Modelacion Ambiental

TRABAJO DE MODELACION AMBIENTALESCUELA DE POSGRADO

UNIVERSIDAD FEDERICO VILLAREAL

PROFESOR: DR. WALTER VILLALOBOS CUEVA

ALUMNO: ING. ERNESTO GOYTIZOLO FUENTES

MODELIZACIÓN AMBIENTAL

INTRODUCCIÓN La modelización matemática de cualquier proceso

de ingeniería ambiental se compone, como mínimo, de los siguientes cuatro pasos:

1. Tras el estudio del proceso físico, químico o biológico, se identifican los mecanismos esenciales y dominantes, por ejemplo, la población bacteria na dependiente de la población inicial y de la tasa de crecimiento.


2. Desarrollo de una expresión matemática para el sistema. Generalmente puede ser tan sencilla como una expresión algebraica simple o una ecuación diferencial, o más compleja como un conjunto de ecuaciones dife renciales, por ejemplo:

dP dt = kP donde P= población (quizás concentración, mg/l) k = tasa de crecimiento, día1


3. La resolución analítica de la(s) ecuación(es), si fuese posible. Si no fuese así, resolverla(s) numéricamente:

P(t) = Po e kt

donde P0 = población inicial (concentración).


4.Revisar y observar si la solución al «modelo» cumple con los datos pre viamente conocidos. Si no, se debe comenzar el proceso de nuevo y repe tirlo hasta que se obtenga una solución modelo aceptable.


La modelización de los procesos ambientales y de transporte de contaminantes se ha convertido en una labor esencial para el ingeniero y el científico modernos. La variedad de problemas de ingeniería que pueden abordarse mediante la modelización es verdaderamente infinita.


Existen modelos diseñados o paquetes de programas para casi cada tarea que se pueda plantear, ya sea el tratamiento de aguas residuales, la optimización de las rutas para los camiones municipales de transporte de residuos sólidos, la identificación de una localización óptima para el vertido de aguas residuales (con objeto de maximizar la mezcla y la dilución) o, por supuesto, la modelización de la calidad del aire. Una buena fuente de paquetes de software de dominio público y de bajo costo es EPA en EE UU.


Los foros de ingeniería ambiental en Internet también ofrecen sitios con software disponible. Los modelos físicos tradicionales de sistemas riparios se han sustituido mayoritariamente por modelos informáticos, principalmente debido a su bajo costo, a la facilidad y a la gran velocidad con la que los problemas se pueden solucionar a partir de datos diferentes.

LA MODELIZACIÓN SE PUEDE SIMPLIFICAR GENERALMENTE COMO SE MUESTRA.

Identificar los fenómenos físicosConstruir las ecuaciones del modeloResolver las ecuacionesCompara y PredecirNo satisfechoSatisfecho (a Modelización elemental ) Entrada conocidaComportamiento del sistema conocido o supuestoSalida que se quiere conocer(b Concepto de simulación simplista)

Problemas inversos en gravimetría

Datos: anomalía de la componente vertical de la aceleración de la gravedad después de correcciones de tipo técnico (anomalía de Bouguer). Incógnita: distribución de la variación de densidades del terreno o posiciones.Aplicación: Aplicaciones mineras y geotécnicas: detección de antiguas labores mineras mediante métodos de microgravimetría.

Metodología: Inferencia de modelos a priori y análisis mediante técnicas de ondículas (Análisis multirresolución).

1,...,kz kV

k

z zdV F k m

r rr r

( )

, 1,...,k s

ks dl t k m x

¿QUÉ ES UN MODELO?

Un modelo es una representación simplificada de la realidad diseñada para representar, conocer o predecir propiedades del objeto real los modelos se construyen con una finalidad: estudiar el objeto real con más facilidad y deducir propiedades difíciles de observar en la realidad:

eliminando o simplificando componentes cambiando las escalas espacial o temporal variando las condiciones del entorno evitando la actuación sobre el objeto real

modelos pueden representar objetos o procesos (simulación)

¿QUÉ PERMITE UN MODELO?

en el caso de la simulación se hace posible experimentar Experimentar es replicar procesos bajo diferentes escenarios conceptos básicos escenario : conjunto de condiciones las cuales se construye un modelo factores : variables que influyen en el funcionamiento de la simulación en la modelización debe existir una relación simétrica entre las propiedades del objeto real y el modelo: ej. ortoimagen

LOS RIESGOS DE LOS MODELOS existen errores inherentes al proceso de modelización error de generalización en la medida de los elementos error por la selección de componentes error por propagación limitaciones en la analogía modelo-realidad validez en un dominio temporal validez en un dominio espacial riesgo de inestabilidad comportamiento discontinuo del modelo que reduce su utilidad a dominios de valores limitados

VALIDACIÓN DE LOS MODELOS

Es necesario el contraste empírico de la calidad de un modelo o de una simulación: validación de los resultados la validación se realiza comparando los resultados que predice el modelo con datos tomados de la realidad para la que la validación sea fiable, la captura de datos debe diseñarse mediante un muestreo estratificado con métodos suficientemente exactos en número suficientemente abundante

ALMACENAMIENTO DEL TOP SOIL

Como ejemplo practico de Modelación Ambiental podemos decir:Los depósitos de Top Soil en Minera Yanacocha se hacen basados en la toma de datos de campo así como el trabajo de gabinete para poder ponderar el uso del botadero tanto en Volumen como en tiempo útil de este.

Ejemplo practico de deposito del TOP SOIL a recuperar después de tajo en Minera Yanancocha

Se calcula el desplazamiento del material depositado, su humedad optima, el % de vegetación traslada, vida útil de vegetación, tiempo de reposición del Top Soil en el PAD.Tiempo de riego del material colocado.

Tanto de manera empírica es decir haciendo mediciones in situ. Como el calculo matemático respectivo.

Así como se hace con la tierra vegetal también se hace con otros materiales producto de la explotación de mineral

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