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<publisher-name><![CDATA[Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH). Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Tecnológica de La Habana "José A. Hecheverría" CUJAE]]></publisher-name>
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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Dispersión de la pluma de efluente sanitario en playa Boracéia, Sao Paulo]]></article-title>
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<institution><![CDATA[,Instituto Mauá de Tecnologia Departamento de Engenharia Mecanica ]]></institution>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[Studies of outfall systems are of great importance in Brazil, taking into account cost-benefit ratio and environmental impact. Technical analysis of this option must be accompanied by an environmental impact analysis in the discharge zone to adapt the system to the current legislation, regulated in Brazil by the National Environment Council. The possibility of implementing a submarine outfall on the beach Boracéia is studied in this work. Hydrodynamic modeling of the behavior of the effluent plume was made to establish the system performance by comparing different points of discharge and flow rates. The results show the feasibility of this option.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[ <p align="right"><font size="2" face="Verdana"><b>ART&Iacute;CULO      ORIGINAL</b></font></p>     <P>&nbsp;</p>    <P>&nbsp;</p>   <b><font size="4" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Dispersi&oacute;n de la pluma de efluente sanitario en playa Borac&eacute;ia,  Sao Paulo </font></b>     <P>&nbsp;      <P>      <P><font size="2"><b><font size="3" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Wastewater plume dispersion in Borac&eacute;ia beach, Sao Paulo </font>   </b> </font>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp;     <P><font size="2"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"> Jacqueline    Pedrera Yanes<sup> I</sup>, Jayme Pinto Ortiz <sup>II </sup>, Robinson Siqueira    Garciaz<sup> I</sup></font></b></font>      <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><sup>I</sup> Departamento    de Engenharia Mecanica. Escola Polit&eacute;cnica-USP. </font>    ]]></body>
<body><![CDATA[<br>   <font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><sup>II</sup> Departamento    de Engenharia Mecanica. Instituto Mau&aacute; de Tecnologia. </font>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp; <hr>     <P>      <P>       <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>RESUMEN</B></font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Estudios de sistemas de emisarios submarinos son de gran importancia en Brasil, teniendo en cuenta  la relaci&oacute;n costo- beneficio y el impacto ambiental. El an&aacute;lisis t&eacute;cnico de esta opci&oacute;n debe ir  acompa&ntilde;ado de un an&aacute;lisis de impacto ambiental en la zona de descarga para adaptar el sistema a la  legislaci&oacute;n vigente, regulada en Brasil por el Consejo Nacional de Medio Ambiente. En este trabajo se estudia  la posibilidad de implementaci&oacute;n de un emisario submarino en la playa Borac&eacute;ia. Fue realizada  una modelaci&oacute;n hidrodin&aacute;mica para establecer el comportamiento de la evoluci&oacute;n de la pluma del  efluente sanitario mediante la comparaci&oacute;n de diferentes lugares de descarga y caudales. Los resultados  muestran la viabilidad de esta opci&oacute;n. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">    <br><B>Palabras clave:</B> dispersi&oacute;n de pluma, emisario submarino, simulaci&oacute;n hidrodin&aacute;mica. </font></P> <hr>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>ABSTRACT</B> </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Studies of outfall systems are of great importance in Brazil, taking into account cost-benefit ratio  and environmental impact. Technical analysis of this option must be accompanied by an environmental  impact analysis in the discharge zone to adapt the system to the current legislation, regulated in Brazil by  the National Environment Council. The possibility of implementing a submarine outfall on the beach  Borac&eacute;ia is studied in this work. Hydrodynamic modeling of the behavior of the effluent plume was made  to establish the system performance by comparing different points of discharge and flow rates. The  results show the feasibility of this option. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">    <br>   <B>Keywords:</B> plume dispersion, submarine outfall, hydrodynamic simulation.    </font>    <br></P>   <hr>      <P>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp;     <P><font size="3" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>INTRODUCCI&Oacute;N</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En las &uacute;ltimas d&eacute;cadas, el inter&eacute;s por la protecci&oacute;n del medio ambiente se ha incrementado de  forma notable a nivel internacional. La contaminaci&oacute;n de los cuerpos de agua por vertidos de aguas  residuales, pr&aacute;ctica com&uacute;n en la historia de la humanidad, es uno de los problemas m&aacute;s preocupantes en la  gesti&oacute;n del saneamiento ambiental. Con el desarrollo de la vida humana: la industrializaci&oacute;n, la urbanizaci&oacute;n y  el crecimiento de la poblaci&oacute;n en &aacute;reas costeras, el volumen de vertidos de aguas residuales sin  tratamiento previo o un m&iacute;nimo cuidado siquiera, en r&iacute;os costeros o directamente en el mar, ha  aumentado dr&aacute;sticamente causando la contaminaci&oacute;n de las aguas y comprometiendo el uso de esos recursos  (Ortiz et al. 2006). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">M&aacute;s del 50% de la poblaci&oacute;n mundial, o sea, tres mil millones de personas, se concentra en  la actualidad a menos de 60 kil&oacute;metros de la costa (Naval et al. 2001) (<a href="#figura 1">figura 1</a>), valor que puede  variar estacionalmente en pa&iacute;ses como Brasil, donde la poblaci&oacute;n costera aumenta significativamente en verano. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P align="center"><a name="figura 1"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0103314.jpg" width="513" height="279"></a>      
<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">La calidad de las aguas costeras de Brasil, est&aacute; fuertemente influenciada por las condiciones  de saneamiento existentes en las ciudades costeras. Brasil tiene alrededor de 8 500 km de costa y en ella  se encuentran 13 de las 27 capitales y 16 de las 28 regiones metropolitanas, las cuales albergan un  cuarto de la poblaci&oacute;n brasileira (26,6%), casi 51 millones de personas (IBGE, 2011). Como promedio  viven 87 habitantes por kil&oacute;metro cuadrado, o sea, cinco veces m&aacute;s que la media nacional de 17  hab/km<SUP>2</SUP>. La mayor&iacute;a de esas ciudades no poseen la infraestructura necesaria para un saneamiento adecuado, por  lo que la descarga de las aguas residuales dom&eacute;sticas a las playas es un hecho rutinario. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Seg&uacute;n el Sistema Nacional de Informaci&oacute;n sobre Saneamiento (SNIS), en 2010 el servicio  de recolecci&oacute;n de aguas residuales en Brasil, apenas atend&iacute;a un 46,2 % de la poblaci&oacute;n. Esta situaci&oacute;n  se vuelve a&uacute;n m&aacute;s alarmante, cuando se constata que solo un 37% de esa agua residual  recolectada, recibe tratamiento antes de ser vertida en el cuerpo de agua m&aacute;s pr&oacute;ximo. De acuerdo con el Informe  sobre Desarrollo Humano 2013 de la ONU, Brasil est&aacute; en el lugar 85 del ranking de pa&iacute;ses de &iacute;ndice  de desarrollo, entre otras causas, por los problemas de saneamiento que enfrenta. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">La situaci&oacute;n del saneamiento en el Estado de Sao Paulo es m&aacute;s favorable que la media brasile&ntilde;a.  En los &uacute;ltimos a&ntilde;os, las inversiones del Gobierno del Estado en colaboraci&oacute;n con las inversiones del  Banco Japon&eacute;s de Cooperaci&oacute;n Internacional   JBIC, produjeron una mejora considerable en el &iacute;ndice  de servicio de alcantarillado estadual, elev&aacute;ndolo a un 90% en el a&ntilde;o  2010. Sin embargo en 2012, seg&uacute;n el SNIS, los municipios de la costa de Sao Paulo alcanzaron apenas un 47,35 % de aguas  residuales recolectadas (destacando el municipio de Santos con un &iacute;ndice de 100 %) con solo un 38% de  las mismas tratadas, por lo que se puede concluir que con algunas excepciones, los municipios  costeros paulistas descargan considerable cantidad de aguas residuales sin tratar directamente en r&iacute;os, arroyos  y la costa, problema que debe acentuarse con el aumento previsto de la poblaci&oacute;n. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">La CETESB (Companhia de Tecnolog&iacute;a de Saneamento Ambiental) en 1968, ante el evidente  deterioro de las aguas costeras, inici&oacute; la vigilancia del medio ambiente costero a trav&eacute;s,  primeramente, de  campa&ntilde;as regulares y espor&aacute;dicas de mediciones de la calidad del agua en las playas y, posteriormente,  ampliando a los r&iacute;os costeros y a los emisarios submarinos. Estos estudios proporcionaron datos importantes  que mostraron la existencia de cambios en los medios acu&aacute;ticos, con p&eacute;rdidas considerables en la calidad  del agua y da&ntilde;o al medio ambiente, con peligro para la salud p&uacute;blica. Seg&uacute;n Ortiz et al. (2006),  estos &iacute;ndices muestran que existen deficiencias por parte del gobierno para la gesti&oacute;n de los recursos  h&iacute;dricos de manera adecuada a las necesidades sociales y econ&oacute;micas, a fin de lograr una gesti&oacute;n sostenible  del agua. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En &aacute;reas costeras son ampliamente utilizadas dos alternativas b&aacute;sicas para la eliminaci&oacute;n de las  aguas residuales: el lanzamiento submarino a trav&eacute;s de largos emisarios, precedido de un pre- tratamiento  de las aguas residuales o el tratamiento de aguas residuales, generalmente a un nivel secundario  con desinfecci&oacute;n final y posterior descarga en r&iacute;os costeros o bah&iacute;as. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Al principio, los sistemas de alcantarillado descargaban directamente en zonas costeras alejadas  de las zonas m&aacute;s pobladas, pero con el tiempo la poblaci&oacute;n costera creci&oacute; y las &aacute;reas urbanizadas  se expandieron. Pronto el hedor y los residuos s&oacute;lidos en las costas comenzaron a ser percibidos por  la poblaci&oacute;n. Esta forma de eliminaci&oacute;n de las aguas residuales caus&oacute; la degradaci&oacute;n de muchas playas. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Despu&eacute;s de muchas observaciones y estudios, ingenieros sanitarios llegaron a una composici&oacute;n  de sistema de descarga en el mar, que comprende unidades de acondicionamiento previo para eliminar  los s&oacute;lidos gruesos y parte de las sustancias en suspensi&oacute;n, y una larga tuber&iacute;a asentada en el fondo del  mar, que alcanza grandes profundidades, para la disposici&oacute;n final del efluente resultante que es realizada  a trav&eacute;s de m&uacute;ltiples orificios (difusores), que permiten la diluci&oacute;n efectiva del efluente en el agua del  mar (Subtil et al. 2012). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Seg&uacute;n Ortiz et al. (2006), las ventajas de este m&eacute;todo se pueden resumir en: un menor costo  de implantaci&oacute;n, operaci&oacute;n y mantenimiento del sistema, en comparaci&oacute;n con los m&eacute;todos  convencionales de tratamiento de aguas residuales, un menor impacto visual, menos problemas de olor en la  estructura en tierra y menor cantidad de lodos, resultantes del tratamiento previo, para eliminar. No  obstante, tambi&eacute;n tiene desventajas, como son: dificultades de construcci&oacute;n y el mantenimiento de los  difusores, la p&eacute;rdida de calidad del agua en el lugar de lanzamiento o la necesidad de un seguimiento continuo. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Estos sistemas son utilizados en muchos pa&iacute;ses y sus proyectos son definidos en funci&oacute;n de  la profundidad de descarga, la longitud y el di&aacute;metro del emisario, el flujo de descarga, el tipo de  sistema de difusores etc., sin embargo, la cuesti&oacute;n del nivel de tratamiento previo a la descarga contin&uacute;a  siendo un punto de pol&eacute;mica. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En los pa&iacute;ses m&aacute;s desarrollados como Espa&ntilde;a y Estados Unidos, la cuesti&oacute;n del tratamiento  previo en tierra de las aguas residuales es m&aacute;s restrictiva y cuidadosa, mostrando buenos resultados tanto en  el mantenimiento de la calidad y la recuperaci&oacute;n de las propiedades perdidas de los cuerpos receptores  y en cuanto a la reutilizaci&oacute;n de efluente tratado para otros fines. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En el litoral paulista las experiencias con sistemas de emisarios submarinos se concentran en  regiones de gran concentraci&oacute;n urbana como Praia Grande, Santos o Guaruj&aacute;, en el litoral sur. Tambi&eacute;n  se encuentran los de Sao Sebastiao e Ilha Bela, adem&aacute;s de un emisario submarino de efluentes  industriales, instalado en el Canal de Sao Sebastiao y operado por la Petrobras. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Estos emisarios fueron proyectados y construidos por diferentes empresas privadas, nacionales  y extranjeras, a menudo sin ninguna visi&oacute;n sist&eacute;mica del proceso de gesti&oacute;n, y cuyo dise&ntilde;o de base  de datos es insuficiente, cuando deber&iacute;an haber sido proyectados obedeciendo a un plan de  gerenciamiento costero y respetando criterios de eficiencia, costo y preservaci&oacute;n ambiental (Ortiz et al. 2006). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">La CETESB inici&oacute; el monitoreo de estos sistemas en 2002, recogiendo muestras semestrales en  dos emisarios de la costa paulista, los cuales fueron complementados por estudios cient&iacute;ficos de  simulaci&oacute;n hidrodin&aacute;mica de la pluma en la descarga de los efluentes, lo que permiti&oacute; la evaluaci&oacute;n del impacto  en el medio marino. El sistema estuarino de Santos es considerado el &aacute;rea m&aacute;s cr&iacute;tica del estado de  Sao Paulo a causa de la degradaci&oacute;n de sus aguas. Esta situaci&oacute;n es el resultado de la presencia del  polo petroqu&iacute;mico de Cubatao, de las caracter&iacute;sticas del efluente del emisario submarino en el interior de  la bah&iacute;a de Santos y de la poluci&oacute;n difusa, debida a la descarga clandestina de aguas residuales,  provenientes de la ocupaci&oacute;n y uso irregular de las tierras costeras (Do Carmo et al. 2012). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Estudios muestran que, a pesar de los problemas que presentan estos emisarios, los sistemas  de emisarios submarinos bien proyectados, construidos y monitoreados, son una alternativa viable,  en particular en los pa&iacute;ses en desarrollo, donde los recursos financieros son limitados. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Hasta hace poco tiempo, los sistemas con emisarios submarinos solo eran viables para ser  construidos en grandes ciudades debido, fundamentalmente, a las dificultades de su construcci&oacute;n, el alto costo  del equipamiento especializado que requieren y a la falta de profesionales locales debidamente  especializados para su mantenimiento y  preservaci&oacute;n. Actualmente, con la disponibilidad de nuevos materiales y  m&eacute;todos modernos de construcci&oacute;n, es posible que peque&ntilde;as comunidades costeras puedan disponer de  los recursos necesarios para la construcci&oacute;n de emisarios relativamente largos. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Se sabe que la costa del estado de Sao Paulo es una de las &aacute;reas con mayor densidad demogr&aacute;fica  del pa&iacute;s. En el per&iacute;odo m&aacute;s reciente, el mayor crecimiento poblacional ocurre en el litoral norte,  principalmente en los municipios de Sao Sebastiao, Ilhabela y Caraguatatuba, relacionado fundamentalmente con  la expansi&oacute;n de las ciudades para las &aacute;reas  perif&eacute;ricas, a causa de la falta de espacio  disponible, y el encarecimiento del suelo urbano. En Bertioga el factor tur&iacute;stico ejerce un peso mayor (Do Carmo et  al. 2012). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En el litoral norte,    el escenario actual del saneamiento b&aacute;sico referente a la recolecci&oacute;n    y tratamiento de aguas residuales dom&eacute;sticas, unido al crecimiento poblacional    de la zona, conformado casi en su totalidad por peque&ntilde;os municipios (50    000 habitantes como media, (ver <a href="/img/revistas/riha/v35n3/t0103314.gif">tabla    1</a>), hacen necesarios los estudios para la b&uacute;squeda de soluciones    y alternativas con las cuales estas peque&ntilde;as comunidades puedan atender    sus necesidades. </font>      
<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Varios estudios recientes han demostrado que la elecci&oacute;n de sistemas con emisarios submarinos  es m&aacute;s econ&oacute;mica en la mayor&iacute;a de los casos, cuando se compara con otros sistemas de tratamiento  y desecho de aguas residuales, incluso si se tiene en cuenta el costo ambiental  (Ortiz et al. 2006),  (Arasaki y Ortiz 2006), (Souza et al. 2007), (Freitas 2010). </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Con los datos analizados en el estudio, Arasaki y Ortiz (2006) proponen nuevos valores per  c&aacute;pita de referencia para la implantaci&oacute;n de nuevas estaciones de tratamiento de aguas residuales y sistemas  con emisarios submarinos con tratamiento preliminar en el litoral paulista, de acuerdo con la  poblaci&oacute;n equivalente. Estos valores mostraron que los costos de implantaci&oacute;n de sistemas con emisarios  submarinos son menores, principalmente para poblaciones de hasta 50 000 habitantes, ver <a href="/img/revistas/riha/v35n3/t0203314.gif">tabla 2</a>. </font>     
]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">No obstante las diversas ventajas de estos sistemas, muchos investigadores y centros de  investigaci&oacute;n ambientales siguen mostrando preocupaci&oacute;n por los impactos negativos al medio ambiente, restando  un largo camino de investigaciones con la intenci&oacute;n de desarrollar tecnolog&iacute;as para minimizar los  posibles impactos. Seg&uacute;n Ortiz (2006) ser&aacute; necesario establecer algunos objetivos de estudio que posibiliten  que la opci&oacute;n con emisarios submarinos sea ventajosa, tales como: </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"> &#8226;      An&aacute;lisis costo-beneficio entre las opciones de estaci&oacute;n de tratamiento convencional y el  sistema con emisario submarino. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"> &#8226;      Sistematizaci&oacute;n de par&aacute;metros de dise&ntilde;o y de operaci&oacute;n de emisarios submarinos con estaci&oacute;n  de pre-tratamiento. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"> &#8226;     Simulaci&oacute;n computacional aplicada al proceso de diluci&oacute;n del efluente de agua residual tratada  en la salida del emisario. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"> &#8226;    Legislaci&oacute;n ambiental adecuada y realista para la regulaci&oacute;n de la zona de mistura y  el monitoramiento de la pluma del efluente en la salida del emisario, entre otros. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Siendo as&iacute;,    todas las investigaciones que puedan aportar en este sentido, colaborar&aacute;n    de forma importante en la mejora del saneamiento en el litoral paulista. </font>      <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>Legislaci&oacute;n brasile&ntilde;a</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Desde el a&ntilde;o 1986 en Brasil fue adoptada la Resoluci&oacute;n CONAMA 20, que establece las  normas para la calidad de las aguas saladas para regular el uso de los emisarios. En el 2000 la  Resoluci&oacute;n CONAMA 274 y posteriormente la Resoluci&oacute;n CONAMA 357, presentaron importantes avances  al introducir nuevos par&aacute;metros de calidad de las aguas, l&iacute;mites a ser considerados y la definici&oacute;n  de cuatro clases de agua salina y salobre y sus usos y normas de calidad respectivas. Esta &uacute;ltima  resoluci&oacute;n introdujo por primera vez el concepto de zona de mezcla como: &#171;regi&oacute;n del cuerpo receptor donde  se produce la diluci&oacute;n inicial del efluente&#187;, y determin&oacute; que: &#171;en la zona de mezcla, el &oacute;rgano  ambiental competente podr&aacute; autorizar, tomando en consideraci&oacute;n el tipo de sustancia, valores en desacuerdo  con los establecidos para la respectiva clase de agua, siempre que esto no comprometa los usos  previstos para el cuerpo de agua&#187;.  En 2011, la Resoluci&oacute;n CONAMA 430 ampli&oacute; las condiciones,  criterios, normas, par&aacute;metros y directrices para la gesti&oacute;n de las descargas de efluentes de aguas residuales  en cuerpos de agua, alterando parcialmente y complementando la Resoluci&oacute;n CONAMA 357/2005. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>Utilizaci&oacute;n de la modelaci&oacute;n computacional aplicada al dise&ntilde;o y control de los vertidos</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">La utilizaci&oacute;n de simulaci&oacute;n computacional para el estudio del proceso de dispersi&oacute;n de la pluma  de efluente, reproduciendo la zona de mezcla en cualquier tipo de cuerpo de agua, constituye hoy  una herramienta imprescindible en el proceso de decisi&oacute;n, tanto para los &oacute;rganos ambientales cuanto  para las empresas encargadas del saneamiento. (Ortiz y Bessa 2004) </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para ello son utilizados programas computacionales, que aplican modelos matem&aacute;ticos  desarrollados para simular los fen&oacute;menos que ocurren en la diluci&oacute;n de los poluentes. Esos modelos estiman la  diluci&oacute;n en funci&oacute;n de par&aacute;metros de profundidad, di&aacute;metro de los agujeros del difusor y velocidad de  salida, diferencia de densidades, estructuras de corrientes con estratificaci&oacute;n o sin ella y otros. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Actualmente existen varios softwares que pueden ser utilizados en la simulaci&oacute;n de la dispersi&oacute;n  de la pluma de efluente tales como: el 3PLUMES y el Visual Plumes, hechos  disponibles por la  Agencia Ambiental Federal Americana (Environment Protection Agency - USA), para determinar la longitud  del emisario y para el proyecto de difusor. Otros software muy usados en este tipo de aplicaci&oacute;n son  el CORMIX, el Mike 21, el DELFT 3D, el AQUALAB, el SisBaHiA y el Chemmap. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>OBJETIVO</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Teniendo en cuenta estos aspectos, el objetivo de este trabajo es realizar un estudio hidrodin&aacute;mico  de una regi&oacute;n costera, usando simulaci&oacute;n computacional, para verificar la viabilidad t&eacute;cnica y ambiental  de un sistema de eliminaci&oacute;n de aguas residuales dom&eacute;sticas de una peque&ntilde;a poblaci&oacute;n a trav&eacute;s de  un emisario submarino, observando el comportamiento de la pluma de efluente, en cuanto a su direcci&oacute;n  y el abatimiento de poluentes, con el fin de evaluar el impacto de su implantaci&oacute;n en la zona  costera delimitada a 300 metros de la costa. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>&Aacute;REA DE ESTUDIO Y METODOLOG&Iacute;A </B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">El &aacute;rea de estudio se encuentra en la playa Borac&eacute;ia que est&aacute; ubicada en la ciudad de  Bertioga, perteneciente a la regi&oacute;n metropolitana de la Baixada Santista y localizada en el litoral norte  paulista. Considerada un &aacute;rea en desarrollo, este litoral alberga peque&ntilde;as poblaciones en franco crecimiento. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para el presente estudio fue considerada la existencia de dos comunidades de 25 000 y 30  000 habitantes respectivamente. Para la cuantificaci&oacute;n del gasto del efluente fueron considerados un  consumo de agua per c&aacute;pita de 200 L/d&iacute;a y un coeficiente de retorno igual a 0,8, resultando en  47 L/s y 64 L/s  de gasto de aguas residuales dom&eacute;sticas, respectivamente. El nutriente utilizado como patr&oacute;n fue el  f&oacute;sforo, con una concentraci&oacute;n en el punto de lanzamiento de 5 mg/L, t&iacute;pica de aguas residuales domesticas. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para la simulaci&oacute;n hidrodin&aacute;mica de la regi&oacute;n, se utiliz&oacute; el conjunto de modelos integrados Delft  3D, que puede realizar simulaciones de regiones costeras, r&iacute;os o estuarios. Este software permite simular  el flujo, advecci&oacute;n y dispersi&oacute;n, transporte de sedimentos y la morfolog&iacute;a, adem&aacute;s de la calidad del  agua, en modelos bidimensionales y tridimensionales. En este estudio fue realizada una simulaci&oacute;n  bidimensional con el modulo Delft3D-Flow. De los modelos te&oacute;ricos, para la simulaci&oacute;n del proceso de dispersi&oacute;n  de la pluma, fue usado el UM3. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para el modelado de la batimetr&iacute;a, se entraron datos de las cartas n&aacute;uticas de la regi&oacute;n para crear  una malla. Se us&oacute; una malla (grid) con 110 633 c&eacute;lulas bidimensionales de aproximadamente  100x100 metros y con 5 capas equidistantes. Para la rugosidad del fondo se adopt&oacute; un coeficiente de  Manning constante e igual 0,027 para ambas direcciones, ver <a href="#figura 2">figura 2</a>. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para las entradas de marea, en el borde este del modelo, se usaron las constantes  arm&oacute;nicas determinadas por los mare&oacute;grafos localizados en el puerto de Sao Sabastiao y en el este de  Ilhabela (Saco Sombr&iacute;o), disponibles por la marina de Brasil en internet. Para efectos de comparaci&oacute;n y  calibraci&oacute;n, se usaron datos de mareas de la Ilha do Montao de Trigo. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Para el borde oeste del modelo, se obtuvo con el Instituto Oceanogr&aacute;fico una serie temporal de  dos a&ntilde;os (2004 y 2005) con intervalo de tiempo de una hora. El borde inferior de la malla fue  considerado cerrado. Los valores adoptados de gasto para los r&iacute;os que llegan a la regi&oacute;n estudiada, fueron  tomados de los informes de la Agencia Nacional de Aguas (ANA), us&aacute;ndose los flujos medios anuales. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">En relaci&oacute;n con la entrada de la salinidad y la temperatura, se aplicaron valores constantes de  34,6 ppt para el agua marina, 5 ppt para las aguas de los r&iacute;os y una temperatura constante de 22,75 <SUP>o</SUP>C.  </font>     <P align="center"><a name="figura 2"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0203314.jpg" width="509" height="254"></a>     
<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">El periodo simulado en el modelo hidrodin&aacute;mico es el comprendido entre el 01/07/2005 y el  31/07/2005, habi&eacute;ndose analizado el comportamiento hidrodin&aacute;mico de la pluma del efluente en  posiciones previamente escogidas como posibles locales de lanzamiento, ver <a href="#tabla 3">tabla 3</a>. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Los valores de concentraci&oacute;n del poluente fueron medidos en 19 puntos a lo largo de la  costa predefinidos en la batimetr&iacute;a y, comparados con el valor estipulado por la resoluci&oacute;n CONAMA  357/2005 que establece para aguas salina de clase 1 una concentraci&oacute;n de 0,062 mg/L de f&oacute;sforo total. </font>     <P align="center"><a name="tabla 3"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/t0303314.gif" width="420" height="129"></a>     
<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Los perfiles de velocidad obtenidos alimentaron el modelo de campo pr&oacute;ximo (UM3) para  luego entrar con la carga de poluente en el Delft3D donde fue simulado el comportamiento de la pluma en  el campo distante y las condiciones de calidad de las aguas costeras en la zona de mezcla. </font>     <P>&nbsp;      <P>      <P><font size="3" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>RESULTADOS </B></font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Modelo    hidrodin&aacute;mico calibraci&oacute;n </font></b></font>      <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">El modelo fue calibrado usando los valores de los mar&eacute;grafos ubicados en la Ilha do Montao  de Trigo. Como puede verse en la <a href="/img/revistas/riha/v35n3/f0303314.jpg">figura 3</a>, los valores simulados son muy semejantes a los reales para  el periodo modelado. </font>     
<P><font size="2"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Campo de velocidades y perfil de velocidad en el punto de lanzamiento</font></b></font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Del modelo hidrodin&aacute;mico, se extrajeron los datos de los campos de velocidad resultantes de  la simulaci&oacute;n. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Las figuras <a href="#figura 4">4</a> y <a href="#figura 5">5</a> muestran el campo de velocidades medias de la regi&oacute;n de la playa Borac&eacute;ia y en  las <a href="#figura 6">6</a> y <a href="#figura 7">7</a>, el campo de velocidades de la regi&oacute;n de la isla Montao de Trigo. </font>     <P align="center"><a name="figura 4"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0403314.jpg" width="276" height="289"></a>     
<P align="center"><a name="figura 5"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0503314.jpg" width="287" height="290"></a>     
<P align="center"><a name="figura 6"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0603314.jpg" width="293" height="286"></a>     
<P align="center"><a name="figura 7"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0703314.jpg" width="293" height="287"></a>     
<P><font size="2"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Simulaci&oacute;n del campo pr&oacute;ximo</font></b></font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">De la simulaci&oacute;n hidrodin&aacute;mica, se obtuvieron los perfiles de velocidades de los puntos  seleccionados para el lanzamiento, y fueron usados en el modelo de campo pr&oacute;ximo UM3. Los resultados de  la diluci&oacute;n inicial, media y en el centro de la pluma, pueden verse en las figuras <a href="#figura 8">8</a>, <a href="#figura 9">9</a>, <a href="#figura 10">10</a>, <a href="#figura 11">11</a>, <a href="#figura 12">12</a> y <a href="#figura 13">13</a>. Fue representado un per&iacute;odo de 20 d&iacute;as para la longitud de emisario de 1500 metros, y de 10 d&iacute;as para  1800 y 2000 metros. </font>     <P align="center"><a name="figura 8"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0803314.jpg" width="478" height="268"></a>      
<P align="center"><a name="figura 9"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f0903314.jpg" width="491" height="280"></a>      
<P align="center"><a name="figura 10"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1003314.jpg" width="485" height="266"></a>     
<P align="center"><a name="figura 11"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1103314.jpg" width="493" height="282"></a>     
<P align="center"><a name="figura 12"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1203314.jpg" width="489" height="267"></a>     
<P align="center"><a name="figura 13"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1303314.jpg" width="502" height="288"></a>     
<P><font size="2"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Simulaci&oacute;n del campo distante</font></b></font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Los resultados del modelo de campo pr&oacute;ximo fueron acoplados a un modelo hidrodin&aacute;mico. En  las figuras <a href="#figura 14">14</a>, <a href="#figura 15">15</a>, <a href="#figura 16">16</a>, <a href="#figura 17">17</a>, <a href="#figura 18">18</a> y <a href="#figura 19">19</a> se muestra el comportamiento de la pluma de efluente  representado mediante la concentraci&oacute;n de f&oacute;sforo pasados 20 d&iacute;as de simulaci&oacute;n. </font>     <P align="center"><a name="figura 14"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1403314.jpg" width="329" height="347"></a>     
]]></body>
<body><![CDATA[<P align="center"><a name="figura 15"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1503314.jpg" width="332" height="348"></a>      
<P align="center"><a name="figura 16"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1603314.jpg" width="328" height="347"></a>     
<P align="center"><a name="figura 17"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1703314.jpg" width="334" height="352"></a>     
<P align="center"><a name="figura 18"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1803314.jpg" width="328" height="350"></a>     
<P align="center"><a name="figura 19"><img src="/img/revistas/riha/v35n3/f1903314.jpg" width="338" height="350"></a>     
<P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>DISCUSI&Oacute;N DE LOS RESULTADOS</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Se observa que existe una alta diluci&oacute;n ya en el punto de lanzamiento, que cumple   inmediatamente las concentraciones l&iacute;mites establecidas en la resoluci&oacute;n CONAMA 357/2005 de 0,062 mg/L de  f&oacute;sforo total, para las aguas salinas de clase 1. Esto permitir&iacute;a un punto de lanzamiento m&aacute;s pr&oacute;ximo a la  costa, disminuyendo el costo y la complejidad de la implantaci&oacute;n del emisario submarino en el lugar. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Aunque el nivel de concentraci&oacute;n del poluente es bajo, se observ&oacute; que la pluma, debido a la  corriente preferencialmente paralela a la l&iacute;nea de la costa en el lugar de inter&eacute;s, tiende a estar muy pr&oacute;xima a  la misma, a lo que se debe brindar especial atenci&oacute;n para respetar la legislaci&oacute;n que determina el  &aacute;rea protegida de 300 m desde la costa. Seg&uacute;n aumenta la distancia entre el punto de descarga y la costa,  hay una menor interacci&oacute;n entre la pluma y la l&iacute;nea de costa. </font>     <P>&nbsp;      <P>      ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font size="3" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>CONCLUSIONES</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">&#183;     Se observa, en principio, el potencial t&eacute;cnico y ambiental de la utilizaci&oacute;n de emisarios  submarinos, para satisfacer las necesidades de peque&ntilde;as poblaciones en el &aacute;rea de inter&eacute;s, debido a la alta  diluci&oacute;n inicial verificadas en las simulaciones presentadas. No obstante, este estudio es apenas una  evaluaci&oacute;n preliminar, est&aacute;n previstos otros estudios que considerar&aacute;n la frontera inferior de la malla abierta  y una malla m&aacute;s refinada con c&eacute;lulas menores. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">&#183;     Ser&aacute; realizada tambi&eacute;n una modelaci&oacute;n tridimensional para obtener el proceso de diluci&oacute;n de  la pluma a lo largo de la columna de agua, particularmente importante en los casos de  estratificaci&oacute;n vertical del cuerpo de agua. Tambi&eacute;n ser&aacute;n incorporados nuevos estudios demogr&aacute;ficos,  considerando el crecimiento actual de la regi&oacute;n estudiada, de forma tal que el flujo de descarga sea actualizado. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">&#183;     En un futuro pr&oacute;ximo, se pretende que esta herramienta computacional pueda  proporcionar informaciones importantes para la toma de decisi&oacute;n en la elecci&oacute;n de los sistemas de tratamiento  de aguas residuales. Para comunidades costeras con poblaciones peque&ntilde;as (menos de 50 000  habitantes), es importante que la opci&oacute;n de sistemas de eliminaci&oacute;n de aguas servidas a trav&eacute;s de  emisarios submarinos, pueda ser comparada con las opciones de tratamiento y disposici&oacute;n  convencionales, incluyendo la evaluaci&oacute;n de los posibles impactos ambientales y los costos de construcci&oacute;n  y mantenimiento. </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B>RECONOCIMIENTO</B> </font>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">Se agradece a la    CAPES (Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal do N&iacute;vel Superior) y    al Programa Institucional de Bolsas de Iniciacao Cient&iacute;fica de la Universidad    de Sao Paulo. </font>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp;      <P>     <P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P>      <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><B><font size="3">REFERENCIAS</font></B></font>     <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">1. Arasaki E. y    Ortiz J. P. &#171;Crit&eacute;rios de decisao aplicados aos emiss&aacute;rios    submarinos no litoral paulista&#187;. Ed. Emiss&aacute;rios Submarinos: Projeto,    Avaliacao de Impacto Ambiental e Monitoramento. Companhia de Tecnologia de Saneamento    Ambiental (CETESB). Sao Paulo. Brasil, (2006).    </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">2. Do Carmo R.    L., M&aacute;rques C. y Itapura de Miranda Z.A. &#171;Dinamica demogr&aacute;fica,    economia e ambiente na zona costeira de Sao Paulo&#187;. Ed. Textos Nepo 63.    Sao Paulo. Brasil, (2012).    </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">3. Freitas S. &#171;Proposta    de metodologia de projeto de sistema de disposicao oceanica de esgotos sanit&aacute;rios,    em localidades de pequeno porte&#187;. Tese de Maestr&iacute;a. Ingenier&iacute;a    Ambiental. Universidade do Estado de Rio Janeiro. Rio de Janeiro. Brasil, (2010).        </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">4. Naval L. P.,    Bandeira J. S., Silva C. D. F. y Wanderley T. F. &#171;Estudo da Eficiencia    de uma Estacao de Tratamento de Esgoto de Palmas&#187;. II Congresso Cient&iacute;fico    do Centro Universit&aacute;rio Luterano. Tocantins. Brasil, (2001).    </font>      ]]></body>
<body><![CDATA[<!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">5. Souza J. F.,    Azebedo J. L., Oliveira L. R. y Soares I. D. &#171;Emiss&aacute;rios submarinos,    uma alternativa para a disposicao final de efluentes em cidades costeiras&#187;.    Departamento de F&iacute;sica. Universidade Federal do Rio Grande. Brasil, (2007).    </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">6. Subtil E. L.,    Mierzwa J. C., Ortiz J. P., Garcia R. S., Garc&iacute;a A. and Alba J. G. &#171;Environmental    response of wastewater inputs through SSO (Santos Submarine Outfall) utilizing    an eutrophication numerical model&#187;. Journal of Shipping and Ocean Engineering,    (2012), vol. 1, no. 2, pp. 68-75.    </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">7. Ortiz J. P.    y Bessa K. L. &#171;Modelagem computacional de descarga de efluentes em canal    com an&aacute;lise dos campos pr&oacute;ximo e distante&#187;. IAHR-Congresso    Latinoamericano de Hidr&aacute;ulica. Sao Pedro. Sao Paulo. Brasil, (2004).    </font>      <!-- ref --><P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">8. Ortiz J. P.,    Arasaki E. y Marcelino E. B. &#171;Visao geral dos Emiss&aacute;rios Submarinos    no Litoral Paulista&#187;. Ed. Emiss&aacute;rios Submarinos: Projeto, Avaliacao    de Impacto Ambiental e Monitoramento. Companhia de Tecnologia de Saneamento    Ambiental. (CETESB). Sao Paulo. Brasil, (2006).    </font>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp;      ]]></body>
<body><![CDATA[<P>     <P>     <P>      <P>    <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Recibido: 15 de    junio de 2014.    <BR>   Aprobado: 20 de junio de 2014. </font>      <P>&nbsp;     <P>&nbsp;      <P>     <P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P>      <P>     <P><font size="2" face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><em>Jacqueline    Pedrera Yanes, Jayme Pinto Ortiz, Robinson Siqueira Garcia. </em>Departamento    de Engenharia Mecanica. Instituto Mau&aacute; de Tecnologia. Escola Polit&eacute;cnica-USP.    Instituto Mau&aacute; de Tecnologia. email:<FONT COLOR="#0000ff"> <U><a href="mailto:j.pedrera@usp.br">j.pedrera@usp.br</a></U></FONT>,    email: <U><FONT COLOR="#0000ff"><a href="mailto:jportiz@usp.br">jportiz@usp.br</a></FONT></U>,    email: <U><FONT COLOR="#0000ff"><a href="mailto:robin17sg@gmail.com">robin17sg@gmail.com</a></FONT></U></font>       ]]></body><back>
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<nlm-citation citation-type="book">
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<surname><![CDATA[Arasaki]]></surname>
<given-names><![CDATA[E]]></given-names>
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<surname><![CDATA[Ortiz]]></surname>
<given-names><![CDATA[J. P.]]></given-names>
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<source><![CDATA[Critérios de decisao aplicados aos emissários submarinos no litoral paulista]]></source>
<year>2006</year>
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