Profa. Renata Medici
DISPERSÃO DE POLUENTES-ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ:
MODELO DE BRIGGS (1965)
Reduc lança coluna de fumaça no céu no dia 30 de abril(Foto: Marcos Estrella / TV Globo )
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
Cálculo da ascensão da pluma : Altura Efetiva da Chaminé
hg - altura geométrica da chaminé (altura física da chaminé)
Δh - ascensão da pluma (altura de elevação da pluma em relação ao topo da chaminé)
A altura efetiva da chaminé é definida como a altura na qual a pluma torna-se passiva e passa a seguir o movimento do ar atmosférico.
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)
Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função;
i. das características da fonte,
ii. da meteorologia
iii. da distância à sotavento da fonte
iv. método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros
Quando o poluente é emitido pela fonte, por que ele tende a subir?
O levantamento de uma pluma pode ocorrer tanto pelo efeito de flutuabilidade, e/ou pela quantidade de movimento (momentum), (Fonte: Monteiro, 2014)
Monteiro, 2014 - IMPLEMENTAÇÃO DE LEVANTAMENTO DE PLUMA DE CHAMINÉS NO MODELO DE DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS MODELAR. Disponível em: http://dodo.lemma.ufpr.br/lib/exe/fetch.php?media=files:dissertacao-ppgea-000008.pdf
Ascenção que ocorre pela diferença de temperatura entre a pluma emitida e o ar ambiente
O levantamento é devido à velocidade vertical de saída dos efluentes
FLUTUABILIDADE
Monteiro, 2014 - IMPLEMENTAÇÃO DE LEVANTAMENTO DE PLUMA DE CHAMINÉS NO MODELO DE DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS MODELAR. Disponível em: http://dodo.lemma.ufpr.br/lib/exe/fetch.php?media=files:dissertacao-ppgea-000008.pdf
Atmosfera instável - a “flutuação” aumenta a medida que se eleva, desta forma a altura final será maior.
Atmosfera estável - a flutuação diminui a medida que a pluma se eleva;
Atmosfera neutra – flutuação é constante.
Ascenção que ocorre pela diferença de temperatura entre a pluma emitida e o ar ambiente
QUANTIDADE DE MOVIMENTO
O levantamento é devido à velocidade vertical de saída dos efluentes
Uma vez emitida, a velocidade inicial de uma pluma tende à diminuir devido ao arraste produzido quando esta adquire movimento horizontal.
Este fenômeno faz com que a mesma se incline.
Quanto maior a velocidade dos vento maior será o movimento horizontal.
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)
Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função;
i. das características da fonte,
ii. da meteorologia
iii. da distância à sotavento da fonte
iv. método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros
Imagine a situação apresentada abaixo.
A altura efetiva varia de acordo com a distância horizontal “ x” depois da emissão.
Xf - Distância na qual a subida de uma pluma Δh (m) está plenamente desenvolvida
Briggs (1984) propôs uma definição mais satisfatória para a altura efetiva da fonte (he). Esta definição consiste em determinar a altura do levantamento da pluma em função da distância xf
1- Equação que rege a “flutuação” do gás
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
Condições de estudoi. Esta equação é válida para emissões com um peso
molecular e calor específico próximos daqueles do ar
2- Equação que rege a quantidade de movimento
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
Onde:Fm – quantidade de movimento (m4s-2)d- diâmetro d chaminé (m)
3 - Determinar se a elevação da pluma é regida pelo empuxo ou pela quantidade de movimento
Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica
Para isso faz-se necessário calcular a diferença de temperatura cruzada (ΔTc),
que por sua vez depende da estabilidade da atmosfera.
Para condições instáveis ou neutra a diferença de temperatura cruzada (ΔT)c é dependente do fluxo de empuxo.
Se a diferença entre a temperatura do gás na saída da chaminé e a do ar ambiente (ΔT) é maior ou igual a (ΔT)c a sobre-elevação é dominada pelo empuxo, caso contrário, o momento é que predomina.
Para condições estáveis a diferença de temperatura cruzada (ΔT)c é dependente da quantidade de movimento e calculada por
Na falta de conhecimento do gradiente vertical de temperatura os dados do Quadro 8.11, que concerne a latitudes médias e um ar seco, podem ser utilizados
A partir do momento em que se conhece se a ascensão da pluma será regida pelo empuxo ou pela quantidade de movimento pode-se calcular:
i. a distância crítica( xf ) a partir da chaminéii. E a altura efetiva da pluma Δh
Quando o empuxo é dominante.
Em geral isto acontece quando a temperatura dos gases na saída da chaminé é maior que a
temperatura do ar ambiente.
Em geral isto acontece quando a temperatura dos gases na saída da chaminé é menor ou
igual a temperatura do ar ambiente.
Quando a quantidade de movimento é dominante
Para condições instáveis ou neutras
Para condições estáveis
Ou a equação anterior (adota-se o menor valor para Δh.
Com velocidade do vento próxima de zero (u ≤1 m/s) e condições calmas e estáveis (classe E e F) as equações anteriores não podem ser usadas
para condições onde predomina a flutuabilidade
para condições onde predomina a velocidade de saída