Los modelos de dispersión atmosférica son herramientas fundamentales para la evaluación y predicción de la dispersión de contaminantes en la atmósfera. Permiten comprender su comportamiento y posibles impactos en la salud humana y el medio ambiente.
Estos modelos utilizan principios físicos y matemáticos para simular la dispersión y concentración de contaminantes liberados en la atmósfera en un área determinada, ayudando a tomar decisiones informadas en la gestión ambiental y en la planificación urbana.
En términos generales, estos modelos tienen en cuenta factores como la topografía, condiciones meteorológicas, emisiones de fuentes contaminantes y características de los contaminantes para estimar la distribución espacial y temporal de la concentración de contaminantes en un área específica.
Principales variables que influyen en los modelos de dispersión atmosférica
Entre las principales variables se pueden incluir:
Velocidad y dirección del viento
Estabilidad atmosférica
Altura de la capa límite
Temperatura y humedad
Topografía local y las emisiones de contaminantes
Estos factores son esenciales para comprender cómo se dispersan y se diluyen los contaminantes en la atmósfera.
Para elaborar estos modelos se usan representaciones matemáticas que introducen en su fórmula las diversas variables que afectan a la dispersión de contaminantes.
Los cálculos matemáticos se realizan mediante equipos informáticos de alta capacidad, permitiendo una representación de la calidad del aire en el entorno del foco emisor del contaminante.
Recopilación de datos para los modelos de dispersión atmosférica
La recopilación de datos para alimentar los modelos de dispersión atmosférica implica la obtención de información precisa sobre las emisiones de contaminantes, datos meteorológicos en tiempo real y en el pasado, así como datos topográficos.
También se utilizan datos sobre la concentración inicial de contaminantes en el área de interés. La calidad y la cantidad de estos datos son cruciales para la precisión y eficacia de los modelos.
Objetivos de los modelos de dispersión atmosférica
Básicamente, ayuda a comprender la distribución y concentración de contaminantes en la atmósfera, permitiendo evaluar su impacto en la salud humana y en el medio ambiente. Además, estos modelos son útiles en la planificación urbana y la toma de decisiones para minimizar la exposición a contaminantes y garantizar la calidad del aire.
Por ejemplo, estos modelos son indispensables en las Evaluaciones de Impacto Ambiental de una instalación, sin embargo, pueden tener otras muchas aplicaciones en el ámbito medioambiental.
Aplicaciones de los modelos de dispersión atmosférica
Las aplicaciones de los modelos de dispersión atmosférica son variadas y cruciales en diversas industrias. Acá mencionaremos algunos:
· Estudios de calidad del aire en situación preoperacional, entes de implementar una determinada actividad en un territorio.
· Estudio de emisiones y calidad del aire durante el funcionamiento de una instalación.
· Elaboración de inventarios de emisiones.
· Detección de focos de emisión, posibles problemas y planificación de emisiones correctoras. Propuestas y análisis previos de medidas correctoras.
Factores que influyen en la dispersión atmosférica
En el momento en que un contaminante es emitido a la atmósfera, puede ser dispersado y transportado en la dirección del viento predominante.
Este proceso puede parecer simple, pero en realidad no lo es, ya que influyen una serie de variables que necesitan el uso de herramientas de simulación matemáticas de dispersión de contaminantes atmosféricos de alto nivel técnico.
· Variables meteorológicas, como las precipitaciones.
· Altura de la fuente de emisión.
· Tipo y cantidad de contaminantes liberados.
· Velocidad del viento. A mayor velocidad, menor será la concentración de contaminantes, puesto que el viento ayuda a dispersar en la zona de afección.
· Estabilidad atmosférica, a mayor inestabilidad, más dispersión.
· Radiación Solar, que influye en la formación de ozono.
· Topografía del terreno compleja, zonas montañosas y con valles, usualmente experimentan altas concentraciones de contaminantes del aire.
Tipos de modelos de dispersión atmosférica
Existen diversos modelos de dispersión atmosférica, que van desde los simples, basados en ecuaciones analíticas, hasta modelos complejos de simulación numérica. Entre ellos, se encuentran los modelos de tipo gaussiano, lagrangianos y eulerianos.
Cada uno de ellos tiene sus propias aplicaciones y enfoques específicos para simular la dispersión de contaminantes en la atmósfera.
1. Modelos Gaussianos de dispersión de contaminantes
Este modelo se basa en la suposición de que la dispersión de contaminantes sigue una distribución gaussiana o normal. Esta suposición simplifica la complejidad de los procesos de dispersión y se utiliza especialmente en situaciones donde la concentración de contaminantes es baja y se producen en condiciones atmosféricas estables. Estos modelos son eficaces para estimar la concentración de contaminantes en una ubicación específica.
Los modelos gaussianos son útiles para predecir la concentración de contaminantes en áreas urbanas, industriales o cercanas a fuentes puntuales de emisión, como chimeneas industriales, y para estimar la exposición a largo plazo a contaminantes atmosféricos.
2. Modelos Lagrangianos de dispersión de contaminantes
Se trata de modelos matemáticos que siguen el movimiento individual de partículas o «trazadores» de contaminantes a medida que se desplazan en la atmósfera. Estos modelos tienen en cuenta la velocidad y la dirección del viento, la turbulencia atmosférica y otras variables que afectan la trayectoria de las partículas.
Los modelos lagrangianos son útiles para simular la dispersión de contaminantes en situaciones complejas, como en áreas con terreno irregular o en presencia de obstáculos que afectan la dispersión del contaminante. Se basa en el cálculo de la estadística de las trayectorias de un gran número de partículas de penacho y usa un sistema móvil de referencia.
3. Modelos Eulerianos de dispersión de contaminantes
Este modelo de dispersión divide el dominio espacial en una cuadrícula tridimensional y calcula la concentración de contaminantes en cada celda de la cuadrícula a lo largo del tiempo. Este modelo se basa en ecuaciones que describen el transporte, la advección, la dispersión y la deposición de contaminantes.
Los modelos eulerianos son útiles para simular la dispersión de contaminantes a gran escala y en áreas extensas. Permiten evaluar la distribución espacial y temporal de la concentración de contaminantes en una región y son fundamentales para la toma de decisiones relacionadas con la calidad del aire y la salud pública.
Los modelos de dispersión atmosférica son herramientas cruciales para evaluar la dispersión de contaminantes en la atmósfera y comprender su impacto en la salud humana y el medio ambiente. La recopilación precisa de datos y el entendimiento de las variables clave son esenciales para garantizar la eficacia y utilidad de estos modelos en la gestión ambiental y la toma de decisiones informadas.
