Libro de Resúmenes / Book of Abstracts (Español/English)

Resumenes 48
A interação entre absorção e biodegradação no transporte de
contaminantes
Paula R. L. Couto 1 y Sandra M.C. Malta 2
1 Laboratório Nacional de Computação Científica, LNCC/MCT,
Av. Getúlio Vargas, 333- Petróplis, RJ – Brasil.
2 Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, UNIRIO,
Av. Pasteur, 458, RJ - Brasil.
prlima@lncc.br
A biodegradação de contaminantes, isto é, a decomposição de
matéria orgânica por microorganismos, é um importante processo natural
que pode ser acelerado para proteger os suprimentos de água potável, tais
como os aqüíferos. Este processo é fisicamente e quimicamente complexo,
envolvendo o transporte de hidro carbonos e vários micróbios assim como o
movimento da água dentro do aqüífero. Neste trabalho analisaremos
numericamente o transporte de um contaminante (doador de elétrons) na
presença do oxigênio (aceptor de elétrons) com crescimento de biomassa
bacteriana. O objetivo é estudar a influência do efeito da adsorção de
equilíbrio linear sobre a escolha da cinética de crescimento num meio
poroso homogêneo unidimensional. Serão então analisadas as cinéticas de
Michaelis-Menten e de Monod multiplicativa. Estas cinéticas modelam a
taxa de absorção das substâncias envolvidas pelas bactérias e dependem
da concentração de cada substância e do tipo de limitação inserida neste
processo.
Matematicamente, o problema é modelado por um sistema equações
diferenciais parciais difusivo-convectivo-reativo não-linear (transporte)
acoplado através dos termos de reação, onde estão associadas às cinéticas
que governam os processos de biodegradação [1]. O custo computacional
de resolução simultânea deste sistema de equações é bastante alto. Então,
um esquema de decomposição de operadores é empregado para tratar os
termos de convecção-difusão e reação. A saber, os termos de reação são
separados dos de convecção-difusão. Combinam-se, primeiro, os métodos
de diferenças finitas e elementos finitos estabilizados (SUPG) nas
discretizações espaciais e temporais do sistema de transporte convectivodifusivo
e então se resolvem as reações usando, por exemplo, um método
de Runge-Kutta de alta ordem. Esta metodologia é ideal para computação
paralela e para tratar problemas dimensões mais altas. Além disso, ela é
também bastante conveniente para tratar diferentes tipos de cinéticas,
como veremos nos exemplos numéricos que serão apresentados.
Palavras-chave: transporte de contaminantes, absorção, biodegradação,
decomposição de operadores.
The interaction between adsorption and biodegradation in the
contaminant transport
The biodegradation of contaminants, that is, the decomposition of
contaminants by microorganisms, is an important natural process that can
be accelerated to protect potable water supplies such as aquifers. This