Analise de fluxo multifasico em solo nao saturado para verificacao da vulnerabilidade ambiental de bacias de contencao de tanques de armazenamento de combustivel / Multiphase flow analysis in unsaturated soils for evaluation of environmental vulnerability of diversion ponds around oil storage tank areas

O presente trabalho apresenta resultados de estudos analítico-experimentais visando à verificação das condições de estanqueidade de bacias de contenção de tanques de armazenamento de combustíveis de um terminal portuário situado no Nordeste brasileiro. Com esse objetivo, foi efetuado estudo de caso com foco na avaliação da vulnerabilidade ambiental de duas áreas de estocagem distintas, para as quais foi realizada uma simulação transiente do avanço da frente de contaminação em um cenário hipotético de grande derramamento acidental de combustível em um terreno não saturado. Para o desenvolvimento dos estudos, procedeu-se à realização de uma extensa campanha de investigações geotécnicas de campo e de laboratório e à realização de simulações numéricas de fluxo multifásico, com o emprego do método dos elementos finitos.

This work presents results of analytical and experimental studies concerning the evaluation of permeability conditions of spill diversion ponds around fuel storage tanks located in a Brazilian northeast industrial plant. For this purpose, a case study was carried out in order to assess the environmental vulnerability of two distinct storage areas, by means of transient numerical simulations of contaminant advance in unsaturated soil after a hypothetical accident with hydrocarbon spill. For the development of the study, extensive geotechnical field and laboratory investigations were carried out, and numerical multiphase flow simulations were accomplished with the use of the finite element method.

Estudo do processo de dispersão de emissões veiculares em uma microrregião de Belo Horizonte (MG) utilizando simulação numérica / Study of the dispersion process of vehicular emissions at a specific site in Belo Horizonte (MG), Brazil, using numerical simulation

O modelo CAL3QHCR (California Line Source for Queuing & Hot Spot Calculations Refined) foi utilizado para avaliar a contribuição das emissões de material particulado (MP10 e MP2,5) de origem veicular na qualidade do ar de uma microrregião do centro de Belo Horizonte (MG). Os resultados de concentração obtidos nas simulações foram comparados com dados experimentais de concentração de MP10 e MP2,5, obtidos a partir da amostragem desses poluentes em uma estação de monitoramento da qualidade do ar localizada na área de estudo. Para todos os cenários, os valores de concentração previstos pelo modelo foram menores do que os observados. Uma análise de sensibilidade revelou que o fator de emissão veicular é o parâmetro que mais influencia os resultados das simulações, indicando a necessidade de realização de um maior número de pesquisas sobre o tema no Brasil.

The CAL3QHCR (California Line Source for Queuing & Hot Spot Calculations Refined) model was used to assess the contribution of particulate matter (PM10 and PM2.5) from vehicular exhausts to the air quality of a specific site downtown Belo Horizonte (MG), Brazil. Concentration results obtained through simulations were compared to the experimental data of concentrations of PM10 and PM2.5 which consisted of collected samples of these pollutants from a monitoring station for air quality located in the area of the study. For all scenarios, the concentration values predicted by the model were lower than the experimental concentrations. The sensitivity analysis showed that the vehicular emission factor influenced the simulation results more than the other parameters, which points out to the need of more researches in this area in Brazil.

Análise teórico-experimental da dispersão de poluentes líquidos em solos / Theoretical-experimental analysis of liquid pollutant dispersion in soils

Acidentes envolvendo o contato de substâncias químicas tóxicas com o meio ambiente são muito freqüentes. Exemplos são derramamentos acidentais de combustíveis e solventes industriais. Seria interessante predizer a distribuição da substância no solo em função do tempo de contato. Isso possibilitaria prever a extensão do impacto ambiental causado por algum acidente e auxiliar na aplicação de técnicas de remediação. Sendo assim, desenvolveu-se um código computacional para simular a dispersão de poluentes líquidos em solos, a partir de um modelo matemático baseado nos princípios de conservação de massa e transporte de poluentes em meios porosos. Resultados obtidos em simulações foram comparados com experimentos realizados em pequena escala, apresentando uma boa concordância.

Accidents which result in the contact of hazardous chemical substances with the environment are frequent. Typical examples are solvents accidental spills and inadequate waste disposal. Therefore, it would be interesting to predict the distribution of the substance throughout the soil as a function of contact time, in order to foresee the environmental impact and help in the application of remediation techniques. It has been developed a computational code to simulate the dispersion of pollutants in soils, by solving a mathematical model based on the mass conservation and on the transport rate of pollutants in porous media. Numerical results were compared with experimental data, showing a good agreement.

Variação do movimento da água do solo devido à atividade de minhocas: simulação numérica / Chance of soil-water movement due to eartworms activity: numerical simulation

Este trabalho teve o objetivo de avaliar a influência das minhocas sobre o movimento da água no solo. O fluxo da água unidimensional, vertical e não saturada foi expresso com base na equação de Picharas, que foi resolvida pelo método de diferenças finitas. As propriedades hidráulicas dos solos com e sem minhocas, que foram medidas no campo, foram utilizadas e expressas com as equações de VAN GENUCHTEN (1980). Os resultados mostram que a atividade das minhocas aumenta o pico do hidrograma no solo onde a água subsuperficial é dominante no processo chuva-vazão. Entretanto, o fenômeno do aumento do pico depende da relação entre os aumentos da condutividade hidráulica saturada (Ks) e da umidade saturada (tetas). Se as minhocas provocarem um pequeno aumento em Ks ou um elevado aumento em tetas, haverá uma redução do pico. Caso ocorra contrário, um elevado aumento em Ks ou um pequeno aumento em tetas, este pico aumenta.

The objective of this study was to evaluate, with a numerical method, the influence of earth worms on the soil-water movement. The one-dimensional, vertical, saturated and unsaturated water flow was expressed by the Richards equation. The generated equations were solved with a fïnite difference method. The hydraulic properties of soils with and without earthworms, which were measured on field, were utilized and expressed with VAN GENUCHTEN (1980) equations. The results demonstrated that the eathworms activity increased a peak of hydrograph of soil where the subsurface flow is dominant in the rainfall-runoff process. However, the phenomenon of this increase depenas on the relation between the increases of the saturated hydraulic conductivity (Ks) and the saturated water content (thetas). When the earthworms provide a small increase of Ks and a large increase of thetas, the peak would decrease. In the contrary case where Ks increases a lot and thetas increases a little, the peak would increase.