Aplicação do modelo w-C para predição de redução de turbidez em wetlands construídos.

Abstract

As atividades de mineração impactam significativamente os recursos hídricos devido ao alto consumo de água e à geração de efluentes que exigem tratamento adequado antes do descarte. Neste contexto, wetlands construídos têm se destacado como uma alternativa sustentável para o tratamento dessas águas. Este estudo teve como objetivo aplicar e avaliar o modelo matemático W-C para prever a redução de turbidez em wetlands subsuperficiais horizontais por meio de dados observados em um sistema em escala piloto a fim de encontrar o melhor valor do parâmetro de velocidade de sedimentação que se ajusta aos dados e avaliar a possibilidade da aplicação em escala maior. O experimento foi realizado com tanques de tratamento que utilizavam brita 1 como material suporte e a planta Typha domingensis como macrófita. Para o modelo matemático, foram utilizadas as variáveis conhecidas: turbidez inicial, número de tanques em série, altura da lâmina d’água e tempo de retenção hidráulica. Primeiramente, foi separado os dados observados em um conjunto de 70% para realizar a calibração do modelo, enquanto com conjunto de 30%, foi realizada a validação. O parâmetro velocidade de sedimentação foi otimizado mediante dois métodos: Particle Swarm Optimization (PSO) e Gradiente Reduzido Generalizado, da ferramenta Solver no Excel. Os resultados obtidos foram, w= 0,669 m/dia e w = 0,698 m/dia, consecutivamente. Esses resultados foram analisados por meio das métricas: coeficiente de determinação (R²), Eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) e viés percentual (PBIAS), tanto para os dados de calibração quanto de validação, resultando em R² = 0,822 e 0,754, NSE = 0,81 e 0,75 PBIAS=-7,06% e -4,04%, no qual demonstraram que o modelo analisado é capaz de representar com boa eficiência a predição da redução de turbidez para o tratamento analisado.