Estudo numérico de derrames de óleo na região do Super Porto De Rio Grande - RS

Abstract

The impossibility of eliminating risks of accidents involving oil spills stresses the importance in establishes fast action protocols against these eventual disasters, mainly in harbor zones. In this study sixty simulations with different scenarios for oil spill events were simulated in different envi- ronmental conditions at the harbor zone of the city of Rio Grande - RS. The simulations were made using the numerical system Telemac-3D + ECOS. The hydrodynamic simulation period was of 365 days corresponding to the daily means calculated for the period between the years of 2003 and 2015. The hydrodynamic validation for the month of January of 2011 showed satisfactory results. The me- ans were used in order to simulate the main processes in the hydrodynamic circulation. The oil spills simulations, spaced over 365 days, were used to identify the main forces controlling the oil particles movement and its final destination. The trend of the movement of oil particles is due the combination of winds, currents and water discharge from the Patos lagoon tributary rivers. During summer and spring with predominant Northeast winds and low river discharges, 100% of the simulations showed that a fraction of the oil particles reaches the Super Porto zone (R1). In 17.9% of the simulations, a fraction of the oil particles reaches the Saco da Mangueira (R10). Moreover, during autumn and winter when winds vary in direction and river discharges are maximum, 60% of simulations showed that oil particles reach the R1 zone; 40% suggest they reach the salt marshes region (R6); 30% reach the inlet groins (R3) and 16.7% suggest the oil particles leaved the estuarine domain (R12). With high river discharge or low wind intensity, the current have great influence percentage ratio in the oil particles displacement. The wind action is main force for the oil particles to reach the estuarine shore because of the varying directions of it, while the current have dominance at the access channel to the Patos lagoon in a longitudinal orientation. The regions R1, Barra Nova (R2), and the tip of regions Q. section (R5), R6 and São José do Norte (R7) showed high contamination by oil spills. In weathering, the oil emulsification response showed great results however, the evaporation process were super esti- mated by the model. The different scenarios of flood/ebb regime and different direction and intensity of winds generate distinct interactions over the oil particles trajectories that can intensify or slow down the displacement velocity of the particles. Lastly, the ECOS model showed satisfactory results for the oil spill displacement providing the results of susceptibility to touch of oil at the estuarine shore. The regions R5 and R6 are the reach points of oil spills that present great oil concentration and the most dangerous scenarios. presenting a high sensitivity index (ISL 10). Therefore, this study results can support actions in case of accidents involving oil spills at the Super Porto region.

A impossibilidade de eliminar riscos de acidentes envolvendo o derramamento de óleo, principalmente em zonas portuárias, ressalta a importância de estabelecer protocolos para uma rápida ação contra estes eventuais desastres. Neste estudo foram simulados sessenta cenários de eventos de derrame de óleo com diferentes condições ambientais na região portuária da cidade de Rio Grande – RS, modelados pelo sistema numérico Telemac-3D + ECOS. O período da simulação hidrodinâmica foi de 365 dias, sendo este equivalente às médias diárias calculadas entre os anos de 2003 a 2015. Os resultados para a validação da hidrodinâmica, realizada no mês de janeiro de 2011, mostraram-se satisfatórios. As simulações dos vazamentos escolhidas, ao longo dos 365 dias, foram utilizadas para a identificação das principais forçantes que controlam o movimento das partículas de óleo, assim como, o seu destino final. A tendência do deslocamento das partículas de óleo é devido a combinação dos efeitos dos ventos, correntes e descarga dos afluentes da Lagoa dos Patos. Durante o período de verão e primavera, os ventos de Nordeste são de maior frequência e a descarga dos afluentes é baixa. Neste caso, observou-se que em 100% das simulações, uma porção das partículas de óleo chegam na encosta da região do Super Porto (R1), e que, em 17,9% das simulações, uma porção das partículas de óleo chegam à encosta da enseada do Saco da Mangueira (R10). No outono e no inverno, os ventos possuem maior variabilidade em todas as direções e são combinados com as maiores descargas dos afluentes. Nestes cenários observou-se que em 60% das simulações, uma porção de partículas de óleo chegam à encosta da região do Super Porto (R1), 40% chegam na região de Marismas (R6), 30% atingem a região dos Molhes da Barra (R3) e, em 16,7% das simulações, as partículas de óleo saem para fora da região do Estuário (R12). As correntes tem maior influência nos deslocamentos das partículas quando os afluentes possuem maiores vazões ou quando ocorre baixa intensidade dos ventos. A ação dos ventos é a principal contribuinte para que as partículas de óleo cheguem nas encostas da região estuarina. As regiões com maiores concentrações por vazamentos de óleo são: à encosta do Super Porto (R1), Barra nova (R2) e ponta da Q. Secção (R5), assim como nas duas extremidades da região de Marismas (R6) e São José do Norte (R7). No intemperismo, a resposta da emulsificação do óleo apresentou-se de forma adequada, porém para as respostas de evaporação, o modelo superestimou os resultados. Para os cenários, os diferentes regimes de enchentes, vazantes e condições de ventos podem criar distintas interações nos efeitos sobre as trajetórias das partículas de óleo, podendo intensificar ou retardar a velocidade de deslocamento das partículas de óleo. Por fim, o modelo ECOS mostrou-se eficaz na simulação do deslocamento da mancha de óleo, ao fornecer os resultados de susetibilidade ao toque do óleo na costa. Os locais da Q. Secção (R5) e Marismas (R6) são os pontos de chegada óleo mais preocupantes, pois além de apresentarem grandes concentrações de óleo vazado eles possuem o maior índice de sensibilidade litoral (ISL 10). Sendo assim, os resultados do estudo também podem ser utilizados para subsidiar ações em caso de acidentes que envolvam vazamentos de óleo no Super Porto.