SIMULAÇÕES NUMÉRICAS COM ELEMENTOS FINITOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMA DE ADVECÇÃO EM TRANSPORTE DE CONTAMINANTES

Tayara Balbino de Avelar, Marina Rosa do Nascimento
{"title":"SIMULAÇÕES NUMÉRICAS COM ELEMENTOS FINITOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMA DE ADVECÇÃO EM TRANSPORTE DE CONTAMINANTES","authors":"Tayara Balbino de Avelar, Marina Rosa do Nascimento","doi":"10.4322/cobramseg.2022.0774","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Este artigo propoe o uso do Metodo dos Elementos Finitos, com o auxilio do \nsoftware FlexPDE, para analisar o mecanismo de transporte de contaminantes por \nadveccao, para aperfeicoar projetos de remediacao de areas contaminadas. Este \nmecanismo e demonstrado matematicamente com equacoes diferenciais parciais \npara determinar a concentracao de contaminante ao longo do tempo, considerando \na condutividade hidraulica e a porosidade de cada material presente nas simulacoes. \nForam realizados dois tipos de modelagens para simular dois tipos de \ndimensionamento de aterros sanitarios com o fluxo de contaminante avaliado \nsomente na direcao y. A primeira simulacao realizou-se apenas com o liner argiloso \nusado como barreira impermeabilizante da celula de aterro sanitario simulada. A \nsegunda, por sua vez, foi estudada com o liner argiloso junto a geomembrana. O \ntempo de analise e de 30 anos para a primeira modelagem e 100 anos para a \nsegunda. Esses tempos foram definidos para que houvesse compatibilidade entre o \nproblema simulado e a analise numerica feita. Os resultados obtidos foram \nanalisados e apresentados de forma grafica para a visualizacao do avanco da pluma \nde contaminante estudada. Verificou-se na segunda simulacao que ha vantagem em \ncomparacao a primeira, pois na primeira simulacao utilizando apenas o liner \nargiloso, o contaminante alcancou o solo no periodo de vida da obra, de 30 anos. \nEnquanto na segunda simulacao utilizando-se o liner argiloso junto a geomembrana, \no tempo necessario para que o contaminante chegue ao solo se torna muito maior \ndo que apenas com o liner, pois com mais uma camada de impermeabilizacao, pode \nse notar que nao existe risco de contaminacao do solo e um aumento na vida util da \nobra. \nPalavras-chave: Adveccao. Elementos finitos. Contaminante. FlexPDE.","PeriodicalId":206776,"journal":{"name":"Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica","volume":"20 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2017-11-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.4322/cobramseg.2022.0774","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract

Este artigo propoe o uso do Metodo dos Elementos Finitos, com o auxilio do software FlexPDE, para analisar o mecanismo de transporte de contaminantes por adveccao, para aperfeicoar projetos de remediacao de areas contaminadas. Este mecanismo e demonstrado matematicamente com equacoes diferenciais parciais para determinar a concentracao de contaminante ao longo do tempo, considerando a condutividade hidraulica e a porosidade de cada material presente nas simulacoes. Foram realizados dois tipos de modelagens para simular dois tipos de dimensionamento de aterros sanitarios com o fluxo de contaminante avaliado somente na direcao y. A primeira simulacao realizou-se apenas com o liner argiloso usado como barreira impermeabilizante da celula de aterro sanitario simulada. A segunda, por sua vez, foi estudada com o liner argiloso junto a geomembrana. O tempo de analise e de 30 anos para a primeira modelagem e 100 anos para a segunda. Esses tempos foram definidos para que houvesse compatibilidade entre o problema simulado e a analise numerica feita. Os resultados obtidos foram analisados e apresentados de forma grafica para a visualizacao do avanco da pluma de contaminante estudada. Verificou-se na segunda simulacao que ha vantagem em comparacao a primeira, pois na primeira simulacao utilizando apenas o liner argiloso, o contaminante alcancou o solo no periodo de vida da obra, de 30 anos. Enquanto na segunda simulacao utilizando-se o liner argiloso junto a geomembrana, o tempo necessario para que o contaminante chegue ao solo se torna muito maior do que apenas com o liner, pois com mais uma camada de impermeabilizacao, pode se notar que nao existe risco de contaminacao do solo e um aumento na vida util da obra. Palavras-chave: Adveccao. Elementos finitos. Contaminante. FlexPDE.
污染物输运平流问题的有限元数值模拟
本文提出利用有限元方法,在FlexPDE软件的帮助下,分析污染物平流的输运机理,以改进污染区域的修复方案。考虑模拟中每种材料的水力导电性和孔隙度,用偏微分方程在数学上证明了这一机制,以确定污染物浓度随时间的变化。进行了两种类型的模拟,以模拟两种类型的垃圾填埋场设计,污染物通量仅在y方向评估。第一种模拟仅使用粘土衬垫作为模拟垃圾填埋场单元的防水屏障进行。第二种方法是用土工膜旁边的粘土衬垫进行研究。第一次建模的分析时间为30年,第二次建模的分析时间为100年。这些时间的定义是为了使模拟问题与数值分析具有兼容性。对所得结果进行了分析,并以图形形式呈现,以可视化所研究的污染物羽流。在第二次模拟中发现,与第一次模拟相比,它有优势,因为在第一次模拟中,只使用粘土衬垫,污染物到达土壤的寿命为30年。在第二simulacao使用——对班轮geomembrana在污染物到达地面的时间必须变得比与衬管,更有一层impermeabilizacao,可以发现不存在风险的土壤contaminacao人生中增加有用的工作。关键词:Adveccao。有限元。污染物。FlexPDE。
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