CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aumento da capacidade dos computadores nessas trÃs ultimas dÃcadas tem tornado possÃvel a soluÃÃo de problemas de engenharia cada vez mais complexos. Essa ampliaÃÃo na possibilidade de soluÃÃo de tais problemas à resultado do avanÃo nos mÃtodos numÃricos e do desenvolvimento de algoritmos eficientes. Entretanto, estes mÃtodos numÃricos sÃo baseados na construÃÃo de malhas de discretizaÃÃo e a geraÃÃo de malhas ainda representa o maior desafio desses mÃtodos. Por esse motivo, nos Ãltimos anos o foco dos estudos de modelagem de problemas relacionados Ãs Ãguas subterrÃneas està voltado para o desenvolvimento de âmÃtodos livres de malhasâ ( meslhess ou meshfree methods) que tÃm como objetivo eliminar ou, pelo menos aliviar os problemas associados à construÃÃo e/ou reconstruÃÃo de malhas. Em problemas transientes, nos mÃtodos numÃricos tradicionais, o espaÃo à discretizado e em seguida à feita uma nova discretizaÃÃo para o tempo que requer a escolha de uma relaÃÃo Ãtima entre o intervalo de tempo escolhido e a discretizaÃÃo do espaÃo. Esta tese propÃe o desenvolvimento de um modelo numÃrico-analÃtico para problemas transientes de fluxo e contaminaÃÃo de Ãgua subterrÃnea. à um mÃtodo numÃrico com relaÃÃo à descriÃÃo do espaÃo, onde serà utilizado o mÃtodo RBF livre de malha e à analÃtico com relaÃÃo ao tempo, onde serÃo geradas expressÃes matemÃticas para a parte transiente. TrÃs configuraÃÃes de problemas unidimensionais de Ãgua subterrÃnea foram modeladas pelo mÃtodo RBF livre de malha e pelo mÃtodo numÃrico-analÃtico (MNA), utilizando o MAPLE e ( versÃo 10.0) como linguagem de programaÃÃo. Nos trÃs casos estudados, o meio poroso à homogÃneo e saturado. Os resultados apresentados mostram a validaÃÃo de fÃsica do MNA, mas possuem algumas restriÃÃes em sua aplicaÃÃo, tais como domÃnios poucos discretizados e a escolha de um fator de forma Ãtimo. O presente trabalho mostra tambÃm que o modelo proposto acomoda condiÃÃes de contorno que variam com o tempo. / Improvements in computer capabilities in the last three decades make it possible to solve more and more complex engineering problems. The increase in possibilities for solving such problems has been due to advances in numerical methods and development of efficient algorithms. Nevertheless, these numerical methods are based on mesh discretization and it is widely acknowledged that mesh generation remains one of the biggest challenges in mesh-based methods. During recent years, groundwater problems modeling studies are focused on the development of meshless or mesh-free methods. The aim of the so-called mesh-free methods is to eliminate or at least minimize the problems associated with meshing and/or remeshing. Traditional numerical methods discretize space and then discretize time in order to solve transient problems. This procedure requires na optimal relationship between space and time discretizations. This work proposes the development of a numerical-analytical model for flow and contaminant transport groundwater transient problems. It is a numerical method with respect to space, with RBF meshfree method and it is analytical with respect to time, with mathematical expressions. Three onedimensional problems configurations were teste using RBF meshless method and numerical-analytical (MNA) method, in MAPLE program. In all three cases, porous media is homogeneous and saturated. Results show MNAâs physical validation, but there are some restrictions to its use, such as domain discretization, PÃclet number and optimal shape parameter. The present work also shows that MNA accommodates well varying boundary conditions.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / The numerical modeling of underground flow of Morro Agudos mine, property of Votorantim Metais Zinco (VMZ), Paracatu-MG, used data from hydrometeorological monitoring campaigns to calibrate the actual scenario and simulate future pumping scenarios of this mine, using Visual MODFLOW 3.1 software. The study area is located in Paracatu-MG and in external portion of BrasÃlia Fold Belt at west margin of SÃo Francisco Craton, the mine is inside metasedimentary sequence of Vazante Group, composed by dolarenite, dolarenitics and dolomitics breccias of Morro do CalcÃrio Formation. In June of 2011 was registered 255mÂ/h of water springs inside underground mine, this value is nearly the maximum capacity, 270mÂ/h, of Wastewater Treatment Plant. So, it was necessary make some simulations to predict the increase of this pumping rate until the year of 2017, following expansion plans, purposing take effective actions in the water treatment. Was used monitoring data given by technical team of VMZ to update the concept hydrogeological model and make a new calibration of numerical model. After calibration, those scenarios were simulated from 2012 until 2017. From those scenarios were obtained an increased pumping rate that will achieve to 530mÂ/h. Of this value was subtracted the pumping rate of "Projeto Ãgua Limpa" (Clean Water Project) and added the inside flow, reaching the final pumping value of 504mÂ/h. This pumping rate will be considered in the planning of the new Wastewater Treatment Plant to supply necessities until 2017. This value can be decreased with rising of "Projeto Ãgua Limpa", but depends of mutual efforts from Hydrogeology, Geology, Environmental and Operations sectors. MineÂs dewatering itÂs not interfering in stream flows around the mine, because all water is pumped to surface and returns to original stream, without being prejudicial or causing environmental impacts. As is a fissural aquifer itÂs impossible to affirm if galleries will cross an expressive fractural zone, increasing in a large way the pumping rate simulated by this work. / O modelamento numÃrico do fluxo subterrÃneo da Mina de Morro Agudo, de propriedade da Votorantim Metais Zinco (VMZ), Paracatu-MG, utilizou os dados do monitoramento hidrometeorolÃgico para calibrar o cenÃrio atual e realizar simulaÃÃes de cenÃrios futuros do bombeamento realizado na mina, utilizando o software Visual MODFLOW 3.1. A Ãrea de estudo localiza-se em Paracatu-MG e encontra-se na parte externa da Faixa de Dobramentos BrasÃlia na margem oeste do CrÃton do SÃo Francisco, a mina està inserida na sequÃncia metassedimentar do Grupo Vazante, composta por dolarenitos, brechas dolarenÃticas e dolomÃticas pertencentes à FormaÃÃo Morro do CalcÃrio. Em Junho de 2011 foi registrado 255mÂ/h em surgÃncias de Ãgua na mina subterrÃnea, valor prÃximo à capacidade mÃxima, 270mÂ/h, da EstaÃÃo de Tratamento de Efluentes. Assim, se fez necessÃrio realizar simulaÃÃes do acrÃscimo desta vazÃo atà o ano 2017, seguindo o plano de expansÃo da mina, com objetivo de subsidiar aÃÃes efetivas no tratamento de Ãgua da unidade. Foram utilizados os dados de monitoramento disponibilizados pela equipe tÃcnica da VMZ para atualizar o modelo hidrogeolÃgico conceitual e realizar nova calibraÃÃo do modelo numÃrico. ApÃs a calibraÃÃo foram realizadas simulaÃÃes a partir do ano 2012 atà 2017. A partir dos cenÃrios simulados foi obtido um acrÃscimo constante nas vazÃes atingindo patamares de 530mÂ/h. Deste valor foi subtraÃda a vazÃo bombeada pelo Projeto Ãgua Limpa e somada a vazÃo aduzida para a mina, chegando ao valor final de bombeamento de 504mÂ/h. Esta à a vazÃo que serà considerada no planejamento da construÃÃo da nova EstaÃÃo de Tratamento de Efluentes para atender as necessidades atà o ano 2017. Essa vazÃo pode ser reduzida com a ampliaÃÃo do Projeto Ãgua Limpa, dependendo de um esforÃo conjunto entre os setores de Hidrogeologia, Meio Ambiente, Geologia e Lavra. O desaguamento da mina nÃo està interferindo na vazÃo dos vertedouros situados no CÃrrego Morro Agudo de maneira definitiva, pois a Ãgua que infiltra na mina subterrÃnea à bombeada para a superfÃcie, tratada e devolvida ao RibeirÃo TraÃras, sem provocar prejuÃzo ou impactos ambientais. Por se tratar de um aquÃfero fissural, nÃo se pode precisar se a lavra irà atingir uma zona aquÃfera fraturada de maior expressÃo, aumentando consideravelmente as vazÃes simuladas.