Desenvolvimento de um modelo de dispersão advectiva, de natureza fuzzy, para estudar comportamento de campos de concentração em rios naturais

Resumo

Este trabalho desenvolveu uma metodologia, com base na aplicação da teoria fuzzy, para estudar campos de concentração de substancias poluentes em rios naturais. Para isso, as equações diferenciais do modelo de transporte são transformadas em equações diferenciais fuzzys, de modo que o campo de concentrações representado pelo modelo matemático seja transformado em campos de funções de pertinências de concentrações. Para a solução do modelo matemático foi usado o método das diferenças finitas, com esquema implícito para o equacionamento das equações das diferenças. Para a realização das simulações foi desenvolvido um programa computacional, em linguagem FORTRAN que deu suporte na obtenção dos resultados para os mais diversos cenários propostos. Os resultados mostraram que a teoria fuzzy pode se tornar uma alternativa segura no auxilio do controle de poluição dos rios em geral, fornecendo, assim, fundamentos para a gestão dos recursos hídricos.

PALAVRAS-CHAVE: Teoria fuzzy. Modelo matemático. Gestão de recursos hídricos.

Development of a dispersion advectiva model, fuzzy of nature, to study concentration camps behavior in natural rios

ABSTRACT

This research developed a methodology, based on application of fuzzy theory in the pollutant transport models, to study pululantes concentration fields in natural Rivers. In such way, the differential equations of the transport model are transformed into fuzzy differential equations, so that, the field of concentrations, represented by the mathematical model is transformed into fields of concentration membership functions. The study makes use of parameters defined in the law to establish the class of the river, so that, it calculates, for each type of release, the risk and its assimilative capacity of the river to receive effluents. For the solution of the mathematical model the finite difference method was used, with implicit scheme on order to get the difference equation. For the accomplishment of the simulations a computational program, in FORTRAN language, was developed, that gave support in the obtaining of the results for the most several proposed sceneries. The results have shown that the fuzzy theory can become a safe alternative to help control pollution of rivers in general, providing, in such way, subsidies for resources management.

KEYWORDS: Fuzzy theory. Mathematical model. Management of water resources.

Desarrollo de un modelo de dispersión advectiva, de la naturaleza difusa,  al estudio de los campos de concentración em los ríos naturales

RESUMEN

En este trabajo se desarrolló una metodología, basada en la aplicación de la teoría difusa para estudiar sustancias contaminantes campos de concentración en los ríos naturales. Para esto, las ecuaciones del modelo de transporte diferencial se transforman en ecuaciones diferenciales Fuzzys, de modo que la concentración de campo representado por el modelo matemático se transforma en funciones de pertenencia campos de concentraciones. Para la solución del modelo matemático se utilizó el método de diferencias finitas con el esquema implícito para la solución de las ecuaciones de diferencias. Para realizar las simulaciones se ha desarrollado un programa de ordenador en el lenguaje FORTRAN que apoya el logro de resultados para diferentes escenarios propuestos. Los resultados mostraron que la teoría difusa puede convertirse en una alternativa segura a beneficio de la lucha contra la contaminación de los ríos en general, proporcionando así motivos para la gestión de los recursos hídricos.

PALABRAS CLAVE: La teoría difusa. Modelo matemático. La gestión de los recursos hídricos.