Resumen

CELADA, A.T  y  SALCIDO, A. Modeling of coagulation and dispersion of aerosolsin the atmosphere. Rev. mex. fis. [online]. 2008, vol.54, n.6, pp.422-432. ISSN 0035-001X.

En este trabajo se presenta un modelo sencillo para el estudio de los efectos de los procesos de coagulación y dispersión turbulenta sobre el comportamiento de los aerosoles en la atmósfera. En este modelo, a diferencia de la teoría de Smoluchowsky, la descripción del proceso de coagulación no considera estructura monomérica alguna para las partículas del aerosol, sino que se realiza una estimación probabilista de la tasa de produccion de las partículas por efecto de la coagulacion, como función de los intervalos de diámetros a los que pertenecen las partículas involucradas en las colisiones. En el modelo se consideran solamente colisiones binarias que conservan la masa y el volumen del aerosol, y se supone también que la coagulación ocurre en toda colisión. Por su parte, el proceso de dispersión del aerosol en la atmósfera por efecto de la turbulencia se instrumenta en el modelo a través de un proceso de Monte Carlo sencillo en el que los flujos de masa se estiman mediante el campo de viento medio y la distribución de las fluctuaciones turbulentas de la velocidad del viento. Estos dos procesos, coagulación y dispersión, se introducen de manera acoplada en la formulación matemática y en la solución numérica de las ecuaciones de balance del modelo. En este trabajo usamos este modelo para estudiar el comportamiento en estado estacionario de un aerosol que es descargado a la atmósfera por una fuente puntual elevada. Los resultados obtenidos muestran los efectos de la coagulación sobre la concentracion de número de partículas, y la distribucion espacial del aerosol como una función de la distancia hacia donde el viento sopla. El consumo de las partículas mas finas, cerca de la fuente de emisión, y la acumulación de partículas con diametros entre 0.12 y 0.96 µm conforme el aerosol se aleja de la fuente de emisión, son algunos efectos que coinciden cualitativamente con evidencias experimentales ya reportadas en la literatura.

Palabras llave : Aerosoles polidispersos; dispersión turbulenta; coagulación browniana; coagulación turbulenta; modelación matemática.