Uma nova formulação analítica para a resolução de problemas de poluição aquática

Abstract

A simulação de processos envolvendo propagação de poluentes em meio aquático detém elevada relevância, em razão de reduzir significativamente os custos do projeto e construção de redes de esgoto. As duas principais aplicações de sistemas de simulação em problemas de poluição aquática visam ao planejamento de redes de esgotos e simulação de acidentes no transporte aquático de cargas tóxicas. Ocorre que os métodos usualmente empregados para efetuar tais simulações demandam elevado tempo de processamento, inviabilizando ambas as aplicações mencionadas. O trabalho proposto apresenta um novo método analítico para a resolução de equações advectivo-difusivas, que reduz drasticamente o tempo de processamento requerido para efetuar ambas as aplicações. Embora o método seja baseado no emprego da Transformada de Fourier, que fornece soluções exatas apenas para problemas de poluição aquática em meio infinito, condições de contorno de segunda espécie podem ser incluídas na formulação a fim de que possam ser obtidas distribuições de concentração e substâncias químicas em corpos hídricos com formato complexo. Resultados analíticos são apresentados.

Simulation of processes involving pollutant dispersion in water bodies are very relevant, because it provides a significant reduction related to the design and building of sewer systems. The main applications of these systems are planning sewer systems and simulation of disposals during water transport. Unfortunately, the methods usually employed to carry out such a task demands high-time processing, and hence both applications becomes unfeasible. In this work a new analytical method for solving advectiondiffusion equations is presented, which provides a drastic reduction of time-processing. Despite the method being based on the use of Fourier Transform, which provides exact solutions for water pollution problems only in infinite medium, boundary conditions of second kind can be included in order to obtain concentration profiles for bacteria and chemicals in complex shaped water bodies. Analytical results are reported.