IMPACTO DEL TRÁFICO RODADO EN LA CALIDAD DEL AIRE URBANO EN EUROPA

Por Rafael Borge, Catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid y Claudia Cea Pallol, Investigadora de la Cátedra UPM-Fundación Repsol de Transición Energética.

La contaminación del aire urbano es originada principalmente por fuentes de combustión, de entre las cuales el tráfico rodado ha demostrado ser una de las principales fuentes de emisiones en la mayoría de las ciudades europeas [1]. No obstante, la contribución del tráfico a los niveles de emisiones de los distintos grupos de contaminantes puede variar de forma importante de una ciudad a otra.

El objetivo de este análisis es determinar la contribución del tráfico rodado en términos de emisiones en las principales ciudades europeas, lo cual es posible gracias a la información recopilada en los inventarios de emisiones. Los inventarios de emisiones son una recopilación de las emisiones atmosféricas liberadas por cada tipo de fuente, en un área y periodo de tiempo determinados [2].

Los inventarios de emisiones empleados en el análisis son inventarios regionales europeos que además de incluir los valores totales de las emisiones incluyen además su desagregación espacial, con una resolución de aproximadamente 10 km x 10 km, lo cual permite analizar la contribución de las fuentes en las grandes ciudades de Europa. Estos inventarios son el inventario EMEP 0,1º y el inventario CAMS-REG-AP v5.1 [3] y constituyen una referencia esencial para estudios de calidad del aire y estrategias de reducción de misiones en Europa.

La utilización de los datos de emisiones de dos inventarios diferentes tiene por objetivo aumentar la fiabilidad del análisis, de forma que el valor de la contribución del tráfico se ha obtenido como la media de las contribuciones resultantes de emplear cada uno de los inventarios. El empleo de dos inventarios diferentes permite además evaluar cuales son las diferencias entre ambos. El análisis ha sido realizado empleando los datos de emisiones del año 2017, último año del cual ambos inventarios disponen de datos de emisiones desagregados por celda.

Los contaminantes analizados son el monóxido de carbono (CO), los óxidos de azufre y nitrógeno (SO_X y NO_X, respectivamente), partículas en suspensión (PM_2.5 y PM₁₀) y los compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM), al ser estos los principales contaminantes relacionados con el tráfico rodado. Además, son compuestos relacionados con los principales problemas de calidad del aire que involucran la formación de diversos contaminantes secundarios y que tienen importantes impactos en salud [4].

Los datos de emisiones desagregados para las emisiones de NO_X no están disponibles en EMEP, de modo que para este contaminante únicamente se han empleado los datos de CAMS-REG-AP.

Las ciudades analizadas han sido las diez ciudades europeas de mayor población: Estambul, Moscú, París, Madrid, Barcelona, San Petersburgo, Roma, Berlín y Atenas.

Los resultados del análisis se resumen en la Tabla 1, que muestra la contribución del tráfico respecto al total de emisiones en la ciudad y se compara con la media en el conjunto de Europa (los valores en verde y rojo indican una contribución menor o mayor respecto a esta media para todo el continente, respectivamente).

Tabla 1: Contribución de las emisiones del tráfico rodado en las principales ciudades europeas en 2017. [3]

Las importantes diferencias en los valores de la contribución del tráfico obtenidos evidencian la influencia tanto de la ciudad evaluada como del contaminante considerado. A pesar de estas diferencias, es posible obtener una serie de tendencias generales relevantes:

• La contribución del tráfico más importante en las ciudades se relaciona con CO y NO_X, llegando a representar hasta más del 70% de las emisiones totales, como es el caso para este último contaminante en Madrid o Atenas.
• La contribución de las emisiones del tráfico de PM es superior a la media del conjunto de Europa en todas las ciudades analizadas, siendo únicamente inferior en Estambul y Moscú.
• La contribución del tráfico a los niveles de COVNM es por lo general inferior en las ciudades analizadas al valor medio europeo, siendo superior únicamente en las ciudades de Atenas y San Petersburgo.
• Como media, para todos los contaminantes a excepción de los COVNM la contribución media del tráfico en las ciudades es superior a la contribución en Europa, lo cual refleja la relevancia de las emisiones de tráfico en centros urbanos.

A fin de evaluar la certidumbre de los resultados obtenidos se ha realizado una comparativa entre los valores de emisiones estimados por cada uno de los inventarios. Al analizar las diferencias en los valores de emisiones totales en Europa se ha podido observar que el inventario EMEP estima mayores valores de emisiones para todos los contaminantes. Sin embargo, al analizar los datos de emisiones desagregados, el inventario que predice mayores valores de emisiones depende de la ciudad y del contaminante analizado.

Tabla 2: Diferencia media en los valores de emisiones estimados por EMEP y CAMS REG-AP en Europa por tipo de contaminante. [3]

La Tabla 2 sintetiza este análisis a través de la diferencia de las estimaciones del inventario EMEP en términos relativos respecto a los valores correspondientes a CAMS. Se puede observar cómo los datos de emisiones de tráfico presentan mayores diferencias que los datos de emisiones totales, lo cual pone de manifiesto la dificultad de estimar correctamente las emisiones relacionadas con el tráfico rodado. Esta dificultad ha sido relacionada con la sensibilidad de las emisiones del tráfico de múltiples factores como por ejemplo la congestión o las condiciones del vehículo motor (los arranques en frio o la desaceleración y aceleración) los cuales son difíciles de cuantificar.

Se puede apreciar además como las diferencias entre ambos inventarios, tanto para las emisiones totales como para las debidas al tráfico, son muy superiores al evaluar las emisiones a nivel desagregado, lo cual pone de manifiesto el impacto de los diferentes procedimientos seguidos por cada uno de los inventarios para llevar a cabo la desagregación espacial de las emisiones. La diferencia entre ambos inventarios depende así mismo del contaminante considerado, identificándose las mayores diferencias para los SO_X.

Tabla 3: Diferencia media en los valores de emisiones de CO, COVDM, SOx y PM estimados por EMEP y CAMS REG-AP en las ciudades de Europa. [3]

Así mismo se puede observar una dependencia de dicha diferencia de la ciudad evaluada (Tabla 3), siendo las mayores diferencias identificadas en las ciudades de Europa oriental (Atenas, Estambul, Moscú y San Petersburgo) y en la ciudad de París.

Se han podido identificar posibles causas responsables de las diferencias entre ambos inventarios:

• Utilización de diferentes datos de entrada en la elaboración de cada uno de los inventarios. EMEP emplea los datos oficiales de emisiones desagregadas comunicados por cada país, mientras que CAMS-REG-AP no lo hace al implicar el uso de dichos datos trabajar con cuadrículas que varían de un país a otro. En su lugar CAMS-REG-AP utiliza una distribución espacial uniforme de los totales de los países por sectores para garantizar la coherencia de la distribución espacial en todo el ámbito. Este hecho unido a las diferencias en la metodología empleada por cada uno de los inventarios para la corrección de errores e incongruencias y para el relleno de los datos oficiales incompletos explica por qué para la mayoría de los países de la Unión Europea y la mayoría de los sectores, las emisiones totales de CAMS-REG son muy semejantes a las comunicadas a EMEP, mientras que la distribución espacial de dichas emisiones no lo es, si no que presenta diferencias en algunos casos significativas [5].
• Utilización en la elaboración del inventario CAMS-REG-AP de datos de emisiones alternativos (EDGAR, GAINS) a los comunicados oficialmente por cada país en el cálculo de las emisiones debidas a la navegación interior y la quema de residuos agrícolas, así como para los países no pertenecientes a la Unión Europea al ser los inventarios oficiales incompletos o Este hecho puede explicar por qué las diferencias entre ambos inventarios son mayores para las ciudades que no pertenecen a la Unión Europea [6], [7].
• Diferencias en la cobertura de fuentes de cada inventario. Por ejemplo, el inventario CAMS-REG-AP no considera las emisiones de NO_X procedentes de los suelos agrícolas ni los COVNM procedentes de la ganadería, al ser frecuente que dichas categorías sean notificadas de forma incompleta, mientras que EMEP si considera dichas emisiones. [6]

La información contenida en los inventarios de emisiones se ve por tanto afectada por una importante incertidumbre, siendo por tanto necesario el desarrollo de técnicas que permitan evaluar y mejorar en la medida de lo posible dicha información, al constituir los inventarios de emisiones la base para la correcta aplicación de muchos de los modelos de reparto de fuentes, esenciales para la correcta definición de medidas y políticas de mitigación, así como para la evaluación de la efectividad de dichas medidas una vez implantadas.

Sin embargo, los dos principales inventarios regionales identifican claramente la influencia del tráfico rodado a nivel de emisiones en las grandes ciudades para algunos de los principales contaminantes, especialmente las partículas finas y los óxidos de nitrógeno. En consecuencia, el tráfico debe ser un sector prioritario a la hora de diseñar estrategias de reducción de emisiones en áreas urbanas con el último propósito de reducir los impactos negativos en la salud de sus ciudadanos.

Bibliografía

[1] European Environmental Agency (EEA), 1998. Assessment and Management of Urban Air Quality in Europe. EEA Monograph, no. 5

[2] Data. US EPA. Air Emissions Inventories.

[3] Data. ECCAD: Making data accessible and providing tools for data analysis. Emissions of atmospheric Compounds and Compilation of Ancillary

[4] European Environment Agency (EEA), 2022. Air quality in Europe 2022. EEA Report no. 05/2022.

[5] EMEP Centre on Emission Inventories and Projections (CEIP), 2019. Documentation of the new EMEP gridding system for the spatial disaggregation of emission data with a resolution of 0.1°x0.1° (long-lat). Technical report CEIP 06/2019

[6] TNO innovation for life, Jeroen Kuenen et al., 2019. Comparison CAMS and EMEP.

[7] Journal of Earth System Science, Kuenen, Jeroen, Dellaert et al., 2021. CAMS-REG-v4: a state-of-the-art high-resolution European emission inventory for air quality modelling.