Estudio Numérico de la Transferencia de Humedad y Emisión de Metano en Cubiertas Finales de Tierra: Efectos de las Condiciones Ambientales
Autores: Wu, Tao; Feng, Song; Chen, Cheng; Chen, Guannian; Zhang, Zhangjing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio Numérico de la Transferencia de Humedad y Emisión de Metano en Cubiertas Finales de Tierra: Efectos de las Condiciones Ambientales
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Cubiertas finales de tierra
Impactos ambientales
Emisiones de metano
Contaminación de aguas subterráneas
Eficiencia de oxidación
Diseños de cubiertas de vertederos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las cubiertas finales de tierra (EFC) se utilizan ampliamente para mitigar los impactos ambientales de los vertederos, particularmente en el control de las emisiones de metano y la contaminación de las aguas subterráneas. En este estudio, se construyó un modelo numérico unidimensional para simular las interacciones del agua líquida, el vapor de agua, el gas de vertedero y el calor, incorporando el proceso bioquímico de oxidación del metano. Los estudios paramétricos revelaron que tanto las temperaturas atmosféricas como las de los residuos influyen significativamente en la temperatura del suelo y la evaporación, afectando así la oxidación del metano. La eficiencia de oxidación aumentó del 8.7% al 55.3% a medida que la temperatura atmosférica subió de 5 grados C a 35 grados C. Las altas temperaturas de los residuos mejoraron la oxidación hasta 2.9 veces en condiciones frías. Un aumento en la presión atmosférica (950-990 mbar) promovió la difusión de oxígeno en la cubierta y mejoró la eficiencia de oxidación del 0.8% al 77.1%. La humedad relativa atmosférica también desempeñó un papel crítico al afectar la evaporación superficial, con una mayor humedad promoviendo una mejor retención de agua pero limitando la difusión de oxígeno. El rendimiento de oxidación del metano de la cubierta disminuyó del 12.0% al 68.5% en comparación con las condiciones previas a la lluvia. La lluvia inhibió temporalmente la oxidación debido a la limitación de oxígeno inducida por la humedad, con una recuperación parcial después de que cesó la lluvia. Este estudio proporcionó valiosos conocimientos sobre las complejas interacciones entre las condiciones ambientales y el rendimiento de las EFC, contribuyendo a la optimización de los diseños de cubiertas de vertederos y las estrategias de mitigación del metano.
Descripción
Las cubiertas finales de tierra (EFC) se utilizan ampliamente para mitigar los impactos ambientales de los vertederos, particularmente en el control de las emisiones de metano y la contaminación de las aguas subterráneas. En este estudio, se construyó un modelo numérico unidimensional para simular las interacciones del agua líquida, el vapor de agua, el gas de vertedero y el calor, incorporando el proceso bioquímico de oxidación del metano. Los estudios paramétricos revelaron que tanto las temperaturas atmosféricas como las de los residuos influyen significativamente en la temperatura del suelo y la evaporación, afectando así la oxidación del metano. La eficiencia de oxidación aumentó del 8.7% al 55.3% a medida que la temperatura atmosférica subió de 5 grados C a 35 grados C. Las altas temperaturas de los residuos mejoraron la oxidación hasta 2.9 veces en condiciones frías. Un aumento en la presión atmosférica (950-990 mbar) promovió la difusión de oxígeno en la cubierta y mejoró la eficiencia de oxidación del 0.8% al 77.1%. La humedad relativa atmosférica también desempeñó un papel crítico al afectar la evaporación superficial, con una mayor humedad promoviendo una mejor retención de agua pero limitando la difusión de oxígeno. El rendimiento de oxidación del metano de la cubierta disminuyó del 12.0% al 68.5% en comparación con las condiciones previas a la lluvia. La lluvia inhibió temporalmente la oxidación debido a la limitación de oxígeno inducida por la humedad, con una recuperación parcial después de que cesó la lluvia. Este estudio proporcionó valiosos conocimientos sobre las complejas interacciones entre las condiciones ambientales y el rendimiento de las EFC, contribuyendo a la optimización de los diseños de cubiertas de vertederos y las estrategias de mitigación del metano.