55 Figura 22: Comparação entre os dados de nível de água gerados pelo modelo (azul) e os dados de maré previstos pelo Delft-Dashboard (vermelho) no cenário #QV. 71 Figura 32: Comparação entre os dados de nível de água gerados pelo modelo (azul) e os dados de maré previstos pelo Delft-Dashboard (vermelho) no cenário #QI.
OBJETIVO GERAL
O módulo hidrodinâmico Delft3D (Delft3D-FLOW) é capaz de simular escoamentos instáveis em duas e três dimensões. Baseia-se em um sistema de equações para águas rasas em duas e três dimensões, composto por uma equação de movimento na direção horizontal, uma equação de continuidade e equações de transporte para componentes conservativas (GARCIA, 2008; DELFT-FLOW, 2011).
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
A utilização do petróleo e seus derivados é fundamental, como é o caso dos combustíveis, entre os quais está o óleo diesel marítimo, que foi discutido neste estudo. O óleo diesel marítimo às vezes é confundido com o óleo diesel convencional, mas a diferença entre os dois se caracteriza apenas pela diferença no ponto de fulgor1, pois as embarcações exigem um maior nível de segurança de navegação.
HISTÓRICO DE ACIDENTES
O acidente de derramamento de óleo mais famoso pelas suas consequências ocorreu com o petroleiro Exxon Valdez. Estima-se que tenham vazado aproximadamente 1.300 m³ de óleo combustível marítimo, causando poluição em praias, costas, manguezais, unidades de conservação e patrimônios históricos.
DISPERSÃO DO ÓLEO
- Espalhamento
- Evaporação
- Dispersão
- Emulsificação
- Dissolução
- Oxidação
- Sedimentação
- Biodegradação
Causado pela gravidade e tensão superficial, o espalhamento é a expansão horizontal da mancha de óleo devido à tendência do óleo fluir sobre si mesmo (SZEWCZYK, 2013). Devido à espessura do remendo, as forças inerciais são dominantes como forças de resistência, enquanto a gravidade atua como força ativa.
EFEITOS DO ÓLEO NOS ORGANISMOS
Depende de 3 fatores: o grau de dispersão, a quantidade de sólidos suspensos na água e a poluição do ambiente costeiro (CETESB, 2013b). Em águas rasas esse processo é potencializado pela maior quantidade de sólidos em suspensão (adesão).
MODELOS NUMÉRICOS
DELFT3D
É calculado através do cosseno do ângulo entre os lados M e N de cada um dos nós da grade e é. E o último, difusão interna, suaviza os dados para os nós da grade onde as condições da grade amostral não atendem às condições exigidas pelos interpoladores mencionados acima.
VALIDAÇÃO E CALIBRAÇÃO DE MODELOS NUMÉRICOS
As ferramentas de pós-processamento, GPP e QUICKPLOT, são utilizadas para visualizar e animar os resultados simulados, sendo a primeira um programa geral de pós-processamento.
CARTAS SAO
Segundo Arau (2005), baseiam-se em 5 informações principais: (1) índice de sensibilidade costeira (ISL), (2) recursos biológicos sensíveis ao petróleo, (3) impacto nas actividades socioeconómicas, (4) informação de resposta. e (5) possíveis fontes de contaminação. O tipo de substrato determina o nível de impacto do derramamento em termos da possibilidade de penetração e estabilização do óleo ao atingir esse ambiente (CARVALHO, 2003).
ÁREA DE ESTUDO
O ISL é baseado em características geomorfológicas e varia por região, e sua determinação leva em consideração tipo de substrato (tamanho de grão, mobilidade, permeabilidade e tráfego), exposição ambiental relativa à ação das ondas e marés, declive costeiro, produtividade e sensibilidade biológica, e facilidade de limpeza. Segundo Schettini (2002), esta região é influenciada por diferentes tipos de massas de água, entre elas: 1) águas costeiras, com temperaturas que variam conforme a estação e salinidade inferior a 34‰; 2) Águas tropicais com temperatura acima de 22°C e salinidade acima de 35‰; 3) Água central do Atlântico Sul com temperatura inferior a 20°C e salinidade superior a 35‰. Esse corpo d’água não tem origem na região de Itajaí, pois se limita a uma camada de 10 metros de profundidade; e finalmente 4) convergência subtropical. Quanto à maré meteorológica, podemos dizer que quando ocorre provoca uma variação de 1 metro em relação à maré astronómica.
São influenciados por ciclones extratropicais mais intensos no inverno e na primavera, alterando o padrão de ventos locais, pois ocorrem ventos do quadrante sul no inverno e na primavera, responsáveis pela intrusão de frentes frias na região. também, criando marés meteorológicas na região.
DELFT3D
PRÉ-PROCESSAMENTO
A geração da rede foi realizada em duas fases, onde a do Rio e a área correspondente à plataforma foram feitas separadamente. Na malha utilizada neste projeto a ortogonalidade ao longo da área de interesse foi igual a 0 (zero), mas no rio Itajaí-Açú esse valor é 0,12 devido à presença de meandros, conforme mostrado na Figura 7. no contorno aberto referente ao Rio (Oeste), a salinidade foi assumida como 0 (zero) para simular uma descarga de água doce no sistema para posteriores análises de variação da salinidade na área de estudo.
É importante ressaltar que os dados seguem convenção meteorológica, ou seja, a direção do vento indica o seu local de origem.
PROCESSAMENTO
Para simular um derramamento de óleo, optou-se pelo Diesel Marítimo, cuja densidade corresponde a 0,85 kg/m³ (PETROBRAS, 2013). Neste caso, optou-se por realizar uma simulação do pior caso, ou seja, sem levar em conta os processos climáticos representados pela decadência. Os processos de intemperismo envolvem muitas condições e fatores, portanto são necessárias equações melhores para uma boa representação.
Para ambos os métodos de estimação, valores próximos de 0 (zero) indicam uma boa representação entre os dados relacionados, neste caso, entre os dados de nível gerados pelo modelo e os dados previstos pelo Delft-Dashboard.
PÓS-PROCESSAMENTO
VALIDAÇÃO
Os dados foram processados no ambiente Matlab para posterior comparação com os resultados do modelo. Após a análise dos resultados do cenário de validação, comprovou-se que os parâmetros e as condições iniciais e de contorno representam bem a área de estudo, portanto foram mantidos para a execução dos cenários de dispersão de óleo, levando em consideração a extrapolação da confiabilidade dos dados.
VALIDAÇÃO
O RMSE, que expressa a raiz do erro quadrático médio entre os resultados do nível de água obtidos pelo modelo e os dados de maré previstos, obteve um valor baixo, mostrando que este erro é pequeno. De modo geral, pode-se observar uma semelhança entre os resultados gerados pelo modelo no cenário de validação e os dados medidos no BF4. Na Figura 14 e Figura 15 pode ser feita uma comparação entre os dados medidos no BF4 e os dados gerados pelo modelo (Qmlt + vento).
Embora a variação vertical esteja bem representada nos resultados, a variação temporal não foi identificada no modelo, como observado em campo (Figura 14).
PERFIL VERTICAL DE SALINIDADE
MARÉ
Como ambos os cenários foram simulados a partir de uma situação inicial não real, assumiu-se que o modelo se estabilizou 5 dias antes do início do vazamento. Portanto, os resultados apresentados representam apenas os dias da simulação hipotética do vazamento, garantindo que os sete dias da análise de propagação spot não foram afetados por dados instáveis.
VENTO
ÓLEO
Em todos os cenários, a propagação da mancha foi dominada pela área de domínio, ou seja, ao final do período simulado, o óleo atingiu toda a zona costeira, mas com diferenças nas concentrações. As contrações são dadas através do volume de cada elemento da grade, ou seja, da quantidade de óleo presente em cada célula em kg/m³. Os tópicos de propagação do derramamento em cada cenário entrarão em mais detalhes sobre os locais afetados pelo derramamento hipotético.
CARTA SAO
CENÁRIOS
SIZÍGIA -VERÃO (#SV)
O primeiro contato do óleo com o litoral ocorreu ao norte de Praia Brava (Itajaí) e ao norte de Navegantes, como pode ser observado na Figura 20. O município de Penha, assim como a zona sul de Piçarras, também foi atingido com 5. 7 x 10-7 kg/ m³ de óleo diesel marítimo ao final da simulação de 7 dias sem os processos de intemperismo do óleo (Figura 21). No município de Navegantes o maior índice de sensibilidade corresponde ao manguezal de Gravatá, localizado ao norte da Praia de Navegantes.
Para o município de Itajaí, o local com maior índice de sensibilidade corresponde ao Rio Itajaí, bem como aos molhes de seu estuário.
QUADRATURA – VERÃO (#QV)
Ao norte de Navegantes, o local afetado foi o promontório entre a Praia de São Miguel e a Praia Vermelha, conforme pode ser observado na Figura 25. Assim como no cenário anterior (#SV), a influência dos ventos foi de grande importância na direção que conduz teve uma consequência. do deslocamento da mancha, confirmado (ASSAD et al, 2009). Os locais onde ocorreu maior concentração de óleo correspondem aos municípios de Penha, Piçarras e Balneário Camboriú, sendo que neste último as praias de Balneário Camboriú, Laranjeiras, Taquaras, Taquarinhas e do Pinho foram as mais afetadas.
Assim como no cenário #SV, as áreas mais afetadas são os municípios de Piçarras, Penha e Balneário Camboriú.
SIZÍGIA – INVERNO (#SI)
Assim como nos cenários anteriores, a propagação do derramamento de óleo afetou principalmente as cidades de Piçarras, Penha e Balneário Camboriú. As estruturas artificiais da Praia da Armação, os molhes da barra norte e sul de Balneário Camboriú e o Rio Camboriú, que assim como o Rio Piçarras, não está incluído na modelagem, mas está localizado em uma área com alto risco de contaminação. Neste cenário específico, também houve contaminação das Praias Brava (Itajaí) do Côco (Balneário Camboriú), bem como de todas as enseadas deste município.
Entre os locais menos afetados pelo petróleo neste cenário, temos locais que apresentam alto ISL, como nos cenários anteriores: o manguezal de Gravatá, localizado ao norte da Praia de Navegantes devido ao tipo de sedimento e vegetação típica dos manguezais, e o Rio Itajaí-Açú, com estruturas antrópicas relacionadas às atividades portuárias e áreas de mangue.
QUADRATURA – INVERNO (#QI)
Neste cenário específico também se observa a presença de óleo na foz do rio Itajaí-Açú, o que é explicado pelo vento proveniente dos quadrantes 1 e 2. Assim como nos cenários anteriores, a propagação da mancha de óleo afetou principalmente os municípios de Piçarras, Penha e Balneário Camboriú, com concentração de até 6,1 x 10-7 kg/m³ de óleo diesel marítimo. Ao final de sete dias de simulação, o poluente atingiu locais altamente sensíveis ao petróleo, com concentrações de até 6,1 x 10-7 kg/m³ de óleo diesel marítimo, como é o caso do litoral de.
O vento foi um fator de grande importância na determinação do deslocamento da mancha de óleo. Determinação do índice de sensibilidade a derramamentos de óleo costeiro (ISL) para as regiões norte e centro-norte do estado de Santa Catarina (SC). ESTUDO DA DISTRIBUIÇÃO DE DERRAMAMENTOS DE PETRÓLEO NA ÁREA OPERACIONAL DO PORTO DE RIO GRANDE – RS.
