Problemas Resueltos examen Contaminación Atmosférica 18 junio 2007
4º Ciencias Ambientales - 1 -
Problema 1
Consideremos una ciudad como una celda con una longitud de 3 km y una anchura de 2 km.
Durante los meses de verano (el 30% del año) se presentan unas condiciones meteorológicas con
una velocidad de viento de 6 m s-1 y una altura de la capa de mezcla de 500 m. Durante el resto del
año, el viento sopla en la dirección perpendicular con una velocidad de 9 m s-1 y la altura de la capa
de mezcla se reduce a 200 m. El índice de emisiones de dióxido de nitrógeno por unidad de área es
120 μg s-1 m-2 en verano siendo la concentración de fondo en la ciudad de 15 μg m-3 y el resto del
año se superan estos valores en un 20%. ¿Cuál es la concentración promedio anual de NO2 sobre la
ciudad?
Solución:
dc
Supondremos estado estacionario = 0
dt
⇒
La concentración de equilibrio para cada conjunto de condiciones
atmosféricas será:
e
q L
c=b + u H
La concentración promedio es: ii
i
c c f=
∑
Donde ci es la concentración que se da en las condiciones que se repiten con una frecuencia fi.
En nuestro caso 11 2 2
c c * f c * f=+
ya que solo tenemos dos situaciones predominantes.
12
c c * 0.3 c * 0.7=+
Calcularemos la concentración, c1, durante los meses de verano:
(
)
()
2
133
g
120 3000 m
gg
s m
c = 15 + 135
m
mm
6 500 m
s
μ
μμ
=
Para el 70% restante de las ocasiones, el viento sopla en la dirección considerada como la anchura
de la ciudad, W en la figura, con una velocidad u2 = 9 m s-1.
El índice de emisiones por unidad de área es:
q = (120+ 0.2*120) μg s-1 m-2 = 1.2*120 μg s-1 m-2 = 144 μg s-1 m-2
La concentración de fondo será:
b = 1.2*15 μg m-3 = 18 μg m-3
Tenemos que calcular cual es la concentración de equilibrio en la ciudad en estas condiciones, c2,
repitiendo el cálculo anterior con los nuevos datos.
(
)
()
2
233
g
144 2000 m
gg
s m
c = 18 + 178
m
mm
9 200 m
s
μ
μμ
=
La concentración promedio a lo largo del año, será:
()
33
gg
c 0.3 x 135 0.7 * 178 165.1
mm
μμ
=+ =
u
Ciudad
Concentración de
fondo: b
H
L
W
u
