Jonathan Tenório de Lima
Resumo
Neste trabalho foi realizado um estudo numérico-experimental do transporte de íons de potássio e cloreto no solo movidos por gradientes elétrico e químico, na condição unidimensional. Para tanto, foram utilizados dois solos, um caulim tratado e uma mistura de bentonita mais areia na proporção de 1/10. Foi também desenvolvido um modelo numérico em linguagem FORTRAN 90 empregando o método das diferenças finitas, utilizando um esquema numérico centrado no espaço e progressivo no tempo. Os experimentos EK, foram realizados no Laboratório de Geotecnia Prof. Jacques de Medina (COPPE/UFRJ). Para cada solo foram realizados quatro experimentos, sendo dois com uma diferença de potencial elétrico total de 5,0 V e mais dois com a metade deste valor, ou seja, 2,5 V. As análises químicas após os ensaios foram feitas no Setor de Química do mesmo laboratório. Em ambos os solos foi verificado que o perfil de distribuição do potencial elétrico varia com o tempo enquanto o gradiente elétrico e a resistividade elétrica do solo crescem linearmente. Verificou-se que a corrente elétrica pode ser aproximada estatisticamente por uma constante. A permeabilidade eletro-osmótica mostrou-se não linear e chegou a dobrar de valor para a mesma configuração de experimento. A simulação do transporte mostrou-se limitada,possivelmente, devido as hipóteses do modelo, contudo, o fluxo eletro-osmótico apresentouse satisfatório.
Abstract
This work presents the results of a numerical-experimental investigation of salt ionic transport in soil at one dimensional condition. A finite difference numerical model written in FORTRAN 90 language was developed. It was used in the experiments a treated kaolin and a mixture of bentonite and sand at a dry mass ratio of 1/10. For each soil four experiments were accomplished, two applying a 5.0 V total electric potential difference and the other two with half that value. Experiments and chemical analysis were realized at the Geotechnical Laboratory Jacques de Medina (COPPE/UFRJ). For both soils the electric potential distribution along the soil sample varied during the test and the electric gradient and the electric resistivity increased linearly with time. The dc electric current generated can be approximated by a constant value while the electro-osmotic permeability may double for the same experiment set up. The numerical model could not represent accurately the experimental results possibly due to its constant electric gradient hypothesis and the lack of chemical and geochemical reactions functions, however electro-osmotic flow was reasonably reproduced.
