ANÁLISE EXPERIMENTAL DO ESCOAMENTO NO INTERIOR DE UM TÚNEL DE VENTO PORTÁTIL
UTILIZADO PARA ESTIMATIVA DE EMISSÕES DE GASES ODORANTES A PARTIR DE SUPERFÍCIES
LÍQUIDAS PASSIVAS
Nome: PÂMELA ROSSONI LIMA
Data de publicação: 31/10/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| BRUNO FURIERI | Examinador Interno |
| DAVIDSON MARTINS MOREIRA | Examinador Externo |
| FÁBIO JESSEN WERNECK DE ALMEIDA MARTINS | Examinador Externo |
| JANE MERI SANTOS | Presidente |
| NEYVAL COSTA REIS JUNIOR | Examinador Interno |
Resumo: Estações de tratamento de esgoto (ETE) são fontes significativas de gases odorantes em regiões urbanas
que podem afetar o bem-estar e qualidade de vida das populações vizinhas. A estimativa das emissões
desses gases consiste em etapa fundamental para estabelecer estratégias de controle e para estimar o
impacto causado. Lagoas de estabilização e tanques de decantação primário e secundário são exemplos
de unidades de processo que possuem superfícies líquidas passivas e que constituem principais fontes
de gases odorantes em ETEs. O Túnel de Vento Portátil (PWT) é um aparato enclausurante da superfície
utilizado para medir diretamente as emissões em superfícies líquidas passivas expostas à atmosfera, pois
tem o potencial de reproduzir as condições de escoamento atmosférico sobre a superfície. Entretanto, a
literatura acerca da compreensão física do escoamento do dispositivo bem como o entendimento dos
fenômenos de transferência de massa que ocorrem em seu interior ainda é escassa. A velocidade de
fricção () na superfície no interior do aparato é um dos parâmetros importantes para assegurar que a
taxa de emissão medida pelo dispositivo seja comparável àquela emitida por uma superfície líquida
passiva exposta ao escoamento atmosférico. Assim, o objetivo deste trabalho consiste em investigar as
características do escoamento em um túnel de vento portátil, analisando sua capacidade de reproduzir
condições aerodinâmicas representativas e sua influência na transferência de massa em superfícies
líquidas expostas ao escoamento atmosférico turbulento. Para atingir o objetivo proposto, foram
realizados experimentos em laboratório para mensurar o campo de velocidades no interior do PWT
empregando a técnica de Velocimetria por Imagens de Partículas (PIV). Os resultados destacaram que
para as baixas velocidades normalmente utilizadas nos PWT apresentados na literatura, o escoamento
tornou-se laminar. Os esforços para aumentar a velocidade na seção de teste, através do aumento da
vazão, resultaram em um escoamento turbulento e possibilitaram a formulação de um modelo
matemático para estimar a velocidade de fricção nas condições operacionais de forma análoga ao
escoamento sobre uma placa plana. Os valores de obtidos no PWT foram comparados a estimativas
de um modelo empírico para superfícies líquidas passivas em ETEs. Verificou-se que, em faixas
específicas, o PWT consegue reproduzir valores de próximos aos encontrados em cenários reais de
ETEs, atingindo compatibilidade máxima de 23%. No entanto, como a maioria dos valores estimados
pelo modelo empírico estão abaixo da faixa experimental alcançada, ajustes no PWT para operar com
menores velocidades de fricção sob regime turbulento poderiam ampliar significativamente essa
representatividade, atingindo até 90% de compatibilidade em alguns casos. Embora o equipamento
tenha apresentado compatibilidade parcial com os valores de observados em ETEs, limitações
experimentais devem ser consideradas. Os valores de característicos do dispositivo referem-se a uma
superfície rígida e lisa, o que difere das condições reais de superfícies líquidas deformáveis, típicas de
ETEs. Além disso, embora o teste de verificação de ondas, conduzido em um tanque com água, tenha
apresentado resultado negativo, a literatura indica que, para as faixas de velocidade de fricção testadas,
seria esperado o desenvolvimento de ondas. Essa divergência pode estar associada ao comprimento
insuficiente do PWT e a influência das paredes laterais. Paralelamente, com base nos valores de
estimados pelo modelo empírico, foi realizada uma análise de sensibilidade envolvendo os principais
modelos utilizados na estimativa de emissões em ETEs, considerando compostos odorantes com
distintos padrões de volatilização. Observou-se que a negligência da rugosidade circundante pode levar
a superestimações significativas dos coeficientes globais de transferência de massa (), atingindo até
40% para compostos dominados pela fase líquida e até 33% para aqueles dominados pela fase gasosa
ou por ambas. Esses resultados reforçam a importância de se considerar adequadamente as
características aerodinâmicas do entorno em avaliações de emissões atmosféricas em ETEs.
