Modelación Quimiodinámica De Un Contaminante En Compartimentos Ambientales

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL

MODELACIÓN QUIMIODINÁMICA DE UN CONTAMINANTE EN COMPARTIMENTOS AMBIENTALES SIN ACUMULACIÓN NI DEGRADACIÓN

INTEGRANTES:    

Cruz Supho Ayrton Mendoza Yana Daysi Miauri Pacheco Franschesca Mora Begazo Carlo

Procesos y Operaciones Unitarias II (Práctica) AREQUIPA – PERÚ 2017

COMPARTIMENTOS AMBIENTALES Son espacios a los cuáles un contaminante puede desplazarse por medio de los mecanismos de transporte en diferentes proporciones

MECANISMOS DE TRANSPORTE DE UN CONTAMINANTE ADVECCIÓN

DIFUSIÓN

FLUJO DE SOLUTO QUE PASA POR UNA SUPERFICIE

DESCRIBE EL MOVIMIENTO DE PARTICULAS DE UNA REGIÓN DE ALTA CONCENTRACIÓN A UNA DE BAJA CONCENTRACIÓN

DISPERSIÓN

DESCRIBE EL MOVIMIENTO DE PARTICULAS SIN DIRECCIÓN DEFINIDA RESULTADO DEL CHOQUE DE PARTICULAS INCIALES CON PARTICULAS DEL MEDIO DISPERSANTE

BALANCE DE MASA DE LAVOISIER 𝒅𝑪 𝒅𝑪 𝒅2 𝑪 𝒅𝑱 +𝒗 =𝑫 2− − 𝑲𝒏 𝑪𝒏 𝒅𝒕 𝒅𝒛 𝒅𝒛 𝒅𝒛

Balance de Masa de contaminantes con componentes de flujo Componente de Acumulación

Componente de Advección

Componente de Difusión

Componente de Dispersión

Componente de degradación

𝒅𝑪 𝒅𝒕

𝒅𝑪 𝒗 𝒅𝒛

𝒅𝟐 𝑪 𝑫 𝟐 𝒅𝒛

𝒅𝑱 𝒅𝒛

𝑲𝒏 𝑪𝒏

𝒅𝑪 𝒅2 𝑪 𝒅𝑱 𝒗 =𝑫 2− 𝒅𝒛 𝒅𝒛 𝒅𝒛

ESTADO ESTACIONARIO 𝑴𝒛 = 𝒗 ∗ 𝑪 ∗ 𝑫

𝒅𝑪 +𝑱−𝑲 𝒅𝒛

Tabla Nº1: Registro de datos obtenidos a partir de la altura, base mayor, base menor, velocidad y concentración en un compartimiento ambiental en Estado Estacionario (EE). z, m

hz, m

Bz, m

bz, m

vz, m/s

t, s

0

25

10

8

0

0

Cz mgX/m3 0

-D dCz/dz

Vol. Comp., m3

100

21

10

7

1.1

90.91

290

319

-0.00435

20130.19461 359.7496964 678.7540464

200

34.74

12

7

1.8

55.56

233

419.4

0.000855

25054.74865 318.1294812 737.5286262

300

26.21

10.5

8.5

1.95

51.28

202

393.9

0.000465

28899.78434 455.6435754 849.5431104

400

51.88

11.8

8.9

2.6

38.46

152

395.2

0.00075

38406.29234 282.4464046 677.6456546

500

17.16

29

21

0.8

125.00

121

96.8

0.000465

48245.92096 108.6387298 205.4382648

600 800

26.86 30.10

33 12

25 9

0.85 1.19

117.65 168.07

98 55

83.3 65.45

0.000345 59568.94323 63.64177328 146.9414283 0.0003225 106141.0261 109.731843 175.1815205

VzCz

Jz (mg/m2s)

mz, mgX/m2s

AB

Ab

Volumen

225

178.5

20130.19

178.5

330.30

25054.00

330

249.84

28899.01

249

537.38

38406.01

537

429.88

48245.00

429

779.69

59568.00

779

316.54

106141.01

0

Gráfica N°1: Mecanismos de Advección, Difusión y Dispersión en función de Z 900 800 700 600

500 400 300 200 100 0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

-100 VzCz

.-D dCz/dz

Jz (mg/m2.s)

mz, mgX/m2.s

E L S IS T E M A R E C IB E U NA D E S C A RG A P U N T UA L D E L C ON TA M INA N TE E N L A PA RT E IN IC IA L D E L S IS T E MA , E S TA S E V E M OD IF IC A DA A T R AV É S D E L PA S O D E L C ON TA MINA NT E E N E L C U E R P O A M B IE N TA L P OR E L E S PAC IO D IS P ON IB L E QU E T IE N E PA R A D IS P E R S A RS E , P OR LO C U Á L L A C ON C E NT RACIÓN D IS M IN U Y E A LO L A RG O D E L C OMPA RT IMIE N TO

Fuente: Elaboración Propia

900

Gráfica N°2: Mecanismos de Advección, Difusión y Dispersión en función de t 800 700 600 500 400 300 200 100

0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

-100

VzCz

.-D dCz/dz

Jz (mg/m2.s)

mz, mgX/m2.s

EL TIEMPO ES UN FACTOR DETERMINANTE EN ESTE TIPO DE ANÁLISIS PUESTO QUE NOS PERMITE CONOCER LA CAPACIDAD DE UN CONTAMINANTE DE DISPERSARSE EN EL MEDIO DESDE EL PUNTO DE EMISIÓN HASTA EL PUNTO QUE QUEREMOS DETERMINAR EN UN TIEMPO DETERMINADO.

Fuente: Elaboración propia

900

CONCLUSIONES