Sistema de alerta ambiental fundamentado em estudo teórico- experimental de transporte e dispersão de poluentes solúveis em cursos dágua / Environmental alert system based on theoretical-experimental study of transport and dispersion of soluble pollutants in water flow

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Informações sobre a capacidade de transporte e dispersão de poluentes solúveis em cursos dágua naturais são importantes no gerenciamento dos recursos hídricos, principalmente no planejamento preventivo de medidas que visem minimizar problemas ocasionados por despejos acidentais ou intencionais à saúde pública e às atividades econômicas que dependem do uso da água. Um dos parâmetros mais importantes em modelos unidimensionais de qualidade de água é o coeficiente de dispersão longitudinal. A complexidade e diversidade dos escoamentos naturais, impedem uma aproximação meramente teórica, tornando-se necessário determinar in situ os parâmetros que traduzam as características inerentes de cada corpo dágua. Ensaios com traçadores são formas adequadas de determinação do coeficiente de dispersão longitudinal. Eles possibilitam simular de modo fidedigno e preciso, o movimento e a dispersão do soluto, levando implicitamente em consideração todas as particularidades e características locais de transporte e dispersão do escoamento. Considerando tal importância, este estudo teve como objetivos: a) determinar o coeficiente de dispersão longitudinal no Rio Pomba utilizando técnicas de traçadores e um modelo fickiano; b) desenvolver uma equação para estimar o coeficiente de dispersão longitudinal com base em resultados experimentais de campo utilizando técnicas de traçadores fluorescentes e comparar seus resultados com os obtidos por outros modelos já existentes; e c) desenvolver um sistema de alerta para contaminação de rios, visando prever os efeitos de um lançamento de efluente, em seções situadas a jusante do local de despejo. Neste sentido, foram realizados dois ensaios de campo com uso dos traçadores fluorescentes Uranina ou Fluoresceína Sódica (Acid Yellow 73, Color Index 45350) e Amidorodamina G Extra (Acid Red 52, color index 45220) para avaliar a capacidade de transporte e dispersão de poluentes solúveis no Rio Pomba, em um trecho de 36 km entre as cidades de Astolfo Dutra e Cataguases. O modelo fickiano de Taylor, também conhecido como método do ajuste, foi utilizado para determinar o coeficiente de transporte longitudinal (DL), a partir dos resultados obtidos por técnicas de traçadores. A equação para predição do DL foi deduzida utilizando análise dimensional (Teorema de Buckingham) e ajustada aos dados de campo por meio de regressão linear múltipla. No desenvolvimento do sistema foram implementados o método do ajuste (modelo de Taylor), da convolução e fórmulas empíricas de predição do DL, com objetivo de avaliar o tempo de chegada e passagem da nuvem de um poluente conservativo, injetado de modo instantâneo ou contínuo, em uma seção a jusante do despejo. Os resultados obtidos nos dois experimentos de campo realizados no Rio Pomba, com uso de traçadores fluorescentes, mostraram-se bastante próximos, com valores de DL e velocidade (U), calculados pelo modelo de Taylor, variando de 18,3 a 33,0 m2/s e 0,37 a 0,46 m/s, respectivamente. No desenvolvimento da equação de predição do DL, a qualidade do ajuste dos parâmetros adimensionais obtidos pela análise dimensional aos resultados experimentais de campo foi medida pelo coeficiente de determinação (r2 = 0,85) e pela aplicação do teste F, ao nível de 5% de significância. A equação desenvolvida neste estudo apresentou-se mais precisa na predição do DL, quando comparado a outras 12 equações propostas na literatura, utilizando o índice de desempenho como método comparativo, onde a melhor precisão é aquela que mais se aproxima de 1. A equação proposta apresentou precisão igual a 0,60, enquanto que nas demais fórmulas este valor ficou abaixo de 0,27. O sistema desenvolvido mostrou-se adequado para avaliar o transporte e dispersão de poluentes em cursos dágua naturais, a partir de um despejo instantâneo ou contínuo de poluentes solúveis e conservativos.

ASSUNTO(S)

pollutants dispersion dispersão de poluentes water quality traçador conservacao de solo e agua tracers qualidade da água

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