22/04/2021

Un model matemàtic permet estimar l’impacte dels creuers sobre la qualitat de l’aire a la zona metropolitana de Barcelona

El model creat a la URV permet calcular amb precisió el nivell de contaminació de l’aire en zones metropolitanes. Els investigadors han emprat l'eina per predir en quina manera la indústria dels creuers contribueix als nivells de concentració de contaminants de l’aire de Barcelona. Els resultats indiquen que l’increment de partícules és relativament modest en comparació de l’impacte global del port

L’impacte de l’activitat dels creuers que operen als ports dels principals destins turístics sobre la qualitat de l’aire de les zones metropolitanes properes ha estat objecte de debat en els últims anys. Amb un consum mitjà diari durant l’estada al port de 2,5 megawats, un creuer típic únicament destina un 5% de tota l’energia consumida durant les operacions portuàries a maniobres. La resta s’utilitza a mantenir el subministrament d’energia als diferents serveis que s’ofereixen a bord (calefacció, aire condicionat, sistemes de fred, entreteniments, restaurants, etc.). En la majoria dels casos, això implica l’emissió localitzada en l’espai i sostinguda en el temps de contaminants d’origen fòssil durant tota l’estada del vaixell al port. Determinar amb precisió les despeses ambientals i econòmiques és essencial per poder valorar inversions destinades a reduir l’impacte de l’activitat creuerista, com ara l’electrificació dels ports.

L’equip d’investigadors del Departament d’Enginyeria Mecànica i el grup de recerca ECoMMFiT de la URV, liderat per Alexandre Fabregat, ha emprat eines d’aprenentatge automàtic (machine learning) per calcular la contribució d’aquesta indústria als nivells de contaminació en diferents punts de la ciutat de Barcelona.

La capital catalana ha estat durant els darrers anys la destinació turística més important en nombre de creueristes d’Europa. Hi arriben aproximadament cada mes entre 25 i 120 creuers (entre 850 i 1.050 si considerem tot el conjunt d’arribades). L’equip ha generat models de predicció de la qualitat de l’aire combinant bases de dades de concentració de contaminants de l’aire (òxids de nitrògens, òxid de sofre, ozó troposfèric, monòxid de carboni  i partícules disperses a l’atmosfera), dades meteorològiques i registres històrics dels diferents models de trànsit incloent-hi el rodat a la xarxa viària de la ciutat, l’aeri a l’aeroport i el marítim al port.

Tota aquesta informació s’ha emprat per generar models matemàtics capaços de calcular amb precisió la concentració de contaminants de l’aire en diferents localitzacions de l’àrea metropolitana. Els nous models han demostrat que tenen una capacitat de predicció superior a la de les eines tradicionals de dispersió de contaminants.

Els resultats indiquen que la contribució global dels creuers a l’increment de contaminants a la ciutat és relativament modesta en comparació de l’impacte global del Port de Barcelona. L’anàlisi indica que el tràfic portuari de creuers contribueix de forma molt localitzada a augmentar la concentració de contaminants. Així, per exemple, el càlcul de la contribució d’un creuer addicional al Port sobre els nivells d’òxids de nitrogen a la zona de l’Eixample i Ciutadella és d’1,3 micrograms per metre cúbic (μg/m3)) respecte a un valor mitjà de més de 40 μg/m3. A mesura que ens allunyem del Port, l’increment d’òxid de nitrogen associat als creuers disminueix fins a valors negligibles (<0,05 μg/m3 per creuer)  en localitzacions com ara el Palau Reial i la Vall d’Hebron.

El treball, amb el títol “Using Machine Learning to estimate the Impact of Ports and Cruise ship traffic on urban air quality: the case of Barcelona”, s’ha publicat a la revista Environmental Modelling & Software. La metodologia és aplicable a qualsevol altra zona urbana en la qual hi hagi dades històriques de concentració de contaminants, meteorologia i intensitat del trànsit o altres factors, com ara activitat industrial, susceptibles d’impactar en la qualitat de l’aire local.

Càlculs de precisió

Aprofitant l’impacte del confinament sobre la mobilitat, el trànsit i l’activitat socioeconòmica en general, la plataforma creada en aquest treball s’està utilitzant per comprendre millor la contribució individual de cadascuna de les principals fonts d’emissió de contaminants sobre la qualitat de l’aire en sistemes tan complexos com les ciutats.

El model que s’ha desenvolupat permet establir la relació entre la concentració local de diferents contaminants a les estacions de mesura de contaminants distribuïdes per la ciutat amb l’estat de l’atmosfera —meteorologia— i el trànsit rodat, marítim i aeri. Amb una alta capacitat de predicció, l’eina permet  calcular amb precisió els nivells locals de contaminació i predir l’impacte aïllat que el nombre total de vaixells del  port i el nombre de creuers tenen sobre la qualitat de l’aire en els diferents punts de la ciutat.

Alexandre Fabregat, Lluís Vázquez, Anton Vernet. “Using Machine Learning to estimate the impact of ports and cruise ship traffic on urban air quality: The case of Barcelona”, Environmental Modelling & Software, Volume 139, 2021, 104995, ISSN 1364-8152, https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2021.104995.


Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà.

*