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Datos I · software · emisario submarino

                               

Aplicaciones 1: emisarios submarinos y contaminación marina · contaminación DBO y BOD · vertidos urbanos e industriales · efluentes · vertido de residuos · salud ambiental · aguas residuales · información ambiental

 

Datos de entrada del emisario submarino:

Se refiere a un foco contaminante, fijo en una posición del espacio, y que es pequeño en relación al tamaño del área en el que estamos realizando la simulación. Un ejemplo típico puede ser el de un emisario submarino. Si consideramos, por ejemplo, un área de varios kilómetros cuadrados en nuestros ejes X e Y, el tamaño de el agujero de salida de un emisario submarino de medio metro de diámetro podrá considerarse como un punto material en nuestra simulación. Por ello, lo trataremos como una fuente puntual. Al hacer click sobre la opción Emisario puntual del menú lo que aparece es una ventana de la siguiente forma:

 

 

donde se indican las propiedades del emisario. Dichas propiedades las podremos cambiar según el proceso de contaminación que deseemos simular. Las casillas se activarán según el modelo que tengamos activado: Modelo de penacho con curvatura o Modelo estratificado (Ver Modelos del Cálculo). Las propiedades son:

Modelo de penacho con curvatura:

Las magnitudes a introducir en las propiedades de la fuente puntual para el Modelo de penacho con curvatura son:

Velocidad de salida del contaminante ua (m/s): Es la velocidad de salida del agua por el orificio del emisario submarino. Se expresa en metros por segundo (m/s). Las velocidades típicas en emisarios submarinos suelen ser de pocos m/s, por ejemplo unos 3 m/s.

Concentración de contaminante (g/m3): Es la concentración de contaminante que deseamos estudiar y que hay en el líquido que se emite al medio por el emisario submarino. Se expresa en gramos por metro cúbico (g/m3). Las aguas fecales pueden tener una concentración de unos 350 g/m3 de DBO. El programa trabaja con g/m3  todo el rato ya que son las unidades típicas. No obstante piense que el programa calcula la dilución del contaminante en cada punto y obtiene la concentración de contaminante en cada sitio dividiendo la concentración por dicha tasa de dilución que no tiene unidades. Es decir, si introduce un valor de 120 en esta casilla, que corresponden a 120ppm, el mapa que aparecerá en pantalla después del cálculo como g/m3 lo podremos tomar como mapa en unidades ppm si queremos hacerlo así. Otra opción sería pasar los ppm a g/m3, introducirlos y, posteriormente, hacer el cálculo y obtener todo en g/m3 y evitar así confusiones.

Altura del emisor bajo el nivel de la superficie del agua (m): Es la altura desde la boca de salida del emisario submarino hasta el nivel de la superficie del agua. Se expresa en metros (m).

Caudal de salida del contaminante: Es la cantidad de materia con contaminante que sale en la unidad de tiempo por el orificio de salida del emisario submarino. Dicha magnitud física se conoce como Caudal. Viene expresado en metros cúbicos por segundo (m3/s). Los valores típicos del caudal dependerán del emisario en estudio. Podemos darnos cuenta de que si fijamos el caudal y la velocidad de salida del emisario, también determinamos el tamaño del orificio de salida ya que el caudal es igual al área del orificio por la velocidad de salida. Caudal=áreaxua. Por ejemplo, un emisario con un orificio de salida de 1m2 de área que emita contaminante a 0,5 m/s de velocidad tendrá un caudal de 1m2x0.5m/s=0,5m3/s.    

Densidad del líquido emitido con contaminante (kg/m3): Es la densidad del líquido que emite el emisario submarino y que contiene al contaminante que queremos estudiar. Se expresa en kilos por metro cúbico (kg/m3). Suelen tener un valor muy parecido a la del agua pura 1.000 kg/m3.

Opción tipo de descarga: Hay tres opciones. La descarga vertical en la que el contaminante sale hacia arriba y la descarga horizontal A y B en la que el contaminante sale en paralelo a la superficie del agua. Dichas opciones corresponden al diseño físico del emisario en estudio que puede tener la boca apuntando hacia arriba o en paralelo a la superficie del agua. El programa DESCAR considera que, en al caso de descarga en paralelo a la superficie, la dirección de salida del contaminante es siempre perpendicular a la dirección de la corriente. Esto se hace para simplificar el problema matemático del cálculo y es una aproximación que recogen los diferentes modelos que nos podemos encontrar en el mercado. Definiendo la dirección de la corriente fijamos también la dirección (perpendicular a ésta última) de la salida de contaminante del emisario. Las opciones A y B nos dan la posibilidad de elegir los dos sentidos posibles de la descarga en paralelo perpendicular a la corriente. Con la opción A y con una corriente que fluye hacia el Este tenemos una descarga en dirección Sur. Con la opción B y con una corriente que fluye hacia el Este tenemos una descarga en dirección Norte. Esto se puede comprobar fácilmente observando las diferentes estelas de contaminante que dejan los emisarios en el cálculo.    

Modelo estratificado:

Las magnitudes a introducir en las propiedades de la fuente puntual para el Modelo estratificado son:

Angulo del emisario(grados): Es el ángulo del emisario. Se expresa grados (de 0 a 360) y está referido al Norte (0 grados). El Norte, en nuestro caso, es la parte alta de la pantalla.

Longitud del difusor (m): Es la longitud en metros del difusor del emisario submarino. El difusor es la región del conducto dónde se encuentran la boca o bocas de salida.

1/T90 (1/horas), Coeficientes de autodepuración: Este coeficiente tiene en cuenta la vida media del contaminante por si éste desaparece mediante reacciones químicas con el medio. Se expresa en horas-1. Es el T90 de la E.Coli. Para localidades de menos de 10.000 habitantes podremos tomar un T90=2 horas (1/T90=0,5 horas-1) en el Mediterraneo y T90=3 horas (1/T90=0,33 horas-1) en el Atlántico. Para coliformes fecales en aguas con salinidad superior a 30 g/L pueden servir de orientación los valores determinados por la siguiente expresión:

T90=[(α/60)(1-0,65C2)(1-SS/800)+0,02 10(Ta-20/35)]-1

Siendo α el ángulo del sol sobre el horizonte en grados sexagesimales (α>=0), C la fracción del cielo cubierto de nubes, SS la concentración de sólidos en suspensión en mg/L, con un valor máximo de SS=800, y Ta la temperatura del agua en grados Celsius.

Nota importante para versiones de DESCAR 3.2 o inferiores:

En el modelo oficial, T90 se expresa en horas, tal y como asume el programa. Sin embargo, la ecuación F0(t)=10-t/T90  del modelo oficial(1) viene con el tiempo en segundos. Atendiendo a criterios de consistencia matemática y de coherencia de resultados tendría que venir T90 expresada en segundos (multiplicar por 3600 segundos que tiene una hora). Dejamos al usuario la posibilidad de usar el modelo oficial tal y como está, o bien introducir la rectificación correspondiente. Por ejemplo, para un T90=2 horas el usuario debe introducir:

(a) Atendiendo al modelo oficial:

1/T90=0,5 horas-1 como dato de entrada del programa. Es decir, introducir 0,5 en la casilla del programa para un T90=2 horas.

(b) Atendiendo a criterios de consistencia matemática y de coherencia de resultados:

1/T90=1/(2 x 3600)=0,000278 como dato de entrada del programa. Es decir, introducir 0,000278 en la casilla del programa para un T90=2 horas.

(1) Orden del 13 de Julio de 1993 del Ministerio de Obras Públicas y Transportes del Reino de ESPAÑA, B.O.E. Martes 27 de Julio de 1993, página 22861.

Opción tipo de boca de salida: Hay tres opciones: emisario con boca única, emisario con bocas próximas y emisario con bocas separadas. Se deberá elegir la opción que más se ajusta al emisario que se simula. Se consideran bocas próximas cuando la separación entre las mismas es de menos del 3% de la profundidad en el punto de vertido. Las bocas separadas son difusores cuyas bocas están separadas más de un 20% de la profundidad en el punto del vertido. Para difusores con bocas con separación entre el 3% y el 20% de la profundidad en el punto de vertido no son aplicables los métodos anteriores y deberán buscarse otros modelos.

 



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emisario submarino

 

 

                                                                               

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