Dispersión de contaminantes

Instituto Politécnico Nacional[pic 1][pic 2]

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Laboratorio de Manejo Integral de la Calidad del Aire

Práctica 2. Dispersión de Contaminantes

Equipo  5.

Barrera Villavicencio Alejandro

Cartas Caballero Erick

Quirarte Vizcarra Andrea Alessandra

Ramírez Sánchez Juan Eduardo

Sotelo León Diego Fernando

Grupo 7AV1

Profesores

Esquivel Nájera Sergio Enrique

Amador Cruz Marbella

27 de octubre de 2016

1. INTRODUCCIÓN

Las sustancias gaseosas se dispersan dependiendo de los factores que afectan su transporte, tales como propiedades de la estela, viento y turbulencia atmosféricas. Sin embargo, las predicciones no son muy viables cuando se refieren a zonas muy próximas o muy lejanas del lugar de emisión.

• Elevación de la estela: Las sustancias toxicas en suspensión muestran su efecto a ras de suelo, donde se sitúan los posibles receptores. La estela se define como la altura que alcanzan las emisiones antes de curvarse y dispersarse definitivamente, por lo tanto, cuando mayor sea la estela, menor es la concentración de contaminantes a ras de suelo. La estela depende su impulso y flotabilidad. La velocidad de la chimenea proporciona un determinado impulso a la estela. Además los gases calientes, que tienen temperaturas más elevadas que la ambiental, provocan una baja densidad en la estela que la hace flotar en el aire. Un factor que depende de la flotabilidad de la estela es la velocidad de arrastre ocasionado por fuerzas eólicas; a mayor velocidad de arrastre, menor flotabilidad de esta.

Muchas emisiones de residuos tóxicos no proceden de chimeneas sino que se producen a ras de suelo, debido a que la elevación de la estela es mínima.

• Dispersión: El viento juega un papel importante en el traslado aéreo y, además, contribuye a disminuir la concentración. Por otro lado ayuda a que la materia particulada permanezca más tiempo en suspensión.

Cuando las turbulencias con mayores, la estela alcanza el suelo antes. Las turbulencias  dependen de dos factores: el viento y la estabilidad atmosférica, la velocidad del viento superficial y del relieve del terreno (Castillo Rodríguez, 2006).

El modelado matemático es una herramienta imprescindible en el estudio de la contaminación atmosférica que interpretan los procesos complejos de difusión, transporte y depósito que se producen en la atmosfera.

Un modelo muy usado es el Gaussiano de degradación de concentraciones, sostiene que una pluma emitida por una fuente viaja a favor del viento y se dispersa siguiendo un patrón gaussiano para la evolución de la concentración a través de las tres dimensiones del espacio (Red Española de Compostaje, 2015).

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Figura 1. Dispersión de contaminantes por una fuente fija en los planos x,y,z.

Tomado de: Manual de Laboratorio de Manejo Integral de Calidad de Aire (2014).

1. OBJETIVO

Analizar la influencia de una serie de parámetros en la dispersión de contaminantes y aplicar un caso práctico con el modelo de dispersión Gaussiano.

1. METODOLOGÍA

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1. RESULTADOS

Caso de referencia

Calcular la concentración de NO2 a una distancia de x=0.4 hasta 4Km, desde la fuente de emisión, considerando que la velocidad de salida de la emisión es de 12.2m/s, el diámetro de la chimenea 3.81m, altura de la chimenea 68.58m, temperatura de salida de la emisión de 394.3K y con un flujo de salida igual a

47.25g/s. El valor de z= 20m y el valor de y=89m.

Con respecto a las condiciones meteorológicas considera que la temperatura ambiente es de 291.48K, la presión atmosférica es de 1000milibares también se cuenta con una estabilidad atmosférica tipo B, con una velocidad del viento de 2.5m/s a una altura de 10m de distancia desde el suelo hacia la chimenea.

Tabla 1. Concentración de NO2 considerando caso de referencia.

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Figura 2. Concentración de NO2 conrespecto al eje X (distancia a partir de la salida de la chimenea)

Tabla 2. Concentración de NO2 considerando una variación a la mitad y al doble del flujo de emisión.

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