O desenvolvimento industrial e urbano tem causado em todo mundo o aumento da emissão de poluentes na atmosfera

        O desenvolvimento industrial e urbano tem causado em todo mundo o aumento da emissão de poluentes na atmosfera. Os problemas ocasionados pela poluição do ar são complexos e afetam processos naturais, influenciando o equilíbrio ecológico. Desta forma, faz-se necessário o estudo e a compreensão do processo de dispersão de poluentes na atmosfera como forma de amenizar as possíveis consequencias do impacto provocado por estas fontes poluidoras. A previsão dos níveis de concentração de poluentes é um requisito indispensável para determinar possíveis danos que podem ser provocados por novas fontes ou mesmo por fontes existentes a serem modificadas. Neste âmbito, a modelagem matemática é uma ferramenta importante para a obtenção (cálculo) dessas previsões.

        O projeto tem por objetivo aplicar equações diferenciais parciais para que se determine a distribuição de poluentes na atmosfera. Mais especificamente resolveremos analiticamente a equação de difusão-advecção para a simulação de dispersão e faremos a implementação computacional para a avaliação dos resultados. Esse estudo é feito em partes e considera condições diferentes para cada situação sendo elas a distribuição unidimensional, bidimensional e tridimensional em regimes permanente ou transiente, e além disso a consideração de termos de fonte e turbulência do fluido.

        Para um melhor entendimento de cada termo da equação diferencial utilizada o estudo começa priorizando a distribuição de energia ou massa, com as devidas considerações, unidimensionalmente e em regime permanente. Com um avanço nos conhecimentos, gradualmente há o acréscimo de dimensões no problema e do regime transiente. Os métodos analíticos para a resolução das equações diferenciais ordinárias ou parciais são usados dependendo da situação.

        Como há uma dificuldade em descrever o fenômeno físico do problema com total precisão, assume-se então um modelo para a resolução. Neste projeto utilizaremos a Pluma gaussiana, modelo que descreve a dispersão do fluido na atmosfera considerando uma probabilidade estatística. Se considerarmos a concentração do poluente em relação à sua posição no espaço, com a distribuição gaussiana, perceberemos que há uma oscilação em torno da média e que essa variação se dá em um valor que pode ser calculado. Novamente tudo dependerá das hipóteses assumidas para a modelagem do problema, neste caso considera-se turbulência homogênea e estacionária, fluxo de emissão e topografia constantes e uma estabilidade do poluente.