DISPERSÃO DE POLUENTES- ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965) Profa. Renata Medici Reduc lança coluna de fumaça no céu no dia 30 de abril(Foto: Marcos Estrella / TV Globo )

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

Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função; ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965) Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função; das características da fonte, da meteorologia da distância à sotavento da fonte método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

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) 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 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

QUANTIDADE DE MOVIMENTO FLUTUABILIDADE 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. Ascenção que ocorre pela diferença de temperatura entre a pluma emitida e o ar ambiente 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. 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

Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função; ALTURA EFETIVA DA CHAMINÉ: MODELO DE BRIGGS (1965) Determinação da sobre-elevação de uma pluma como função; das características da fonte, da meteorologia da distância à sotavento da fonte método que fornece as melhores estimativas à partir de chaminés de grande altura - superiores a 100 metros Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

Imagine a situação apresentada abaixo. A altura efetiva varia de acordo com a distância horizontal “ x” depois da emissão.

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 Xf - Distância na qual a subida de uma pluma Δh (m) está plenamente desenvolvida

Cálculo da altura efetiva a partir do modelo de Briggs

1- Equação que rege a “flutuação” do gás Condições de estudo Esta equação é válida para emissões com um peso molecular e calor específico próximos daqueles do ar Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

2- Equação que rege a quantidade de movimento Onde: Fm – quantidade de movimento (m4s-2) d- diâmetro d chaminé (m) Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

3 - Determinar se a elevação da pluma é regida pelo empuxo ou pela quantidade de movimento Para isso faz-se necessário calcular a diferença de temperatura cruzada (ΔTc), que por sua vez depende da estabilidade da atmosfera. Fonte: Lisboa (2007):Meteorologia e dispersão atmosférica

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: a distância crítica( xf ) a partir da chaminé 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.

Não confundir com o hg’ da altura reduzida Para condições instáveis ou neutras,. Não confundir com o hg’ da altura reduzida

Para condições instáveis ou neutras,

Para condições estáveis,

Quando a quantidade de movimento é dominante Em geral isto acontece quando a temperatura dos gases na saída da chaminé é menor ou igual a temperatura do ar ambiente.

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

RESUMO DAS EQUAÇÕES E CONDIÇÕES DE USO 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