Batı‟ da Gençliğin Militarizasyonu ve Genç YurttaĢ

A calibração do modelo físico da Baía de São Marcos não é tarefa simples, por diversos motivos. Em primeiro lugar, há de se destacar que as intensas correntes provocadas pelas grandes amplitudes de maré resultam em significativas mudanças periódicas na batimetria em diversos locais da baía. Como o fundo do modelo é fixo, é preciso escolher uma batimetria média, que represente um cenário global, e facilite a representação dos campos de velocidades para todas as condições de maré.

A partir das campanhas batimétricas de campo iniciadas em 2011 e concluídas em 2013, realizou-se uma análise para determinação de um padrão de conformação de fundo que poderia ser implantado no modelo físico. Com auxílio de modelagem digital do terreno, utilizando-se os dados de campo de cada uma das campanhas realizadas, foi possível identificar um padrão sazonal de conformação das superfícies de fundo, sendo possível assim estabelecer um padrão médio, que foi selecionado para representar o fundo fixo do modelo físico, conforme ilustrado na Figura 6.8 e na Figura 6.9.

Figura 6.8 – Batimetria selecionada para implantação no modelo físico da Baía de São Marcos. Fonte: FCTH (2015 a).

Figura 6.9 – Imagem digital tridimensional da batimetria implantada no modelo físico da Baía de São Marcos. Fonte: FCTH (2015 a)

Vale destacar que a simplificação na utilização de fundo fixo no modelo físico, adotando-se uma batimetria média da variação sazonal, não representa uma limitação importante para os principais tipos de estudo que são desenvolvidos neste ambiente, que são as avaliações de planos de amarração de navios atracados e ensaios de simulação de manobras. Isto porque, para estes dois tipos de ensaios, é fundamental a reprodução adequada dos campos de correntes críticos em cada instante de maré selecionado, e o fundo do modelo

deve somente representar em média as profundidades reais, de tal forma a permitir a aferição das velocidades do escoamento.

Conforme explicado no item 5.2, no modelo físico, os níveis d’água são inicialmente ajustados a partir de uma referência, que é imposta pelo controle de uma comporta basculante na seção de saída do fluxo. No caso do modelo físico da Baía de São Marcos, o ponto de referência para estabelecimento do nível d’água é o marégrafo localizado próximo ao Píer I. A partir da imposição deste nível para uma dada condição de maré, os demais pontos de verificação de nível d’água são medidos e comparados com os valores do modelo computacional, promovendo-se ajustes de calibração se necessário. A Tabela 6.2 apresenta os níveis d’água de referência do marégrafo do Píer I.

Tabela 6.2 – Níveis d’água de referência do marégrafo PI para imposição no modelo físico da Baía de São Marcos.

Amplitude de maré (m) Instante de maré Nível d’água Marégrafo PI (m) 5,5 30’ DBM 0,60 5,5 60’ APM 5,63 6,0 60’ APM 5,85

Os dados de campos de corrente utilizados na calibração do modelo foram determinados a partir de uma extensa campanha de levantamentos de campo realizados durante o período de Outubro de 2011 a Maio de 2013, onde diversos pontos foram monitorados conforme ilustrado na Figura 6.10. Em alguns destes pontos, o equipamento de medição (ADP) ficou fundeado durante praticamente todo o período, e nos demais pontos foram realizadas campanhas periódicas.

Figura 6.10 – Saída do modelo computacional Mike 3® para condição de maré enchente, com destaque para os pontos de monitoramento de velocidades em campo, vetores de velocidades indicando as direções e intensidades do campo de correntes e

limites do modelo físico. Fonte: FCTH (2015 a).

Além do modelo físico, os estudos do LHEPUSP na Baía de São Marcos incluem simulações em modelo computacional Mike 3® para outras finalidades, como estudos de sedimentação e dragagem na área do Terminal Ponta da Madeira. O modelo computacional foi calibrado com os dados de correntometria, de tal forma a reproduzir os campos de velocidade em qualquer ponto de sua grade, para qualquer amplitude e instante de maré. Como a grade do modelo computacional abrange uma área muito mais ampla, é possível definir a velocidade em qualquer ponto de interesse dentro da área de representação do modelo físico, para qualquer condição ambiental desejada. A

Figura 6.10 mostra como exemplo uma saída do modelo Mike 3® para condição de maré enchente na área do modelo físico.

Para as amplitudes e instantes de maré apresentados na Tabela 6.1 foram extraídos os campos de velocidades das simulações computacionais. A Figura 6.11 e a Figura 6.12 mostram exemplos de saídas do modelo computacional para estas simulações.

Figura 6.11 – Saída do modelo computacional Mike 3® – Campo de velocidades próximo ao Píer IV do Terminal Ponta da Madeira – Maré com amplitude de 5,5 m em

30 minutos após a baixa-mar.

Figura 6.12 – Saída do modelo computacional Mike 3® – Campo de velocidades próximo ao Píer IV do Terminal Ponta da Madeira – Maré com amplitude de 6,0 m em

Com relação aos dados de levantamento de campo que foram obtidos por meio de extensa campanha de campo (mais de um ano e meio), os resultados de velocidade em pontos homólogos no modelo computacional apresentaram excelente aderência (dentro da precisão preconizada para esta ferramenta) para todas as variações de maré monitoradas. Por este motivo, o modelo computacional foi considerado como validado, e, portanto, apto a ser utilizado como referência para calibração do modelo físico em qualquer ponto de sua grade e para qualquer amplitude ou instante de maré.

Das simulações do modelo computacional, foram extraídos os resultados de magnitude e direção de velocidade em pontos específicos, indicados na Figura 6.13, para comparação com os valores obtidos a partir de medições no modelo físico. Com base nesta avaliação, foram realizadas as devidas calibrações na corrente do modelo físico (por meio de variações na vazão de entrada, distribuição de fluxo na entrada e placas direcionadoras) até que os valores ficassem compatíveis dentro da faixa de erro estimada (Foto 6.3). É importante destacar que este procedimento trata-se de um mero refinamento da calibração geral do modelo físico para um dado instante de maré, uma vez que as condições gerais já se encontravam calibradas no modelo físico para os instantes de meia maré, após mais de quatro meses de trabalho de calibração para diversas amplitudes e estabelecimento da uma equação geral de controle de fluxo na entrada para os demais instantes.

Figura 6.13 – Pontos para verificação da calibração do modelo físico da Baía de São Marcos para ensaios de manobra no Píer IV. Fonte: FCTH (2015 a).

Foto 6.3 – Monitoramento das velocidades em modelo físico com uso de

micromolinetes para calibração dos instantes de maré dos ensaios de manobra. Fonte: Acervo do LHEPUSP.

Os resultados finais após o refinamento da calibração são apresentados na Tabela 6.3, comparando-se os valores obtidos pelas medições em modelo físico com os resultados esperados (modelo computacional).

Tabela 6.3 – Comparação de magnitude e direção de velocidades nos modelos computacional e físico para amplitude de maré de 6,0 m.

Ponto Amplitude de maré (m) Instante de maré Modelo Computacional Modelo Físico Velocidade (m/s) Direção N (º) Velocidade (m/s) Direção N (º) P19 5,5 30’ DBM 1,5 21,81 _{1,4 18,4} 5,5 60’ APM 1,5 212,2 1,4 202,7 6,0 60’ APM 1,8 212,6 1,6 193,7 PY1 5,5 30’ DBM 1,1 6,0 1,0 5,9 5,5 60’ APM 1,6 190,1 1,4 182,9 6,0 60’ APM 1,9 190,3 1,7 187,0 PX4B 5,5 30’ DBM 1,2 18,2 1,2 19,4 5,5 60’ APM 1,1 204,6 1,0 193,8 6,0 60’ APM 1,4 204,6 1,4 205,0 P4 5,5 30’ DBM 1,2 5,5 1,0 8,6 5,5 60’ APM 1,5 182,2 1,4 183,0 6,0 60’ APM 1,8 182,3 1,6 189,6

Para o micromolinete, o erro estimado na escala do modelo físico é de ± 0,2m/s e para o medidor de direção, o erro estimado é de ± 5º. Considerando-se que o modelo computacional também possui erros associados aos valores apresentando que são da mesma ordem de grandeza, pode-se considerar que todas as medições em modelo físico corresponderam aos valores determinados em modelo computacional.

Os gráficos da Figura 6.14 a Figura 6.17 ilustram as comparações de magnitudes de velocidades entre os dois modelos.

1 _{Embora o instante 30’DBM refira-se a condição de maré enchente no marégrafo do Píer I, em}

função das complexas condições de fluxo na Baía de São Marcos, as correntes ainda tem direção oposta (vazante) em muitos locais, inclusive nos pontos monitorados utilizados na calibração. Este resultado do modelo computacional foi validado pelos práticos que observam o mesmo fenômeno em campo.