(TEA037C, disciplina optativa – Tópicos Especiais em Engenharia Ambiental II, CH: 60 horas)

(EAMB7039, Tópicos Especiais em Engenharia Ambiental II, CH: 60 horas)

Horários de aula: Terças/Quintas 09:30 – 11:30

Sala de aula: conforme ensalamento, Centro Politécnico

Pré-requisitos: Recomenda-se familiaridade com conceitos de Mecânica dos Fluidos e Matemática (Cálculo I e III). Mas não é preciso temer a disciplina por esta razão.

Ementa

1. Introdução: leis de conservação, processo de transporte molecular, medidas de concentração.

2. Cinética de reações.

3. Difusão molecular, Lei de Fick, Lei de Fourier.

4. Balanços integrais. Aplicações em Lagos e Reservatórios.

5. Fenômenos de transporte: equação de advecção-difusão, soluções da equação de difusão, difusão turbulenta, Teorema de Taylor, Analogia de Reynolds. Difusão vertical, transversal e longitudinal, difusão na atmosfera,  transporte de massa e calor. Aplicações em processos de dispersão em rios.

6. Transferência de gases em interfaces ar-água. Gases de interesse biogeoquímicos: CO₂, CH₄, O₂.

7. Modelo de Streeter-Phelps para qualidade da água em rios. Estudos de auto-depuração. Problemas de gestão.

Objetivos

Criar a habilidade de fazer revisão crítica de modelos e conceitos existentes de estudos de impactos ambientais relacionados a fenômenos de transporte e mistura no ambiente. Poder planejar e avaliar experimentos em campo e no laboratório. Fazer cálculos de fenômenos de transporte aplicado a problemas da Engenharia Ambiental (equação de calor/difusão, equação de advecção-difusão, escoamentos e transporte de poluentes em ambientes aquáticos, atmosféricos e no solo, etc.). Integrar os conceitos de quantidade e qualidade.

Programa/calendário

Programa

 

Lista de Exercícios e Trabalhos

Quizz #1

Quizz#2

Trabalho TP

Trabalho TR

Processo de Avaliação

 

Lista de Exercícios E (20%) – modalidade quizz ao final das aulas

Exame P (20%) – modalidade take home ao final do curso

Trabalhos de revisão TR (30%) – elaboração de vídeo e resumo

Trabalho prático TP (30%) – relatório de atividade experimental in-situ

 

Processo de Avaliação

Notas finais neste edital.

Referencias e informações adicionais

Livros texto:

1. Fischer, H.B., E.J List, R.C.Y. Koh, J. Imberger and N.H. Brooks (1979) Mixing in inland and coastal waters, Academic Press, San Diego, CA (online in Google books)

2. Csanady, G.T. (1973), Turbulent Diffusion in the Environment, D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Holland (online in Google books)

3. Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N. Fenômenos de Transporte. Rio de Janeiro, LTC, 2004

4. Incropera, F.P., DeWitt, D.P. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa, Rio de Janeiro, LTC Editora, 2003

5. Rutherford, J.C., 1994, River Mixing, John Wiley & Sons, Chichester

6. Chapra, S. C. Surface Water-Quality Modeling, 1997, McGraw-Hill, New York.

7. Schnoor, J. L. Environmental Modeling, 1996, Wiley, New York.

8. Rubin, H.; Atkinson, J. Environmental Fluid Mechanics. 2001, CRC Press, New York.

Materiais adicionais (mas o que mais vamos usar):

1. Texas A&M course notes. Veja especialmente o “book” que é uma referência extraordinária e talvez a principal.

2. Materiais adicionais do KIT (Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Hydromechanics) do curso “Environmental Fluid Mechanics“, em inglês. Notas de aula em sumario.

3. Materiais adicionais do MIT open course ware (inglês) da disciplina Transport Processes in the Environment. Lá você encontra uma apostila e uma série de exercícios com resoluções.

4. Apostila de Dispersão do Prof. Maurício Gobbi (UFPR)

5. Materiais da Universidade de Dartmouth do Prof. Roisin.

6. Materiais multimídias da mecânica dos fluidos e hidráulica