Profa. Renata Medici DISPERSÃO DE POLUENTES- CARACTERÍSTICAS FONTES EMISSORAS Reduc lança coluna de fumaça no céu no dia 30 de abril(Foto: Marcos Estrella

Profa. Renata Medici

DISPERSÃO DE POLUENTES- CARACTERÍSTICAS FONTES

EMISSORAS

Reduc lança coluna de fumaça no céu no dia 30 de abril(Foto: Marcos Estrella / TV Globo )

Fenômenos diferentes

Ascensão da pluma Difusão e transporte

São estudadas separadamente.

Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

•i. Altura física da fonte emissora: representa a altura real da fonte

emissora (ou altura geométrica);

ii. Altura de elevação da pluma: corresponde à altura até à qual se verifica a elevação da pluma a partir da fonte emissora (ou sobre-elevação);

iii. Altura efetiva da fonte emissora: é dada pela soma das duas características anteriores (ou altura efetiva da chaminé);

iv. Diâmetro da fonte emissora;

v. Forma da chaminé;

vi. Número de chaminés

Características da fonte emissora


No tratamento de dados para dispersão dos poluentes leva-se em consideração a tendência ascensional da pluma ao sair da chaminé

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)

Altura de Pluma Efetiva (Hef)


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.

A altura efetiva de uma emissão raramente corresponde a altura

física da chaminé


Fatores que influenciam na elevação da pluma


Há situações em que a velocidade de emissão do poluente não é significativa com relação à velocidade

dos ventos.


downwashes.

Quando a velocidade do poluente não é significativa com relação à velocidade do vento há

tendência da pluma ser dirigida em direção ao solo, junto à chaminé.

Consequência: A altura da chaminé tem seu efeito reduzido


Estudos demonstram que se

i. a velocidade dos gases que saem de uma chaminé (Vs) é maior ou igual a 1,5 vezes a velocidade do vento (ū), o “downwashes” é considerado negligível.

ii. a Vs é menor do que 1,5 vezes do que ū, uma altura de chaminé reduzida (hg’) deve ser calculada.

iii. Se a altura reduzida da chaminé hg’ for, menor do que a altura real, ou geométrica, este valor reduzido deverá ser usado nos cálculos subsequentes da altura efetiva da chaminé.

Hef= hg’ + Δh


Equação para cálculo da altura da chaminé em situação de

“downwashes”


Na situação em que não é possível medir a velocidade dos ventos no topo da chaminé pode-se fazer uma estimativa da mesma

v chaminé/ v medida= (h chaminé / h anemômetro)p

onde, Vmedida - velocidade do vento medida na altura hanemômetro;

hanemômetro – altura onde é feita a medida;

hchaminé - altura física da chaminé;

p – parâmetro que depende do estado atmosférico presente.


Hanemômetro – qual a altura para medidas?

Como o perfil da velocidade dos ventos aumenta exponencialmente com a altura, a altura do anemômetro para fins meteorológicos fica padronizada em 10m.

v chaminé/ v medida= (h chaminé / h anemômetro)p

O valor do expoente “p” depende do estado atmosférico presente, cujos valores utilizados encontram-se na Tabela a seguir.


Para se calcular a sobre elevação da pluma há diferentes autores na literatura, porém, os mais citados são:


i. Fórmula de Davdson Bryant; ii. Equação de Holland; iii. Fórmula de Briggs;


FÓRMULA DE DAVIDSON-BRYANT

d - diâmetro interno da chaminé (m);Vs - velocidade do efluente na saída da chaminé (m.s-1);ū - velocidade média do vento medida a 10 metros (m.s-1); Δt - temperatura do gás na chaminé menos a temperatura ambiente (K = ºC + 273); Ts - temperatura do gás na saída da chaminé (K).


FÓRMULA EMPÍRICA DE HOLLAND (1953):

d - diâmetro interno da chaminé (m);Vs - velocidade do efluente na saída da chaminé (m.s-1);ū - velocidade média do vento medida a 10 metros (m.s-1); Qh - taxa de emissão de calor em quilojoules por segundo.Ts - temperatura do gás na saída da chaminé (K).p - pressão ATM em milibares (mbar) e ū - a velocidade média do vento medida a 10 metros (m.s-1);

Esta fórmula tem boa concordância com dados observados, com uma leve tendência a subestimar o Δh. Ela é mais precisa para chaminés elevadas.

ou

Para condições da ATM instáveis, Holland propõe um acréscimo de 10 - 20% de Δh. Para condições de estáveis, diminua-se igual quantidade.

Exercício 1 - A taxa de emissão de calor associada a uma chaminé é de 4.800kJ/s, a velocidade do vento e a velocidade de saída dos gases são 5 e 15 m/s, respectivamente. O diâmetro interno da chaminé é de 2 metros. A altura geométrica da chaminé é de 30 metros. Estime a sobre elevação e a altura efetiva da chaminé usando a equação de Holland.

R. H = 18,2m e H = 48,2m

2. Uma chaminé de 3,5m de diâmetro interno e 80m de altura emite gases a 93oC com uma velocidade de saída de 15m/s. Considere estabilidade atmosférica neutra e responda:Use temp. amb. 20oC. a- Qual a vazão média do gás na chaminé? R. 144,3 m3/sb- Altura efetiva para u = 4m/s. Use pressão atm. 1010 mb. R. 120m

Nenhuma das duas considera a estabilidade térmica da atmosfera


ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)

Determinação da sobreelevação 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


ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965)

Determinação da sobreelevação 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

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