Şehir planlama müdürlüğü tarafından hazırlanan özel proje alanı tasarım

Neste capítulo estão apresentados os cenários modelados no estudo do es- palhamento de nuvens de partículas e a caracterização da região fonte, necessários à aplicação do Modelo Lagrangeano do SisBAHIA® .

5.1–CENÁRIOSDESIMULAÇÃO

De forma a se obter uma análise diferenciada pelo regime de ventos atuantes, assim como por produtos de características distintas que podem ser pequenos ou grandes vazamentos imediatos ou vazamentos críticos contínuos com a utilização de óleo leve e óleo pesado, foram definidos cenários de simulação dando continuidade a numeração dos cenários já apresentados.

Os cenários do 3 ao 8, do 23 ao 28 representam os derrames ocorridos numa

plataforma distante 03 km da praia no verão e no inverno respectivamente. Em se-

guida, os cenários do 9 ao 14, do 29 ao 34 representam os derrames ocorridos num

duto distante 05 km da praia, respectivamente para o verão e o inverno, bem como

os cenários do 15 ao 18, do 35 ao 38 que representam os derrames ocorridos num

duto distante 15 km da praia para o verão e o inverno respectivamente. Por fim os

cenários do 19 ao 22, do 39 ao 42 representam, respectivamente, os derrames de verão e de inverno numa plataforma distante 25 km da praia. Esses quatro possíveis pontos de derramamento representam as plataformas mais próxima e mais distante da linha de praia, bem como os pontos de interseção de tubulações nos dutos que podem ser pontos potenciais de ocorrência de vazamentos.

A seguir será apresentada uma tabela mostrando todos os cenários de simu- lação descritos acima.

Tabela 5.1: Cenários de simulação para o Modelo de Transporte Lagrangeano. SAZONALIDADE TIPO DE ÓLEO CARACTERÍSTICA DO DERRAME DISTÂNCIA DA COSTA (KM) 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 X 11 X 12 X 13 X 14 X 15 X 16 X 17 X 18 X 19 X 20 X 21 X 22 X 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 03 05 15 25 23 X 24 X 25 X 26 X 27 X 28 X 29 X 30 X 31 X 32 X 33 X 34 X 35 X 36 X 37 X 38 X 39 X 40 X 41 X 42 X VERÃO LEVE PESADO

PEQUENO GRANDE CRÍT. CONTÍNUO PEQUENO GRANDE CRÍT. CONTÍNUO

CRÍT. CONTÍNUO C E N Á R IO S D E S IM U L A Ç Ã O INVERNO LEVE PESADO

PEQUENO GRANDE CRÍT. CONTÍNUO PEQUENO GRANDE

5.2–CONDIÇÕESINICIAIS

Com o intuito de avaliar o risco das plumas de óleo atingirem a costa e poluí- rem as praias, para cada cenário hidrodinâmico proposto foram simulados lança- mentos, instantâneos e contínuos, de partículas em quatro momentos: na preamar e na baixa-mar, já que nestas situações existe uma inversão na direção das correntes, ambos para a sizígia e a quadratura. Considerou-se ainda a variação dos ventos para as condições de verão e de inverno.

5.3–CARACTERIZAÇÃODAREGIÃOFONTE

Considera-se a região fonte a grande área da superfície da água coberta pela mancha formada pelo espalhamento do óleo, ocorrido imediatamente após o derra-

me. Partindo da região fonte, a mancha de óleo é transportada pelos forçantes hi- drodinâmicos, pelo vento e pelo campo de correntes.

Após o derrame, o óleo começa a se espalhar, mesmo que o meio esteja em repouso. Chama-se esse espalhamento inicial de espalhamento mecânico e é o considerado para determinar a região fonte. Existe outro espalhamento que é acres- cido quando o óleo é despejado em um corpo d’água em movimento, decorrente do transporte por advecção e difusão turbulenta no meio físico receptor. Esse processo advectivo-difusivo é tratado diretamente pelo modelo de transporte do SisBAHIA®.

Para a análise de espalhamento mecânico da curva de decaimento do óleo (Figura 5-1), foi utilizado o software: ADIOS2, desenvolvido pela NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration – USA) que é bastante utilizado na mode- lagem devido sua simplicidade de descrição e aceitação comprovada.

Neste estudo, o lançamento do óleo foi realizado através de uma fonte circu- lar de 200 m², de onde foram simulados três tipos de derrames distribuídos em qua- tro fontes dentro da região de maior probabilidade de ocorrência. Todos esses der- rames foram simulados durante um período de 30 dias para que pudesse completar um ciclo de maré (~28 dias), de forma a obter-se uma análise probabilística no tem- po do risco representado pela ocorrência da mancha de óleo na região, definidos na Tabela 5.2. Todos os derrames foram calculados para os ventos de verão e de in- verno.

Tabela 5.2: Tipos de derrames e suas fontes. Vale observar que para cada fonte fo- ram simulados ventos de verão e de inverno, com óleos leves e pesados.

Fonte Local Tipo - Porte Volume óleo (m³) Tempo derrame (min) Vazão (m³/s) Aratum_3

Plataforma – 3 km Instantâneo - Pequeno 8 20 0.00666 Plataforma – 3 km Instantâneo - Grande 200 20 0.16666 Plataforma – 3 km Contínuo 200 3 dias 0.00077

Ubarana_5

Coletor – 5 km Instantâneo - Pequeno 8 20 0.00666 Coletor – 5 km Instantâneo - Grande 200 20 0.16666 Coletor – 5 km Contínuo 200 3 dias 0.00077 Ubarana_15 Coletor – 15 km Instantâneo - Grande 200 20 0.16666 Coletor – 15 km Contínuo 200 3 dias 0.00077 Agulha_25 Plataforma – 25 km Instantâneo - Grande 200 20 0.16666 Plataforma – 25 km Contínuo 200 3 dias 0.00077

5.4–CURVADEDECAIMENTODOÓLEO

Os óleos são definidos como leves e pesados através de sua viscosidade: quanto maior a viscosidade do óleo, mas pesado ele é. Os óleos são diferenciados pela sua densidade, através do parâmetro API, que serviu de base para a escolha dos óleos que foram utilizados para a simulação dos diferentes cenários de derra- mamentos. Quanto menor o valor API, mais características de óleo pesado o produto derramado possui e quanto mais pesado o óleo, menor é sua taxa de evaporação. Dessa forma, os óleos pesados apresentam uma condição desfavorável na razão de mobilidade água-óleo. Óleos pesados são àqueles com API entre 14 e 19.

A proporção é inversa para os óleos leves, àqueles que são menos viscosos e com elevados valores de API, que possuem uma taxa de evaporação maior e são mais favoráveis na razão mobilidade água-óleo. Os óleos determinados para as si- mulações serão mostrados em comparativo na Tabela 5.2 abaixo.

Tabela 5.3: Tipos de óleos utilizados para a simulação dos cenários.

Óleo Tipo API Massa Específica (kg/m³)

Viscosidade (CST) Bachequeiro Heavy Pesado 14.0 972 1676 Diesel Fuel Oil (USA) Leve 37.6 826 27

Existe uma perda de massa do óleo, à medida que as manchas são transpor- tadas pelas correntes ao longo do tempo. Essas perdas existem devido a dois fato- res principais: a evaporação e a dispersão de gotículas na coluna d’água. Sob con- dições de ventos fortes e ondas, pode-se ainda ocorrer, eventualmente, um proces- so de emulsificação. As gotículas dispersas ocasionalmente agregam partículas sóli- das existentes em suspensão no meio e quando ficam mais densas que a água ten- dem a depositar-se no fundo.

Com o passar do tempo a mancha de óleo se espalha e aumenta a sua área de exposição diminuindo assim a sua espessura e isso leva ao aumento da taxa de evaporação. Por outro lado, por se tratar de uma substância composta, na mesma proporção da diminuição da película de óleo, apenas os voláteis mais pesados con- tinuam em contato com a água, o que tende a diminuir a taxa de evaporação. Assim sendo, as melhores estimativas levam em conta os aspectos físico-químicos do óleo e da água, além da intensidade dos ventos, correntes e agitação das ondas.

O programa ADIOS2 considera todos esses parâmetros definidos acima e su- as estimativas de perda de massa são aceitas internacionalmente como confiáveis. Por considerar as complexidades dos óleos, as curvas definidas pelo ADIOS2 (fre- qüentemente utilizadas para estes tipos de simulações) são bem testadas e repre- sentam um bom modelo de decaimento da massa do óleo.

Figura 5-1: Curvas de decaimento dos óleos geradas pelo ADIOS2 e utilizados nas simulações.

As curvas geradas pelo programa ADIOS2 mostram uma tendência de estabi- lização do processo de decaimento do óleo após, aproximadamente, 5 dias decorri- dos do instante do derrame. Para que este processo possa ser reproduzido pela fer- ramenta de modelagem utilizada para o transporte de partículas, SisBAHIA®, ambas as curvas devem ser digitalizadas de forma a se obter uma tabela de valores no for- mato de dados de entrada requerido pelo modelo. Além disso, deve-se estender es- tes valores até que a porcentagem de óleo remanescente na água seja nula, de for- ma que o modelo tenha fim, já que a quantidade de óleo remanescente após um de- terminado tempo, tomado aqui como 8 dias após o derrame, não será significativa.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tempo (dias)