Aplicação de um modelo numérico hidrodinâmico para as Baías de Paranaguá e Antonina - PR

Abstract

Resumo: Os modelos numéricos são ferramentas muito utilizadas hoje em dia para o entendimento da hidrodinâmica estuarina. Eles permitem otimizar custos de monitoramento e expandir o conhecimento sobre a área de estudo através de simulações computacionais. O Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) se localiza na porção centro-norte do litoral do Paraná e é composto por dois corpos d'água conectados por diversos canais de maré, sendo que o eixo Leste-Oeste compreende as baias de Paranaguá e Antonina, área de estudo deste trabalho. O objetivo desse estudo foi aplicar, calibrar e validar o modelo hidrodinâmico Delft3D para as duas baías em questão. Para tanto, foram realizadas simulações para testar a influência de parâmetros físicos e numéricos no modelo e analisar as possíveis discrepâncias entre os dados medidos e simulados. A calibração do modelo foi realizada com dados do projeto DESPORT referentes à campanha de Fevereiro/2008 e sua validação com dados de Setembro/2007. A resolução da grade computacional foi refinada baseando-se na grade originalmente criada para o CEP por Herrling (2003). Os resultados mostraram forte influência das componentes não-lineares e de pequeno fundo da maré dentro do estuário, conseqüência das interações de fenômenos advectivos e de atrito. O parâmetro de rugosidade de fundo (Chezy) foi testado com diferentes valores, e o que representou melhor as condições reais foi o coeficiente de 65 m0, 5/s-1, apesar de ficar evidente a necessidade de um mapa de valor de coeficiente variável. A análise dos mapas de intensidade de corrente apontou um efeito de barreira hidráulica nas regiões de alargamento da baía durante as máximas velocidades de correntes. Nesses períodos as velocidades do canal principal impedem a renovação de água e Material Particulado em Suspensão nessas regiões mais largas, situação que foi evidenciada em frente ao Porto de Paranaguá. Já nos períodos de inversão de marés, essa região apresentou formações de vórtices devido às oscilações das componentes de maré, que interagem entre si e com a irregularidade da morfologia do fundo. O modelo conseguiu representar alguns dos efeitos das componentes não-lineares na dinâmica do CEP, porém algumas interações são mais difíceis de serem modeladas, principalmente durante eventos de maré baixa ou quadratura, quando esses efeitos são mais pronunciados. Nessas situações o modelo teria que ser mais bem ajustado para esse tipo de comportamento não-linear.