Ricardo Sgrillo
sgrillo@cepec.gov.br
Disciplina Dinâmica
de Sistemas
UESC 2002-2004
Este modelo, embora de caracter didatico, poderá, com as adaptações
necessárias, ser adaptado para modelar sistemas reais.
Descrição do Problema
Os habitantes de cidades ribeirinhas de um determinado rio estão
preocupados com a instalação de uma nova industria alguns
quilometros rios acima de suas cidades. Esta industria pretende despejar
no rio, periodicamente, alguns poluentes, afirmando que os niveis de contaminação
rio abaixo se manterão abaixo dos limites permitidos por lei.
O modelo deverá simular o processo de despejo dos poluentes e seu
transporte rio abaixo, estimando a concentração do produto
(mg/l) em diferentes distancias do ponto de origem. Deverá tambem
considerar possiveis alteração na vazão do rio, nas
estações de seca e chuva.
O Modelo
O modelo desenvolvido é composto de dois submodelos. Um para a quantidade de poluente (kg) e outro para a quantidade de água (m3). Cada submodelo é composto por tres compartimentos que representam segmentos homogeneos do rio, com dimensões (largura, profundidade e comprimento) especificadas. Os fluxos entre os compartimentos são calculados através do tempo de residencia em cada compartimento, estimado pelas dimensões e pela vazão do rio. A concentração do poluente é obtida dividindo-se a quantidade de produto pela quantidade de agua, em cada compartimento. O modelo tambem considera a possibilidade de parte do poluente ser fixado (absorvido) por plantas e animais do rio. Há, portanto, um compartimento adicional que representa a quantidade total de poluente fixado. Os fluxos entre os compartimento dos poluentes e o de fixação são calculados através de uma taxa de fixação, que representa a proporção de poluente que é fixada por dia.
O processo de despejo é simulado através de uma função Pulso considerando-se o intervalo de tempo entre os despejos, a duração do despejo e quantidade despejada por unidade de tempo.
Para simular a vazão do rio se utiliza a vazão média informada e a percentagem de variação, que representa as oscilações de vazão entre a minima e a máxima. Este processo é simujlado com uma função Seno
Implantação
O modelo foi desenvolvido com o sistema VENSIM PLE, para uso academico e sua representação é apresentada na figura seguinte:
Resultados
Um exemplo dos resultados é mostrado no gráfico da
figura seguinte, referente a um ponto que está de 60 a 90 km rio
abaixo do local dos despejos. Foram utilizados os seguintes valores da
variaveis para a geração destes resultados:
| Largura do rio | 50 m |
| Profundidade do rio | 8 m |
| Comprimento de cada segmento | 30 km |
| Vazão media | 15 m3/s |
| Variação na vazão | 50% |
| Quantidade de poluente despejado | 100 kg/dia |
| Duração do despejo | 1 dia |
| Intervalo entre despejos | 30 dias |
| Taxa de fixação do poluente | 0.1% /dia |