Aluno de Iniciação Científica: Danieli Mara Ferreira (PIBIC/UFPR-TN)
Curso: Engenharia Ambiental
Orientador: Cynara de Lourdes da Nóbrega Cunha
Departamento: Engenharia Ambiental
Setor: Campus Palotina
Palavras-chave: Estratificação térmica , Modelo unidimensional , Reservatório do rio Verde
Área de Conhecimento: 30704049 - QUALIDADE DO AR, DAS ÁGUAS E DO SOLO

Mudanças na temperatura da água e na dinâmica de estratificação térmica podem causar efeitos negativos sobre os processos físicos, químicos e biológicos de um reservatório. Descargas de efluentes em diferentes temperaturas podem impactar o ecossistema aquático. Além disso, a variação da temperatura afeta a densidade da água, e como consequência, altera os processos de transporte e mistura. Este trabalho propõe a caracterização dos ciclos de estratificação térmica do reservatório do rio Verde, localizado na região metropolitana de Curitiba, Paraná. No local foi instalada uma estação meteorológica, que forneceu dados de temperatura da coluna de água, temperatura do ar, umidade relativa, velocidade do vento e radiação solar. Com os dados de temperatura da água foi estimada a estabilidade da estratificação térmica da coluna de fluido no período de março de 2009 a dezembro de 2010. Os resultados mostraram que o reservatório possui estratificação térmica estável no verão, enquanto no inverno ocorre a circulação. Um modelo unidimensional de transferência de calor é utilizado para simular os perfis verticais de temperatura do reservatório. Tal modelo é baseado na solução da equação de difusividade turbulenta, usando o método das diferenças finitas. Inicialmente adotou-se um valor constante para o coeficiente de difusividade turbulenta, e posteriormente foram testadas duas formulações indicadas na literatura para o mesmo. Uma delas utiliza o número de Richardson como parâmetro indicador de estratificação, e a outra é baseada na profundidade da termoclina. A condição de contorno na superfície, que descreve as transferências de calor entre o reservatório e a atmosfera, é formulada a partir do conceito de temperatura de equilíbrio. O modelo é calibrado e validado para o reservatório do rio Verde durante os meses de janeiro e julho de 2009 e 2010. Os resultados mostram uma boa concordância entre os valores simulados e observados em relação aos ciclos de estratificação da área de estudo. A aplicação do modelo possibilita ainda o estudo da influência de fatores externos sobre a distribuição vertical de temperatura na coluna de água e, portanto, sobre os ciclos de estratificação.

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