Planteamiento general del analisis y del diseño de sistemas (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Fundamentos de Ingeniería Ambiental
Año del apunte 2016
Páginas 2
Fecha de subida 11/04/2016
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PLANTEAMIENTO GENERAL DEL ANÁLISIS Y DEL DISEÑO DE SISTEMAS.
Según lo que se ha visto hasta el momento se puede concluir que para un estudio de un determinado sistema de tratamiento o de un proceso natural basado en los fenómenos de transporte, hay que tener en cuenta la información que contienen los tres bloques indicados en la siguiente figura.
 Leyes de conservación. Para deducir las ecuaciones de conservación hay que plantear los balances de propiedad: balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Los balances nos dan información sobre la magnitud del cambio que se produce en un determinado sistema y sobre las variaciones de propiedad que se producen. Mediante la utilización de los balances se pueden conocer los estados inicial y final de un sistema ( las condiciones de entrada y salida en un sistema continuo), pero no la forma ni la velocidad a la cual se produce el cambio.
 Leyes cinéticas. Para conocer la velocidad a que se produce un cambio y las variables de que dependen, en necesario recurrir a las leyes cinéticas, expresadas matemáticamente mediante las denominadas ecuaciones de velocidad: o Cinética química: cuantifica la velocidad a la cual tiene lugar un determinado proceso en el caso que se produzcan reacciones químicas o transformaciones de tipo biológico.
o Cinética física:  Difusión por el transporte de materia.
 Conducción, convección y/o radiación por el transporte de energía.
 Rozamiento, en el caso de cantidad de movimiento.
 Restricciones. Un tercer componente imprescindible en el estudio de los sistemas es la información sobre las restricciones naturales o de otra forma de satisfacer el proceso: las de equilibrio físico y químico, las condiciones de contorno y otras (economía, seguridad, legislación,…).
Una vez conocida la información referente a los balances, las leyes cinéticas y las restricciones, es posible hacer una formulación matemática del sistema, modelo matemático, que se puede materializar en diversas formas: ecuaciones, gráficos, tablas, etc. A partir del modelo matemático, el ingeniero ambiental puede analizar un determinado sistema: estudiar un proceso de depuración, modelar el comportamiento de un rio o de un lago frente un vertido tóxico, etc. También es posible utilizar el modelo matemático para el diseño, es decir, para definir las dimensiones de un determinado sistema se tratamiento a partir de la información sobre el material que hay que depurar y sobre el grado de tratamiento necesario.
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