Modelagem transiente e não saturada do transporte de contaminantes em rejeitos aplicada ao ensaio em coluna

Abstract

A mineração é uma importante atividade econômica no mundo moderno. No entanto, apesar dos benefícios gerados, a mineração produz enormes volumes de rejeito, um passivo ambiental com inúmeros prejuízos ao meio ambiente. A forma mais comum de armazená-lo é por meio de barragens de rejeito, sendo imprescindível que durante sua operação o correto funcionamento dos sistemas de drenagem e filtração estejam garantidos, de modo a dificultar a movimentação do soluto, ao longo de toda a vida útil da mina e após seu fechamento. Pesquisas sobre transporte de contaminantes em barragens de rejeito são importantes para avaliar o grau de contaminação e propor medidas preventivas ou corretivas. Na prática geotécnica, o fluxo de solutos é geralmente caracterizado pela solução numérica da equação de Richards para descrever o movimento da água acoplada a equação de advecção-dispersão a duas frações de água (móvel e imóvel), para descrever o movimento do contaminante. Este estudo teve como objetivo modelar e simular o transporte de contaminantes em um ensaio em coluna laboratorial, utilizando uma nova formulação analítica e códigos matemáticos, através de rejeitos em condições transientes não saturadas. A solução analítica para a equação de Richards foi utilizada para simular a variação do conteúdo volumétrico de água e para determinar a pluma contaminante transiente usando a equação advecção-dispersão a duas frações de água (móvel e imóvel), posteriormente. Os modelos foram utilizados para ajustar os dados experimentais de caracterização hidráulica e ensaios de contaminação. Por fim, a pluma contaminante normalizada (cw/c0 ) foi simulada em função do tempo e do espaço. Comparações com dados experimentais mostraram que as formulações analíticas expressaram adequadamente o processo de infiltração de contaminantes através do meio poroso não saturado. As formulações oferecidas se comportaram de forma eficaz e configuram-se como uma nova abordagem para resolver vários problemas de contaminação em condições transiente não saturada, fornecendo informações sobre muitos processos complexos que ocorrem nos testes de laboratório e requer muito menos esforço computacional em comparação com os programas atuais para modelar o transporte de solutos usando métodos numéricos.