Desenvolvimentos recentes sobre a camada limite de fundo<\/p>\n
O transporte turbulento joga um papel fundamental na generalidade dos processos costeiros. Em particular, na gera\u00e7\u00e3o, propaga\u00e7\u00e3o e rebenta\u00e7\u00e3o de ondas de superf\u00edcie, nos fen\u00f3menos de integra\u00e7\u00e3o onda-corrente em condi\u00e7\u00f5es de \u00e1gua pouco profunda, em din\u00e2mica sedimentar, na dispers\u00e3o de poluentes e em for\u00e7as sobre estruturas. Uma previs\u00e3o correcta destes processos requere o estudo detalhado do transporte turbulento em v\u00e1rias camadas da coluna de \u00e1gua, em particular na camada limite de fundo. Esta camada \u00e9, com efeito, n\u00e3o s\u00f3 a interface onde se d\u00e3o as trocas de part\u00edculas e de produtos qu\u00edmicos e org\u00e3nicos entre o fundo e a massa de \u00e1gua, mas tamb\u00e9m a respons\u00e1vel pela quase totalidade da dissipa\u00e7\u00e3o de energia, jogando, por conseguinte, um papel importante no balan\u00e7o da qualidade de movimento. Os primeiros estudos sobre a camada limite de fundo foram desenvolvidos por Prandtl – Von K\u00e1rm\u00e1n, os quais conduziram a um modelo de grande simplicidade conceptual, pois apenas faz depender o c\u00e1lculo da nova vari\u00e1vel, a viscosidade turbulenta, exclusivamente do gradiente vertical da velocidade horizontal e da dist\u00e3ncia \u00e0 parede s\u00f3lida (modelo de zero-equa\u00e7\u00f5es). Os modelos deste tipo, ao desprezarem o transporte da turbul\u00eancia, por assumirem implicitamente que esta \u00e9 dissipada por ac\u00e7\u00e3o viscosa no mesmo local em que \u00e9 gerada por tens\u00f5es tangenciais, n\u00e3o devem ser aplicados em casos de escoamento rapidamente variados ou escoamentos vari\u00e1veis, como ocorrem em estu\u00e1rios. Nos anos 40, com Prandtl e Kolmogorov, surge a primeira express\u00e3o que relaciona a viscosidade turbulenta com uma propriedade da turbul\u00eancia, a energia cin\u00e9tica turbulenta, vindo esta a ser calculada, j\u00e1 em finais dos anos 60, por uma equa\u00e7\u00e3o diferencial de transporte adicional, dando origem aos chamados modelos de uma-equa\u00e7\u00e3o. Deste modo passa a ser considerada a influ\u00eancia das regi\u00f5es vizinhas na distribui\u00e7\u00e3o local de energia turbulenta. A grande limita\u00e7\u00e3o destes modelos prende-se, todavia, com o c\u00e1lculo da distribui\u00e7\u00e3o da macro-escala da turbul\u00eancia, pois esta continua a ser obtida com base numa express\u00e3o emp\u00edrica, fortemente dependente do escoamento. Mais recentemente, j\u00e1 em finais dos anos 70, mas de utiliza\u00e7\u00e3o apenas nos anos 80, surgem os conhecidos modelos de duas-equa\u00e7\u00f5es Kε e K-L. Nestes modelos o ‘fechamento da turbul\u00eancia’ \u00e9 efectuado por duas equa\u00e7\u00f5es de transporte adicionais, no primeiro para a energia cin\u00e9tica turbulenta, K, e para a dissipa\u00e7\u00e3o viscosa, ε, e no segundo para a energia cin\u00e9tica turbulenta, K, e para a macro-escala da turbul\u00eancia, L. Nesta comunica\u00e7\u00e3o s\u00e3o apresentados resultados comparativos da viscosidade turbulenta e da velocidade instant\u00e2nea na camada limite, utilizando os tr\u00eas tipos de modelos atr\u00e1s mencionados. S\u00e3o igualmente calculadas e comparadas com resultados experimentais concentra\u00e7\u00f5es de sedimentos em suspens\u00e3o e tens\u00f5es de atrito na base da camada limite, essenciais para uma previs\u00e3o correcta da ressuspens\u00e3o e do transporte de part\u00edculas s\u00f3lidas. Por fim \u00e9 apresentada uma formula\u00e7\u00e3o emp\u00edrica para o c\u00e1lculo de coeficientes de atrito devidos \u00e0 propaga\u00e7\u00e3o de ondas, calibrada com base no modelo K-L de duas equa\u00e7\u00f5es. Conclui-se que o assunto aqui desenvolvido, nomeadamente para o c\u00e1lculo da concentra\u00e7\u00e3o de produtos em suspens\u00e3o e a quantifica\u00e7\u00e3o dos sedimentos mobilizados em suspens\u00e3o e por arrastamento, \u00e9 complexo, sendo apenas poss\u00edvel, hoje em dia, utilizar, deduzir e calibrar formula\u00e7\u00f5es simplificadas recorrendo a dados de campo, \u00e0 modela\u00e7\u00e3o f\u00edsica e a modelos num\u00e9ricos simplificados de camada limite turbulenta. Mostra-se, no entanto que, em muitas situa\u00e7\u00f5es reais, a solu\u00e7\u00e3o obtida com modelos de zero-equa\u00e7\u00f5es e de uma equa\u00e7\u00e3o s\u00e3o satisfat\u00f3rias.<\/p>\n
J.S. Antunes do Carmo<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
T\u00edtulo: Desenvolvimentos recentes sobre a camada limite de fundo Resumo: O transporte turbulento joga um papel fundamental na generalidade dos processos costeiros. Em particular, na gera\u00e7\u00e3o, propaga\u00e7\u00e3o e rebenta\u00e7\u00e3o de ondas de superf\u00edcie, nos fen\u00f3menos de integra\u00e7\u00e3o onda-corrente em condi\u00e7\u00f5es de \u00e1gua pouco profunda, em din\u00e2mica sedimentar, na dispers\u00e3o de poluentes e em for\u00e7as sobre […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[163],"tags":[],"class_list":["post-35612","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-artigos"],"yoast_head":"\n