ES2927645T3 - Sistema de medición de emisiones y cuantificación de fuentes emisoras - Google Patents

Sistema de medición de emisiones y cuantificación de fuentes emisoras Download PDF

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Abstract

Se proporciona un sistema y un método para cuantificar una fuente de emisión. El sistema y el método obtienen una pluralidad de mediciones de concentración de emisiones en uno o más puntos de muestreo y datos de viento durante el tiempo en que se miden las concentraciones de emisiones. Para cada punto de muestreo, se puede construir un arco de muestreo virtual usando las mediciones de concentración de emisiones tomadas en el punto de muestreo, los datos del viento para cuando se tomaron las mediciones de concentración de emisiones y una distancia aproximada a la fuente de emisión. Los arcos de muestreo virtuales se pueden usar para construir una o más cuadrículas de muestreo virtuales y la cantidad de emisiones que emanan de la fuente de emisiones se aproxima a partir de las cuadrículas de muestreo virtuales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de medición de emisiones y cuantificación de fuentes emisoras
FUENTE DE EMISIÓN
La presente invención se refiere a la monitorización del aire y más concretamente a un sistema de cuantificación de una fuente emisora.
Antecedentes de la invención
La reducción de la emisión de contaminantes al aire es importante para disminuir nuestro impacto ambiental en el medio ambiente. La monitorización de la calidad del aire puede ser una ciencia inexacta. Los contaminantes del aire a menudo son visualmente imperceptibles e incluso cuando pueden ser visibles, a menudo son difíciles de discernir y/o cuantificar solo mediante visualizaciones. A menudo, los métodos utilizados para monitorizar la tasa de emisión al aire, tales como contaminantes, son simples y a menudo inexactos o, de forma alternativa, muy complejos, que requieren profesionales con experiencia y, a menudo, propensos a errores. Incluso en los casos en que los métodos se llevan a cabo con éxito, las observaciones resultantes pueden ser demasiado vagas o inexactas para proporcionar una cuantificación significativa de las emisiones.
El documento EP 0448360 A1 desvela un sistema de monitorización química que incluye una unidad de procesamiento de datos vinculada a un hardware de detección para detectar componentes químicos y concentraciones químicas, a una fuente de datos meteorológicos ya un dispositivo de entrada de datos. La unidad de procesamiento puede emplear datos meteorológicos, tales como datos de velocidad y dirección del viento, recibidos de una fuente de datos meteorológicos en tiempo real (por ejemplo, una estación meteorológica local o una estación meteorológica portátil) junto con la concentración química detectada y los datos de los constituyentes recibidos del hardware de detección química en tiempo real (por ejemplo, un cromatógrafo) para desarrollar un modelo de la distribución probable (extensión de la dispersión o columna) de sustancias químicas transportadas por el aire y/o la fuente química y su ubicación.
El documento US 4135092 A desvela un método para cuantificar las tasas de emisiones fugitivas. El método se caracteriza por su capacidad para cuantificar las emisiones fugitivas en el aire mediante la definición de un perfil vertical del flujo de contaminantes a favor del viento de las fuentes de contaminación.
El documento US 4204121 A desvela un método para cuantificar las tasas de emisiones fugitivas de fuentes de contaminación. El método se caracteriza por su capacidad para cuantificar las emisiones fugitivas en el aire mediante la definición de un perfil arqueado de flujo de contaminantes, mientras conduce un sensor de contaminantes en un arco periférico que rodea la fuente de contaminación. Según los cambios de viento, el sensor de contaminantes puede avanzar en la periferia de la fuente de contaminación a un plano de detección arqueado a favor del viento, para cuantificar las tasas de emisiones fugitivas, independientemente de las características de emisión de la fuente o la dirección del viento.
"Gaussian Plumes from "Point" Sources" (8 de septiembre de 2006) en línea <http://courses.washington.edu/cewa567/Plumes.PDF> desvela modelos que describen geometrías y concentraciones de contaminantes dentro de una columna.
Sumario de la invención
La invención se define en la reivindicación independiente 1.
Las realizaciones concretas se definen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Con referencia a los dibujos en los que los números de referencia similares indican partes similares a lo largo de las diversas vistas, varios aspectos de la presente invención se ilustran a modo de ejemplo, y no a modo de limitación, con detalle en las figuras, en donde:
la figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de muestreo;
la figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un método para cuantificar una fuente emisora;
la figura 3 es una ilustración esquemática de una columna de emisión;
la figura 4 es una ilustración esquemática de una fuente emisora y un punto de medición trazados en un sistema de coordenadas polares;
la figura 5 es una ilustración esquemática de la fuente emisora y el punto de medición de la figura 4 con una dirección diferente del flujo de aire a granel;
la figura 6 es una ilustración esquemática de la fuente emisora y el punto de medición de la figura 4 con una serie de puntos de medición virtuales indicados;
la figura 7 es una ilustración esquemática de una cuadrícula de muestreo virtual;
la figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método para cuantificar una fuente emisora usando una o más cuadrículas de muestreo virtuales;
la figura 9 es una ilustración esquemática de un aparato de prueba para realizar pruebas ilustrativas de una fuente emisora conocida;
la figura 10 es una ilustración esquemática de una fuente emisora utilizada para el aparato de prueba de la figura 9;
la figura 11 es un gráfico de las concentraciones de emisión medidas a lo largo del tiempo;
la figura 12 es un gráfico de datos de velocidad del viento recopilados durante el mismo período de tiempo que se muestra en la figura 11;
la figura 13 es un gráfico de la dirección del viento recopilado durante el mismo período de tiempo que se muestra en la figura 11;
la figura 14 es un gráfico del caudal de emisión de una fuente emisora durante el mismo período de tiempo que se muestra en la figura 11;
la figura 15 es un conjunto de gráficos de concentraciones de emisión en relación con la velocidad y la dirección del viento;
la figura 16 es un conjunto de gráficos de concentraciones de emisión promedio en relación con la velocidad y la dirección del viento;
la figura 17 es una tabla de datos obtenidos a través de una cuadrícula de muestreo virtual;
las figuras 18, 19 y 20 son conjuntos de gráficos de concentraciones de emisiones incrementadas representadas frente a distancias verticales y horizontales para diferentes tasas de emisión;
la figura 21 es un conjunto de gráficos que representan el flujo promedio de la emisión en relación con la velocidad y dirección del viento en diferentes entradas de muestra;
las figuras 22, 23 y 24 son conjuntos de gráficos que representan distribuciones de flujo de columna a diferentes velocidades del viento y alturas de observación para diferentes tasas de emisión;
la figura 25 es un gráfico de tasas de emisión estimadas basado en la característica de la columna de emisión a diferentes velocidades del viento; la figura 26 es un gráfico de las estimaciones de emisión promedio frente a la tasa de emisión conocida;
la figura 27 es un gráfico de tasas de emisión estimadas basado en las características de la columna de emisión a diferentes velocidades del viento;
la figura 28 es un gráfico de las tasas de emisión frente a tasas de emisión reales;
la figura 29 es un gráfico de tasas de emisión estimadas basado en las características de la columna de emisión a diferentes velocidades del viento;
la figura 30 es un diagrama de flujo de un método para cuantificar una fuente emisora cuando se desconoce la distancia entre la fuente emisora y la posición de medición;
la figura 31 es una ilustración esquemática de una fuente emisora de área y un área de captación;
la figura 32 es una ilustración esquemática de la fuente emisora de área de la figura 31 y una segunda área de captación;
la figura 33 es una ilustración esquemática de la fuente emisora de área de la figura 31 y una tercera área de captación;
la figura 34 es una ilustración esquemática de la fuente emisora de área de la figura 31 dividida en el área de captación;
la figura 35 (el ejemplo que no forma parte de la presente invención) es una ilustración esquemática de una fuente emisora de área distorsionada;
la figura 36 (el ejemplo que no forma parte de la presente invención) es una ilustración esquemática de una posición de medición dentro de una fuente de emisiones de área; y
la figura 37 (el ejemplo que no forma parte de la presente invención) es una ilustración esquemática de una fuente emisora de área distorsionada.
Descripción de diversas realizaciones
La descripción detallada que se expone a continuación en relación con los dibujos adjuntos pretende ser una descripción de varias realizaciones de la presente invención y no pretende representar las únicas realizaciones contempladas por el inventor. La descripción detallada incluye detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión profunda de la presente invención. Sin embargo, Será evidente para los expertos en la técnica que la presente invención se puede poner en práctica sin estos detalles específicos siempre que estén presentes las características de la reivindicación independiente 1.
La figura 1 ilustra un sistema de muestreo 10 para obtener muestras de aire, medir las concentraciones de emisión en el aire y cuantificar una fuente emisora. El sistema de muestreo 10 puede tener una torre 12 que contiene varios puntos de muestreo 20. Cada punto de muestreo 20 está a una altura vertical diferente y en un aspecto, todos los puntos de muestreo 20 están alineados verticalmente en la torre 12. Cada punto de muestreo 20 puede tener un tubo de muestreo con una entrada del tubo de muestreo 1 en el punto de muestreo 20. Los tubos de muestreo 22 pueden enrutarse a un dispositivo enrutador de muestras 30 que suministra selectivamente las muestras de aire tomadas en los puntos de muestreo 20 a un monitor de emisión 40, tal como un monitor de THC, para medir una concentración de una o más emisiones en el aire, tal como un contaminante del aire, etc. El monitor de emisión 40 se conecta operativamente a un sistema de procesamiento de datos 50, tal como un ordenador personal, para recibir información recopilada/registrada por el monitor de emisión 40 de los puntos de muestreo 20 en la torre 12. Aunque la figura 1 ilustra los puntos de muestreo 20 alineados verticalmente, en algunos aspectos, los puntos de muestreo 20 pueden variar en posicionamiento horizontal de modo que no estén necesariamente alineados verticalmente.
En operación, el sistema de muestreo 10 se puede instalar con la torre 12 y los puntos de muestreo 20 colocados en una ubicación deseada durante un período de tiempo. Durante este período de tiempo, el aire puede ser aspirado a través de los puntos de muestreo 20, enrutado a través de los tubos de muestreo 22 y dirigido al monitor de emisión 40 por el dispositivo de enrutador de muestreo 30. A continuación, el monitor de emisiones 40 puede tomar la medición de la emisión en la muestra y proporcionarla al sistema de procesamiento de datos 50, donde el lector de emisiones puede registrarse y asociarse con el punto de muestreo 20 del que se tomó y la hora en que se tomó. En un aspecto, el tiempo de recorrido del aire a medida que se dirige a través de la tubería 22 se puede tener en cuenta para determinar el tiempo que se tomó el aire en el punto de muestreo 20.
Se tiene en cuenta la distancia a la fuente y, opcionalmente, el tiempo de recorrido aproximado del aire desde la fuente hasta el punto de muestreo 20. Durante el período de tiempo, se pueden recopilar numerosos datos que indican los niveles de concentración de emisión en los diversos puntos de muestreo 20 en diversos momentos.
En otro aspecto, se podrían proporcionar detectores de gas de camino abierto en cada uno de los puntos de muestreo 20 para obtener mediciones de concentración de emisión en los puntos de muestreo 20. Los detectores de gas de camino abierto generalmente usan una fuente de láser para dirigir un rayo láser a través de un camino hacia un receptor (en algunos casos, pueden usar un espejo para reflejar el láser de regreso al receptor). Basado en la absorción del láser por el gas en el camino del láser, el detector de gas de camino abierto se puede utilizar para detectar la presencia y la concentración de emisiones específicas.
En algunos casos, el espacio que está monitorizando el detector de gas de camino abierto puede ser de 1,83 (6 pies) o más, lo que da como resultado que el punto de muestreo donde se miden las mediciones de concentración de emisiones sea un punto de muestreo relativamente grande.
La Figura 2 ilustra un diagrama de flujo que ilustra un método para cuantificar una fuente emisora utilizando muestras obtenidas de la emisión en el aire, tal como usando el sistema de muestreo 10 que se muestra en la figura 1. El método 100 comienza y en la etapa 102 se obtienen datos de concentración de emisiones con respecto a las emisiones en el aire mediante el sistema de muestreo 100 y se combinan con datos de dirección y velocidad del viento relacionados con los datos de concentración de emisiones. Los datos combinados se pueden usar para aproximar los datos adimensionales de la columna para cada punto de muestra 20 en la torre 12 en el sistema de muestreo 10 en la etapa 104. Cada punto de muestreo 20 en la torre 15 se usa para construir un arco de muestreo virtual en la etapa 108. Normalmente, se determina un arco de muestreo virtual para cada punto de muestreo 20 para una velocidad de viento específica o un rango relativamente estrecho de velocidades de viento. En la etapa 110, los arcos de muestreo virtuales determinados para los diferentes puntos de muestreo 20 se agrupan en una serie de cuadrículas de muestreo virtuales. Cada cuadrícula de muestreo virtual estará asociada con una velocidad del viento específica o un rango relativamente estrecho de velocidades del viento. Utilizando las cuadrículas de muestreo virtuales, en la etapa 112, la forma general de la columna se puede completar. En la etapa 114, se puede determinar una tasa de emisión de fuente para la fuente emisora.
Después de que se inicie el método 100, las concentraciones de emisión medidas en el aire pueden combinarse con datos representativos de velocidad y dirección del viento en una manipulación matemática en las etapas 102 y 104 que produce columnas adimensionales vistos desde la perspectiva de cada posición de medición. En el contexto de la presente descripción, una columna de emisión significa o se refiere a una columna o agregación del material emitido que se mueve a través del aire. Columna también puede hacer referencia de manera más general a una columna de un fluido que se mueve a través de otro fluido. Varios efectos controlan el movimiento del fluido, incluyendo el impulso, la flotabilidad, la diferencia de densidad, etc. Se mantiene un registro de las velocidades y direcciones del viento, a partir de la cual se puede seleccionar una medición previa de la velocidad del viento y una medición de la dirección del viento correspondiente en función del retardo del tiempo de propagación de la muestra de aire por un tubo de muestreo 22 correspondiente, dispositivo de enrutamiento del muestreador 30 y, posiblemente, el monitor de emisión 40. Las mediciones de concentración de emisión se pueden promediar durante un intervalo de tiempo de muestreo para reducir el ruido de la señal y posiblemente los errores de conversión de analógico a digital. Por ejemplo, las mediciones se pueden realizar a una frecuencia de 500 lecturas por segundo recopiladas y promediadas durante el período de 10 segundos. La concentración de emisiones se puede medir en partes por millón (ppm).
En el seguimiento de las fuentes de emisión, puede ser necesaria una caracterización precisa del movimiento del aire (impulsado por el viento) que impulsa las columnas de emisión desde las fuentes emisoras hasta los puntos de muestreo 20. De acuerdo con una realización de la invención, no se supone necesariamente que la velocidad y la dirección del viento sean constantes. La velocidad del viento y la dirección del viento se pueden medir en cada entrada de muestra de aire 20, un número reducido de ubicaciones o incluso en una sola ubicación representativa. Después de la medición de las características de la velocidad del viento, tales como, pero sin limitaciones, la velocidad y la dirección del viento, las características del viento se pueden correlacionar con las medidas de concentración de emisión correspondientes realizadas por el monitor de emisión 40 y proporcionadas al sistema de procesamiento de datos 50. La correlación de las características del viento puede tener en cuenta el tiempo de recorrido de la muestra de aire a lo largo de los tubos de muestreo 22 desde los puntos de muestra 20 y el tiempo de recorrido sobre el área de interés.
La velocidad y la dirección del viento no son estables en el tiempo y pueden variar segundo a segundo moviendo un volumen de aire a lo largo de un camino no lineal desde la fuente emisora hasta la torre de muestreo 12. Las obstrucciones como la topografía del terreno y los edificios pueden hacer que el viento no sea lineal, y el conocimiento de la geometría de dichas obstrucciones puede mejorar el seguimiento de la trayectoria del aire. Por consiguiente, las estimaciones de la velocidad y la dirección del viento están relacionadas con las lecturas individuales del monitor de emisiones 40.
Se puede utilizar un proceso de mayor nivel para tener en cuenta la variabilidad del viento siguiendo la trayectoria no lineal de un volumen de aire desde los puntos de muestreo 20 hasta la fuente emisora, retrocediendo en el tiempo y hacia afuera en el espacio desde el punto de muestreo 20 ajustando el camino y la concentración con cada paso para las condiciones cambiantes del viento (tenga en cuenta que las concentraciones se ajustarían para reflejar la dispersión que ocurre cuando la columna viaja a favor del viento). Cada concentración de emisión medida por el monitor de emisión 40 puede tener en cuenta el grado en que los cambios en la velocidad del viento han afectado la muestra de aire que atraviesa un camino hacia afuera y contra el viento desde el punto de muestreo 20.
De manera alternativa, se puede usar una velocidad del viento representativa donde la trayectoria no lineal del aire desde una fuente emisora hasta la torre de muestreo 12 se puede reemplazar con un vector lineal que estima la velocidad promedio del viento (velocidad) y la dirección del viento durante el tiempo de recorrido del aire desde la fuente emisora hasta el punto de muestreo 20 midiendo la concentración de emisión en el aire. También se puede calcular una medida de la desviación estándar de la velocidad y la dirección del viento para proporcionar una estimación de la precisión de la suposición de linealidad de la trayectoria del flujo no lineal. La suposición de linealidad puede tener más error a baja velocidad del viento debido a tiempos promedio más largos y posiblemente debido a una dirección más inestable del flujo del viento (es decir, el viento a baja velocidad puede estar sujeto a cambios de dirección más radicales que el viento a alta velocidad). Además del tiempo de recorrido, que se calcula como la distancia sobre la velocidad del viento, aumenta drásticamente en función de la velocidad recíproca del viento y a bajas velocidades (es decir, el aire que se mueve a baja velocidad tarda mucho más en llegar al punto de muestreo 20 y da como resultado un tiempo promedio más largo sustancialmente igual al tiempo de recorrido). El resultado del cálculo de la desviación estándar se usa para filtrar las lecturas del análisis que ocurren cuando la dirección del viento cambia demasiado para una predicción precisa de la trayectoria del flujo. Esta técnica identifica los datos del viento que predicen con precisión los efectos del viento y elimina los datos que no lo hacen. Los datos precisos de vientos bajos pueden ser muy valiosos para ubicar fuentes de emisión a grandes distancias si la dirección del viento es estable. Con conocimiento de la geometría de la topografía, edificios y otros obstáculos, la trayectoria de la columna de emisión se puede suponer lineal y corregida por el movimiento alrededor de los obstáculos.
Se puede hacer un ajuste para el tiempo de recorrido de la muestra de aire desde el punto de muestreo 20 por el tubo de muestreo correspondiente 22 a través del enrutador de muestra 30 y al monitor de emisión 40.
Las concentraciones de emisión medidas en cada punto de muestreo 20 se combinan con la velocidad del viento y la dirección del viento representativas determinadas asociadas con el momento en que se tomó esa medición de la concentración de emisión. En un aspecto, preferentemente hay varias concentraciones de emisión medidas para una velocidad y dirección del viento representativas y estas concentraciones de emisión medidas pueden promediarse (o tomarse una mediana) para determinar una concentración de emisión asociada con la velocidad y dirección del viento representativas. Al agrupar estas concentraciones de emisión con su velocidad y dirección del viento representativas asociadas, se puede construir una columna adimensional.
En la etapa 108 del método 100, los datos obtenidos de cada punto de muestreo 20 se convierten en uno o más arcos de muestreo virtuales utilizando la distancia de los puntos de muestreo 20 a la fuente emisora. Cada arco de muestreo virtual generado será para una velocidad de viento específica o un intervalo relativamente estrecho de velocidades de viento.
Un solo punto de muestreo 20 en la torre 15 del sistema de muestreo 10 se puede representar como un arco virtual de posiciones de medición que proporcionará medidas de concentración a una altura constante. La medida de concentración de emisión obtenida en una posición de medida virtual puede ser un promedio de las medidas de concentración de emisión tomadas en esa posición de medida virtual. Este arco virtual interceptará una columna en una línea horizontal para una velocidad de viento determinada. Esta línea puede estar en una ubicación diferente en la columna si la elevación de la columna cambia como resultado de diferentes velocidades del viento (debido a la flotabilidad o impulso, etc.). La Figura 3 ilustra una columna de emisión 130 con tres líneas horizontales A, B y C. pasando por diferentes porciones de la columna de emisión 130. Cada línea A, B, C representa un arco virtual tomado de un solo punto de muestreo 20 en una posición vertical específica en la torre 15 del sistema de muestreo 10. Cada línea A, B, C se tomó a una velocidad del viento diferente; la línea A representa un arco virtual tomado por el punto de muestreo 20 a una primera velocidad del viento, la línea B representa un arco virtual tomado por el mismo punto de muestreo 20 a una segunda velocidad del viento y la línea C representa un arco virtual tomado por el mismo punto de muestreo 20 a una tercera velocidad del viento. Como se puede ver en la figura 3, la porción de la columna de emisión 130 que se mide por un punto de muestreo 20 puede variar dependiendo de la velocidad del viento.
La figura 4 ilustra una fuente emisora 150 en relación con una posición de medición 155 con una columna de emisión 140 que se origina en la fuente emisora 150. La columna de emisión 140 se transporta junto con el flujo de aire a granel (es decir, el viento). La posición de medición 155 puede ser la torre 15 del sistema de muestreo 10 que se muestra en la figura 1. Un eje de coordenadas polares (0, r) en vista en planta se puede usar con el origen en la fuente emisora 150 y el eje de cero (0) grados alineado con una dirección del flujo de aire a granel (es decir, el viento), que también apunta directamente a la posición de medición 155. La posición de medición 155 se muestra posicionada en la columna de emisión 140 que se origina en la fuente emisora 150 porque la columna de emisión 140 será arrastrado por el flujo de aire a granel.
La figura 5 ilustra la fuente emisora 150 y la posición de medición 155 cuando la dirección del flujo de aire a granel ha cambiado (es decir, el viento ha cambiado de dirección). Manteniendo el eje de cero (0) grados alineado con la dirección del flujo de aire a granel en la figura 5, la posición relativa de la posición de medición 155 de las concentraciones de aire tamiza en relación con la fuente emisora 150 contra el viento. La figura 5 muestra la posición de medición 155 en un ligero ángulo negativo con respecto a la línea del eje cero (0). Si bien ni la fuente emisora 150 ni la posición de medición 155 se han movido físicamente, sus posiciones han cambiado en relación con el flujo de aire a granel (que lleva la columna de emisión 140). La magnitud del cambio de posición relativa está directamente relacionada con el ángulo del cambio de dirección del flujo de aire masivo (es decir, el viento) y la distancia entre la fuente emisora 150 y las posiciones de medición 155. La posición de medición virtual 158 indica dónde estaba la posición de medición 155 en relación con el flujo de aire a granel en la figura 4. La posición de medición 155 ahora está midiendo la concentración de emisión en la columna de emisión 140 en un punto diferente en la columna de emisión 140.
Con cambios continuos en la dirección del flujo de aire a granel, una única posición de medición 155 puede usarse como una serie de posiciones de medición virtuales 158 a través de la columna de emisión 140 en un arco radial con el centro del arco en la fuente emisora 150, como se muestra en la figura 6. Con suficientes cambios en la dirección del viento y mediciones de las concentraciones de emisión en la posición de medición 155, se puede determinar un arco de muestreo virtual 160. Este arco de muestreo virtual 160 puede tener concentraciones de emisión medidas de la columna de emisión 140 a lo largo del arco de muestreo virtual 160 para una velocidad de viento específica o un rango relativamente estrecho de velocidades de viento. En un aspecto, las concentraciones de emisión medidas a lo largo del arco de muestreo virtual 160 pueden ser un promedio de las concentraciones de emisión medidas en cada posición de medición virtual 158.
Las posiciones de las posiciones de medición virtuales 158 en el arco de muestreo virtual 160 se determinan usando el cambio angular en la dirección del flujo de aire a granel. La conversión de un cambio angular en la dirección del flujo de aire a granel a una longitud escalar a lo largo del arco entre las posiciones de medición virtuales 158 es la longitud del arco a lo largo de una curva de un círculo centrado en la fuente emisora 150 para una fuente emisora puntual:
LongitudiARc = -------- 3-- 6- 0^ ----- x circunferencia = --------- 3-- 6- 0 ^ -----x 2 x i x r [ 1 ]
en donde LongitudLARC es la longitud escalar a lo largo del arco, la anchura angular es el cambio en el ángulo de la dirección del viento y r es la distancia entre la fuente emisora 150 y la posición de medición 158.
De esta forma, se puede determinar un arco de muestreo virtual 160 donde se ha medido una concentración de emisión para cada una de las posiciones de medición virtuales 158 (o puntos) que forman el arco de muestreo virtual 160.
Con referencia de nuevo a la figura 1, uno o más arcos de muestreo virtuales 160 pueden determinarse para cada uno de los puntos de muestreo 20 en la torre 15 de esta manera. Cada arco de muestreo virtual 160 está asociado con una velocidad del viento específica o un intervalo relativamente estrecho de velocidades del viento.
Con referencia de nuevo a la figura 2, una vez que se han generado los arcos de muestreo virtuales en la etapa 108, el método 100 pasa a la etapa 110 y los arcos de muestreo virtuales generados determinados en la etapa 108 se agrupan para formar una o más cuadrículas de muestreo virtuales. La figura 7 ilustra una cuadrícula de muestreo virtual 170. Cada cuadrícula de muestreo virtual 170 estará formada por concentraciones de emisión medidas a una velocidad del viento específica o un intervalo relativamente estrecho de velocidades del viento. Los múltiples puntos de muestreo 20 del sistema de muestreo 100 que se muestra en la figura 1 se usan para formar la cuadrícula de muestreo virtual 170 de las mediciones de concentración de emisiones usando la posición de medición 155. La cuadrícula de muestreo virtual 170 sigue un arco que está centrado en la ubicación de la fuente emisora 150.
La cuadrícula de muestreo virtual 170 se determina utilizando los arcos de muestreo virtuales 160 determinados para cada punto de muestreo 20 para una velocidad del viento específica o rango de velocidades del viento en la etapa 108 del método 100 que se muestra en la figura 2. Cada arco de muestreo virtual 160 está asociado con su correspondiente punto de muestreo 20 en la torre 15 y se puede colocar en la cuadrícula de muestreo virtual 170 en el nivel vertical del punto de muestreo 20. Aplicando el arco de muestreo virtual determinado 160 para cada punto de muestreo 20 a una velocidad del viento específica o intervalo de velocidades del viento, se crea la cuadrícula de muestreo virtual 170 para la velocidad del viento específica o el intervalo de velocidades del viento, teniendo cada punto en la cuadrícula de muestreo virtual 170 una concentración de emisión que ha sido medida en esa posición.
Con referencia de nuevo a la figura 2, de esta forma, un conjunto de cuadrículas de muestreo virtual 170 se puede construir en la etapa 110, con cada cuadrícula de muestreo virtual 170 asociada con una velocidad del viento o rango de velocidades del viento y cada punto en la cuadrícula de muestreo virtual 170 tiene concentraciones de emisión asociadas que se han medido en ese punto.
Opcionalmente, en la etapa 112, la forma general de la columna de emisión y el perfil de concentración de las columnas de emisión pueden aproximarse combinando información de diferentes puntos de muestreo 20 y posiciones de medición virtual 158 para la misma columna de emisión. Si los diferentes puntos de muestreo 20 no proporcionan suficientes puntos deseados en la cuadrícula de muestreo virtual 170 como se muestra en la figura 7, las mediciones de concentraciones de emisión para el punto en la cuadrícula de muestreo virtual casi radial 170 se pueden usar para extrapolar y/o interpolar para aproximar las concentraciones de emisiones en los puntos deseados donde no hay medición de concentraciones de emisión o mediciones de concentración de emisión insuficientes. En una realización, la forma de la columna de emisión y el perfil de concentración pueden interpolarse y/o extrapolarse de lugares que hayan medido concentraciones de emisiones durante el período de muestreo. Las concentraciones de emisión pueden aproximarse para ubicaciones en la cuadrícula de muestreo virtual 170 donde no se tomaron medidas de concentración de emisión o no se tomaron suficientes concentraciones de emisión para proporcionar un promedio útil. Por interpolación/extrapolación usando posiciones de medición virtuales adyacentes 158 que tienen concentraciones de emisión medidas, las concentraciones de emisión para otros puntos en la cuadrícula de muestreo virtual 170 se pueden aproximar. Por ejemplo, si hay posiciones de medición en dos elevaciones diferentes, la forma de la columna se puede interpolar entre las posiciones de medición. Adicionalmente, si los puntos de muestreo más alto o más bajo 20 alcanzan la parte superior/inferior de la columna de emisión, los puntos por encima o por debajo de los puntos de muestreo 20 podrían extrapolarse de los puntos de muestreo adyacentes 20 usando las concentraciones de emisión medidas en el punto de muestreo adyacente 20.
En una realización, la forma de la columna de emisión y el perfil de concentración se pueden extrapolar desde un solo punto de muestreo 20 (y su arco de muestreo virtual asociado 160). La columna de emisión se puede descomponer en anillos de círculos concéntricos o alguna otra forma supuesta y se puede calcular el área de cada anillo y determinar el flujo a través de cada pieza para integrarlos al número total.
Asumir una forma circular para la columna es solo un método para extrapolar el perfil de concentración medido a través de una línea de la columna de emisión a otras áreas de la columna y se puede asumir cualquier forma conocida y apropiada. Este método puede ser eficaz incluso si el suelo incide en la parte inferior de la columna de emisión de modo que no pueda desarrollar la forma circular real. Básicamente, caracterizar la parte superior de una columna de emisión y suponer que la parte inferior es la misma puede proporcionar estimaciones efectivas de la tasa de emisión.
Con referencia de nuevo a la figura 2, en la etapa 114, se puede cuantificar la tasa de emisión de la fuente emisora. La columna de emisión medido por los puntos de muestreo 20 puede descomponerse en piezas manejables más pequeñas y el flujo por unidad de área de la columna de emisión puede analizarse a través de los trozos. Se puede realizar una evaluación para determinar qué partes pertenecen a la columna o las subcolumnas generales para sumar la tasa de emisión general de una fuente emisora y la tasa de emisión de las subfuentes dentro de la columna general.
La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método 200 para cuantificar una fuente emisora en un aspecto y puede usarse para realizar la etapa 114 del método 100 en la figura 2. El método 200 comienza y en la etapa 210 una cuadrícula de muestreo virtual, determinado en la etapa 112 del método 100 que se muestra en la figura 2, se divide en subsecciones. En la etapa 220, la tasa de flujo de las concentraciones aumentadas del compuesto a través de cada una de las subsecciones se determina para diferentes velocidades del viento. La concentración aumentada del compuesto es la concentración medida menos la concentración de ese compuesto que normalmente ocurre en ese lugar. Usando las tasas de flujo determinadas para las subsecciones en la etapa 220, las subsecciones que están dentro de los límites de la columna de emisión se determinan para las diferentes velocidades del viento en la etapa 230. En la etapa 240, para cada subsección, las tasas de flujo determinadas para la subsección en la etapa 220 se multiplican por el área de las subsecciones para determinar una tasa de flujo. En la etapa 245, los caudales determinados para cada una de las subsecciones en la etapa 240 se suman para aproximar el caudal de emisión de la fuente. De esta forma, la cuantificación de la tasa de emisión se puede aproximar calculando el flujo de emisión incrementada que cruza la cuadrícula de muestreo virtual después de dividir la cuadrícula de muestreo virtual en subsecciones. Debido a que las concentraciones de emisión medidas en cada cuadrícula de muestreo virtual que variarán dependiendo de la velocidad del viento, el método 200 se puede realizar para cada cuadrícula de muestreo virtual que se haya determinado y esté asociada con una velocidad del viento o intervalo de velocidades del viento, permitiendo que se determine una cuantificación separada de un caudal para cada una de las cuadrículas de muestreo virtuales que se determinaron para una velocidad de viento específica o un intervalo relativamente estrecho de velocidades de viento.
En la etapa 210, las cuadrículas de muestreo virtuales se pueden dividir en subsecciones. Si se utilizó el sistema de muestreo 10 que se muestra en la figura 1 para tomar muestras del aire y medir las concentraciones de emisión, el espaciado vertical de las subsecciones se puede establecer mediante el espaciado vertical de los puntos de muestreo 20 en la torre 15. El espaciado horizontal de las subsecciones se establece por el tamaño de los incrementos de la dirección del viento en los que se agregan los datos. Los incrementos deben ser lo suficientemente pequeños para caracterizar con precisión la columna de emisión. Los límites de cada subsección se pueden definir por la mitad de la distancia al centro de la subsección adyacente. Si no hay una subsección adyacente, tal como a lo largo de la parte inferior de la cuadrícula de muestreo virtual, luego se puede usar el suelo como borde (o algo justo encima del suelo para tener en cuenta que hay poco flujo de aire a lo largo del suelo). Se supone que el límite superior de las subsecciones a lo largo de la parte superior de las posiciones de la cuadrícula de muestreo virtual está a la misma distancia del centro de las subsecciones que el límite inferior (este límite superior también se puede suponer basado en un perfil de concentración de columna de emisión extrapolado si la columna límite se extiende por encima de la cuadrícula de muestreo radial virtual).
El área de cada subsección se puede calcular por altura * anchura si los elementos son rectangulares de la siguiente manera:
Áreasubsección = ALTURA X ANCHURA [2]
En la etapa 220, se puede aproximar un valor de flujo para cada una de las subsecciones. El valor de flujo se puede aproximar multiplicando la concentración de emisión aumentada (es decir, si la emisión que se mide es THC, la concentración de THC menos el nivel de fondo de THC podría usarse para el aumento de la concentración de emisión) por la velocidad del viento de la siguiente manera:
Valor del flujo = Concentración de emisión aumentada X velocidad del viento [3]
Las unidades de este valor de flujo son la cantidad de compuesto que pasa por una unidad de área de la cuadrícula de p r osiciones de medición virtual durante una unidad de tiemp i-o, i i p-or e jjemp i-lo— (ftr x m 2 ) , o — ( h r x ^ m - 2. ) El área ' (m2) ' en estas fórmulas se refiere al área transversal radial de la columna de emisión.
En la etapa 230, el límite de la columna de emisión se puede aproximar. Se puede considerar que el límite de la columna de emisión es el punto donde el flujo modelado se rompe por debajo de un nivel de flujo mínimo a ambos lados del pico de la columna de emisión. Esto permite predecir con precisión los límites de la columna de emisión que existen dentro del ruido de fondo. No se ajusta un modelo y la columna de emisión se considera no definible cuando la forma de la columna no es dominante por encima de los valores de flujo de fondo.
Después de determinar los límites de la columna de emisión en la etapa 230, el caudal a través de cada una de las subsecciones se puede aproximar en la etapa 240. El caudal a través de cada subsección se puede determinar multiplicando el valor de flujo determinado para la subsección en la etapa 220 por el área de la subsección determinada en la etapa 210, como sigue:
Caudal Valor de Flujo subsección X ÁreaSUBSECCIÓN [4]
Al completar la etapa 230, las tasas de flujo de la emisión a través de cada una de las subsecciones deben ser aproximadas.
En la etapa 245, los caudales aproximados para cada una de las subsecciones en la etapa 240 se pueden sumar para determinar el caudal de emisión de la fuente. Usando el límite de la columna de emisión determinado en la etapa 330, los caudales aproximados a través de cada una de las subsecciones se pueden sumar a lo largo del límite de la columna de emisión. El caudal total a través del límite de la columna de emisión puede proporcionar una aproximación de la tasa de emisión para la fuente emisora.
Con referencia de nuevo a la figura 2, después de la etapa 114, una vez cuantificada la fuente emisora, el método 100 finaliza.
Las pruebas se realizaron con un dispositivo de muestreo para cuantificar una fuente emisora conocida con posiciones de muestreo a diferentes alturas utilizadas para construir una cuadrícula de muestreo virtual de posiciones de medición virtuales. El gas natural se liberó a tasas de flujo controladas y la columna de emisión resultante se caracterizó y la tasa de emisión se determinó utilizando el sistema y el método descritos anteriormente.
En un campo de heno de diez acres una fuente emisora 250, se erigieron un monitor de viento 255 y una torre de muestreo 12 como se muestra en las Figuras 9 y 10. Este estudio se realizó en el suroeste de Alberta, donde predomina el viento del suroeste. La torre de muestreo 12 tenía 15,2 m de altura con puntos de muestreo 20 situados a las diez alturas diferentes mostradas. La torre de muestreo 12 se colocó a 60 m de distancia en la dirección predominante del viento desde la fuente emisora 250 y el monitor de viento 255. La fuente emisora 250 se muestra con más detalle en la figura 10 y constaba de un conducto de calefacción de aluminio de 2,5 m que tenía 150 mm de diámetro con el extremo apuntando hacia arriba a una altura de 1,52 m del suelo. Dos ventiladores de conducto 257A, 257B se usaron para mantener un flujo constante hacia arriba y arrastrar el gas natural liberado de una línea 258 que se ejecuta desde un suministro de gas (no mostrado) que se mide con un sensor de flujo 259 que ha sido calibrado con un medidor de flujo de burbuja hecho por Gillian. Esta configuración permitió que la columna de emisión controlada tuviera una velocidad de salida aproximadamente constante para diferentes tasas de emisión de gas natural. Las líneas de muestreo de polietileno 22 de diámetro pequeño de 6,4 mm (1/4 de pulgada) de diámetro externo conectaron los puntos de muestreo 20 en la torre de muestreo 15 a un enrutador de muestreo 30 (a 200 m de distancia) que extrae constantemente una muestra de todos los puntos de muestreo 20 y selectivamente canaliza una de las muestras a un detector de emisión 40, en este caso un detector de ionización de llama (Photovac microFID) que proporciona una medida de hidrocarburos totales (THC). De este modo, se utilizó un instrumento para proporcionar medidas de concentración de múltiples ubicaciones. El sistema de procesamiento de datos 50 que se muestra en la figura 9 se usó para controlar el enrutador de muestra 30 y almacenar datos a una frecuencia de un segundo desde el detector de emisión 40, el monitor de viento 255 y el medidor de flujo 259 conectado a la línea 258.
Las Figuras 11 a 14 muestran gráficos de los datos recopilados durante el estudio acumulados hasta un promedio de diez segundos. Hay períodos de tiempo en los que los datos no estaban disponibles debido al mal funcionamiento del equipo. La Figura 11 muestra los niveles de THC medidos por el detector de emisión 40 durante el estudio. Las Figuras 12 y 13 muestran las medidas de velocidad y dirección del viento tomadas durante el estudio. La figura 14 muestra un gráfico de la salida del caudalímetro 259 que mide el caudal de la fuente emisora controlada 250 de gas natural liberado.
Con referencia de nuevo a la figura 2, con los datos mostrados en las Figuras 11 a 14, se realizaron las etapas 102 y 104 del método 100 para obtener columnas de emisión adimensionales para cada una de las posiciones de medición. Extraer muestras de diferentes elevaciones da como resultado un perfil de concentración de THC de Plume diferente en diferentes niveles. La Figura 15 muestra las concentraciones de THC representadas frente a la velocidad y la dirección del viento a diferentes alturas durante el período del 1 de noviembre al 17 de diciembre, cuando la tasa de emisión controlada fue de 20,4 lpm. Como muestran figuras, la dirección del viento predominante durante el estudio fue del suroeste. Las superficies de la figura 15 muestran la concentración promedio de THC durante ese período en comparación con la velocidad y la dirección del viento. La Figura 16 muestra las mismas superficies sin los puntos de datos enfocados en direcciones del viento de 200 a 300 grados y velocidades del viento de 0 a 25 kph. Las Figuras 15 y 16 ilustran los resultados obtenidos después de completar las etapas 102 y 104 del método 100 en la figura 2. Las Figuras 15 y 16 muestran evidencia de la columna de emisión en una dimensión de la velocidad y dirección del viento a diferentes alturas (es decir, adimensional). Por su cuenta, los gráficos en las Figuras 15 y 16 no indican el tamaño físico de la columna de emisión en medidas de metros, pero indican las características de la columna de emisión en términos de ángulos y velocidades del viento. Como se esperaba, los gráficos muestran que las concentraciones más altas ocurren cuando la dirección del viento se alinea con la fuente emisora 250 y la torre de muestreo 15 a bajas velocidades del viento.
Los cambios en la dirección del viento dan como resultado un cambio en los puntos de muestra 20 a lo largo de un arco de círculo centrado en la fuente emisora 250 con el radio del arco igual a la distancia entre la fuente emisora 250 y la torre de muestreo 15. La magnitud del cambio es igual al número de grados de cambio de viento dividido por 360 veces la circunferencia (2*PI*r). Para un cambio de un grado en la dirección del viento, esto daría como resultado un cambio de 1,047 m en la posición de entrada de muestra 20 a lo largo del arco del círculo.
Con referencia de nuevo a la figura 2, se realizó la etapa 108 y se construyó un conjunto de arcos de muestreo virtuales utilizando los datos obtenidos. La digitalización de la superficie en la figura 16 en incrementos de un grado de dirección del viento y un kph de velocidad del viento permite la emulación de una matriz de entradas de muestra virtuales que están separadas por 1,047 m formando un arco de muestreo virtual a la altura de la entrada de muestra 20 como se discutió anteriormente (tenga en cuenta que aquí se usó el suavizado promediando las lecturas adyacentes con el mismo peso). Hay un arco de muestreo virtual similar para cada entrada de muestra 20 a las diferentes alturas.
Con los arcos de muestreo virtuales construidos, se realizó la etapa 110 y los arcos de muestreo virtuales construidos se combinaron en cuadrículas de muestreo virtuales. La combinación de los arcos de muestreo virtual para cada una de las entradas de muestra 20 resultó en la creación de una cuadrícula de muestreo virtual de posiciones de medición virtuales emuladas por las entradas de muestreo 20 a diferentes alturas ubicadas a 60 metros de la fuente emisora 250 similar a la figura 7 anterior excepto que el espacio horizontal estará mucho más cerca. Los números que pueblan la tabla en la figura 17 reflejan las mediciones reales de THC tomadas en esta cuadrícula de muestreo virtual menos el nivel de fondo de 1,75 ppm (es decir, estos son los niveles de THC por encima de los niveles de fondo) durante el período del 1 de noviembre y el 17 de diciembre (tasa de emisión 20,4 Ipm) para la velocidad del viento de 11 kph. También podrían generarse tablas adicionales (no mostradas) para otras velocidades del viento. Los números en la figura 17 muestran el aumento del nivel de THC como resultado de la columna de emisión. Estos números cambian a diferentes velocidades del viento, por lo que se podría calcular otra tabla similar.
A continuación, se determinaron la forma de la columna de emisión y el perfil de concentración basándose en los datos. Los límites de la columna de emisión resultante y los contornos de concentración se muestran gráficamente para los datos en la figura 18 y las otras velocidades del viento de 3, 7, 15 y 19 kph también cuando la tasa de emisión de la fuente emisora 250 fue de 20,4 lpm. Los números en el eje corto representan la altura vertical en metros y los números en el eje largo representan la longitud horizontal a lo largo de la cuadrícula de posiciones de medición virtuales (el cero representa el centro de la columna de emisión). Es importante darse cuenta de que la superficie de la figura 18 no es plana como se representa, sino que se curva a lo largo del arco de la cuadrícula de muestreo virtual. Las imágenes de contorno y las superficies 3D en las figuras se generaron en un software de mapeo llamado Surfer™ que convierte los valores medidos en la cuadrícula de muestreo virtual de posiciones de medición virtuales en imágenes usando un método de interpolación kriging. De forma similar, las Figuras 19 y 20 muestran imágenes de columna de emisión para los períodos de tiempo del 18 de diciembre al 17 de enero (tasa de emisión de 6,9 1pm) y del 10 al 30 de octubre (tasa de emisión de 14,8 1pm).
Las imágenes de columnas de emisión en las Figuras 18 a 20 representan la forma promedio de la columna de emisión durante el período de muestreo. Los niveles desiguales fuera de la columna reflejan el "ruido de fondo" en el método. El mayor ruido evidente a bajas velocidades del viento en las Figuras 18 a 20 probablemente refleja errores al predecir la dirección del flujo de aire a granel a medida que se mueve desde la fuente emisora 250 y los puntos de muestra 20 basado en una única medida de la dirección del viento ubicada en la fuente emisora 250. A mayores velocidades del viento, el tiempo de recorrido desde la fuente emisora 250 hasta los puntos de muestreo 20 es menor y probablemente reduce el error de predicción de la dirección del flujo de aire a granel. Parte del ruido en las Figuras 18 a 20 también se debe a errores en la medición de THC. A pesar del ruido de fondo, las columnas de emisión son fácilmente distinguibles.
Con referencia de nuevo a la figura 2, una vez que se completó la forma de la columna de emisión y el perfil de concentración en la etapa 112 del método 100, la tasa de emisión de la fuente emisora 250 se cuantificó utilizando la etapa 114. Haciendo referencia a la figura 8, el método 200 se realizó para aproximar las tasas de emisión para la fuente emisora 250. La cuantificación de la tasa de emisión se logró calculando el flujo de compuestos de THC aumentados que cruzan la cuadrícula de muestreo virtual después de dividir la cuadrícula de muestreo virtual en subsecciones.
Se realizó la etapa 210 del método y la cuadrícula de muestreo virtual obtenida se divide en subsecciones. El espaciado vertical de las subsecciones se establece mediante el espaciado vertical de las entradas de muestra 20 en la torre 12. El espaciado horizontal de las subsecciones se puede establecer por el tamaño de los incrementos de la dirección del viento en los que se agregan los datos. Los incrementos pueden ser lo suficientemente pequeños para caracterizar con precisión la columna de emisión (se utilizó 1 grado en la prueba). En la figura 17 se usó un grado para agregar los datos asociados con una separación de 1,047 m a lo largo del arco de muestreo virtual. Los límites de cada subsección están definidos por la mitad de la distancia al centro de la subsección adyacente. Si no hay una subsección adyacente a lo largo de la parte inferior de la cuadrícula de muestreo virtual, entonces el borde es el suelo (o algo justo encima para reflejar que hay poco flujo de aire a lo largo del suelo). Se supone que el límite superior de las subsecciones a lo largo de la parte superior de la cuadrícula de muestreo virtual está a la misma distancia del centro de la subsección que el límite inferior (este límite superior también se puede suponer basado en un perfil de concentración de columna de emisión extrapolado si la columna de emisión límite se extiende por encima de la cuadrícula de muestreo radial virtual). El área de las subsecciones se calcula por altura * anchura si los elementos son rectangulares. La Figura 17 muestra la cuadrícula de muestreo virtual con las alturas y anchuras de las subsecciones para una agregación de la dirección del viento de un grado.
Con la cuadrícula de muestreo virtual separada en subsecciones, se realizó la etapa 220 del método 200 mostrado en la figura 8 y se determinó un valor de flujo a través de cada subsección. Los valores de flujo se obtuvieron multiplicando la concentración de THC aumentada (es decir, la concentración de THC menos el nivel de fondo de 1,75 ppm) por la velocidad del viento.
Las concentraciones de THC que se muestran en la figura 16 se convirtieron en valores de flujo y se trazaron con la velocidad y dirección del viento en la figura 21. Los gráficos muestran el flujo de THC de la columna de emisión para diferentes velocidades y direcciones del viento en un período de tiempo en el que había una única tasa de emisión controlada.
Con referencia de nuevo a la figura 8, se realizó la etapa 230 y se determinaron las subsecciones que estaban dentro del límite de la columna de emisión para las diferentes velocidades del viento. Los diagramas de flujo de concentración de THC aumentados como los de la figura 21 se aislaron para algunas velocidades de viento individuales y se representaron en función de la dirección del viento para las tres tasas de emisión controlada diferentes en las Figuras 22 a 24. La forma de la columna de emisión modelada en la línea discontinua es una distribución gaussiana ajustada a la parte superior de la forma de la columna de emisión mediante una regresión lineal de una transformación logarítmica natural de los valores de flujo. El límite de la columna de emisión se tomó como el punto donde el flujo modelado se rompe por debajo de un nivel de flujo mínimo (estamos usando 0,0067 l/(h*m2)) a cada lado del pico de la columna de emisión. Esto permite aproximar los límites de la columna de emisión que existen dentro del ruido de fondo. No se ajusta un modelo y la columna de emisión se considera no definible cuando la forma de la columna de emisión no es dominante por encima de los valores de flujo de fondo.
Con referencia de nuevo a la figura 8, se realizó la etapa 240 para determinar el caudal de la emisión que se estaba midiendo a través de cada una de las subsecciones. El índice de flujo compuesto a través de cada subsección se determinó multiplicando el índice de flujo de THC aumentado determinado para un área por el área de la subsección. Luego se realizó la etapa 245 y se totalizaron los caudales a lo largo de la columna de emisión para aproximar un índice de emisión de la fuente emisora 250 que se muestra en las Figuras 9 y 10.
Usando el método 100 que se muestra en la figura 2 y el método 200 que se muestra en la figura 8, se calcularon los caudales de emisión para las tres condiciones de emisión diferentes y para velocidades del viento de 1 a 19 km/h. Los resultados se presentan en la figura 25, que muestra la tasa de emisión estimada en función de la velocidad del viento para las tres tasas de emisión controladas durante el estudio. Hay tres líneas en los gráficos de la figura 25 que muestran las tasas de emisión controlada esperadas de 6,9, 14,8 y 20,4 lpm. Los gráficos muestran una concordancia bastante buena entre las tasas de emisión estimadas y las tasas de emisión reales para velocidades del viento superiores a 7 kph (tenga en cuenta que los puntos para 6,9 lpm son más bajos a velocidades del viento más altas). La falta de concordancia a velocidades de viento más bajas puede deberse a que la columna de emisión no se caracterizó por completo debido a la inexactitud en las estimaciones direccionales del flujo de aire a granel a velocidades de viento bajas (es decir, falta de eficiencia en la captura de la columna de emisión). La tasa de emisión promedio estimada entre 7 y 15 kph se representó frente a la tasa de emisión controlada esperada.
El ruido de fondo en el perfil de concentración a través de la cuadrícula de muestreo virtual que se muestra en las Figuras 23 a 25 puede tener un impacto importante en la cuantificación de la tasa de emisión del perfil de concentración de la columna de emisión. Un efecto importante se debe al valor seleccionado para el nivel de fondo.
El nivel de emisión de fondo tiene un impacto importante en las estimaciones de la tasa de emisión, particularmente a velocidades de viento altas, porque actúa en toda el área de la columna de emisión. El análisis de sensibilidad del nivel de fondo de THC utilizó niveles de 1,72, 1,75 y 1,78 ppm y calculó las tasas de emisión estimadas resultantes. La Figura 26 muestra los resultados del análisis y muestra que las tasas de emisión estimadas varían significativamente con los niveles de fondo y la mejor concordancia con las tasas de emisión esperadas utiliza un nivel de fondo de 1,75 ppm.
Los niveles de fondo de THC medidos a través del proyecto mostraron cierta inestabilidad. Los niveles de referencia se calcularon para los tres períodos de tasa de emisión promediando las lecturas de THC después de eliminar la lectura correspondiente a direcciones de viento de 220 a 280 grados (es decir, la dirección de la fuente emisora) y velocidades de viento inferiores a 7 km/h (para evitar lecturas altas esporádicas en bajas velocidades del viento). La lectura promedio para los períodos de tiempo asociados es la siguiente:
• Del 10 al 30 de octubre (índice de emisión de 14,8 lpm) fue de 1,79 ppm
• Del 1 de noviembre al 17 de diciembre (índice de emisión de 20,4 lpm) fue de 1,76 ppm
• 18 de diciembre al 17 de enero (tasa de emisión de 6,9 lpm) 1,89 ppm.
Las estimaciones de la tasa de emisión se calcularon utilizando estas diferentes líneas de base para los diferentes períodos de tiempo y los resultados se presentan en la figura 27. La tasa de emisión promedio estimada se calculó para velocidades del viento entre 7 y 11 kph y se representó frente a la tasa de emisión esperada en la figura 28. Hubo cierta falta de acuerdo que puede corregirse utilizando la ecuación de la línea de regresión como factores de corrección. La Figura 29 muestra estimaciones de la tasa de emisión con los factores de corrección aplicados con buena concordancia con los valores esperados.
La razón por la que se necesita una corrección puede deberse a la eficiencia en el aislamiento de la columna de emisión o al ruido de fondo en los datos sin procesar. La falta de eficiencia en el aislamiento de la columna de emisión significa que es posible que solo estemos capturando una parte de las moléculas de THC que salen de la fuente emisora, que probablemente cambia a diferentes velocidades del viento. Esto está relacionado con las imprecisiones en la predicción de la dirección del flujo de aire a granel. Esto explicaría la subestimación de la tasa de emisión a velocidades de viento más bajas. Comprender las eficiencias en la captura de columnas de emisión frente a la precisión de los datos del viento permitirá que las mediciones del viento se tomen a una gran distancia de la fuente emisora y los factores de corrección se utilicen para estimar la tasa de emisión real.
Este estudio utilizó muchas entradas de muestreo 20 a diferentes alturas para caracterizar exactamente la columna de emisión. En la práctica, las estimaciones de la tasa de emisión se pueden hacer con muchas menos y posiblemente con una sola posición de medición mediante la interpolación y la extrapolación de la forma de la columna de emisión vertical.
Las distribuciones gaussianas modeladas que se utilizan para determinar los límites de la columna (véanse las Figura.
22 a 24) también se pueden usar para establecer la característica de la columna media suavizada durante el período de muestreo. Los niveles de concentración de THC en el aire (o cualquier compuesto en cuestión) se pueden comparar con el promedio a largo plazo utilizando la velocidad y dirección exactas del viento en el momento de la recolección. Los cambios en la tasa de emisión de la fuente a lo largo del tiempo se pueden rastrear asumiendo que las desviaciones del promedio a largo plazo se deben a cambios a corto plazo en la tasa de emisión de la fuente. De esta forma, se pueden predecir cambios en las tasas de emisión de la fuente a lo largo del tiempo atribuyendo la desviación de las medidas de concentración a largo plazo en una cuadrícula de muestreo virtual o un arco de muestreo virtual a los cambios en la tasa de emisión de la fuente.
El método 100 en la figura 2 asume que se conoce la distancia a una fuente emisora. En algunos casos, es posible que no se conozca la ubicación de una fuente emisora y, por lo tanto, es posible que tampoco se conozca la distancia entre una posición de medición y la fuente emisora. Conocer la distancia a la fuente emisora permite convertir la columna de emisión adimensional obtenida a partir de las concentraciones de emisión medidas a la dimensión escalar adecuada. Si se conoce la ubicación de la fuente emisora, el método 100 mostrado en la figura 2 puede usarse para cuantificar la fuente emisora. Si no se conocen las ubicaciones de las fuentes de emisión, es posible que el método 100 no se pueda utilizar y la cuantificación de la(s) fuente(s) de emisión puede requerir una serie de iteraciones y la comparación de las ubicaciones previstas y los tamaños de las fuentes de emisión a partir de una serie de posiciones de medición y la búsqueda de un acuerdo.
La figura 30 es un diagrama de flujo que ilustra un método 300 para cuantificar una o más fuentes de emisión cuando no se conoce la ubicación de la(s) fuente(s) de emisión y, por lo tanto, no se conoce la distancia entre una posición de medición y la fuente emisora. El método 300 es similar al método 100 que se muestra en la figura 2, pero incluye asumir una distancia a la fuente emisora y una posible iteración y comparación de ubicaciones y tamaños previstos desde varias posiciones de medición para buscar un acuerdo.
El método 300 comienza y las etapas 302 y 304 son similares a las etapas 102 y 104 del método 100 mostrado en la figura 2, en el que los datos de concentración de emisión medidos y los datos de viento se combinan para crear datos sobre una columna de emisión adimensional.
En la etapa 306 se asume una distancia a la(s) fuente(s) de emisión y luego esta distancia supuesta se usa en la etapa 308 para determinar un conjunto de arcos de muestreo virtuales. Las etapas 308, 310, 312 y 314 del método 300 se pueden realizar de manera similar a las etapas 108, 110, 112 y 114 del método 100 que se muestran en la figura 2, con la etapa 314 usando el método 200 mostrado en la figura 8.
Después de realizar la etapa 314 y cuantificar la fuente emisora en función de la distancia a la fuente emisora que se supuso en la etapa 306, el método 300 puede continuar con la etapa 316 e intentar determinar la ubicación de la fuente emisora triangulando la trayectoria de las columnas de emisión identificadas desde múltiples posiciones de medición y buscando coincidencias en las características de la fuente como se describe en el documento PCT/CA2008/000080.
La ubicación de una fuente emisora se puede aproximar utilizando dos o más ubicaciones de medición, donde cada ubicación de medición está separada lateralmente de las otras ubicaciones de medición, para medir las concentraciones de emisiones y combinarlas con velocidades y direcciones de viento representativas. Las direcciones o trayectorias hacia las fuentes importantes identificadas por los picos predominantes en los gráficos de las concentraciones de emisiones medidas frente a la velocidad y la dirección del viento representativas asociadas pueden proyectarse hacia el exterior desde cada uno de los lugares de medición. En algún lugar a lo largo de la línea de cada trayectoria proyectada puede haber una fuente emisora. Estas trayectorias desde los diferentes lugares de medición pueden cruzarse en las proximidades de una fuente emisora. Debido a que se pueden proyectar múltiples trayectorias desde cada ubicación de medición, algunas trayectorias pueden cruzarse en lugares que no son fugas (fugas fantasma). Cuando se emplean más de dos ubicaciones de medición, la confianza en la predicción de las ubicaciones de las fuentes de emisión aumenta si se cruzan tres o cuatro trayectorias. Al calcular las tasas de emisión para las fuentes de emisión candidatas ubicadas en la intersección de estas trayectorias, la existencia de una fuente emisora se puede afirmar sobre la base de un acuerdo sustancial entre las tasas de emisión de la fuente emisora candidata por los diferentes lugares de medición. La ubicación de esta fuente emisora declarada se puede utilizar para aproximar una distancia a esta fuente emisora declarada.
Con la ubicación de la fuente emisora aproximada en la etapa 316, el método 300 pasa a la etapa 318 y verifica si la distancia supuesta a la fuente emisora, utilizado en la etapa 306, concuerda con la distancia a la fuente emisora determinada en la etapa 316. Si la distancia a la fuente emisora asumida en la etapa 306 concuerda con la distancia a la fuente emisora aproximada en la etapa 316, el método 300 puede pasar al paso 320 y aceptar la ubicación y cuantificación de la fuente emisora. Sin embargo, si en la etapa 318, la distancia a la fuente emisora asumida en la etapa 306 no concuerda con la distancia a la fuente emisora aproximada en la etapa 316, el método 300 puede volver al paso 306 y usar la distancia a la fuente emisora calculada en la etapa 316 para la distancia supuesta a la fuente emisora. El método 300 puede entonces realizar las etapas 308, 310, 312, 314 y 316 utilizando la fuente emisora calculada para construir el conjunto de arcos de muestreo virtuales, cuadrículas de muestreo virtuales, cuantificar la fuente emisora, etc. En la etapa 318, el método 300 comprobará una vez más la distancia a la fuente emisora utilizada en la etapa 306 frente a una distancia aproximada a la fuente emisora determinada en la etapa 316 posterior. De esta forma, el método 300 puede realizar iterativamente el método 300 hasta que las distancias medidas a la fuente emisora coincidan con la distancia supuesta a la fuente emisora dentro de una tolerancia aceptable. Cuando la distancia asumida y la distancia calculada están dentro de un rango aceptable, las características de la fuente emisora pueden aceptarse en la etapa 420 y el método 300 puede finalizar.
De esta forma, el método 300 se puede usar para cuantificar una o más fuentes de emisión cuando la(s) ubicación(es) de la(s) fuente(s) de emisión no se conocen específicamente.
Los arcos de muestreo virtuales y las cuadrículas de muestreo virtuales de las posiciones de medición se pueden determinar asumiendo que la fuente de emisiones actúa como una fuente emisora puntual. Sin embargo, esto no siempre puede ser una suposición precisa. Los métodos descritos en este documento también son aplicables a otras configuraciones de fuentes, como fuentes de emisión de área o fuentes de emisión múltiples de tamaño similar. Con referencia de nuevo a la figura 2, el método 100 también podría usarse para fuentes de emisión de área. Las etapas 102 y 104 se realizan con las mediciones de concentración de emisión combinadas con datos de viento para construir una columna de emisión adimensional. Luego se realiza la etapa 108 y se construye un conjunto de arcos de muestreo virtuales. Debido a que la fuente emisora no se trata como una fuente emisora puntual, sino más bien una fuente emisora de área, los arcos de muestreo virtual deben construirse de una manera ligeramente diferente a cuando se asume una fuente emisora puntual. En un aspecto, la cuantificación de las fuentes de emisión de área se puede lograr imaginando que una posición de medición obtiene una medición de concentración de una columna de emisión de una fuente emisora de área a favor del viento desde un área de "captación" de la fuente emisora de área.
La Figura 31 ilustra una fuente emisora de área 350 y una posición de medición 355 que mide las concentraciones de emisión que se originan en una primera área de captación 360A de la fuente emisora de área 350. La posición de medición 355 podría ser la torre de muestreo 12 que contiene las entradas de muestreo 20 en el sistema de muestreo 10 que se muestra en la figura 1. Dependiendo de la dirección del viento en relación con la fuente emisora de área 350 y la posición de medición 355, la posición de medición 355 obtiene mediciones de la concentración de emisión de un número de áreas de captación de la fuente emisora de área 350. En diferentes direcciones del viento habrá diferentes áreas de captación de la fuente emisora del área bajo vigilancia. La figura 32 ilustra la fuente emisora de área 350 y la posición de medición 355 donde la dirección del viento difiere de la figura 31 y, por lo tanto, la posición de medición 355 mide las concentraciones de emisión de una segunda área de captación 360B de la fuente emisora de área 350. La figura 33 ilustra la fuente emisora de área 350 y la posición de medición 355 cuando el viento tiene otra dirección y la posición de medición 355 está midiendo las concentraciones de emisión de una tercera área de captación 360C de la fuente emisora de área 350.
Las fuentes de emisión de área tendrán una curva más compleja que estará centrada en un centro representativo 362 de las áreas de captación 360, una distancia representativa desde la posición de medición 355. La distancia representativa es la distancia entre la posición de medición 355 y el centro representativo 362 del área de captación 360 de la fuente emisora de área 350 que se está midiendo. Esta distancia representativa puede ser variable dependiendo del área de captación 360 que se mide por la posición de medición 355. Este centro representativo de una fuente emisora de área o subsección de una fuente emisora de área es la posición cuya distancia a la posición de medición proporcionará la tasa de emisión adecuada cuando se utilice en las etapas de cuantificación de este procedimiento. En un aspecto, el centroide del área de captación 360 puede usarse como el centro representativo. La anchura escalar de la columna de emisión para cada dirección del viento se basará en la distancia representativa al centro representativo 362 del área de captación 360 que se está midiendo y se puede calcular de la siguiente manera:
Anchura escalar = --------- 3- 6- 0-- ------x Circunf 'erencia = ---------- 3- 6- 0-- ------x 2 x n x r [5 L] J
en donde r es la distancia representativa a las porciones del área de captación.
La figura 34 muestra la fuente emisora de área 350 y las posiciones de medición 355 en las que la fuente emisora de área 350 se divide en áreas de captación de medición 360 relacionadas con diferentes direcciones del viento. La figura 35 muestra cómo la única posición de medición 355 puede representarse como una serie de posiciones de medición virtuales 358 relacionadas con el área de captación de medición 360 porciones. La distancia entre las posiciones de medición virtuales 358 se puede determinar usando la Ecuación [5] para determinar la longitud del arco de un círculo con el radio igual a la distancia entre la posición de medición y el centro de representación. De esta forma, la dimensión horizontal de la columna angular se puede convertir en una dimensión horizontal escalar para construir una matriz de muestreo virtual. En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, a diferencia de los arcos de muestreo virtual descritos anteriormente, la fuente emisora de área forma una matriz de muestreo virtual que necesariamente seguirá la curva de un arco pero puede variar en curvatura a lo largo de su longitud, como se muestra en la figura 35. El cambio de la intensidad de la columna de emisión a lo largo de la dimensión horizontal también se puede utilizar para mapear las regiones de la fuente emisora del área que tienen tasas de emisión más altas (o más bajas), especialmente si se observan desde múltiples posiciones de medición.
Con referencia de nuevo a la figura 1, con matrices de muestreo virtual creadas para concentraciones de emisión medidas en la posición de medición 355, se ha realizado la etapa 108 y el método 100 puede continuar con la etapa 110 y usar las matrices de muestreo virtual construidas para construir una o más cuadrículas de muestreo virtuales antes de realizar las etapas 112 y 114 y cuantificar la fuente emisora de área 355.
El punto de medición para una fuente emisora de área no tiene que estar necesariamente ubicado fuera de la fuente emisora de área, más bien podría estar ubicado dentro de la fuente emisora del área. En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, la figura 36 ilustra un aspecto donde una posición de medición 375 está ubicada dentro de una fuente emisora de área 370. A medida que el viento cambia de dirección, la columna de emisión de un área de captación diferente 380 llegará a la posición de medición 375. La dirección cambiante del viento expondrá la posición de medición 375 a una porción diferente de la emisión de fuente de área 370. Las áreas de captación 380 serán como rebanadas de pastel.
En otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, la figura 37 muestra cómo la única posición de medición 375 puede representarse como una serie de posiciones de medición virtuales 385 relacionadas con el área de captación de medición 380 porciones. La distancia entre las posiciones virtuales de medición 385 se puede obtener utilizando la Ecuación [5] para determinar una longitud de arco de un círculo con un radio igual a la distancia entre la posición de medición 375 y el centro representativo 382 del área de captación de medición 380 rebanada. De este modo, se puede usar una posición de medición 375 dentro de una emisión de fuente de área 370 para estirar las dimensiones angulares de la columna, convertirlos a dimensiones escalares y construir una matriz de muestreo virtual para usar para aproximar la tasa de emisión de la fuente emisora de área 370. De nuevo, las áreas de tasa de emisión más alta (o más baja) pueden identificarse particularmente si se utilizan múltiples posiciones de medición.
Si las columnas de emisión de múltiples fuentes pueden diferenciarse, entonces pueden cuantificarse por separado. Las posiciones de observación desde otros lugares pueden ayudar a diferenciar las columnas de emisión. Las columnas de emisión que resultan de múltiples fuentes puntuales y no se pueden diferenciar se pueden cuantificar como un grupo (es decir, una fuente emisora de área). La distancia desde la posición de medición hasta las fuentes de emisión del área se puede tomar hasta el centroide del grupo de fuentes o hasta un punto de foco central imaginario contra el viento del grupo de fuentes de emisión.
Una fuente emisora de área puede tratarse como una fuente puntual si la posición de observación está lo suficientemente lejos de la fuente emisora de área. La cuantificación de las tasas de emisión de las fuentes de emisión del área se puede realizar colocando posiciones de medición estratégicamente en y alrededor de la fuente emisora del área. Si no hay evidencia de puntos calientes (subáreas de tasa de emisión más alta), entonces la fuente emisora de área puede tratarse como si tuviera una tasa de emisión homogénea y la columna de emisión generada reflejará el área de la fuente emisora en la zona de barlovento. Si la columna no es homogénea y las tasas de emisión más altas son evidentes en las subáreas del área de emisión más grande, luego, relacionar las intensidades de la columna de emisión con las tasas de emisión de la subárea desde múltiples posiciones de medición y luego cuantificar las tasas de emisión de la subárea y afirmar las ubicaciones y el patrón de las tasas de emisión de la subárea con base en el acuerdo de múltiples posiciones de medición. Luego, la tasa de emisión general se determina sumando las tasas de emisión de la subárea en toda la fuente emisora del área.
Se puede suponer que el ancho escalar de una columna de emisión que se origina en una fuente emisora de área tiene el mismo ancho que la propia fuente emisora de área. El aumento del ancho debido a la dispersión de la columna de emisión en los bordes de la columna de emisión puede ser menos importante que el ancho de la columna de emisión establecido por el ancho de la fuente emisora del área. La posición de la posición de medición en relación con la fuente emisora del área se puede utilizar para ajustar el ancho escalar de la columna para diferentes velocidades del viento.
En un aspecto adicional, estas técnicas se pueden utilizar con datos recopilados de equipos de monitorización móviles. Con conocimiento de la posición de los detectores en movimiento, se pueden desarrollar arcos y cuadrículas de muestreo reales (para las etapas 108 y 110 del método 100 que se muestran en la figura 2 o las etapas 208 y 210 del método 200 que se muestran en la figura 8) para interceptar las columnas de emisión, delinear los límites de la columna de emisión y determinar la trayectoria de la columna de emisión. Las trayectorias de la columna de emisión de múltiples posiciones de muestreo se pueden utilizar para determinar la ubicación de las fuentes de emisión utilizando técnicas de triangulación.
Se pueden prever muchas aplicaciones para los sistemas y métodos descritos en este documento, que incluyen: la emisión de una fuente de área grande como una ciudad podría medirse de esta manera; la emisión de un gran estanque de relaves podría medirse con estas técnicas; aplicaciones militares, medición desde vehículos en movimiento; seguridad nacional, monitorización de liberaciones de agentes nerviosos en una ciudad; etc.
En otro aspecto, tratar la fuente emisora como una fuente emisora de área podría ser útil en una situación en la que las columnas de emisión son tan grandes que no puede alejarse lo suficiente como para suponer que la fuente emisora es una fuente emisora puntual. Por ejemplo, este enfoque podría cuantificar las emisiones de una ciudad entera para encontrar la tasa de emisión general y la ubicación y el momento de emisión de las subáreas de la ciudad.
En un aspecto adicional, este enfoque podría ser útil para proporcionar vigilancia de ataques con agentes aerotransportados que se liberan en una ciudad.
Las columnas de emisión se pueden visualizar y caracterizar con medidas de concentraciones en el aire tomadas a favor del viento. Conociendo la forma, el tamaño y el perfil de concentración de la columna de emisión a diferentes velocidades del viento permiten calcular el flujo para predecir la tasa de emisión asociada de la fuente que causa la columna.
La descripción anterior de las realizaciones descritas se proporciona para permitir que cualquier persona experta en la técnica realice o utilice la presente invención. Varias modificaciones a esas realizaciones serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en este documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (10) para cuantificar una fuente emisora (150) a partir de su columna, que comprende:
una pluralidad de puntos de muestreo (20) operativos para obtener mediciones de concentración de emisiones, en donde los puntos de muestreo (20) están ubicados en una posición de medición (155) ubicada a una distancia de la fuente emisora (150), y donde los puntos de muestreo (20) están a diferentes alturas verticales;
al menos un monitor de emisión (40) operativo para tomar medidas de concentración de emisión en la pluralidad de puntos de muestreo (20);
un dispositivo de procesamiento de datos (50) conectado operativamente al al menos un monitor de emisión (40) para obtener mediciones de concentración de emisión del al menos un monitor (40), el dispositivo de procesamiento de datos (50) operativo para:
obtener una pluralidad de mediciones de concentración de emisión del al menos un monitor de emisión (40); obtener mediciones de la velocidad del viento y mediciones de la dirección del viento cuando se tomaron la pluralidad de mediciones de concentración de emisiones;
para cada punto de muestreo (20), construir una pluralidad de arcos de muestreo virtuales (160) en el que cada arco de muestreo virtual (160) utiliza solo mediciones de concentración de emisiones tomadas sustancialmente a la misma velocidad del viento, estando compuesto cada arco virtual de muestreo (160) por una pluralidad de posiciones virtuales de medida (158) correspondientes a medidas de concentración de emisión tomadas en la posición de medida (155) del punto de muestreo (20) en diferentes momentos con posiciones virtuales de medida (158) en diferentes posiciones a lo largo del arco de muestreo virtual (160) siendo representativo de diferentes posiciones espaciales en relación con la columna;
en donde la posición de cada posición de medición virtual a lo largo del arco se determina a partir del cambio angular en la dirección del viento; y
en donde cada posición de medición virtual (158) se basa en:
una medición de la concentración de emisión tomada en el punto de muestreo (20); y
una medición de la dirección del viento cuando se tomó la medición de la concentración de emisiones; por lo que las mediciones de concentración de emisión a lo largo de cada arco de muestreo virtual (160) se relacionan con las concentraciones de emisión a lo largo de un arco dentro de la columna, teniendo el arco un centro en la fuente emisora (155) y un radio igual a la distancia entre la posición de medición (155) y la fuente emisora (150);
agrupar arcos de muestreo virtuales hechos de mediciones de concentración de emisiones sustancialmente a la misma velocidad del viento en una cuadrícula de muestreo virtual (170); y
usar las mediciones de concentración de emisiones en la cuadrícula de muestreo virtual (160) para aproximar la cantidad de emisiones que pasan a través de la cuadrícula de muestreo virtual (170) para la velocidad específica del viento o el intervalo de velocidades del viento.
2. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de puntos de muestreo (20) se proporcionan separados verticalmente en una torre (12).
3. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde al menos un monitor de emisión (40) es un detector de gas de camino abierto.
4. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde se coloca un detector de gas de camino abierto en cada uno de la pluralidad de puntos de muestreo (20) para obtener una medición de la concentración de emisión en la pluralidad de puntos de muestreo (20).
5. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde los puntos de muestreo (20) están alineados verticalmente.
6. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde las mediciones de la velocidad del viento y las mediciones de la dirección del viento se toman en la pluralidad de puntos de muestreo (20).
7. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde la distancia entre la posición de medición (155) y la fuente emisora (150) es una distancia estimada.
8. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el dispositivo de procesamiento de datos es además operativo para:
obtener medidas de concentración de emisión tomadas en un punto de muestreo adicional separado lateralmente de la pluralidad de puntos de muestreo;
usar las mediciones de concentración de emisiones tomadas en el punto de muestreo adicional para determinar una primera trayectoria de emisiones desde la fuente emisora (150);
determinar una segunda trayectoria de emisiones desde la fuente emisora (150) usando las mediciones de concentración de emisión tomadas en la pluralidad de puntos de muestreo (20); y
usar la primera trayectoria y la segunda trayectoria para aproximar la distancia entre la posición de medición (155) y la fuente emisora (150).
9. El sistema (10) de la reivindicación 8, en donde la cantidad de emisiones que pasan a través de la cuadrícula de muestreo virtual (170) y la distancia entre la posición de medición (155) y la fuente emisora (150) se aproximan iterativamente.
10. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde la cantidad de emisiones que pasan a través de la cuadrícula de muestreo virtual (170) se determina dividiendo la cuadrícula de muestreo virtual (170) en secciones, aproximando el caudal de emisiones a través de cada sección y determinando un caudal total aproximado de una columna de emisiones a través de la cuadrícula de muestreo virtual (170).
11. El sistema (10) de la reivindicación 10 que comprende además determinar si cada sección cae dentro de una columna de emisión que se origina en la fuente emisora (150).
12. El sistema (10) de la reivindicación 1 que comprende además aproximarse a la forma de una columna de emisión que se origina en la fuente emisora (150).
13. El sistema (10) de la reivindicación 12 que comprende además la interpolación de puntos adicionales en la cuadrícula de muestreo virtual (170) donde no hay puntos presentes.
14. El sistema (10) de la reivindicación 12 que comprende además la extrapolación de puntos adicionales más allá de la cuadrícula de muestreo virtual (170).
15. El sistema (10) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 5 a 10 en donde
la distancia entre la posición de medición (155, 355) y la fuente emisora (350) es una distancia representativa a un centro representativo (362) de un área de captación (360) de la fuente emisora de área (350).
16. El sistema (10) de la reivindicación 15, en donde el centro representativo (362) es el centroide del área de captación (360) de la fuente emisora del área (350) que está siendo medida mediante la medición de la concentración de emisión.
17. El sistema (10) de la reivindicación 15, en donde la distancia representativa varía entre las mediciones de concentración de emisión.
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