Modelado matemático y simulación numérica de la dispersión de contaminantes en el medio ambiente

Resumen

La creciente preocupación por la calidad del aire, debido a los contaminantes atmosféricos provenientes de actividades humanas que dañan el medio ambiente y la salud pública, plantea un desafío urgente para la gestión de la contaminación en entornos urbanos e industriales. El objetivo del estudio fue realizar una revisión sistemática de la literatura sobre modelos matemáticos y técnicas de simulación numérica para predecir la dispersión de contaminantes, utilizando la metodología PRISMA y consultando las bases de datos Scopus, Web of Science y MathSciNet. Se aplicaron criterios de inclusión y exclusión para seleccionar estudios de los últimos 15 años. La revisión final, incluyó 14 artículos, que muestran que la modelización y simulación de la dispersión de contaminantes atmosféricos ha avanzado, especialmente con los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD), que ofrecen alta resolución espacial y mejor precisión en entornos urbanos. Sin embargo, enfrentan desafíos relacionados con altos costos computacionales y la necesidad de datos detallados. Los modelos gaussianos, útiles en condiciones homogéneas, tienen limitaciones en escenarios complejos, mientras que los modelos de caja son adecuados para evaluaciones preliminares, pero no capturan la complejidad del aire en entornos reales. Además, la altura de las chimeneas, la tasa de emisión, la velocidad de las corrientes y factores ambientales como la topografía y la meteorología son cruciales para una simulación precisa. La revisión resalta la importancia de la calibración y validación continua de los modelos para mejorar la precisión de las predicciones y la efectividad en la gestión de la calidad del aire.