MODELIZACION AMBIENTAL
INDICE I.
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 2
II.
PROPÓSITO .................................................................................................................................................... 2
III.
PROBLEMA ..................................................................................................................................................... 3
IV.
SOLUCIÓN .................................................................................................................................................. 3
V.
METODOLOGÍA ............................................................................................................................................... 3
VI.
A. B.
RESULTADOS .............................................................................................................................................. 3 .......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ................ .. 3 ¿QUÉ ES MODELIZACIÓN ? ............................ ¿QUÉ ES MODELIZACIÓN AMBIENTAL?............................ ........................................... ............................. ............................ ............................ ............................ ......................... ...........4
VII.
ANÁLISIS DE RESULTADOS .......................................................................................................................... 6
VIII.
CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 6
i
MODELIZACIO N Y MODELIZACION AMBIENTAL I.
Introducción
Dentro de pensum actual de la carrera de ingeniería ambiental, existe la materia de modelización ambiental, el mismo utiliza nuevos términos técnicos y científicos que en el presente trabajo desarrollaremos dos nuevos conceptos que posteriormente servirán de base para la materia. Los vocablos modelo y modelización, en su acepción más amplia, incluyen una gran variedad de constructos realizados por el intelecto. Según el contexto donde se inscriban también adquieren significados diferentes. Según Jeffers (1982) un modelo s.l. sería la representación de las relaciones entre algunas cantidades o cualidades definidas formalmente (generalmente en términos matemáticos o físicos). Realmente bajo el término de modelo caben numerosos productos que van desde un simple esquema mental, hasta los sofisticados modelos de simulación numérica.1
II.
Propósito
El propósito del presente trabajo es de despertar interés al estudiante para que el mismo pueda emplear este nuevo instrumento en su tesis y posteriores trabajos a realizar en su vida profesional 2-7
III.
Problema
Durante el presente trabajo se pudo comprobar que la falta de libros de modelización ambiental en las diferentes bibliotecas regionales asimismo la carencia de documentos existentes en internet; hacen ver que la modelización ambiental es un instrumento nuevo y esta falencia hace denotar que ingeniería ambiental en nuestro país no tiene la importancia necesaria y los libros que se puede comprar no están disponibles en nuestro país. IV.
solución
V.
Metodología
Se utilizó un método de búsqueda seleccionada y particular donde se realizó visitas a las bibliotecas públicas y universitarias tales como la biblioteca municipal, biblioteca de la EMI, biblioteca de UCB, Biblioteca UMSA, las dos últimas no brindan ninguna información asimismo no prestan los libros ya que para poder acceder se debe contar con la matricula respectiva de la universidad el otro medio que se empleo es el internet donde la búsqueda se realizó a través de google los resultados que mostraron en su mayoría es de cursos, seminarios o libros disponibles en otros países, no obstante se pudo lograr conseguir conceptos de modelización y modelización ambiental los cuales se plasmaron en el presente trabajo VI.
Resultados A.
¿Qué es modelización?
1.- Modelos Matemáticos En una primera aproximación, cabría distinguir entre modelos mentales, semánticos, físicos, analógicos, matemáticos y digitales. Desde esta perspectiva, las representaciones mentales de rasgos y procesos constituyen lo que se denomina modelos conceptuales, mientras que su formalización lingüística da lugar a la elaboración de modelos semánticos. Los modelos físicos y analógicos se basan en estructuras materiales construidas en el laboratorio para simular el comportamiento de un sistema real. Generalmente se trata de prototipos con reducciones de escala respecto al fenómeno a modelar, fabricados con materiales. Un ejemplo sería la miniaturización de los cauces fluviales en un laboratorio, con vistas a analizar su comportamiento. Cuando se utilizan materiales cuyas propiedades pretenden emular el comportamiento del sistema natural a estudiar se habla de modelos físicos. Si por el 3-7
contrario, se hace uso de estructuras elaboradas con materiales muy distintos a las del objeto o proceso a analizar se habla de modelos analógicos. Los modelos matemáticos son sistemas de ecuaciones y proposiciones lógicas que intentan representar las relaciones entre variables (propiedades mensurables del sistema cuyas magnitudes varían en el tiempo) y parámetros (cantidades temporalmente invariables que caracterizan al sistema). Cuando en la elaboración de modelos matemáticos se acude al uso de los ordenadores puede hablarse de modelos computacionales.2 2.Un modelo matemático es uno de los tipos de modelos científicos que emplea algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad. El término modelización matemática es utilizado también en diseño gráfico cuando se habla de modelos geométricos de los objetos en dos (2D) o tres dimensiones (3D). 3 B.
¿Qué es modelización ambiental?
La modelización matemática de cualquier proceso de ingeniería ambiental se compone, como mínimo, de los siguientes cuatro pasos: Tras el estudio del proceso físico, químico o biológico, se identifican los mecanismos esenciales y dominantes, por ejemplo, la población bacteriana dependiente de la población inicial y de la tasa de crecimiento. Desarrollo de una expresión matemática para el sistema. Generalmente puede ser tan sencilla como una expresión algebraica simple o una ecuación diferencial, o más compleja como un conjunto de ecuaciones diferenciales, por ejemplo: dP
dt
= kP
donde P= población (quizás concentración, mg/l) k = tasa de crecimiento, día1
3.
La resolución analítica de la(s) ecuación(es), si fuese posible. Si no fuese así, resolverla(s) numéricamente: P(t) = Po e kt 4-7
donde P 0 = población inicial (concentración). 4.
Revisar y observar si la solución al «modelo» cumple con los datos previamente conocidos. Si no, se debe comenzar el proceso de nuevo y repetirlo hasta que se obtenga una solución modelo aceptable.
La modelización de los procesos ambientales y de transporte de contaminantes se ha convertido en una labor esencial para el ingeniero y el científico modernos. La variedad de problemas de ingeniería que pueden abordarse mediante la modelización es verdaderamente infinita. Existen modelos diseñados o paquetes de programas para casi cada tarea que se pueda plantear, ya sea el tratamiento de aguas residuales, la optimización de las rutas para los camiones municipales de transporte de residuos sólidos, la identificación de una localización óptima para el vertido de aguas residuales (con objeto de maximizar la mezcla y la dilución) o, por supuesto, la modelización de la calidad del aire. Una buena fuente de paquetes de software de dominio público y de bajo costo es EPA en EE UU. Los foros de ingeniería ambiental en Internet también ofrecen sitios con software disponible. Los modelos físicos tradicionales de sistemas riparios se han sustituido mayoritariamente por modelos informáticos, principalmente debido a su bajo costo, a la facilidad y a la gran velocidad con la que los problemas se 4 pueden solucionar a partir de datos diferentes. La modelización se puede simplificar generalmente como se muestra en la Figura. Identificar los fenómenos físicos Construir las ecuaciones del modelo Resolver las ecuaciones Compara y Predecir No satisfecho Satisfecho MODELO AMBIENTAL En análisis estructurado, el modelo ambiental (junto con el modelo de comportamiento) es parte del Modelo Esencial. Se desarrolla en el proceso de análisis estructurado de un sistema. El modelo ambiental define la frontera entre el sistema y el mundo exterior, generalmente empleando un diagrama de flujo de datos de contexto (además de otros componentes). En otras palabras, dice qué forma parte del sistema y qué cosas no.5 MODELIZACION AMBIENTAL Los modelos matemáticos son una herramienta básica para la simulación de los procesos ambientales que nos permiten obtener una estimación de la evolución futura de las condiciones ambientales ante cambios derivados de las actividades humanas en 5-7
el medio ambiente. Además, permiten conocer y valorar las alternativas de actuación, con la ventaja de disponer de una información primordial para la gestión del medio. Modelizaciones ambientales. Modelos acuáticos: fluviales y marinos Modelos de transporte de sedimentos Modelos de dispersión atmosférica Modelos de análisis de riesgos6 VII. Análisis de resultados
Modelización dentro de los parámetros y análisis realizado en el presente trabajo se puede ver que en todas las ingeniería es necesario la modelización en los distintos campos y áreas con la finalidad de contar con instrumento de un fenòmeno natural concreto, para disponer de una descripción rigurosa, tener un punto de partida preciso para la contrastación de hipótesis y desarrollar una aplicación, las fases de la modelización son las - Análisis - Diseño - Implementación En ingeniería ambiental se puede aplicar dentro de los eventos que se presente en la naturaleza a través de modelos matemáticos de esta forma inductiva o deductiva se podrá tener de una forma analógica eventos naturales y antropogenicos capaces de modelizar para su posterior estudio. VIII. Conclusiones
Al concluir el presente trabajo se puede indicar que los modelos matemáticos en ingeniería ambiental están consolidados por software que analizan los datos ingresados o almacenados en los diferentes puntos de control para un cierto evento pudiendo de esta manera crear o simular un posible desastre natural. 6-7
Que la modelización es un instrumento para poder evaluar y a través de esto obtener estimaciones de fenómenos que puedan formarse en ambientes similares o cuando los parámetros sean igual de un lugar con otro.
Grafico general de modelización:
Referencia bibliográfica http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2008/05/10/914411 http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2008/05/10/914412 http://www.ingenieroambiental.com/informesmatematicos.htm,3 http://wbernal.blogdiario.com/1218674280/modelizacion-ambiental/4 http://www.alegsa.com.ar/Dic/modelo%20ambiental.php http://modelizacionambiental.blogspot.com/2008/03/modelizacion-ambiental.html6 http://www.cprceuta.es/CPPSXXI/Modulo%204/Archivos/Matematicas/DOC_GONZ_MARI/MODELIZ ACION%20Y%20RESOLUCION%20DE%20PROBLEMAS/MODELIZACION
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