TEMA: ANÁLISIS DE DISPERSIÓN DE EMISIONES GASEOSAS DE UNA FUENTE PUNTUAL INTERMITENTE

ANÁLISIS DE DISPERSIÓN DE EMISIONES GASEOSAS DE UNA FUENTE PUNTUAL INTERMITENTE

INTRODUCCIÓN

La concentración media, en el aire, de las sustancias emitidas desde fuentes de emisiones, depende de muchos factores, tales como intensidad del viento, turbulencia atmosférica, velocidades, temperatura e intensidad de emisión de la fuente, topografía y rugosidad de la superficie del área de estudio, etc. Cuando la concentración supera los valores críticos, denominados como límite máximo permisible, la sustancia en difusión se constituye en un problema de contaminación atmosférica, por ello es muy importante el análisis de dispersión de las emisiones con la finalidad de poder determinar el grado de contaminación del aire. Por otro lado la cantidad de sustancias emitidas depende del tipo de fuentes de emisión, en este caso analizaremos la concentración media de sustancias emitidas desde fuentes puntuales intermitentes o tipo ''puff" o soplo.

En el presente trabajo se analizará la dispersión de emisiones de una fuente puntual intermitente software PUFFJ, asimismo, se intentarán variar ciertas condiciones para apreciar el modo en el que varia dicha dispersión.

OBJETIVOS

Determinar la concentración media de la sustancia en difusión.

Determinar la distribución espacial de la concentración media.

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Contaminación en la atmósfera

La atmósfera no es un sujeto pasivo de la contaminación, todos los fenómenos meteorológicos pueden jugar un papel importante en la evolución de los contaminantes en la atmósfera y, por lo tanto, algunos aspectos relacionados con estos fenómenos deben tenerse en cuenta.

El viento, la humedad, la inversión y las precipitaciones tienen un papel importante en el aumento o disminución de la contaminación.

El viento generalmente favorece la difusión de los contaminantes ya que desplaza las masas de aire en función de la presión y la temperatura. El efecto que puede causar el viento depende de los accidentes del terreno o incluso de la configuración de los edificios en las zonas urbanizadas.

Al direrencia del viento, la humedad juega un papel negativo en la evolución de los contaminantes ya que favorece la acumulación de humos y polvo. Por otra parte, el vapor de agua puede reaccionar con ciertos aniones aumentando la agresividad de los mismos, por ejemplo el trióxido de azufre en presencia de vapor de agua se transforma en ácido sulfúrico, lo mismo ocurre con los cloruros y los fluoruros para dar ácido clorhídrico y fluorhídrico respectivamente.

Fenómenos implicados en el transporte de contaminantes atmosféricos

La descripción del transporte de un penacho de contaminantes en la atmósfera engloba fenómenos de muy diferente naturaleza. En primer lugar, el penacho se eleva sobre la altura de emisión debido a su velocidad de salida y, en el caso de penachos térmicos, a la mayor temperatura que posee el penacho respecto del ambiente. Esta elevación se prolonga en tanto sean perceptibles el impulso mecánico y, especialmente, el desplazamiento vertical por gradiente térmico: al resultado de este fenómeno no estacionario se le denomina sobreelevación del penacho. El segundo fenómeno a considerar es el desplazamiento del centro del penacho debido al arrastre de los contaminantes por el viento: es la advección. Simultáneamente a estos procesos, se produce la difusión del contenido del penacho desde su línea central: difusión turbulenta. Y, al mismo tiempo, es preciso considerar para aquellos contaminantes no inertes, la cinética de las reacciones químicas que provocan su transformación en otros contaminantes secundarios; así como la velocidad con que el suelo absorbe a los contaminantes que llegan a él. Estos dos últimos fenómenos, sin embargo, suelen considerarse de manera independiente del resto de los procesos (de modo que se simplifica su planteamiento) puesto que en la resolución del problema de la difusión atmosférica el primer reto es conocer donde se encuentran los contaminantes en cada momento para, posteriormente, estudiar cuales son las transformaciones que pueden sufrir durante el recorrido.

El movimiento de un penacho está perfectamente caracterizado por el viento, la estabilidad y la turbulencia atmosférica. Si los efectos del viento y de la turbulencia son fácilmente comprensibles (a mayor turbulencia, mayor dispersión del penacho).

Por la mañana, el calentamiento solar provoca la ruptura de la capa estable próxima a la superficie terrestre que domina durante la noche, mediante la formación de corrientes verticales de aire caliente que ascienden desde el suelo; debido a este efecto la capa estable se eleva. Estas corrientes alcanzan su máxima intensidad en las primeras horas de la tarde, para comenzar a decrecer a medida que disminuye el flujo de calor solar.

Por la noche, con viento en calma, vuelve a aparecer una capa estable muy definida a baja altura, que suele crecer a lo largo del período nocturno; este crecimiento se acelera si aumenta la velocidad del viento. Además, tanto por el día como durante la noche, en situaciones de fuerte turbulencia atmosférica suelen producirse rupturas del flujo en dos o más capas horizontales claramente diferenciadas.

Existe una estrecha interrelación entre las formas que adopta un penacho emitido a cierta altura sobre el suelo y el gradiente vertical de temperatura presente en la capa límite, indicativo de la estabilidad existente a diferentes alturas.

Importancia del uso de modelos de difusión atmosférica

La necesidad de abordar la problemática de la contaminación atmosférica a través del análisis de los resultados obtenidos con los modelos de difusión atmosférica se presenta como primordial e insustituible frente a otros sistemas desde el momento en que los resultados obtenidos se pueden obtener con antelación a la implantación de la industria contaminadora. Si bien es cierto que cualquier simulación matemática de un fenómeno tan complejo como es la difusión atmosférica no es nunca exacto, no es menos cierto que los resultados de un modelo son el instrumento más válido en la decisión de la planificación y en la adopción de medidas correctoras ya que con ellos se identifica y se disciernen aquellas zonas con mayor y menor incidencia de la contaminación atmosférica procedente de una instalación o instalaciones determinadas.

La aplicación de un modelo de difusión tiene como objeto la integración entre aquellos elementos que inciden en la calidad del aire, como son los condicionantes atmosféricos, localización de los focos e intensidad de los mismos, situación de los receptores, influencia de la topografía, orografía, etc, a fin de adecuar las medidas

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