Simulação de transporte em rochas porosas fraturadas usando random walk particle tracking e o método de elementos analíticos

• Processo: 11/19693-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências
• Pesquisador responsável: José Alberto Cuminato
• Beneficiário: Ivan Silvestre Paganini Marin
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Hidrogeologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Geociências | hidrogeologia | Meio Poroso Fraturado | Método de Elementos Analíticos | random walk | Simulação | Hidrogeologia

Resumo

Problemas levantados sobre a qualidade dos solos e da água, o impacto de longo prazo de atividades industriais e da agricultura, mais considerações sobre repositórios geológicos para resíduos nucleares e químicos necessitam o entendimento do transporte de solutos em rochas porosas fraturadas. Modelos numéricos precisos de tais fenômenos são fundamentais para esta compreensão. Dada a complexidade associada com o escoamento e o transporte da água subterrânea, métodos numéricos robustos devem ser usados tanto para o escoamento quanto para o transporte. Random Walk Particle Tracking é um método bem estabelecido na literatura para a simulação de transporte de solutos, e é particularmente efetivo no caso onde a componente advectiva é grande, como é o caso das formações porosas fraturadas. Mas para o uso ecaz desse método, o escoamento deve ser conhecido em todos os pontos do domínio. O Método de Elementos Analíticos satisfaz esta condição, já que o escoamento é dado pela superposição de funções analíticas, sem a necessidade de grades ou de discretização do domínio. Novos avanços em simulações de transporte por random walk, como a simulação de solutos reativos e transporte não-Fickiano, mais técnicas no domínio do tempo, junto com o recente desenvolvimento do elemento analítico para fraturas para o Método de Elementos Analíticos, proporcionam um excelente ambiente para simular de forma precisa o transporte em formações porosas fraturadas. As características de ambos os métodos permitem o uso de computação paralela, possibilitando simulações de grandes domínios/grandes números de partículas com alta precisão. O desenvolvimento de uma ferramenta computacional que combina as soluções para fraturas do Método de Elementos Analíticos com uma estrutura paralela para simulação de transporte usando o método do random walk particle tracking para a simulação de grandes domínios/grande número de partículas é o principal objetivo deste projeto. Tal ferramenta é valiosa para o hidrogeólogo, ao permitir o entendimento e simulação do transporte e contaminação em aquíferos fraturados. (AU)