Victoria Ottoni Almeida de Souza
Título
ESTUDO EXPERIMENTAL E COMPUTACIONAL DE UM PROTÓTIPO DE TELHADO VERDE COM BROMÉLIAS
Resumo
O trabalho desenvolve uma modelagem matemática e computacional baseada em um estudo experimental sobre a capacidade de retenção da precipitação de um protótipo de telhado verde com bromélias, ao longo de 25 meses. O estudo foi dividido em 4 etapas, de acordo com o crescimento populacional dessas plantas e conjuntos de ensaios experimentais, realizados em 4 períodos distintos. Trata-se de um modelo de transporte de água em um sistema “atmosfera-planta-solo”.
A partir da definição dos parâmetros de entrada iniciais no modelo computacional HYDRUS-1D, foram realizadas simulações de longo prazo para se conhecer o comportamento hidráulico do sistema estudado. Através da análise dos resultados diante de pequenas modificações nesses parâmetros, foram realizados seus ajustes, visando aplicação nas simulações dos eventos isolados, para comparação dos resultados simulados com os resultados experimentais.
Os escoamentos resultantes das simulações, para as etapas inicial e intermediária, apresentaram uma diferença máxima de 9,45 % em relação aos eventos experimentais equivalentes.
Diante dos resultados considerados válidos, o modelo computacional mostrou-se uma ferramenta eficiente para o estudo do fluxo em telhados verdes construídos com configurações semelhantes. Os resultados obtidos sugerem que os processos hidrológicos no protótipo são fortemente influenciados pelas propriedades hidráulicas do solo e pela condição inicial deste, definida em termos da carga hidráulica antes do início do evento, que depende fortemente da evapotranspiração real anterior ao evento.
Abstract
This work develops a mathematical and computational modeling based on an experimental study on the precipitation holding capacity of a green roof prototype with bromeliads over 25 months. The work was divided into 4 stages, according to the population growth of these plants, and sets of experimental tests carried out in 4 different periods. It is a water transport model in an “atmosphere-plant-soil” system.
From the definition of the initial input parameters in the HYDRUS-1D computational model, long term simulations were carried out in order to determine the hydraulic behavior of the studied system. Through small modifications of these parameters, adjustments were performed, aiming for the application in simulations of isolated events, in order to compare the output data of these simulations with the experimental results.
The resulting flows for the initial and intermediate phases showed a maximum difference of 9,45% in relation to the equivalent experimental events.
Given the results considered valid, the computational model proved to be an efficient tool for the study of the flow in green roofs built with similar configurations.
The results suggest that the hydrological processes in the prototype are strongly influenced by the soil hydraulic properties and the initial soil condition, defined in terms of pressure head, before the start of the event, which is strongly dependent on the actual evapotranspiration prior to the event.
