Proposta de um modelo de chicana para lagoas facultativas utilizando ferramentas de fluidodinâmica computacional

• Autor(a) principal: Garcia, Leandro Conti
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5154
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Fluidodinâmica computacional; Saneamento; Resíduos industriais; Computational fluid dynamics; Sanitation; Factory and trade waste; Engenharia/Tecnologia/Gestão

O desenvolvimento social sempre esteve atrelado à busca pelo saneamento, haja vista a sua necessidade para a promoção da saúde pública. O método de tratamento do esgoto doméstico mais conhecido e também mais utilizado no país é o sistema de lagoas de estabilização, que é eficiente na remoção de poluentes orgânicos, mas pode apresentar problemas operacionais como acúmulo de sedimentos, zonas mortas e zonas de curto-circuito, por falta de manutenção ou erros operacionais, influenciando negativamente na eficiência do tratamento. A utilização de defletores, ou chicanas, é uma forma de mitigação destes problemas, tornando o objetivo deste trabalho a proposição de um modelo alternativo de chicana móvel e flutuante por meio de um estudo em lagoa de estabilização. O desenvolvimento do estudo iniciou com a coleta de dados batimétricos em uma lagoa de estabilização no município de Campo Mourão, tendo como sequência a criação de um modelo tridimensional da camada de sedimentos no leito da lagoa, avaliação do comportamento hidrodinâmico do fluido, desenvolvimento do modelo de chicana e avaliação do comportamento hidrodinâmico de quatro configurações (cenários) de disposição dos defletores no leito da lagoa. No cenário um as chicanas estariam fixadas nas laterais e no centro da lagoa, paralelas à sessão de entrada e saída. Os cenários dois e três teriam as chicanas fixadas apenas nas laterais da lagoa, ainda paralelas às sessões de entrada e saída, e o cenário quatro teria a fixação das chicanas paralelas ao sentido do fluxo, condicionando a formação do fluxo tipo pistão. A avaliação hidrodinâmica foi realizada por meio de fluidodinâmica computacional. A partir do desenvolvimento da metodologia, identificaram-se os principais problemas operacionais e áreas de ocorrência, condicionando assim a escolha das configurações para disposição das chicanas. A sua utilização permitiu a mitigação dos principais problemas, como o acúmulo de sedimentos, e foi capaz de aumentar a velocidade de fluxo em todos os cenários, assim como aproximar o tempo de detenção hidráulica de operação ao de projeto. De acordo com os dados obtidos, e a análise visual das simulações, é possível afirmar que a configuração de chicanas avaliada no cenário quatro seria mais adequada à mitigação dos problemas operacionais encontrados na lagoa estudada, pois esta disposição condiciona o fluxo do tipo pistão, que proporciona menor acúmulo de sedimentos e desenvolvimento de zonas mortas e zonas de curto circuito no leito. Concluiu-se assim que a instalação de chicanas é capaz de mitigar os problemas operacionais de lagoas de estabilização por meio do direcionamento do fluxo. Da mesma forma, foi possível observar a necessidade de estudos contínuos que permitam o aprimoramento dos sistemas de tratamento de efluentes.