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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/38683
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Title: Modelagem analítica do transporte transiente de gases em meio poroso não saturado
Authors: Lemos, Moisés Antônio da Costa
Orientador(es):: Cavalcante, André Luís Brasil
Coorientador(es):: Cunha, Luciano Soares da
Assunto:: Transporte de gases
Aterro sanitário
Modelagem analítica
Oxidação do metano
Issue Date: 1-Jul-2020
Citation: LEMOS, Moisés Antônio da Costa. Modelagem analítica do transporte transiente de gases em meio poroso não saturado. 2020. xix, 100 f. il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Abstract: Atualmente, a humanidade vem enfrentando diversos problemas por conta dos impactos ambientais, sendo o aquecimento global um dos mais agravantes. A emissão de gases do efeito estufa para atmosfera são advindos de diversas fontes, inclusive da disposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) em aterros sanitários. A decomposição anaeróbica da matéria orgânica presente nos resíduos geram um conjunto de gases comumente chamado de biogás. A composição majoritária do biogás é formada por CH4 e CO2, sendo ambos gases do efeito estufa, tornando os aterros sanitários uma fonte poluente, caso esses gases sejam liberados para atmosfera. O transporte do biogás ocorre no maciço de RSU e depois pelos drenos e tubulações até os queimadores, enquanto outra parcela podendo ser emitida para a atmosfera a depender do tipo da camada de cobertura do aterro sanitário. Assim, esse trabalho tem por objetivo um estudo sobre o transporte dos principais componentes do biogás, metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), e gases como oxigênio (O2) e nitrogênio (N2), presentes com abundância no gás atmosférico. Nessa pesquisa, uma solução analítica do transporte dos gases é proposta, considerando-se, também, a parcela de oxidação do metano devido a reações com oxigênio. A solução analítica do transporte dos gases é validada por meio de um ensaio laboratorial em coluna de solo publicado na literatura. Após a validação, é realizado um estudo paramétrico para entendimento da importância de algumas variáveis para o transporte, emissão e oxidação do CH4. A análise paramétrica é utilizada também como ferramenta para o desenvolvimento de critérios de projeto de camadas de coberturas de aterros sanitários. Por fim, por meio das condições de contorno e iniciais propostas, foi possível prever o comportamento dos gases de modo satisfatório. De modo geral, teve-se uma boa previsão do transporte, emissão e oxidação dos gases tendo assim a criação de uma solução analítica pioneira na previsão do comportamento dos gases em um meio poroso não saturado.
Abstract: Currently, humanity has been facing several problems due to environmental impacts and global warming is one of the most aggravating. The emission of greenhouse gases into the atmosphere comes from several sources, including the disposal of municipal solid waste (MSW) in landfills. The anaerobic decomposition of the organic matter present in the waste generates a set of gases commonly called biogas. The majority composition of biogas is formed by CH4 and CO2, both of which are greenhouse gases, making landfills, a measure adopted in many countries and in Brazil, an effective pollutant if these gases are released into the atmosphere. The transport of biogas takes place in the MSW massif and then through drains and pipes to the burners, while another portion can be emitted into the atmosphere depending on the type of landfill cover layer. Thus, this work aims to study the transport of the main components of biogas, methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), and gases such as oxygen (O2) and nitrogen (N2), present in abundance in atmospheric gas. In this research, an analytical solution for the transport of gases is proposed, also considering the portion of oxidation of methane due to reactions with oxygen. The analytical solution for the transport of gases is validated by means of a laboratory test on a soil column published in the literature. After validation, a parametric study is performed to understand the importance of some variables for CH4 transport, emission and oxidation. Parametric analysis is also used as a tool for the development of design criteria for landfill cover layers. Finally, through the proposed boundary and initial conditions, it was possible to predict the behavior of the gases in a satisfactory way. In general, there was a good forecast of the transport, emission and oxidation of gases, thus creating a pioneering analytical solution for predicting the behavior of gases in an unsaturated porous medium.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2020.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: CNPq
Appears in Collections:ENC - Mestrado em Geotecnia (Dissertações)

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