Modelling the fate and transport of oil spills

Nome: Fernando Túlio Camilo Barreto
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 02/08/2019
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Julio Tomás Aquije Chacaltana Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Diogo Costa Buarque Examinador Interno
Edmilson Costa Teixeira Examinador Interno
Fernando Pellon de Miranda Examinador Externo
Julio Tomás Aquije Chacaltana Orientador
Roger Matsumoto Moreira Examinador Externo
Valdir Innocentini Coorientador

Resumo: As consequências associadas a derramamentos de óleo em meios aquosos
vão além dos danos ambientais, causando grandes prejuízos econômicos
e problemas de saúde para a população. Para minimizar estes efeitos, a
aplicação de modelos computacionais para a predição da evolução de manchas
de óleo constitui em uma poderosa ferramenta de mitigação de acidentes
envolvendo derramamentos de óleos. Nesta tese foi construído um modelo
de código aberto 3D para estudar a evolução do transporte e da química de
uma mancha de óleo (disponível em https://github.com/fernandotcbarreto/
SYMOS-model), empregando parametrizações estado-da-arte para os processos
físico-químicos, e o método das parcelas lagrangeanas para resolver a
advecção e a difusão turbulenta da macha de óleo. Para contornar a natureza
não previsível de um derramamento de óleo foi implementado um método
probabilístico, em que são simulados um grande número de cenários sob
diferentes condições meteo-oceanográficas, a partir dos quais foram calculados
parâmetros estatísticos que permitem uma descrição robusta dos impactos
de uma mancha de óleo. O transporte e os quatro processos físico-químicos
implementados no modelo, evaporação, emulsificação, dissolução, e dispersão
vertical (entranhamento), foram validados com dados medidos, com os
resultados produzindo bons valores de correlação. Após a validação do modelo,
este foi aplicado em um estudo de caso no sistema de baías formado pelas baías
do Espírito Santo e de Vitória (SEIV), uma região com intensa atividade portuária,
para avaliar a sensibilidade da região a derramamentos de óleo. Para isto,
foram realizadas simulações probabilísticas e contínuas para derramamentos
hipotéticos em dois locais de intenso tráfico de navios, a entrada da baía de
Vitória (derramamento da baía de Vitória) e a adjacência do porto de Tubarão
(derramamento do porto de Tubarão). As simulações foram reproduzidas para
o período de verão e inverno para incluir a variabilidade sazonal nas análises.
Para o derramamento da baía de Vitória, os mapas estatísticos mostraram uma
pequena variabilidade entre o verão e o inverno, com as áreas mais afetadas
localizadas na entrada da baía de Vitória e região adjacente da baía do Espírito
Santo. Este caso foi fortemente controlado pelo regime de maré, com a dinâmica
da mancha reproduzindo a dominância das correntes de vazante da região. No
derramamento do porto de Tubarão foi observada uma grande variabilidade entre
o verão e o inverno. Para o verão ocorreu uma clara tendência da mancha em
propagar em direção a praia de Camburi, e para o inverno todas as simulações
determinísticas mostraram o transporte da macha para fora do SEIV. Para a
simulação contínua o pior cenário analisado foi o do derramamento do porto de
Tubarão para o verão, com uma grande área do SEIV e toda extensão da praia
de Camburi afetadas pela mancha.
Palavras-chave: Derramamento de óleo. Modelagem computacional. Parcelas
lagrangeanas. Simulação probabilística.
v

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