MODELAGEM LAGRANGEANA DA DISPERSÃO ATMOSFÉRICA DE RADIONUCLÍDEOS E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA COMO FERRAMENTAS DE SUPORTE AO PLANEJAMENTO DE EMERGÊNCIA NA ÁREA DE INFLUÊNCIA DO COMPLEXO NUCLEAR DE ANGRA DOS REIS - RJ Corbiniano Silva Tese apresentada ao Programa de Pós- graduação em Engenharia Civil, COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Doutor em Engenharia Civil. Orientadores: Luiz Landau Luiz Claudio Gomes Pimentel RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL ABRIL DE 2013 MODELAGEM LAGRANGEANA DA DISPERSÃO ATMOSFÉRICA DE RADIONUCLÍDEOS E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA COMO FERRAMENTAS DE SUPORTE AO PLANEJAMENTO DE EMERGÊNCIA NA ÁREA DE INFLUÊNCIA DO COMPLEXO NUCLEAR DE ANGRA DOS REIS - RJ Corbiniano Silva TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL. Examinada por: ___________________________________________ Prof. Luiz Landau, D.Sc ___________________________________________ Prof. Luiz Claudio Gomes Pimentel, D.Sc ___________________________________________ Prof. Otto Corrêa Rotunno Filho, D.Sc ___________________________________________ Dr. André de Souza Avelar, D.Sc ___________________________________________ Dr. Paulo Fernando Lavalle Heilbron Filho, D.Sc RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL ABRIL DE 2013 Silva, Corbiniano Modelagem Lagrangeana da Dispersão Atmosférica de Radionuclídeos e Sistemas de Informação Geográfica como Ferramentas de Suporte ao Planejamento de Emergência na Área de Influência do Complexo Nuclear de Angra dos Reis - RJ. Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2013. XXIX, 251 p.: il.; 29,7 cm. Orientadores: Luiz Landau Luiz Cláudio Gomes Pimentel Tese – UFRJ/ COPPE/ Programa de Engenharia Civil, 2013. Referências Bibliográficas: p. 226-251. 1. Usina Nuclear. 2. Dispersão de Radionuclídeos. 3. Modelagem Atmosférica. 4. Sistemas de Informação Geográfica. 5. Planejamento de Emergência. 6. Rotas de Fuga. I. Landau, Luiz et al. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Programa de Engenharia Civil. III. Título. iii Os caminhos da vida são construídos ao longo de processos que vamos vivenciando, na medida em que interagimos com o mundo, criando momentos e perspectivas que nos fazem seguir por diferentes trajetórias. À medida que temos consciência daquilo que está à nossa volta, é o momento pelo qual nos deparamos com a visão de mundo que adquirimos e, baseado nisso, seguimos pelos caminhos que passamos a estabelecer como o que queremos para nós enquanto seres humanos. iv Às minhas mães Euza, Everaldina (in memorian), Dionízia (in memorian) e Vicência (in memorian) e ao meu pai Joaquim (in memorian), que com simplicidade e dedicação contribuíram para que eu chegasse até aqui. Ofereço Ao Meu Grande e Verdadeiro Amor: Fabiana! Por todo o amor, dedicação e carinho, e pelo aprendizado que me deu ao longo dos anos, ajudando-me a vivenciar coisas que contribuíram para fazer de mim uma pessoa melhor. I can't smile without you. Dedico v Agradecimentos Ao nosso Deus, que nos dá Sabedoria, Inteligência e a Vida, nos guiando para o caminho do bem e das coisas boas que o mundo nos oferece, e está sempre nos fazendo instrumentos para a construção de um mundo melhor. Ao Professor Luiz Landau, pela parceria ao longo desses anos, sempre motivando o conhecimento e empreendendo na pesquisa novos rumos além das fronteiras da universidade. Acolheu-nos desde o mestrado e abriu as portas que possibilitou chegarmos ao estágio atual. Meu muito obrigado! Ao Professor Luiz Cláudio Gomes Pimentel, verdadeiro Mestre, Amigo e um exemplo a ser seguido, pois além de ser um profissional exemplar, é uma pessoa simples e um ser humano brilhante. Sempre teve o cuidado e a preocupação com o aprendizado de maneira integrada, fator importante para os profissionais da atualidade. Seus ensinamentos me ajudaram a ter uma visão melhor sobre o tema e os assuntos que englobam a análise ambiental e geográfica. Como disse um colega: “... um grande homem”! Ao Professor Otto Corrêa Rotunno, pela grande simpatia demonstrada desde sempre, simplicidade e amizade, bem como as contribuições para o trabalho. Ao Professor André Avelar, que após longos anos depois de ser seu aluno na graduação da UFF, pôde dar suas contribuições ao trabalho que ora desenvolvemos. Ao Dr. Paulo Heilbron Filho, a quem carinhosamente chamamos de Paulinho, que foi uma grande descoberta neste processo, especialmente por seu carinho, atenção e amizade, bem como o entusiasmo que tem para passar o conhecimento aos outros e ajudar o próximo. Suas contribuições foram muito relevantes para a conclusão da tese. Ao Dr. Jesus Perez Guerreiro, outra importante pessoa que é um símbolo de humanidade, paciência e dedicação à causa da pesquisa. Obrigado pelas contribuições e conselhos. À minha querida mãe - Euza Maria Silva, uma pessoa simples que sempre deu Sua vida pelos filhos e pela família que construiu. É para mim um exemplo de alguém que saiu de baixo e de condições adversas para vencer os obstáculos da vida e seguir em frente. Seu esforço valeu muito a pena! Somos vencedores!!! À minha querida irmã Rosângela, principal aliada nos momentos difíceis da vida e a quem sou eternamente grato pelo carinho, paciência e o amor incondicional. vi À inesquecível Fabiana Guimarães Resende Gobbo, por todo o apoio, conselhos, orientações, carinho e incentivos para que eu buscasse sempre o melhor. Foi assim desde o início, bem como durante o mestrado, no doutorado e até os dias de hoje. Ao Nilton Moraes, incansável no desenvolvimento das modelagens do WRF e HYSPLIT, foi um grande colaborador para os resultados da pesquisa e acima de tudo, um grande parceiro e amigo que conquistei e sou muito grato. Ao Filipe Souza, colega de Santa Catarina, que pela sua simplicidade e inteligência, foi um importante colaborador para a conclusão deste trabalho, especialmente por suas habilidades na modelagem, produziu os primeiros resultados no HYSPLIT, dando-nos uma alternativa num momento de dificuldade da pesquisa. À Villian, Karina e Alessandra, pelas importantes contribuições para a pesquisa. À Gleide Lacerda, grande amiga, parceira e irmã. Por todo o seu carinho, amizade e as oportunidades conquistadas no campo profissional e acadêmico. À adorável Cibelli Severo, que na lembrança do que fomos um dia, deixou saudades pelo que poderíamos ter sido e pelos bons momentos que vivenciamos. À minha grande amiga professora Heloisa Firmo, pela amizade e confiança, sempre nos valorizou no acadêmico e profissional, dando-nos oportunidades diversas. Ao pai que ganhei nos últimos anos, o Dr. João Parente, uma pessoa maravilhosa que me socorreu nos momentos de dificuldade, abrindo as portas de sua casa e do seu coração para me acolher até os dias de hoje. Aos amigos ao longo da vida: Jucimar, Robson Santana (in memorian), Roberto Jorge, Tania, Juarez e Teodoro; Rodrigo Romeiro, Julio Cesar, José Carlos, Cinthia, Jailse, Alcir e Juscelino; Raimundo, Antônio, Gilmar, Miriam, Rildo, Roberto Lanzellotti, Pe. José Roberto, Glória e Graciano. Aos Amigos do dia a dia, Cícero e Rafael, pela cumplicidade, amizade e apoio em todos os momentos, perdurando até os dias de hoje. Estamos “juntos”! Ao Victor Cesar, pelo apoio e amizade desde 2006 até os dias de hoje. Aos grandes amigos e colegas geógrafos Leandro Andrei, pela amizade, incentivo e torcida, e José Antonio, responsável pelos primeiros passos que deram início à nossa especialidade profissional, foi sempre um amigo que acreditou em mim. Aos colegas de UFF, Alexandre, Jorge, Marcos, Roosevelt, Marlon, Débora, Alex e Léo, pessoas que trazem boas lembranças dos tempos onde iniciou-se esse ciclo. vii Ao professor Alberto Sabóia, que foi fundamental na retomada do aprendizado do inglês e ao Mario Nacinovic, grande colaborador e tradutor dos artigos publicados. Aos amigos da Thecnna Engenharia, Davi, Gizela e Milton, pelo companheirismo até os dias de hoje e os bons momentos que vivemos desde 2011. Agradeço pela amizade e contribuições do Professor Edilson Marton. Aos amigos, colegas e parceiros do NCQAr, pessoas que ao longo desses 4 anos, de alguma maneira foram importantes em nossa formação enquanto pesquisador, profissional e ser humano, influenciando nosso desenvolvimento acadêmico, bem como na maneira de alcançar uma visão melhor sobre muitas coisas e, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho. Agradeço ao Bruno, Edilson, Nilton, Júnior, Itamar, Leanderson, Lúcio, Vagner, Maurício, William, Léo, Régis e Anselmo. Aos verdadeiros amigos que tenho e conquistei ao longo dos anos, pessoas que estiveram junto conosco nos momentos bons e difíceis, e continuam próximos até os dias de hoje, mesmo com todas as dificuldades e situações adversas que a vida nos traz. À Pryscila de Jesus Sousa, pela atenção, ajuda e disponibilização dos dados e informações sobre o território de Angra dos Reis, através do Departamento de Defesa Civil da Prefeitura Municipal de Angra dos Reis. Ao Jorge Pimentel e à Companhia de Pesquisas e Recursos Minerais (CPRM), pela disponibilização de informações sobre a região de Angra dos Reis. Ao Miguel Martinez, do SAAE Angra, pela atenção e informações sobre os recursos hídricos de Angra dos Reis. À Mônica e Sérgio, do LAMCE, principalmente pela atenção de sempre. Ao Jairo, Michael e Beth, da Secretaria do Programa de Engenharia Civil. Ao Grande mestre, professor e geógrafo