Exposición hidráulica
Enviado por Alejandra Aguirre • 18 de Mayo de 2023 • Resumen • 1.268 Palabras (6 Páginas) • 38 Visitas
EXPOSICIÓN HIDRÁULICA
El desarrollo de la humanidad ha implicado un incremento en la necesidad de recursos naturales, pero también en la generación de residuos. Por desgracia, este desarrollo también parece haber ido ligado con una creciente irresponsabilidad por parte de las personas con la naturaleza, ya que hemos terminado por convertir a los ríos en nuestros contenedores. Ya sea en forma de vertidos procedentes del sector industrial, de aguas residuales o incluso de la propia basura generada por la actividad humana, son muchas las sustancias contaminantes que terminan en el cauce de los ríos y que pueden provocar que todos los recursos de los que anteriormente nos proveían queden inutilizados.
HISTORIA DE LA ECUACIÓN
El modelo es en estado estacionario, por lo que se asume que todas las características del vertido y del río permanecen constantes con el tiempo.
El Q y A permanecen constantes
La concentración y la velocidad son promedio de la sección transversal, que se toma en un punto a lo largo del río.
El flujo es unidimensional.
Se trata del modelo Básico porque la materia orgánica es considerada como un único elemento, el oxígeno disuelto sólo depende de la reaireación superficial y del consumo bacteriano producido al ser degradada dicha materia orgánica
Streeter y Phelps plantean un estudio basado en el oxígeno ya que, ante el vertido de aguas residuales o la introducción de cualquier tipo de sustancia contaminante, una corriente de agua siempre reacciona oxidando dichas sustancias hasta su degradación.
La cantidad de oxígeno necesaria para degradar una sustancia contaminante por oxidación se denomina demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Debido a este proceso, los niveles de oxígeno disuelto (OD) en la corriente disminuyen. Así la capacidad de auto purificarse de un río dependerá de los recursos de oxígeno de los que disponga. En particular, consideraremos como fuente de oxígeno el flujo del mismo a través de la atmósfera, más conocido como aireación.
Demanda de oxígeno en una corriente:
La cantidad de oxígeno disuelto en un río se ve afectada por los cambios bioquímicos en el mismo, principalmente por el proceso de oxidación. Ante la presencia de oxígeno, ciertas bacterias oxidarán progresivamente cualquier materia orgánica que haya sido descargada sobre la corriente.
Streeter y Phelps modelizan este proceso bioquímico como una reacción molecular de acuerdo con la siguiente ley:
“La tasa de oxidación bioquímica de materia orgánica es proporcional a la concentración restante de sustancia no oxidada, medida en términos de oxidabilidad.”
De acuerdo a ella, podemos plantear la ecuación diferencial ordinaria:
− dL /dt = KL
donde L denota la demanda de oxígeno de cierta sustancia en términos de oxígeno, t es el tiempo y K una constante representando la tasa a la cual se produce la reacción de oxidación.
Además, también podemos enfocar el mismo proceso desde el lado opuesto. El proceso de oxidación produce una demanda de oxígeno que se cubre mediante las reservas de oxígeno disuelto en el río. Así podemos considerar como D1 al déficit de saturación de oxígeno, es decir, el descenso en la cantidad de oxígeno disuelto y tenemos que la ecuación:
− dL / dt = dD1/ dt = KL
Recursos de oxígeno de una corriente:
Streeter y Phelps explican que el agua no contaminada siempre tiende a acumular la máxima cantidad de oxígeno disuelto que sea posible según las circunstancias en las que se encuentre (temperatura, presión atmosférica...). A este valor máximo de oxígeno disuelto se le denomina nivel de saturación.
La fuente de este oxígeno será la atmósfera, que lo proveerá a través de la superficie del río y gracias al proceso de aireación. Por este motivo, es lógico pensar que la concentración de oxígeno disuelto en el agua no puede ser mayor que la concentración de oxígeno de la atmósfera porque, si así lo fuera, el proceso de aireación se daría a la inversa y sería el río el que cediera oxígeno en favor de la propia atmósfera. Esto nos indica que la concentración de oxígeno disuelto en un río está limitada por la concentración de oxígeno del aire situado sobre él, es decir, esta concentración será el nivel de saturación del río.
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