Transporte y dispersión de contaminantes atmosféricos

Objetivo Educacional. Obtener los conocimientos básicos sobre el transporte y
dispersión de contaminantes atmosféricos y la aplicación de software para la
simulación de la dispersión.

 Conceptos básicos
En general, la concentración de contaminantes disminuye a medida que se
alejan del punto de descarga y son dispersados por el viento y otras fuerzas
naturales. Las variaciones del clima influyen en la dirección y dispersión general
de los contaminantes.

La dispersión y transporte de contaminantes pueden estar afectados por
factores climáticos y geográficos. Un ejemplo es la inversión térmica. Como se
mencionó anteriormente, la inversión térmica es una condición atmosférica
causada por una interrupción del perfil normal de la temperatura de la atmósfera.
La inversión térmica puede retener el ascenso y dispersión de los contaminantes
de las capas más bajas de la atmósfera y causar un problema localizado de
contaminación del aire. Los episodios que tuvieron lugar en Londres, Inglaterra, y
Donora, Pennsylvania, fueron el resultado de inversiones térmicas.
La proximidad de una gran área metropolitana a una cadena de montañas
también puede tener un efecto negativo sobre el transporte y dispersión de
contaminantes, como lo es el centro del país.
La calidad de aire en una zona, y como consecuencia de los efectos
inducidos sobre la misma, son función directa de la cuantía de emisión y de los
fenómenos de circulación que tengan lugar en la atmósfera sobre los penachos
que conforman los gases y las partículas emitidas por un foco contaminante.
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La mecánica clásica establece que conociendo la posición y velocidad
de las partículas de un sistema en un determinado instante, es posible deducir el
comportamiento ulterior de las mismas.
Ahora bien, cuando se trata de analizar sistemas compuestos de miles o
millones de partículas, como es el caso en un efluente gaseoso, es imposible
acceder a esa cantidad de datos y procesarlos. Lo que se hace en estos casos es
involucrar en el cálculo magnitudes físicas que reflejen el estado del sistema como
un todo, sin ser indicativo de la situación de cada partícula. Así si se dice que una
masa de gas tiene una temperatura de 20ºC, eso no quiere decir que cada
partícula tenga esa temperatura. Solo podemos afirmar que el intercambio de calor
entre las partículas y el termómetro hace que el mismo se comporte como si
hubiera entrado en contacto con una masa uniforme con todas sus partículas a
20ºC. El mismo razonamiento puede aplicarse al resto de las magnitudes físicas
como presión, velocidad, etc.
Para predecir el comportamiento de ese sistema no uniforme a partir de
datos globales, se aplica un modelo matemático que se crea tomando estos datos
globales y suposiciones acerca del comportamiento de las partículas. El modelo
será efectivo si no se contradice con los experimentos realizados.
En el caso de un efluente gaseoso, el modelo describe como se
dispersa el efluente en la atmósfera de acuerdo a determinados parámetros de
salida del conducto (velocidad, caudal, tipo de efluente, temperatura, presión, etc.