El objetivo fundamental del proyecto es el diseño de una metodología para la obtención de emisiones contaminantes debidas al tráfico urbano. Los pasos que se siguen para el uso de la metodología se describen en los siguientes apartados
3.3.1 Árbol de probabilidades.
El árbol de probabilidad desglosa el parque automovilístico en diferentes categorías según los criterios especificados por el usuario. A cada una de las categorías se le asigna un porcentaje que indica el porcentaje de vehículos, sobre el total, asignado a esa categoría.
El módulo de estimación de contaminantes necesita conocer el árbol de probabilidades.
Por tanto, para construir el árbol de probabilidades, el primer paso es realizar una clasificación de los vehículos cuyas emisiones contaminantes van a ser estimadas. Este grupo de vehículos no tiene por qué englobar a todo el parque automovilístico, sino que la metodología permite realizar estudios de distintos segmentos del parque. La clasificación de los vehículos puede realizarse siguiendo diferentes criterios.
La Tabla 2 (apartado 2.4.1.1) muestra la clasificación de vehículos EMEP/Corinair. Esta clasificación se establece 3 niveles: tipo (turismos, vehículos ligeros, vehículos pesados, autobuses, ciclomotores y motocicletas.), clase que depende del tipo de vehículo que se trate (gasolina < 1.4 l, gasolina 1.4 – 2.0 l, gasolina > 2.9 l, diesel < 2.0 l, diesel > 2.0 l, gasolina < 3.5 t, diesel < 3.5 t, gasolina > 3.5 t, etc.) y legislación que dependerá del tipo y la clase de vehículos (PRE ECE, ECE 15/00, ECE 15/01, ECE 15/02, Euro I, Euro II, etc.).
Como se detalla en el apartado 5.2.4. Árbol de probabilidades, en el proyecto se ha realizado una clasificación de vehículos similar a la empleada en el modelo europeo. Igualmente se establecen 3 niveles: tipo (turismos, camiones, y motocicletas.), clase que depende del tipo de vehículo que se trate (gasolina < 1.6 l, gasolina 1.6 – 2.0 l, gasolina > 2.9 l, diesel < 2.0 l, diesel > 2.0 l, etc.) y antigüedad del vehículo (Antes de 1985, 1985- 1990, 1991-1994, 1995-1997, 1998-2002).
El segundo paso en la construcción del árbol de probabilidades es indicar el porcentaje que cada categoría de vehículos representa en el total de la flota. Estos datos se obtienen de los organismos oficiales pertinentes. En el caso de España los datos se han sacado del anuario estadístico de la DGT del año 2003.
3.3.2 Estimación de la velocidad.
El modelo de asignación de tráfico distribuye un conjunto conocido de viajes a una red de transporte y proporciona como salida una estimación de la intensidad de tráfico.
Las funciones volumen-retraso (apartado 3.2.2.1) son expresiones que se obtienen a partir de estudios sobre velocidad y tiempo de viajes característicos de la red.
Para calcular la velocidad media a la que circulan los vehículos por un tramo es necesario conocer la intensidad de vehículos que lo atraviesan, dato que aporta el modelo de asignación. Cada tramo tiene su función VR característica. Al sustituir el valor de la intensidad del tramo en su función VR correspondiente se obtiene el tiempo de viaje del tramo. Si se divide la longitud del tramo, dato especificado en el viario, entre el tiempo de viaje se obtiene la velocidad media a la que circulan los vehículos por el tramo
Usando estas expresiones es posible calcular los tiempos o costes de viajes en cada tramo del sistema de transporte para distintas intensidades de tráfico. Si además se conocen las longitudes de los tramos, será posible conocer las velocidades medias de los vehículos que circulan por cada tramo.
El cálculo de la velocidad media en un tramo usando las funciones VR y las intensidades de vehículos, está descrito con un ejemplo en el apartado 3.1 Diseño de una
metodología para la estimación de contaminantes.
3.3.3 Factores de emisión
La metodología estima las emisiones de los diferentes contaminantes basándose en factores de emisión que se definen en función de las condiciones de tráfico (velocidad de circulación) y del tipo de motor (cilindrada), o indirectamente en función del consumo de combustible.
Se busca asociar un factor de emisión por cada tipo de contaminante a cada categoría de vehículos. El factor debe describir de forma aproximada las emisiones emitidas por los vehículos de la categoría.
Las principales metodologías de estimación de emisiones definen sus propios factores de emisión, obtenidos mediante pruebas realizadas sobre los vehículos.
3.3.4 Modelo de estimación de contaminantes
Los apartados anteriores definen los datos de entrada al modelo, el árbol de probabilidades con los factores de emisión asociados y la velocidad media de circulación en cada tramo.
La estimación de contaminantes se realiza tramo a tramo. En cada vía se analizan los contaminantes emitidos por cada categoría de vehículos.
La fórmula que define la metodología para la estimación de contaminantes emitidos en un tramo por una categoría de vehículos es la que sigue:
Emisiones por periodo de tiempo[g]=Factor de emisión[g/km]*Número de vehículos[veh.]*Kilometraje por vehículo por periodo de tiempo[km/veh]
Las emisiones de contaminantes de una categoría de vehículos en un tramo y en un periodo de tiempo (en gramos), es igual al producto del factor de emisión asociado a la categoría, por el número de vehículos de dicha categoría que circulan por el tramo, por la longitud del tramo.
Los factores de emisión son funciones que tienen como variable la velocidad. El valor del factor de emisión se calcula sustituyendo la velocidad media de circulación en el tamo en la expresión del factor. La velocidad media de circulación en el tramo es un dato conocido que se calcula como se explica en el apartado 3.3.2.
La intensidad de vehículos que recorre cada tramo es un dato que proporciona la aplicación TRAMOS. Por otro lado también es conocido el porcentaje de vehículos que supone cada categoría en el parque automotor. El número de vehículos de una categoría que circula por un tramo en un periodo de tiempo es igual a la intensidad de vehículos que circula por el tramo por la probabilidad de que los vehículos sean de la categoría estudiada.
El kilometraje por vehículo por periodo de tiempo es igual a la longitud de la vía pues los contaminantes se están estimando para dicha vía.
3.3.5 Resultados
Como resultado de la expresión se obtienen los contaminantes en el tramo para una categoría de vehículos en un periodo de tiempo. El periodo de tiempo viene determinado por los datos de intensidad de vehículos. La herramienta TRAMOS ofrece datos de intensidad de vehículos en un periodo de una hora, de 8-9 h de la mañana en un día laborable. Por tanto los datos de contaminación alcanzados están expresados en gramos de contaminante por hora.
3.3.5.1. Estimación de contaminantes de forma desagregada
La expresión de contaminantes ofrece los resultados desagregados por tipo de vehículo y por tramo. Es decir, como resultado de la expresión se obtienen los contaminantes en un tramo para una categoría de vehículos en un periodo de tiempo3.3.5.2. Estimación de contaminantes de forma agregada
Los resultados son agregables para cada tramo sumando los contaminantes emitidos por cada tipo de vehículo en el tramo. Para conocer la estimación de contaminantes de todo el viario se suma la estimación de contaminación de cada tramo.Sería posible agregar los resultados en el tiempo si se conociese la intensidad vehicular en cada intervalo horario, así se conocería la estimación de contaminantes en un día completo. Este dato se puede calcular estudiando el porcentaje de vehículos que circulan cada hora con respecto a los que circulan de 8 a 9 h de la mañana.
Para agregar los datos en un mes es necesario conocer el porcentaje de vehículos que circulan en un día festivo con respecto a los que circulan en un día laborable. Para conocer la estimación de contaminación en todo un año habría que multiplicar la estimación de contaminación de un mes por el número de meses que tiene un año, teniendo en cuenta los días de cada mes.