Medición de contaminantes en flujos turbulentos, aplicando técnicas de edición de videos y procesamiento digital de imágen

Abstract

El estudio de procesos de dispersión atmosférica permite evaluar problemas específicos y el análisis de modelos de difusión. La necesidad de contar con resultados experimentales en conjunto con los elevados costos de la experimentación a escala natural conduce a desarrollar estudios de laboratorio. El objetivo de este trabajo de investigación es evaluar la aplicación de técnicas de edición de video para el estudio de procesos de dispersión. Para tal fin, se desarrolla e implementa un procedimiento para estimar el campo de concentración en un proceso de dispersión atmosférica, utilizando modelos a escala reducida en un túnel de viento de pequeño porte.Para obtener el campo de concentraciones en la pluma de dispersión, se utiliza la edición de videos y técnicas de procesamiento de imágenes. La edición de video genera fotogramas representativos de sucesivos estados de la pluma de emisión simulada con humo. Técnicas de procesamiento digital permiten la segmentación del humo en las imágenes respectivas. Utilizando el modelo de distribución espacial Gaussiana de las concentraciones, a partir de los fotogramas, se calculan coeficientes de dispersión para cada posición a sotavento de la emisión. Esto constituye la calibración del sistema óptico y permite estimar la relación existente entre la escala de gris y la concentración de humo en una posición determinada, partiendo de un ensayo en situaciones semejantes a las ideales. Una vez establecida la calibración, sus resultados pueden ser extendidos a aquellas situaciones de dispersión más complejas. El desarrollo experimental planteado define además el rango de aplicación y las limitaciones de sistema de análisis.La evaluación del proceso de dispersión se complementa y profundiza mediante el uso de herramientas estadísticas denominadas descriptores. Histogramas y funciones de probabilidad acumulada son determinados con el fin de realizar comparaciones de cuadros en diferentes regiones de la imagen digital o verificar la similitud de comportamientos en experimentos semejantes. El uso de este tipo de herramientas podría extenderse al análisis de las fluctuaciones de concentración, al menos hasta las frecuencias de fluctuación que permitan las muestras de los sucesivos fotogramas, aplicando el análisis espectral.