Análisis de la Circulación de un Contaminante Atmosférico Emitido por una Fuente Puntual

Abstract

En el ámbito de la Ingeniería Ambiental, se destaca como área de estudio la contaminación atmosférica. Dentro de esta temática, toman especial relevancia los fenómenos relacionados al transporte de contaminantes a través de la atmósfera y particularmente aquellos originados en una fuente puntual de emisión, como es el caso de una chimenea.
La necesidad del abordaje de la problemática mediante el análisis de los resultados obtenidos con los modelos de difusión atmosférica se presenta como primordial, ya que posibilita dar tratamiento anticipado a un eventual problema de contaminación.
Un modelo adecuado de contaminación atmosférica debería permitir inferir con exactitud, concentración de contaminantes provenientes de fuentes puntuales de emisión, en cualquier situación meteorológica, en cualquier lugar y para cualquier período de tiempo.
Como se sabe la dispersión de la pluma se produce por causa de la mezcla turbulenta del fluido, que naturalmente se rige por movimientos de tipo aleatorios, lo que dificulta el tratamiento analítico del problema. Por tal razón, los modelos actuales realizan simplificaciones del complejo problema real. Uno de los modelos más utilizados al efecto es el que se conoce como distribución Gaussiana. La utilización de la distribución Gaussiana, aunque sea de forma múltiple, permite la utilización de ecuaciones y soluciones matemáticas ya probadas anteriormente y siempre es posible elegir una distribución adecuada de los centros que definen la forma de la estructura de modo que se logre representar las causas de la gran variabilidad en la dispersión del contaminante. En este modelo se usa la lógica de difusión turbulenta de la pluma Gaussiana aplicada a una fuente puntual que emite contaminantes a una tasa determinada.
Para este caso se determina la distribución espacial de la concentración del contaminante por medio de una simulación computacional del modelo de difusión basado en la ecuación de difusión de Fick, empleando el Método de Elementos Finitos (MEF) para la resolución numérica en estado estacionario, utilizando para ello, software comercial, aplicándolo a un caso real de transporte de contaminante (SO) y evaluándolo en distintos puntos del dominio analizado. Se obtienen así resultados ajustados a las ecuaciones que definen el modelo de comportamiento del fenómeno.