PRACTICA DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES

PRACTICA DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES

DAIMER GUTIERREZ

4.1.1

Primera parte Pruebas en programa de modelamiento ISC3

1) Modificación de variables y análisis de resultados dependiendo de la variable modificada

1.VELOCIDAD DE SALIDA DE LOS GASES

con velocidad de 12,2 m/s en azul de referencia, 6,1m/s por debajo, 48,8m/s el doble

Como se observa la concentración disminuye con el aumento de la velocidad de salida de los gases

y viceversa es decir aumenta con cuando su velocidad baja esto debido a que los gases no son bien

dispersados en el ambiente y elevados para que sean arrastrados lejos de la fuente de emisión

2. ALTURA DE LA CHIEMENEA

Altura de 68,58 m en azul de referencia, 34,29m por debajo, 137,16m el doble

Los resultados obtenidos son similares a los de la velocidad de salida pero los cambios inmediatos

en la gráfica no son tan abruptos y la línea que hace referencia al doble de la altura no esta tan

suavizada como la de máxima velocidad de salida pero a mayor altura menos concentración en la

fuente y menor deposición a nivel del suelo.

3.VARIACION DE LA TEMPERATURA DE SALIDA DE LOS GASES 10°C POR ENCIMA Y POR DEBAJO

con temeperatura de 394,3K en azul de referencia, 384,3K por debajo, 404,3K el doble

La modificación de este parámetro debe ser más significativa para tener un mayor impacto en la

gráfica de concentración porque con diez grados no es muy observable el cambio pero es

suficiente para concluir que a mayor temperatura del gas de salida mejor distribución y dispersión

de los contaminantes

4.INDICE DE EMISION

con indice de 47,25 g/s en azul de referencia, 23,6g/s por debajo, 94,5g/s el doble

El índice de emisión afecta directamente las concentraciones en las cercanías de la fuente de

emisión esto quiere decir que a mayor índice mayor concentración en la fuente y las cercanías de

la misma.

5.TEMPERATURA AMBIENTE POR ENCUIMA DE 10°C Y DEBAJO DE REFERENCIA

con temperatura de 291,48K en azul de referencia, 281,48K por debajo, 301,48K el doble

Aunque la variable tiene un aumento y disminución significativas el grafico de concentración solo

tiene un desplazamiento apreciable cerca de la fuente de emisión al calentarse la atmosfera los

gases no ascienden tan rápido como si hubiera una temperatura más baja en el ambiente como se

observa

6. ESTABILIDAD ADMOSFERICA

Estabilidad B, Estabilidad A, Estabilidad F

La estabilidad asférica tiene mucho que ver con la distancia a la cual se comienzan a depositar los

contaminantes esta distancia varía dependiendo de la insolación y la velocidad de los vientos. En la

gráfica es observable que los comportamientos son muy 3144820810 diferentes con las

condiciones más estables se observa que los contaminantes se depositan en su gran mayoría antes

de un kilómetro de la fuente de emisión y que hay un pico aproximadamente a los tres kilómetros

que personalmente no puedo dar explicación pero puede deberse a excedente de contaminante

que es arrastrado por la brisa tenue que circunda. Y la curva generada por las condiciones mas

inestables denota un arrastre de los contaminantes que hace que su concentración a ras de suelo

sea casi nula en 4km y va creciendo a medida que se aleja de la fuente de emoción.

8. ALTURA DE MEZCLA

Altura en metros 3000 en azul de referencia, 1500 por debajo, 6000 el doble

7

Al aumentar la altura de mezcla la concentración de contaminantes en la fuente incrementa pero

disminuye con la distancia desde la fuente y después de 15 kilómetros incrementa de nuevo esto

posiblemente porque los contaminantes después de ascender decantan nuevamente. Esto no

ocurre con la configuración de mayor altura y menor altura; la de menor altura tiene una

comportamiento anómalo ya que comienza con una concentración baja y lejos de la fuente de

emisión a unos 5km y posteriormente se eleva hasta aproximadamente los 15 km y

posteriormente decrece abruptamente su concentración

9. VELOCICDAD DE DEGRADACION

Velocidad 0 en azul de referencia, 1,0 /spor encima,

Si se aumenta la velocidad de degradación del contaminante disminuye notoriamente la

concentración en cercanías a la fuente y a lo largo del perímetro que se ve afectado pero por ser

más velos a la hora de degradarse el contaminante no llega al suelo.

10. TIPO DE SUELO

Altura en metros 0 en azul de referencia, 1,0 /s por encima,

El cambio de suelo no muestra valores tan dramáticos con respecto uno del otro pero se muestra

que con la formula urbana el contaminante se presenta más alto cerca de la fuente de emisión y

su concentración disminuye más rápidamente que con la configuración rural.

PARAMETRO VARIADO DIAMETRO Q=V*A V= Q/A D= Diámetro (m)

A= Área (m2)

V=Velocidad salida contaminante (m/s) Q=Caudal humo (m/s)

Caudal 47,23

Diámetro A 4,1 Velocidad 4,14 Area 11,4

Diámetro B 1,90 Velocidad 15,6 Area 4,03

Diámetro C 6,3 Velocidad 0,9 Area 43,4

2.2 Con estabilidad admosferica A B C velocidad 2,5 : 5 : 1,25

Caldera

Con radiación solar fuerte, alturas de 10m, 50m y vientos de

2y6m/s

Estos cambios se hacen para determinar la configuración de altura

de chimenea con menos impacto en las ciudad que se encuentra

3km

Altura de 10m con estabilidad atmosférica C y velocidad del viento de 6m/s

Valores Valores modificados

Velocidad de los gases: 2m/s

Ancho de la chimenea: 1m

Emisión NOx: 1,54 g/s

Altura de chimenea: 10m

Temperatura de los gases: 403°K

Velocidad del viento: 6m/s

Temperatura ambiente: 301°K

Presión: 1000 milibares

Altura de mezcla: 3000

Estabilidad atmosférica: C

Cuando se modifica el valor de la velocidad del viento con alta incidencia solar automáticamente

se debe modificar la estabilidad atmosférica porque la velocidad afecta dicho valor, cerca de la

fuente de emisión aproximadamente a 500m la concentración es máxima pero en el punto de

interés es de 1,8 ug/m3 lo cual no es muy elevado.

Altura de 10m con estabilidad atmosférica A y velocidad del viento de 2m/s











Estabilidad atmosférica: A

En esta grafica solo se modificó la altura de la chimenea lo cual solo afecto la concentración de

contaminante en la fuente de emisión pero no afecta la concentración en el punto de análisis a

3km que tiene una concentración relativamente baja. Según el programa la concentración es de

0,597 ug/m3 lo cual es muy bajo

Altura de 50m con estabilidad atmosférica A y velocidad del viento de 2m/s

Valores










Estabilidad atmosférica: A

Altura de 50m con estabilidad atmosférica C y velocidad del viento de 6m/s











Estabilidad atmosférica: C

Con estas condiciones la concentración cuando llega a la ciudad el contaminante tiene una

concentración de 1 ,042 ug/m3 y disminuye paulatinamente en estas condiciones el modelo se

comporta mejor que con 10m que casi duplica la concentración

Caldera

Con radiación solar débil, alturas de 10m, 50m y vientos de

2y6m/s

Altura de 10m con estabilidad atmosférica D y velocidad del viento de 2m/s











Estabilidad atmosférica: D

Con estas condiciones atmosféricas el modelo arroja valores a los 3km de 13,868 ug/m3 datos

elevados de concentración en comparación con los obtenidos con a atmosferas más inestables la

estabilidad atmosférica tiene un impacto directo en la distribución del contaminante.













Con mayor velocidad del viento y estabilidad atmosférica estable la concentración es de 4,821

ug/m3 bajo significativamente con respecto a la anterior velocidad del viento













Con esta altura y estabilidad atmosférica la concentración de contaminante a 3km es de 7,447

ug/m3 mucho más bajo que el valor obtenido con estas misma condiciones y la altura de 10m de

la chimenea













La concentración es con estas condiciones mariológicas es de 2,764 ug/m3 esta concentración es

pronosticable ya que la velocidad del viento dispersa mejor los contaminantes o mejor el NOx

Caldera

Con noches sin nubes, alturas de 10m, 50m y vientos de 2y6m/s

Altura de 10m con estabilidad atmosférica F para 2m/s y D para 6m/s







Velocidad del viento: 2m/s y 6m/s




Estabilidad atmosférica: FyD

Para las noches sin nubes con altura de 10m con estabilidad F la concentración es de 36,045ug/m3

a 2m/s y de 4,821ugm/m3 a 6m/s aunque la estabilidad atmosférica es determinante porque eleva

o disminuye las concentraciones de los contaminantes la velocidad de viento es un factor

fundamental en la dispersión del contaminante.

Altura de 50m con estabilidad atmosférica F para 2m/s y D para 6m/s







Velocidad del viento: 2m/s y 6m/s




Estabilidad atmosférica: FyD

El comportamiento de los contaminantes con esto valores de estabilidad atmosférica y altura de

chimenea son prácticamente contrarios y para una noche muy estable los valores de

concentración son de 1,459 ug/m3 que aunque son bajas las concentraciones tienden a aumentar

con la distancia mientras que con 6m/s la concentración es de 2,764 ug/m pero esta disminuye

con la distancia sin embargo es más alta más cerca de la fuente de emisión.

CONCLUSION PARA EMISIONES DE NOx EN LA CALDERA

Analizando los datos obtenidos con cada grafica para cada estabilidad atmosférica con las alturas

de 10 y 50 metros el modelo de deserción de contaminante permite detectar que las variaciones

en la altura de la chimenea influye de manera directa en la concentración de contaminante a

medida que se aleja de la fuente de emisión; es decir que la concentración con menor carga

contaminante normalmente se presente con la mayor altura de la chimenea y la mayor

inestabilidad atmosférica con una velocidad del viento alta.

Pero no siempre se mantiene esa constante de altura puesto que en noches muy estables la

concentración con la máxima altura de la chimenea es mayor a medida que se aleja de la fuente

de emisión.

Electrodeposición SO2 con 1,4 m/s

Con radiación solar fuerte, débil, noches sin nubes y alturas de

10m, y vientos de 2m/s

Valores









Con altura de 10m/s y velocidad de 2m/s con atmosfera muy inestable la concentración es de

0,597ug/m3 a 3km para atmosfera medianamente estable la concentración es de 12,866ug/m3 es

una concentración alta pero el valor más elevado se encuentra con la estabilidad atmosférica de

mayor estabilidad de 25,153ug/m es muy elevada en comparación a las otras estabilidades

ELECTRODEPOSICIÓN SO2 con 1,4 m/s



Valores









La estabilidad atmosférica con esta velocidad cambia sus concentraciones muy poco pero en

proporción se mantienen altas con valores desde menos estables hasta mas estable de

1,285ug/m3, 4,784ug/m3, 4,784ug/m3 las dos últimas estabilidades dan valores similares.




Valores









El valor para estabilidades bajas 0,569ug/m3 y 8,531ug/m3 y para altas estabilidad es de

9,759ug/m3 igual características muy similares para el modelo anterior de 10m pero con

concentraciones mas bajas.




Valores









3,491 ug/m3 para las condiciones más inestables a los 3km un valor considerable para esta

velocidad del viento. 10,781ug/m3 para las dos estabilidades sobrantes esto debido a que son mas

estables que la primera y la deposición de SO2 es mayor.




Valores









0,533ug/m3 a 3km de la fuente de emisión pero este valor aumenta cuando se cambia a una

atmosfera más estable incrementando hasta 5,733 ug/m3 siendo este valor el más elevado de la

gráfica puesto que con una estabilidad más alta es la [] es de 0,981pero esta va ascendiendo con el

paso del tiempo




Valores









Esta grafica tiene el mismo comportamiento que las anteriores con menor altura pero la

concentración es mucho menor siendo las más elevada 2,72 con la menor estabilidad hasta 1,622

así como las otra estabilidad de más alto valor.

CONCLUSIONES PARA SO2

Así como el análisis del anterior contaminante en la caldera se mantiene la tendencia de que a

mayor altura de la chimenea y mayor velocidad es decir menor estabilidad atmosférica las

concentraciones las 10ug/m3. Aunque hay excepciones puesto que en ocasiones debido

posiblemente a inversión térmica o a arrastre de material los valores aumentan con la velocidad

del viento y la altura.

Los resultados con bajas alturas y bajas velocidades aumentan las concentraciones en la localidad

de estudio concluyendo con esto que es más factible una chimenea de buena altura por encima de

20m .

Electrodeposición H2SO4 con 1,8 m/s



Valores









25,153 Con altura de 10m/s y velocidad de 2m/s con atmosfera muy inestable la concentración es

de 0,597ug/m3 a 3km para atmosfera medianamente estable la concentración es de 12,866ug/m3

es una concentración alta pero el valor más elevado se encuentra con la estabilidad atmosférica

de mayor estabilidad de 25,153ug/m es muy elevada en comparación a las otras estabilidades




Valores









La estabilidad atmosférica con esta velocidad cambia sus concentraciones muy poco pero en

proporción se mantienen altas con valores desde menos estables hasta mas estable de

1,285ug/m3, 4,784ug/m3, 4,784ug/m3 las dos últimas estabilidades dan valores similares




Valores









El valor para estabilidades bajas 0,569ug/m3 y 10,781ug/m3 y para altas estabilidad es de

11,847ug/m3 igual características muy similares para el modelo anterior de 10m pero con

concentraciones mas bajas.




Valores









1,191 ug/m3 para las condiciones más inestables a los 3km un valor considerable para esta

velocidad del viento. 4,13ug/m3 para las dos estabilidades sobrantes esto debido a que son mas

estables que la primera y la deposición de H2S04 es mayor.




Valores









0,533ug/m3 a 3km de la fuente de emisión pero este valor aumenta cuando se cambia a una

atmosfera más estable incrementando hasta 6,422ug/m3 siendo este valor el más elevado de la

gráfica puesto que con una estabilidad más alta es la [] es de 0,981pero esta va ascendiendo con el

paso del tiempo




Valores









Esta grafica tiene el mismo comportamiento que las anteriores con menor altura pero la

concentración es mucho menor siendo las más elevada 2,72 con la menor estabilidad hasta 1,622

así como las otra estabilidad de más alto valor.

CONCLUSIONES SO2 H2SO4 CON VARIACION DE ESTABILIDAD ADMOSFERICA

Para que haya una diferenciación de las concentraciones de contaminantes de los diferentes

efluentes. Cada contaminante a pesar de que difieren entre si la reta de emisiones son my

similares esto arroja comportamientos muy parecidos; pero si se comparan con el NOx estos

difieren en una proporción mayor puesto que el primero se liberaba al ambiente desde una

chimenea con un diámetro menor que los otros dos contaminantes.

Los parámetros más significativos para este análisis son la estabilidad atmosférica, la altura de la

chimenea y no menos importante la temperaturas de los gases puesto que la modificación de

dichos valores hace cambios trascendentales en el modelo de concentración de los

contaminantes.

Para la construcción de una planta metalúrgica a la distancia que se requiere en el problema de

aplicación sería más factible realizar una chimenea por encima de los 20m que son los valores mas

viables a los 3km en los cuales se analizó el problema.

La velocidad del viento también es un valor necesario para un mejor análisis de lo que ocurre con

el trasporte de los contaminantes. Concluyendo que a mayor velocidad los contaminantes se

distribuyen de mejor manera en el lugar.

El programa es muy limitado en algunos aspectos como la elección del suelo y otros factores

meteorológicos como la humedad debido a que son factores que podrían hacer cambios

importantes en la deposición de los contaminantes.

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