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Simulação da Dispersão de Poluentes
Grupo de Pesquisa do CNPq: Grupo de Estudos em Modelagem da Dispersão de
Poluentes (GDISP)
Nas últimas décadas vem aumentando
consideravelmente a preocupação do homem com a emissão de contaminantes na
atmosfera terrestre. A poluição atmosférica é ocasionada por efeitos
naturais (por exemplo, emissão de SO2 por um vulcão) ou antropogênicos (por exemplo, emissões industriais e
automotivas). Enquanto os níveis de poluição natural podem ser considerados
constantes no tempo, os níveis de poluição ocasionada pelo homem estão em
contínuo aumento. Enquanto que sobre poluição natural não existe em geral,
nenhum controle, a poluição antropogênica pode
ser controlada. São muitos os problemas que a poluição do ar produzida por
atividades antropogênicas ocasiona para o
equilíbrio ecológico. Os gases e poeiras abandonados na atmosfera provocam
efeitos negativos nas proximidades das fontes deteriorando a qualidade do
ar em regiões urbanas, agrícolas e industriais; a média ou longa distância,
chuva ácida e transporte transfronteiriço e, em
escala global, aumentam o buraco na camada de ozônio. Se as fontes
poluidoras são numerosas ou de longo tempo de emissão ou, ainda se os
poluentes são suficientemente tóxicos, os prejuízos ocasionados ao
equilíbrio ecológico serão certamente consideráveis. Devido aos problemas
ocasionados pela poluição do ar, é necessário estudar e entender o processo
de dispersão de poluentes para prever as possíveis conseqüências do impacto
ambiental sobre os diversos ecossistemas.
Os modelos matemáticos
são um instrumento particularmente útil no entendimento dos fenômenos que
controlam o transporte, a dispersão e a transformação físico-química dos
poluentes imersos na atmosfera. Estes modelos que permitem uma validação do
nível observado de poluentes e a causa efeito das emissões podem ser utilizados
para evitar eventos críticos de poluição, discriminar os efeitos de várias
fontes e de vários poluentes, estimarem o impacto de novas fontes, e da
mesma forma validar o estado da qualidade do ar em um determinado lugar.
Buske
(2008) apresentaram uma nova solução analítica para a equação de advecção-difusão bidimensional transiente para modelar
a dispersão de poluentes na atmosfera. Para tanto, a equação de advecção-difusão foi resolvida pela combinação da
transformada de Laplace e da técnica GILTT (Generalized Integral Laplace
Transform Technique)
(Moreira et al., 2009; Wortmann
et al., 2005).
Os projetos de pesquisa
que estão sendo desenvolvidos pela equipe de pesquisadores e alunos
envolvidos, têm como objetivo estender a aplicação da técnica GILTT para
modelar a dispersão de poluentes tridimensional de forma totalmente
analítica incluindo todas as condições de estabilidade atmosférica. Além
disso, o estudo da inclusão de outros processos na modelagem como reações
químicas e deposição seca de poluentes estão sendo estudado. Também é de
nosso interesse o estudo do problema da dispersão de poluentes em rios e
canais, bem como em meios porosos utilizando a mesma técnica.
Projetos em andamento na UFPel:
Ø Projeto
número 1.07.03.147: “Simulação analítica da dispersão de
poluentes atmosféricos tridimensional em condições de ventos fracos
utilizando transformadas integrais.”
Ø Projeto
número 1.07.03.148: “Simulação de dispersão de poluentes com
reações químicas na atmosfera pela técnica da transformada integral.”
Ø Projeto
número 1.01.04.013: “Simulação analítica tridimensional da
dispersão de poluentes em rios e canais utilizando transformadas integrais.”
Ø
Projeto: “Uma
nova abordagem computacional na modelagem da dispersão de poluentes.”
Equipe envolvida:
·
Pesquisadores UFPel
Dr. Cláudio Zen Petersen
Dra. Daniela Buske
Dr. Fabrício Pereira Härter
Dr. German
Ramon Canahualpa Suazo
Dr. Glênio
Aguiar Gonçalves
Dr. Jonas da Costa Carvalho
Dra. Márcia Rosales
Ribeiro Simch
Dr. Régis Sperotto
de Quadros
·
Pesquisadores de outras
instituições
Dr. Bardo Bodmann
– UFRGS
Dr. Claudio Pellegrini – UFSJ
Dra. Cynthia
Feijó Segatto – UFRGS
Dr. Davidson Martins Moreira –
UFSS Chapecó
Dr. Gervásio
Annes Degrazia – UFSM
Dr. Gilberto Fisch
– IAE/CTA
Dr. Marcelo Romero de Moraes – Unipampa Bagé
Dr. Marco Túllio
Vilhena – UFRGS
Dr. Tiziano
Tirabassi – ISAC/CNR Bologna – Itália
Dr. Umberto Rizza
– ISAC/CNR Lecce – Itália
·
Alunos envolvidos
Débora Lídia Gisch – mestranda em
Engenharia Mecânica – UFRGS (bolsista)
Éverson Jonatha Gomes da
Silva – mestrando em Engenharia Mecânica – UFRGS (bolsista Capes)
Guilherme Weymar – mestrando em Engenharia
Mecânica – UFRGS (bolsista CNPq)
Igor Furtado – mestrando em
Engenharia Mecânica – UFRGS (bolsista CNPq)
Jaqueline Fischer Loeck – mestranda em Engenharia Mecânica – UFRGS
(bolsista)
Juliana Ávila Contreira
– graduação em Engenharia Civil – UFPel
(bolsista Pibic/ CNPq)
Renata Andrade da Silva Cezimbra – graduação
em Eng. Ambiental – UFPel
(bolsista Probic/FAPERGS)
Viliam Cardoso – mestrando em
meteorologia – UFPel (bolsista)
Bibliografia básica da GILTT:
Buske,
D., 2008. Solução GILTT Bidimensional em Geometria Cartesiana: Simulação da
Dispersão de Poluentes na Atmosfera, Tese de doutorado, Programa de
pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFRGS.
Moreira, D. M., Vilhena,
M. T., Buske, D. and Tirabassi, T., 2009. The state-of-art of the GILTT method to simulate
pollutant dispersion in the atmosphere. Atmospheric Research 92, 1-17.
Wortmann, S., Vilhena, M.T., Moreira, D.M.
and Buske, D., 2005.
A new analytical approach to simulate the pollutant
dispersion in the PBL. Atmospheric Environment 39 (12),
2187-2194.
Demais referências dos trabalhos do
grupo utilizando a GILTT podem ser encontradas
nos CV’s Lattes.
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