Difusión de contaminantes en una capa límite atmosférica estratificada convectivamente
Uno de los peligros más serios que amenaza a la humanidad, es el deterioro continuo y creciente de su medio ambiente. Diferentes zonas del planeta están sufriendo los efectos particulares de la contaminación ambiental. Sin embargo, existen diferencias sustanciales entre la contaminación del aire, de...
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| Formato: | Tesis doctoral publishedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
1986
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| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2025_Venegas http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n2025_Venegas_oai |
| Aporte de: |
| Sumario: | Uno de los peligros más serios que amenaza a la humanidad, es el deterioro continuo y creciente de su medio ambiente. Diferentes zonas del planeta están sufriendo los efectos particulares de la contaminación ambiental. Sin embargo, existen diferencias sustanciales entre la contaminación del aire, del agua y del suelo. Los dos últimos medios pueden ser decontaminados artificialmente una vez deteriorados, mientras que el primero no. Sólo los procesos naturales pueden eliminar los contaminantes de la atmósfera. Una de las tres grandes etapas en el proceso de contaminación del aire (emisiones, transporte y difusión atmosférica y efectos sobre los receptores) es la relacionada con la propagación y difusión de los contaminantes en la atmósfera. Este proceso es generado principalmente, por la velocidad del viento y la turbulencia atmosférica. La simulación del mismo, puede realizarse mediante modelos de calidad del aire. Estos modelos tienden a relacionar mediante descripciones matemáticas, las concentraciones de contaminantes en el aire con su intensidad de emisión. La capa limite convectiva se desarrolla si existe una pequeña variación de la temperatura cerca de la superficie terrestre originada por el calentamiento radiativo. El estudio de la difusión de contaminantes en esta capa es muy importante debido a la relativamente alta frecuencia de ocurrencia de los procesos convectivos y por las caracteristicas de la pluma de contaminantes en estas situaciones, que determinan un máximo en la concentración en superficie, como consecuencia del serpenteo de la pluma. En este trabajo se presenta una descripción general de la capa limite planetaria y se detallan sus caracteristicas en condiciones de convección libre. Asimismo, se incluyen algunos de los modelos de difusión teóricos y experimentales desarrollados hasta el presente por diversos autores. Además, se verifica que los modelos Gaussiano y exponencial general, frecuentemente utilizados en los estudios de difusión atmosférica, no representan adecuadamente las concentraciones en superficie en una atmósfera estratificada convectivamente. Por otra parte y fundamentalmente, se desarrolla un modelo de difusión atmosférica en una capa límite convectiva constituido por dos expresiones matemáticas. En el modelo se considera que la concentración de contaminantes es directamente proporcional a la intensidad de emisión e inversamente proporcional a la velocidad del viento. En la primera de las expresiones se incluye el efecto de la dispersión de los contaminantes alrededor deleje central de la pluma y la oscilación de ésta originada por la sucesión de los sistemas "entorno-térmica" que se observa en las condiciones convectivas. Esta consideración es válida hasta que la pluma termina su ascenso. La segunda de las expresiones que es aplicable a partir de la finalización del ascenso de la pluma, cuando los contaminantes están homogéneamente distribuidos en la vertical, incluye la distribución de probabilidad de la velocidad vertical del aire conjuntamente con un modelo de la caja. Asimismo, se propone un método destinado a generar un campo bidimensional de velocidad vertical del flujo en condiciones convectivas. Los valores estimados por el modelo son comparados con los provenientes de los desarrollos presentados por otros autores y de observaciones experimentales, resultando altamente satisfactorios. |
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