Modelagem e simulação numérica da dinâmica de E. coli em corpo hídrico
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0375.2022v43n1Espp41Palavras-chave:
Modelagem matemática, bioindicadores de contaminação, monitoramento ambientalResumo
Este artigo discorre sobre a importância do monitoramento da qualidade da água na saúde pública e a utilização da modelagem matemática para previsão de impactos ambientais. Para o monitoramento foi escolhido o indicador E. coli e utilizado para simulação matemática uma equação hidrodinâmica unidimensional que foi solucionada pelo método de Crank-Nilcolson. Os resultados do modelo matemático e o algoritmo desenvolvidos foram validados pela literatura.
Downloads
Referências
ARBOS, K. A. et al. Qualidade microbiológica da água para consumo humano no loteamento Nova Esperança: Litoral Sul da Paraíba e sua importância para a Saúde Pública. Revista de Ciências da Saúde Nova Esperança, Gramame, v. 15, n. 2, p. 50-56, 2017. DOI: https://doi.org/10.17695/revcsnevol15n2p50-56. DOI: https://doi.org/10.17695/issn.2317-7160.v15n2a2017p50-56
BALDOCHI, M. A. Utilização do modelo QUAL2E como apoio ao gerenciamento da qualidade das águas da bacia do córrego dos Bagres. 2002. Dissertation (Master's) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
BASSANEZI, R. Ensino-aprendizagem com Modelagem matemática. São Paulo: Contexto, 2002.
BRANDT, A. Multi-level adaptive solutions to boundary- value problems. Mathematics of Computation, Providence, v. 31, p. 333-390, 1977. DOI:https://doi.org/10.2307/2006422. DOI: https://doi.org/10.1090/S0025-5718-1977-0431719-X
CASTRO, D. A.; GOMES, S. M.; STOLFI, J. An adaptive multiresolution method on dyadic grids: application to transport equations. Journal of Computational and Applied Mathematics, Antwerpen, v. 236, n. 15, p. 3636-3646, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cam.2011.05.044. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cam.2011.05.044
CASTRO, D. A.; GOMES, S. M.; STOLFI, J. High-order adaptive finite-volume schemes in the context of multiresolution analysis for dyadic grids. Computational and Applied Mathematics, Petrópolis, v. 35, p. 1-16, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/s40314-014-0159-2. DOI: https://doi.org/10.1007/s40314-014-0159-2
CLILVERD , H. M.; THOMPSON, J. R.; HEPPELL, C. M.; SAYER, C. D.; AXMACHER, J. C. Coupled hydrological/hydraulic modelling of river restoration impacts and floodplain hydrodynamics. River Research and Applications, Chichester, v. 32, n. 9, p. 1927-1948, 2016. DOI: https://doi.org/10.1002/rra.3036. DOI: https://doi.org/10.1002/rra.3036
COURANT, R;. FRIEDRICHS, K.; LEWY, H. On the partial difference equations of mathematical physics. IBM Journal, Armonk, v. 11, n. 2, p. 215-234, 1967. DOI: https://doi.org/10.1147/rd.112.0215
CRANK, J.; NICOLSON, P. A practical method for numerical evaluation of solutions of partial differential equations of the heat-conduction type. Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, Cambridge, v. 43, n. 1, p. 50-67, 1947. DOI: https://doi.org/10.1017/S0305004100023197. DOI: https://doi.org/10.1017/S0305004100023197
DIAS, N. Obtenção de uma solução analítica da equação de difusão-advecção com decaimento de 1a ordem pelo método da transformação de similaridade generalizada. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v.8, p. 181-188, 2003 DOI: https://doi.org/10.21168/rbrh.v8n1.p181-188
GALDINO, A. A técnica do super-passo na resolução numérica de equações diferenciais parciais parabólicas. 2006. Thesis (Doctor) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.
JOBIM, G. S. Dispersão de poluentes: simulação numérica do Lago Guaíba. 2012. Dissertation (Master's) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2012.
LEVEQUE, R. J. Finite volume methods for hyperbolic problems. Cambridge: Cambridge University Press, 2002. (Cambridge texts in Applied Mathematics). DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511791253. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511791253
LIU, W.-C.; CHAN, W.-T.; YOUNG, C.-C. Modeling fecal coliform contamination in a tidal Danshuei River estuarine system. Science of The Total Environment, Amsterdam, v. 502, p. 632-640, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.065. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.065
OLIVEIRA, R. E. Dispersão de contaminantes em rios e canais através do método GILTT. 2015. Dissertation (Master's) - Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2015.
OSINSKA, A.; KORZENIEWSKA, E.; HARNISZ, M.; NIESTEPSKI, S. The prevalence and characterization of antibiotic-resistant and virulent Escherichia coli strains in the municipal wastewater system and their environmental fate. Science of The Total Environment, Amsterdam, v. 577, p. 367-375, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.203 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.203
SCILAB 6.1.1. Rungis: Scilab, 2021. 1 software. Available from: https://www.scilab.org/. Acess: July 25, 2021.
SEFFRIN, G. F. F. Simulação atual e previsão futura da qualidade das águas do rio Ibicuí utilizando o modelo QUAL2E. 2001. Thesis (Doctor) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2001.
SOCOLOFSKY, S. A.; JIRKA, G. H. Environmental fluid mechanics. part I: mass transfer and diffusion. 2nd ed. Karlsruh: Institut fur Hydromechanik, 2002. (Engineering-lectures). Available from: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1542004. Acess: Jully 25, 2021.
TUNDISI, J. G. Recursos hídricos no futuro: problemas e soluções. Estudos Avançados, São Paulo, v. 22, p. 7-16, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-40142008000200002
VON NEUMANN, J. A letter to V. Bush. In: REDEI, M. (ed.). John von Neumann: selected letters. London: American Mathematical Society, 1949. p. 103-111. (History of Mathematics, v. 27).
WESSELING, P. An introduction to multigrid methods. Philadelphia: R.T. Edwards, 2004.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Os Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são de direito do autor. Em virtude de aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais. A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua e a credibilidade do veículo. Respeitará, no entanto, o estilo de escrever dos autores. Alterações, correções ou sugestões de ordem conceitual serão encaminhadas aos autores, quando necessário. Nesses casos, os artigos, depois de adequados, deverão ser submetidos a nova apreciação. As opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional.