Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental

CÀLCUL D’EMISSIONS FUGITIVES DE PARTÍCULES (març 2009) L’objectiu d’aquest document és facilitar el càlcul de les emissions fugitives de partícules a l’atmosfera, tant en el cas de les PST com en el de les PM10. Es preveuen les fonts fugitives d’emissió de partícules a l’atmosfera següents: 1. Emissions fugitives de partícules a causa del processat de material (plantes de tractament). 2. Emissions fugitives de partícules a causa de la manipulació de productes pulverulents en abassegaments. 3. Emissions fugitives de partícules pel trànsit de vehicles en vials i superfícies no pavimentades a causa de la resuspensió del sòl. 4. Emissions fugitives de partícules pel trànsit de vehicles en vials i superfícies pavimentades degudes a la resuspensió del sòl (incloent-hi el desgast del paviment). 5. Emissions fugitives de partícules del sòl pel trànsit de vehicles en vials i superfícies pavimentades a causa del desgast de pneumàtics, frens i paviment.

1. Emissions fugitives de partícules a causa del processat de material (plantes de tractament) 1.1 Dades necessàries A continuació, s’especifiquen les dades necessàries per dur a terme el càlcul d’emissions a partir de la metodologia EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 (http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch11/final/c11s1902.pdf) : Dades Producció

Descripció Tones de material processat anualment en cada operació (t/any)

1.2 Mètode de càlcul L’emissió per a cada operació es calcularà a partir de l’equació següent (EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2): Emissió ( t / any ) =

FE × Pr oducció 1000

on FE és el factor d’emissió que es pot consultar a les taules següents i està expressat en kg de partícules emeses per tona de material processat. A continuació, es mostren els factors d’emissió diferenciant entre els processos que utilitzen tècniques de control i els que no. S’entén per tècniques de control les que suposin una supressió humida de la pols.

Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

1

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental Sense tècniques de control FE PM10 FE PST (kg/t) (kg/t)

Operació

Amb tècniques de control FE PM10 FE PST (kg/t) (kg/t)

Referència EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2 EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2

Tamisat

0,0043

0,0125

0,00037

0,0011

Esmicolament terciari

0,0012

0,0027

0,00027

0,0006

Esmicolament secundari

0,0012

0,0027

0,00027

0,0006

Esmicolament primari

0,0012

0,0027

0,00027

0,0006

Esmicolament de fins

0,0075

0,0195

0,0006

0,0015

Tamisat de fins

0,036

0,15

0,0011

0,0018

0.00055

0,0015

2,3·10-5

0,00007

EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2

8·10-6

-

-

-

EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2

5·10-5

-

-

-

EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 11.19.2

Punt de transvasament de material en cinta transportadora Descàrrega de camions de pedra fragmentada Descàrrega de camions en cinta transportadora de pedra triturada

Així, les emissions totals seran: n

Emissió Total ( t / any ) =

on

∑ FE i × Pr oducció i

i=1

1000

i és cada una de les operacions de la planta de tractament n és el nombre total d’operacions existents a la planta de tractament

2. Emissions fugitives de partícules a causa de la manipulació de productes pulverulents en abassegaments Es tracta d’operacions de transferència de materials sòlids pulverulents des de cintes transportadores, pales, camions, bolquets, rascadors o similars que es produeixen en piles d’aquests materials. Aquestes operacions de transferència poden produir-se en continu o en discontinu. L’abocament des de camions a piles o la càrrega de materials des de piles a camions amb una pala excavadora són exemples Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

2

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental d’operacions de transferència en discontinu. Afegir material a una pila des d’una cinta transportadora és un exemple d’operació de transferència en continu.

2.1 Dades necessàries A continuació, s’especifiquen les dades necessàries per dur a terme el càlcul d’emissions a partir de la metodologia EPA Final Section. November 2006. AP42 Chapter 13.2.4. (http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch13/final/c13s0204.pdf): Dades Producció U

Descripció Tones de material processat anualment en cada operació (t/any) Velocitat mitjana anual del vent. Zona

Estació de referència

1

Aeroport (mitjana 1971-2000)

2 Altres

M

Velocitat (m/s) mitjana anual

Referència

Guía Resumida del Clima en España 1971-2000, Agencia Estatal de Meteorología Cerdanyola Anuaris dades meteorològiques, 1.3 (mitjana 2001-2003) Servei Meteorològic de Catalunya Servei Meteorològic de Catalunya 2.7

% d’humitat del material Es pot extreure de l’EPA Final Section. Update August 2004. AP42 Chapter 13.2.4 Table 13.2.4-1. Recurs Humitat (%) Granit Grandiorita Argila Sorres i graves Calcària Pissarra

0.2 0.2 10 7.4 0.7 0.2

Una altra opció és disposar de dades reals a partir dels mètodes exposats en els annexos C.1 i C.2 disponibles a les adreces electròniques següents: http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/appendix/app-c1.pdf (mostreig) http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/appendix/app-c2.pdf (anàlisi)

2.2 Mètode de càlcul Aquest mètode de càlcul (EPA Final Section. November 2006. AP42 Chapter 13.2.4.) està pensat per a un contingut d’humitat entre el 0,25% i 4,8%. En el cas d’estar per fora d’aquest interval, el mètode de càlcul té una incertesa més gran. L’emissió total es calcularà a partir de l’equació següent:

Emissió ( t / any ) =

FE × Pr oducció 1000

on FE és el factor d’emissió que es pot calcular a partir de l’expressió següent:

Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

3

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental 1, 3

U    2 .2   FE (kg / t ) = k × (0,0016) × 1, 4 M     2 

on k és un factor multiplicador referent a la mida de la partícula: PM10 PST k 0,35 0,74

2.3 Mesures correctores En el cas que s’apliquin mesures correctores en els abassegaments, l’emissió total es calcularà a partir de l’expressió següent: Emissió ( t / any ) Amb mesures = Emissió( t / any ) Sense mesures × (1 −

η ) 100

on η és l’eficàcia de la mesura correctora. Mesura correctora η Tractament en continu de material amb agents químics (tensioactius, 90 aglomerats, surfactants...) + ruixar amb aigua Ruixar amb aigua de manera 62 continua en tots els punts de transferència de material 3 pantalles paravent entorn l’ 75 abassegament Regar la pila amb aigua o cobrir-la 90 quan hi hagi un episodi de vent fort

Referència EPA Final Section. November 2006. AP42 Chapter 13.2.4

Western Regional Air Partnership (WRAP) Fugitive Dust Handbook, Chapter 4 Table 4-2. Western Regional Air Partnership (WRAP) Fugitive Dust Handbook, Chapter 4 Table 4-2. Western Regional Air Partnership (WRAP) Fugitive Dust Handbook, Chapter 4 Table 4-2.

Aquesta taula és una primera aproximació i serà ampliada amb l’eficiència de més mesures correctores a partir dels resultats de diferents estudis que s’estan duent a terme. En el cas que s’apliqui més d’una mesura correctora per al càlcul de les emissions s’utilitzarà l’eficàcia de la mesura més eficient.

3. Emissions fugitives de partícules pel trànsit de vehicles en vials i superfícies no pavimentades a causa de la resuspensió del sòl. Les emissions fugitives de partícules es produeixen al llarg de tot el vial o carretera. Quan un vehicle circula per un vial no pavimentat, l’acció de les rodes sobre Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

4

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental la superfície del vial produeix la polvorització del material de la superfície. Les partícules allà presents s’eleven i cauen per acció del gir de les rodes i, a més, la superfície del vial es veu exposada a turbulències a causa de les fortes corrents d’aire que es generen per la circulació dels vehicles, l’estela turbulenta de les quals segueix actuant sobre la superfície del vial durant cert temps després que el vehicle ja hagi passat.

3.1 Dades necessàries A continuació, s’especifiquen les dades necessàries per dur a terme el càlcul d’emissions a partir de la metodologia EPA Final Section. November 2006. AP42 Chapter 13.2.2. (http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch13/final/c13s0202.pdf):

Dades L N W

Descripció Longitud del tram de cadascun dels diferents trajectes recorreguts per vials i superfícies no pavimentades (km). Nombre de vehicles que circulen pel tram anualment (vehicles/any). Pes mitjà de tots els vehicles que circulen pel tram (tones) tenint en compte, si els té, els dos sentits de circulació. Està pensat per obtenir un factor d’emissió que representi tot el parc de vehicles de mitjana que circula pel vial, no per obtenir un factor d’emissió diferenciat per a cada tipus de vehicle.

P

Nombre de dies amb un mínim de 0,254 mm de precipitació a l’any. Zona 1 2

Estació de referència Aeroport (mitjana 1971-2000) Cerdanyola (mitjana 2000-2003)

Altres

s

Nombre de dies

Referència

Guia Resumida del Clima en España 19712000, Agencia Estatal de Meteorología Anuaris dades meteorològiques, Servei 107 Meteorològic de Catalunya Servei Meteorològic de Catalunya 55

Contingut de fins (partícules amb diàmetre ≤ 75µm) (%) En cas de zones on la circulació és principalment de vehicles pesants >3,5 tones, es pot extreure de l’EPA Final Section. November 2006 AP42 Chapter 13.2.2.1-1 Indústria Foneria

Contingut de fins (%) 6

Extracció i tractament de sorres, graves

4,8

Extracció i tractament de taconita

4,3

Altres extraccions i tractaments

10

Mina de carbó

5,1

Vials de construccions

8,5

Abocadors

6,4

En cas de zones on la circulació és principalment de turismes i camions lleugers 3,5 tones: a

 s  W FE Tram ( g / vehicle·km) = k ×   ×    12   3 

b

• En

cas de zones on la circulació és principalment de turismes i camions lleugers 3500 kg) Si no es disposa d’informació, es pot prendre com a mitjana un valor de 3.

5.2 Mètode de càlcul L’emissió total es calcularà a partir de l’equació següent (EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770), aplicant els diferents valors de cada variable en funció de si es calcula desgast de pneumàtics, frens o paviment: Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

12

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental

Emissió ( t / any ) =

N × M × FE × f × S( v ) 1000000

S(v) és un factor corrector que depèn de la velocitat: on (km/h) S (v) S (v) S (v) Velocitat Pneumàtics Frens Paviment v < 40

1,39

1,67

1

40 ≤ v ≤ 90

-0,00974 x V + 1,78

-0,0270 x V + 2,75

1

V > 90

0,902

0,185

1

Referència EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770

f és un factor corrector que té en compte la fracció de partícules en funció de la seva mida: f f f Referència Pneumàtics Frens Paviment PST

1

1

1

PM10

0,6

0,98

0,5

Tipus vehicle

FE és el factor d’emissió tabulat a la taula següent: de FE FE FE Pneumàtics Frens Paviment (g/km) (g/km) (g/km)

Motos

0,0046

0,0037

0,0060

Turismes

0,0107

0,0075

0,0150

Pesants 1 (3500 kg)

Equació 1

Equació 2

0,0760

EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 5, 6 i 7 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 5, 6 i 7

Referència

EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 9, 10 i 11 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 9, 10 i 11 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 9, 10 i 11 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770 Table 9, 10 i 11

L’equació 1 és la següent:

FE =

N axle × LCF × 0,0107 2

Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

13

Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient i Habitatge Direcció General de Qualitat Ambiental L’equació 2 és la següent:

FE = 3.13 × LCF × 0,0075

on LCF és un factor corrector de càrrega que es calcula a partir de l’expressió següent: Pneumàtics LCF

1,41 + 1,38 x LF

Frens 1 + 0,79 x LF

Referència EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2007 Chapter B770

on LF és una constant de valor 0 si el vehicle està buit i 1 si el vehicle està ple. Així, si es vol prendre una mitjana, el valor de LF seria 0,5.

Diagonal 523-525 08029 Barcelona Tel. 93 444 50 00 Fax 93 419 31 45 Adreça electrònica:[email protected]

14