Estudio de la fluidodinámica y la dispersión del material particulado en suspensión en entornos urbanizados de zonas industriales, mediante simulación numérica y modelización física

Abstract

En muchas ciudades latinoamericanas, la falta o inadecuada planificación territorial ha originado zonas urbano-industriales donde la proximidad entre áreas residenciales e instalaciones industriales genera riesgos ambientales y sanitarios. La calidad del aire en estos entornos es difícil de caracterizar debido a la dinámica atmosférica y a la topografía compleja, por lo que el modelado de dispersión de contaminantes se presenta como una herramienta clave y complementaria al monitoreo para apoyar la gestión ambiental. Esta tesis doctoral implementa un modelado numérico avanzado mediante ANSYS CFD para estudiar la fluidodinámica y la dispersión de material particulado (MP10) emitido desde una planta de coque situada en el Gran La Plata, zona con antecedentes de conflicto socioambiental. El modelo se validó experimentalmente en túnel de viento, reproduciendo perfiles de viento y condiciones de emisión a escala, y comparando los resultados con visualizaciones de humo y mediciones de velocidad mediante anemometría de hilo caliente. Asimismo, se realizó una validación cruzada con el modelo regulatorio AERMOD, evaluando las fortalezas y limitaciones de ambas aproximaciones. Los resultados evidencian una buena correlación entre CFD, las mediciones experimentales y AERMOD, lo que confirma la capacidad de ANSYS CFD para predecir patrones de dispersión, concentraciones y fenómenos como building downwash con alta resolución espacial. Además, se elaboró un inventario de emisiones de fuentes fijas en el área, incluyendo la estimación de emisiones de la planta de coque mediante una metodología bottom-up. Esta investigación aporta una metodología validada para representar la dispersión de contaminantes en entornos urbano-industriales complejos, identificando puntos críticos de concentración y ofreciendo una base técnica sólida para diseñar estrategias de mitigación y políticas de gestión ambiental que minimicen el impacto sobre la salud de las comunidades vecinas.