[pt] ANÁLISE NUMÉRICA DO TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EM MEIOS POROSOS COM REAÇÕES QUÍMICAS

JOAO LUIZ ELIAS CAMPOS

[es] ANÁLISIS NÚMERICA DEL TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN MEDIOS POROSOS CON REACCIONES QUÍMICAS;
[en] NUMERICAL ANALYSIS OF THE TRANSPORT OF CONTAMINANTS IN POROUS MEDIA CONSIDERING CHEMICAL INTERACTION

Autor

JOAO LUIZ ELIAS CAMPOS

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URI

https://hdl.handle.net/20.500.12032/41695

Descripción

[pt] O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para o estudo de problemas de transporte de contaminantes na água subterrânea. No desenvolvimento desta ferramenta foram utilizados métodos de estabilização na solução da equação de transporte e o método dos gradientes conjugados. Os métodos de estabilização buscam superar as limitações impostas pelo número de Peclet. O método dos Gradientes Conjugados, por sua vez, tem como objetivo melhorar a eficiência da solução do sistema de equações decorrente da utilização do método dos elementos finitos na solução do problema de transporte. Desenvolveu-se um modelo de reação química que fosse capaz de lidar com compostos que possuem propriedades de transporte diferentes. O desenvolvimento deste modelo levou à idealização de uma metodologia que abrange outros modelos químicos de uma forma única. Para descrever essa metodologia foi utilizado o paradigma de Orientação a Objetos que deu origem a uma hierarquia de classes capaz de suportar o desenvolvimento de modelos químicos das mais variadas formas. Por fim utilizou-se a ferramenta desenvolvida para avaliar alguns problemas decorrentes da contaminação por HCH da Cidade dos Meninos no município de Duque de Caxias, estado de Rio de Janeiro, e a avaliação da técnica de barreiras reativas como alternativa de remediação de águas subterrâneas contaminadas.
[en] This work presents the development of a tool to study the water contamination problem. This tool involves the utilization of stabilization methods and the utilization of the Conjugate Gradient method. The stabilization methods aims at overcoming the limitations imposed by the grid Peclet number. The Conjugate Gradient method aims at providing an eficient method to solve the system of equations which arises from the application of the finite element method in the solution of the contamination problem. As part of this work a chemical model was developed to simulate the interaction among chemical species involved in the transport process. These species sometimes have different physical properties that have to be taken under consideration by the chemical model. Taking advantage of the Object Oriented paradigm, we proposed a class hierarchy (OOP) to support the development of a chemical model. Finally the developed program was used to study a contamination problem with HCH at Cidade dos Meninos city in Duque de Caxias township, Rio de Janeiro, and to evaluate the reactive barrier design as a remediation method.
[es] Este trabajo presenta el desarrollo de una herramienta para el estudio de problemas de transporte de contaminantes en el agua subterránea. En el desarrollo de esta herramienta se utilizaron métodos de estabilización en la solución de la ecuación de transporte y el método del gradiente conjugado. Los métodos de estabilización intentan superar las limitaciones impuestas por el número de Peclet. El método del Gradiente Conjugados, por su vez, tiene como objetivo mejorar la eficiencia de la solución del sistema de ecuaciones que resulta de utilizar el método de los elementos finitos en la solución del problema de transporte. Se dearrolló un modelo de reacción química para compuestos que poseen propriedades de transporte diferentes. El desarrollo de este modelo tiene como resultado a formulación de una metodología que contiene otros modelos químicos de una forma única. Para describir esa metodología fue utilizado el paradigma de Orientación a Objetos que dió origen a una jerarquía de clases capaz de soportar el desarrollo de modelos químicos de las más variadas formas. Se utilizó la herramienta desarrollada para evaluar algunos problemas provocados por la contaminación por HCH de la Ciudad de los Meninos en el municipio de Duque de Caxias, estado de Rio de Janeiro, y la evaluación de la técnica de barreras reactivas como alternativas de remediación de aguas subterráneas contaminadas.

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