Ingeniería del Ambiente (Profa. Arlenis Crespo)
Caso Práctico: Evaluación de la Dispersión de NOx en la Planta de Venalum, Puerto Ordaz
Instrucciones
Para responder el cuestionario, debe elaborar el caso que se presenta a continuación, desarrolle cada punto siguiendo el orden descrito. Debe leer previamente el documento recurso a utilizar (En Referencia Bibliográfica).
Elabore sus notas y gráficos a mano alzada.
Tomé fotografía del gráfico elaborado a mano alzada.
Éxito.
1. Introducción
Venalum es una planta productora de aluminio ubicada en Puerto Ordaz, Estado Bolívar, Venezuela. El proceso de producción de aluminio involucra reacciones electrolíticas que generan emisiones de diversos contaminantes a la atmósfera, incluyendo óxidos de nitrógeno (NOx) y perfluorocarbonos (PFCs) como CF₄ y C₂F₆, tal como se muestra en la Figura 2 del documento proporcionado.
Este caso práctico se enfoca en evaluar la dispersión de NOx en las áreas circundantes a la planta, utilizando el modelo gaussiano de dispersión para estimar las concentraciones de estos contaminantes a nivel del suelo bajo diferentes condiciones meteorológicas.
2. Metodología
Se empleará el modelo gaussiano de dispersión, específicamente una versión simplificada como el ISC3, para calcular las concentraciones de NOx. Este modelo considera que el contaminante es transportado por el viento y se dispersa en direcciones perpendiculares a este, siguiendo una distribución gaussiana.
La ecuación básica del modelo gaussiano es:
Donde:
C(x, y, z) es la concentración del contaminante.
Q es la tasa de emisión del contaminante.
u es la velocidad del viento.
σy y σz son los coeficientes de dispersión horizontal y vertical.
H es la altura efectiva de la chimenea (altura física + ascenso de la pluma).
3. Datos de Emisión de la Planta Venalum
Para este caso práctico, se requieren datos específicos de las emisiones de NOx de la planta Venalum. Sin embargo, la imagen proporcionada se centra más en la reacción química y la formación de PFCs. Asumiremos algunos datos hipotéticos basados en el rango de datos que se manejan en el documento de referencia, ya que no tenemos los datos reales de Venalum:
Emisión de NOx (Q): 2.0 g/s
Altura de la chimenea (h): 60 m
Diámetro de la chimenea (Ds): 4.0 m
Velocidad de salida de los gases (Vs): 5.0 m/s
Temperatura de salida de los gases (Tf): 400 K
4. Condiciones Meteorológicas
Se analizarán las concentraciones de NOx bajo diferentes condiciones meteorológicas, ya que estas influyen significativamente en la dispersión de los contaminantes. Se considerarán las clases de estabilidad atmosférica de Pasquill, la velocidad del viento y la radiación solar.
Escenarios Meteorológicos:
Escenario 1: Viento suave (2 m/s), estabilidad B (día con radiación solar moderada).
Escenario 2: Viento moderado (5 m/s), estabilidad D (día nublado o noche).
Escenario 3: Viento fuerte (8 m/s), estabilidad E (noche con nubes).
Otros datos meteorológicos:
Temperatura ambiente (Ta): 300 K
Presión atmosférica: 1000 milibares
Altura de mezclado: 1500 m
5. Resultados y Análisis
Se utilizará el modelo gaussiano ISC3 para calcular las concentraciones de NOx a diferentes distancias de la planta Venalum (por ejemplo, a 1 km, 3 km, 5 km) para cada uno de los escenarios meteorológicos.
Los resultados se presentarán en forma de tablas y gráficos, mostrando la concentración de NOx en función de la distancia para cada escenario. Se analizará cómo la velocidad del viento, la estabilidad atmosférica y otras condiciones meteorológicas influyen en la dispersión del contaminante y en las concentraciones a nivel del suelo.
6. Conclusiones y Recomendaciones
A partir de los resultados obtenidos, se evaluará el impacto potencial de las emisiones de NOx de la planta Venalum en la calidad del aire de las áreas circundantes. Se formularán recomendaciones para la gestión y el control de estas emisiones, considerando aspectos como:
Optimización de la altura de la chimenea.
Control de la velocidad de salida de los gases.
Implementación de tecnologías de reducción de emisiones (como la reducción catalítica selectiva).
Monitoreo continuo de la calidad del aire.
Este caso práctico proporciona un marco para evaluar la dispersión de contaminantes atmosféricos utilizando el modelo gaussiano, adaptado al contexto específico de la planta de Venalum. Es importante destacar que los datos de emisión reales de la planta son cruciales para obtener resultados precisos y fundamentados. Los valores presentados acá son a manera de ejercicio para que usted tenga la experiencia de como resolver un caso similar en cualquier situación parecida.
Referencia Bibliográfica a utilizar:
Utilice el siguiente recurso para resolver el caso. Deberá representar la gráfica de su caso, como se muestra en la página 2. Debe hacerlo a mano alzada, le toma una foto y la adjunta a su trabajo.
Universidad Pablo Olavide. Práctica 1_Dispersión de contaminantes atmosféricos...pdf
Attempts allowed: 1
Time limit: 1 hour
Grade to pass: 2.50 out of 5.00