Plumas en Chimeneas: Pluma de Atrapamiento.

Control de la Contaminacin Atmosfrica.Aracely Aguilar Ortiz 08130193 Marisol Quezada Hernndez 08130200 Ana Cecilia Snchez Hidrogo 08130201

Chimenea:La chimenea a menudo se usa como un smbolo de la contaminacin del aire. Es una estructura que se ve comnmente en la mayora de industrias. Una chimenea dispersa los contaminantes antes de que lleguen a las poblaciones. Generalmente se disean teniendo en cuenta a la comunidad circundante. Mientras ms alta sea la chimenea, mayor ser la probabilidad de que los contaminantes se dispersen y diluyan antes de afectar a las poblaciones vecinas.

Pluma: A la emanacin visible de una chimenea se le denomina pluma. La altura de la pluma est determinada por la velocidad y empuje de los gases que salen por la chimenea. A menudo, se aade energa calrica a los gases para aumentar la altura de la pluma. Las fuerzas naturales hacen que la pluma tenga velocidad vertical, como sucede con el humo de las chimeneas residenciales.

Mientras ms corta sea la chimenea, mayor ser la probabilidad de que la pluma est afectada por la "cavidad" formada por el edificio prximo a la chimenea. A medida que aumenta la altura de la chimenea, la pluma se aleja del edificio. La forma y la direccin de la pluma tambin dependen de las fuerzas verticales y horizontales de la atmsfera. Como se mencion anteriormente, la pluma est afectada por las condiciones atmosfricas. Las condiciones inestables en la atmsfera producirn una pluma "ondulante", mientras que las estables harn que la pluma sea "recta".

Caractersticas generales de las plumas de las chimeneas: La dispersin de los contaminantes se efecta por medio de dos mecanismos generales: La velocidad promedio del viento, Turbulencia atmosfrica. El efecto de la primera es transportar los contaminantes desde la fuente en la direccin del viento. La segunda hace que los contaminantes flucten de la concentracin de la corriente principal en las direcciones verticales y transversales del viento. Debido a las variaciones de la turbulencia, las formas geomtricas generales de las plumas de gas emitidas de las chimeneas son muy diferentes.

Elevacin de la Pluma: A medida que los gases de escape turbulentos son emitidos por la pluma, se mezclan con el aire del ambiente. Esta mezcla del aire ambiental en la pluma se denomina arrastre. Durante el arrastre en el aire, la pluma aumenta su dimetro. Al entrar en la atmsfera, estos gases tienen un momentum. Muchas veces se calientan y se vuelven ms clidos que el aire externo. En estos casos, los gases emitidos son menos densos que el aire exterior y, por lo tanto, flotantes. La combinacin del momentum y la flotabilidad de los gases hace que estos se eleven. Este fenmeno, conocido como elevacin de la pluma, permite que los contaminantes emitidos al aire en esta corriente de gas se eleven a una altura mayor en la atmsfera. Al estar en una capa atmosfrica ms alta y ms alejada del suelo, la pluma experimentar una mayor dispersin antes de llegar a este.

La altura final de la pluma, conocida como altura efectiva de chimenea (H), es la suma de la altura fsica de la chimenea (hs) y la elevacin de la pluma (h). La elevacin de la pluma depende de las caractersticas fsicas de la chimenea y del efluente (gas de chimenea). La diferencia de temperatura entre el gas de la chimenea (Ts) y el aire ambiental (Ta) determina la densidad de la pluma, que influye en su elevacin. Adems, la velocidad de los gases de la chimenea, que es una funcin del dimetro de la chimenea y de la tasa volumtrica del flujo de los gases de escape, determina el momentum de la pluma.

Pluma de Atrapamiento: Cuando existe inversin tanto por debajo como por encima de la altura de la chimenea. La dispersin de los contaminantes est severamente restringida a la capa entre las dos regiones estables, es decir, ocurre cuando el contaminante es emitido en una capa no estable de aire atrapado entre una capa de inversin y el suelo.

Inversin: Una inversin se produce cuando la temperatura del aire aumenta con la altura. Esta situacin es muy comn pero generalmente est confinada a una capa relativamente superficial. Las plumas emitidas a las capas de aire que experimentan una inversin (capas invertidas) no se dispersan mucho al ser transportadas por el viento. Las plumas emitidas por encima o por debajo de una capa invertida no penetran en ella sino que quedan entrampadas.

Tipos de inversiones: La inversin por radiacin es el tipo ms comn de inversin superficial y se produce con el enfriamiento acelerado de la superficie terrestre. A medida que la Tierra se enfra, la capa de aire cercana a la superficie tambin lo hace. Si este aire se enfra a una temperatura menor que la del aire de la capa superior, se vuelve muy estable y la capa de aire clido impide cualquier movimiento vertical. Las inversiones por radiacin generalmente se producen desde las horas finales de la tarde hasta las primeras de la maana, con el cielo despejado y vientos calmados, cuando el efecto de enfriamiento es mayor.

La inversin por subsidencia generalmente est asociada con los anticiclones (sistemas de alta presin). Se debe recordar que el aire de un anticicln desciende y fluye hacia afuera con una rotacin que sigue la direccin de las agujas del reloj. Las inversiones por subsidencia tienen una duracin relativamente larga. Cuando un anticicln se estanca, los contaminantes emitidos dentro de la capa de mezcla no se pueden diluir. Como resultado, es probable que las concentraciones de contaminantes se eleven durante algunos das.

La inversin frontal relacionada tanto con los frentes fros como con los clidos. El aire clido desplaza al fro, de modo que se produce una circulacin vertical mnima en la capa de aire fro ms cercana a la superficie. La fuerza de la inversin depende de la diferencia de temperatura entre las dos masas de aire. Como los frentes se mueven horizontalmente, los efectos de la inversin generalmente duran poco y la falta de movimiento vertical suele compensarse con los vientos relacionados con el paso frontal. Sin embargo, cuando los frentes se vuelven estacionarios, las condiciones de inversin pueden prolongarse.

Las inversiones por adveccin estn relacionadas con el flujo horizontal del aire clido. Cuando este se mueve sobre una superficie fra, los procesos de conduccin y conveccin enfran el aire ms cercano a la superficie y conducen a una inversin basada en la superficie. Otro tipo de inversin por adveccin se produce cuando el aire clido es impulsado sobre la parte superior de una capa de aire fro.