Simulación por CFD del Transporte y Transformación Química de Contaminantes en Entornos Urbanos

Resumen

La caracterización de la dispersión y reactividad química de contaminantes en ambientes urbanos requiere herramientas de simulación que integren la fluidodinámica atmosférica, la geometría urbana y los procesos químicos asociados. Este trabajo aborda el análisis del transporte y transformación química de especies contaminantes emitidas por vehículos en un entorno urbano. La metodología emplea el solver rhoReactingFoam de OpenFOAM, que resuelve de manera acoplada las ecuaciones de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía junto con la conservación de especies químicas, con sus correspondientes términos reactivos. Este enfoque numérico permite abordar configuraciones donde el transporte y la cinética química están fuertemente acoplados, particularmente en reacciones fotoquímicas inducidas por radiación solar y en la formación de contaminantes secundarios. El caso de validación se basa en un dominio tipo "street canyon" o callejón urbano, bajo condiciones fotoestacionarias, lo cual representa una configuración típica de entorno urbano. En este escenario se analiza la distribución espacio-temporal de especies clave como óxidos de nitrógeno y ozono, evaluando la capacidad del modelo para reproducir tanto los patrones de flujo como la evolución química de los contaminantes. Los resultados muestran que el modelo numérico representa adecuadamente el acoplamiento entre el transporte convectivo-difusivo y las reacciones químicas, habilitando su aplicación al estudio de calidad de aire en entornos urbanos más complejos.