Investigação teórica do processo de redução de coliformes em leitos cultivados

Ano: 2007 | Volume: 11 | Número: 6

Autores: MARIANGELA AMENDOLA, Anderson L Souza

Palavras-chave: simulação numérica, esquema implícito, redução de poluentes, problemas inversos

Resumo Português:

Este artigo mostra a continuidade da pesquisa sugerida por Amendola et al. (2003), para o caso em que se quer buscar
maior precisão na investigação teórica do processo de redução de poluentes, em função do meio suporte usado em
sistemas de leitos cultivados. Esta investigação se dá via modelagem matemática e simulação numérica do processo descrito
por uma equação diferencial parcial de difusão-advecção, que envolve constantes que caracterizam o meio suporte (Moreno-
Grau, 1996) e deve ser associada a condições iniciais e de contorno, estabelecidas de acordo com um procedimento
experimental previamente realizado. Para resolução da equação implementa-se um algoritmo baseado no esquema
implícito do método de diferenças finitas que, executado no MATLAB 6.1, gera valores da concentração dos poluentes
que dependem dos valores das referidas constantes. Os resultados obtidos da simulação são comparados com valores de
referência para a determinação do valor do coeficiente de dispersão longitudinal que, por sua vez, gera o menor resíduo
para cada tipo de meio suporte do leito cultivado. Os resultados obtidos levam à conclusão de que o leito cultivado com
brita e pneu picado é mais eficiente que aquele só com brita na remoção de coliformes fecais e totais.

Resumo Inglês:

This paper shows the continuity of the research, as suggested by Amendola et al. (2003), when looking for better accuracy
in the theoretical investigation of the pollutant reduction as a function of the support bed used in constructed wetland.
This investigation is performed through the mathematical modeling and numerical simulation of the process, which is
described by an advection-diffusion differential equation. This equation depends on certain constants which characterize
the support bed (Moreno-Grau, 1996), and must be associated to the initial and boundary conditions established according
to the experimental procedure. To solve the equation an algorithm based on the implicit scheme of the finite difference
method was implemented which, when ran with MATLAB 6.1, generated values for the pollutant concentration which
depend on the mentioned constants. The results obtained with the simulation were compared with the reference values
to determine the longitudinal dispersion coefficient value which leads to the least residual value for each kind of support
bed. The obtained results lead to the conclusion that the constructed wetland with crushed stone and chopped tires is
better than the one with crushed stone alone to reduce fecal and total coliforms.