Semana14 b Hoja de ejercicios N° 6 dispersion

Contaminación del aire Ing. Dante M. García Jiménez

Hoja de ejercicios N° 6 Modelo de Dispersión Gaussiana Sección Docente

: ………………………..………………...

: Dante Manuel García Jiménez

Unidad: IV Semana: 14

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Apellidos : ………………………..………………. Nombres : ……………………………………………. Fecha : .…../……/2017 Duración: 45 min

Suponga una fuente que emite 1.67x10 8 mg/s de SO 2 por una chimenea de 150 m de altura. En una noche de cielo nuboso la velocidad del viento promedio de un anemómetro situado a 10 m de 3.5 m/s. El experto suministra coeficientes coeficientes de dispersión a 2.5 Km del pie de la chimenea σ y=250 m y σz=165m. Calcule la concentración a esa distancia suponiendo la altura de la chimenea como la altura efectiva. Una chimenea que presenta una altura efectiva de 60 m emite 115 g/s de SO 2. El viento sopla a una velocidad de 3.8 m/s y la clase de estabilidad es C. Determinar la concentración de contaminante a 4 km en la dirección del viento y a nivel del suelo. Suponga que la velocidad el viento no varía con la altura. Una chimenea emite 0.950 kg/s de SO 2 desde una altura efectiva de 240 m. Se desea determinar la distancia en la dirección del viento, y a nivel del suelo, a la que se alcanza la máxima concentración de SO 2, durante una tarde soleada de verano con una fuerte radiación solar y velocidad del viento a la altura de la chimenea de 4.8 m/s. Determinar también la máxima concentración de SO 2 en µg/m3. Calcular la concentración concentració n de H 2S a 1 km viento abajo de un vertedero abierto que emite 2 kg/s de dichos gases. Se ha medido durante la noche un viento de 4 m/s y los coeficientes de dispersión son σy=76 m y σz=40 m. Una chimenea emite SO 2 a una tasa de 0.85 kg/s desde una altura efectiva de 210 m. Se desea determinar la concentración en la dirección del viento y a nivel del suelo a 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 5, 10 y 20 km desde la chimenea en una tarde soleada de otoño con radiación solar ligera y velocidad del viento de 4.8 m/s. Determinar asimismo el punto donde se alcanza la máxima concentración en µg/m3 (en dirección del viento y a nivel del suelo). Representar gráficamente la variación de concentración de SO 2 en función de la distancia a la chimenea en la dirección del viento y a nivel del suelo. Se desea determinar la concentración de SO SO 2  en un punto a nivel del suelo situado en las proximidades de dos fábricas. La clase de estabilidad que predomina en la zona es B y el viento desde el norte presenta una velocidad de 3.1 m/s. La fábrica A emite 0.094 g/s y la fábrica f ábrica B emite 0.103 m/s. La altura efectiva de ambas chimeneas es 40 m. Determinar la concentración de SO 2 en µg/m3 en dicho punto. Suponer que la velocidad del viento no varía con la altura. A B 3.759 km 2.415 km

1.368 km

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0.647 km

Evaluar la concentración concentr ación de NOx a 1 y 10 km de distancia del foco emisor en dirección del viento mediante el modelo gaussiano empleando los siguientes datos: Condiciones meteorológicas: velocidad del viento: 5.63 m/s a 10 m, estabilidad C y D Condiciones de la chimenea: Contaminante NOx Caudal: 22000 m 3/h y concentración máxima máxima autorizada: 250 mg/m 3 Temperatura de salida de gases: 100°C Temperatura ambiente: 25°C Altura de la chimenea: 50 m, Diámetro interno de chimenea: 1 m 

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Contaminación del aire Ing. Dante M. García Jiménez

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Una fundición de cobre emite 1200 ton/día de SO 2 desde una chimenea, originando un penacho cuyo eje se ubica a 150 m de altura.  Aplique la fórmula del modelo de penacho gaussiano, para calcular concentraciones de SO 2 a nivel de superficie, bajo el eje del penacho, para las siguientes condiciones meteorológicas: i) viento de 2 m/s durante una noche despejada medida a 10 m ii) viento de 3 m/s durante una tarde asoleada medida a 10 m Calcule las concentraciones en superficie para ambos casos, desde la fuente hasta 5 km de distancia. Estime la concentración máxima y la distancia desde la fuente donde ocurre. Desarrolle un análisis empleando el modelo Gaussiano para las estabilidades C, D y E de los siguientes datos para la evaluación. Cantidad de contaminante emitido por unidad de tiempo o tasa de emisión: =500 g/s Velocidad del viento a la altura de la chimenea ( ): De 1 a 10m/s Distancia en el Eje Y (m): =0 Distancia en el Eje Z (m): =0 Altura real de la chimenea (): 100 y 200 m Diámetro de salida de la chimenea ( ): 1 y 3 m Velocidad de salida del gas (  ): 5 y 10 m/s   Presión:  = 2027 milibares Temperatura de salida del gas de la chimenea ( g): 50 y 200°C Temperatura del aire atmosférico a la altura de la chimenea ( a): 20 y 25°C

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10. Con los siguientes datos evalúe el perfil de concentración a nivel del suelo Tipo de fuente Puntual Tasa de emisión PM10 3.5171 g/s CO 6.7662 g/s NOX 2.4479 g/s SO2 0.2807 g/s  Altura de la chimenea 18 m Diámetro interno de la chimenea 2m Velocidad de salida de gases 7.6394 m/s Temperatura de salida 300°C Temperatura ambiente 10°C  Altura del receptor 2m Opcion urbano/rural Urbano Opción de meteorologia Meteorología completa Elevación del terreno 10 m 11. Calcular la concentración de cloro de un escape de 0,3 kg/s situado a 1 m sobre el suelo, que afectaría a un punto localizado a 120 m en la dirección del viento, a 10 m en dirección transversal del mismo y 2 m de altura. Las condiciones meteorológicas corresponden a estabilidad D, velocidad del viento 5 m/s (a 10 m de altura). Datos: Rugosidad del suelo equivalente a urbana y estabilidad meteorológica D, Temperatura ambiente Ta = 20 ºC (293 K) Presión atmosférica P = 1 atm absoluta Peso molecular CI 2 M = 71 Constante de los gases, R = 0,082 (m 3 ∙ atm)/(kmol∙K)