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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38229| Título: | Modelagem da poluição hídrica por matéria orgânica: aplicação do modelo de Streeter-Phelps para depleção de oxigênio dissolvido |
| Título(s) alternativo(s): | Modeling of water pollution by organic matter: application of the Streeter-Phelps model for dissolved oxygen depletion |
| Autor(es): | Cavecchia, Gabriel Luiz |
| Orientador(es): | Carvalho Junior, Orlando de |
| Palavras-chave: | Modelos matemáticos Águas residuais - Purificação Esgotos Água - Poluição Mathematical models Sewage - Purification Sewerage Water - Pollution |
| Data do documento: | 25-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | CAVECCHIA, Gabriel Luiz. Modelagem da poluição hídrica por matéria orgânica: aplicação do modelo de Streeter-Phelps para depleção de oxigênio dissolvido. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho teve como objetivo aplicar o modelo matemático de Streeter-Phelps para simular a curva de depleção de oxigênio dissolvido (OD) em um trecho do Rio Tibagi, localizado no estado do Paraná, impactado por cargas orgânicas provenientes do lançamento de esgoto doméstico tratado. A justificativa fundamenta-se na crescente preocupação com a poluição hídrica e na necessidade de ferramentas preditivas que subsidiem a gestão da qualidade da água em corpos receptores. Para isso, foram utilizados dados públicos de qualidade da água e vazão, obtidos a partir de relatórios do Instituto Água e Terra (IAT), referentes ao período de 2016 a 2023. A metodologia envolveu o pré-processamento dos dados, estimativa dos parâmetros cinéticos de desoxigenação, reaeração e degradação, e simulação da curva de OD em cinco cenários distintos, considerando diferentes eficiências de tratamento e condições sazonais. Os resultados evidenciaram que a eficiência do sistema de tratamento de esgoto e a vazão do corpo hídrico exercem influência direta sobre a concentração de OD após o ponto de lançamento. Cenários com maior eficiência de remoção da carga orgânica ou com maior disponibilidade hídrica apresentaram melhor capacidade de recuperação do OD, indicando maior capacidade de autodepuração do corpo hídrico nessas condições. Enquanto cenários com ausência de tratamento ou em período de estiagem revelaram depleções críticas, com valores de OD inferiores ao limite legal de 5,0 mg/L estabelecido pela Resolução CONAMA n° 357/2005. Embora o modelo de Streeter-Phelps apresente limitações relacionadas às hipóteses simplificadoras, como mistura instantânea e regime permanente, sua aplicação demonstrou ser eficaz para análises preliminares e para o planejamento ambiental. Concluiu-se que a modelagem matemática constitui uma ferramenta útil na avaliação da autodepuração fluvial e no apoio à tomada de decisão, destacando-se a necessidade de fortalecimento das redes de monitoramento e da utilização de modelos mais complexos em estudos futuros. |
| Abstract: | This study aimed to apply the Streeter-Phelps mathematical model to simulate the dissolved oxygen (DO) depletion curve in a segment of the Tibagi River, located in the state of Paraná, Brazil, impacted by organic loads from the discharge of treated domestic sewage. The rationale lies in the growing concern over water pollution and the need for predictive tools to support water quality management in receiving bodies. Publicly available data on water quality and flow, obtained from reports by the Instituto Água e Terra (IAT) for the period from 2016 to 2023, were used. The methodology included data preprocessing, estimation of kinetic parameters for deoxygenation, reaeration, and degradation, and the simulation of the DO curve under five distinct scenarios, considering different treatment efficiencies and seasonal conditions. The results showed that both the efficiency of the sewage treatment system and the river flow have a direct influence on the DO concentration after the discharge point. Scenarios with higher organic load removal efficiency or greater water availability exhibited better DO recovery, indicating a higher self-purification capacity under such conditions. In contrast, scenarios with no treatment or during dry periods revealed critical depletions, with DO levels falling below the legal limit of 5.0 mg/L established by Brazilian Resolution CONAMA No. 357/2005. Although the Streeter-Phelps model presents limitations related to simplifying assumptions, such as instantaneous mixing and steady-state flow, its application proved effective for preliminary analyses and environmental planning. It is concluded that mathematical modeling is a valuable tool for assessing river self-purification and supporting decision-making, highlighting the need to strengthen monitoring networks and adopt more complex models in future studies. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38229 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Ambiental |
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