Simulación de las interacciones químicas y fotoquímicas de contaminantes troposféricos

Abstract

La investigación tiene como objetivo modelar y simular la dispersión de los contaminantes gaseosos de la tropósfera mediante el mecanismo de advección producido en un volumen de control. Este modelo de dispersión considera como flujo de entrada al volumen del aire que contiene ciertos contaminantes primarios como óxido de nitrógeno, hidrocarburos, dióxido de carbono, monóxido de carbono, entre otros. En este volumen de control, ocurren diversas reacciones químicas y fotoquímicas, cuyos complejos mecanismos han tomado aproximadamente 80 años de estudio. Parte de los contaminantes primarios se convierten en secundarios, los cuales son nocivos, por ejemplo: el ozono, aldehídos, radicales libres, etc. El método se sustenta en los mecanismos de reacción y las constantes cinéticas obtenidas por Fallen, Seinfeld y trabajos realizados de Crutzen, Rowland y Molina. La mezcla de aire (compuesta por contaminantes primarios y secundarios) sale del volumen de control y se dispersa, fenómeno que se repite todos los días del año. En base a ello se realiza el modelamiento, obteniéndose un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales, las cuales se resuelven con el software Polymath. Los resultados dependen de factores como la tasa de emisión de contaminantes primarios, flujo de aire, temperatura y volumen de la celda considerada (que incidirá en el tiempo de residencia del contaminante), concentraciones iniciales de los contaminantes primarios, entre otros. Las curvas de concentración vs tiempo nos mostraron cómo evolucionan los contaminantes a una hora del día. Ello nos permite conocer y tomar las previsiones del caso, si alguno de ellos estuviera por encima de los límites máximos permisibles.Palabras clave: contaminantes troposféricos, simulación, predicción