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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA
INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA
MODELADO Y CONTROL AUTOMÁTICO
Miguel BarbaDavid FloresPamela HerreraVanessa Maldonado
“Concientización ambiental sobre el aporte del CO a la contaminación atmosférica”
INDICE
1. Introducción2. Objetivos3. Metodología4. Resultados y discusión5. Vinculación con la colectividad6. Conclusiones7. Recomendaciones
Distribución e intensidad de las emisiones
contaminantes vehiculares
La topografía Condiciones meteorológicas
1.IntroducciónLa calidad del aire está influenciada por:
Principales contaminantes atmosféricos:1.Introducción
SO2 CO
NOx Material particulado
1.Introducción
CO Efectos sobre
la salud
Fuentes
Procesos de combustión incompleta
Hipoxia (falta de oxígeno):
• Disminución de la percepción
visual• Capacidad de
trabajo• Destreza
manual y• Habilidad de
aprendizaje.
Simular el aporte a la concentración del contaminante CO a lo largo del tiempo para el Distrito Metropolitano de Quito a través de un modelo matemático.
Validar el modelo obtenido con los datos reales pertenecientes a la Secretaría de Ambiente.
Difundir a la ciudadanía la importancia de generar conciencia para prevenir la contaminación de la atmósfera y las consecuencias que produce esta contaminación.
2. Objetivos
3. Metodología
3.1. Definición del modelo
Son protocolos matemáticos que proporcionan estimaciones de concentración de un contaminante en función de una serie de parámetros.
Cualquier simulación matemática de un fenómeno tan complejo como es la dispersión atmosférica no es exacto.
Modelo de concentración-Modelo de caja Fija
Balance de masa
Estado transitorio
Ventajas: Complejidad matemática pequeña
Desventajas: Hipótesis ideales
Balance de masa
Velocidad de=
Velocidad de -
Velocidad de +
Velocidad de -
Velocidad de
Acumulación Entrada Salida Creación Destrucción
A = E - S + G - C
3.2. Formulación del modelo
Cuidad es un rectángulo de
dimensiones W y L
Altura H es 500 m debido a la estabilidad
atmosférica
Concentración C es constante en toda
la caja
La velocidad del viento (u) es
constante y sopla en el eje x
La concentración del contaminante
en el aire que entra es igual a 0
Ningún contaminante sale
o entra por los lados que no sean
paralelos a x
Sobre la altura definida no existe
mezclado
La velocidad de destrucción del
contaminante es 0
46500 autos70% Livianos 30% pesados
3.3. Suposiciones
3.4. Resolución
A==E=0S=G=QC=0
A=E-S+G-C
=
Método de Euler:
Condiciones iniciales: to=0 [h]Co=0 [mg/m3]=0.01 [h]u=6120 [km/h]H=500 mL=50000 mW= 8000 mQ=6.23 E10 [mg/h]
Figura 1. Variación horaria de la concentración de CO
(Fuente: Secretaría de Ambiente, Red de Monitoreo)
4.Resultados y discusión
Figura 2. Aporte vehicular horario a la concentración de CO
(Fuente: Secretaría de Ambiente, Red de Monitoreo)
ε = 56,89%
ε = 65,39%
2,42 [mg/m3]
1,80 [mg/m3]
1,43 [mg/m3]
33,21%
4.Resultados y discusión
Simplicidad del modelo
Resolución en Matlab Δt = 0,1 [h]
Δt = 0,01 [h]
C= 2,78 [mg/m3]
C= 2,42 [mg/m3]
BUENA APROXIMACIÓ
N
15%
4.Resultados y discusión
Figura ?. Aporte vehicular horario a la concentración de CO (Verde: actual, Rojo: Aumento de un 10% en el parque automotor)
Apor
te d
e CO
[m
g/m
3]
4.Resultados y discusión
Datos Informativos del Proyecto
Título del ProyectoConcientización ambiental sobre el aporte del CO a la contaminación atmosférica de Quito Tipo de ProyectoEl tipo de proyecto a enfrentar es de vinculación en donde el trabajo realizado sirve como parte del desarrollo de la asignatura. LocalizaciónEl área de estudio se localiza en el sector Belisario Quevedo ubicado en el centro-norte de la ciudad de Quito
5. Vinculación con la colectividad
Objetivo del ProyectoInformar a los estudiantes de escuelas y colegios del Sector de Belisario sobre los problemas ambientales de contaminación atmosférica a los cuales están expuestos principalmente del contaminante CO. Metodología La metodología utilizada será charlas informativas, talleres participativos y dinámicos, lo cual permite que el aprendizaje sea fácil
5. Vinculación con la colectividad
5. Vinculación con la colectividad
5. Vinculación con la Colectividad
El aporte de CO por parte del parque automotor en Quito, es el más significativo.
El modelado de caja fija para el aporte de CO es una buena aproximación, para conocer un límite máximo que podría alcanzar la concentración del contaminante en el aire
El modelo tiene un adecuado ajuste con la realidad para el aporte total diario de CO, con un error de 33%.
La mayor dificultad en el modelado de caja fija, es la gran cantidad de simplificaciones que se toman, principalmente respecto al flujo vehicular
La predicción del aumento del aporte diario de CO, puede preverse con la aplicación del modelo planteado
6. Conclusiones
Realizar el modelado para periodos más largos de tiempo y así prever el impacto en generaciones futuras.
Dar a conocer el proyecto a una población mucho más amplia para generar conciencia sobre los peligros a los cuales están expuestos y con ello plantear las posibles soluciones.
Realizar menos simplificaciones en el modelo para poder evidenciar el verdadero impacto de contaminación ambiental por CO en la ciudad de Quito
7. Recomendaciones
