"Aplicação de um modelo lagrangiano de trajetória de partículas para modelagem da dispersão em águas rasas e simulação da dispersão no canal de acesso ao porto de Vitória, ES"

Abstract

Nesta pesquisa um Modelo Lagrangiano de Partículas de Deslocamento Aleatório (MLPDA) desenvolvido para a modelagem da dispersão em águas rasas é acoplado ao modelo hidrodinâmico DIVAST (Depth Integrated Velocity and Solute Transport) para estudar as características dispersivas na região do canal de acesso ao Porto de Vitória. Inicialmente o modelo DIVAST é utilizado na avaliação da hidrodinâmica induzida pela maré astronômica no canal de acesso ao Porto de Vitória. O DIVAST se fundamenta nas equações não-lineares de águas rasas e considera além do efeito de fricção da vegetação de mangue na hidrodinâmica, o alagamento e a secagem de planícies de marés cobertas com vegetação de mangue. A grade computacional elaborada representa adequadamente a geometria e as ilhas no interior da região de estudo. As condições de contorno fornecidas ao modelo numérico foram elevação no contorno leste e correntes no contorno oeste, que foram obtidas de um modelo global para o complexo estuarino da ilha de Vitória. A validação dos resultados do modelo DIVAST foi realizada pela comparação com dados experimentais de velocidade e com dados numéricos de elevação da superfície da água, mostrando uma boa concordância com os mesmos e indicando que o modelo representa satisfatoriamente a hidrodinâmica da região do canal de acesso ao Porto de Vitória. A observação dos campos de escoamento simulados pelo DIVAST possibilitou identificar e analisar diferentes padrões de escoamento associados a interação do escoamento com a geometria do canal. O MLPDA se fundamenta nas equações de deslocamento aleatório. O MLPDA foi validado a partir da simulação e comparação com experimentos numéricos sugeridos por Heemink (1995). Os resultados do MLPDA reproduziram bem os experimentos numéricos e demostraram que o modelo é uma ferramenta adequada para a simulação do transporte de solutos. O MLPDA acoplado ao DIVAST foi aplicado para a região do canal de acesso ao Porto de Vitória e demonstrou a capacidade de simular os processos dispersivos em pequena e grande escala. Identificaram-se diferentes zonas na região modelada, observando-se áreas mais dispersivas e áreas que favorecem o acúmulo de constituintes.