Simulación numérica por el método de redes de la difusión de contaminantes emitidos por fuentes puntuales poldim_3d_19"

Resumen

Resumen de la tesis: La contaminación atmosférica es un aspecto de gran interés en la sociedad por sus consecuencias ambientales, económicas y sociales, ya que repercuten en la calidad del aire, en enfermedades respiratorias, en la reducción de la visibilidad en ciudades, etc. Existen multitud de estudios en la literatura científica sobre el estudio de la dispersión de contaminantes en la atmósfera. En esta tesis, se ha sintetizado esta documentación, desde los inicios hasta la actualidad, observando que la ecuación de flujo de los modelos matemáticos contempla parámetros de difusión, velocidades de viento, clases de estabilidad atmosférica y diversos parámetros, entre otros, que hacen que los distintos modelos que se usan en la actualidad tengan una gran variabilidad e incertidumbre. En los fundamentos teóricos, recogidos en el Capítulo II, se recogen los numerosos parámetros que afectan a la dispersión. Entre ellos, destacan la influencia de la velocidad y dirección del viento junto con la estabilidad atmosférica o la topografía del terreno hace que la pluma del contaminante se comporte de una forma particular. No hay que olvidar, que otros parámetros como la capa límite atmosférica, mencionada por Brutsaert (1982), tienen una gran importancia para la dispersión del contaminante y su mezcla con el medio. La ecuación de gobierno del software desarrollado en esta tesis, POLDIM_3D_19, implementa numerosos fenómenos producidos durante la dispersión del contaminante. Sus variables tienen en cuenta la concentración del contaminante, velocidades de viento en las distintas direcciones, parámetros de difusividad en el medio, reacciones fisicoquímicas y la emisión de la fuente, dando lugar a resultados precisos gracias a la potencia del software NgSpice que resuelve el modelo diseñado para tal fin. POLDIM_3D_19 presenta una interfaz amigable y fácil de utilizar por el usuario. Los resultados obtenidos en la simulación se muestran mediante representaciones en 2D y/o 3D, pudiendo especificar la orientación de los ejes que queremos mostrar en la figura. La verificación del software, que cumple con los criterios de aceptación de buenas predicciones para las distintas condiciones ambientales estudiadas, se ha realizado con los datos experimentales tomados de los ensayos de Denglong et al., (2013) que aplicaba la metodología de Prairie Grass (Barad, 1958). Finalmente, en esta tesis se han realizado tres escenarios distintos para evaluar la influencia de las variables sobre el comportamiento del contaminante. En el primero se examinan las pautas para las distintas categorías de Pasquill. En el segundo, se estudia la influencia de los límites del escenario en los resultados obtenidos en cada caso, y finalmente en el tercero, se analiza la influencia en los resultados al introducir un nuevo foco de emisión cercano a uno ya existente. Air pollution is an aspect of great interest in society due to its environmental, economic, and social consequences, since it affects air quality, causes respiratory diseases, reduces visibility in cities, etc. There are many studies in the scientific literature on the study of the pollutants dispersion in the atmosphere. In this doctoral thesis, this documentation has been synthesized, from the beginning to the present, observing that the flow equation of the mathematical models includes diffusion parameters, wind speeds, atmospheric stability classes and various parameters, among others, that make the different models currently in use have great variability and uncertainty. In the theoretical foundations, Chapter II, the numerous parameters that affect dispersion are collected. Among them, the influence of the speed and direction of the wind, together with atmospheric stability or the terrain topography, make the pollutant plume behave in a particular way. It should not be forgotten that other parameters such as the atmospheric boundary layer, mentioned by Brutsaert (1982), are of great importance for the pollutant dispersion and its mixing with the environment. The governing equation of the software developed in this doctoral thesis, POLDIM_3D_19, implements numerous phenomena produced during the pollutant dispersion. Its variables consider the pollutant concentration, wind speeds in different directions, diffusivity parameters in the medium, physicochemical reactions and the emission of the source, giving rise to precise results thanks to the calculation power of the NgSpice software that solves the model designed for that purpose. POLDIM_3D_19 presents a friendly and easy-to-use interface for the user. The results obtained in the simulation are shown by means of 2D and/or 3D representations, being able to specify the axes orientation that we want to show in the figure. The software validation, which meets the acceptance criteria for good predictions for the different environmental conditions studied, has been carried out with the experimental data taken from the tests by Denglong et al., (2013) that applied the Prairie Grass methodology (Barad, 1958). Finally, in this doctoral thesis three different scenarios have been carried out to evaluate the influence of the variables on the pollutant behavior. The first examines the guidelines for the various Pasquill categories. In the second, the influence of the scenario limits on the results obtained in each case is studied, and finally in the third, the influence on the results is analyzed by introducing a new source close to an existing one. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/