Erika Alarcón Ruiz1, René Bernardo Elías Cabrera Cruz.2 y Julio César Rolón Aguilar2

1Estudiante del Doctorado en Medioambiente en la Universidad Autónoma de Tamaulipas. Facultad de Ingeniería "Arturo Narro Siller

2 Profesor-Investigador, División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Ingeniería “Arturo Narro Siller”, Universidad Autónoma de Tamaulipas.

Sede regional:

Noreste

Las Tecnologías de Información y el Cambio Climático.

Alcances y Limitaciones.

Bloque Temático: Aspectos Sociales y Ciudades y Cambio Climático

Contenido

• Introducción

• Antecedentes

• Objetivo

• Metodología

• Resultados y Discusión

• Conclusiones

Introducción

El cambio climático es considerado una seria amenaza para el ser humano y para los ecosistemas.

No es una tarea sencilla la adopción de decisiones debido a las condiciones de incertidumbre y riesgo que implican la posibilidad de cambios irreversibles.

Es de suma importancia, el acceso a bases de datos confiables y a sistemas de información que permitan generar:

• inventarios de gases de efecto invernadero (GEI), • modelos sencillos de balance de energía, • modelos de circulación general, • y modelos de manejo integral.

Antecedentes

• Las tendencias de calentamiento son bastante significativas, está sucediendo a un ritmo que no tiene precedentes en los últimos 1,300 años .

(Sánchez Rabat, S. 2010)

EL IPCC…

El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), creado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) en 1988, se encarga de analizar, de forma exhaustiva, objetiva, abierta y transparente, la información científica, técnica y socioeconómica relevante para entender los elementos científicos del riesgo que supone el cambio climático provocado por las actividades humanas, sus posibles repercusiones y las posibilidades de adaptación y atenuación del mismo (IPCC. 2013).

Cada país debe tomar las medidas necesarias para hacer frente al cambio climático, dentro de éstas medidas se encuentra la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

En 1997 dentro de la Convención de Cambio Climático de las Naciones Unidas (UNFCCC) surge el Protocolo de Kyoto, primer acuerdo global en la lucha contra los GEI (Fernández Muerza, Alex. 2010).

Objetivo

Realizar un análisis de las principales tecnologías de información y técnicas computacionales para el estudio de las distintas etapas del problema de cambio climático. Dentro de los aspectos que se analizan, se encuentra vulnerabilidad, prevención, mitigación, adaptación, generación de GEI, generación de escenarios, amenazas y riesgos.

Observar y hacer un seguimiento de los

cambios climáticos a medida que ocurren.

Analizar y comprender los cambios y sus

orígenes.

Validar y mejorar los modelos

Inicializar modelos; predecir la evolución

futura.

Evaluar los impactos regionales: en el medio

ambiente, las actividades y sectores como la agricultura, energía, pesca, etc.

Desarrollo General

METODOLOGÍA

Durante la última década, el Consejo Nacional de Investigación (NRC) en el Marco de la Convención sobre el Cambio Climático organizada por las Naciones Unidas, emitió una serie de recomendaciones sobre los sistemas de monitoreo del Clima.

Se necesita un gran esfuerzo para producir registros de datos climáticos íntegros.

Deben almacenarse y poder ser accedidos en cualquier momento y por cualquier grupo de trabajo.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

AERMOD View. Es un modelo de dispersión atmosférica refinado recomendado por la Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos (USEPA). Consiste de un modelo Gaussiano de pluma en estado estacionario que simula la dispersión de los contaminantes en el aire y su deposición; realiza sus cálculos tomando en cuenta las características del terreno y la presencia de edificios cercanos a la fuente de emisión, los cuales pueden afectar la dispersión de la pluma; usa datos del clima de la capa superior atmosférica. (Technology Transfer Network. 2013).

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

CALPUFF View es una interfaz gráfica interactiva de manejo intuitivo y muy amigable con el usuario, que con experiencia o sin ella es llevado de la mano paso a paso en la aplicación del modelo. Los resultados son visualizados como gráficas de contornos coloreados de iso-concentración, las cuales se pueden superponer a un mapa abstracto (3D) o sobre imágenes de Google Earth. Además, usa el concepto de volutas para dar seguimiento a la migración y deposición del contaminante lo que le permite obtener resultados confiables a distancias de hasta 100 Km.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

ALOHA. Modelo de dispersión sencillo, diseñado inicialmente para responder ante emergencias mediante la estimación de zonas de riesgo asociadas a la emisión de compuestos peligrosos. Calcula la dispersión de una nube de gas basándose en las características físicas y niveles de referencia del compuesto, en las condiciones atmosféricas y en las circunstancias en las que se produce la emisión.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

PHAST es una herramienta desarrollada para el análisis de peligros. Calcula la descarga inicial, la dispersión del contaminante y los posteriores efectos por toxicidad o inflamabilidad.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

EFFECTS. Permite evaluar los efectos físicos de emisiones accidentales de sustancias químicas tóxicas o inflamables. Para ello cuenta con varios modelos de cálculo: de emisión, de evaporación, de dispersión, de incendios, de explosión y de daño.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

DEGADIS. Simula la dispersión de emisiones de gases densos o aerosoles desde fuentes de área a nivel del suelo o elevadas, en emisiones sin impulso inicial o como chorros (jet) desde válvulas de alivio de presión. DEAGADIS se puede emplear para terrenos llanos.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

CALRoads View. Es un paquete de modelamiento de la dispersión de contaminantes provenientes de vehículos en caminos y carreteras, que aplica los tres modelos de fuentes móviles aprobados por la US EPA: CALINE4, CAL3QHC, CAL3QHCR.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

CALINE4. Predice las concentraciones en aire de CO (monóxido de carbono), NO2(dióxido de nitrógeno) y PST (partículas suspendidas) cerca de caminos o carreteras; sus aplicaciones se extienden a cruceros, estacionamientos, pasos elevados o a desnivel y en cañones.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

CAL3QHC. Calcula la concentración de contaminantes en el aire de monóxido de carbono (CO) y partículas (PST) en las cercanías de caminos, que provienen de vehículos en circulación o funcionando en marcha muerta. También calcula la longitud de las filas de vehículos en marcha muerta que se pueden formar en cruceros con semáforos.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

ARTM View. Es una interfaz gráfica de usuario ergonómico e intuitivo para la Oficina Federal Alemana para la radiación (BFS) modelo ARTM. El modelo de la ARTM (atmosférica modelo de transporte de radionúclidos) calcula la dispersión y deposición de materiales radioactivos en el aire liberados en la atmósfera.

AUSTALView. Es un modelo de trazador partículas de Lagrange ampliamente utilizado en Alemania, y capaz de modelar los campos de viento complejas y el comportamiento transitorio.

Modelos de Dispersión:

AERMOD View.

CALPUFF.

ALOHA.

PHAST

EFFECTS.

DEGADIS..

CALRoads View.

CALINE4.

CAL3QHC

ARTM View.

AUSTALView.

Screen View.

Screen View. Es un paquete de software gratuito y está diseñado para el nivel de detección de modelado de dispersión atmosférica. Con cálculos conservadores y los requisitos simplificados de entrada, la pantalla View es ideal para obtener las pantallas iniciales.

Garantía de cumplimiento

FETS-RT Web.

SLAB View.

SEVEX View

FETS-RT Web: Es un modelo de tiempo real que puede mostrar

la relación entre las emisiones y las concentraciones a partir de datos meteorológicos de previsión.

Gestión de Emisiones.

FETS View.

Urban and Industrial Air Quality Assessment and Management..

La gestión de las emisiones implica el cálculo, la recogida y resumen de los datos de emisión de una variedad de fuentes. Estos datos de emisión pueden ser utilizados para crear inventarios o para ejecutar los modelos de dispersión de aire. Urban and Industrial Air Quality Assessment and Management es un sistema de información interactivo de soporte de decisiones para la gestión de la calidad del aire urbano e industrial. Basado en un arquitectura web, permite realizar monitoreo en tiempo real, modelado y predicción de emisiones accidentales de las plantas industriales. Compatible con clientes distribuidos y móviles a través de Internet o conexiones dedicadas VPN.

Generador de Escenarios de Cambios Climáticos

MAGICC/ SCENGEN

• Permite estudiar las variables temperatura, precipitación y presión.

• Puede mostrar en un mapa incrementos de temperatura, incrementos porcentuales de precipitación, error, variabilidad (SD y SNR).

• Puede incluir efectos de aerosoles.

• Puede mostrar las proyecciones del clima para cualquier año entre 2000 y 2100.

Bases de Datos.

• En México, el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático ha desarrollado un conjunto de bases de datos dentro de las que destacan las siguientes (INE, 2012):

Emapas: Micrositio de Mapas del Medio Ambiente de México.

Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire

Sistema de Inv. Nac.de Sustancias Químicas

Sistema de Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero

Sistema de indicadores de la calidad del aire.

Sistema de Consulta de las Cuencas Hidrográficas de México

Portal de Indicadores de Eficiencia Energética y Emisiones

Portal de Cambio Climático

Históricos Calidad del Aire

Técnicas Computacionales

• De sistemas transaccionales a sistemas de generación de conocimiento. – Inteligencia Artificial

• De Bases de Datos Relacionales a Cubos de Información.

• De conexión remota asíncrona a síncrona.

• De aplicaciones de escritorio a sistemas web

• De PC´s a smarthphones

Tecnologías de Información

Tec. Satellital, GPS

Lenguajes de Programación de alto nivel

Sistemas Manejadores de Bases de

Datos

Redes Unificadas

INTERNET

Sistemas de Información de Cambio Climático

Sistemas de Información de Cambio Climático

Diccionario de Datos

Diccionario de Datos

Diccionario de Datos

Tendencias

• Dentro de las principales tendencias detectadas se encuentran opciones para manejo integral y modelación de GEI, manejo de ciclo de vida, manejo institucional de carbono y producción de energía limpia.

Conclusiones

• En este trabajo se realizó un análisis de las principales tecnologías de información y técnicas computacionales para el estudio de las distintas etapas del problema de cambio climático. Dentro de los aspectos que se analizan, se encuentra vulnerabilidad, prevención, mitigación, adaptación, generación de GEI, generación de escenarios, amenazas y riesgos. Se comparan las metodologías empleadas, resaltando las características principales y su área de aplicación, así como la generación de inventarios de emisiones. La revisión de sistemas de cambio climático permitirá identificar las perspectivas más importantes en el área y su aportación a una nueva línea de generación aplicada de conocimiento denominada Informática Ambiental y la representación esquemática y simplificada de un marco de evaluación para la consideración de los cambios climáticos antropogénicos.

Referencias

• Sánchez Rabat, S. 2010. Cambio climático, energía. http://cambioclimaticoenergia.blogspot.mx

• CambioClimaticoGlobal.com. 2013.

• Evidencia del Cambio Climático y el Calentamiento Global. http://cambioclimaticoglobal.com/evidencias-cambio-climatico

• IPCC.2013. http://www.ipcc.ch/home_languages_main_spanish.shtml#.Uk9d1dJWw6Y

• Fernández Muerza, Alex. 2010. Medidas para combatir el cambio climático. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2010/09/09/195650.php

• Technology Transfer Network. 2013. Support Center for Regulatory Atmospheric Modeling

• http://www.epa.gov/scram001/dispersion_prefrec.htm

• ESS. 1995. http://www.ess.co.at/EUREKA/

• http://www.weblakes.com/products/aermod/index.html

Muchas gracias

por su atención