Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Silva, André Luiz da
Orientador(a): Vieira, Fernando Fernandes
Banca de defesa: Vieira, Fernando Fernandes, Paiva, William de, Cavalcante, Geralda Gilvânia, Marinho, José Luís Gomes, Farias Neto, Severino Rodrigues
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual da Paraíba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/72144
Resumo: The growing concern about groundwater contamination due to human activities requires the development of models capable of predicting the dispersion of pollutants in these environments. This work addresses the mathematical modeling and numerical simulation of the three-dimensional and transient propagation of pollutants in aquifers, focusing on the mechanisms of transport and transformation of contaminants. A mathematical model was implemented using the finite volume method for the discretization of the conservation equations and a computational model with a graphical interface was developed. The research included mesh convergence analysis and model sensitivity to assess stability and accuracy, comparing the results with the existing literature. Realistic scenarios of benzene and xylene leakage in sandy and sedimentary aquifers were simulated under different boundary conditions, reflecting situations of fuel tank leakage. The results indicated that benzene presents greater mobility compared to xylene in all situations analyzed. Furthermore, the pollutant plume reaches a greater range in sandy aquifers, while in sedimentary aquifers the propagation is more limited and subject to variations due to lithological heterogeneities. The graphical interface developed facilitated data entry and visualization of results, making the model accessible to a wide range of users, including non-specialists. This study culminates in a robust scientific tool capable of simulating realistic scenarios of hydrocarbon contamination in different types of aquifers, providing a detailed analysis of the processes involved and contributing to the advancement of environmental sciences.
id UEPB-2_fef459f7aecdafe0d50109fb229ab8f0
oai_identifier_str oai:repositorio.uepb.edu.br:123456789/72144
network_acronym_str UEPB-2
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
repository_id_str
spelling 2024-10-08T11:28:53Z2026-02-25T12:24:57Z2999-12-312024-08-29SILVA, André. Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD). 2024. 166 p. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Doutorado em Engenharia Ambiental. Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2024.https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/7214424004014005P9The growing concern about groundwater contamination due to human activities requires the development of models capable of predicting the dispersion of pollutants in these environments. This work addresses the mathematical modeling and numerical simulation of the three-dimensional and transient propagation of pollutants in aquifers, focusing on the mechanisms of transport and transformation of contaminants. A mathematical model was implemented using the finite volume method for the discretization of the conservation equations and a computational model with a graphical interface was developed. The research included mesh convergence analysis and model sensitivity to assess stability and accuracy, comparing the results with the existing literature. Realistic scenarios of benzene and xylene leakage in sandy and sedimentary aquifers were simulated under different boundary conditions, reflecting situations of fuel tank leakage. The results indicated that benzene presents greater mobility compared to xylene in all situations analyzed. Furthermore, the pollutant plume reaches a greater range in sandy aquifers, while in sedimentary aquifers the propagation is more limited and subject to variations due to lithological heterogeneities. The graphical interface developed facilitated data entry and visualization of results, making the model accessible to a wide range of users, including non-specialists. This study culminates in a robust scientific tool capable of simulating realistic scenarios of hydrocarbon contamination in different types of aquifers, providing a detailed analysis of the processes involved and contributing to the advancement of environmental sciences.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.application/pdfUniversidade Estadual da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTAUEPBBRPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPENGENHARIA SANITARIADispersão de poluentesVolumes finitosModelagem matemáticaSimulação numéricaInterface gráficaDesenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisVieira, Fernando FernandesPaiva, William deCavalcante, Geralda GilvâniaMarinho, José Luís GomesFarias Neto, Severino RodriguesVieira, Fernando FernandesSilva, André Luiz dainfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPBORIGINAL08_29_14h_-_44AA_Ata_TESE_de_ANDRE_LUIZ_DA_SILVA-assinada3_assinado_assinado (2).pdf08_29_14h_-_44AA_Ata_TESE_de_ANDRE_LUIZ_DA_SILVA-assinada3_assinado_assinado (2).pdfAta da Defesaapplication/pdf352871https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/c786bf1b-8e43-4740-b87d-f858ca448919/download85f815c49baa43d899c6de24bd2a3935MD54falseAnonymousREAD2999-12-31TS - André Luiz da Silva.pdfTS - André Luiz da Silva.pdfTS - André Luiz da Silvaapplication/pdf8001810https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/ad4a0842-a36d-406e-8fc8-861ffd273c05/downloade766d6dfdbd50d24e2d511f2d8f0a7dfMD59trueAnonymousREADTermo de depósito BDTD.pdfTermo de depósito BDTD.pdfTermo de depósito BDTDapplication/pdf252532https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/ce789061-0e67-4847-b092-4655f60206be/download7f42856e57168403bedaca7da7b9a3c5MD57falseAnonymousREAD2999-12-31LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81960https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/fa3734a5-5a79-4410-87bf-f68bfd8bf6bc/download6052ae61e77222b2086e666b7ae213ceMD58falseAnonymousREADlicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81324https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/06c86b20-fda1-4703-b9bb-c2ae26a3c7a4/downloadea12793326f265c7d8ea2bcdd2c49d6fMD510falseAnonymousREADTHUMBNAILTS - André Luiz da Silva.pdf.jpgTS - André Luiz da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3187https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/3c89ce32-293b-487c-bd0c-6983fc344202/downloada0f05af038641086970f6de6f3553b81MD511falseAnonymousREADTermo de depósito BDTD.pdf.jpgTermo de depósito BDTD.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4831https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/8f69c99c-ddf3-46a8-9a18-6b4a3a16dfc9/download1e71c2d9fe846e654a8e0c86f389dfb5MD512falseAnonymousREAD2999-12-31123456789/721442026-05-06T11:50:26.172647Zopen.accessoai:repositorio.uepb.edu.br:123456789/72144https://repositorio.uepb.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttp://dspace.bc.uepb.edu.br/oai/requestsibuepb@setor.uepb.edu.bropendoar:2026-05-06T11:50:26Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)falseTElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvciAoZXMpIG91IG8gdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IpIGNvbmNlZGUgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIApFc3RhZHVhbCBkYSBQYXJhw61iYSBvIGRpcmVpdG8gbsOjby1leGNsdXNpdm8gZGUgcmVwcm9kdXppciwgIHRyYWR1emlyIChjb25mb3JtZSBkZWZpbmlkbyBhYmFpeG8pLCBlL291IApkaXN0cmlidWlyIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyAoaW5jbHVpbmRvIG8gcmVzdW1vKSBwb3IgdG9kbyBvIG11bmRvIG5vIGZvcm1hdG8gaW1wcmVzc28gZSBlbGV0csO0bmljbyBlIAplbSBxdWFscXVlciBtZWlvLCBpbmNsdWluZG8gb3MgZm9ybWF0b3Mgw6F1ZGlvIG91IHbDrWRlby4KClZvY8OqIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFVFUEIgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIGEgc3VhIHRlc2Ugb3UgZGlzc2VydGHDp8OjbyAKcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFVFUEIgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRhIHN1YSB0ZXNlIG91IApkaXNzZXJ0YcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrdXAgZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIMOpIG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY8OqIHRlbSBvIHBvZGVyIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIApuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gVm9jw6ogdGFtYsOpbSBkZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRlcMOzc2l0byBkYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIG7Do28sIHF1ZSBzZWphIGRlIHNldSAKY29uaGVjaW1lbnRvLCBpbmZyaW5nZSBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkZSBuaW5ndcOpbS4KCkNhc28gYSBzdWEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIGNvbnRlbmhhIG1hdGVyaWFsIHF1ZSB2b2PDqiBuw6NvIHBvc3N1aSBhIHRpdHVsYXJpZGFkZSBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMsIHZvY8OqIApkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVUVQQiAKb3MgZGlyZWl0b3MgYXByZXNlbnRhZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIAppZGVudGlmaWNhZG8gZSByZWNvbmhlY2lkbyBubyB0ZXh0byBvdSBubyBjb250ZcO6ZG8gZGEgdGVzZSBvdSBkaXNzZXJ0YcOnw6NvIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFRFU0UgT1UgRElTU0VSVEHDh8ODTyBPUkEgREVQT1NJVEFEQSBURU5IQSBTSURPIFJFU1VMVEFETyBERSBVTSBQQVRST0PDjU5JTyBPVSAKQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PIFFVRSBOw4NPIFNFSkEgQSBVRVBCLCAKVk9Dw4ogREVDTEFSQSBRVUUgUkVTUEVJVE9VIFRPRE9TIEUgUVVBSVNRVUVSIERJUkVJVE9TIERFIFJFVklTw4NPIENPTU8gVEFNQsOJTSBBUyAKREVNQUlTIE9CUklHQcOHw5VFUyBFWElHSURBUyBQT1IgQ09OVFJBVE8gT1UgQUNPUkRPLgoKQSBVRVBCIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSAKZGV0ZW50b3IoZXMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkYSB0ZXNlIG91IGRpc3NlcnRhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgCmNvbmNlZGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EuCg==
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
title Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
spellingShingle Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
Silva, André Luiz da
ENGENHARIA SANITARIA
Dispersão de poluentes
Volumes finitos
Modelagem matemática
Simulação numérica
Interface gráfica
title_short Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
title_full Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
title_fullStr Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
title_sort Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
author Silva, André Luiz da
author_facet Silva, André Luiz da
author_role author
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Vieira, Fernando Fernandes
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Paiva, William de
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Cavalcante, Geralda Gilvânia
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Marinho, José Luís Gomes
dc.contributor.referee5.fl_str_mv Farias Neto, Severino Rodrigues
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Vieira, Fernando Fernandes
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, André Luiz da
contributor_str_mv Vieira, Fernando Fernandes
Paiva, William de
Cavalcante, Geralda Gilvânia
Marinho, José Luís Gomes
Farias Neto, Severino Rodrigues
Vieira, Fernando Fernandes
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIA SANITARIA
topic ENGENHARIA SANITARIA
Dispersão de poluentes
Volumes finitos
Modelagem matemática
Simulação numérica
Interface gráfica
dc.subject.por.fl_str_mv Dispersão de poluentes
Volumes finitos
Modelagem matemática
Simulação numérica
Interface gráfica
description The growing concern about groundwater contamination due to human activities requires the development of models capable of predicting the dispersion of pollutants in these environments. This work addresses the mathematical modeling and numerical simulation of the three-dimensional and transient propagation of pollutants in aquifers, focusing on the mechanisms of transport and transformation of contaminants. A mathematical model was implemented using the finite volume method for the discretization of the conservation equations and a computational model with a graphical interface was developed. The research included mesh convergence analysis and model sensitivity to assess stability and accuracy, comparing the results with the existing literature. Realistic scenarios of benzene and xylene leakage in sandy and sedimentary aquifers were simulated under different boundary conditions, reflecting situations of fuel tank leakage. The results indicated that benzene presents greater mobility compared to xylene in all situations analyzed. Furthermore, the pollutant plume reaches a greater range in sandy aquifers, while in sedimentary aquifers the propagation is more limited and subject to variations due to lithological heterogeneities. The graphical interface developed facilitated data entry and visualization of results, making the model accessible to a wide range of users, including non-specialists. This study culminates in a robust scientific tool capable of simulating realistic scenarios of hydrocarbon contamination in different types of aquifers, providing a detailed analysis of the processes involved and contributing to the advancement of environmental sciences.
publishDate 2024
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-10-08T11:28:53Z
2026-02-25T12:24:57Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2024-08-29
dc.date.available.fl_str_mv 2999-12-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, André. Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD). 2024. 166 p. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Doutorado em Engenharia Ambiental. Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2024.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/72144
dc.identifier.capesdegreeprogramcode.none.fl_str_mv 24004014005P9
identifier_str_mv SILVA, André. Desenvolvimento de um software para o estudo da dispersão tridimensional transiente de poluentes em aquíferos utilizando fluidodinâmica computacional (CFD). 2024. 166 p. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Doutorado em Engenharia Ambiental. Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2024.
24004014005P9
url https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/72144
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual da Paraíba
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
dc.publisher.initials.fl_str_mv UEPB
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual da Paraíba
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
instacron:UEPB
instname_str Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
instacron_str UEPB
institution UEPB
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
collection Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/c786bf1b-8e43-4740-b87d-f858ca448919/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/ad4a0842-a36d-406e-8fc8-861ffd273c05/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/ce789061-0e67-4847-b092-4655f60206be/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/fa3734a5-5a79-4410-87bf-f68bfd8bf6bc/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/06c86b20-fda1-4703-b9bb-c2ae26a3c7a4/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/3c89ce32-293b-487c-bd0c-6983fc344202/download
https://repositorio.uepb.edu.br/bitstreams/8f69c99c-ddf3-46a8-9a18-6b4a3a16dfc9/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 85f815c49baa43d899c6de24bd2a3935
e766d6dfdbd50d24e2d511f2d8f0a7df
7f42856e57168403bedaca7da7b9a3c5
6052ae61e77222b2086e666b7ae213ce
ea12793326f265c7d8ea2bcdd2c49d6f
a0f05af038641086970f6de6f3553b81
1e71c2d9fe846e654a8e0c86f389dfb5
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
repository.mail.fl_str_mv sibuepb@setor.uepb.edu.br
_version_ 1865082783450267648