Modelagem determinístico-estocástica da dinâmica de sedimentos em reservatórios de água e de rejeitos de mineração

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Laquini, João Paulo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Geotecnia; Doutorado em Engenharia Civil; UFV
• Palavras-chave em Português: Sedimentação; Adensamento; Reservatório; Monte Carlo; Sedimentation; Densification; Reservoirs; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/812

Os sedimentos transportados por um rio provocam o assoreamento de reservatórios de água, reduzindo sua capacidade de armazenar água e prejudicando o seu funcionamento. Reservatórios de rejeitos, no entanto, são criados para armazenar o material descartado de processos de mineração. Qualquer que seja a função do reservatório é fundamental estimar o processo de acúmulo de sedimentos ao longo do tempo. Para tanto, desenvolveu-se um modelo matemático determinístico quase-tridimensional capaz de representar os fenômenos físicos envolvidos no processo de acúmulo de sedimentos em reservatórios: o transporte, a deposição, a erosão e o adensamento dos sedimentos. O modelo considera a variação granulométrica dos sedimentos que entram no reservatório e dos que são depositados. Por meio de uma rede de canais, o modelo permite simular o aporte de sedimentos que entram no reservatório em diferentes pontos ao longo de seu comprimento. O modelo hidrodinâmico é resolvido pelo esquema de Preissmann e pelo método da varredura dupla, num esquema incremental- iterativo. O modelo de sedimentos é resolvido pelo método das diferenças finitas implícito e por um método acoplado direto. O modelo de adensamento com grandes deformações também é resolvido por diferenças finitas implícito no tempo e um processo iterativo, e então acoplado aos modelos hidrodinâmico e de sedimentos. O caráter estocástico do enchimento de reservatórios é simulado através do método de Monte Carlo e da técnica de amostragem hipercubo latino. O modelo desenvolvido foi implementado em um programa de computador ao qual se deu o nome de SimSed. Um reservatório de água é simulado deterministicamente, mostrando que o modelo consegue prever com sucesso o assoreamento. O enchimento de uma barragem de rejeitos de bauxita é analisado pelo modelo, que prevê satisfatoriamente o processo. Por fim, analisou-se outro reservatório de água através do método de Monte Carlo, obtendo-se respostas que foram satisfatoriamente analisadas com o modelo estocástico.