Modelado matemático de la evolución de contaminantes en sistemas fluviales

• Autores: Jesús Soriano
• Directores de la Tesis: José Antonio Revilla Cortezón (dir. tes.), César Álvarez Díaz (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2002
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Raúl Medina Santamaría (presid.), José Angel Sáinz Borda (secret.), Luis Berga Casafont (voc.), Jerónimo Puertas (voc.), Juan Marco Segura (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Control de la contaminación del agua
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• Resumen

  • La tesis proporciona una herramienta para el análisis de la evolución de plumas bidimensionales contaminantes del tipo no reactivas (conservativas) en sistemas fluviales. En primer lugar, se presenta una metodología enfocada al estudio de plumas contaminantes bidimensionales (2D) al objeto de generar alternativas que permitan la prevención y el control de la calidad del agua en ríos. Con el fin de evitar el modelado bidimensional de plumas en ríos muy extensos y con ello obtener un ahorro de recursos, ésta propone el empleo de modelos unidimensionales de calidad para identificar las zonas de influencia de las fuentes contaminantes y generar los diversos parámetros de entrada necesarios para el modelo 2D. Ejemplo de su aplicación se muestra en el caso del río Valles (San Luis Potosí, México), donde se determina el sitio óptimo de la localización de la descarga de su fuente más contaminante (Ingenio Plan de Ayala) y con ello lograr la máxima tasa de dilución de la substancia vertida.

    Posteriormente, se describe un modelo matemático 2D que permite simular la hidrodinámica y las características dispersivas de sistemas fluviales con rugosidad variable en dominios espaciales pocos extensos. En éste la turbulencia se modela utilizando el concepto de viscosidad de remolino de Boussinesq (1877), asumiendo un único valor constante de este parámetro en el sistema. Por otra parte, los coeficientes de dispersión (longitudinal y transversal) del modelo de transporte se asumen de mayor magnitud con respecto a los coeficientes de difusión turbulenta. Las ecuaciones gobernantes del modelo 2D se resuelven numéricamente empleando métodos de diferencias finitas, un esquema implícito del método ADI en las ecuaciones hidrodinámicas, y un esquema Upwind-Centrado en la ecuación de transporte. La validación del modelo numérico se efectúa por medio de su contraste con soluciones analíticas existentes y con campañas de medida en