Aplicação do modelo CORMIX em séries temporais para vários cenários de efluentes e descargas

Abstract

Resumo: Uma significativa parte da população mundial habita cidades litorâneas sendo que suas principais atividades econômicas ocorrem ao longo da costa e dependem fortemente da boa qualidade da água. Decidir qual a melhor maneira de tratar os efluentes gerados é uma complexa decisão técnica-financeira para atingir os padrões de qualidade exigidos pela legislação. Para auxiliar projetistas e órgãos de fiscalização ambiental, a presente dissertação avalia os efeitos que diferentes efluentes e configurações de descargas provocam nas águas marinhas. O método consiste em utilizar o CORMIX, um software de modelagem hidrodinâmico baseado no método integral, capaz de prever as características geométricas e a diluição da zona inicial de mistura. Foi adotada uma série temporal, representando as mudanças das características do ambiente e do efluente que ocorrem a cada segundo, com os dados de campo obtidos para o projeto do emissário submarino de Cartagena, localizado na Colômbia. Essa série temporal foi simulada pelo CorTime, um submódulo de pósprocessamento do CORMIX, para nove cenários de estudo. Foram combinados três efluentes (esgoto doméstico, águas de refrigeração e efluentes industriais) despejados por três configurações de descarga (difusor multiorifício, tubo único submerso e canal com superfície livre). Os resultados obtidos com as séries temporais foram representativos para os dados de campo utilizados, auxiliando na análise da variabilidade do comportamento das plumas para cada cenário. Considerações foram feitas demonstrando: a eficiência dos sistemas em termos de diluição, a necessidade de maior investimento em tratamento, as possíveis preocupações ambientais e se a balneabilidade é afetada. PALAVRAS-CHAVE: emissários submarinos, séries temporais, CORMIX, CorTime.

Abstract: A significant portion of the world's population lives in coastal cities and their main economic activities occur along the coast and are heavily dependent on good water quality. Deciding which is the best alternative in the treatment of the wastewater is a complex technical and financial decision in order to achieve the quality standards required by legislation. Aiming to assist designers and environmental control offices, this thesis will demonstrate the effects that different effluents and discharge configurations have in marine waters. The method uses CORMIX, a hydrodynamic modeling software which is based on an integral method, capable of predicting the geometric characteristics and dilution of the initial mixing zone. There will be adopted a time series, representing the change in the environment and effluent characteristics which occur each second, with the field data obtained for the project of the submarine outfalls of Cartagena, located in Colombia. This series will be simulated by CorTime, a post-processing submodule of CORMIX, for nine study scenarios. There will be combined three effluents (sewage, cooling water and industrial effluents) discharged by three different discharge configurations (multiport diffusers, underwater single tube and channel with free surface). The results obtained with the time series are representative to the field data used and help analyzing the plume behavior and variability in each scenario. Considerations are made demonstrating: the efficiency of the systems in terms of dilution, the need of greater investment in effluent treatment, possible environmental concerns and if the water quality is affected in terms of bathing water quality. KEY WORDS: submarine outfalls, time series, CORMIX, CorTime.