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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TÍTULO: Desarrollo de un programa computacional educativo para la simulación de la
dispersión de contaminantes atmosféricos.
POSTULANTE: Jimenez Bellott Yecid Ponciano
FECHA DE DEFENSA: 31 de Agosto de 2006
INTRODUCCIÓN:
La contaminación atmosférica representa un problema que ha crecido en las últimas décadas.
Por otro lado para poder cumplir la normativa ambiental las industrias se ven en la necesidad de
utilizar sistemas de monitoreo; los simuladores de dispersión de contaminantes representan una
alternativa.
Es importante que los estudiantes interesados en el tema estén en posibilidad de utilizar un
programa computacional con interfase amigable.
JUSTIFICACIÓN:
Actualmente la contaminación atmosférica es un problema ambiental que ha llevado, por medio
de regulaciones, establecer límites de emisiones de agentes contaminantes en las industrias. Para
caracterizar las emanaciones de las chimeneas se requiere emplear equipos de monitoreo, sin
embargo, no siempre se cuenta con estos; cuando sea este el caso, son beneficiosos los modelos
de dispersión de contaminantes.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
Para los estudiantes es substancial disponer de una herramienta computacional que sea capaz de
realizar muchas operaciones matemáticas en un lapso corto, de esta forma en el proceso
enseñanza-aprendizaje se invierte ese tiempo ahorrado para analizar los resultados a detalle.
OBJETIVOS: General:
Es el de Desarrollar un programa computacional destinado al campo educativo para la simulación
de la dispersión de contaminantes atmosféricos.
Específicos:
1. Desarrollar el algoritmo y posterior codificado del programa en Visual Basic 6.0, con el
cual se pueda tener una aproximación de la dispersión de contaminantes del aire en
determinadas condiciones climatológicas empleando el modelo Gaussiano, enmarcado en
el Proceso Enseñanza Aprendizaje.
2. Validar el programa empleando problemas de referencias bibliográficas, con los
resultados obtenidos generar graficas en el mismo programa y superficies de
isoconcentración en MATLAB 6.1 estas gráficas tendrán un enfoque didáctico ya que
proporcionaran una idea clara del comportamiento de una emisión proveniente de una
chimenea vertical.
3. Evaluar el programa educativo basado en El Modelo Sistémico de Calidad de Software
(MOSCA), para medir su aceptabilidad en los alumnos y docentes, en función a los
parámetros de Funcionalidad, Usabilidad y Fiabilidad.
HIPÓTESIS:
El proyecto esta orientado a la realización de un programa computacional con fines educativos
que nos permita simular la dispersión de los contaminantes atmosféricos empleando el modelo
Gaussiano.
La programación se realiza en Visual Basic 6.0 en función del interfase que debe existir entre el
computador y el operador para una buena comprensión, los resultados deberán ser validados por
ejercicios de bibliografía. Con los resultados se generaran gráficas.
El programa es evaluado basado en El Modelo Sistémico de Calidad de Software (MOSCA).
METODOLOGÍA:
Se utilizo Rational Unified Process para el desarrollo del software y la evaluación se desarrollo
mediante un Modelo Sistémico de Calidad de Software.
ANÁLISIS Y DEMOSTRACIÓN DE LA HIPOTESIS:
Se realizo un análisis de concentraciones máximas por nivel haciendo correcciones de la
velocidad del viento, topografía del suelo y la determinación de la elevación de la pluma, al igual
para isoconcentraciones máximas.
Se realizó un ajuste del modelo utilizado, para datos experimentales de la Empresa Metalúrgica
Vinto.
CONCLUSIONES:
Se concluye en el Capitulo III del presente trabajo, que el software desarrollado cumple
satisfactoriamente con los requerimientos de un software destinado al campo educativo.
El ajuste del modelo realizado en el Capitulo IV, fue comparado con otras medidas
experimentales del trabajo de H. Loayza [23], dando una aproximación del 89.422%.
Las graficas y superficies analizadas en el Capitulo IV, mostraron un comportamiento lógico con
las bases teóricas mostradas en la sección 2.6.
De esta forma, se concluye que es importante tener una herramienta computacional que realice
una serie de cálculos extensa en un lapso corto, en el caso específico de la desarrollada en este
proyecto, se requieren efectuar 20286 operaciones para poder generar la tabla de concentraciones
máximas por nivel (valor de z).
RECOMENDACIONES:
El software desarrollado en este proyecto tiene oportunidad de mejoras respecto a incluir otras
correlaciones en el cálculo de la elevación del penacho. Otras opciones que pueden incluirse son
la variación de la velocidad del viento respecto a la altura de la chimenea; así como para la
aproximación de los valores σy y σz.
Por otro lado, al momento de analizar las gráficas y superficies se use las tablas generadas por el
simulador, ya que el inconveniente que presenta WIPO y MATLAB 6.1 es que no permite
visualizar las coordenadas de un punto en específico.
Finalmente, se exhorta a continuar con proyectos enfocados al desarrollo de programas
computacionales para ser empleados en el proceso enseñanza-aprendizaje.