Control Óptimo de Vertidos Industriales o Urbanos en Estuarios Dominados por Mareas

Abstract

En este trabajo se propone un modelo matemático para la determinación óptima de los factores de reducción de las tasas de vertido de efluentes urbanos o industriales en estuarios dominados por marea (condiciones hidrodinámicas periódicas). Se pretende que la concentración de contaminantes en zonas protegidas dentro del estuario no supere ciertos valores admisibles y, asimismo, se busca minimizar los costos económicos asociados con la depuración. Como problema de diseño alternativo se analiza aquel que persigue minimizar la concentración de contaminantes en dichas zonas protegidas, considerando el costo económico como restricción. El objetivo en este caso es la minimización del impacto ambiental. El modelo matemático se basa en la solución de las ecuaciones hidrodinámicas y de dispersión mediante el método de Elementos Finitos. Para disminuir el costo computacional relacionado a la evaluación de las funciones objetivo y restricciones, se plantea una ecuación adjunta del problema de dispersión. El modelo de simulación se combina con una técnica de optimización aleatoria a los efectos de obtener las tasas óptimas de descarga. Se efectúa el desarrollo teórico y se presentan algunos ejemplos numéricos para poner de manifiesto la eficiencia del enfoque propuesto.