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Sistema para Agrupamento de Dados baseado no Comportamento Superparamagnético do Modelo de Potts

das Graças da Silva Oliveira, Maria January 2004 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4851_1.pdf: 9220141 bytes, checksum: cefb66cdefb3c1a635055960a42bba0b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / O agrupamento de dados é uma das operações mais importantes na análise de informações. Esta operação consiste em, dada uma massa de informações a respeito de uma população de indivíduos, procurar grupos de elementos semelhantes entre si e diferentes dos outros. Essa técnica encontra aplicações em praticamente todas as áreas, desde análise de imagens até bioinformática. Quando o volume de dados é considerável, o problema se torna computacionalmente muito difícil. Recentemente foi estabelecida uma analogia entre o problema de agrupamento e a procura de configurações típicas de um modelo físico, o modelo de Potts. Dado que existem algoritmos eficientes para a localização dessas configurações, como por exemplo a dinâmica de Swendsen-Wang, é possível aplicar essas técnicas para um grande volume de dados e em uma grande diversidade de situações. Para verificar essa analogia foi desenvolvido o programa SPC, em linguagem C, pelo Professor Eytan Domany, do Departamento de Física de Sistemas Complexos, do Instituto de Ciência de Weizmann, em Israel. A função principal desse programa é a geração de agrupamentos de dados utilizando uma nova técnica de agrupamento baseada na analogia citada. Essa técnica ficou conhecida como superparamagnética e se baseia na procura de ocorrências de um certo modelo de Potts não-homogêneo em um estágio intermediário entre duas fases do magnetismo, a ferromagnética e a paramagnética. O programa SPC utiliza a dinâmica de Swendsen-Wang para simular os estados típicos do modelo de Potts. Esta dissertação estuda essa técnica de agrupamento e apresenta proposta, construção e avaliação de um sistema amigável para sua aplicação em diversas situações. O resultado deste trabalho é uma interface amigável, desenvolvida em IDL, que permite tanto a especificação dos parâmetros que determinam o funcionamento do algoritmo SPC quanto a análise dos resultados por ele produzidos. Esta análise permite a visualização dos agrupamentos superparamagnéticos através de gráficos hierárquicos (dendrogramas). Esses dendrogramas oferecem ao usuário mecanismos de interação para descoberta de informações, bem como análises quantitativas (média, variância, mediana, curtose, coeficiente e assimetria, entre outras) e qualitativas (Brushplots) dos dados. A junção desse sistema com o programa SPC foi empregada com sucesso na análise de dados
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Estudo do comportamento de solos contaminados com óleo de isolamento de transformadores. / Study of behavior of soils contaminated with transformers insulate oil.

Wada, Lauro Massao 06 February 2012 (has links)
Com a finalidade de estudar o comportamento de fluidos aquosos não miscíveis em água no solo, foram executados ensaios de laboratório, a construção de um modelo físico e a comparação dos dados com a simulação numérica com o programa HSSM. Os ensaios de laboratório tiveram a finalidade de obter os parâmetros do solo utilizado no modelo físico e numérico. Foram obtidas curvas de retenção do solo com concentrações de 2, 5, 10 e 15% de óleo e somente com água, para comparar o comportamento das curvas. Para o modelo físico, foi construído um tanque experimental para simular o derramamento de óleo no solo e, assim, obter uma pluma de contaminação de óleo de maneira controlada. Foram executados três ensaios com o tanque experimental, primeiro com o solo na umidade higroscópica, o segundo com um nível dágua definido, e o terceiro com o solo úmido, mas sem um nível dágua. Destes ensaios no tanque, foram coletadas amostras para a análise em laboratório das concentrações de óleo de cada parte do tanque. A partir dos resultados das curvas características foi possível observar que o óleo influencia principalmente na umidade residual. E a análise das amostras coletadas do tanque experimental indica que a concentração de óleo na pluma estava constante, com concentração de 2% de óleo. Juntando os dados colhidos dos ensaios de laboratório e do tanque experimental, foram executadas simulações da evolução da pluma de contaminação de NAPL para os três casos simulados no tanque experimental. A simulação numérica foi coerente com o modelo físico, mas foi observado que subestima a velocidade de expansão da pluma, principalmente quando o solo está com a umidade baixa. / In order to study the behavior of non-aqueous phased liquids in the soil, laboratory tests were performed, and the construction of a physical model and comparison of data obtained with the numerical simulation with the program HSSM. Laboratory tests are designed to obtain the soil parameters used in the physical and numerical model. Retention curves of soil with concentrations of 2, 5, 10 and 15% of oil and water only were obtained to compare the curves. For the physical model, an experimental tank was built to simulate the oil spill on the ground and have a contamination plume of oil with controlled conditions. Were performed three experiments with the tank, first with the hygroscopic soil moisture, the second with a defined water table, and the third with natural soil moisture, but without a water table. From these tests in the tank, samples were collected for laboratory analysis of concentrations of each part of the oil tank. From the results of the retention curves it was observed that the major oil influence was on residual moisture. And the analysis of samples collected from the experimental tank indicates that the oil concentration in the plume was constant at the concentration of 2% of oil. Combining the data collected in laboratory testing and experimental tank, numerical simulations were performed of the evolution of NAPL contamination plume for the three cases simulated in the experimental tank. The numerical simulation was consistent with the physical model, but it was observed that underestimates the rate of expansion of the contamination plume, especially when the moisture of soil is low.
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Novo equipamento para a avaliação do comportamento mecânico de dutos enterrados e análise concomitante das deformações no solo via correlação de imagens digitais / New apparatus for mechanical behaviour evaluation of buried pipes with concomitant soil deformation analysis using digital image correlation

Franco, Yara Barbosa 10 April 2017 (has links)
O presente trabalho tem por objetivo desenvolver um aparato experimental para estudar, em modelo físico de escala reduzida, o comportamento mecânico de um duto enterrado submetido a variações do estado de tensões da massa de solo circundante e a um potencial movimento de massa gravitacional, com avaliação concomitante das deformações desenvolvidas no solo por meio da técnica de correlação de imagens digitais. A alteração do estado de tensão no maciço foi feita por meio da aplicação de incrementos de inclinação ao modelo. Foram realizados ensaios com o duto nas posições transversal e longitudinal no interior da caixa de ensaios, enterrado em areia pura e seca, com razão entre altura de cobertura e diâmetro do duto de 3,55. A compacidade do maciço, controlada por meio da utilização da técnica de chuva de areia, foi avaliada nas situações densa (D = 111,5 %) e fofa (Dr = 58,2%). O comportamento mecânico do duto foi avaliado por meio de instrumentação para medição da deformação específica e deflexão da parede, sendo verificado efeito de flexão lateral no duto disposto na transversal, com maiores deformações observadas na situação de maciço fofo. Para o duto disposto na longitudinal, maiores deformações específicas foram observadas para a seção instrumentada central na situação de maciço denso, contudo verificou-se a necessidade de realização de ensaios adicionais para elucidação dos resultados, em termos da interação solo/tubo ao longo do comprimento do elemento. Para a utilização da técnica de correlação de imagens digitais, as imagens foram adquiridas em um ambiente com iluminação padronizada e resolução de partícula igual a 4. A qualidade da textura da imagem foi garantida por meio da preparação de material com adição de 20% de areia colorida. O refinamento da malha de análise, avaliado por meio da alteração do tamanho dos subsets e espaçamento entre subsets, não exerceu grande influência nos campos de deslocamentos obtidos, porém maiores refinamentos permitiram extrair observações mais detalhadas do campo de deformações. A utilização da técnica permitiu ainda avaliar a evolução dos vetores de deslocamento ao longo das etapas de inclinação e a influência do duto enterrado, na posição transversal, nos deslocamentos das partículas de solo circundante. / The present work aims the development of an experimental apparatus to study the behavior of a buried pipe under different soil stress states and potential landslides in a small-scale physical model. Digital image correlation technique is also used to evaluate soil deformation. A controlled slope increment squeme were responsible for soil stress state changes. The tests were performed with the model pipe buried in pure dry sand with a buried depth ratio of 3.55. A series of four tests involving two pipe configurations inside the test box (transversal and longitudinal) and two relative density (111.5% and 58.2%) was conducted. Soil density was controlled by pluviation method. The model pipe was instrumented in order to evaluate its behavior in terms of linear strain and deflection of the pipe wall. For the transversely disposed pipe, it was observed lateral bending effect and larger strains when buried in loose sand. For the longitudinally diposed pipe, the largest strains occurred in the pipe central cross section and in the tests conducted in dense sand. Nevertheless, additional testing is needed to better clarify the results, in terms of soil/pipe interaction along the pipe length. Daily digital images were acquired under standardized conditions of illumination for the use of digital image correlation technique. The particle/pixel size ratio was set equal to 4. Image texture quality was improved by adding 20% colored sand to the material used in the investigation. The level of refinement of the analysis mesh, evaluated by varying the subset size and the spacing of subsets, did not shown significant effect in the displacement fields. However, finer meshes allowed more detailed observations in the engineering shear strain fields obtained. Additionally, the digital image correlation technique allowed the evaluation of the displacement vectors evolution along the different slope stages considered. Moreover, this technique also captured the effect of the transversely disposed pipe on surrounding soil particles displacements.
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Estudo do comportamento de solos contaminados com óleo de isolamento de transformadores. / Study of behavior of soils contaminated with transformers insulate oil.

Lauro Massao Wada 06 February 2012 (has links)
Com a finalidade de estudar o comportamento de fluidos aquosos não miscíveis em água no solo, foram executados ensaios de laboratório, a construção de um modelo físico e a comparação dos dados com a simulação numérica com o programa HSSM. Os ensaios de laboratório tiveram a finalidade de obter os parâmetros do solo utilizado no modelo físico e numérico. Foram obtidas curvas de retenção do solo com concentrações de 2, 5, 10 e 15% de óleo e somente com água, para comparar o comportamento das curvas. Para o modelo físico, foi construído um tanque experimental para simular o derramamento de óleo no solo e, assim, obter uma pluma de contaminação de óleo de maneira controlada. Foram executados três ensaios com o tanque experimental, primeiro com o solo na umidade higroscópica, o segundo com um nível dágua definido, e o terceiro com o solo úmido, mas sem um nível dágua. Destes ensaios no tanque, foram coletadas amostras para a análise em laboratório das concentrações de óleo de cada parte do tanque. A partir dos resultados das curvas características foi possível observar que o óleo influencia principalmente na umidade residual. E a análise das amostras coletadas do tanque experimental indica que a concentração de óleo na pluma estava constante, com concentração de 2% de óleo. Juntando os dados colhidos dos ensaios de laboratório e do tanque experimental, foram executadas simulações da evolução da pluma de contaminação de NAPL para os três casos simulados no tanque experimental. A simulação numérica foi coerente com o modelo físico, mas foi observado que subestima a velocidade de expansão da pluma, principalmente quando o solo está com a umidade baixa. / In order to study the behavior of non-aqueous phased liquids in the soil, laboratory tests were performed, and the construction of a physical model and comparison of data obtained with the numerical simulation with the program HSSM. Laboratory tests are designed to obtain the soil parameters used in the physical and numerical model. Retention curves of soil with concentrations of 2, 5, 10 and 15% of oil and water only were obtained to compare the curves. For the physical model, an experimental tank was built to simulate the oil spill on the ground and have a contamination plume of oil with controlled conditions. Were performed three experiments with the tank, first with the hygroscopic soil moisture, the second with a defined water table, and the third with natural soil moisture, but without a water table. From these tests in the tank, samples were collected for laboratory analysis of concentrations of each part of the oil tank. From the results of the retention curves it was observed that the major oil influence was on residual moisture. And the analysis of samples collected from the experimental tank indicates that the oil concentration in the plume was constant at the concentration of 2% of oil. Combining the data collected in laboratory testing and experimental tank, numerical simulations were performed of the evolution of NAPL contamination plume for the three cases simulated in the experimental tank. The numerical simulation was consistent with the physical model, but it was observed that underestimates the rate of expansion of the contamination plume, especially when the moisture of soil is low.
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Análise experimental e numérica da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural com a utilização de modelo físico reduzido na escala 1:5 / Experimental and numerical analysis of the vertical loads distribution between structural masonry walls using a reduced physical model in a 1:5 scale

Silva, Wilson José da 02 April 2014 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo principal a análise experimental da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural com a utilização de modelo físico reduzido na escala 1:5. Precedendo a construção do modelo físico reduzido foram realizados ensaios de caracterização dos componentes e da alvenaria na escala reduzida 1:5. Os ensaios no modelo físico reduzido consistiram na inserção de carregamentos uniformemente distribuídos e aplicados em diferentes ambientes e níveis. A análise da distribuição das ações verticais foi possível devido à instrumentação realizada na base do modelo físico reduzido através de células de carga. Os resultados foram analisados comparando-se os resultados experimentais com os usuais procedimentos teóricos de distribuição das ações verticais e também com a modelagem por elementos finitos; visando, desta forma, identificar qual o procedimento que mais se aproxima dos resultados experimentais. Foi possível concluir que a modelagem por elementos finitos e o procedimento de Grupos de Paredes apresentaram resultados mais próximos dos experimentais na análise da distribuição das ações verticais. / This study had as a main aim the experimental analysis of vertical loads distribution between structural masonry walls using a reduced physical model in a 1:5 scale. Preceding the building of the physical model were performed tests in order to obtain characterization of the components and of the masonry in a 1:5 reduced scale. The tests in the reduced physical model consisted in the insertion of loads uniformly distributed and applied in different environments and levels. The analysis of the vertical loads distribution was possible due to instrumentation performed on the basis of the physical model by load cells. The results were analyzed by comparing the experimental results with the usual theoretical procedures of vertical loads distribution and also with the modeling by finite elements; aiming, this way, to identify which procedure is closer to the experimental results. It was concluded that modeling by finite elements and Walls Groups procedure showed results closer to the experimental analysis of vertical loads distribution.
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Análise experimental e numérica da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural com a utilização de modelo físico reduzido na escala 1:5 / Experimental and numerical analysis of the vertical loads distribution between structural masonry walls using a reduced physical model in a 1:5 scale

Wilson José da Silva 02 April 2014 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo principal a análise experimental da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural com a utilização de modelo físico reduzido na escala 1:5. Precedendo a construção do modelo físico reduzido foram realizados ensaios de caracterização dos componentes e da alvenaria na escala reduzida 1:5. Os ensaios no modelo físico reduzido consistiram na inserção de carregamentos uniformemente distribuídos e aplicados em diferentes ambientes e níveis. A análise da distribuição das ações verticais foi possível devido à instrumentação realizada na base do modelo físico reduzido através de células de carga. Os resultados foram analisados comparando-se os resultados experimentais com os usuais procedimentos teóricos de distribuição das ações verticais e também com a modelagem por elementos finitos; visando, desta forma, identificar qual o procedimento que mais se aproxima dos resultados experimentais. Foi possível concluir que a modelagem por elementos finitos e o procedimento de Grupos de Paredes apresentaram resultados mais próximos dos experimentais na análise da distribuição das ações verticais. / This study had as a main aim the experimental analysis of vertical loads distribution between structural masonry walls using a reduced physical model in a 1:5 scale. Preceding the building of the physical model were performed tests in order to obtain characterization of the components and of the masonry in a 1:5 reduced scale. The tests in the reduced physical model consisted in the insertion of loads uniformly distributed and applied in different environments and levels. The analysis of the vertical loads distribution was possible due to instrumentation performed on the basis of the physical model by load cells. The results were analyzed by comparing the experimental results with the usual theoretical procedures of vertical loads distribution and also with the modeling by finite elements; aiming, this way, to identify which procedure is closer to the experimental results. It was concluded that modeling by finite elements and Walls Groups procedure showed results closer to the experimental analysis of vertical loads distribution.
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Novo equipamento para a avaliação do comportamento mecânico de dutos enterrados e análise concomitante das deformações no solo via correlação de imagens digitais / New apparatus for mechanical behaviour evaluation of buried pipes with concomitant soil deformation analysis using digital image correlation

Yara Barbosa Franco 10 April 2017 (has links)
O presente trabalho tem por objetivo desenvolver um aparato experimental para estudar, em modelo físico de escala reduzida, o comportamento mecânico de um duto enterrado submetido a variações do estado de tensões da massa de solo circundante e a um potencial movimento de massa gravitacional, com avaliação concomitante das deformações desenvolvidas no solo por meio da técnica de correlação de imagens digitais. A alteração do estado de tensão no maciço foi feita por meio da aplicação de incrementos de inclinação ao modelo. Foram realizados ensaios com o duto nas posições transversal e longitudinal no interior da caixa de ensaios, enterrado em areia pura e seca, com razão entre altura de cobertura e diâmetro do duto de 3,55. A compacidade do maciço, controlada por meio da utilização da técnica de chuva de areia, foi avaliada nas situações densa (D = 111,5 %) e fofa (Dr = 58,2%). O comportamento mecânico do duto foi avaliado por meio de instrumentação para medição da deformação específica e deflexão da parede, sendo verificado efeito de flexão lateral no duto disposto na transversal, com maiores deformações observadas na situação de maciço fofo. Para o duto disposto na longitudinal, maiores deformações específicas foram observadas para a seção instrumentada central na situação de maciço denso, contudo verificou-se a necessidade de realização de ensaios adicionais para elucidação dos resultados, em termos da interação solo/tubo ao longo do comprimento do elemento. Para a utilização da técnica de correlação de imagens digitais, as imagens foram adquiridas em um ambiente com iluminação padronizada e resolução de partícula igual a 4. A qualidade da textura da imagem foi garantida por meio da preparação de material com adição de 20% de areia colorida. O refinamento da malha de análise, avaliado por meio da alteração do tamanho dos subsets e espaçamento entre subsets, não exerceu grande influência nos campos de deslocamentos obtidos, porém maiores refinamentos permitiram extrair observações mais detalhadas do campo de deformações. A utilização da técnica permitiu ainda avaliar a evolução dos vetores de deslocamento ao longo das etapas de inclinação e a influência do duto enterrado, na posição transversal, nos deslocamentos das partículas de solo circundante. / The present work aims the development of an experimental apparatus to study the behavior of a buried pipe under different soil stress states and potential landslides in a small-scale physical model. Digital image correlation technique is also used to evaluate soil deformation. A controlled slope increment squeme were responsible for soil stress state changes. The tests were performed with the model pipe buried in pure dry sand with a buried depth ratio of 3.55. A series of four tests involving two pipe configurations inside the test box (transversal and longitudinal) and two relative density (111.5% and 58.2%) was conducted. Soil density was controlled by pluviation method. The model pipe was instrumented in order to evaluate its behavior in terms of linear strain and deflection of the pipe wall. For the transversely disposed pipe, it was observed lateral bending effect and larger strains when buried in loose sand. For the longitudinally diposed pipe, the largest strains occurred in the pipe central cross section and in the tests conducted in dense sand. Nevertheless, additional testing is needed to better clarify the results, in terms of soil/pipe interaction along the pipe length. Daily digital images were acquired under standardized conditions of illumination for the use of digital image correlation technique. The particle/pixel size ratio was set equal to 4. Image texture quality was improved by adding 20% colored sand to the material used in the investigation. The level of refinement of the analysis mesh, evaluated by varying the subset size and the spacing of subsets, did not shown significant effect in the displacement fields. However, finer meshes allowed more detailed observations in the engineering shear strain fields obtained. Additionally, the digital image correlation technique allowed the evaluation of the displacement vectors evolution along the different slope stages considered. Moreover, this technique also captured the effect of the transversely disposed pipe on surrounding soil particles displacements.
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Estudo teórico e experimental da interação de paredes em edifícios de alvenaria estrutural / A theoretical and experimental study of the interaction of structural masonry walls

Andolfato, Rodrigo Piernas 15 September 2006 (has links)
A presente tese versa sobre ampla investigação em torno da distribuição das ações verticais entre paredes de alvenaria estrutural dentro de um edifício. O edifício foi caracterizado como pertencente ao sistema complexo de paredes, o qual é de uso mais comum no Brasil. Desenvolveu-se análise numérica no edifício, com objetivo de predizer o comportamento na análise experimental, assim como na comparação entre os próprios modelos numéricos. Serviu de modelo experimental um edifício em escala real, o qual foi monitorado, durante sua execução e depois dela, com ensaio de prova de carga. Realizou-se monitoramento mediante uso de unidades especiais de alvenaria instrumentadas para se converterem em células de carga, nas quais as tensões em cada ponto de análise puderam ser determinadas. Tabelas e gráficos foram montados para tornarem possível a verificação das diferenças entre todos os modelos analisados. Como principais conclusões uma se mostrou de grande importância e foi esta: as paredes sofrem efeito da flexão e a causa são as rotações nas lajes apoiadas por elas. / The present thesis contemplated a wide investigation about the vertical action distribution among structural masonry walls within a building. The building was characterized as related to the complex system of walls, which practice is the most customary in Brazil. It was developed a numerical analysis in the building aiming to predict the structural behavior on the experimental analysis, as well as a comparison among numerical models themselves. The experimental model consisted on a real scale building, which was monitored during its execution and after that, with a live load test. The monitoring was done with the usage of special masonry units, which were instrumented to convert itself in a load cell, on which the stress in each point of analysis could be determined. Tables and graphics were mounted to make feasible to verify the differences among all models analyzed. As main conclusions observed, one showed to be of great importance, which was the effect of bending on the walls caused by the rotations on the slabs supported by them.
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Estudo do fluxo de ar em solos usando a técnica de injeção de ar em modelos físicos bidimensionais. / Study of the air flow in soils using the thecnique of air sparging in bidimensional physical model.

Scussiato, Talita 20 April 2012 (has links)
O método de injeção de ar é utilizado para a descontaminação de solos e lençóis freáticos contaminados com Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs). O ar injetado no solo na zona saturada, ao subir para a zona não saturada, volatiliza os contaminantes. A eficiência da remediação por esse método está diretamente ligada à região de solo em que ocorre o fluxo de ar. Essa região é denominada de zona de influência e é afetada por vários fatores tais como: tipo e estrutura do solo, permeabilidade e pressão de injeção. No presente trabalho foram realizados estudos de fluxo de ar em solos saturados em um modelo físico bidimensional com o objetivo de avaliar a zona de influência formada. Os ensaios bidimensionais têm por finalidade a visualização dessa zona de influência; para isso foi utilizado um tanque transparente feito de placas de acrílico. Para a realização dos ensaios foram utilizados três tipos distintos de solo, uma areia natural denominada de Areia Osasco, uma areia comercial e uniforme (Areia do IPT) e um solo residual utilizado para criar as lentes de baixa permeabilidade. Também foram realizados ensaios de laboratório para a caracterização dos solos em estudo, tais como: curva de retenção, índice de vazios máximo e mínimo, granulometria, permeabilidade a água e ao ar. Os ensaios realizados no modelo (tanque) mostraram, como visto na literatura, que a granulometria e a estrutura do solo são as principais responsáveis pela formação de caminhos preferenciais de ar no solo. A zona de influência formada durante a injeção de ar nos ensaios com a Areia Osasco não foi simétrica devido à heterogeneidade do solo, já a formada nos ensaios com a Areia do IPT foi simétrica por causa da uniformidade do solo. A Areia do IPT apresentou uma zona de influência mais estreita do que a da Areia Osasco, isso ocorreu em função da menor porosidade da Areia Osasco, pois quanto menor a porosidade maior a tortuosidade e maior a expansão lateral. Os ensaios com as lentes de baixa permeabilidade mostraram que pequenas variações na configuração do solo podem influenciar a eficiência do método já que a região logo acima das lentes não foi atingida pelo ar. O aumento da pressão de injeção durante os ensaios fez com que mais canais de ar fossem formados causando um aumento do tamanho da zona de influência. / The method of air sparging is used for remediation of soil and groundwater contaminated with Volatile Organic Compounds (VOCs). In this process the air is injected into the soil in the saturated zone to ascend to the vadose zone and volatilizes the contaminants. The efficiency of air flow remediation is directly linked with the region of soil in which the flow occurs. This region is called as zone of influence and is affected by several factors such as: type and structure of the soil, permeability and pressure of injection. In the present work the air flow in saturated soils was investigated using a bidimensional physical model to evaluate the zone of influence formed. The objective of the tests was to obtain informations about zone of influence. A transparent tank made by acrylic plates was used. For these tests it was used three different types of soil: natural sand, called Osasco sand, a commercial and uniform sand called IPT sand and a residual soil used to create the lenses with low permeability. Laboratory tests such as water retention, minimum and maximum voids ratio, water and air permeability were performed to characterize the soils used in this study. Tests performed in the model (tank) showed, like those in the literature, that the particle size and soil structure are mainly responsible to create the preferential paths of air in soil. The zone of influence formed during the injection of air in the tests with Osasco sand was not symmetrical due to the heterogeneity of the soil; on the other hand the test performed with IPT sand was symmetrical due to its uniformity. The IPT sand showed a narrower zone of influence than Osasco sand, this was due to the lower porosity of the Osasco sand. Lower porosity imply in higher tortuosity and greater lateral expansion. Testes performed with low permeability lenses within the sand showed that small variations in the structure of the soil can affect the efficiency of the method because the region immediately above the lens is not reached by the air. The increase in the pressure of injection during the experiments induced the formation of more air channels causing an increase in the size of the zone of influence.
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Estudo do fluxo de ar em solos usando a técnica de injeção de ar em modelos físicos bidimensionais. / Study of the air flow in soils using the thecnique of air sparging in bidimensional physical model.

Talita Scussiato 20 April 2012 (has links)
O método de injeção de ar é utilizado para a descontaminação de solos e lençóis freáticos contaminados com Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs). O ar injetado no solo na zona saturada, ao subir para a zona não saturada, volatiliza os contaminantes. A eficiência da remediação por esse método está diretamente ligada à região de solo em que ocorre o fluxo de ar. Essa região é denominada de zona de influência e é afetada por vários fatores tais como: tipo e estrutura do solo, permeabilidade e pressão de injeção. No presente trabalho foram realizados estudos de fluxo de ar em solos saturados em um modelo físico bidimensional com o objetivo de avaliar a zona de influência formada. Os ensaios bidimensionais têm por finalidade a visualização dessa zona de influência; para isso foi utilizado um tanque transparente feito de placas de acrílico. Para a realização dos ensaios foram utilizados três tipos distintos de solo, uma areia natural denominada de Areia Osasco, uma areia comercial e uniforme (Areia do IPT) e um solo residual utilizado para criar as lentes de baixa permeabilidade. Também foram realizados ensaios de laboratório para a caracterização dos solos em estudo, tais como: curva de retenção, índice de vazios máximo e mínimo, granulometria, permeabilidade a água e ao ar. Os ensaios realizados no modelo (tanque) mostraram, como visto na literatura, que a granulometria e a estrutura do solo são as principais responsáveis pela formação de caminhos preferenciais de ar no solo. A zona de influência formada durante a injeção de ar nos ensaios com a Areia Osasco não foi simétrica devido à heterogeneidade do solo, já a formada nos ensaios com a Areia do IPT foi simétrica por causa da uniformidade do solo. A Areia do IPT apresentou uma zona de influência mais estreita do que a da Areia Osasco, isso ocorreu em função da menor porosidade da Areia Osasco, pois quanto menor a porosidade maior a tortuosidade e maior a expansão lateral. Os ensaios com as lentes de baixa permeabilidade mostraram que pequenas variações na configuração do solo podem influenciar a eficiência do método já que a região logo acima das lentes não foi atingida pelo ar. O aumento da pressão de injeção durante os ensaios fez com que mais canais de ar fossem formados causando um aumento do tamanho da zona de influência. / The method of air sparging is used for remediation of soil and groundwater contaminated with Volatile Organic Compounds (VOCs). In this process the air is injected into the soil in the saturated zone to ascend to the vadose zone and volatilizes the contaminants. The efficiency of air flow remediation is directly linked with the region of soil in which the flow occurs. This region is called as zone of influence and is affected by several factors such as: type and structure of the soil, permeability and pressure of injection. In the present work the air flow in saturated soils was investigated using a bidimensional physical model to evaluate the zone of influence formed. The objective of the tests was to obtain informations about zone of influence. A transparent tank made by acrylic plates was used. For these tests it was used three different types of soil: natural sand, called Osasco sand, a commercial and uniform sand called IPT sand and a residual soil used to create the lenses with low permeability. Laboratory tests such as water retention, minimum and maximum voids ratio, water and air permeability were performed to characterize the soils used in this study. Tests performed in the model (tank) showed, like those in the literature, that the particle size and soil structure are mainly responsible to create the preferential paths of air in soil. The zone of influence formed during the injection of air in the tests with Osasco sand was not symmetrical due to the heterogeneity of the soil; on the other hand the test performed with IPT sand was symmetrical due to its uniformity. The IPT sand showed a narrower zone of influence than Osasco sand, this was due to the lower porosity of the Osasco sand. Lower porosity imply in higher tortuosity and greater lateral expansion. Testes performed with low permeability lenses within the sand showed that small variations in the structure of the soil can affect the efficiency of the method because the region immediately above the lens is not reached by the air. The increase in the pressure of injection during the experiments induced the formation of more air channels causing an increase in the size of the zone of influence.

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