Los problemas ambientales originados por diversas fuentes de emisión que descargan contaminantes en la atmósfera son cada vez más serios. El control de las emisiones, muchas veces se hace sin contar con herramientas que permitan evaluar los procesos de dispersión de gases y determinar los niveles de concentración de los contaminantes. Y otras veces, ni siquiera se realiza.
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Es por este motivo que un equipo de investigadores del laboratorio de Aerodinámica analiza la dispersión de contaminantes y, complementariamente, realiza estudios de otros problemas originados por la acción de los vientos, como sus efectos en edificios y estructuras o la modificación del viento en áreas urbanas por la presencia de edificios. “El proyecto pretende estudiar en pequeña escala cómo los flujos turbulentos generan distintos fenómenos, entre ellos, cómo diseminan sustancias que se acumulan en las capas superficiales de la atmósfera y cambios en la dirección del viento en zonas habitadas” explicó a Argentina Investiga el ingeniero Adrián Wittwer, uno de los autores del proyecto, y agregó que el desarrollo de modelos de simulación adecuados permitirá realizar estudios experimentales de contaminación ambiental.
Para llevar a cabo los estudios previstos, deben desarrollarse técnicas particulares que reproduzcan o simulen los flujos de la capa límite atmosférica y procesos de emisión. Tales experimentos se realizan en un “túnel de viento” o estructura artificial, que hay en la Facultad de Ingeniería y que permite reproducir en pequeña escala diversos fenómenos físicos.
Esta estructura cuenta con una cámara de ensayos de 22 metros de longitud y 1,8 x 2,4 metros de sección transversal, que permite realizar simulaciones a través de barreras, generadores de vorticidad que permiten cuantificar la rotación de un fluido y elementos de rugosidad superficial. Se puede así analizar diversos factores que inciden en la dispersión como la estabilidad atmosférica, la topografía de la zona y la rugosidad superficial del terreno, y observar el comportamiento entre la velocidad de emisión y la velocidad local del viento, fuerzas inerciales y fuerzas de empuje, entre otras variables.
Para simular la presencia de contaminantes se utiliza gas Helio, que permite reproducir características de distintas sustancias que llegan a la atmósfera. En tanto, para la visualización del proceso de dispersión se emplea humo, producido por un generador que utiliza un líquido a base de glicerina.
Por otra parte, la evaluación experimental de problemas de confort relacionados con el viento se lleva a cabo con sensores, diseñados y calibrados por los investigadores, que permiten detectar la velocidad media del viento a nivel de los peatones o a la altura de dos metros en los modelos de simulación. Así, pueden reproducirse diversas situaciones en las cuales los problemas de confort podrían tener relación con el transporte y la difusión turbulenta de contaminantes. “Los resultados obtenidos hasta el momento son satisfactorios, y confiamos en que estos modelos que utilizamos nos permitan avanzar aún más en esta línea de investigación que encaramos” sostuvo el investigador.
Wittwer explicó que los primeros estudios relacionados con turbulencias del viento fueron realizados a fines de los ‘60, y tendían a determinar las alturas mínimas de chimeneas y prevenir el descenso de contaminantes gaseosos. A partir de ese momento, se realizan diferentes estudios vinculados al análisis experimental de este tipo de problema.
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No obstante, en la actualidad son muy pocos los estudios de dispersión atmosférica que se realizan en el país y en América del Sur y, en general, se basan en modelos teóricos o en simulaciones numéricas que muchas veces presentan limitaciones para el análisis de situaciones reales. Asimismo, no existen muchos estudios a escala real debido a los altos costos de la instrumentación y a la imposibilidad de imponer algún tipo de control durante la experimentación. Por lo tanto, “los estudios con modelos a escala reducida, además de disminuir los costos de experimentación, permiten controlar algunas de las variables durante las mediciones y así facilitar el análisis del fenómeno” concluyó el especialista.