A região de estudo localiza-se na Baixada Santista (parte central do litoral do Estado de São Paulo), sob a influência de cinco emissários submarinos e 73 descargas de esgoto por fontes difusas. O objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade da água e a dispersão das plumas de efluentes emitidas pela operação simultânea dos emissários submarinos e das demais fontes de poluição locais, quanto à concentração de alguns contaminantes associados a esgoto, através de modelagem numérica; os objetivos secundários foram de determinar variabilidades espaço-temporais da hidrodinâmica costeira (incluindo um cenário de mudanças climáticas previstas), verificar os processos de dispersão das plumas de efluentes com consequente análise das concentrações dos indicadores de qualidade da água diante dos níveis máximos estabelecidos por resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente, além de avaliar possíveis locais para a implantação de novos emissários submarinos. Na execução da pesquisa, foram utilizados o modelo Delft3D (módulos hidrodinâmico e de qualidade da água), além do software Visual Plumes. Os resultados das simulações hidrodinâmicas referentes ao cenário real foram concordantes com as feições estabelecidas na literatura, sendo validados com alto grau de confiabilidade; as simulações realizadas em um cenário pessimista de mudanças climáticas previstas indicaram que no futuro, a região de estudo poderá registrar a subida do nível do mar, o enfraquecimento das correntes, e o aumento de temperatura e salinidade. A modelagem de campo próximo mostrou que a diluição inicial das plumas de efluentes oriundas dos cinco emissários submarinos foi mais eficiente quando o transporte ocorreu por correntes geradas pelo vento, em relação às correntes de maré. Os resultados da modelagem de campo distante das plumas emitidas pela operação simultânea dos cinco emissários submarinos e das 73 fontes de poluição difusa situadas na Baixada Santista, cujo modelo de qualidade da água foi validado no cenário de situação atual, indicaram que tais plumas, ao chegarem às praias da região de estudo, possuem concentrações abaixo dos limites máximos estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente, no caso dos indicadores químicos; entretanto, as concentrações dos indicadores bacterianos eventualmente podem superar os seus respectivos limites máximos permitidos, em decorrência do despejo de esgoto bruto diretamente em algumas praias por canais artificiais. A modelagem de campo distante realizada em um cenário de situação idealizada mostrou que melhorias em saneamento básico na região poderão trazer uma melhora significativa nos índices de qualidade da água, e resolver problemas socioambientais decorrentes da descarga de esgotos.

The study region is located in the Baixada Santista (State of São Paulos central coast), under the influence of five submarine outfalls and 73 sewage discharges from diffuse sources. The objective of this study was to analyze the water quality and the dispersion of effluent plumes emitted by the simultaneous operation of the submarine outfalls and other local sources of pollution, concerning the concentration of some sewage-associated contaminants, through numerical modeling; the secondary objectives were to determine the spatial-temporal variability of coastal hydrodynamics (including a scenario of predicted climate changes), to verify the processes of effluent plumes dispersion with a consequent analysis of water quality indicators concentrations as compared to the maximum levels established by resolutions from the National Environmental Council, in addition to evaluate possible locations for the deployment of new submarine outfalls. For the execution of the research, the Delft3D model (hydrodynamic and water quality modules) and the Visual Plumes software were used. Results from the hydrodynamic simulations performed in the real scenario were consistent with the features established in the literature and validated with a high degree of reliability; the simulations performed in a pessimistic scenario of predicted climate changes indicated that the study region may register sea level rising, weakening of currents, and increasing of temperature and salinity. The near field modeling showed that the initial dilution of effluent plumes from the five submarine outfalls was more efficient when transport occurred by wind-driven currents, in relation to tidal currents. The far field modeling results of the plumes emitted by the simultaneous operation of the five submarine outfalls and the 73 diffuse pollution sources located in the Baixada Santista, whose water quality model was validated in the current situation scenario, indicated that such plumes, when arriving the study region beaches, have concentrations below the maximum limits established by the National Environmental Council, in the case of the chemical indicators; however, the bacterial indicators concentrations eventually exceed their respective maximum limits allowed, due to the dump of raw sewage directly on some beaches through artificial watercourses. The far field modeling performed in an idealized situation scenario showed that basic sanitation improvements in the region may bring significant improvement in water quality indices, and solve social and environmental problems arising from sewage discharge.