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Título: Evaluación de la concentración de material radiactivo disperso en la atmósfera a través de la ecuación de difusión : Solución de la ecuación de advección para la liberación instantánea de contaminantes.
Autor: Castro Torres, Carlos Paolo
Director: Santos Torres, Roque Antonio
Palabras clave: QUÍMICA
ADVECCIÓN
DIFUSIÓN
LIBERACIÓN INSTANTÁNEA
CONTAMINANTES
Fecha de publicación: 26-sep-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Castro Torres, C.P.(2023). Solución de la ecuación de advección para la liberación instantánea de contaminantes. 33 páginas. Quito : EPN.
Resumen: The study of toxic gas dispersion is a crucial topic due to its potentially dangerous impacts on human health and the environment. To understand how these gases disperse in the environment, various mathematical models have been developed, including the advection-diffusion equation. Simulation of these models is essential to predict air pollutant levels and make informed decisions. This study proposes the implementation of some codes in MATLAB to estimate the concentration of radioactive materials released in the form of a puff, using analytical and numerical solutions of the advection-diffusion equation in three and one dimension, respectively. To do this, three different analytical equations were used that modeled different release scenarios, where system parameters such as material release rate, wind speed, diffusion coefficient, chimney height, among others, were described. While the finite difference method and the Euler method were used to solve the advection-diffusion equation numerically. In addition, a graphical interface was developed in App Designer to facilitate manipulation by users and improve the interpretation of the results. The latter revealed that the wind speed and the diffusion coefficient influence the dispersion of the contaminant, an increase in these values results in a more accelerated dispersion of the contaminant throughout the domain, which in turn causes a more rapid reduction of the concentration on specific points.
Descripción: El estudio de la dispersión de gases tóxicos es un tema crucial debido a sus impactos potencialmente peligrosos en la salud humana y el medio ambiente. Para comprender cómo estos gases se dispersan en el entorno se han desarrollado diversos modelos matemáticos, incluyendo la ecuación de advección-difusión. La simulación de estos modelos es esencial para predecir niveles de contaminantes en el aire y tomar decisiones bien fundamentadas. En este estudio se propone la implementación de algunos códigos en MATLAB para estimar la concentración de materiales radioactivos liberados en forma de borla, usando soluciones analíticas y numéricas de la ecuación de advección-difusión en tres y una dimensión, respectivamente. Para ello, se utilizaron tres ecuaciones analíticas distintas que modelaban escenarios de liberación diferentes, donde se describieron parámetros del sistema como la tasa de liberación de material, la velocidad del viento, el coeficiente de difusión, la altura de la chimenea, entre otros. Mientras que se utilizó el método de diferencias finitas y el método de Euler para resolver la ecuación de advección-difusión de manera numérica. Además, se desarrolló una interfaz gráfica en App Designer para facilitar la manipulación por parte de los usuarios y mejorar la interpretación de los resultados. Estos últimos revelaron que la velocidad del viento y el coeficiente de difusión influyen en la dispersión del contaminante, un aumento en estos valores resulta en una dispersión más acelerada del contaminante en todo el dominio, lo que a su vez provoca una reducción más rápida de la concentración en puntos particulares.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24851
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
Aparece en las colecciones:TIC - Química

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