Evaluación y modelación de dispersión de contaminantes atmosféricos

UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

PROYECTO INTEGRADOR DE SABERES

“DESCRIPCION DE LA SENSIBILIDAD SOCIAL PARA ESTUDIOS AMBIENTALES DE PROYECTOS DE DESARROLLO”

TEMA DEL SUBPROYECTO

EVALUACIÓN Y MODELACIÓN DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS EMITIDOS POR LA REFINERÍA ESMERALDAS MEDIANTE ALOHA Y MARPLOT

AUTORES:

CORNEJO FERAUD SERGIO EFRAIN

CORNEJO VILLACIS MARIA DANIELA

DOCENTE CÁTEDRA INTEGRADORA:

ING. DIEGO ARCOS JÁCOME

DOCENTE GUÍA:

ING. LUIS ANTONIO MOROCHO ROSERO

2021-2021

GUAYAQUIL-ECUADOR

Índice General

Índice General 2

Índice de Figuras 6

Índice de Tablas 9

Resumen 10

Abstract 11

1. Propuesta del Proyecto 12

2. Introducción 13

3. Planteamiento y formulación del problema 14

3.1 Planteamiento del problema 14

3.2 Formulación del problema 15

3.3 Justificación de la investigación 15

3.4 Delimitación de la investigación 17

3.5 Objetivo general 17

3.6 Objetivos específicos 17

3.7 Hipótesis 18

4. Marco teórico 19

4.1 Estado del arte 19

4.2 Bases teóricas 21

4.2.1 Parámetros meteorológicos 21

4.2.1.1 Temperatura atmosférica 21

4.2.1.2 Precipitación 21

4.2.1.3 Nubosidad 22

4.2.1.4 Dirección y velocidad del viento 22

4.2.1.5 Radiación solar 23

4.2.1.6 Presión atmosférica 23

4.2.1.7 Humedad relativa 23

4.2.1.8 Inversión térmica 24

4.2.2 Estabilidad atmosférica 24

4.2.3 Pluma de contaminación de fuentes fijas 24

4.2.4 Tipo de gas que se emana 25

4.2.5 Modelos de dispersión de contaminantes atmosféricos 26

4.2.5.1 Modelos Gaussianos 26

4.2.5.2 Modelos urbanos y regionales 26

4.2.5.3 Modelos Eulerianos 27

4.2.5.4 Modelos Lagangreanos 27

4.2.6 ALOHA Software 27

4.2.6.1 Bases de datos integrales 29

4.2.6.2 Datos toxicológicos 29

4.2.6.3 Inflamabilidad 30

4.2.6.4 Propiedades físicas 30

4.2.6.5 Advertencias 31

4.2.6.6 Fuente directa 31

4.2.6.7 Modelos de dispersores de aire 32

4.2.6.8 Métodos para caracterizar campos de viento y turbulencia 32

4.2.6.9 Entrada manual de datos de condiciones atmosféricas 32

4.2.6.10 Perfil de Viento 33

4.2.6.11 Modelo Gaussiano para gases neutralmente flotantes 34

4.2.6.12 Determinación de parámetros de dispersión 35

4.2.6.13 Modelo de gas pesado para gases densos 36

4.2.6.14 Estimación de la concentración máxima 37

4.2.6.15 Zona de amenaza 38

4.2.6.16 Contornos de confianza 38

4.2.7 MARPLOT Software 39

4.3 Marco Contextual 40

4.3.1 Relación con Ciencias Sociales y Ambiente 40

4.3.2 Relación con Edafología y Tratamiento de Suelos 40

4.3.3 Relación con Legislación Ambiental 40

4.3.4 Relación con Modelación Ambiental Aplicada 40

4.3.5 Relación con Oceanografía y Recursos Costeros 41

4.3.6 Relación con Operaciones Unitarias Ambientales 41

4.4 Marco legal 41

4.4.1 Constitución de la República del Ecuador 2008 41

4.4.2 Convenios Internacionales 43

4.4.3 Ley de prevención y control de la contaminación ambiental 43

4.4.4 Código Orgánico del Ambiente 44

4.4.5 Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente 45

4.4.6 Acuerdo Ministerial 97ª 47

5. Metodología 49

5.1 Tipo de investigación 49

5.1.1 Investigación Aplicada 49

5.1.2 Investigación Documental 49

5.2 Métodos 49

5.3 Técnicas 50

5.3.1 Delimitar el área de estudio mediante georreferenciación 50

5.3.2 Obtención de información de características físicas y parámetros de refinación de la Refinería Esmeraldas y de información meteorológica obtenida por el INAMHI 51

5.3.3 Simulación y evaluación con el software ALOHA y MARPLOT con la respectiva evaluación del cumplimiento de la norma ambiental aplicada 53

6. Análisis de Resultados 56

6.1 Resultados del Primero Objetivo Específico: Delimitar el área de estudio mediante georreferenciación 56

6.2 Resultados del Segundo Objetivo Específico: Obtención de información de características físicas y parámetros de refinación de la Refinería Esmeraldas y de información meteorológica obtenida por el INAMHI 56

6.3 Resultados del Tercer Objetivo Específico: Simulación y evaluación con el software ALOHA y MARPLOT con la respectiva evaluación del cumplimiento de la norma ambiental aplicada 58

6.3.1 Simulación del monóxido de carbono 58

6.3.2 Simulación del dióxido de azufre 58

7. Conclusiones y Recomendaciones 60

7.1 Conclusiones 60

7.2 Recomendaciones 61

8. Bibliografía 62

9. Anexos 69

9.1 Anexo de tablas 82

Índice de Figuras

Figura 1. Delimitación del área del proyecto 69

Figura 2. Creación del mapa en Q-Gis 69

Figura 3. Generación del mapa de la zona de estudio 70

Figura 4. Verificación del sistema de coordenadas 70

Figura 5. Caja de herramientas de procesos 70

Figura 6. Ventana para la creación de una capa ráster 71

Figura 7. Creación del mapa mediante una capa ráster 71

Figura 8. Exportación del mapa mediante la composición de impresión 71

Figura 9. Apertura inicial del programa ALOHA 72

Figura 10. Pestaña de información de localidad 72

Figura 11. Pestaña de entrada de locación 72

Figura 12. Pestaña de información del químico 73

Figura 13. Pestaña de opciones atmosféricas 73

Figura 14. Pestaña de opciones atmosféricas 2 73

Figura 15. Pestaña de fuerza directa 74

Figura 16. Pestaña de información de entrada de volumen 74

Figura 17. Pestaña de análisis de peligro 74

Figura 18. Pestaña de nivel toxico de preocupación 75

Figura 19. Pestaña de zona de amenaza toxica 75

Figura 20. Pestaña de MARPLOT 75

Figura 21. Resultado de la simulación 76

Figura 22. Límites máximos permisibles del monóxido de carbono en ALOHA 76

Figura 23. Simulación del monóxido de carbono del mes de octubre de ALOHA en MARPLOT en el año 2020 76

Figura 25. Simulación del monóxido de carbono del mes de diciembre de ALOHA en MARPLOT en el año 2020 77

Figura 26. Datos de amenaza del monóxido de carbono de un punto obtenido en ALOHA del mes de octubre en el año 2020 77

Figura 28. Datos de amenaza del monóxido de carbono de un punto obtenido en ALOHA del mes de diciembre en el año 2020 78

Figura 29. Límites máximos permisibles del dióxido de azufre en ALOHA 78

Figura 30. Simulación del dióxido de azufre del mes de octubre de ALOHA en MARPLOT en el año 2020 79

Figura 31. Simulación del dióxido de azufre del mes de noviembre de ALOHA en MARPLOT en el año 2020 79

Figura 32. Simulación de dióxido de azufre del mes de diciembre de ALOHA en MARPLOT en el año 2020 79

Figura 33. Datos de amenaza del dióxido de azufre de un punto obtenido en ALOHA del mes de octubre en el año 2020 80

Figura 34. Datos de amenaza del dióxido de azufre de un punto obtenido en ALOHA del mes de noviembre en el año 2020 80

Figura 35 Datos de amenaza del dióxido de azufre de un punto obtenido en ALOHA del mes de diciembre en el año 2020 80

Figura 36 Cantidad de contaminante de monóxido de carbono generado en el último trimestre del año 2020 en la Refinería Esmeraldas 81

Figura 37 Cantidad de contaminante de dióxido de azufre generado en el último trimestre del año 2020 en la Refinería Esmeraldas 81

Índice de Tablas

Tabla 1. Límites máximos permisibles de concentración de emisión de contaminantes al aire para fuentes fijas de combustión abierta (mg / Nm3) 82

Tabla 2. Concentraciones de contaminantes criterio que definen los niveles de alerta, de alarma y de emergencia en la calidad del aire. 83

Tabla 3. Velocidad y orientación del viento obtenida por la estación meteorológica M0156 ubicada en Quinindé. 84

Tabla 4. Nubosidad media en estación meteorológica M0156 84

Tabla 5. Temperatura media obtenida por la estación meteorológica M0156 84

Tabla 6. Humedad relativa obtenida por la estación meteorológica M0156 85

Tabla 7. Concentración de los gases investigados 85

Tabla 8. Flujo de gas a usar en el programa ALOHA 85

Tabla 9. Límites máximos permisibles de concentración de emisión de contaminantes al aire para fuentes fijas de combustión de combustión abierta (mg/nm3) 85

Resumen

En la ciudad de Esmeraldas sus pobladores se han quejado acerca de los olores emanados por los gases residuales generados de la Refinería Esmeraldas.

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