Modelagem computacional do transporte de contaminantes com processos de biodegradação e sorção física em um meio poroso saturado. / Computational modelling of contaminant transport with biodegradation an physical sorption in a saturated porous medium

AUTOR(ES)

Paula Rogéria Lima Couto

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Neste trabalho estudam-se modelos matemáticos e computacionais do transporte de múltiplas espécies em cenários de contaminação subsuperficial, que constituem meios porosos saturados. Deste modo, combinam-se os efeitos de sorção em condições de equilíbrio e não-equilíbrio, representadas pelas isotermas do tipo de Freundlich, com os processos de biodegradação dados pelas cinéticas de Monod. Matematicamente, o problema é descrito por um sistema de equações diferenciais parciais não lineares de convecção-difusão-reação acopladas pelos termos de reação. Do ponto de vista numérico esta é a primeira vez na literatura que são tratadas sorções não-lineares em condições de equilíbrio e não-equilíbrio acopladas com biodegradação não linear no transporte fortemente convectivo de múltiplas espécies. Primeiramente, apresenta-se um algoritmo completamente acoplado, no sentido que em cada equação do sistema os operadores diferenciais são discretizados e resolvidos simultaneamente como um sistema completo. Em seguida, desenvolve-se um método de decomposição de operadores,o qual trata de uma maneira seqüencial os termos de elementos finitos estabilizado combinado com um esquema de diferenças finitas na aproximação das equações de transporte. Para tratar-se as não linearidades, em geral, foram usados algoritmos do tipo Newton-Raphson e um método de Runge-Kutta na segunda etapa de decomposição de operadores. Os diversos resultados obtidos das simulações computacionais demonstraram a eficiência das metodologias propostas, apresentando de forma clara a influência dos efeitos não lineares de sorção sobre a biodegradação na localização espacial e na forma da pluma. O conhecimento destas interações é bastante importante para ajudar nas escolhas de biorremediação in situ em regiões subsuperficiais contaminadas.

ASSUNTO(S)

efeitos de sorção hazardous substances -- transportation matematica aplicada substâncias perigosas -- transporte sorption effects computer simulation biodegradation differential equations, partial. biodegradação simulação (computadores) equações diferenciais, parcial.

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