Metodo gaussiano para una fuente puntual

Modelo Gaussiano para una Fuente Puntual

1. Introducción

Un contaminante emitido a la atmósfera es transportado en la dirección del viento predominante y dispersado por movimientos de aire perpendiculares al viento así como por turbulencia. En este sentido, los factores meteorológicos van a influenciar en la dispersión de los contaminantes atmosféricos.

En esta práctica haremos uso de unmodelo atmosférico, el cual va a simular condiciones reales de transporte y dispersión de los contaminantes como producto de la interacción de variables meteorológicas (básicamente la estabilidad atmosférica) y las características de la emisión.

2. Objetivos

✓ Analizar como influye la estabilidad atmosférica con la concentración de contaminantes.

3. Revisión Bibliográfica

ModelosAtmosféricos

Los modelos atmosféricos de dispersión de contaminantes son herramientas físico-matemáticas que permiten simular las condiciones reales de transporte y dispersión de los contaminantes como producto de la interacción de las condiciones meteorológicas y las propias de las fuentes de emisión

Los modelos no describen con exactitud el problema de contaminación de una zonadeterminada. Estos sólo constituyen una representación, cercana o no, de lo que sucede; por lo tanto, no hay que olvidar que sólo son modelos y que la calidad de los resultados depende de diversos factores tal como:

✓ Exactitud del inventario de emisiones,

✓ Incertidumbre de los procesos físico químicos que sufren los contaminantes durante su transporte,

✓ Calidad y representatividad delos datos meteorológicos,

✓ Validación del modelo en una situación determinada. El modelo puede ser adecuado en una situación particular pero no en otra.

Figura 1: Entradas y salidas de los modelos de dispersión

Tipos de Modelos

La agencia de protección ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) agrupa a los modelos de calidad de aire (o de difusión) en lassiguientes categorías:

✓ Gaussiano: Es la técnica más ampliamente usada para contaminantes no reactivos. Proporciona una excelente aproximación matemática a la dispersión de contaminantes. Esta basado en la distribución Gaussiana o distribución normal de estadísticas.
El modelo Gaussiano asume que el material proveniente de una fuente, continuamente es transportado en dirección del vectorde velocidad de viento, estando las concentraciones más altas en el centro de la pluma y las mas bajas en los extremos. En resumen, asume que la concentración de la pluma, en cada distancia vientos abajo, posee una distribución Gaussiana o normal independiente horizontal y verticalmente.

✓ Numéricos: Este tipo de modelos es usado cuando los contaminantes analizados están reaccionando yformando contaminantes secundarios. Son mucho más apropiados que los modelos Gaussianos para análisis de una fuente de área urbana cuando están involucrados contaminantes reactivos; pero requieren unas bases de datos mucho más extensas y complejas, por lo cual no son usados ampliamente.

Sus aplicaciones más comunes son para la formación de ozono y en el estudio de la conversión de SO2 y NOxpara formar sulfatos y nitratos que contribuyen a la lluvia ácida. Un modelo numérico ampliamente usado es el UAM (Urban Airshed Model) para la simulación de áreas urbanas calculando concentraciones de ozono.

✓ Estadisticos: Las técnicas estadísticas o empíricas son frecuentemente empleadas donde los procesos químicos y físicos no poseen una clara interpretación científica, o en situacionesdonde no se cuente con una fiable y completa base de datos.

Están basados en técnicas estadísticas o semi-empíricas para analizar tendencias, relaciones de la calidad del aire, las mediciones atmosféricas y para predecir la evolución de situaciones de contaminación de corto plazo. Lo anterior se hace usando análisis de distribución de frecuencias, análisis de series de tiempo y otros...