Alfredo Emílio Trento
Resumo
Neste trabalho foi analisada a dinâmica de agregação de sedimentos finos mediante testes de laboratório com floculadores. Utilizando um modelo de trajetória de partículas e medições de campo o transporte e os processos de agregação de finos no estuário do rio Paraíba do Sul foram preliminarmente abordados. Com floculadores Couette e de disco mostrou-se que os tamanhos dos flocos tendem a aumentar à medida que crescem as concentrações, tanto em água doce quanto em água salgada, tal como prediz a teoria da agregação, e que os diâmetros de equilíbrio (de) são ligeiramente maiores em ambientes salinos, tanto para agregados formados por tensões de cisalhamento como por sedimentação diferencial. O processo de desagregação por tensões de cisalhamento foi adicionado ao modelo de agregação para levar em consideração a quebra dos flocos, a partir de sua tensão resistente. As tensões resistentes foram calculadas a partir das dimensões fractais e da massa específica diferencial. Após a calibração dos coeficientes de eficiência de colisão, o modelo numérico foi capaz de representar os tamanhos dos flocos medidos no estuário do rio Paraíba do Sul. O tamanho dos flocos observados foram semelhantes aos tamanhos de equilíbrio determinados no floculador Couette.
Abstract
The aggregation dynamics of fine sediments was analyzed through laboratory tests using flocculators. Their transport and the aggregation processes were preliminary studied in the estuary of the Paraíba do Sul River using a particle tracking model and field data. By using Couette and disk flocculators it was shown that floc sizes tend to increase as concentrations grow both in fresh and salt water, in agreement with the aggregation theory, and that equilibrium diameters (de) are slightly greater in salt environments for flocs developed either under shear stress or by differential sedimentation. The floc breaking-up process by shear stress was included in the model and accounted for their yield stresses, which were determined by the fractal dimensions and the differential density. After calibration the collision efficiency coefficients, the numerical model was able to predict floc sizes comparable with those measured at the Paraíba do Sul estuary, which, in turn, were similar to those obtained during the laboratory experiments in the Couette flocculator.
