Development of software for the study of transient three-dimensional dispersion of pollutants in aquifers using computational fluid dynamics (CFD) - Silva, André Luiz da (2024)
A crescente preocupação com a contaminação das águas subterrâneas devido a atividades humanas exige o desenvolvimento de modelos capazes de prever a dispersão de poluentes nesses ambientes. Este trabalho aborda a modelagem matemática e a simulação numérica da propagação tridimensional e transiente de poluentes em aquíferos, focando nos mecanismos de transporte e transformação dos contaminantes. Foi implementado um modelo matemático utilizando o método dos volumes finitos para a discretização das equações de conservação e foi desenvolvido um modelo computacional com interface gráfica. A pesquisa incluiu análise de convergência da malha e sensibilidade do modelo para avaliar a estabilidade e precisão, comparando os resultados com a literatura existente. Cenários realísticos de vazamento de benzeno e xileno em aquíferos arenosos e sedimentares foram simulados sob diferentes condições de contorno, refletindo situações de vazamento de tanques de combustível. Os resultados indicaram que o benzeno apresenta maior mobilidade em comparação com o xileno em todas as situações analisadas. Além disso, a pluma de poluentes atinge um alcance maior em aquíferos arenosos, enquanto em aquíferos sedimentares a propagação é mais limitada e sujeita a variações devido às heterogeneidades litológicas. A interface gráfica desenvolvida facilitou a inserção de dados e visualização dos resultados, tornando o modelo acessível a uma ampla gama de usuários, incluindo não-especialistas. Este estudo culmina em uma ferramenta científica robusta, capaz de simular cenários realistas de contaminação por hidrocarbonetos em diferentes tipos de aquíferos, proporcionando uma análise detalhada dos processos envolvidos e contribuindo para o avanço das ciências ambientais.