Modelo gaussiano de dispersión atmosférica de

contaminantes que no reaccionan

ALUMNOS:Palacios Echevarria

NicodemosLuna Artega Giojar

Ascona Alvarado, EdwinSallo Valenuela, Manolo

ObjetivoSe utilizan para estimar la concentración de contaminantes producida por una fuente puntual, por ejemplo, la chimenea de una fábrica, o el escape de un depósito.

¿Cuál es la concentración a cierta distancia de la fuente?

Formación de penachosLa combinación de fuerza de emisión, la velocidad del viento y la turbulencia atmosférica da lugar a la formación de una estructura característica, que se denomina “penacho”.

Penachos según estabilidad atmosférica

(Parte I)

Penachos según estabilidad atmosférica

(Parte II)

Según sea un caso u otro, el modelo gaussiano corresponde a un promedio sobre cierto intervalo de tiempo.

Además, estos son útiles para distancias de hasta 20 km. No sirven para problemas como la lluvia ácida que implican cientos de km.

Fundamentodel modelo gaussiano

Por el vientoPor la turbulencia atmosférica

El modelo considera que el transporte del contaminante se produce por dos causas en principio independientes:

Deducción del modeloPara separar adecuadamente la influencia de ambos factores (viento y turbulencia), consideremos una caja de volumen x y x que se mueve con el viento:

Balance de materia en la caja:

Velocidad de

Acumulación

Flujos de entrada

=Flujos de salida

-

Variación de masa de contaminante por unidad de tiempo

Donde la velocidad de acumulación es:

( )

cV cx y z

t t

El flujo viene dado por la Ley de Fick, o primera ley de la difusión:

c

Flujo Kn

, ó x y z

El flujo de masa a través de una pared (cantidad de masa por unidad de superficie y unidad de tiempo) es proporcional al gradiente de concentración, cambiado de signo, a través de la pared.

Donde “K” es la constante de proporcionalidad, y se denomina constante de dispersión turbulenta.

Nota:

La ley de Fick fue propuesta originalmente para “difusión molecular”. En la atmósfera la dispersión de los contaminantes se produce por turbulencia, en lugar de por difusión, pero se puede suponer que la forma matemática que regula este proceso es la misma.

Cantidad de masa neta por unidad de tiempo que atraviesa las paredes de la caja:

DISPER 3.0

• Software que permite evaluar de una manera rápida y sencilla la dispersión de una gran cantidad de contaminantes atmosféricos en el aire (CO, NO, CxHy, Cl, Pb, partículas en suspensión,...)

Mapa de las concentraciones de Óxidos de Nitrógeno (NOx) generadas por tres chimeneas industriales que emite 1 g/s de NOx bajo un viento de 5 m/s en dirección E y en un terreno con pendiente.

EJEMPLO