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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2005.tde-19052006-154822
Document
Author
Full name
Ricardo de Mattos Fortis
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2005
Supervisor
Committee
Ortiz, Jayme Pinto (President)
Alfredini, Paolo
Lamparelli, Claudia Conde
Title in Portuguese
Modelagem computacional da dispersão da pluma do efluente dos emissários submarinos do TEBAR Petrobrás.
Keywords in Portuguese
emissário submarino
modelagem computacional
São Sebastião
tratamento de efluentes
Abstract in Portuguese
O Terminal Almirante Barroso – TEBAR, de propriedade da Petrobrás, está localizado no Canal de São Sebastião – CSS, onde lança seus efluentes através de dois emissários submarinos com sistema difusor, ambos de polietileno de alta densidade - PEAD. Cada seção difusora é constituída de três risers com 0,15m de diâmetro e 1,5m de altura, a uma profundidade que varia entre 19,15 e 25,45m. A intensidade média de corrente no canal é da ordem de 0,40 a 0,60m/s, com direção preferencial NE. O efluente possui altas concentrações de amônia (máxima de 125,5,mg/L em abril de 2001) que ultrapassam o padrão de emissão estabelecido pela Resolução Conama 20/86 (Artigo 21 - 5,0mg NH3/L), além de ser caracterizado como um efluente denso devido a alta concentração de salinidade. Para compreender o processo de dispersão do contaminante amônia e o perfil hidrodinâmico da pluma do efluente dos emissários submarinos do TEBAR, utilizou-se a modelagem computacional como uma ferramenta de análise do processo da dispersão de efluentes em corpos d’água, e também como suporte na decisão das agências ambientais e dos processos industriais frente a exigência de atendimento à legislação. Dois diferentes métodos foram utilizados, o método integral (software CORMIX) e o método dos volumes finitos (software FLUENT). O CORMIX é um programa especialista largamente utilizado na análise do campo próximo do lançamento de efluentes por emissários submarinos, enquanto que, no FLUENT pode-se considerar os efeitos da batimetria (Carta Náutica n0 1643 da Marinha do Brasil) e analisar tanto o campo próximo quanto o campo distante. Os resultados de ambos os métodos apresentaram uma pluma com empuxo negativo, que submerge após alguns metros do lançamento, acarretando em um forte impacto bêntico na área circunvizinha do sistema difusor. Os resultados da dispersão do contaminante apresentados pelo CORMIX, para este estudo, foram extremamente conservadores, onde o padrão de qualidade das águas somente é atingido a grandes distâncias do lançamento (200m). Os resultados do FLUENT estão de acordo com os estudos de monitoramento da qualidade da água e de diluição de traçadores fluorimétricos, atingindo o padrão de qualidade das águas a poucos metros do lançamento (15m).
Title in English
Computational modelling of dispersion plumme discharge from TEBAR / PETROBRÁS submarine outfalls.
Keywords in English
discharges
submarine outfall
water quality
Abstract in English
The Almirante Barroso Oil Terminal – TEBAR, property of Petrobrás, is located at São Sebastião Channel – CSS, which effluent is discharged through two submarine outfalls build of HDPE – High Density Polyethylene. Both of them has three risers with 0.15m of diameter and 1.5m of height, and are located between 19.15m and 25.45m of depth. The medium current velocity is between 0.40m/s and 0.60m/s to northward (NW). The effluent was sampled from April 2000 to March 2002 by Petrobrás. In this period, it was founded high concentrations of ammonia (125.5mg/L in April 2001), trespassing the limit value for emission of CONAMA 20 Resolution – Art.21 (5mg/L). The salinity of effluent is of order 52.8% at a temperature of 27.3ºC for the same period. This range of values results in a density of 1037 kg/m3. Computer modeling uses for the waste water dispersion process and the hydrodynamic profile description in water bodies is a modern tool as a decision support for the environmental agencies and for the industries in order to verify the standard water quality. Two different computer techniques are used in this present work, integral methods (software CORMIX) ), which conduct to the dilution results of the plume in the near field, and finite volume methods (software FLUENT) where its possible to analyze the effects of a variable batimetries (Nautical Map n0 1643 - Marinha do Brasil) and to consider the near and far dispersion process. Both softwares showed that effluent plume has negative buoyancy, ocurring a strong impact benthic in the vicinity area of submarine outfall. The FLUENT application permits obtain results for near-field and far-field with no restrictions of bathymetry and port discharge geometry but the computational cost is higher compared with classical software used to prevent plume dispersion from submarine outfalls and which are based in gaussian integral methods (CORMIX). In this present work, the CONAMA 20 Resolution for ammonia (C = 0,4mg/L) is attended around 15m for FLUENT and 200m for CORMIX, far from ports.
 
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Publishing Date
2006-05-22
 
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