DEFINICION Y CONCEPTOS APLICADOS A LOS CONTAMINANTES

CONCENTRACION.- La cantidad de un contaminante gaseoso presente en el aire se expresa como partes por millón:

1 volumen del contaminante gaseoso / 106 volúmenes de contaminante + aire = 1 ppm

0,0001 % en volumen = 1 ppm

La masa de un contaminante se expresa en microgramos de un contaminante por metro cubico de aire: microgramos / metro cubico = ug / m3

A 25 ° C y una presión de 101.3 KPa ( 1 atm) la relación entre los ug/m3 y ppm es :

ug / m3 = ppm * M* 1000 / 24.5 … (1)

A 1 atm y 0° C el denominador se transforma a 22.4

PROBLEMA 1 .-

El gas del escape de un automóvil contiene 1.5 % en volumen de monóxido de carbono. ¿Cuál es la concentración de CO en miligramos por metro cubico. A 25 ° C y 1 atm de presión?

SOLUCION

Convirtiendo: 1.5 % x 10,000 ppm = 15,000 ppm 1 %

La masa molecular de CO es 28 Usando la ecuación (1), ug / m3 = ppm * M* 1000 / 24.5

= 15,000 * 28 *1000 / 24.5 = 17.1 * 106

RECONVIRTIENDO A LAS UNIDADES DESEADAS:CONCENTRACION = 17.1 * 10 6 ug / m 3 x 1 mg = 17.1 * 103 mg / m3

1000 ug

COMPARANDO:Según la Norma Federal Norteamericana por la atmosfera el valor normado es de Solo 10 mg / m3 ( con base a una medición de 8 horas).

CONCLUSION.- la concentración de CO se reducirá cuando el gas de escape entre en la atmosfera. El valor encontrado excede grandemente lo normado.

PROBLEMA 2.- La concentración diaria promedio de dióxido de azufre se observa que es de 415 ug / m3, a 25 ° C y 1 atm para una localidad dada. ¿Cuál será la concentración de SO2 en partes por millón?SOLUCION

La masa molecular del SO2 es de 64

Reemplazando en la ecuación 1: ug / m3 = ppm * M* 1000 / 24.5 … (1)

415 ug / m3 = ppm * 64 * 1000 / 24.5 Entonces

ppm = 415 * 24.5 / 64000 = 0.159

ppm = 0.159

COMPARANDO:

Según la Norma Federal Norteamericana por la atmosfera el valor normado es de 0.14 ppm ( con base a una medición de 24 horas).

CONCLUSION.-El cual presenta un valor mayor a lo normado.

PROBLEMA 3.- Se observa que la concentración de ozono en una estación urbana de monitoreo es de 118 ug / m3 . ¿Excede este valor de la concentración encontrada en el aire seco.?SOLUCION

La masa molecular de ozono 03 es de 48.

Reemplazando en la ecuación 1: ug / m3 = ppm * M* 1000 / 24.5 … (1)

118 ug / m3 = ppm * 48 * 1000 / 24.5 Entonces

ppm = 118 * 24.5 / 48000 = 0.060

COMPARACION

Según la Handbook of Air Polution, la concentración de OZONO en el aire seco normal varia de 0.01 a 0.04 ppm.

CONCLUSIONPor lo tanto el valor de 118 ug / m3 , que corresponde a 0.060 ppm , excede el valor tabulado.

PROBLEMA 4.-Se encontró que la concentración máxima de polvo en la atmosfera, durante un periodo de 24 horas, era de 0.000130 g / pie3, seco normal. ¿ Cuál será la concentración equivalente en microgramos por metro cubico?

SOLUCION

Convirtiendo g / pie3 a g / m3 : 1 g / pie3 = 2.29 g / m3

Entonces la concentración será: C = 0.000 130 g / pie3 x ( 2.29 g / m 3 ) x 10 6 ug

1 g / pie3 1 g C = 298 ug / m3

COMPARACION

Según la Norma Federal Norteamericana por la atmosfera el valor normado para la concentración de POLVO en el ambiente es de 260 ug / m3 (para un monitoreo de 24 h).

CONCLUSIONPor lo tanto el valor de 298 ug / m3 , excede el valor normado.

DISPERSION Y ABSORCION DE LA LUZ

Las propiedades de la dispersión y absorción de la luz se usan como una manera de estimar las

emisiones de partículas en las columnas de humos de las chimeneas y otras fuentes. Este

fenómeno se analiza como OPACIDAD DE LA COLUMNA DE HUMO.

PROBLEMA 5.-

El área de la cuenca de los Ángeles tiene 4083 millas cuadradas. Se supone que la capa de aire

contaminado tiene en promedio un espesor de 2000 pies. Una solución al problema sería

bombear este aire contaminado fuera del lugar. Supóngase que diariamente se bombea el aire

contaminado hacia afuera de la cuenca y se debe bombear a través de una distancia de 50

millas hacia el desierto de Springs. Además la velocidad promedio en el tubo es de 40 pies /s.

Determine el diámetro requerido para este tubo.

SOLUCION.-

El gasto requerido es: Q = A*H/∆t

Q = 4083 mi 2 * 2000 pie x (5280 pies) 2 x 1

24 h mi2 3600 s/h

Q = 2.63 X 109 pies 3 = 7,47 * 10 7 m3/s

EN EL TUBO: Q = V / t = A*L / T = π*(D/2)2 * L/ T … D 2 * π *V = Q

4

…..ENTONCES

D = (4 Q / π *V ) = (4 * 2.63 X 109 pie 3/s )/ π *40 pie/s

D = 9158 pie = 2791 m.

PROBLEMA 6 .-PPC

The National Ambient Air Quality Standard (NAAQS) para la materia en partículas PM10,

promedio anual; es de 50 ug/ m3, cada vez que las personas respiran inhalan alrededor de 1 litro

de aire.

a.- suponiendo que el aire contiene 50 ug/m3 de materia en partículas. ¿Cuántos gramos de

materia en partículas inhala cualquier persona con cada respiración?

PROMEDIACION

Si se mide la calidad de aire ambiental con instrumentos de tiempo real , en realidad lo que se

desea conocer es la concentración promedio durante algún periodo, de modo , que se pueda

comparar con las normas aplicables para el ambiente. La concentración es:

Concentración promedio = C prom = 1* c dT

∆T

Donde C, es la concentración instantánea indicada por el instrumento

T, es el tiempo de medición

Para el muestreador del PM10, según la EPA, esto consta de un separador de partículas mayores

de 10 u, un filtro, un ventilador, un dispositivo de medición de flujo, y un almacenamiento. En el

portafiltro se coloca un filtro previamente pesado y se succiona aire a través de el, durante 23,5

horas, con un gasto medido. La concentración de partículas se calcula como:

C prom = aumento en el peso del filtro/ Gasto de aire *∆Tiempo

PROBLEMA 7.-

Un muestreador de PM10, funciona durante 23,5 horas con un gasto promedio de 51 pie3 / min.

El taraje del filtro fue de 48,02 g y su peso bruto, secado hasta alcanzar la misma humedad que

tenía cuando aún no se usaba fue de 48,07 g.

Cuál es el contenido promedio de PM 10 del aire?

SOLUCION C prom = masa / flujo

C prom = (48,07 -48,02) g x h x 35.31 pie 3 = 2,46 * 10-5 g /m3 = 24,6 ug / m3

51 pie 3 / min 60 min m3

PROBLEMA 8.-

El tren de muestreo del equipo de muestreo de SO2, nos permite determinar la concentración de

SO2, en una chimenea, la cual es de 600 ppm. El tubo de pítot y el manómetro del equipo indican

que la velocidad de flujo es de 40 pies / s . el diámetro de la chimenea es de 5 pies . la

temperatura y la presión del gas de la chimenea sonde 450 ° F y 1 atmosfera. ¿Cual es el gasto

de SO2 en lb / h?

SOLUCION.-

El gasto molar del gas es:

Gasto molar – gas = V*A*

= 40 pies / s * π/4 *(5 pie)2 * 2.59 * 10-3 lb / mol x 528° R

pie3 est 910 ° R

= 1,18 lb* mol / s = 536 mol / s

El gasto molar de SO2 es:

1,18 lb* mol / s x 600 * 10-6 = 7.08 *10-4 lb* mol / s = 0,32 mol /s

Si se multiplica por el peso molecular del SO2, se tiene:

7.08 *10-4 * 64 = 4.53* 10-2 lb /s = 163 lb / h = 20,6 g /s = 74.1 kg /h

VISIBILIDAD Y CARACTERISTICAS ATMOSFERICAS

Uno de los efectos más comunes de la contaminación del aire es la reducción de la visibilidad resultante de la absorción y dispersión de la luz por los materiales sólidos y líquidos arrastrados por el aire.

La VISIBILIDAD se altera por las partículas que se forman en la atmosfera, por las reacciones en la fase gaseosa. Aunque no son visibles el SO2, H20, O3 en grandes cantidades cambian LAS CARACTERISTICAS DE ABSORCION Y TRANSMISION de la atmosfera.

La REDUCION de la visibilidad presenta algunos peligros en seguridad.UNA CONCENTRACION DE POLVO DE 2000 particulas / cm3, puede OCULTAR una MONTAÑA a 50 MILLAS. UNA CONCENTRACION DE POLVO DE 100, 000 particulas / cm3, puede REDUCIR LA VISIBILIDAD a 1 MILLA.

PRINCIPIOS.- MIDDLETONUn objeto iluminado por un rayo de luz de intensidad I, a una distancia “X” del observador, La luz al pasar por una distancia “ dx”, se reduce por absorción y dispersión en una cantidad “dI”, que es proporcional a la “I”.

ENTONCES : dI = - * I *dx.Donde , es el coeficiente de extinción. El signo negativo indica reducción a lo largo de la distancia.

Para un recorrido de 0 a d, a cte: I = Io exp ( - *d) Además I = Io exp ( - (A + S) *d)

Donde: A , es el coeficiente de absorciónS, es el coeficiente de dispersión

DISPERSION - MIELA ATENUACION DE LA LUZ PRODUCIDA EN LA ATMOSFERA , POR DISPERSION , SE DEBE A PARTICULAS DE UN TAMAÑO COMPARABLE A LA LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ INCIDENTE.

La radiación solar visible cae aprox dentro del rango de 0,4 a 0,8 um. Con un máximo de intensidad de 0,52 um. Estas partículas son las responsables de la disminución de la VISIBILIDAD, Y DE LA CONTAMINACION PULMONAR

SEGÚN PRINCIPIOS MIDDLETONEL COEFICIENTE DE DISPERSION : s = N*K* * r2 …(2)

donde N, es el número de partículas de radio “r”, por unidad de volumen.K, es la relación entre el área de dispersión sobre la que actúa la partícula entre el área de la partícula.

Cuando las partículas en el recorrido de la luz NOS SON HOMOGENEAS, el valor de s , es la suma de los valores individuales de “s”, de los diverso grupos de partículas:

S = (i= 1…n) Ni *Ki * * ri2

Desarrollando una relación entre al concentración de las partículas y la VISIBILIDAD: Entonces la distancia “d” se vuelve idéntica a la VISIBILIDAD Lv,

Entonces ln ( I / Io ) = - * d = - * Lv = Ln 0.02

Nota.- la reducción dela visibilidad en el límite inferior se reduce a 2 % = 0.02

entonces Lv = 3.9 / …(3)

combinando ecuaciones 2 y 3 : Lv = 5.2 * * r / ( KC ) …(4)

DONDE:C, es la concentración de la partículasr, es su radio

LA VISIBILIDAD ES NOTABLEMENTE AFECTADA POR CONCENTRACIONES MAYORES DE 100 ug / m3 , Y PARTICULAS DE TAMAÑO de 0.1 a 1 um.

EMPIRICAMENTE : Lv 1.2 * 1000 / C ….(5)Donde C, es en ug / m3Lv, en Km.

PROBLEMA 9.- Considere gotitas de aceite de 0.6 um de diámetro, suspendidas en el aire y expuestas a la radiación diurna. La densidad de las partículas es de 0.90 g / cm3.

a.- cuál es la concentración de las partículas en ug / m3, para una visibilidad de 1 milla ( Lv = 1610 m), si el valor de k , coeficiente de dispersión es 4.1.b.- cuál es la concentración de las partículas suspendidas con una densidad de 2.5 g / cm3, y un diámetro efectiva de 1 um, si el valor de k es 2.0 y la visibilidad se reduce a 5.0 millas.SOLUCION.-

SOLUCION - A.-La concentración de partículas suspendidas necesarias para una visibilidad de 1.0 millas, se calcula por:Como d = 0.6 …. r = 0.6 /2 = 0.3K = 4.1

= 0.90 g / cm3

Lv = 1610 m

ENTONCES Lv = 5.2 * * r / ( KC)

… C = 5.2 * * r / K *Lv = 5.2 (0.9)(0.3) / 4.1 * 1610 =

C = 2.1 * 10 -4 g /m3 = 210 ug / m3

SOLUCION -B.-

La concentración de partículas suspendidas necesarias para una visibilidad de 1.0 millas, se calcula por:Como d = 1.0 …. r = 1.0 /2 = 0.5K = 2.0

= 2.5 g / cm3

Lv = 1610 *5 m = 8050 m

Lv = 5.2 * * r / ( KC)… C = 5.2 * * r / K*Lv = 5.2 (2.5)(0.5) / 2.0 * 8050 = C = 4.04 * 10 -4 g /m3 = 404 ug / m3

METEREOLOGIA PARA INGENIEROS EN EL CONTROL

MOVIMIENTO ATMOSFERICO HORIZONTAL

El movimiento horizontal de la atmosfera (componente horizontal de los vientos) es provocado

en su mayor parte por el calentamiento desigual de la superficie de la tierra y es modificado

por el efecto de la rotación de la fuerza de Coriolis y por la influencia del terreno y el mar.

CALENTAMIENTO ECUATORIAL-ENFRIAMIENTO POLAR

Debido a la diferencia de calentamiento, la atmosfera se mueve llevando calor de los TROPICOS

hacia los POLOS. En la tierra existe 7 fronteras entre celdas, una en el ecuador, dos en cada

hemisferio, dos en los polos. Existe movimientos de aire de las zonas de alta presión, en las zonas

de baja presión, generando aire ascendente, descendente y vientos del oeste y vientos polares

del este.

EFECTO DE LA ROTACION DE LA TIERRA

Se sabe que la tierra gira una vez al día , analizando el movimiento rotacional de la tierra desde el

punto de vista de una persona que se mueve con la tierra el movimiento es lineal, pero si la

persona está observando el movimiento les parecería que se forma una curvatura, la forma de

corregir esta curvatura es introducir un ajuste por el giro de los marcos de referencia llamado

Fuerza de Coriolis, la cual añadido a las fuerzas de la ley de newton predice el movimiento

observado.

La Fuerza de Coriolis actúa formando ángulos rectos con el movimiento del cuerpo y es

proporcional a la velocidad del cuerpo en movimiento y se expresa:

Aceleración de Coriolis = fuerza de coriolis sobre un cuerpo = 2 VwsenθMasa del cuerpo

Donde: V, es la velocidad del cuerpo en movimiento

W, velocidad angular de la tierra

Θ, es la latitud

PROBLEMA 10.-

Estímese la aceleración de Coriolis para un cuerpo que se mueve a 10 pies / s, a 40 ° de latitud

norte. Si se aplica la velocidad angular de la tierra de 7.27 * 10 -5 s-1

SOLUCION

Aceleracion de Coriolis = 2Vw senθ = 2 *10 pies /s * 7.27 * 10 -5 s-1 * sen 40° =

“ “ = 2.85 * 10 -4 m/S2

En los movimientos verticales domina la GRAVEDAD.

En los movimientos horizontales forma ángulos rectos con la GRAVEDAD, y las aceleraciones

desempeña un papel significativo.

LAS FUERZA PRINCIPALES DE ACELERACION, que causan o retardan el FLUJO HORIZONTAL en la

atmosfera son:

- La fuerza de Coriolis

- Las fuerzas del gradiente de presión

- La resistencia de fricción en la superficie de la tierra.

PROBLEMA 7.-

Estímese la aceleración del aire causada por un gradiente de PRESION, de 1 mb / 100 km.

SOLUCION

En este caso se aplica la ley de newton, a 1 km 3 de aire, y se usa la densidad estándar del aire a

nivel del mar, entonces:

a = F / m = Aceleración debida a la presión

= A* ∆ P = x 2 * ∆ P = ∆ P

V X3 * x *

= [ 1 Pa ][ km ] = [ kg ] = 8.3 * 10 -4 m / s2

1 km*1.21 kg / m3 1000m s2 * m *Pa

= 2.7 * 10 -3 pie / s2

Nota.- 1 bar = 10 5 Pa = 0,9872 atm.

los gradientes de presión se expresan en mb / 100 km. = 1 Pa / km

DETERMINACION DE LA FUERZA DEL VIENTO:

A gran altitud, las fuerzas de Coriolis y el gradiente de presión, en conjunto determinan la

velocidad y dirección del viento.

A baja altitud, cerca de la superficie terrestre existe la fricción entre el aire en movimiento y la

tierra o el océano,

LA ACELERACION DEL GRADIENTE DE PRESION ES INVERSAMENET PROPORCIONAL A LA

DENSIDAD DEL AIRE. ENTONCES:

SI el gradiente horizontal de presión es constante, a gran altitud que a baja, entonces:

1.- LA ACELERACION SERA MAYOR A MÁS GRANDE ALTITUD, que a baja, debido a que decae el

valor de la densidad con la altitud

2.- Los VIENTOS A GRANDES ALTITUDES, SERAN MAS RAPIDOS que los que se producen a BAJA

ALTITUD.

INFLUENCIA DE LA TIERRA Y EL MAR

Los flujos horizontales del mundo presentan una tierra deformen y no plana, y

La tierra y el mar presentan diferente respuesta al calentamiento. Esto debido a que

EXISTE:

Montañas más altas que se elevan más arriba de la atmosfera ( la cumbre del monte Everest,

29028 pies , los Himalayas, las rocallosas, los Alpes y los Andes, SON IMPORTANTES BARRERAS

PARA LOS VIENTOS HORIZONTALES. Y presentan CLIMAS diferentes,

Las montañas y los valles influyen sobre la dirección del viento.

LA SUPERFICIE DE LA TIERRA se enfría y calienta con gran RAPIDEZ, debido a que la tierra solida es

mala conductora del calor.

LA SUPERFICIE DE LOS OCEANOS Y LAGOS, se enfría y calienta con LENTITUD, en su mayor parte.

PORQUE LAS CAPAS SUPERFICIALES SON AGITADAS POR LOS VIENTOS Y por corrientes naturales

de convección, mezclando el calor hacia arriba y hacia abajo.

EL ENFRIAMIENTO O CALENTAMIENTO DE LA SUPERFICIE TERRESTRE ES MAS RAPIDO QUE EN EL

AGUA.

EL AIRE HUMEDO DE LOS OCEEANOS CIRCUNDANTES CALIENTES, FLUYE HACIA ADENTRO, PARA

LLENAR LA BAJA PRESION CAUSADA POR EL AIRE ASCENDENTE.

EL AIRE HUMEDO SE ELEVA, SE ENFRIA Y GENERA LAS LLUVIAS

LA UBICACIÓN DE LOS DESIERTOS Y BOSQUES Y LOS MOVIMIENTOS DEL AIRE.

ABSORCION ATMOSFERICA

LAS CARACTERISTICAS DE LA ABSORCION DE RADIACION, TIENE EL POTENCIAL PARA PRODUCIR

UN DETERIORO EN EL AMBIENTE Y PUEDA SER CONSIDERADA COMO CONTAMINANTE EN EL

FUTURO.

CASOS COMO ESTOS LO REALIZAN EL H20, CO2, A UNA LONGITUD DE ONDA DE 1 a 100 um PARA

LA INFRARROJA.

MOVIMIENTO VERTICAL EN LA ATMOSFERA

Los movimientos verticales y horizontales interactúan entre SI,

LOS FLUJOS HORIZONTALES SON PROVOCADAS AL ELEVARSE EL AIRE EN EL ECUADOR Y

HUNDIRSE EN LOS POLOS.

EN LA ATMOSFERA CUALQUIER PORCION DE AIRE CON DENSIDAD MENOR QUE EL AIRE, SE

ELEVARA POR LA ACCION DE UN EMPUJE VERTICAL. Y

CUALQUIER PORCION DE AIRE CON DENSIDAD MAYOR QUE EL AIRE, SE HUNDIRA POR LA ACCION

DE UN EMPUJE VERTICAL NEGATIVO.

LA MAYOR CANTIDAD D EMOVIMIENTOS EN LA ATMOSFERA SON CAUSADOS POR LA DENSIDAD

DEL AIRE.

CAMBIO DE LA DENSIDAD DEL AIRE CON LA TEMPERATURA Y HUMEDAD.-

La densidad de cualquier gas se expresa por la ley de los gases perfectos:

= M*P / R*T

Dado a cualquier altitud entonces una particular P, la densidad depende de la M, T.

PROBLEMA 11.-

Estímese el cambio de la densidad del aire debida a un aumento de 1 ° C en la temperatura del

aire seco a 20 ° C y un aumento del 1 % en la humedad relativa. Supóngase que la fracción molar

del agua es aprox 0.023 RH.

SOLUCION

Como = MP / RT , entonces derivando:

d / = ( dM / M + d P / P) - d T / T – d R

Como R, M, P son constante entonces la diferencial = 0

d / = - d T / T = - 1 ° C / ( 20 + 273.15 )° k = - 0.0034 / ° C

osea

1.- RESPUESTA: d / = - 0,0034 / ° C

[d T ]

El peso molecular del aire se expresa por la ecuación :

M pron = y agua* M agua + ( 1- y agua)* (Magua - Maire)

M pron = Maire + y agua (Magua - Maire) = 29 – 0.023RH (29 -18) = 29 – 0.253 RH

ENTONCES

d / = d M prom / M prom = - 0,253 dRH / ( 29 – 0,253 RH)

POR TANTO :

2.- RESPUESTA: ( d / ) = - 0,253 ( 0, 01 % RH) / 29 = 8.7 * 10 -5 / %RH

[ d RH]

CAMBIO DE LA DENSIDAD DEL AIRE CON LA PRESION

Según la estática de fluidos la ecuación barométrica es:

d P = - * g

d Z

donde Z, es la distancia vertical

g: aceleración gravedad

la presión en cualquier punto de la atmosfera, océanos es la presión necesaria para soportar el

peso de todo lo que está arriba.

COMO: = M*P / R*T

ENTONCES:

d P = - (M*P / RT) * g

d Z

LUEGO:

d P = -( g*M* / RT) dZ

P

Si T, M no cambiaran con la elevación, se podría integrar.

Como el aire presenta un comportamiento adiabático reversible, isoentropico

Como, el aire Cp = 3.5 R

ENTONCES:

(dP / P ) = Cp* dT / RT

Cp, es la capacidad calorífica a presión cte.

Reagrupando: dP / P = Cp* dT / RT = -( gM / RT) dZ

( dT / dZ) = - g M/ Cp

Para el aire , con la gravedad d e la tierra se calcula que:

( dT / dZ) = - g M/ Cp = - 9,81 m/s2 * 29 g / mol x kg * Pa.m.s-2 3.5 * 8.314 m3 / Pa mol °k 1000 g kg

= -0.00978 k /m = 9.78 ° C /km

ESTABILIDAD ATMOSFERICA

La relación temperatura – elevación, es la causa determinante principal de la estabilidad atmosférica. El calentamiento o enfriamiento por compresión o expansión ocurre de manera espontáneaMientras que otros modos son muy lentos, de modo que para el movimiento vertical rápido el comportamiento es adiabático. Si el aire circundante tiene gradiente vertical de temperatura, entonces el aire se mueve hacia arriba ó hacia abajo.Cuando están a la misma temperatura, tendrán la misma densidad y la gravedad no la modificara. Esta condición se describe como LA ESTABILIDAD NEUTRA. La masa de aire no es estable ni inestable.

ALTURA DE MEZCLADO

Los contaminantes liberados al nivel del piso se mezclaran casi de manera uniforme hasta la altura de mezclado, pero no por arriba de esta, de este modo se fija el limite SUPERIOR para la DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS.EL MEZCLADO CONVECTIVO Y TURBULENTO AYUDA A LA DISPERSIONDE CONTAMINANTES EN LA ATMOSFERA BAJA. DICHA VARIACION DEPENDE DE LAS CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS Y DE UNA ESTACION A OTRA DEL AÑO.

MIENTRAS MAS GRANDE SEA EL ALCANCE VERTICAL, MAYOR SERA EL VOLUMEN DE LA ATMOSFERA DISPONIBLE PARA DILUIR LA CONCENTRACION DE LOS CONTAMINANTES .LOS EFECTOS DE LA FLOTACION TERMICA ,

DETERMINAN LA ALTURA DE LA CAPA CONVECTIVA DE MEZCLADO , CONOCIDA COMO LA ALTURA MAXIMA DE MEZCLADO (AMM).

PARA UN ELEMENTO FLUIDO EN LA ATMOSFERA EN EQUILIBRIO ESTATICO CUMPLE:dP = - *g* Dz

entonces para la aceleración de las partículas: dV/ dt, para el aire es:

dV/ dt = - g - (1/’)(dP/ dZ) = (T’ - T / T )*g = aceleración de flotación

en dicho punto la porción de aire y sus alrededores estarán en equilibrio neutral a una altura limite de la capa de mezclado.

HUMEDAD

EL ESTUDIO inicial se realiza en base al aire seco, lo real es el uso del aire húmedo. la humedad de la atmosfera proviene de los océanos tropicales evaporados que posteriormente provocan la lluvia.Cuando una porción de aire húmedo se desplaza hacia arriba por el calentamiento solar u otro medio , el comportamiento de su temperatura es casi el mismo que el del aire seco.

Humedad relativa= humedad / humedad de saturación = Y agua * P / Pagua.

Conforme se eleva la masa de aire , la presión total disminuye, decae su temperatura, y la presión de vapor disminuye. Si la masa de aire fluye hacia arriba sobre una montaña y baja por la otra ladera.Si el aire se halla a 20 °C, con una humedad del 50 %, entonces alrededor de los 2500m su humedad empezara a CONDENSARSE, y formara una NUBE sobre la montaña.Conforme el aire fluye hacia abajo por la otra ladera entonces se calentara y la nube se evaporara.Entonces la masa de aire que desciende por la ladera de SOTAVENTO estará más seca.Que la que subió por la ladera de BARLOVENTO.

VIENTOS

Existe un patrón general de circulación de los vientos en el mundo.Existiendo muchas variaciones locales tanto en espacio como en tiempo.

VELOCIDADES.-

las velocidades más altas a nivel del suelo, son las del TORNADO, de hasta 200 millas / h (89.54 m/s)

La velocidad promedio del viento a nivel del suelo en América del norte es de 10 millas /hRara vez sopla el viento a menos de 2 millas / h ( 1 m/s). (Medida con los ANENOMETROS).

LA VELOCIDAD DEL VIENTO AUMENTA CON LA ELEVACION, la mayor parte en la troposfera.

DIRECCION DEL VIENTO.-

Sobrepuestos a la circulación general se tiene una serie de perturbaciones llamadas ZONAS DE ALTA PRESION (ANTICICLONES) y zonas de baja presión (CICLONES), Estas se forman a partir de inestabilidades de gran escala.Todas las montañas, valles y líneas costeras influyen sobre la dirección y magnitud del viento, debido a que la tierra no es plana entonces cada capa de aire tendrá su influencia.Las montañas actúan como barreras para los vientos

El aire caliente sobre al tierra se eleva y el aire frio fluye hacia dentro desde el océano. Esta es la fría brisa del mar.

INVERSIONES DE TEMPERATURA

Las inversiones de temperatura desempeñan un papel importante en la meteorología de la contaminación del aire.

Dentro de una inversión, el aire es ESTABLE contra el movimiento vertical por empuje, dicha estabilidad disminuye la energía del viento entre la capa de aire cercana al suelo y los vientos a gran altitud de modo que se obstaculiza la dispersión horizontal como la vertical de los contaminantes.

Existen 4 maneras de producir una inversión:- Enfriar una capa de aire desde abajo… muy común- Calentar una capa de aire desde arriba- Hacer fluir una capa de aire caliente sobre una capa fria en aire y viceversa.

FUMIGACIONES , ESTANCAMIENTOS

Se produce cuando una fuente de contaminantes está ubicada en una región con una inversión fuerte, con base en el suelo, entonces su columna de contaminantes quedara atrapada en la inversión y viajara con el viento local con muy poca dilución. La alta concentración no dura mucho pero estas exposiciones cortas e intensas dañan la siembra., fenómeno conocido como FUMIGACION El calentamiento solar del suelo causa la dispersión de la inversión.El mezclado hacia abajo en la dispersión de la inversión causa la fumigación.

CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS PLUMAS DE LAS CHIMENEAS

MODELOS DE LA CONCENTRACION DE LOS CONTAMINANTES DEL AIRE

DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS