Profa. Renata Medici

DISPERSÃO DE POLUENTES-ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ:

MODELO DE BRIGGS (1965)

Reduc lança coluna de fumaça no céu no dia 30 de abril(Foto: Marcos Estrella / TV Globo )

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

Cálculo da ascensão da pluma : Altura Efetiva da Chaminé

hg - altura geométrica da chaminé (altura física da chaminé)

Δh - ascensão da pluma (altura de elevação da pluma em relação ao topo da chaminé)

A altura efetiva da chaminé é definida como a altura na qual a pluma torna-se passiva e passa a seguir o movimento do ar atmosférico.

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)

Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função;

i. das características da fonte,

ii. da meteorologia

iii. da distância à sotavento da fonte

iv. método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros

Quando o poluente é emitido pela fonte, por que ele tende a subir?

O levantamento de uma pluma pode ocorrer tanto pelo efeito de flutuabilidade, e/ou pela quantidade de movimento (momentum), (Fonte: Monteiro, 2014)

Monteiro, 2014 - IMPLEMENTAÇÃO DE LEVANTAMENTO DE PLUMA DE CHAMINÉS NO MODELO DE DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS MODELAR. Disponível em: http://dodo.lemma.ufpr.br/lib/exe/fetch.php?media=files:dissertacao-ppgea-000008.pdf

Ascenção que ocorre pela diferença de temperatura entre a pluma emitida e o ar ambiente

O levantamento é devido à velocidade vertical de saída dos efluentes

FLUTUABILIDADE

Monteiro, 2014 - IMPLEMENTAÇÃO DE LEVANTAMENTO DE PLUMA DE CHAMINÉS NO MODELO DE DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS MODELAR. Disponível em: http://dodo.lemma.ufpr.br/lib/exe/fetch.php?media=files:dissertacao-ppgea-000008.pdf

Atmosfera instável - a “flutuação” aumenta a medida que se eleva, desta forma a altura final será maior.

Atmosfera estável - a flutuação diminui a medida que a pluma se eleva;

Atmosfera neutra – flutuação é constante.

Ascenção que ocorre pela diferença de temperatura entre a pluma emitida e o ar ambiente

QUANTIDADE DE MOVIMENTO

O levantamento é devido à velocidade vertical de saída dos efluentes

Uma vez emitida, a velocidade inicial de uma pluma tende à diminuir devido ao arraste produzido quando esta adquire movimento horizontal.

Este fenômeno faz com que a mesma se incline.

Quanto maior a velocidade dos vento maior será o movimento horizontal.

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)

Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função;

i. das características da fonte,

ii. da meteorologia

iii. da distância à sotavento da fonte

iv. método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros

Imagine a situação apresentada abaixo.

A altura efetiva varia de acordo com a distância horizontal “ x” depois da emissão.

Xf - Distância na qual a subida de uma pluma Δh (m) está plenamente desenvolvida

Briggs (1984) propôs uma definição mais satisfatória para a altura efetiva da fonte (he). Esta definição consiste em determinar a altura do levantamento da pluma em função da distância xf

CÁLCULO DA ALTURA EFETIVA A PARTIR DO MODELO DE BRIGGS

1- Equação que rege a “flutuação” do gás

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

Condições de estudoi. Esta equação é válida para emissões com um peso

molecular e calor específico próximos daqueles do ar

2- Equação que rege a quantidade de movimento

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

Onde:Fm – quantidade de movimento (m4s-2)d- diâmetro d chaminé (m)

3 - Determinar se a elevação da pluma é regida pelo empuxo ou pela quantidade de movimento

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

Para isso faz-se necessário calcular a diferença de temperatura cruzada (ΔTc),

que por sua vez depende da estabilidade da atmosfera.

Para condições instáveis ou neutra a diferença de temperatura cruzada (ΔT)c é dependente do fluxo de empuxo.

Se a diferença entre a temperatura do gás na saída da chaminé e a do ar ambiente (ΔT) é maior ou igual a (ΔT)c a sobre-elevação é dominada pelo empuxo, caso contrário, o momento é que predomina.

Para condições estáveis a diferença de temperatura cruzada (ΔT)c é dependente da quantidade de movimento e calculada por

Na falta de conhecimento do gradiente vertical de temperatura os dados do Quadro 8.11, que concerne a latitudes médias e um ar seco, podem ser utilizados

A partir do momento em que se conhece se a ascensão da pluma será regida pelo empuxo ou pela quantidade de movimento pode-se calcular:

i. a distância crítica( xf ) a partir da chaminéii. E a altura efetiva da pluma Δh

Quando o empuxo é dominante.

Em geral isto acontece quando a temperatura dos gases na saída da chaminé é maior que a

temperatura do ar ambiente.

Para condições instáveis ou neutras,.

Não confundir com o hg’ da

altura reduzida

Para condições instáveis ou neutras,

Para condições estáveis,

Em geral isto acontece quando a temperatura dos gases na saída da chaminé é menor ou

igual a temperatura do ar ambiente.

Quando a quantidade de movimento é dominante

Para condições instáveis ou neutras

Para condições estáveis

Ou a equação anterior (adota-se o menor valor para Δh.

Com velocidade do vento próxima de zero (u ≤1 m/s) e condições calmas e estáveis (classe E e F) as equações anteriores não podem ser usadas

para condições onde predomina a flutuabilidade

para condições onde predomina a velocidade de saída

Monteiro, 2014 - IMPLEMENTAÇÃO DE LEVANTAMENTO DE PLUMA DE CHAMINÉS NO MODELO DE DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS MODELAR. Disponível em: http://dodo.lemma.ufpr.br/lib/exe/fetch.php?media=files:dissertacao-ppgea-000008.pdf

RESUMO DAS EQUAÇÕES E CONDIÇÕES DE USO