UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA

CONTAMINACIÓN INDUSTRIALMODELO DE DISPERSION

Calcular la concentración de helio de un escape de 0.9 kg/s, situado a 1 m sobre el

suelo, que afectaría a un punto localizado a 300 m, en la dirección del viento, a 10 m en

la dirección transversal del mismo y a 2 m de altura. Las condiciones meteorológicas

corresponden a la noche, cobertura de nubes bajas 4/8, D, velocidad del viento 4 m/s (a

10 m de altura). Rugosidad del suelo equivalente a urbano y estabilidad meteorológica

D.

Datos:

Gas Helio ( He )

He2 Mo (2 )=8 , 0052gmol

R=0 , 082m3⋅atm

kmol⋅° K

Q=0,9kgs

H=1mx=300 my=10 mz=2mTa=20 °C+273 ,14=293 ,14 ° Kn=0 ,25

U1=4ms

Tabla 5. Categorías de Estabilidad (Pasquill)

Velocidad delviento (m/s) a

nivel de suelo a10 m de altura

DíaRadiación solar incidente Noche

Fuerte Moderada Débü(mayor que 50

cal/cm2 h)(entre 25 y 50

cal/cm2 h)(menor que 25

cal/cm2 h)Nubosidad

=4/8Nubosidad=3/

8

<2 A A-B B F F2-3 A-B B C E F3-5 B B-C C D E5-6 C C-D D D D>6 C D D D D

1.- Estabilidad Atmosférica

En la tabla de Pasquill con la velocidad del viento de 4m/s y las condiciones meteorológicas determinamos la estabilidad. El fenomeno se da en la noche y la nubosidad es 4/8 con lo cual podemos determinar la categoria.

La categoría es D

2.- Determinación Factor n

Usando la Estabilidad atmosférica (D) y en la zona del evento (urbana); determinamos en valor de n

Estabilidad

Superficie

Superficie

atmosférica

rural urbana

n nA 0.10 0.15B 0.15 0.15C 0.20 0.20D 0.25 0.25E 0.25 0.40F 0.30 0.60

n= 0,25

3.- Corrección de la velocidad del viento Uz

Usamos la altura de referencia H1=10m, la velocidad el viento U1

Uz=U1(H1

H10)n

Uz=4 (110 )0 , 25

Uz=2 ,25ms

4.- Corrección con tablas de Pasquill.

σy = 25 m

σz = 13m

4.- Usamos el modelo de dispersión de contaminantes:

C=(Q2⋅π⋅Uz⋅σy⋅σz )exp (−(12 )( y2

σy2+

( z−H )2

σz2 ))C=(0,9

2⋅π⋅2 ,25⋅25⋅13 )exp(−(12 )(102

252+

(2−1 )2

132 ))C=0 ,1803×10−3kg

m3

5.- Corregimos la concentración a las condiciones de Presión y temperaturas del evento:

Signo negativo corregido: 0,11803

Cppm=C(R⋅TaP⋅Mo )

Cppm=0 , 1803 E−3(0 ,082⋅2931⋅8 ,0052 )⋅106

Cppm=541 ,745 ppm He2

Concentración de He en partes por millón de acuerdo a los parámetros establecidos:

Cppm=541 ,745 ppm He2

UN INCINERADOR FUNCIONA CON GASOLINA 4 HORAS DIARIAS, COMBUSTIONA PAPEL 1000 KG AL DIA, SE NECESITA DETERMINAR LA CONCENTRACION DESDE LA CHIMENEA UBICADA A 5,5 M DESDE EL SUELO A UN PUNTO A 200 M CON DESVIACIÓN TRANSVERSAL DE 0,7 M A UNA ALTURA DE 1,5 M DE CO2. LA ZONA ES URBANA. LAS CONDICIONES METEREOLOGICAS EN QUITO SON DE 20 ºC Y UNA HUMEDAD DE 70%. SE COMBUSTIONE 100 GALONES DIA

UN INCINERADOR FUNCIONA CON Glp DIARIo, COMBUSTIONA PAPEL 2000 KG AL DIA, SE NECESITA DETERMINAR LA CONCENTRACION DESDE LA CHIMENEA UBICADA A 5,5 M DEL SUELO A UN PUNTO A 150 M CON DESVIACIÓN TRANSVERSAL DE 0,7 M A UNA ALTURA DE 1,6 M DEl punto CO2. LA ZONA ES URBANA. LAS CONDICIONES METEREOLOGICAS EN QUITO SON DE 20 ºC Y UNA HUMEDAD DE 70%. SE COMBUSTIONE 150 kg Glp

Calculo del flujo másico para combustión

1. Reacción completa de combustión

(C , H , O , N )+O2→CO 2+H2 O

(C , H , O , N )+O→CO2+CO+ H2 O+C

(C , H , O , N )+O2→CO+H2 O

Compuestos orgánicos

Estos dependen de un patrón que se encuentra en cada sustancia llamados radicales, en donde puede haber múltiples combinaciones, de los derribados del petróleos, y diferentes familias.

Como compuestos orgánicos tenemos por ejemplo hidrocarburos, alcoholes, éteres, cetonas, aminoácidos, ácidos carboxílicos, amidas y aminas.

Ejemplo: Etanol CH 3−CH 2−OH

MetanolCH 3−OH

Acido acético (vinagre

Hidrocarburos (Combustibles)

Alcanos – cadena lineal Alquenos – cadena doble: ETENO compuesto utilizado en el polietileno Alquinos – cadena de triple enlace: ACETILENO utilizado para soldar

Reacciones con alcanos - Gasolina (Octano)

C8 H18+252

O2→8CO2+9 H2 O

1000kgh

→cuanto vamos a quemar y producir

1000kgh [C8 H18 ]

1000 g [C8 H18 ]1kg [C8 H18 ]

1mol [C8 H18 ]114 g [C8 H18 ]

8mol [CO 2]1mol [C8 H18 ]

44 g [CO2 ]1mol [CO2 ]

1kg [CO 2]1000 g [CO2 ]

1000kgh [C8 H18 ]=3087 ,72

kgh [CO2 ]

C=8⋅12=96gmol

H=18⋅1=18gmol

[C8 H18 ]=114gmol

Volvemos a la relación estequiometrica

C=1⋅12=12gmol

O=2⋅16=32gmol

[C8 H18 ]=44gmol