Submitted by Israel Vieira Neto (israel.vieiraneto@ufpe.br) on 2015-03-05T17:54:33Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Leila Barros Araújo.pdf: 2405626 bytes, checksum: a448c1457dc45f59cc3518f2e48fedd4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T17:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Leila Barros Araújo.pdf: 2405626 bytes, checksum: a448c1457dc45f59cc3518f2e48fedd4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-07-29 / Os aterros sanitários são grandes emissores de gás metano, por isso, devem possuir sistemas capazes de diminuir as emissões através do aproveitamento, queima e/ou drenagem do metano. Neste sentido, as camadas de cobertura contribuem para reduzir as emissões fugitivas que escapam por elas. Assim, são realizados estudos para encontrar camadas alternativas com o uso de compostos orgânicos, que através das bactérias metanotróficas, podem oxidar o metano, aumentando a eficiência da camada, como realizado nessa pesquisa. O presente trabalho objetivou analisar a eficiência da oxidação do metano, através da amostragem dos gases em diferentes pontos de uma coluna experimental, simulando a camada de cobertura utilizada em uma célula experimental de um aterro sanitário. A coluna foi confeccionada com segmentos de tubo plástico rígido com diâmetro interno de 15 cm e altura total de 75 cm. A coluna foi preenchida com 30 cm de solo compactado sobreposta com 30 cm de mistura de 50% de solo mais 50% de composto orgânico e instrumentada com sensores para medir temperatura, condutividade elétrica e umidade, com os dados armazenados em datalogger. O fluxo de gás metano injetado foi de 0,5 NL/h controlado por rotâmetros e feita leitura dos gases com o detector portátil de gases. Após os ensaios, foi verificado que a mistura de solo+composto utilizada mostrou-se adequada para a oxidação, mas não se pode concluir que todo o gás metano foi oxidado, e sim que há uma tendência de oxidação na camada, onde a coluna reteve, em média, 60% do gás metano injetado.

[pt] A mobilidade dos hidrocarbonetos de petróleo e os processos de remediação aos quais estão sendo submetidos são de fundamental importância para o gerenciamento de áreas contaminadas. A biorremediação é uma tecnologia multidisciplinar, que envolve ciências como a microbiologia, a engenharia, a geologia e a química, baseada na habilidade dos microrganismos de utilizar o contaminante como fonte exclusiva de energia para o funcionamento de seu metabolismo. O estudo de solos residuais tropicais é de valiosa contribuição para a comunidade científica brasileira por serem encontrados poucos trabalhos na literatura a respeito do comportamento de contaminantes orgânicos nestes solos. O objetivo desta dissertação de mestrado foi estudar a mobilidade de um óleo mineral em um solo arenoso inerte e em um solo residual indeformado. Neste último, em se tratando de um solo microbiologicamente ativo, foram também analisadas a biodegradação do contaminante e a influência da temperatura na atividade degradadora e na descida do óleo. Os ensaios com o solo arenoso inerte, representado por esferas de vidro industrializadas, contaram com uma etapa inicial de testes no intuito de desenvolver as metodologias de adensamento, de saturação e de drenagem. A contaminação somente se deu após a delineação do perfil dos ensaios. Com a finalidade de avaliar a mobilidade do contaminante na coluna de solo, após 24 horas foram realizadas as análises por extração e determinação gravimétrica de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) e a ressonância magnética nuclear (RMN) das amostras de solo de cada segmento. Os resultados obtidos mostraram que o contaminante migrou facilmente através da coluna de solo arenoso. Os ensaios com o solo residual consistiram na contaminação de colunas de solo indeformado pelo mesmo óleo utilizado nos ensaios com o solo inerte, sob duas condições distintas: Sob a ação de refletores e em condições normais de temperatura. Foram realizadas análises químicas (TPH e RMN) e de atividade degradadora microbiana a cada 5cm, a fim de avaliar a influência dos microorganismos do solo no processo de degradação do contaminante ao longo dos 157 dias de monitoramento. Os resultados obtidos indicaram que o óleo é susceptível aos processos de biodegradação pela microbiota nativa, mostrando uma relação direta entre a atividade degradadora dos microrganismos do solo e a queda na concentração de hidrocarbonetos de petróleo. / [en] Petroleum hydrocarbons´ mobility and remediation processes to which they are submitted are of great importance to the management of contaminated areas. The investigation of tropical residual soils is of valuable contribution to the scientific community, not only in Brazil but also across the world, once there is little research work concerning the behavior of organic contaminants in these soils. The main goal of the present thesis was to study the mobility of a mineral oil in sandy and tropical residual silty soils. Since the latter constitutes a microbiologically active soil, both the biodegradation processes of the contaminant and the influence of temperature on its mobility through the porous media and on the degrading activity of the microbial population inhabiting the soil have been evaluated. The experiments regarding the sandy idle soil, represented by perfect industrialized spheres, counted on a initial stage of tests, in order to develop the methodologies most adequate to a situation where the capillary fringe does not represent a considerable portion of the column´s height. The contamination itself only took place after the outline of the whole experiment. With the purpose of analyzing the contaminant´s mobility after 24 hours, every sample of soil from each different section of the column has been chemically and microbiologically analyzed. The results have shown that the mineral oil migrated easily through the porous media. The experiments making use of the tropical residual soil consisted on the contamination of soil columns through their top by the same mineral oil applied to the first experiment. However the experiment took place under two distinct conditions: Under an increase of temperature (represented by the influence of reflectors) and under natural conditions of temperature. The bioremediation of soils contaminated by petroleum hydrocarbons is a multidisciplinary technology which involves sciences such as microbiology, engineering, geology and chemistry, and is based on the ability of microorganisms to utilize contaminants as an exclusive source of energy for the functioning of their metabolisms. Therefore, on the experiments in which the residual soil was the object of investigation, soil samples from the columns´ overture day have been subject to chemical (TPH and MNR) e microbiological (FDA) analysis in order to evaluate the influence of soil microorganisms on the biodegradation processes of the mineral oil throughout the 157 days of experiments. The results have shown that the tropical residual soil studied in the present work is susceptible to the biodegradation processes and is characterized by a direct relationship between the degradative activity and the loss of petroleum hydrocarbons.

[pt] O derramamento no solo de poluentes imiscíveis com a água (NAPLs) devido a vazamentos de tanques de armazenamento ou dutos e acidentes de transporte é de grande interesse, pois o NAPL e/ou seus constituintes podem migrar através da zona vadosa até atingir o lençol freático e contaminar as fontes de água potável. No Brasil, a maioria dos postos de combustível e terminais de armazenamento possui tanques de etanol, gasolina misturada com etanol e óleo diesel. Um eventual derramamento ou vazamento de hidrocarbonetos derivados de petróleo, conhecidos como LNAPL, misturados com etanol tem um maior potencial de contaminação em função do efeito de co- solvência. A motivação deste trabalho é que muitos estudos têm sido realizados com principal interesse na zona saturada e pouco se sabe sobre o comportamento destes contaminantes na zona não saturada (McDowell e Powers, 2003 e Österreicher et al., 2007). Portanto, foram realizados ensaios de coluna com esferas de vidro com o objetivo de simular os vazamentos de hidrocarbonetos líquidos na superfície e comparar a massa de benzeno que fica retida no meio poroso em um vazamento de gasolina pura ou com etanol. Para avaliar estes ensaios em uma dimensão foi utilizado um programa disponível no sítio da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) chamado Hydrocarbon Spill Screening Model (Weaver et al., 1994) e implementado um modelo para efetuar o balanço de massa e considerar o efeito de co-solvência em função da adição de etanol na gasolina comercial brasileira. Os resultados dos ensaios de laboratório foram comparados com os obtidos através do modelo supracitado e apresentaram uma aproximação satisfatória da previsão do comportamento do contaminante. / [en] The subsurface release of water immiscible pollutants (NAPLs) due to leaks in storage tanks or pipelines and spilling transportation accidents is of great concern, since the NAPL or its constituents may migrate through the vadose zone until reaching the water table and eventually contaminate clean water sources. In Brazil, most of the gas stations store ethanol, pure and gasoline blended ethanol, diesel, among others in tanks. A spill or leak of petroleum hydrocarbons, known as LNAPL (light Nonaqueous phase liquid), combined with ethanol has a major contamination potential associated to cosolvency effects. The motivation of this work is that many studies have been developed with special interest in the saturated zone and little is known about the behavior of these pollutants in the vadose zone (McDowell e Powers, 2003 e Österreicher et al., 2007). Thus, one dimensional column tests were performed in a glass porous media to simulate the spill of hydrocarbons in the subsurface and compare the retained mass of benzene in the porous media after a release of a pure or ethanol blended gasoline. In order to evaluate these 1D tests results, the Hydrocarbon Spill Screening Model - HSSM (Weaver et al., 1994) was used. This program can be found in the Environmental Protection Agency (EPA) website. A model was also implemented to consider the cosolvency effects in function of the ethanol addition in Brazilian`s commercial gasoline. The laboratory`s results were compared with the ones obtained by the model mentioned above and showed a satisfactory approximation for the prediction of the contaminant behavior.

Numerical models are becoming fundamental tools to predict a range of complex problems faced by geotechnical and geo-environmental engineers. However, to render the model reliable for future predictions, the model input parameters must be determined with consideration of the scale effects. If there is a difference of scales between the observation and the model scales there are two possible ways to consider it: or models are constructed with elements of a size similar to that at which the data were measured, or some upscaling rules must be defined. In this context, this thesis focuses on upscaling of water flow and mass transport in a tropical soil by means of numerical, laboratory and field studies. This thesis is organized in four parts. First, the heterogeneity, correlation and cross-correlation between solute transport parameters (dispersivity, α, and partition coefficient, Kd) and soil properties are studied in detail. In this part, it is verified that the hydraulic conductivity (K) and solute transport parameters are highly heterogeneous, while soil properties are not. Spatial correlation of α, K, and statistically significant variables are studied, and it would probably improve the estimation only in a small-scale study, since the spatial correlation are only observed up to 2.5 m. This study is a first attempt to evaluate the spatial variation in the correlation coefficient of transport parameters of a reactive and a nonreactive solute, indicating the more relevant variables and the one that should be included in future studies. In the second part, scale effect on K, dispersivity and partition coefficient of potassium and chloride are studied experimentally by means of laboratory and field experiments. The purpose is to contribute to the discussion about scale effects on K, α and Kd and understanding how these parameters behave with the change in the scale of measurement. Results show that K values increases with scale, regardless of the method of measurement, except for the results obtained from double-ring infiltrometer tests. Dispersivity trends to increase exponentially with the sample height. Partition coefficient tends to increase with sample length, diameter and volume. These differences in the parameters according to the scale of measurement must be considered when these observations are later used as input to numerical models, otherwise the responses can be misrepresented. Third, stochastic analysis of three-dimensional hydraulic conductivity upscaling is performed using a simple average and the Laplacian-with-skin methods for a variety of block sizes based on real K measurements. In this part it is demonstrated the errors that can be introduced by using a deterministic upscaling using simple averages of the measured K without accounting for the spatial correlation. Results show that K heterogeneity can be incorporated in the daily practice of the geotechnical modeler. The aspects to consider when performing the upscaling are also discussed. Finally, the dependence of the exponent of the p-norm as a function of the block size is analyzed. In the last part, stochastic upscaling of hydrodynamic dispersion coefficient (D) and retardation factor (R) is performed using real data aiming to reduce the lack in experimental upscaling of reactive solute transport research. The enhanced macrodispersion coefficient approach is used to upscale the local scale hydrodynamic dispersion (D) and, as a novelty, the impact of heterogeneity of local dispersivity is also taken into account. To upscale retardation factor (R), a p-norm is used to compute an equivalent R. Uncertainty analyses are also performed and a good propagation of the uncertainties is achieved after upscaling. Simple upscaling methods can be incorporated to the modeling practice using commercial transport codes and properly reproduce de transport at coarse scale but may require corrections to reduce smoothing of the heterogeneity caused by the upscaling procedure. / Modelos numéricos estão se tornando ferramentas fundamentais para prever uma série de problemas complexos enfrentados por engenheiros geotécnicos e geoambientais. No entanto, para que o modelo seja confiável para previsões futuras, seus parâmetros de entrada devem ser determinados com a consideração do efeito da escala. Se há uma diferença de escalas entre a escala da observação e a escala do modelo, existem duas maneiras possíveis de considerá-la: ou constrói-se modelos com elementos de tamanhos semelhantes àqueles em que os dados foram medidos, ou definem-se algumas regras de mudança de escala. Neste contexto, esta tese enfoca a mudança de escala do fluxo de água e do transporte de massa em um solo tropical, por meio de estudos numéricos, laboratoriais e de campo. Esta tese é organizada em quatro partes. Em primeiro lugar, estudou-se em detalhe a heterogeneidade, a correlação e a correlação cruzada entre os parâmetros de transporte de soluto (dispersividade, α, e coeficiente de partição, Kd) e as propriedades do solo. Nesta parte, verificou-se que a condutividade hidráulica (K) e os parâmetros de transporte de soluto são altamente heterogêneos, enquanto as propriedades do solo não o são. A correlação espacial de α, K e das variáveis estatisticamente significativas foi estudada, e, provavelmente, melhoraria a estimativa apenas em um estudo em pequena escala, uma vez que a correlação espacial só foi observada até 2,5 m. Este estudo foi uma primeira tentativa de avaliar a variação espacial no coeficiente de correlação dos parâmetros de transporte de um soluto reativo e não-reativo, indicando as variáveis mais relevantes e as que devem ser incluídas em estudos futuros. Na segunda parte, o efeito de escala em K, na dispersividade e no coeficiente de partição de potássio e cloreto é estudado experimentalmente por meio de ensaios laboratoriais e de campo. O objetivo foi contribuir com a discussão sobre os efeitos de escala em K, α e Kd e entender como esses parâmetros se comportam com a mudança na escala da medição. Os resultados mostram que K aumenta com a escala, independentemente do método de medição. A dispersão tende a aumentar de maneira exponencial com a altura da amostra. O coeficiente de partição tende a aumentar tanto com o comprimento, quanto com o diâmetro e o volume da amostra. Essas diferenças nos parâmetros de acordo com a escala de medida devem ser consideradas quando essas observações são posteriormente usadas como entrada para modelos numéricos, caso contrário, as respostas podem ser mal representadas. Em terceiro lugar, uma análise estocástica tridimensional da mudança de escala da condutividade hidráulica foi realizada usando tanto média simples quanto o método Laplaciano-com-pele para vários tamanhos de blocos usando medidas K reais. Nesta parte, foram demonstrados os erros que podem ser introduzidos ao se usar métodos determinísticos de mudança de escala, usando médias simples das medições de K sem se considerar a correlação espacial. A aplicação das técnicas de mudança de escala mostra que a heterogeneidade de K pode ser incorporada na prática diária do modelador geotécnico. Os aspectos a serem considerados ao realizar a mudança de escala também foram discutidos. Finalmente, analisou-se a dependência do expoente da norma p em função do tamanho do bloco. Na última parte, uma aplicação de mudança de escala estocástica do coeficiente de dispersão hidrodinâmica (D) e do fator de retardo (R) foi realizada usando dados reais visando reduzir a falta pesquisas no tema de mudança de escala do transporte de soluto reativo. A mudança de escala do D foi feito usando o método de macrodispersão. O método da média simples baseado na norma p foi usado para executar a mudança de escala de R. A incerteza foi propagada satisfatoriamente. Métodos simples de mudança de escala podem ser incorporados à prática de modelagem usando programas comerciais, e reproduzir corretamente o transporte em escala grossa, mas podem exigir correções para reduzir o efeito suavizado da heterogeneidade causada pelo procedimento de mudança de escala.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-09Bitstream added on 2014-06-13T19:13:05Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_rh_me_rcla.pdf: 965679 bytes, checksum: c05e92494197dce7544dd639d4fa9e8c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A contaminação de solos por metais pesados constitui-se em um problema ambiental que, geralmente, produz riscos permanentes à saúde humana e aos sistemas ecológicos, portanto com freqüente necessidade de intervenção por meio de tecnologias de remediação. Uma de tecnologias alternativas para a remediação de solos contaminados com metais pesados é a lavagem de solos in situ, cujo processo de remoção de contaminantes do solo envolve a percolação de uma solução extratora. Este trabalho propõe o emprego da metodologia de superfície de resposta para ajustar um modelo que aponte combinações entre os parâmetros da solução extratora – concentração de etileno diaminotetraacético dissódico (Na2EDTA), volume e pH da solução extratora – que possibilitem reduzir a concentração de cobre de um solo arenoso, a níveis de risco inferiores aos valores de intervenção para os cenários de exposição adotados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Para tanto, realizou-se uma série de ensaios de lixiviação em coluna utilizando-se um Neossolo Flúvico artificialmente contaminado (1257,3 mg kg-1). Os ensaios foram conduzidos em triplicata e configuraram um arranjo experimental do tipo planejamento composto central rotacional, composto por 15 diferentes combinações dos parâmetros da solução extratora e de uma replicata no ponto central. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia de superfície de resposta possibilitou o ajuste de um modelo, que aponta combinações de concentração de Na2EDTA, volume e pH da solução extratora que permitem reduzir a concentração de cobre de um determinado Neossolo Flúvico a valores inferiores aos dispostos pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, para os cenários de exposição industrial, residencial, agrícola ou de proteção máxima. / The soil contamination by heavy metals is an environmental problem that usually produces permanent risk to human health and ecological systems that often need the intervention through remediation technologies. An alternative remediation technology for soils contaminated with heavy metals is the soil flushing, which the contaminant removing process involves the percolation of an extraction solution. This work proposes the use of response surface methodology to adjust a model that points out combinations among the parameters of the extraction solution –ethylenediaminetetraacetic disodium (Na2EDTA) concentration, volume e pH of extraction solution –to reduce the concentration of copper in a sandy soil to risk levels lower than the intervention levels for exposure scenarios adopted by Environmental Company of Sao Paulo State. Thus, a series of tests in leaching column was carried out using a Fluvisol artificially contaminated (1257,3 mg kg-1). The tests were conducted in triplicate and setup an experimental array of type central composite rotatable design, composed of 15 different combinations of the parameters of the extraction solution and one replicate in the center point. The results showed that the response surface methodology allowed the fit of a model that identifies combinations of Na2EDTA concentration, volume and pH of the extraction solution to reduce the concentration of copper in a Fluvisol to values lower than those adopted by Environmental Company of Sao Paulo State for the exposure scenarios, namely industrial, residential, agricultural or maximum protection.

Numerical models are becoming fundamental tools to predict a range of complex problems faced by geotechnical and geo-environmental engineers. However, to render the model reliable for future predictions, the model input parameters must be determined with consideration of the scale effects. If there is a difference of scales between the observation and the model scales there are two possible ways to consider it: or models are constructed with elements of a size similar to that at which the data were measured, or some upscaling rules must be defined. In this context, this thesis focuses on upscaling of water flow and mass transport in a tropical soil by means of numerical, laboratory and field studies. This thesis is organized in four parts. First, the heterogeneity, correlation and cross-correlation between solute transport parameters (dispersivity, α, and partition coefficient, Kd) and soil properties are studied in detail. In this part, it is verified that the hydraulic conductivity (K) and solute transport parameters are highly heterogeneous, while soil properties are not. Spatial correlation of α, K, and statistically significant variables are studied, and it would probably improve the estimation only in a small-scale study, since the spatial correlation are only observed up to 2.5 m. This study is a first attempt to evaluate the spatial variation in the correlation coefficient of transport parameters of a reactive and a nonreactive solute, indicating the more relevant variables and the one that should be included in future studies. In the second part, scale effect on K, dispersivity and partition coefficient of potassium and chloride are studied experimentally by means of laboratory and field experiments. The purpose is to contribute to the discussion about scale effects on K, α and Kd and understanding how these parameters behave with the change in the scale of measurement. Results show that K values increases with scale, regardless of the method of measurement, except for the results obtained from double-ring infiltrometer tests. Dispersivity trends to increase exponentially with the sample height. Partition coefficient tends to increase with sample length, diameter and volume. These differences in the parameters according to the scale of measurement must be considered when these observations are later used as input to numerical models, otherwise the responses can be misrepresented. Third, stochastic analysis of three-dimensional hydraulic conductivity upscaling is performed using a simple average and the Laplacian-with-skin methods for a variety of block sizes based on real K measurements. In this part it is demonstrated the errors that can be introduced by using a deterministic upscaling using simple averages of the measured K without accounting for the spatial correlation. Results show that K heterogeneity can be incorporated in the daily practice of the geotechnical modeler. The aspects to consider when performing the upscaling are also discussed. Finally, the dependence of the exponent of the p-norm as a function of the block size is analyzed. In the last part, stochastic upscaling of hydrodynamic dispersion coefficient (D) and retardation factor (R) is performed using real data aiming to reduce the lack in experimental upscaling of reactive solute transport research. The enhanced macrodispersion coefficient approach is used to upscale the local scale hydrodynamic dispersion (D) and, as a novelty, the impact of heterogeneity of local dispersivity is also taken into account. To upscale retardation factor (R), a p-norm is used to compute an equivalent R. Uncertainty analyses are also performed and a good propagation of the uncertainties is achieved after upscaling. Simple upscaling methods can be incorporated to the modeling practice using commercial transport codes and properly reproduce de transport at coarse scale but may require corrections to reduce smoothing of the heterogeneity caused by the upscaling procedure. / Modelos numéricos estão se tornando ferramentas fundamentais para prever uma série de problemas complexos enfrentados por engenheiros geotécnicos e geoambientais. No entanto, para que o modelo seja confiável para previsões futuras, seus parâmetros de entrada devem ser determinados com a consideração do efeito da escala. Se há uma diferença de escalas entre a escala da observação e a escala do modelo, existem duas maneiras possíveis de considerá-la: ou constrói-se modelos com elementos de tamanhos semelhantes àqueles em que os dados foram medidos, ou definem-se algumas regras de mudança de escala. Neste contexto, esta tese enfoca a mudança de escala do fluxo de água e do transporte de massa em um solo tropical, por meio de estudos numéricos, laboratoriais e de campo. Esta tese é organizada em quatro partes. Em primeiro lugar, estudou-se em detalhe a heterogeneidade, a correlação e a correlação cruzada entre os parâmetros de transporte de soluto (dispersividade, α, e coeficiente de partição, Kd) e as propriedades do solo. Nesta parte, verificou-se que a condutividade hidráulica (K) e os parâmetros de transporte de soluto são altamente heterogêneos, enquanto as propriedades do solo não o são. A correlação espacial de α, K e das variáveis estatisticamente significativas foi estudada, e, provavelmente, melhoraria a estimativa apenas em um estudo em pequena escala, uma vez que a correlação espacial só foi observada até 2,5 m. Este estudo foi uma primeira tentativa de avaliar a variação espacial no coeficiente de correlação dos parâmetros de transporte de um soluto reativo e não-reativo, indicando as variáveis mais relevantes e as que devem ser incluídas em estudos futuros. Na segunda parte, o efeito de escala em K, na dispersividade e no coeficiente de partição de potássio e cloreto é estudado experimentalmente por meio de ensaios laboratoriais e de campo. O objetivo foi contribuir com a discussão sobre os efeitos de escala em K, α e Kd e entender como esses parâmetros se comportam com a mudança na escala da medição. Os resultados mostram que K aumenta com a escala, independentemente do método de medição. A dispersão tende a aumentar de maneira exponencial com a altura da amostra. O coeficiente de partição tende a aumentar tanto com o comprimento, quanto com o diâmetro e o volume da amostra. Essas diferenças nos parâmetros de acordo com a escala de medida devem ser consideradas quando essas observações são posteriormente usadas como entrada para modelos numéricos, caso contrário, as respostas podem ser mal representadas. Em terceiro lugar, uma análise estocástica tridimensional da mudança de escala da condutividade hidráulica foi realizada usando tanto média simples quanto o método Laplaciano-com-pele para vários tamanhos de blocos usando medidas K reais. Nesta parte, foram demonstrados os erros que podem ser introduzidos ao se usar métodos determinísticos de mudança de escala, usando médias simples das medições de K sem se considerar a correlação espacial. A aplicação das técnicas de mudança de escala mostra que a heterogeneidade de K pode ser incorporada na prática diária do modelador geotécnico. Os aspectos a serem considerados ao realizar a mudança de escala também foram discutidos. Finalmente, analisou-se a dependência do expoente da norma p em função do tamanho do bloco. Na última parte, uma aplicação de mudança de escala estocástica do coeficiente de dispersão hidrodinâmica (D) e do fator de retardo (R) foi realizada usando dados reais visando reduzir a falta pesquisas no tema de mudança de escala do transporte de soluto reativo. A mudança de escala do D foi feito usando o método de macrodispersão. O método da média simples baseado na norma p foi usado para executar a mudança de escala de R. A incerteza foi propagada satisfatoriamente. Métodos simples de mudança de escala podem ser incorporados à prática de modelagem usando programas comerciais, e reproduzir corretamente o transporte em escala grossa, mas podem exigir correções para reduzir o efeito suavizado da heterogeneidade causada pelo procedimento de mudança de escala.

O principal objetivo deste trabalho foi estudar a aplicabilidade da tecnologia do piezocone na investigação geoambiental de solos tropicais a partir da realização de ensaios nas áreas onde se encontram o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru e o antigo lixão de Ribeirão Preto, ambos no Estado de São Paulo. Dentro deste contexto, outros ensaios de campo e de laboratório foram analisados para um melhor entendimento do caminhamento da pluma de contaminação e dos próprios resultados dos ensaios com piezocone realizados nestas áreas de disposição de resíduos. A tecnologia do piezocone apresentou limitações quando empregada na área do antigo lixão de Ribeirão Preto, uma vez que o impenetrável do cone foi atingido antes do nível d’água, impossibilitando assim a identificação da posição deste, a estimativa da permeabilidade do solo e a coleta de amostras de água. Os ensaios de eletrorresistividade de superfície permitiram a detecção do formato e do sentido do caminhamento da pluma de contaminação e foram fundamentais para a orientação dos locais onde foram realizados os ensaios de piezocone e amostragem de solo e água nas duas áreas estudadas. Os resultados dos ensaios com o piezocone de resistividade (RCPTU) realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru mostraram que os valores de resistividade são fortemente afetados pelo grau de saturação, gênese, textura e tipo de argilo-mineral presente na fração fina do solo. Constatou-se que o ensaio RCPTU possibilitou identificar zonas com presença de poluentes, as quais foram confirmadas a partir da análise conjunta dos resultados dos ensaios de geofísica de superfície e das amostras de solo e água coletadas com os amostradores do sistema direct-push e dos poços de monitoramento. Este trabalho apresenta ainda resultados preliminares de ensaios de laboratório, que foram úteis para avaliar a capacidade de retenção do solo que ocorre no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru para os metais Ni, Zn, Cd e Pb. Os resultados dos ensaios de adsorção em lote e de coluna indicam que a poluição no entorno deste aterro pode estar ocorrendo de forma lenta, destacando-se a importância da continuidade do monitoramento do aqüífero local. / The major purpose of this dissertation is to study the applicability of the piezocone technology for geoenvironmental site investigation of tropical soils. Two waste disposal sites were investigated: a deactivated dumpsite in Ribeirão Preto and a sanitary landfill in Bauru, in São Paulo State, Brazil. Other in situ and laboratory tests were carried out in these two areas for a better understanding of the leacheate plume and of the results gathered with piezocone tests. The piezocone technology presented limitations to investigate Ribeirão Preto site, since groundwater level is deeper than the impenetrable to the cone. For reason, it was impossible to estimate permeability and no water samples using the direct-push technology were obtained. Geophysical tests carried out at the two studied sites allowed to detect and delineate the shape of leachate plume. They were fundamental to guide and locate the piezocone tests, soil and water sampling and monitoring wells. The resistivity piezocone tests (RCPTU) carried out in Bauru site showed that the resistivity values are very affected by degree of saturation, genesis, fabric and clay mineral type. Geophysical tests results, soil and water samples collected by direct-push technology and by monitoring wells supported the interpretation of RCPTU tests. These tests were able to identify polluted zones. Preliminary laboratory tests were carried out to access retention of Ni, Zn, Cd and Pb by the soil from Bauru site. The results of leaching and batch equilibrium tests indicated that pollution around this site is taking place slowly, emphasizing the importance to continue monitoring groundwater.

O principal objetivo deste trabalho foi estudar a aplicabilidade da tecnologia do piezocone na investigação geoambiental de solos tropicais a partir da realização de ensaios nas áreas onde se encontram o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru e o antigo lixão de Ribeirão Preto, ambos no Estado de São Paulo. Dentro deste contexto, outros ensaios de campo e de laboratório foram analisados para um melhor entendimento do caminhamento da pluma de contaminação e dos próprios resultados dos ensaios com piezocone realizados nestas áreas de disposição de resíduos. A tecnologia do piezocone apresentou limitações quando empregada na área do antigo lixão de Ribeirão Preto, uma vez que o impenetrável do cone foi atingido antes do nível d’água, impossibilitando assim a identificação da posição deste, a estimativa da permeabilidade do solo e a coleta de amostras de água. Os ensaios de eletrorresistividade de superfície permitiram a detecção do formato e do sentido do caminhamento da pluma de contaminação e foram fundamentais para a orientação dos locais onde foram realizados os ensaios de piezocone e amostragem de solo e água nas duas áreas estudadas. Os resultados dos ensaios com o piezocone de resistividade (RCPTU) realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru mostraram que os valores de resistividade são fortemente afetados pelo grau de saturação, gênese, textura e tipo de argilo-mineral presente na fração fina do solo. Constatou-se que o ensaio RCPTU possibilitou identificar zonas com presença de poluentes, as quais foram confirmadas a partir da análise conjunta dos resultados dos ensaios de geofísica de superfície e das amostras de solo e água coletadas com os amostradores do sistema direct-push e dos poços de monitoramento. Este trabalho apresenta ainda resultados preliminares de ensaios de laboratório, que foram úteis para avaliar a capacidade de retenção do solo que ocorre no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru para os metais Ni, Zn, Cd e Pb. Os resultados dos ensaios de adsorção em lote e de coluna indicam que a poluição no entorno deste aterro pode estar ocorrendo de forma lenta, destacando-se a importância da continuidade do monitoramento do aqüífero local. / The major purpose of this dissertation is to study the applicability of the piezocone technology for geoenvironmental site investigation of tropical soils. Two waste disposal sites were investigated: a deactivated dumpsite in Ribeirão Preto and a sanitary landfill in Bauru, in São Paulo State, Brazil. Other in situ and laboratory tests were carried out in these two areas for a better understanding of the leacheate plume and of the results gathered with piezocone tests. The piezocone technology presented limitations to investigate Ribeirão Preto site, since groundwater level is deeper than the impenetrable to the cone. For reason, it was impossible to estimate permeability and no water samples using the direct-push technology were obtained. Geophysical tests carried out at the two studied sites allowed to detect and delineate the shape of leachate plume. They were fundamental to guide and locate the piezocone tests, soil and water sampling and monitoring wells. The resistivity piezocone tests (RCPTU) carried out in Bauru site showed that the resistivity values are very affected by degree of saturation, genesis, fabric and clay mineral type. Geophysical tests results, soil and water samples collected by direct-push technology and by monitoring wells supported the interpretation of RCPTU tests. These tests were able to identify polluted zones. Preliminary laboratory tests were carried out to access retention of Ni, Zn, Cd and Pb by the soil from Bauru site. The results of leaching and batch equilibrium tests indicated that pollution around this site is taking place slowly, emphasizing the importance to continue monitoring groundwater.