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Previous issue date: 2012-03 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Água doce de boa qualidade é um pré-requisito para o desenvolvimento social e econômico de uma dada região. Paradoxalmente, este mesmo desenvolvimento é, normalmente, responsável pela poluição de suas fontes hídricas, através de despejo de resíduos domésticos ou industriais sem tratamento, ou através de atividades agrícolas. Desta forma, o monitoramento e o gerenciamento destas fontes são de extrema importância para o bem estar da população. Entre as possíveis ferramentas para auxiliar este gerenciamento, encontra-se a simulação computacional de transporte de poluentes nos meios hídricos. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um procedimento para a solução computacional da equação de advecção-difusão-reação em 2D, a qual é a base para todos os modelos de transporte de massa. O processo consiste na união entre os métodos de elementos finitos e de diferenças finitas na discretização das componentes espaciais e temporal, respectivamente. Esta metodologia foi avaliada em testes com dados sintéticos e também reais. No primeiro considerou-se o caso de transporte de massa por advecção pura para certificar a estabilidade nos casos em que as formulações clássicas falham. No segundo simulou-se o transporte de um poluente hipotético em um trecho de rio e obtiveram-se os efeitos próprios do arraste devido à advecção e o espalhamento devido à difusão. O último teste examinou o transporte de fósforo total no lago Água Preta a partir das águas bombeadas do rio Guamá e de fontes pontuais localizadas nas margens deste reservatório. O resultado da simulação mostrou a potencialidade do algoritmo em tratar casos mais próximos da realidade. / Freshwater of good quality is a pre-requisite for social and economic development
of a given region. Paradoxically, this same development is normally responsible for the
pollution of their water sources, through domestic or industrial waste dumping without
treatment, or through agricultural activities. In this way, the monitoring and the
management of that sources are extremely important for the wellbeing of the people
living in that region. Among the possible tools to auxiliary this management is the
computational simulation of pollutant transport in the hydro medium. In this context,
this work presents a computational procedure for the solution of the 2D advectiondiffusion-
reaction equation, which is the basis for all the mass transport models. This
process consists in the union of the finite elements and finite difference methods in the
discretization of the spatial and temporal components, respectively. This methodology
was evaluated with the help of tests with synthetic and real data. First one considered
the case of mass transport by pure advection to ensure its stability in cases where the
classical formulations fail. Second test simulated the transport of a hypothetical
pollutant in a piece of a river and showed the correct effect of the drag due to advection
and spreading due to diffusion. The last test evaluated the transport of total phosphorus
in Agua Preta Lake from the pumped water of the Guama river and point sources
located at the margins of the reservoir. The result of the simulation showed the potential
of the algorithm to deal with cases closer to the reality.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/8260 |
| Date | 03 1900 |
| Creators | LIMA, Rômulo Correa |
| Contributors | MESQUITA, André Luiz Amarante, BLANCO, Claudio José Cavalcante |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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