Sistema de alerta ambiental fundamentado em estudo teórico- experimental de transporte e dispersão de poluentes solúveis em cursos d água - Ribeiro, Celso Bandeira de Melo (2007)
Informações sobre a capacidade de transporte e dispersão de poluentes solúveis em cursos d água 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 d água. 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 d água naturais, a partir de um despejo instantâneo ou contínuo de poluentes solúveis e conservativos.