modelos de dispersion de gases

Modelos de dispersión de gases y/o vapores en la
atmósfera: fuentes puntuales continuas
Introducción
En el análisis de la estimación de las consecuencias de las emisiones
accidentales a la atmósfera de contaminantes procedentes de actividades
industriales, uno de los aspectos clave a considerar es su dispersión en el
medio ambiente.
Una de las características principales que condiciona laevolución de un
gas/vapor en la atmósfera es su densidad, distinguiéndose tres posibilidades:
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Gases ligeros. Densidad inferior a la del aire.
Gases pasivos o neutros. Densidad similar a la del aire.
Gases pesados. Densidad mayor que la del aire.

A efectos prácticos no se puede hablar, en la mayoría de los casos, de un
comportamiento puro de gas ligero neutro o pesado, ya que losfactores que
influyen en él son múltiples y variables en el tiempo y una mezcla gas/aire
puede evolucionar como un gas pesado sin serlo debido a:
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Peso molecular del gas.
Temperatura del gas.
Temperatura y humedad del aire ambiente.
Presencia de gotas líquidas arrastradas en la emisión.
Reacciones químicas en la nube, etc.

Otra característica es la duración del escape,que puede da lugar a:
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Escapes instantáneos formando una bocanada ("puf").
Escapes continuos sin depender del tiempo, formando un penacho
("plume").
Escapes continuos dependiendo del tiempo.

En este documento, por razones de simplificación, se estudia el segundo tipo
de escape.
La mayoría de los incidentes por escape empiezan con una descarga de un
producto peligroso desde sucontinente normal. Estos incidentes se pueden
originar por orificios o roturas de recipientes de proceso, por juntas de unión en
bridas, o por válvulas y venteos de emergencia, por destacar las causas más
frecuentes.
Los escapes pueden ser en forma de gas, de líquido o en fase mixta líquidogas; nosotros trataremos únicamente el primer tipo, si bien debe señalarse que
en fase líquida y mixta laaportación másica del escape es muy superior y la
velocidad de evaporación determinará la cantidad aportada para la formación

de la nube. De ahí la peligrosidad de escapes de gases licuados del petróleo o
de cloro licuado, por citar unos ejemplos típicos.
El modelo gaussiano de fuente puntual continua que se va a tratar en este
documento supone como hipótesis de partida que lasconcentraciones de
contaminante en cualquier punto considerado viento abajo están estabilizadas
y no dependen del tiempo. Este modelo describe el comportamiento de los
gases/vapores de fuerza ascensional neutra, dispersados en la dirección del
viento y arrastrados a la misma velocidad.
Respecto a los gases pesados una configuración típica de un escape a nivel
del suelo se muestra en la figura 1.Fig. 1: Desarrollo y dispersión de una nube de gas pesado
Los gases pesados muestran una elevación inicial del penacho debida al
impulso de salida, como sucede en todo escape, seguida de una cierta caída
en curva por influencia de su densidad. Comparándolos con los gases neutros
se ve que los gases pesados presentan en los momentos iniciales un
comportamiento distinto, por lo cual se handesarrollado modelos sofisticados
que no se consideran en este documento. Sin embargo, al cabo de un cierto
tiempo y a medida que se diluyen en el aire, las características y el
comportamiento se pueden asimilar a los de un gas neutro. Si el escape de un
gas pesado es de una proporción o intensidad de descarga moderadas, se
puede tratar aceptablemente con el modelo gaussiano de gas neutro que es deaplicación mucho más sencilla, especialmente si lo que queremos es estudiar
lo que sucede en puntos que no sean excesivamente próximos al punto de
emisión.

Descripción del modelo
El fundamento para el modelo de Pasquill-Gifford es una dispersión gaussiana
en los ejes horizontal y vertical (figuras 2 y 3). La fórmula normalizada para la
dispersión de una fuente puntual elevada es:...