Estudo numérico de vazamentos de óleo e suas relações com a sensibilidade ambiental e os processos hidrodinâmicos do estuário da Lagoa Dos Patos (RS)

Abstract

O padrão de consumo da população mundial apoia-se fundamentalmente nos derivados de petróleo. Embora contribuam para melhoria da qualidade de vida, possuem aspectos negativos principalmente no âmbito ambiental. O número de vazamentos de óleo no am- biente marinho e costeiro aumentou significativamente nos últimos anos. Considerando a complexidade do ambiente marinho e costeiro, o presente trabalho tem como objetivo aplicar um sistema de modelagem numérica e avaliar a dispersão de óleo na região estuarina da Lagoa dos Patos—RS, de forma a produzir resultados que possam posteriormente auxiliar na criação de um plano de contenção à contaminação, caso ocorra um acidente de vazamento de óleo. Uma estrutura de dados de circulação atmosférica e oceânica, du- rante o período de 2010 a 2013, foi organizada e inserida no acoplamento entre o modelo hidrodinâmico Telemac-3D e o modelo de óleo ECOS, contabilizando um total de 22 simulações de óleo. Estas simulações foram utilizadas para identificar as principais forçantes que controlam a dispersão e o deslocamento final das partículas de óleo. O deslocamento das partículas de óleo ocorre devido à combinação da intensidade de ventos, correntes e da descarga dos afluentes da Lagoa dos Patos. Durante o verão e a primavera, os ventos de nordeste têm maior frequência e a descarga dos afluentes é baixa. No outono e o inverno, os ventos possuem maior variabilidade em todas as direções, que são combinadas com as maiores descargas dos afluentes. De acordo com os resultados da simulações nos períodos de verão e primavera existem a probabilidade de que 30% das partículas de óleo chegaram ao Saco da Mangueira (R3). Ainda neste período, 23,3% chegaram à região do Super Porto (R4) e 10% à Ilha de Terrapleno (R1) e Barra Nova (R5). Nos períodos de outono e inverno existem a probabilidade de que 47,2% das partículas de óleo chegaram ao Saco da Mangueira (R3). Ainda neste período 14,7% das partículas de óleo chegaram à região do Super Porto (R4). As regiões afetadas pelas maiores concentrações de óleo são: o interior do Saco da Mangueira (R3), Marismas (R9), e as praias de São José do Norte (R10). A contaminação nestas regiões são graves, pois apresentam concentrações significativas de óleo vazado e possuem o maior índice de sensibilidade do litoral (ISL 10). A porcentagem média de emulsificação é de 70% e a evaporação é de 0,28%. O acoplamento destes modelos mostraram-se eficientes produzindo resultados que podem posteriormente ser utilizados em estudos de impacto ambiental ou na geração de planos de contingência na região do estuário da Lagoa dos Patos.

The consumption pattern of the world population is mainly based on petroleum products. Although they contribute to improving the quality of life, they have negative aspects mainly in the environmental field. The number of oil spills in the marine and coastal environment has increased significantly in recent years. Considering the complexity of the marine and coastal environment, the present work aims to apply a numerical modeling system and to evaluate the dispersion of oil in the estuary region of the Patos Lagoon-RS, in order to produce results that may later help in the creation of a containment plan in the event of an oil leak. A data structure of atmospheric and oceanic circulation during the period from 2010 to 2013 was organized and inserted in the coupling between the hydrodynamic model Telemac-3D and the ECOS oil model, counting a total of 22 oil simulations. These simulations were used to identify the main forcing agents that control the dispersion and final displacement of the oil particles. The displacement of the oil particles occurs due to the combination of the intensity of winds, currents and the discharge of the tributaries of the Patos Lagoon. During the summer and spring, the northeast winds are more frequent and the discharge of the tributaries is low. In autumn and winter, the winds have greater variability in all directions, which are combined with higher discharges from the affluentes. According to the results of the simulations in the summer and spring periods there is a probability that 30% of the oil particles have reached the Mangueira Bay (R3). Also in this period, 23,3% arrived in the Super Harbor region (R4) and 10% in Terrapleno Island (R1) and Barra Nova (R5). During the fall and winter periods there is a probability that 47,2% of the oil particles have reached the Mangueira Bay (R3). Also in this period 14,7% of the oil particles arrived in the region of the Super Harbor (R4). The regions affected by the highest concentrations of oil are: the interior Mangueira Bay (R3), Marismas (R9), and the beaches of São José do Norte (R10). Contamination in these regions is serious, since they have significant concentrations of oil leaked and have the highest sensitivity index of the coast (ISL 10). The average emulsification percentage is 70% and the evaporation is 0,28%. The coupling of these models were efficient producing results that can later be used in environmental impact studies or in the generation of contingency plans in the Patos Lagon estuary region.