Desenvolvimento do STFM (Spill, Transport and Fate Model): Modelo computacional lagrangeano de transporte e degradação de manchas de óleo

• Autor(a) principal: Zacharias, Daniel Constantino
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-08052018-192547/
• topic: derramamento Offshore; feather modeling; modelagem de dispersão de óleo; modelagem de pluma; Offshore spill; Lagrangean particle; oil dispersion modeling; spill; partícula Lagrangeana; STFM; transport and fate model

Os derramamentos de petróleo são consequência inevitável e indesejável da produção e transporte do petróleo e seus derivados. A maioria desses derramamentos são relativamente pequenos, mas alguns deles são grandes o suficiente para causar significativo impacto ambiental. Nessas situações, os modelos computacionais são ferramentas importantes para estimar a trajetória, dimensionamento e comportamento do óleo derramado no ambiente marinho, sendo determinantes na elaboração de planos de ação e trabalho das equipes de resposta. O transporte e destino de óleo offshore derramado são regidos majoritariamente, no curto período, por processos de transporte e de transformação físico-químicos e no longo período por processos de degradação biológica, de acordo com as condições ambientais locais (oceânicas e atmosféricas). Os principais processos que atuam sobre as manchas de óleo offshore incluem, no curto período, advecção, difusão turbulenta, espalhamento superficial, evaporação, dissolução, emulsificação, sedimentação e a interação de mancha de óleo com a linha da costa. O STFM (Spill, Transport and Fate Model) foi o modelo computacional desenvolvido nesse trabalho. Os algoritmos foram desenvolvidos com base em formulações físico-químicas propostas na literatura, sendo testadas as proposições de diversos autores e selecionadas as equações que apresentaram melhores resultado para integrar o conjunto físico-químico que compõe o STFM. Os resultados do trabalho mostraram que o STFM apresentou desempenho superior aos demais modelos testados na descrição do espalhamento e difusão dando mais estabilidade à mancha por utilizar a derivação de Dodge para a proposta de espalhamento de Fay e substituir o método usual de Randon Walk por Randon Flight (avançado no tempo) na forma canônica dada por Lynch. O algoritmo do STFM também traz outra evolução importante ao incluir um modelo de evaporação baseado nas equações empíricas de Fingas, substituindo as atuais parametrizações baseadas no ADIOS2 e nos métodos de pseudocomponentes.