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MODELADO MATEMÁTICO DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
POR GASES INDUSTRIALES
Loiacono, S.M.1, Nagornov, O.2, Pugliese, N.I.3 Crescentino, L. 3 Núñez, A.3; Pereyra,
M.O.3; Mercado, J.N3; Lucero, A.E.3, Cuevas, M.S.3.
(1)Departamento de Informática. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales.
Universidad Nacional de San Juan.
sloiacono@iinfo.unsj.edu.ar
(2) Department39-High Energy DensityPhysics.Moscow Engineering Physics Institute-
Russia.
nagornov@hotmail.com
(3) Departamento de Matemática. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de San
Juan.
noriris@unsj.edu.ar
RESUMEN: La contaminación del aire es fundamentalmente una consecuencia de las
actividades humanas. Un modelo de concentración de contaminantes del aire permite
predecir las concentraciones y emisiones decontaminantes, bajo ciertas condiciones
meteorológicas, durante cierto tiempo. La mayor parte de los residuos industriales se
descargan verticalmente al aire libre, mediante una chimenea. Una vez que el gas
contaminado sale del punto de descarga, la columna de humo tiende a expandirse y
mezclarse con el aire ambiental donde se diluyen los residuos gaseosos, para finalmente
dispersarse y bajaral suelo. Los contaminantes afectan tanto la salud humana, como la
de los vegetales. En zonas rurales, en las cercanías de una fábrica, la exposición
continua a las sustancias no deseadas produce no solo daño en la superficie de las hojas
sino que reduce el crecimiento no solo de la planta sino también el de las frutas. En los
cultivos comerciales eso significa una reducción directa deingresos. En el presente
trabajo se desarrollarán modelos matemáticos que describan la contaminación del aire
debida a los gases emitidos por una chimenea industrial. Para este estudio es necesario
analizar los parámetros que determinan las condiciones de la estabilidad atmosférica, ya
que dichas condiciones influyen fuertemente en la concentración, dispersión y difusión
de los contaminantes.Aplicando el método de diferencias finitas para la solución del
sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales. Se estima la estabilidad y
convergencia de la solución numérica. Se elabora el algoritmo de la solución numérica y
su correspondiente método computacional para la estimación de la concentración de los
gases emitidos por una industria en una zona rural. Con los resultadosobtenidos en esta
investigación se podrá determinar la influencia de los contaminantes analizados en la
calidad del aire en las cercanías de una industria.
1 INTRODUCCIÓN
En áreas rurales y urbanas hay fuentes de contaminación del aire, como consecuencia de
las actividades humanas. Actualmente la principal contaminación del aire en la
Provincia de San Juan es debida a las emisiones vehiculares y enmenor escala debida a
las industrias. Este trabajo se ha focalizado en el estudio del impacto que produce la
contaminación de una industria minera localizada a 25 km al norte de la ciudad capital
de San Juan, en el departamento Albardón. La mayor parte de los residuos industriales
se descargan verticalmente al aire libre, mediante una chimenea. Una vez que el gas
contaminado sale del puntode descarga, la columna de humo tiende a expandirse y
mezclarse con el aire ambiental donde se diluyen los residuos gaseosos, para finalmente
dispersarse y bajar al suelo (Davis y. Masten, 2004). Es importante entonces, el estudio
y análisis de la estabilidad atmosférica para formular los modelos que permitan predecir
las concentraciones en la contaminación del aire. Para el estudio de lacontaminación
producida por las chimeneas industriales, en una primera aproximación, se usa
habitualmente el modelo de Gauss, basado en la solución de la ecuación de balance de
masas en derivadas parciales; para cálculos más precisos se usa una combinación de
modelos en la que la distribución horizontal es similar a la de Gauss y la distribución
vertical sujeta a procesos más complejos tales...