Influência da tensão superficial do esgoto na estabilidade hidrodinâmica e na medição de vazão em calhas Parshall

A medição de vazão em sistemas de esgotamento sanitário é fundamental para o controle operacional, monitoramento hidráulico e eficiência de estações de tratamento de esgoto. Entretanto, as equações clássicas empregadas em calhas Parshall são tradicionalmente baseadas em condições idealizadas de escoamento e em propriedades típicas da água limpa, desconsiderando as particularidades físico-químicas do esgoto sanitário. Neste trabalho, investigou-se a influência das propriedades interfaciais do esgoto na estabilidade hidrodinâmica e na medição de vazão em uma calha Parshall em escala próxima à real por meio de simulações CFD tridimensionais, transientes e bifásicas utilizando o método dos volumes finitos. A interface ar-líquido foi modelada pelo método Volume of Fluid (VOF), enquanto a turbulência foi representada pelo modelo k–? SST. Foram avaliadas diferentes tensões superficiais representativas de esgoto sanitário (0,030 N/m, 0,040 N/m e 0,050 N/m), utilizando como referência a água limpa (0,072 N/m). Os resultados demonstraram que menores tensões superficiais intensificaram as oscilações da superfície livre, ampliaram as regiões de instabilidade hidráulica e modificaram parâmetros associados à medição de vazão, produzindo diferenças estimadas de até 4,6% na vazão calculada. Os resultados reforçam a importância da consideração explícita das propriedades físico-químicas do esgoto em análises hidráulicas e metrológicas de sistemas de saneamento.