Prototipo para visualización de flujo con aplicación en medios urbanos expuestos a contaminantes
DOI:
https://doi.org/10.37636/recit.v7n2e347Palabras clave:
Visualización de flujo, Dinámica de fluidos computacional, Tobera convergente, Visualización de flujo, Dinámica de fluidos computacional, Tobera convergente, Contaminantes medio urbanoResumen
Esta investigación presenta información cualitativa relacionada con la contaminación en el medio ambiente en zonas urbanas a escala, para esto se diseña, construye y caracteriza un prototipo denominado tobera convergente en el cual se implementa la técnica de visualización de flujo con sólidos. La caracterización de la zona de pruebas se realiza experimental (utilizando tubo de Prandtl) y numéricamente (utilizando el software comercial Solidworks®); se tiene flujo turbulento con recirculación en la entrada de la zona de pruebas (la velocidad promedio es de 4.18m/s y turbulencia del 7%). Con esta técnica de visualización se analizará el flujo turbulento de diferentes materiales simulando el comportamiento de contaminantes que circulan a través de un prototipo de medio urbano a escala. De los diferentes materiales probados se encontró que el bicarbonato de sodio presenta las mejores características para mostrar el comportamiento del flujo alrededor del modelo, mostrando claramente la formación de nichos que simulan el acumulamiento de contaminantes o la aparición de islas de calor.
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F. Vargas, “La contaminación ambiental como factor determinante de la salud”, Rev. Esp. Salud Publica, No. 79, pp 117-127, 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S1135-57272005000200001
K. Smith, C. Corvalan, T. Kjellstrom, “How much global ill health is attributable to environmental factors?”, Rev, Epidemiology, No 10, Vol. 5. pp 573-584, septiembre 1999. DOI: https://doi.org/10.1097/00001648-199909000-00027
G. Araujo, “Contaminación ambiental y sus efectos sobre la salud”, Instituto Nacional de Salud Pública, Recuperado el 25 de enero de 2024 de: https://www.insp.mx/images/stories/INSP/Docs/cts/101208_cs1.pdf
F. Valent, D. Little, R. Bertollini, L. Nemer, F. Barbone and G. Tamburlini, “Burden of disease attributable to selected environmental factors and injury among children and adolescents in Europe”, Lancet Journal, No. 363, pp. 2032-9, 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(04)16452-0
Organización Mundial de la Salud, Recuperado el 25 de enero de 2024, de https://www.who.int/es
Organización Panamericana de la Salud, Recuperado el 25 de enero de 2024, de https://www.paho.org/es
A. Haines and J. Patz, “Health effects of climate change”, JAMA, No. 291 Vol 1, pp. 99-103, 2004. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.291.1.99
A. McMichael, R. Woodruff and S. Hales, “Climate change and human health: present and future risks”, Lancet Journal, No. 367, pp. 859-69, 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(06)68079-3
S. Lim, T. Vos, A. Flaxman, G. Danaei, K. Shibuya, H. Adair-Rohani H, “A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010”, Lancet Journal, No. 380, pp. 2224-60, 2012.
Secretaría del medio ambiente y recursos naturales, Recuperado el 27 de enero de 2024, de https://apps1.semarnat.gob.mx:8443/dgeia/compendio_2018/dgeiawf.semarnat.gob.mx_8080/ibi_apps/WFServletd54a.html
P. Drach y O. Corbella, “Estudios para visualización de experimentos en túnel de viento: barrios de Copacabana e Ipanema”, Acta de la XXXVII Reunión de Trabajo de la Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente, agosto de 2016.
Y. Nakayama and R. Boucher. “Introduction to Fluid Mechanics”, Ed. Butterworth Heinemann, London, Cap. 16, 1999.
M. Van Dyke. “An Album of Fluid Motion”, Ed. The Parabolic Press, California, 1982. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3241909
W. Jei Yang. “Handbook of Flow Visualization”, Ed. Hemisphere Publishing Corpotation, United Satates of America, 1989.
C. Tropea, A. Yarin and J. Foss. “Handbook of Experimental Fluid Mechanics”, Ed. Spriger-Verlag, Berlin, Cap. 11, 2007. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-30299-5
J. Cedillo y J. Marín, “Estudio experimental y computacional mediante CFD ANSYS del flujo de aire a través de techos de edificaciones utilizando un túnel de viento”, Tesis para Ing. Mecánico, Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca Ecuador, 2015.
C. Bustamante, P. Ogino y E. Higueras, “Estrategia Metodológica para la Visualización Digital de Patrones Aerodinámicos Presentes en la Morfología Urbana y su Incidencia en el Uso Estancial de los Espacios Públicos” in XVII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Gráfica Digital, pp. 108-111, Sao Paulo, diciembre de 2014. DOI: https://doi.org/10.5151/despro-sigradi2013-0018
D. Lipp, “El cañón urbano su incidencia en la contaminación del aire”, Actas Congreso Internacional de Geografía, pp. 123-128, 2014.
T. Oke, “Boundary Layer Climates”, 2ª edición, Ed. Routledge, New York, USA, 1987.
F. White, “Viscous fluid Flow”, 3ª edición, Ed. McGraw-Hill, New York, USA, 2006.
G. Sutton and O. Biblarz, “Rocket propulsion elements”, 9ª edición, Ed. John Wiley & Sons, New York, USA, 2016.
J. Anderson, “Fundamentals of aerodynamics”, 6ª edición, Ed. McGraw-Hill, New York, USA, 2017.
Y. Cengel and J. Cimbala, “Fluid mechanics: Fundamentals and applications”, 4ª edición, Ed. McGraw-Hill, New York, USA, 2017.
T. Karman, “The fundamentals of the statistical theory of turbulence”, Journal of the Aeronautical Sciences, vol. 4, No. 4, pp. 131–138, 1937. DOI: https://doi.org/10.2514/8.350
S. Tolentino, “Evaluación de modelos de turbulencia para el flujo de aire en un difusor transónico”, Revista Politécnica, vol. 45, No. 1, pp. 25-38, 2020. DOI: https://doi.org/10.33333/rp.vol45n1.03
The Gill Corporation, Recuperado el 5 de febrero de 2024 de https://www.thegillcorp.com/
S. Wang, “Handbook of Air Conditioning and Refrigeration”, Cap. 17, pp. 17.77-17.78, 2ª edición, Ed. McGraw-Hill, Nueva York, 2001.
ASHRAE Standard, “Measurement, testing, adjusting, and balancing of Building HVAC systems”, ANSI/ASHRAE Standard 111-2008.
O. Morales, A. Gómez, J. Paz. J. Navarro y J. Barboza, "Caracterización del túnel de viento subsónico de ECITEC-UABC", R. Ingenierías, vol. XXI, no. 80, 2018.
S. Becerra y G. Guardado, “Estimación de la Incertidumbre en la Determinación de la Densidad del Aire”, Centro Nacional de Metrología, Querétaro, 2003.
A. Gómez, M. Méndez, O. Morales, J. Paz y J. Nieto, “Programa para determinar la densidad del aire”, Registro Indautor 03-2018-061810015800-01, México, junio de 2018.
A. Castillo, M. Fong, M. Méndez, O. Morales, J. Ruiz e I. Uriarte, “Programa para determinar la incertidumbre en la medición de la densidad del aire”, Registro Indautor 03-2018-092410202300-01, México, junio de 2018.
R. Mott, “Mecánica de Fluidos”, 7ª Edición, Ed. Pearson, 2015.
INTACO, Recuperado el 5 de febrero de 2024 de https://www.intaco.com/
EXTECH, Recuperado el 20 de abril de 2024 de https://www.flir.com.mx/products/hd350/?vertical=condition+monitoring&segment=solutions
O. Morales, A. Gómez y J. Paz, “Buje para sonda de presión tipo tubo de Pitot o Prandtl”, Modelo de utilidad 5267, México, junio de 2023.
SolidWorks®, Recuperado el 5 de febrero de 2024, de https://www.solidworks.es/sw/images/content/Training/SIM_2010_HOTD_ESP.pdf
A. Alonzo, A. Mendoza, M. Díaz, S. Martinez and E. Martinez, “Assessment of Low-Re turbulence models and analysis of turbulent flow in porous media consisting of square cylinders with different diameter ratios,” J. Fluids Eng., vol. 143, no. 1, pp. 18, 2020. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4048284
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