Se desarrolla un modelo para evaluar el efecto de enfriamiento evaporativo producido por la evapotranspiración desde árboles hacia el aire ambiental.

1. Operaciones Unitarias 2
Un modelo para la modificación de aire
en una pequeña ciudad utilizando el
Método de Enfriamiento Evaporativo
Estudiante: Yesica Raquel Quijada Noriega
5 de Febrero del 2015

2. Un modelo para la modificación de aire
en una pequeña ciudad utilizando el
Método de Enfriamiento Evaporativo
Revista de Física Aplicada
Volumen 2, 2278-4861, 2012, PP 07-13
Alaa Motar Shayia, Hassan H. Salman. Departamento
de las Ciencias Atmosféricas, Colegio de Ciencias,
Universidad de AL-Mustansiriyah, Baghdad, Iraq

3. Índice
• Introducción
• Descripción del Modelo
• Resultados y Discusiones
• Conclusiones

4. Introducción

5. Introducción
• Enfriador evaporativo
• 230.000 kcal/día
• Disminución de la
temperatura del aire:
• Mediciones de campo
• Modelo de simulación

6. Introducción
• Utilizando información procedente de estudios
agrícolas y meteorológicas existentes, Huang
et al., 1987:
1. Mezclado del aire
2. Evapotranspiración uniforme
3. Evapotranspiración máxima

7. Descripción del Modelo

8. Descripción del Modelo
• Estimación de la evapotranspiración
𝐸𝑇𝑐 = 𝐾𝑐 𝐸𝑇0
Modelo empírico: FAO
𝐸𝑇𝑜 =
𝛥 𝑅 𝑛 − 𝐺 + 𝐾𝜌 𝑎 𝐶 𝑝
𝑒𝑠 − 𝑒 𝑎
𝑟𝑎
𝛥 + 𝛾 1 +
𝑟𝑠
𝑟𝑎
𝜆
.

9. Descripción del Modelo
• Humedad liberado por un árbol
Vapor de un árbol = Dispersión de la
contaminación

10. Descripción del Modelo
Modelo de Dispersión Gaussiano
𝒳
=
𝑋
𝜋𝜎 𝑦 𝜎𝑧 𝑢
𝑒𝑥𝑝
𝑦2
2𝜎 𝑦
2
× 𝑒𝑥𝑝 −
𝑧 − 𝐻 2
2𝜎𝑧
2
+ 𝑒𝑥𝑝 −
𝑧 + 𝐻 2
2𝜎𝑧
2

11. Contenido de humedad total
• Volumen de control: 20x20
• Volumen de aire por encima y alrededor de
ella.
• Contorno
de humedad
Figura 1. Volumen de control con dos planos
de observación, en la base 𝑧 = 0 y
en la parte superior z = ℎ 𝑐𝑣.

12. Cálculo de la temperatura
• Disminución de la temperatura de bulbo
seco
• Proceso de evaporación es adiabático
• Carta psicométrica
• Los cálculos modelo: Fortran90

13. Resultados y Discusiones

14. Resultados y Discusiones
• Ciudad Ali-Al Sharqi, al sur de Irak
• Condiciones climáticas adecuadas
• Temperatura del aire
• Humedad relativa
• Velocidad del viento
• Radiación solar

15. Resultados y Discusiones
• Datos medios mensuales
• Período 1980-2000
• Organización meteorológica iraquí
• Cálculo de la evapotranspiración
𝐸𝑇𝑐 = 𝐾𝑐 𝐸𝑇0 ; 𝐾𝑐 = 1.15
• Tasa volumétrica de la evapotranspiración
𝑉𝐸𝑇 = 𝐸𝑇𝑐 𝐴 𝑐 = 𝐾𝑐 𝐸𝑇𝑜 𝐴 𝑐 ; 𝐴 𝑐 = 9 𝑚2

16. Resultados y Discusiones
Gráfica 1. Los valores de evapotranspiración de referencia
y la evapotranspiración de un cultivo único en
un período de Abril a Septiembre de
Ali-Al Sharqi.

17. Resultados y Discusiones
Gráfica 2. Las tasas volumétricas de la
evapotranspiración de un solo árbol en
Ali-Al Sharqi.

18. Resultados y Discusiones
• Índice de emisión del árbol = 7.5 (gs-1)
• Estabilidad atmosférica = B
• Velocidad del viento = 4 (ms-1)
• Altura del Árbol = 4 (m)
• Concentración de humedad cerca del árbol.
• No hay variación después de 4 metros.

19. Resultados y Discusiones
Gráfica 3. Perfiles de concentración en la
dirección del viento a diferentes alturas.

20. Resultados y Discusiones
Gráfica 4. Contenido de humedad total (gm)
dentro del volumen de control en diferentes
alturas de 0 a 10 m.

21. Resultados y Discusiones
Gráfica 5. Grado de enfriamiento obtenido durante seis meses
en Ali-Al Sharqi.

22. Conclusiones

23. Conclusiones
• Mayor concentración de humedad en la línea
de la dirección del viento.
• Valores más significativos están metros por
encima del árbol.
• Valores más insignificantes comienzan a los
15 metros por encima del árbol.
• 2.7°C en Julio y 1.8°C en Abril.

24. Gracias por su atención