Dispersión atmosférica de partículas en terrenos complejos: trayectoria de la pluma y optimización del modelo

Área de la Ciencia:

• Ciencias Ambientales; Ingeniería Nuclear; Ciencias Atmosféricas

Sus antecedentes:

• La dispersión atmosférica de partículas radiactivas de instalaciones nucleares es fundamental para la salud ambiental y pública.
• El terreno complejo influye significativamente en los patrones de distribución de partículas radiactivas.
• Se utilizan terrenos idealizados como crestas y colinas para estudiar los efectos del terreno en la dispersión.

Objetivo del estudio:

• Investigar las trayectorias de dispersión de partículas radiactivas en terrenos idealizados utilizando experimentos en túneles de viento y simulaciones CFD.
• Analizar sistemáticamente los efectos de las dimensiones del terreno, los tipos y los parámetros de liberación de contaminantes.
• Desarrollar y optimizar modelos CFD para predicciones precisas de dispersión en terrenos complejos.

Principales métodos:

• Enfoque integrado que combina experimentos en túneles de viento con visualización de láminas láser y simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD).
• Variación sistemática de parámetros clave: dimensiones del terreno, tipos, alturas de liberación y posiciones de los contaminantes.
• Validación de modelos CFD frente a datos experimentales y optimización de las constantes del modelo.

Principales resultados:

• Las crestas bidimensionales aumentaron la elevación de la pluma en comparación con el terreno plano; la influencia varió con la ubicación y la altura de la cresta.
• El flujo lateral alrededor de las colinas tridimensionales redujo su impacto en la trayectoria de la pluma, con una sensibilidad limitada a la altura de la colina.
• Las colinas grandes bloquearon la dispersión, disminuyendo las concentraciones a sotavento; las alturas de liberación más altas y las distancias mayores redujeron la influencia del terreno.
• Las simulaciones CFD mostraron discrepancias con las constantes de terreno plano; las constantes optimizadas mejoraron la precisión para terrenos complejos.

Conclusiones:

• La complejidad del terreno, incluidas las crestas y las colinas, altera significativamente los patrones de dispersión de partículas radiactivas.
• Las constantes optimizadas del modelo CFD son cruciales para la modelización precisa de la dispersión en terrenos complejos.
• La comprensión de estos efectos es vital para la monitorización ambiental y la seguridad pública en torno a las instalaciones nucleares.