Este documento presenta el modelo gaussiano de dispersión que se utilizará en la Práctica 1 para predecir la concentración de un contaminante emitido por una chimenea. Explica que el modelo asume una distribución gaussiana de la concentración del contaminante dispersado por la turbulencia atmosférica. Detalla los parámetros de entrada requeridos por el modelo, como las condiciones meteorológicas y de emisión, y cómo se pueden calcular variables como el ascenso de la pluma y los coeficientes de dispersión. Finalmente, describe la interfaz
El documento describe los diferentes tipos de modelos matemáticos utilizados para modelar la calidad del aire, incluyendo modelos eulerianos, modelos lagrangianos y modelos gaussianos. Explica que los modelos eulerianos representan la clase más sofisticada al describir el movimiento y transformación química de los contaminantes, mientras que los modelos lagrangianos y gaussianos se enfocan en el transporte de contaminantes a grandes distancias y desde fuentes puntuales respectivamente. Finalmente, concluye que los modelos matemáticos son una her
Este documento describe los modelos matemáticos, que son aplicados en varios campos para resolver problemas del mundo real mediante la identificación de variables dependientes e independientes y el uso de operaciones matemáticas. Explica que los modelos matemáticos describen fenómenos del mundo real de forma abstracta usando variables y ecuaciones, y pueden usarse para predecir el comportamiento futuro. Además, proporciona ejemplos de modelos matemáticos y tipos comunes como los modelos polinomiales.
CHARLA DE LA SOCIEDAD JULIO GARAVITO 19 de Noviembre de 2011: Modelos Matemát...SOCIEDAD JULIO GARAVITO
Este documento describe cómo los modelos matemáticos y la simulación se utilizan en la ingeniería aeroespacial. Explica que los modelos capturan características del sistema real a través de ecuaciones matemáticas para un propósito específico. Luego, la simulación usa el modelo para obtener respuestas de salida dadas las entradas. Finalmente, aplica estos conceptos a ejemplos como el control automático de aeronaves y vehículos de lanzamiento.
Este documento describe un proyecto de investigación que busca identificar un modelo matemático que describa el crecimiento foliar del rábano durante su desarrollo y maduración. La investigación involucró una revisión teórica de modelos matemáticos y el cultivo y recolección de datos sobre el área foliar del rábano cada 48 horas. El análisis de los datos mostró que el área foliar se ajusta a una función polinómica de segundo grado, lo que indica que el crecimiento foliar del rábano sigue una
Este documento describe los modelos utilizados para evaluar la dispersión ambiental y estimar las dosis al público debidas a descargas radiactivas de instalaciones nucleares. Explica que el modelo elegido depende de si es una operación normal o una situación incidental/accidental, y que el proceso es iterativo considerando un grado creciente de complejidad. Luego presenta ejemplos concretos de evaluaciones realizadas utilizando los programas PC CREAM08, SCREEN3 y HOTSPOT para centrales nucleares, un ciclotrón y un sistema de disposición
6 distribuciones estadisticas en Hidrologia y su aplicación en el lenguaje de programación R: Log-Normal 3P, Gamma 2P, Gamma 3P, Log Pearson, Gumbel, Log Gumbel.
Trabajo Realizado para el Curso: Hidrología General.
La industria actual utiliza un número creciente de sustancias químicas tóxicas. La ventilación general tiene una capacidad limitada para diluir estas sustancias peligrosas, por lo que a menudo se requieren métodos adicionales como la ventilación localizada o la división de las zonas de trabajo. El diseño adecuado de sistemas de ventilación es importante para prevenir la contaminación del aire en industrias donde se producen calor o contaminantes.
Este documento describe un modelo matemático para simular la calidad del aire durante la emisión de gases de combustión de un caldero. El modelo utiliza la ecuación de Gauss para predecir la dispersión de contaminantes como monóxido de carbono, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. También calcula las emisiones de material particulado y hidrocarburos usando indicadores. Finalmente, aplica el indicador ORAQI para determinar si los niveles de inmisión afectan la calidad del aire. El modelo muestra
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CHARLA DE LA SOCIEDAD JULIO GARAVITO 19 de Noviembre de 2011: Modelos Matemát...SOCIEDAD JULIO GARAVITO
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Trabajo Realizado para el Curso: Hidrología General.
La industria actual utiliza un número creciente de sustancias químicas tóxicas. La ventilación general tiene una capacidad limitada para diluir estas sustancias peligrosas, por lo que a menudo se requieren métodos adicionales como la ventilación localizada o la división de las zonas de trabajo. El diseño adecuado de sistemas de ventilación es importante para prevenir la contaminación del aire en industrias donde se producen calor o contaminantes.
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Este documento describe el modelado de la calidad del aire en la ciudad de Cuenca, Ecuador utilizando dos modelos de dispersión de contaminantes atmosféricos: DISPER5.2 y WRF/Chem. DISPER5.2 mostró una modelación de baja calidad debido a su baja resolución, mientras que WRF/Chem estableció una relación entre los datos geográficos, meteorológicos y químicos reportando resultados con alta resolución. Adicionalmente, se evidenció la falta de información sobre emisiones de contaminantes y
Este documento describe el diseño y cálculo de un sistema de ventilación para el teatro de la Universidad Politécnica Salesiana de Cuenca. Analiza las necesidades de ventilación del teatro y las alternativas tecnológicas disponibles. Luego realiza cálculos detallados para determinar los flujos de aire, dimensiones de ductos, ventiladores y otros componentes requeridos para mantener el confort y la salud de las 400 personas que caben en el teatro. El sistema propuesto utiliza ventiladores y extractores motorizados para controlar los flujos de aire y
Este documento presenta información sobre técnicas de ventilación industrial. Explica la ventilación general por dilución y los sistemas de ventilación por extracción localizada. También describe conceptos de fluidodinámica aplicados a la aspiración y impulsión de aire. Finalmente, detalla los elementos de los sistemas de extracción localizada y los diferentes tipos de elementos primarios de captación.
MODELAMIENTO DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS (1).pdfAldoSaavedra8
Este documento presenta un curso introductorio sobre modelado de dispersión atmosférica. Comienza con una introducción al tema y marco legal. Luego, explica los fundamentos teóricos y herramientas de modelado como AERMOD y AERSCREEN. Finalmente, incluye ejemplos de aplicación del modelado para evaluar la calidad del aire y su impacto en la salud.
Este documento trata sobre el modelamiento de la calidad del aire. Explica que existen diferentes tipos de modelamiento como el determinista, de caja, multicaja, fotoquímico y gaussiano. Describe cada uno de estos modelamientos y proporciona ejemplos. Finalmente, presenta algunos modelos fotoquímicos como WRF-Chem, CAMx y CMAQ y concluye resaltando la importancia del modelamiento de calidad de aire para evaluar el impacto de las emisiones en la salud pública.
Este documento presenta conceptos estadísticos aplicados a la hidrología, incluyendo correlación, regresión, funciones de probabilidad y análisis de frecuencia. Explica la importancia de la estadística para el estudio de fenómenos hidrológicos y dimensionamiento de obras hidráulicas. También describe métodos para estimar valores extremos a partir de series de datos hidrológicos y determinar el hidrograma de diseño.
Este documento presenta conceptos estadísticos aplicados a la hidrología, incluyendo correlación, regresión, funciones de probabilidad y análisis de frecuencia. Explica la importancia de estos métodos para procesar y extraer información de datos hidrológicos con el fin de dimensionar obras hidráulicas y prever el régimen de caudales futuros. Además, describe los parámetros estadísticos utilizados como valor medio, varianza, covarianza y desviación típica, y los métodos para determinar la ecu
Este documento trata sobre la impulsión de fluidos, en particular de líquidos. Introduce conceptos como la carga de aspiración, carga de impulsión y carga total, que representan la energía del fluido en diferentes puntos del sistema. Explica la ecuación de Bernoulli para describir los balances de energía en la impulsión de líquidos. Finalmente, muestra un diagrama de líneas de altura para ilustrar gráficamente estas cargas en un sistema de bombeo típico.
Este documento presenta las instrucciones y cálculos para diseñar sistemas de extinción de incendios a base de rociadores de agua. Explica fórmulas para calcular el número de rociadores, caudal, velocidad, longitud total, pérdidas por fricción y presión final. Incluye tablas de referencia para los cálculos como riesgos, factores K, longitudes equivalentes, coeficientes de fricción.
Etapa de Pre Construcción 2 - ventanilla EIAJosephSegura6
El documento presenta el Estudio de Impacto Ambiental semi-detallado del proyecto de ampliación de la Planta de Abastecimiento de GLP-Ventanilla de Repsol. Se identifican los posibles impactos ambientales de las diferentes etapas del proyecto mediante una matriz. Los impactos identificados en la etapa de preconstrucción son principalmente leves o irrelevante en componentes como suelo, agua, aire y tráfico vial. Se prevé un impacto positivo en el empleo.
Etapa de Pre Construcción 2 - ventanilla EIAJosephSegura6
El documento presenta el Estudio de Impacto Ambiental semi-detallado del proyecto de ampliación de la Planta de Abastecimiento de GLP-Ventanilla de Repsol. Se identifican los posibles impactos ambientales de las diferentes etapas del proyecto mediante una matriz. Los impactos identificados en la etapa de preconstrucción son principalmente leves o irrelevante en componentes como suelo, agua, aire y tráfico vial. Se prevé un impacto positivo en el empleo.
Este documento describe el modelamiento de la dispersión de Material Particulado PM10 producido por una ladrillera en el distrito de San Jerónimo, Cusco en 2018. Se utilizó el software AERMOD VIEW para simular la dispersión basado en datos meteorológicos y de emisiones. Los resultados mostraron que la concentración de PM10 superaba los estándares ambientales en algunos puntos monitoreados, especialmente en el punto CA-SJ-01 con 133.12 μg/m3. La dirección predominante de dispersión fue hacia el noroeste. El documento conclu
Informe final del Prácticum que detalla los pasos seguidos para efectuar distintas simulaciones medioambientales con los modelos WRF (meteorológico) y CAMx (calidad del aire)
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre pérdidas de carga en componentes de instalaciones hidráulicas. Se estudiarán las pérdidas de presión que sufre un fluido al pasar a través de tuberías, válvulas, curvas y piezas especiales. Se medirán el caudal y caída de presión para cada elemento y se calcularán las pérdidas de carga utilizando la ecuación de Bernoulli. El objetivo es analizar cómo afectan el número de Reynolds y otros parámetros a las pérdidas de carga
ABGC y LYNX Simulations lanzan el primer software en España de libre descarga para la simulación CFD de procesos en EDAR. Lynx CFD-ASM v2.0 es uno de los primeros resultados de la línea de investigación innovadora definida por la alianza ABGC-LYNX Simulations: desarrollo de software CFD aplicado a los distintos procesos que tienen lugar en una EDAR. Este primer software de la línea Lynx CFD abarca la simulación CFD del tratamiento secundario de una EDAR, concretamente del reactor biológico, incluyendo simulación fluidodinámica y biológica.
www.abgc.es
El documento describe el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) como una herramienta para evaluar los impactos ambientales asociados con un producto a lo largo de su ciclo de vida. Explica las cuatro fases del ACV según la norma ISO 14040: definición de objetivos y alcance, análisis de inventario, evaluación de impacto e interpretación. También presenta un ejemplo de estudio ACV que compara los impactos de empaques de huevo hechos de poliestireno versus papel reciclado.
Este documento presenta los conceptos básicos para el diseño y cálculo de sistemas de distribución de aire a través de conductos. Explica cómo clasificar los sistemas de conductos, los elementos que los componen, y los métodos para dimensionar los conductos y seleccionar ventiladores. Además, proporciona fórmulas y tablas para calcular pérdidas de carga, recuperación de presión, y dimensionar conductos principales y derivados.
Este documento presenta tres casos de análisis termodinámico de procesos en sistemas no reactivos. El primer caso analiza un sistema cerrado compuesto por dos recipientes adiabáticos conectados entre sí, uno conteniendo aire a 2,5 MPa y 30°C y el otro a 1 MPa y 80°C. Al abrirse la válvula que los separa, se produce un proceso hasta alcanzar el equilibrio. Se calculan las variaciones de energía interna, entropía y exergía, así como el rendimiento y destru
Este documento presenta conceptos básicos para el análisis nodal de sistemas de producción de gas y líquidos, incluyendo definiciones de términos como presión, temperatura, densidad y fases. Explica los conceptos generales en el capítulo 1 y describe los capítulos siguientes que cubren diagramas de fases, propiedades de los fluidos, análisis de flujo en pozos, estranguladores y líneas, y el análisis nodal. El objetivo es proporcionar los conocimientos fundamentales necesarios para aplicar
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
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Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calorGerardoBracho3
Las aletas de transferencia de calor, también conocidas como superficies extendidas, son prolongaciones metálicas que se adhieren a una superficie sólida para aumentar su área superficial y, en consecuencia, mejorar la tasa de transferencia de calor entre la superficie y el fluido circundante.
1. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
4º de CCAA
Universidad Pablo de Olavide
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1
Práctica 1
Dispersión de contaminantes atmosféricos: Modelo
gaussiano de la columna de humo.
1. Introducción
Un contaminante emitido a la atmósfera es transportado en la dirección del viento
predominante y dispersado por movimientos de aire perpendiculares al viento así como por
turbulencia. La predicción de la concentración de dicha sustancia en la zona que rodea al
punto de emisión es un tema de gran interés en contaminación atmosférica. En esta práctica
haremos uso de un modelo gaussiano de dispersión que permite calcular las
concentraciones de un contaminante a nivel del suelo. El contaminante es emitido por una
chimenea que se encuentra en un terreno llano. El modelo nos permite variar las
condiciones meteorológicas (clase de estabilidad según las categorías definidas por
Pasquill), la intensidad del viento y la temperatura. Para ello haremos uso del modelo
gaussiano simplificado ISC3 (www.epa.gov).
2. Método: modelo gaussiano de dispersión.
El modelo de la columna de humo gaussiana se basa en las siguientes hipótesis
1- La columna de humo emitida por la chimenea se eleva hasta cierta altura efectiva,
H, que es la suma de la altura de la chimenea, h, más el ascenso, ∆h, debido al
momento inicial del humo así como a la diferencia de temperaturas entre el gas
saliente y el aire que le rodea.
2- A partir de Hef la columna de humo se mueve horizontalmente en la dirección del
viento (dirección x) con velocidad u y se dispersa en las direcciones perpendiculares
a éste, y y z. (y = horizontal, z = vertical). La dispersión en el plano yz se debe
principalmente a la turbulencia atmosférica y puede calcularse como una
distribución gaussiana
( ) ( )−
+−= 2
2
2
2
22
exp
2
,,
zyzy
Hzy
u
Q
zyxC
σσσσπ (1)
donde C(x,y,z) es la concentración, Q es la cantidad de contaminante emitido por unidad de
tiempo (g s-1
), u es la velocidad del viento y σσσσy y σσσσz son coeficientes de dispersión
turbulenta que dependen de la clase de estabilidad y de la distancia al foco en la dirección
2. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
4º de CCAA
Universidad Pablo de Olavide
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2
∆
!
del viento, x. En la ecuación anterior el suelo se trata como una superficie plana que no
absorbe contaminante. El significado de las variables se muestra en el esquema siguiente:
Los coeficientes de dispersión vertical se calculan según fórmulas empíricas. Una de ellas
son las dadas por Griffiths (ver diapositivas de teoría). Estas fórmulas suelen estar
implementadas en los programas informáticos de modelos de dispersión que se utilizan
habitualmente y son función de la clase de estabilidad atmosférica. Esta se representa por
un código alfabético que va desde la A (más inestable) hasta la F (más estable). La clase de
estabilidad atmosférica se puede deducir para cada condición meteorológica a partir de la
siguiente tabla:
Tabla 1. Condiciones meteorológicas que definen las clases de estabilidad de Pasquill
U10 / m s-1
Día, radiación solar Noche
Fuerte Moderada Débil Nubes > ½ Nubes < 3/8
< 2 A A-B B
2-3 A-B B C E F
3-5 B B-C D D E
5-6 C
CD
D D D
>6 C D D D D
3. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
4º de CCAA
Universidad Pablo de Olavide
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3
Para el cálculo del ascenso vertical de la columna de humo, ∆h, se utilizan expresiones
empíricas como la de Holland (ver diapositivas de teoría) o la de Briggs. En todas ellas el
ascenso vertical depende de la diferencia de temperatura entre los gases de salida y la
temperatura ambiente y la velocidad de salida de gases. Otros parámetros que también
influyen en el ascenso vertical son el diámetro de la chimenea y la estabilidad atmosférica.
Al igual que ocurre con los coeficientes de dispersión, las fórmulas para el cálculo de ∆h ya
suelen estar incluidas en los modelos informáticos al uso, lo cual no es excusa para ignorar
como influyen cada uno de ellos en el ascenso de la columna de humo.
3. Descripción y uso del modelo gaussiano ISC3
El programa que se va a utilizar en esta práctica es una versión simplificada del modelo
ISC3. Este es uno de los modelos más utilizados de la familia de modelos ISC (Industrial
Source Complex) desarrollados por la EPA estadounidense (Environmental Protection
Agency)1
. Es este un modelo gaussiano clásico que aplica la ecuación (1) con correcciones
asociadas a la altura de mezclado y la cinética de descomposición de los contaminantes.
El programa proporciona datos de concentración de contaminante a ras de suelo (z = 0) y
en la dirección del viento (y = 0). Da por tanto el perfil de concentración a lo largo del eje
en el que sopla el viento, el eje x.
3.1 Datos de entrada y estructura general de la interfase gráfica del
programa.
El programa lo puedes descargar de la página web de la asignatura y está contenido en un
fichero comprimido ISCPC.zip. Una vez descargado este fichero en tu ordenador
descomprímelo dentro de una carpeta creada al efecto: te aparecerán una serie de ficheros,
entre los cuales se encuentra el fichero ejecutable ISCPC.EXE.
El programa se arranca ejecutando el fichero ISCPC.EXE. Este lanza la interfase gráfica,
que aparece como ventana independiente y que presenta una estructura por bloques. A la
izquierda aparecen los parámetros de entrada. Los resultados del cálculo aparecen en la
parte derecha de la ventana.
La estructura de la interfase gráfica es la siguiente:
1
Para más información, consulta la página web: http://www.epa.gov/scram001/dispersion_alt.htm#isc3
4. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
4º de CCAA
Universidad Pablo de Olavide
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4
Los datos de entrada se dividen en tres grupos:
(1) parámetros de chimenea (stack parameters) : velocidad de salida de gases (m/s),
diámetro interno de la chimenea (m), altura física de la chimenea (h, en metros),
temperatura de salida de los gases (K) e índice de emisión (Q, en g/s).
(2) parámetros atmosféricos (atmospheric conditions): temperatura ambiente (K),
presión (milibares), clase de estabilidad atmosférica, velocidad del viento (m/s), altura a la
que se mide la velocidad del viento (m) y altura de mezclado (m).
(3) otros: tiempo de promediado (minutos) y constante de velocidad de
descomposición del contaminante (s-1
). El programa también permite elegir entre dos
fórmulas alternativas para el cálculo del ascenso vertical (Briggs o Holland) y el método de
cálculo de los coeficientes de dispersión (1, 2 o 3 para suelo urbano o suelo rural).
Ten en cuenta que cuando se arranca el programa, este aparece con un conjunto de datos
que aparecen “por defecto”. A partir de ahí debes adaptar los datos al caso práctico que
quieras estudiar. Si quieres recuperar los datos de entrada iniciales, pulsa el botón de
Restore Defaults.
5. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
4º de CCAA
Universidad Pablo de Olavide
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5
3.2 Ejecución del programa.
Una vez has seleccionado los datos de entrada del cálculo (de chimenea, atmosféricos y de
cálculo), ejecuta el cálculo presionando el botón Recalculate and Graph. El perfil de
concentración a lo largo del eje x aparece en la parte derecha de la interfase. Pulsando el
botón derecho del ratón sobre la gráfica aparecen los datos y resultados del cálculo en
forma numérica. Por ejemplo, para los datos que trae el programa por defecto te debería
aparecer el siguiente “output”:
ISCPC MODELING RUNS - Started 22/02/2008 18:30:50
_______________________________________________
Run 1
INPUT DATA:
STACK:
Exit Velocity, m/s : 12.2
Inner Diameter, m : 3.81
Height, m : 68.58
Temperature, K : 394.3
Emission rate, g/s : 47.25
ATMOSPHERIC CONDITIONS:
Temperature, K : 291.48
Pressure, millibars: 1000.
Stability : B
Wind Speed, m/s : 2.5
Wind speed height,m: 10.
Mixing Height, m : 3000.
OTHER:
Averaging Time, min: 60.
Decay Coeff., /s : .
Mode : Rural
Plume Rise Equation: Briggs
Max. distance, km : 4.
Max. graph points : 10
RESULTS:
========
Nomenclature:
(x=distance from source, km)
(conc=ground-level centerline concentration, ug/m3)
(sigmay=dispersion coefficient in Y direction, dimensionless)
(sigmaz=dispersion coefficient in Z direction, dimensionless)
(xf=distance to final plume rise, km)
(h=plume height, m)
x=.4,conc=.,sigmay=67.683,sigmaz=40.,xf=.789,h=299.534
x=.8,conc=1.062,sigmay=126.213,sigmaz=85.566,xf=.789,h=299.534
x=1.2,conc=17.519,sigmay=181.384,sigmaz=133.503,xf=.789,h=299.534
x=1.6,conc=32.118,sigmay=234.391,sigmaz=183.046,xf=.789,h=299.534
x=2.,conc=34.628,sigmay=285.798,sigmaz=233.819,xf=.789,h=299.534
x=2.4,conc=31.612,sigmay=335.935,sigmaz=285.595,xf=.789,h=299.534
x=2.8,conc=27.273,sigmay=385.02,sigmaz=338.218,xf=.789,h=299.534
x=3.2,conc=23.129,sigmay=433.206,sigmaz=391.58,xf=.789,h=299.534
x=3.6,conc=19.583,sigmay=480.607,sigmaz=445.594,xf=.789,h=299.534
x=4.,conc=16.659,sigmay=527.313,sigmaz=500.196,xf=.789,h=299.534
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6. Asignatura de Contaminación
Atmosférica
Área de Química Física
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Universidad Pablo de Olavide
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Puedes ahora modificar los datos de entrada y repetir el cálculo. Puedes seleccionar el
número de puntos que deseas y la distancia hasta la cual fijas el cálculo. Los resultados se
añaden a los que has obtenido anteriormente. Si quieres borrar todos los resultados
anteriores presiona Clear All.
4. Objetivos y procedimiento.
La práctica se divide en dos partes principales: (1) análisis del efecto de una serie de
parámetros en la dispersión de un contaminante y (2) aplicación a un caso práctico.
4.1 Análisis del efecto de una serie de parámetros en la dispersión de un
contaminante.
4.1.1 Modificación de un sólo parámetro
En lo que sigue vas a mantener como caso de referencia el que viene por defecto al ejecutar
el programa (o al presionar el botón Restore Defaults). El objetivo es ir variando uno (y
sólo uno) de los parámetros de entrada del modelo con respecto al caso de referencia y
observar el efecto sobre el perfil de concentraciones a lo largo del eje x. Salvo que se diga
lo contrario, considera por un lado la mitad del valor de referencia y el doble del valor de
referencia. Anota las conclusiones que obtengas en cada caso y la posición del máximo de
concentración y su valor en µg/m3
para cada uno de los valores estudiados (el de referencia,
la mitad y el doble). Extiende la distancia a la chimenea más allá de 4 Km si es necesario.
En la interpretación de los resultados de este apartado, discutir si es posible cambiar
únicamente un parámetro y en este caso qué es lo que se esta comparando (ejemplo:
comparando altura de chimenea 68,58 m con una del doble de este valor corresponde a una
fábrica en la que se baraja dos opciones de altura de chimenea. En principio, es posible
variar este parámetro de forma independiente de los demás.)
Teniendo esto en cuenta analiza el efecto de los siguientes parámetros:
1. Velocidad de salida de gases.
2. Altura de chimenea
3. Temperatura de salida de gases: en este caso considera el caso de 10º por encima y
por debajo del valor de referencia.
4. Índice de emisión
5. Temperatura ambiente: en este caso considera el caso de 10º por encima y por
debajo del valor de referencia.
6. Clase de Estabilidad: en este caso, además del caso de referencia, considera las
clases de estabilidad A y F.
7. Velocidad del viento.
8. Altura de mezclado.
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9. Constante de velocidad de descomposición del contaminante: además del caso de
referencia, considera que el contaminante reacciona con k = 1.0 s-1
Tipo de suelo: compara suelo rural y suelo urbano (fórmula 1)
4.1.2 Modificación de más de un parámetro.
Cuando se quieren comparar dos casos que aparentemente varían solo en un parámetro, no
resulta siempre posible modificar únicamente un parámetro. Salvo que se diga lo contrario,
considerar por un lado la mitad del valor de referencia y el doble del valor de referencia
para el primer parámetro mencionado. Discutir en este caso también qué es lo que se esta
comparando.
Teniendo esto en cuenta analiza el efecto de los siguientes parámetros:
1. Diámetro interno de la chimenea, manteniendo constante el caudal de gases emitidos (N2,
CO2, H2O, O2, y contaminantes). Nota: Esto afecta a la velocidad de salida de los gases.
2. Velocidad del viento un día de radiación solar fuerte. Aparte de la velocidad del viento,
los parámetros deben ajustarse a la clase de estabilidad, que se obtiene según Pasquill (tabla
2).
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4.2 Aplicación del modelo a un caso práctico.
Se trata de estudiar el efecto ocasionado en la calidad del aire en los alrededores de la
localidad de Gerena de una planta hidrometalúrgica (mina de cobre). No se realiza ningún
tipo de análisis basado en la climatología de la zona, tan sólo has de estimar qué
concentración de contaminante es esperable que se obtenga a cierta distancia de la fuente de
emisión y para cada una de las condiciones meteorológicas posibles.
Datos de la fuente de emisión:
Los cálculos se han realizado a partir de los datos máximos permitidos de emisión por la
Autorización Ambiental Integrada (AAI) de la Conserjería de Medio Ambiente de la Junta
de Andalucía2
. Entre estos datos no se encuentran detalles importantes como son los
siguientes:
1. Altura de emisión (altura de las chimeneas)
2. Velocidad de salida de gases
3. Temperatura de salida de gases
4. Diámetro de la chimenea.
Estos datos, que no aparecen definidos en la descripción de la instalación, son importantes
porque tienen gran influencia en los niveles de inmisión medidos a ras del suelo de los
diferentes contaminantes emitidos a la atmósfera. Por este motivo se realizará una
estimación razonada de los valores tomados en este estudio, así como un análisis de la
dependencia con los mismos, en especial en lo que se refiere a la altura y diámetro de las
chimeneas.
Las emisiones atmosféricas más importantes de la instalación desde el punto de vista
másico son las de óxidos de nitrógeno de la caldera, y los de compuestos sulfurados de la
planta de electrodeposición. Los cálculos que aquí se presentan se centrarán en los óxidos
de nitrógeno.
Objetivo: Teniendo en cuenta que la localidad de Gerena se encuentra a unos 3 km del
lugar en el que se planea instalar la planta, determina las concentraciones de los
contaminantes mencionados a ras de suelo, en dicha posición cuando el viento sopla en la
dirección del pueblo. Comenta y analiza los resultados.
CALDERA (caudal de 22000 Nm3
/hora).
2
Autorización Ambiental Integrada (Cobre de las Cruces. S.A.), Conserjería de Medio Ambiente,
Delegación Provincial de Sevilla, BOJA Nº111 del 9 de Junio de 2005
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Los datos considerados son los siguientes:
• Emisión de óxidos de nitrógeno NOx: 1.54 g/s (obtenidos a partir del caudal y la
concentración máxima autorizada a la salida de la chimenea)
• Diámetro interno de la chimenea (en la coronación): 1 metro (estimado)
• Velocidad de salida de los gases: 2 m/s (estimado a partir del diámetro estimado y el
caudal)
• Temperatura de salida de los gases: 130 ºC (estimado suponiendo combustión total)
• Altura de la chimenea: 10 y 50 metros (este dato es estimado dado que los planos
presentados en la AAI muestran los edificios sin especificar chimeneas)
ELECTRODEPOSICIÓN (caudal de 165000 Nm3
/hora).
Los datos considerados son los siguientes:
• Emisión de dióxido de azufre SO2 y de ácido sulfúrico (H2SO4): 1.4 g/s y 1.8 g/s
respectivamente (obtenidos a partir del caudal y la concentración máxima
autorizada a la salida de la chimenea)
• Diámetro interno de la chimenea (en la coronación): 2 metros (estimado)
• Velocidad de salida de los gases: 4 m/s (estimado a partir del diámetro estimado y el
caudal)
• Temperatura de salida de los gases: 50 ºC (estimado)
• Altura de la chimenea: 10, 20 y 50 metros (los planos presentados en la AAI
presentan una altura máxima de los edificios de 9 metros, sin especificar chimeneas.
Es de presuponer que las chimeneas, cuando se diseñen, se eleven una cierta altura
con respecto a los edificios)
Datos meteorológicos
Dado de que se no se dispone de un estudio riguroso de la meteorología de la zona realizar
los cálculos para las siguientes condiciones meteorológicas:
Viento: 2m/s (viento suave) y 6m/s (viento fuerte).
Suponer una temperatura ambiente de 25ºC y 1000 milibares de presión. Considera altura
de mezclado de 3000 metros, y dias de radiación solar fuerte, débil y noches sin nubes.
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APENDICE
Fórmulas de Griffiths para los coeficientes de dispersión para suelos urbanos
Tabla 1. Fórmulas para los coeficientes de dispersión para suelos urbanos
Estabilidad σy σz
A-B 0.32 x ( 1 + 0.0004 x)-1/2
0.24 x ( 1 + 0.0001 x)-1/2
C 0.22 x ( 1 + 0.0004 x)-1/2
0.20 x
D 0.16 x ( 1 + 0.0004 x)-1/2
0.14 x ( 1 + 0.0003 x)-1/2
E-F 0.11 x ( 1 + 0.0004 x)-1/2
0.08 x ( 1 + 0.0015 x)-1/2
La ecuación de Briggs permite hallar el ascenso de la columna de humo, ∆h, que introduce
los efectos del momento, la sustentación y la estabilidad atmosférica.
∆h(m) = 114 C F1/3
/ u
Donde C es un parámetro que depende del gradiente de temperatura, u es la velocidad del
viento a la altura geométrica de la chimenea, h, y F es el flujo de flotación que se obtiene a
partir de:
F(m4
/s3
) = g vs Ds
2
(Tf-Ta) / (4 Ta)
Donde g es la aceleración de la gravedad, vs la velocidad del gas a la salida de la chimenea,
Ds el diámetro interno de la chimenea y Tf y Ta las temperaturas de salida del gas y la
ambiente en K, respectivamente.