Informe Inegenieria Ambiental Contaminacion Atmosferica

INGENIERIA AMBIENTAL
ICH2304-01

PRIMER SEMESTRE 2012

TAREA 3

INTEGRANTES:
José Ignacio Castro
María José Muñoz
Julián Parga
Natalia Tapia
Cristián Vernier

FECHA:
Jueves 21 de junio, 2012.

Introducción

En este informe buscamos evaluar el impacto ambiental que generará un nuevo complejo de fundición, en tres localidades. Para ello evaluaremos 4 diseños posibles para ladisposición de las chimeneas de fundición (Figura 1).
Los diseños constan con las siguientes características: el diseño I tiene sus tres chimeneas en linea en forma perpendicular al viento, el diseño II en forma diagonal, el III en linea y en el sentido del viento, y finalmente el IV posee solo una chimenea, pero de mayor altura.

Figura 1. Diseños de disposición de chimeneas (C1, C2 y C3), dondeA, B y C representan las localidades.

Las localidades se encuentran ubicadas según lo indica la Tabla 1.

Tabla 1. Ubicación de las localidades

Además, los parámetros de diseño considerados son los detallados en la Tabla 2.

Tabla 2. Parámetros de diseño

Para poder estudiar el efecto en las localidades adoptaremos un modelo Gaussiano y las concentraciones las calcularemos con laformula vista en clases:

Cx,y,z=Q2πσyσZu[exp-y22σy2-z-H22σz2+exp⁡{-y22σy2-(z+H)22σz2}]

En donde:
C= Concentración a una distancia x de la fuente.
Q= Tasa de emisión del contaminante.
u= Velocidad del viento
σy y σz: Desviaciones estándar de las distribuciones normales en las direcciones z e y.
H= h+ Δh
H: Altura efectiva de la chimenea.
h= Altura Física de la chimenea.
Δh: Ascenso delPenacho.

El ascenso del penacho fue calculado a partir de la siguiente fórmula:

∆h=VSdu[1,5+0,00268P(∆T)dTS]

Δh:Ascenso del penacho sobre la chimenea, m
VS: Velocidad del gas a la salida de la chimenea, m/s
d: Diámetro al interior de la chimenea, m
u: Velocidad del viento, m/s
P: presión atmosferica, milibares
ΔT: Temperatura del gas en la chimenea- temperatura ambiente, K
TS:Temperatura del gas en la chimenea, K

Con lo que se obtuvieron las alturas efectivas para los diseños I, II y III, y para el diseño IV (Tabla 3).

Tabla 3. Alturas efectivas de las chimeneas.

Los coeficientes de dispersión fueron calculados a partir de las fórmulas de Turner (Santa cruz, 2000):
σy=aXb
σz=cXd

Considerando una estabilidad atmosférica tipo E, los coeficientes a, b, c y dasumen los siguientes valores:

a=0,098 b=0,902
c=0,15 d=0,73

Nuestro objetivo es utilizar este modelo para determinar el mejor diseño posible, entre los cuatro tipos propuestos, para disminuir el efecto dañino para la salud producido por las concentraciones de contaminantes emitidas. Debido a que, esta contaminación afecta directamente a tres localidades ubicadas viento abajodel emplazamiento de las chimeneas.

Concentración del contaminate en cada una de las localidades

Para los distintos tipos de diseño, obtuvimos que las concentraciones en las localidades A, B y C fueron las siguientes:

* Tipo I

Localidad | Distancia(m)(Eje x) | Concentración(mg/m³) |
A | 1000 | 7,88123338 |
B | 3000 | 4,93404062 |
C | 80000 | 2,06381552 |

* Tipo IILocalidad | Distancia(m)(Eje x) | Concentración(mg/m³) |
A | 1000 | 7,88123731 |
B | 3000 | 4,97987443 |
C | 80000 | 2,03777126 |

* Tipo III

Localidad | Distancia(m)(Eje x) | Concentración(mg/m³) |
A | 1000 | 17,7467196 |
B | 3000 | 15,0104381 |
C | 80000 | 3,85863124 |

* Tipo IV

Localidad | Distancia(m)(Eje x) | Concentración(mg/m³) |
A | 1000 | 0,001050013 |
B |3000 | 1,968861544 |
C | 80000 | 2,373167283 |

Las concentraciones en las localidades A, B y C obtenidas con las distribuciones I y II fueron bastante parecidas, esto incluso cambiando las distribuciones de las chimeneas. En la distribución I pusimos las chimeneas en línea y en la distribución B adelantamos una chimenea y otra la atrasamos dejando una fija en el origen. Los resultados nos...