Modelo Gaussiano de dispersión de contaminantes
Páginas: 6 (1356 palabras)
Publicado: 17 de julio de 2015
P4. Contaminación atmosférica: Modelo Gaussiano
Ingeniería en Sistemas Ambientales
9AV1
José Pablo Reyes
Junio 2015
Objetivos
Determinar la concentración de un contaminante en el aire emitido por una fuente puntual, mediante un modelo gaussiano.
Analizar el comportamiento de un contaminante en relación con la estabilidad atmosférica, velocidad del viento y altura efectiva de la chimenea.Resultados
Evalúa la dispersión de SO2 si se emiten 84.096 ton/año desde una chimenea con una altura efectiva de 60 m. La velocidad del viento a la altura de la chimenea es de 6 m/s y la clase de estabilidad es tipo “D” para un día nublado. (1) Determina la concentración a nivel de suelo a lo largo de la línea central a 100, 250, 500, 800, 1000, 1500, 1700, 2000, 3000, 5000 y 10000 metros desde lachimenea en ug/m3.
Después hacer el análisis con: (2) estabilidades atmosféricas “A”, ”D” y ”F”; (3) velocidad del viento de 0.2, 1 y 6 m/s y (4) alturas efectivas de chimenea de 10, 20, 40, 60 y 100 m.
Elabora las gráficas de concentración vs distancia para cada inciso.
DATOS GENERALES
Velocidad u =
6
m/seg
Q = 84.096 ton/año
2666666.667
ug/seg
H =
60.00
metros
Pi =
3.1416
b=
0.894
Z=
0
my=
0
m
Estabilidad
D
x
500
m
Gráfica 1. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas distancias.
Gráfica 2. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas estabilidades atmosféricas.
Gráfica 3. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas velocidades de viento.Gráfica 4. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas alturas efectivas.
Discusión
Se aplicó el modelo de Gauss para estimar la concentración de SO2 en distintos escenarios. Uno de los supuestos de la modelación gaussiana es que se emita una especie química estable de una fuente puntual, y el SO2 es considerado como estable [4] y dentro de regiones locales [2].El SO2 es un gas que comúnmente se encuentra como contaminante en los sistemas ambientales, y causa distintos problemas a la salud como irritaciones en los ojos, mucosas y piel (Komarnisky et al., 2003).
En el problema actual, en la gráfica 1 se representa la concentración de SO2 a distintas distancias, donde se supone solamente recorrido a lo largo del eje x a nivel del suelo, es por eso quela gráfica tiene un comportamiento normal, un comportamiento en forma de campana pues la chimenea se encuentra a 60 m de altura pero las concentraciones se estiman a 0 m a nivel del suelo, por lo que a distancias pequeñas la concentración es casi nula y a medida que la pluma del contaminante avanza, ésta se esparce a lo largo de los 3 ejes y llega un momento en el cuál es perceptible a 0 m(Ilustración 2).
Ilustración 1. Perfil de concentración del modelo gaussiano.
La pluma llega un incremento hasta una concentración tope y empieza un decremento gradual producto de la dilución del SO2 que llegará a ser 0 a alguna distancia.
Para éste ejercicio se consideraron condiciones particulares: Estabilidad D, velocidad del viento de 6 m/s, altura efectiva de 60 m y una emisión de 2 666 666ug/s.
Es de esperarse un comportamiento distinto si se cambian las condiciones, y se desarrolló una modelación para modificar dichas condiciones. La única que no se modificó fue la emisión, donde la única diferencia se vería en la concentración.
La dirección del viento en este momento no es de particular interés, porque sólo indica hacia dónde se dirige la pluma del contaminante. Sería un parámetro atomar en cuenta en un problema de aplicación, para conocer qué parte de los alrededores del sistema está siendo más afectado, pero de ésta forma el modelo gaussiano no se adapta correctamente, por deficiencias debido al relieve y circulaciones atmosféricas complejas. El factor de la reflexión del suelo también fue omitido.
De los parámetros descritos, el primero en modificarse fue la...
Ingeniería en Sistemas Ambientales
9AV1
José Pablo Reyes
Junio 2015
Objetivos
Determinar la concentración de un contaminante en el aire emitido por una fuente puntual, mediante un modelo gaussiano.
Analizar el comportamiento de un contaminante en relación con la estabilidad atmosférica, velocidad del viento y altura efectiva de la chimenea.Resultados
Evalúa la dispersión de SO2 si se emiten 84.096 ton/año desde una chimenea con una altura efectiva de 60 m. La velocidad del viento a la altura de la chimenea es de 6 m/s y la clase de estabilidad es tipo “D” para un día nublado. (1) Determina la concentración a nivel de suelo a lo largo de la línea central a 100, 250, 500, 800, 1000, 1500, 1700, 2000, 3000, 5000 y 10000 metros desde lachimenea en ug/m3.
Después hacer el análisis con: (2) estabilidades atmosféricas “A”, ”D” y ”F”; (3) velocidad del viento de 0.2, 1 y 6 m/s y (4) alturas efectivas de chimenea de 10, 20, 40, 60 y 100 m.
Elabora las gráficas de concentración vs distancia para cada inciso.
DATOS GENERALES
Velocidad u =
6
m/seg
Q = 84.096 ton/año
2666666.667
ug/seg
H =
60.00
metros
Pi =
3.1416
b=
0.894
Z=
0
my=
0
m
Estabilidad
D
x
500
m
Gráfica 1. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas distancias.
Gráfica 2. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas estabilidades atmosféricas.
Gráfica 3. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas velocidades de viento.Gráfica 4. Concentración de SO2 a nivel de suelo a lo largo de la línea central a distintas alturas efectivas.
Discusión
Se aplicó el modelo de Gauss para estimar la concentración de SO2 en distintos escenarios. Uno de los supuestos de la modelación gaussiana es que se emita una especie química estable de una fuente puntual, y el SO2 es considerado como estable [4] y dentro de regiones locales [2].El SO2 es un gas que comúnmente se encuentra como contaminante en los sistemas ambientales, y causa distintos problemas a la salud como irritaciones en los ojos, mucosas y piel (Komarnisky et al., 2003).
En el problema actual, en la gráfica 1 se representa la concentración de SO2 a distintas distancias, donde se supone solamente recorrido a lo largo del eje x a nivel del suelo, es por eso quela gráfica tiene un comportamiento normal, un comportamiento en forma de campana pues la chimenea se encuentra a 60 m de altura pero las concentraciones se estiman a 0 m a nivel del suelo, por lo que a distancias pequeñas la concentración es casi nula y a medida que la pluma del contaminante avanza, ésta se esparce a lo largo de los 3 ejes y llega un momento en el cuál es perceptible a 0 m(Ilustración 2).
Ilustración 1. Perfil de concentración del modelo gaussiano.
La pluma llega un incremento hasta una concentración tope y empieza un decremento gradual producto de la dilución del SO2 que llegará a ser 0 a alguna distancia.
Para éste ejercicio se consideraron condiciones particulares: Estabilidad D, velocidad del viento de 6 m/s, altura efectiva de 60 m y una emisión de 2 666 666ug/s.
Es de esperarse un comportamiento distinto si se cambian las condiciones, y se desarrolló una modelación para modificar dichas condiciones. La única que no se modificó fue la emisión, donde la única diferencia se vería en la concentración.
La dirección del viento en este momento no es de particular interés, porque sólo indica hacia dónde se dirige la pluma del contaminante. Sería un parámetro atomar en cuenta en un problema de aplicación, para conocer qué parte de los alrededores del sistema está siendo más afectado, pero de ésta forma el modelo gaussiano no se adapta correctamente, por deficiencias debido al relieve y circulaciones atmosféricas complejas. El factor de la reflexión del suelo también fue omitido.
De los parámetros descritos, el primero en modificarse fue la...
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