Estudos e modelagem do comportamento hidrodinâmico de lagoas de polimento

• Autor(a) principal: Ricardo Gomes Passos
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ATSMR5
• topic: Meio ambiente; Recursos hídricos; Saneamento; Lagoas de polimento; Engenharia sanitária; Hidrodinamica; Saneamento

A eficiência de lagoas de estabilização está intimamente relacionada a fatores hidrodinâmicos que podem ocorrer no interior desses sistemas. Inferência sobre alguns desses fatores (a exemplo do curto-circuito, grau de dispersão e zonas de estagnação) é possível por meio datécnica estímulo-resposta com o uso de traçadores. Já a influência de fenômenos como estratificação térmica, mistura vertical, ação do vento, turbulência, presença do lodo e linhas de recirculação é mais bem descrita com análise de outros dados de campo, tais como medições no perfil vertical da lagoa, uso de flutuadores, corantes, dados meteorológicos, e com uso de modelos matemáticos e ferramentas computacionais mais avançadas de análise de fluxo, sendo a Computational Fluid Dynamics (CFD), ou fluidodinâmica computacional, um excelente exemplo e de crescente aplicação na área. Com o objetivo de avaliar o comportamento hidrodinâmico de lagoas e a sua relação com características de projeto, operação e fatores ambientais externos, utilizou-se as ferramentas mencionadas para estudos e modelagem em duas lagoas de polimento em diferentes configurações operacionais,dimensionadas para o atendimento de pequenas comunidades. Resultados do monitoramento no perfil vertical demonstraram eventos periódicos diários de estratificação térmica seguidos de desestratificação e mistura vertical, em ambas as lagoas e fases de operação, bem como grande influência do lodo no balanço térmico. Testes com traçadores e medidores de fluxo revelaram velocidades típicas, trajetórias e tendências de comportamentos hidrodinâmicos naslagoas - tais como acentuado curto-circuito e tendência geral de mistura completa - bem como permitiram registros práticos a respeito do uso dessas técnicas, a exemplo de advertências sobre o uso de sal de cozinha como traçador e restrições no uso de molinetes hidráulicos emedidores de fluxo. Modelos em CFD foram desenvolvidos considerando as condições de contorno e as interações com o ambiente externo mais relevantes para lagoas, e contribuíram para reforçar a importância da ferramenta na análise hidrodinâmica desses sistemas. Os modelos, calibrados e validados, foram utilizados em conjunto com dados de campo e permitiram uma análise hidrodinâmica detalhada, possibilitando assim avaliações e diagnósticos de unidades existentes, melhorias de projetos, intervenções operacionais paramelhoria da eficiência e possíveis sugestões de avanços nos estudos e na modelagem desses sistemas.