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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOESCUELA DE INGENIERIA
AMBIENTALFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
Expositor : Mg Juan del Carmen Mimbela Len
Trujillo, 16 de Octubre del 2013
MODELOS DE DISPERSION ATMOSFERICA
PRIMERA UNIDAD:
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
En muchas ocasiones se ha observado
que los efectos de la contaminacin
atmosfrica se dan en lugares alejados
de las fuentes de emisin, por lo que se
lleg a la conclusin de que la difusin y
el transporte de los contaminantes del
aire debe ser un punto fundamental en
la evaluacin de los riesgos de liberar
una sustancia a la atmsfera.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
El primer aspecto, la difusin, se
refiere a la velocidad con que la
sustancia contaminante se "disuelve"
en la masa de aire, dispersndose sus
molculas desde las regiones de
mayor a las de menor concentracin.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
El segundo aspecto, el transporte de
los contaminantes, se refiere a la
forma como estos "viajan" desde la
zona donde fueron emitidos hasta
otras regiones diferentes, valindose
de las corrientes de aire.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
En la atmsfera, ambos procesos ocurren en forma
simultnea y dependen de muchos factores a la vez; entre
estos, los ms relevantes son:
El tipo de fuente de emisin, especialmente si est a nivel
del suelo o elevada.
1.- Los parmetros meteorolgicos, particularmente la
temperatura, la direccin y velocidad del viento, la presin
baromtrica, el rgimen de lluvias y la humedad relativa.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
2.- Los parmetros geo-morfolgicos. Estos indican las
caractersticas del terreno, especialmente en cuanto a la
forma de la vegetacin se refiere.
3.- Parmetros topogrficos. Indican las caractersticas
detalladas del terreno, especialmente en lo referente a
elevaciones y edificaciones.
Otro factor que se debe tomar en cuenta es el tipo de
contaminante y su tiempo de vida media, que se refiere
al tiempo que el contaminante permanece en el aire.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
Debe recordarse que todas las sustancias contaminantes en
la atmsfera sufren transformaciones qumicas o fsicas,
algunas ms rpido, otras en forma ms bien lenta, pero
todas terminarn desapareciendo al transformarse de la
forma como fueron emitidas originalmente.
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Difusin y Transporte de los
Contaminantes
Si se logran obtener datos
exactos de los parmetros
mencionados anteriormente
en una regin determinada,
es posible construir un
modelo matemtico que
simule en forma bastante
acertada la difusin y el
transporte de los
contaminantes en la
atmsfera y predecir as sus
posibles efectos.
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MODELOS DE LA DISPERSION
ATMOSFERICAEl campo del control de calidad del aire se
dirige
principalmente al impacto de los efectos perjudiciales de
las
sustancias arrastradas por el aire sobre la salud de los
organismos vivos.
Fuente
de
contami
nacin
Recepto
r
transporte
Interaccin
Aire
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Modelo de la calidad del aire.- Es una representacin
fsica o matemtica del evento de contaminacin del aire.
MODELOS DE LA DISPERSION
ATMOSFERICA
Objetivo.- Es la prediccin de la concentracin de un
contaminante en un punto dado en el aire del ambiente,
especficamente en la posicin de un receptor empleando la
informacin respecto a las entidades que intervienen: La
fuente de contaminacin, la atmsfera y cualquier otro objeto
que pueda afectar el evento y respecto a los procesos
involucrados: liberacin y transporte.
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MODELOS DE LA DISPERSION ATMOSFERICA
Viento:- El viento diluye los contaminantes a medida que
son emitidos y los transporta lejos de su fuente.
Normalmente, la dilucin de los contaminantes est en
proporcin directa con la velocidad media del viento a
travs de la columna de humo del contaminante.
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MODELOS DE LA DISPERSION ATMOSFERICA
En general, el viento es el que
indica la velocidad y la
direccin del movimiento de la
masa de esta columna de
humo y afecta tambin la
magnitud de la dispersin que
puede tener lugar.
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MODELOS DE LA DISPERSION ATMOSFERICA
El viento es aire en movimiento y es
una forma indirecta de la energa
solar. Este movimiento de las masas
de aire se origina por diferencias de
temperatura causada por la radiacin
solar sobre la superficie terrestre, que
junto a la rotacin de la tierra, crean
entonces los, llamados, patrones
globales de circulacin.
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El transporte y dispersin de contaminantes del aire
ambiental estn influenciados por complejos
factores:
las variaciones globales y locales del clima y
las condiciones topogrficas locales.
A nivel mundial influyen sobre el movimiento de los
contaminantes, por ejemplo, la direccin predominante de los
vientos en Centroamrica es de este a oeste y en
Norteamrica y Sudamrica es de Oeste a Este
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A nivel local, los principales factores del transporte y
dispersin son el viento y la
estabilidad.
La dispersin de contaminantes de una
fuente depende de la
cantidad de turbulencia
en la atmsfera
cercana. La turbulencia
puede ser creada por el
movimiento horizontal y
vertical de la atmsfera.
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FACTORES QUE INFLUYEN EN EL
TRANSPORTE Y DISPERSIN
El Viento
La velocidad del viento puede afectar en gran medida la
concentracin de contaminantes en un rea. Mientras
mayor sea la velocidad del viento, menor ser la
concentracin de contaminantes. El viento diluye y
dispersa rpidamente los contaminantes en el rea
circundante.
El efecto que puede causar el viento depende de los accidentes
del
terreno o incluso de la configuracin de los edificios en las
zonas
urbanizadas
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La Estabilidad Atmosfrica
Afecta el transporte y dispersin de los
contaminantes del aire. Las condiciones
atmosfricas inestables producen la
mezcla vertical. Generalmente, el aire
cerca de la superficie de la tierra es ms
caliente en el da debido a la absorcin de
la energa solar.
Luego, el aire ms caliente y liviano de la
superficie sube y se mezcla con el aire
ms fro y pesado de la atmsfera
superior. Este movimiento constante del
aire crea condiciones inestables y
dispersa el aire contaminado.
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Las inversiones trmicas constituyen el caso ms representativode
estabilidad atmosfrica. Estas frenan la dispersin vertical delos
contaminantes.
Los contaminantes se encuentran entonces confinados bajo
una'capa de inversin' que acta como un tapn trmico. Losfenmenos de
inversin trmica no provocados por la topografa,se producen
principalmente en invierno, en situacionesanticiclnicas o de altas
presiones que corresponden con dassoleados y sin nubes.
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La Precipitacin Permite un efecto beneficioso, por que lava las
partculas contaminantes
del aire y ayuda a minimizar las partculas provenientes de
actividades
como la construccin y algunos procesos industriales.
Sin embargo, la humedad juega un papel negativo en la evolucin
de los contaminantes ya que favorece la acumulacin de humos y
polvo.
Por otra parte, el vapor de agua puede reaccionar con ciertos
aniones aumentando la agresividad de los mismos, por ejemplo el
trixido de
azufre en presencia de vapor de agua se transforma en cido
sulfrico, lo mismo ocurre con los cloruros y los fluoruros para
dar
cido clorhdrico y fluorhdrico respectivamente.
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La Topografa
Las grandes ciudades rodeadas de una topografa
compleja como, valles o cadenas montaosas a menudo
experimentan altas concentraciones de contaminantes del
aire. Por ejemplo, las ciudades de Los ngeles y Mxico
estn ubicadas en cuencas rodeadas por montaas y
experimentan altos niveles de contaminacin.
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MODELOS DE DISPERSIN
Los modelos de dispersin, son mtodos para calcularla
concentracin de contaminantes a nivel del suelo y
a diversas distancias de la fuente.
En la elaboracin de modelos se usan representacionesmatemticas
de los factores que afectan la dispersin de
contaminantes.
Las computadoras, mediante modelos, facilitan larepresentacin de
los complejos sistemas que
determinan el transporte y dispersin de los
contaminantes del aire.
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Cuando se hace un modelo del transporte y dispersin de
contaminantes del aire se recopila
informacin especfica de un punto de emisin. Esta
informacin incluye:
La ubicacin del punto de emisin (longitud y latitud),
La cantidad y tipo de los contaminantes emitidos,
condiciones del gas de la chimenea,
Altura de la chimenea y
factores meteorolgicos tales como la velocidad del viento,
perfil de la temperatura ambiental y
presin
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Los cientficos usan estos datos como insumo del modelo de
computacin y para predecir cmo los contaminantes se
dispersarn en la atmsfera. Los niveles de concentracin
pueden calcularse para diversas distancias y direccin de
la chimenea.
Uno de los modelos matemticos usado para dispersin de
contaminantes atmosfricos es el modelo gaussiano
El modelo se aplica a una fuente puntual ( chimenea), pero puede
ser modificado para considerar fuentes
lineales ( carretera, motores), o fuentes superficiales (
que se modelen con un gran numero de fuentes
puntuales)
![Fenomenos Opticos Atmosfericos de Refraccion[1]](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/5571f87049795991698d70ae/fenomenos-opticos-atmosfericos-de-refraccion1.jpg)
