Tesis profesional presentada por Carmen Ivette Arzate Echeverría

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Ing. Rocio del Carmen Chavela Guerra
Vocal y Director: Dr. René Alejandro Lara Díaz
Secretario: Mtro. Luis Gabriel Ríos Casas

Cholula, Puebla, México a 31 de enero de 2004.

Resumen

La contaminación atmosférica es un problema ambiental que actualmente está afectando no sólo a la vida como tal, sino también a las actividades diarias por lo que el interés mundial de evitar su crecimiento ha llevado, por medio de regulaciones, establecer límites de emisión de agentes contaminantes en las induastrias, dicha normatividad es específica para cada país, así se tiene para el caso de México: O3-110 ppb, NO2-210 ppb, SO2-130 ppm, CO-11 ppm y PM10-150 µg/m3.

Para caracterizar las emanaciones de las chimeneas se requiere emplear equipo de monitoreo, sin embargo, no siempre está disponible en las industrias, departamentos gubernamentales y universidades; cuando sea éste el caso, son beneficiosos los modelos de dispersión de contaminantes, para tener una estimación del comportamiento de la pluma a ciertas condiciones del ambiente.

Las bibliografía sobre el tema demuestran que durante décadas se han desarrollado modelos matemáticos de diferente complejidad y exactitud; como ejemplo se tienen a los modelos de celda fija, de celdas múltiples y el modelo de dispersión gaussiano; este último tiene una dificultad media en cuanto a incorporarse un programa computacional se refiere.

Asimismo, para los estudiantes es substancial disponer de una herramienta computacional que sea capaz de realizar muchas operaciones matemáticas en un lapso corto, de esta forma en el proceso enseñanza-aprendizaje se invierte ese tiempo ahorrado para analizar los resultados a detalle.

Por lo anterior, se desarrolló un simulador con fines didácticos para estimar la dispersión de contaminantes atmosféricos, nombrado SEPDCA, el lenguaje de programación empleado es Visual Basic 6.0 ya que permite manejar una interfase con el usuario favorable, y su código de programación es de fácil entendimiento. El modelo de estimación de concentración de contaminantes empleado fue el de difusión gaussiano haciendo correcciones de la velocidad del viento, topografía del suelo y la determinación de la elevación de la pluma.

Se consideró importante escribir un manual del usuario referente a como utilizar el software desarrollado, que muestre sus secciones principales, las diferentes formas de ingreso datos, las alternativas para manejar los resultados y también la forma en que se pueden ejecutar acciones en el programa.

Con los resultados obtenidos de las simulaciones del SEPDCA se generaron superficies de isoconcentración con la utilización del software MATLAB 6.0; estas gráficas tienen un enfoque didáctico ya que proporcionan una idea clara del comportamiento de una emisión proveniente de una chimenea vertical.

Índice de contenido

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 64 kb)

Capítulo 2. Objetivos (archivo pdf, 65 kb)

  • 2.1 Objetivo General
  • 2.2 Objetivos Específicos

Capítulo 3. Contaminación Atmosférica (archivo pdf, 95 kb)

  • 3.1 Definición
  • 3.2 Clasificación de contaminantes atmosféricos
  • 3.3 Fuentes de contaminación atmosférica

Capítulo 4. Modelos para estimar la concentración de contaminantes atmosféricos (archivo pdf, 147 kb)

  • 4.1 Generalidades
  • 4.2 Definición
  • 4.3 Aplicaciones de la modelación de dispersión de contaminantes
  • 4.4 Clasificación de modelos para estimar concentración de contaminantes

Capítulo 5. Modelo de dispersión Gaussiano (archivo pdf, 827 kb)

  • 5.1 Formulación matemática
  • 5.2 Cálculo de la elevación de la pluma
  • 5.3 Corrección de la velocidad
  • 5.4 Aplicación para varias fuentes puntuales

Capítulo 6. Metodología (archivo pdf, 88 kb)

Capítulo 7. Análisis y discusión de superficies (archivo pdf, 382 kb)

Capítulo 8. Conclusiones (archivo pdf, 92 kb)

  • 8.1 Conclusiones
  • 8.2 Oportunidades de mejora

Referencias (archivo pdf, 78 kb)

Apéndice A.  (archivo pdf, 101 kb)

Apéndice B.  (archivo pdf, 289 kb)

Apéndice C.  (archivo pdf, 64 kb)

Apéndice D.  (archivo pdf, 78 kb)

Arzate Echeverría, C. I. 2004. Realización de software educativo para simular la dispersión de contaminantes atmosféricos. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Enero. Derechos Reservados © 2004.