Improvement of experimental apparatus dedicated to pulsating phenomena study in mudflows: experimental validation of cutting frequency

• Grant number: 18/02640-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: March 01, 2018
• End date: January 31, 2019
• Field of knowledge: Engineering - Civil Engineering - Hydraulic Engineering
• Principal Investigator: Geraldo de Freitas Maciel
• Grantee: João Batista Pereira
• Host Institution: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brazil
• Associated research grant: 15/25518-8 - Improvement of experimental apparatus dedicated to pulsating phenomena study in mudflows: experimental validation of cutting frequency, AP.R

Abstract

TT3 QUE DEVERÁ DAR APOIO TÉCNICO NA PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE FLUIDO TESTE, SISTEMA DE INTERFACE (MEDIÇÃO) E REALIZAÇÃO DE ENSAIOS EXPERIMENTAIS EM CANALETE DESENVOLVIMENTO PARA AQUELE FIM. Esta proposta surge da motivação de se investigar mais detalhadamente os escoamentos com superfície livre de fluidos hiperconcentrados, de reologia não-newtoniana, no âmbito de Desastres "Naturais", mais especificamente corridas de lama. No Brasil, os desastres "naturais" dos últimos anos e suas consequências encontraram, em termos de ação governamental, no episódio de 2011 da Região Serrana do Rio de Janeiro, um primeiro projeto promissor, o CEMADEN, agência federal criada com o objetivo de monitorar áreas de riscos e gerar alertas à população em momentos de crise. Buscando maior entendimento das catástrofes e de modelos mais completos no tema, o Grupo RMVP (Reologia de Materiais Viscosos e Viscoplásticos) da FE - Ilha Solteira tem colocado como desafio capacitar seus membros quanto à percepção e aquisição de competências no assunto sob 3 vertentes: Estabelecimento de Quadros Interpretativos das Catástrofes, com base em estudos das Ciências Sociais, Análise do Risco e Aproximação Mecanicista de corridas de lama através de modelagem física e numérica. No contexto da Aproximação Mecanicista (foco dessa proposta), cabe aos agentes científicos melhor compreender os fenômenos "naturais", causas das catástrofes, e promover a criação de ferramentas e metodologias mais eficazes na sua previsão. Nessa perspectiva, o Grupo de pesquisa RMVP tem enveredado esforços na elaboração de modelos matemáticos, numéricos e experimentais de corridas de lama, além de detectar os mecanismos de geração, controle e exploração de características e propriedades das roll waves (ondas), eventualmente presentes nas corridas (mudflows). De plano, vale ressaltar que, se as corridas de lama e suas frentes potenciais são responsáveis pela destruição de bens e de infra-estrutura, assim como perdas de vidas, suas consequências podem ser potencializadas quando da presença de instabilidades ou ondas na superfície livre. Tais ondas na literatura são denominadas roll waves que se propagam com amplitude e celeridade definidas, enfim com dinâmica extremamente atrelada à reologia do fluido escoante, no caso as lamas. No que se refere a trabalhos experimentais sobre roll waves, principalmente em reologia não newtoniana com presença de tensão limite de escoamento, ainda existe lacuna significativa na literatura. Nesse sentido, o objetivo principal deste projeto é de realizar experimentos com reologia não newtoniana utilizando o aparato experimental já existente na Unidade, implementando melhorias no sistema de perturbação do escoamento e também no sistema de medição da superfície livre, o que possibilitará gerar roll waves estabilizadas e aferir as propriedades das mesmas (amplitude e período), com maior precisão. O CONTROLE E VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL da frequência de corte no processo de geração das roll waves é inédito, o que deverá em muito contribuir para o completo entendimento do fenômeno. (AU)