Simulación de procesos de contaminación atmosférica

SIMULACIÓN DE PROCESOS DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

PARTE I

SUPUESTO 1

a) Determinar la concentración de SO2 en un punto situado a nivel del suelo y a 4000 m de la fuente en la línea central del penacho, coordenadas (4000,0,0), cuando la estabilidad atmosférica es de clase C.

Empleando la siguiente fórmula:

Siendo los datos:

pollution rate emission rate(Q)


average windspeed (u)


y direction plume standard deviation (σy)


z direction plume standard deviation (σz)


y position (y)


z position (z)


effective stach height (H)


La concentración de SO2 es de 0,00011063205829251 g/m³


b) Determinar, en las mismas condiciones de estabilidad atmosférica, la concentración de SO2 en un punto situado a nivel del suelo, a4000 m de la fuente y a 200 m de la línea central del penacho, coordenadas (4000,200,0).

Empleando la misma firma que en el apartado anterior, en este caso la concentración de SO2 es de 9,4729739794391•10-5 g/m³


c) ¿Cómo varía la concentración en los apartados anteriores, si la estabilidad atmosférica es de clase B?. Comentar los resultados.

Si la estabilidad atmosférica es de claseB, en el supuesto del apartado a) la concentración de SO2 es de 3,4865626879196•10-5 g/m³ y en el caso de los datos del apartado b) sería de 3,2546166900969•10-5 g/m³.

A la vista de estos datos se puede apreciar que la concentración de SO2 se reduciría.



d) ¿Aproximadamente, a qué distancia de la chimenea, en el eje central del penacho y a nivel del suelo, tendríamos una concentraciónmenor a 100 gm-3 de SO2, si la estabilidad atmosférica es de clase C? Complete la siguiente tabla y comente los resultados.

Concentraciones según la distancia a la fuente para una clase de estabilidad C
Distancia x
(km) σy σz gm-3 de SO2
0,2 25 14 2.2749008490528E-7
0,4 46 26 4.8978210136701
0,6 66 38 119,35870345336
0,8 85 50 304,08394308492
1 104 61 392,67742971288
2 193 115294,79609172827
4 359 216 110,63205829251
8 667 406 34,209441342431

A la vista de los resultados se puede apreciar que aproximadamente a unos 5 km de la chimenea la concentración de SO2 sería inferior a 100 gm-3.

Como también se ve en la tabla la concentración del contaminante aumenta hasta un kilómetro de distancia de la chimenea para luego ir progresivamente disipándose.

e) Observando lasecuaciones para el cálculo de la sobreelevación del penacho (plume rise) y la concentración en un determinado punto del espacio (Gaussian plume dispersion model), deduzca cómo afecta el diámetro de la chimenea a la altura efectiva y a la concentración en un punto del espacio.

Con la ecuación de sobreelevación del penacho se observa que este valor aumenta al aumentar el diámetro.

Por elcontrario, en la ecuación de Gaussian plume dispersion model el diámetro de la chimenea no es uno de los factores, por lo que se concluye que no influye en este concepto.

f) Utilizando el calculador AJ Design, determinar la velocidad del viento a una altura de 100 m en un terreno rugoso con condiciones de estabilidad B sabiendo que la velocidad del viento medida en un anemómetro situado a 10 m delnivel del suelo es de 4 ms-1. (Utilice la tabla 5 de la U.D. 3 de la Guía Didáctica para obtener el parámetro de estabilidad (n o p )).

Empleando la fórmula:

Y teniendo como parámetro de estabilidad n = 0,15, la velocidad del viento a una altura de 100 m es de 5,650150178491 m/s


g) ¿Cuáles son los valores límites para SO2 según la Directiva 2008/50/CE?

Según el anexo XI de laDirectiva 2008/50/CE, los valores límite para el dióxido de azufre son los siguientes:
Periodo medio Valor límite
1 hora 350 µg/m3, que no podrá superarse más de 24 veces por año civil
1 día 125 µg/m3, que no podrá superarse más de 3 veces por año civil

Siendo “valor límite”: “nivel fijado con arreglo a conocimientos científicos con el fin de evitar, prevenir o reducir los efectos nocivos para...