cap 8 - investigação detalhada

Investigao Detalhada 8000

Projeto CETESB-GTZ Atualizado 12/2004

8000 Investigao Detalhada

A partir da confirmao de que uma rea contaminada, necessrio definir, a critrio

do rgo ambiental, que medidas devero ser adotadas, para resguardar de imediato

os possveis receptores de risco identificados no entorno da rea.

Estas medidas so estabelecidas a partir de uma avaliao prvia da provvel

extenso da contaminao; da natureza dos contaminantes, sua toxicidade e

carcinogenicidade; bem como dos efeitos possveis a pessoas, meio ambiente e outros

bens a proteger, identificados no entorno da rea; podendo incluir :

. isolamento da rea;

. restrio de uso do solo;

. restrio de consumo de guas superficiais ou subterrneas;

. remoo imediata de resduos, solos contaminados ou gases do subsolo;

. monitoramento ambiental;

. monitoramento de explosividade.

Sempre que existir populao direta ou indiretamente exposta, as autoridades e o

responsvel pela rea devem considerar a necessidade de adoo de medidas

imediatas visando tornar o local minimamente seguro, at que sejam implantadas as

medidas de remediao propriamente ditas; uma vez que esta populao poder estar

exposta a um risco ainda no quantificado, que pode ser significativo. No parece ser

razovel, nessas circunstncias, que se assumam a responsabilidade de postergao

de aes efetivas, ou de uma inao, baseando-se apenas na presuno de que o

risco , ou vir a ser, eventualmente, aceitvel.



Alem das medidas imediatas, destinadas a resguardar os receptores de risco, at que

se tenha um conhecimento mais preciso da situao, ser exigida uma investigao

detalhada da contaminao, como subsdio a avaliao de risco a ser realizada para

avaliar os riscos efetivos decorrentes da contaminao e definio da remediao,

constituda por um conjunto de medidas consideradas adequadas, visando eliminar

todas as vias de exposio ao risco, em funo da situao do local, dos bens a

proteger, do uso do solo previsto ou permitido pela lei e demais condicionantes.

A etapa de investigao detalhada , portanto, a primeira do processo de recuperao

de reas contaminadas, sendo de fundamental importncia para subsidiar a execuo

das etapas seguintes, de avaliao de risco e definio da remediao.

A metodologia utilizada para execuo da etapa de investigao detalhada

semelhante utilizada para a execuo da etapa de investigao confirmatria.

Entretanto, os objetivos so diferentes.

Enquanto que na etapa de investigao confirmatria o objetivo principal confirmar a

presena de contaminao na rea suspeita, na etapa de investigao detalhada o

objetivo quantificar a contaminao, isto , avaliar detalhadamente as caractersticas

da fonte de contaminao e dos meios afetados, determinando-se as dimenses das

reas ou volumes afetados, os tipos de contaminantes presentes e suas

concentraes. Da mesma forma devem ser definidas as caractersticas das plumas de

contaminao, como seus limites e sua taxa de propagao.

A investigao detalhada deve buscar a compreenso dos seguintes aspectos :

. a geologia e a hidrogeologia regional e local;

. a natureza e a extenso da contaminao;

. a evoluo da contaminao no tempo e no espao e

. as rotas de migrao de contaminantes, vias de exposio e receptores de

risco.



A finalidade da investigao detalhada , por conseguinte, subsidiar a avaliao de

risco e a concepo de um projeto tecnicamente adequado, legalmente cabvel e

vivel, para cada caso de contaminao, visando prevenir danos presentes e futuros

sade e segurana pblica, ao meio ambiente e outros bens a proteger.

A investigao detalhada serve ainda autoridade competente e pessoa

responsvel, ou agente executor da remediao, como base para a tomada de deciso

sobre qual dos possveis cenrios de remediao ser aplicado a uma determinada

rea contaminada.

A rea contemplada nesta investigao deve abranger, alm da rea objeto

propriamente dita, ou seja, aquela de propriedade ou de domnio da empresa que

causou ou onde se deu a contaminao; todo o seu entorno de interesse, para

possibilitar :

. a delimitao total das fontes de contaminao, como por exemplo a extenso

dos depsitos de resduos, das valas de infiltrao de despejos, dos focos de solos

contaminados por vazamentos ou outros episdios;

. a delimitao tridimensional total das plumas de contaminao das guas

subterrneas;

. a identificao de todos os receptores de risco e usurios dos recursos

impactados no entorno.

A localizao das sondagens a serem executadas para amostragem e anlise de solos

dever ser orientada com base em dados histricos relativos a :

. manipulao, estocagem e armazenamento de matrias primas, substncias

qumicas auxiliares de processo, produtos, resduos e efluentes;

. episdios histricos de vazamentos, derramamentos, descarte inadequado de

resduos e infiltrao de substncias qumicas;



demais investigaes realizadas no local, sobre atividades potencialmente

poluidoras, de maneira a contemplar todos os pontos suspeitos de contaminao;

.dados obtidos na investigao confirmatria;

. dados de investigaes realizadas por mtodos diretos ou indiretos de

deteco de contaminao, como geofsica e pesquisa de gases no solo.

Portanto, estas sondagens devero ser localizadas de maneira a contemplar todos os

pontos suspeitos, de tal forma e em tal quantidade que possibilitem a determinao da

distribuio espacial tridimensional e a quantificao total de solos contaminados.

As sondagens para amostragem de solos devem ser realizadas em toda a zona

insaturada do subsolo, at o lenol fretico, com retirada e anlise de amostras

pontuais, no geral de metro em metro, ou em pontos onde so observados indcios de

contaminao, tais como leituras elevadas de concentrao de compostos orgnicos

volteis, alteraes anmalas de cor, exalao de odores caractersticos ou presena

reconhecida de poluentes.

A rede de poos de monitoramento de qualidade das guas subterrneas dever se

basear na hidrogeologia e dinmica de escoamento das guas subterrneas no local e

propiciar a delimitao total tridimensional de todas as plumas de contaminao de

guas subterrneas, relacionadas aos contaminantes presentes no local e seu entorno.

A investigao detalhada subsidiar :

.a avaliao de risco, que ser realizada com base nas concentraes de

contaminantes observadas no local e na utilizao de um modelo de exposio que

reflita todas as vias de contaminao, as variveis reais, condies de contorno

condizentes com a problemtica, receptores potenciais, taxas de emisso e fatores de

atenuao pertinentes e padres aceitveis, sob os pontos de vista ambiental e de

sade pblica, em funo do uso pretendido para a rea.



. a tomada de deciso sobre tcnicas e cenrios de remediao, que devero

restabelecer a qualidade ambiental ou evitar a propagao e absoro de

contaminantes por via direta, ou indireta, atravs da percolao de guas pluviais,

atravs das guas subterrneas, emisso de vapores e poeiras impregnadas de

poluentes e absoro de contaminantes por plantas e outros tipos de alimentos, que

podem provocar danos efetivos ou riscos sade da populao e meio ambiente.

As tcnicas de remediao a serem empregadas devero ser previamente discutidas e

aprovadas pelo rgo ambiental, considerando as metas de remediao estabelecidas

e prazos para execuo.

A metodologia utilizada para realizao da etapa de investigao detalhada

constituda basicamente pelas seguintes partes: plano de investigao, coleta de dados

na rea contaminada e interpretao dos resultados (figura 8000-1).



Figura 8000-1: Etapas da Investigao Detalhada

Investigao detalhada

Coleta de dados

Caracterizaohidrogeolgica

(meio fsico)

AC

AS

AP

Cadastro de ACs

Plano de investigao

Modelo conceitual 2

Caracterizaoda fonte de

contaminao

Mapeamento dapluma de

contaminao

Monitoramento Modelagemmatemtica

Interpretao dos resultados

Modelo conceitual 3



8100 Plano de Investigao

A partir do modelo conceitual 2, obtido aps a execuo da etapa de investigao

confirmatria, onde so reunidas e interpretadas as informaes existentes sobre a

rea contaminada, so planejados os trabalhos a serem executados na etapa de

investigao detalhada.

Nesta etapa devero ser coletadas novas informaes at que se atinja um grau de

conhecimento suficiente sobre a extenso e dinmica da contaminao, no espao e

no tempo.

O plano de investigao pode ser dividido em duas partes principais:

plano de infraestrutura;

plano para coleta de dados na rea contaminada.

O plano de infraestrutura tem como objetivo principal viabilizar a execuo da etapa de

investigao detalhada e semelhante ao descrito no plano de amostragem da etapa

de investigao confirmatria. Este plano poder conter:

cronograma de atividades de curta, mdia e longa durao;

previso para cumprimento dos requerimentos legais junto ao rgo ambiental ou

gerenciador;

previso de utilizao do oramento;

definio do coordenador dos trabalhos e dos profissionais a serem envolvidos;

plano para a sade e segurana dos trabalhadores e populao e

plano para aes emergenciais.

Para a elaborao de um plano para coleta de dados devem ser definidos

basicamente:

1 a rea de abrangncia a ser considerada nos estudos;

2 os meios a serem amostrados;



3 as informaes e parmetros a serem levantados;

4 o nmero, a profundidade e a localizao dos pontos de amostragem;

5 os procedimentos de amostragem, ensaios, preparao de amostras e anlises;

6 o nmero de campanhas de amostragem.

Na seqncia so enfocados resumidamente cada um dos itens necessrios ao

planejamento da etapa de investigao detalhada.

1 Definio da rea de Abrangncia dos Estudos

A partir das informaes levantadas nas etapas anteriores, inclusive, relativas

avaliao preliminar dos limites fsicos da contaminao, caractersticas dos

contaminantes e do uso do solo no entorno da rea objeto de estudo deve ser definida

a rea que ser enfocada na investigao detalhada.

Caso durante a etapa de investigao detalhada novas informaes demonstrem que a

rea contaminada possui dimenses maiores que aquelas apontadas nas fases de

investigao precedentes, a rea de abrangncia dos estudos dever ser ampliada.

Devero ser fornecidas informaes bsicas que caracterizem um diagnstico

ambiental da rea de abrangncia. Esse diagnstico dever contemplar inclusive

aspectos legais relevantes rea de interesse que podem determinar algumas

peculiaridades aos bens a proteger. Por exemplo, a existncia de um curso dgua

classe 1.

As escalas de trabalho devero ser adequadas e todas as plantas utilizadas devero

estar de acordo com as convenes cartogrficas vigentes.

2 Definio dos Meios a Serem Amostrados

Na etapa de investigao detalhada todos os meios onde os contaminantes possam se

acumular ou serem transportados devem ser amostrados. Desta forma, nesta etapa

pode ser necessria a realizao de amostragens em vrios meios, como por exemplo



os solos, os sedimentos, as rochas, aterros, guas subterrneas, guas superficiais,

guas da zona no saturada (soluo do solo), gs do solo, ar atmosfrico (em

ambientes internos e externos), resduos, partes de edificaes (paredes, pisos),

poeiras, animais, vegetao e alimentos de origem animal ou vegetal.

De acordo com as caractersticas da rea e do contaminante presente, alguns meios

podem ser considerados mais importantes. Em geral, na maioria dos casos o solo e as

guas subterrneas so prioritrios. Existem, no entanto, casos em que a biota

tambm pode ser relevante.

3 Definio das Informaes e Parmetros a Serem Levantados

Devem ser coletados dados na rea contaminada, visando determinar:

as propriedades do meio fsico que governam o transporte dos contaminantes;

os limites das fontes de contaminao, os tipos e as concentraes dos

contaminantes liberados para o meio e presentes nestas fontes;

a delimitao da contaminao e da distribuio das concentraes dos

contaminantes nos meios atingidos.

Para a determinao das propriedades ou parmetros hidrodinmicos dos solos e

guas subterrneas, que governam o transporte dos contaminantes, deve ser realizado

um estudo geolgico e hidrogeolgico na rea contaminada.

Para determinao destes parmetros, inicialmente devem ser definidas as unidades

hidroestratigrfica presentes.

Posteriormente, de forma tridimensional, devem ser determinados os valores dos

parmetros fsicos e hidrodinmicos para cada uma das unidades identificadas. Os

parmetros a serem levantados so:

potenciometria (sentidos de fluxo);

porosidade total;

porosidade efetiva;



umidade;

densidade;

granulometria;

permeabilidade;

condutividade hidrulica;

curva de reteno de gua e

frao de carbono orgnico.

Devero ser coletadas amostras de solos e guas subterrneas e de outros meios

considerados importantes para anlises qumicas, para ser definida a extenso da

contaminao.

Devem ser levantados dados a respeito das propriedades dos contaminantes, como os

coeficientes de partio entre os vrios meios onde os contaminantes podem se

concentrar, a sua solubilidade, volatilizao, taxa de degradao e reatividade entre

outros. Os valores de concentrao dos contaminantes devero ser avaliados

conjuntamente com os parmetros hidrodinmicos para obter-se a taxa de propagao

da contaminao.

Ao contrrio da etapa de investigao confirmatria, na etapa de investigao

detalhada devem ser selecionados para anlises qumicas todos os contaminantes que

existem ou que possam existir na rea, para embasar a realizao do estudo de

avaliao de risco. Os contaminantes a serem analisados devem ser selecionados a

partir do estudo histrico realizado na etapa de avaliao preliminar e nos dados

levantados na etapa de investigao confirmatria ou por meio de uma varredura

(anlise qumica qualitativa) nos meios amostrados, para os contaminantes mais

importantes ou provveis de serem encontrados.

Para a confeco do plano para coleta de dados na rea contaminada conveniente

que se tenha conhecimento dos modelos de transporte de contaminantes e de

avaliao de risco que podero ser utilizados. Este procedimento poder auxiliar na

definio dos parmetros que devem ser obtidos durante a realizao da etapa de

investigao detalhada, com vistas a uma futura avaliao de risco.



Na prtica, as etapas de investigao detalhada e avaliao de risco podem ser

realizadas em conjunto, com a finalidade de economizar recursos e agilizar as etapas

do gerenciamento.

4 Definio do Nmero, Profundidade e Localizao dos Pontos de

Amostragem

Inicialmente devem ser realizadas sondagens na rea e arredores, com a finalidade de

descrever as caractersticas dos materiais presentes na zona no saturada e saturada,

ou seja, definir as unidades hidroestratigrficas da rea. Para isto, so realizadas

amostragens de solos e instalao de piezmetros ou poos de monitoramento, para

realizao de ensaios granulomtricos e mineralgicos, alm da determinao de

outros parmetros hidrodinmicos e qumicos.

A distribuio dos pontos de amostragem, no sentido horizontal, para a caracterizao

hidrogeolgica da rea, pode obedecer a esquemas de distribuio direcionado,

sistemtico ou aleatrio.

Para planejar a distribuio dos pontos de amostragem de solos e guas subterrneas

de forma direcionada, os mtodos indiretos de investigao, como os mtodos

geofsicos, podem ser utilizados, inicialmente, para localizar os pontos mais provveis

de estarem contaminados e auxiliar na definio das caractersticas geolgicas e

hidrogeolgicas da rea.

Em alguns casos pode-se optar por uma distribuio sistemtica, estabelecendo-se

uma malha de pontos de amostragem. O espaamento da malha de amostragem para

caracterizao hidrogeolgica depende das caractersticas do meio.

Caso a rea seja relativamente homognea, poucas medidas podem ser requeridas

para definir as unidades hidroestratigrficas e para a determinao dos parmetros

hidrodinmicos.



Onde as unidades parecem mudar suas caractersticas um nmero significativamente

maior de informaes dever ser levantado, diminuindo-se o espaamento da malha de

amostragem.

Na realizao de amostragens em profundidade, se o conhecimento sobre a

estratigrafia local pequeno, deve-se inicialmente retirar amostras contnuas. Aps a

avaliao das amostras coletadas, pode-se definir os intervalos de amostragem ou as

profundidades especficas para as sondagens subsequentes.

Para a delimitao das fontes de contaminao e definio da distribuio dos

contaminantes em subsuperfcie na rea contaminada devem ser realizadas

amostragens, que podero obedecer esquemas de distribuio direcionado ou

sistemtico. De uma forma geral, como o objetivo principal da etapa de investigao

detalhada definir os limites e intensidades da contaminao, pode-se estabelecer

uma estratgia de amostragem onde o posicionamento dos pontos definido em

funo do resultado obtido no ponto anterior, partindo-se da regio onde foram

encontradas altas concentraes dos contaminantes (fontes) para as regies com

baixa concentrao ou ausncia destes.

Os mtodos indiretos de investigao, especialmente os mtodos geofsicos, podem

ser muito importantes para auxiliar nesta tarefa, nos casos onde possam ser aplicados.

A aplicao de modelos matemticos de fluxo e transporte dos contaminantes tambm

podem ser utilizados para a localizao de pontos de amostragem, tanto para

determinao dos parmetros hidrodinmicos, quanto para a delimitao da fonte e

distribuio dos contaminantes.

Na figura 8.100-1 apresentado um exemplo de como definir os pontos de

amostragem adicionais na etapa de investigao detalhada, a partir daqueles

contemplados na investigao confirmatria. Nota-se a possibilidade de reduo do

nmero de pontos a serem amostrados na investigao detalhada, mediante adoo de

um esquema direcionado (a partir das informaes pr-existentes sobre a rea, obtidas



na etapa de investigao confirmatria, desde que em quantidade e qualidade

suficientes).

Algumas fontes de contaminao podem no ter sido detectadas, na etapa de

investigao confirmatria, necessitando-se, desta forma, da realizao de novas

investigaes para uma caracterizao completa da rea contaminada na etapa de

investigao detalhada. Poderia ser proposta a aplicao de mtodos indiretos de

investigao nas reas onde no foram encontradas altas concentraes de

contaminantes na etapa de investigao confirmatria, visando detectar os focos de

contaminao no identificados anteriormente. Caso sejam encontradas anomalias

significativas, novos pontos de amostragem de solo devem ser posicionados.



Esquemas de distribuio dos pontos de amostragem

a: direcionado

b: sistematizado

c: aleatrio estratificado

Figura 8.100-1 : Esquemas de distribuio de pontos de amostragem do solo na etapa de

investigao detalhada

a

c

b

Legendarea de produolocalizada /no localizada

anomalialocalizada / no localizada

depsito matria primalocalizado / no localizado

disposio de resduoslocalizada / no localizada

tanque areolocalizado / no localizado

malha de pontos deamostragem de solo

pontos de amostragem -investigao confirmatria

pontos de amostragemadicionais - investigaodetalhada



5 Procedimentos de amostragem, preparao de amostras, e anlises

Para determinar as caractersticas do fluxo das guas em subsuperfcie, isto ,

determinar a velocidade e a vazo de fluxo das guas nas zonas no saturada e

saturada necessrio quantificar as vrias propriedades hidrodinmicas caractersticas

dos materiais presentes, realizando-se ensaios nas amostras coletadas durante um

programa de amostragem ou ensaios ou medidas feitas em diferentes tipos de

equipamentos.

Amostras indeformadas devem ser retiradas para a determinao de parmetros

hidrodinmicos em laboratrio, por meio de vrios tipos de ensaios, como por exemplo

a determinao da condutividade hidrulica e permeabilidade em permemetros,

ensaios para determinao da densidade, curva de reteno de gua, porosidade total

e efetiva e outros.

Em adio s medidas dos parmetros em laboratrio, vrias tcnicas in situ ou de

campo, podem ser utilizadas para estimar alguns parmetros fsicos, como por

exemplo, testes de bombeamento e slug tests para determinao da condutividade

hidrulica e a realizao de medidas de potencial hidrulico em poos de

monitoramento, visando a confeco de mapas ou sees potenciomtricas,

necessrios para a definio do sentido de fluxo das guas e contaminantes na zona

saturada. Tensimetros podem ser utilizados para determinao deste fluxo na zona

no saturada.

Devem ser definidas, tambm, as formas de coleta, preservao e custdia das

amostras coletadas para caracterizao qumica dos meios amostrados, incluindo os

mtodos analticos a serem praticados e seus respectivos limites de deteco.

Considerando-se que os resultados obtidos para as amostras analisadas devem ser

representativos da situao de contaminao efetivamente existente no local, estes

aspectos so de fundamental importncia.



Orientaes a respeito dos procedimentos de investigao, coleta, preservao e

anlise de amostra de solo e gua podem ser obtidas nos captulos 6100 a 6500 do

"Manual de Gerenciamento de reas Contaminadas", bem como nos "Procedimentos

Para Estudo de Passivo Ambiental em Postos de Combustveis" constante do site

WWW.CETESB.SP.GOV.BR no campo "Licenciamento de Postos de Combustveis".

6 Definio do nmero de campanhas de amostragem

Na etapa de investigao detalhada vrias campanhas de amostragem podem ser

necessrias para acompanhamento da propagao dos contaminantes nos meios

considerados. Desta forma, deve ser planejado o monitoramento da rea, prevendo-se

as campanhas de amostragem, cuja freqncia depender da velocidade de

propagao dos contaminantes estimada.

Para o planejamento do monitoramento e estimativa da propagao, podem ser

utilizados modelos matemticos de fluxo e transporte dos contaminantes.



8200 Coleta de Dados

Para a retirada das amostras de solos e guas subterrneas diferentes mtodos de

perfurao e amostradores podem ser utilizados, cuja seleo depende dos tipos de

materiais presentes em subsuperfcie, do tipo de amostra requerida e da utilizao

posterior do furo da sondagem (instalao de equipamento para amostragem). Alm

disso, fatores como o acesso ao local e disponibilidade do equipamento devem ser

considerados.

As tcnicas empregadas foram descritas com detalhes no captulo 6000 Investigao

Confirmatria.

Na etapa de investigao detalhada, vrios mtodos de perfurao manuais ou

mecnicos podem ser utilizados. Em geral, estes mtodos podem ser classificados

como rotativos ou a percusso. Em alguns casos, para a coleta de amostras

indeformadas na zona no saturada pode ser necessria a execuo de trincheiras.

Vrios tipos de amostradores de solos podem ser utilizados como ps e trados (vrios

tipos), para retirada de amostras deformadas, e amostradores tubulares de parede fina

para a retirada de amostras indeformadas.

Com o intuito de mapear a distribuio dos contaminantes em subsuperfcie, devem ser

instalados equipamentos de monitoramento, de onde so coletadas amostras para

anlises fsico-qumicas das guas.

Os equipamentos devem estar posicionados estrategicamente, visando determinar a

qualidade natural das guas (equipamentos de montante) e a influncia da fonte de

contaminao sobre a qualidade das guas (equipamentos de jusante).

Por exemplo, para avaliar o fluxo de gua e contaminantes nas guas subterrneas,

vrios tipos de poos de monitoramento podem ser utilizados. Para avaliar as



concentraes de contaminantes na zona no saturada podem ser utilizados lsimetros

de suco e amostradores de drenagem livre.

Para a coleta de amostras de gua nas zonas no saturada e saturada devem ser

utilizados equipamentos de amostragem, preferencialmente, instalados em diferentes

nveis do aqufero (poos de monitoramento tipo multinveis), para obter-se uma

quantificao tridimensional do fluxo e qualidade das guas das zona saturada,

principalmente em reas de descarga e recarga.

Para posicionar e definir os tipos de equipamentos de monitoramento ou o tipo de

material a ser utilizado para sua construo, devem ser consideradas as caractersticas

dos contaminantes e a forma como este se encontra em subsuperfcie.

Basicamente, os contaminantes podem estar presentes em fase livre, fase dissolvida,

fase adsorvida e/ou fase gasosa. Para caracterizar cada uma destas fases, diferentes

configuraes de equipamentos podem ser utilizados.



8300 Interpretao dos resultados

Os resultados obtidos e os mtodos utilizados para atingir-se os objetivos propostos

durante a etapa de investigao detalhada, devem ser apresentados em relatrio.

Para auxiliar a interpretao dos resultados obtidos durante a execuo do

monitoramento da rea na etapa de investigao detalhada, podem ser utilizados

modelos matemticos de fluxo e transporte dos contaminantes, com o a finalidade de

prever a propagao dos contaminantes e, consequentemente, futuros riscos ou danos

aos bens a proteger.

Como resultado da etapa de investigao detalhada dever ser obtido um modelo

conceitual que ser uma representao mais realista da rea contaminada investigada,

com a representao das caractersticas das fontes de contaminao, extenso e taxa

de avano da contaminao e o posicionamento dos bens a proteger.

Estes resultados podem ser representados, por exemplo, em mapas ou blocos

tridimensionais de isoconcentrao.

Em resumo, o relatrio final da etapa de investigao detalhada realizada em uma rea

contaminada deve incluir no mnimo:

mapas geolgicos regionais e locais;

locao das fontes de contaminao

sees e/ou perfis geolgicos;

importncia dos aquferos locais;

utilizao das guas subterrneas;

mtodos de amostragem;

mtodos de perfurao;

descrio do material amostrado;

intervalos de amostragem;



mapas e sees estratigrficas;

sees e mapas potenciomtricos;

tabela com os resultados de dados de nvel dgua e parmetros fsicos;

mtodos utilizados durante a coleta de dados;

protocolo de manejo e armazenamento das amostras coletadas;

locao, descrio e instalao de rede de equipamentos de monitoramento;

delimitao do volume da fase livre;

delimitao do volume da fase dissolvida (resultados de anlises qumicas de

gua);

delimitao da fase retida determinada pela amostragem de solo;

delimitao do volume contendo gases presentes no solo;

avaliao do avano da contaminao (monitoramento e modelagem matemtica);

laudos das anlises e ensaios realizados;

concentraes dos contaminantes nos solos abaixo de edificaes em geral;

concentraes dos contaminantes em reas agrcolas, pecuria e hortas;

concentraes dos contaminantes em poos para abastecimento, aqferos

importantes, guas superficiais, ar, alm de outros meios.

Orientaes adicionais sobre a interpretao de resultados pode ser obtida no site

WWW.CETESB.SP.GOV.BR no campo "Licenciamento de Postos de Combustveis".

Na figura 8.300-1 apresentado um exemplo hipottico, onde so localizados os

pontos de amostragem dos solos e guas subterrneas, que foram utilizados para

delimitar as trs plumas de contaminao na rea contaminada (indstria metalrgica

desativada). Nesta figura apresentado um mapa potenciomtrico, onde o sentido de

fluxo das guas subterrneas perpendicular as linhas de isopotencial.

A partir da definio da distribuio e taxa de propagao dos contaminantes nas

zonas no saturada e saturada e outros meios, pode-se iniciar a etapa seguinte do

gerenciamento de reas contaminadas, ou seja a etapa de avaliao de riscos.



Figura 8.300-1 : Localizao dos pontos de amostragem de solo e gua subterrnea

RUA UM

RU

A D

OIS

RUA SEIS

RU

A T

R

S RU

A C

INC

ORUA QUATRO

RU

A S

ETE

RUA SEIS

REPRESA

0.30.2

0.9

1.4

1.2

0.8

1.55

1.8

2.3

2.6 2.4

0.0

1.0

0.5

1.5

2.0

2.5

0.2

1.75

0.8

1.6

-0.7-0.6

-0.9

0.3

0.6

0.9

1.3

1.41.1

1.0

ESCALA

0 2010 30 50 m40

LEGENDA

Poo de monitoramento

Ponto de amostragem do solo

Hortas

Residncia

Comrcio

Poo de abastecimento

Pluma de contaminaodas guas subterrneas

Pluma de contaminaodo solo

Linhas de isopotencialhidrulico

1,1

Sentido de fluxo dasguas subterrneas



8400 Modelagem Matemtica do Transporte de Poluentes nas guasSubterrneas

1 Introduo

Para se quantificar o fluxo e o transporte de poluentes no solo e nas guassubterrneas, pode-se utilizar medidas de campo, modelagem fsica, modelagemeltrica analgica ou modelagem matemtica.

A abordagem atravs de medidas de campo mais direta e, em geral, mais acurada,porm pouco utilizada com exclusividade, dados os altos custos e longos prazosenvolvidos .

Os modelos fsicos ou eltricos analgicos foram muito utilizados at a dcada de 70,atravs de simulaes realizadas em laboratrios de hidrulica.

Com o advento e disseminao do uso de computadores, os modelos matemticos, osquais utilizam uma equao ou uma srie de equaes, resolvidas por aproximaesnumricas, para simular e prever respostas fsico-qumicas de um meio poroso sujeitoa perturbaes, tais como poos de extrao ou injeo e migrao de contaminantes,passaram a ser desenvolvidos e utilizados em maior escala .

Os modelos matemticos de fluxo e transporte apresentam muitas aplicaes, a saber: compreenso e previso de fenmenos de fluxo e transporte de poluentes em

sistemas aqferos; delineamento de reas de proteo de poos; definio de pontos para coleta de dados de campo e avaliao de dados

existentes; seleo e avaliao de alternativas de remediao em um local contaminado .

Cabe ressaltar que os modelos matemticos ampliam nossa base de informaes, masno produzem respostas definitivas, uma vez que fornecem uma verso simplificada deum fenmeno que freqentemente muito mais complexo na prtica. Todavia, quandousados em conjunto com a experincia e dados de campo, auxiliam na tomada dedeciso, sobretudo quando vrias alternativas, envolvendo muitas variveis, precisamser comparadas .

A simulao do transporte de poluentes envolve trs etapas, sendo que para cada umadelas foram desenvolvidos vrios modelos, a maioria deles com estruturadeterminstica, ou seja, relacionando causa e efeito de maneira exata, com base emparmetros determinsticos:

determinao da distribuio da carga hidrulica; determinao do fluxo e determinao do transporte de poluentes .

Qualquer que seja o caso, os modelos matemticos existentes apresentam, cada um, oseu campo de aplicao e de validade, sendo que a sua utilizao implica nosseguintes passos :



definio do problema; coleta de dados; seleo de um modelo matemtico adequado; construo do modelo com base nos dados coletados; calibrao e validao; anlise de sensibilidade; previso e visualizao .

Atualmente esto disponveis no mercado os chamados software de modelagemvisual, que possuem interfaces grficas integradas, as quais possibilitam a utilizaointegrada dos modelos em linguagem amigvel e acessvel, com fcil entrada emodificao de dados, calibrao integrada e possibilidade de visualizao grfica dosresultados .

As propriedades fsicas, qumicas e biolgicas dos solos, incluindo os mecanismos detransporte de poluentes, so determinadas pelo processo geolgico de formao edependem fortemente dos tipos de minerais constituintes, de sua forma, granulometriae estrutura; do teor de umidade; dos processos elicos; do regime pluviomtrico; daradiao solar; bem como das atividades antropognicas. Em um mesmo local deformao, um mesmo tipo de solo pode apresentar grandes variaes, mesmoconsiderando pequenas distncias. O processo de deposio ou formao dascamadas constituintes do subsolo tambm influi no transporte de poluentes.

No momento em que um contaminante atinge a superfcie do solo; ele pode sertransportado, pela ao do vento ou das guas do escoamento superficial; ou lixiviado,pelas guas de infiltrao, sendo adsorvido, alterado quimicamente, ou degradado pelaao de microorganismos, passando para as camadas inferiores do subsolo e atingindoas guas subterrneas.

Na zona insaturada do subsolo, os contaminantes esto particionados em: fase prpria,denominada fase lquida no aquosa; fase gasosa, resultante da volatilizao; faseadsorvida nos gros do solo e fase dissolvida na gua intersticial, denominada faselquida aquosa . Nesta zona, podem ocorrer os processos de volatilizao, adveco,disperso, adsoro ou decaimento.

A volatilizao representa o particionamento do contaminante entre as fases lquida egasosa, sendo funo da presso de vapor deste contaminante e de sua solubilidadeem gua.

A adveco representa o escoamento ou percolao do contaminante atravs do solo.O escoamento multifsico, envolvendo as fases lquidas aquosa e no aquosa.

A disperso corresponde a soma dos efeitos de disperso mecnica e de difusomolecular. A disperso mecnica ocorre em funo da no uniformidade do campo develocidades atravs dos poros, que causa o espalhamento com intensidades distintas,em todas as direes. A difuso ocorre nas fases gasosa, lquida aquosa e lquida noaquosa. A difuso das fases lquidas, aquosa e no aquosa, ocorre com a mesma



ordem de magnitude, cerca de dez mil vezes menor que a ordem de magnitude dadifuso da fase gasosa.

A adsoro representa o particionamento do contaminante entre as fases dissolvidasna gua intersticial e adsorvidas nos gros do solo, que ocorre atravs de mecanismosainda no totalmente compreendidos. Este particionamento matematicamentedescrito por expresses denominadas isotermas de soro, as quais podem ser obtidasexperimentalmente.

O decaimento representa a reduo de concentrao de contaminante ao longo dotempo, devido a reaes de decomposio qumica ou degradao biolgica.

Dependendo das propriedades dos contaminantes, incluindo sua densidade, pressode vapor, solubilidade em gua, coeficiente de partio de carbono orgnico e meia-vida no solo, estes podem, a partir da zona insaturada, retornar atmosfera, atravs davolatilizao; ficarem retidos nesta zona, por adsoro, ou passarem para as guassubterrneas, na zona saturada.

Uma vez atingindo a zona saturada, os contaminantes estaro sujeitos aos processosde adveco, disperso hidrodinmica, adsoro e decaimento, sendo, ento,transportados para outras regies, atravs dos fluxos advectivo e difusivo.

2 Equaes que Regem o Escoamento na Zona Saturada e o Transporte deMassa

2.1 Equao do Escoamento das guas Subterrneas na Zona Saturada

A equao diferencial, transiente e tridimensional, para a obteno da distribuio decargas na zona saturada, em um aqfero heterogneo e anisotrpico, obtida a partirda aplicao do Princpio da Conservao de Massa e da Lei de Darcy, a seguinte:

( Kxx H ) + ( Kyy H ) + ( Kzz H ) + x x y y z z

W (x,y,z,t) = Ss H (1) t

onde :

x, y e z - direes principais do escoamento;

H - carga total (L);

Kxx, Kyy, Kzz - componentes principais do tensor de condutividade hidrulica (L.T-1);

t - tempo ( T );



Ss - coeficiente de armazenamento especfico (L-1);

W (x,y,z,t) - fontes ou sumidouros de gua (L3.T-1.L-3).

A equao (1) pressupe que os eixos do sistema de coordenadas retangularescoincidem com as direes principais do tensor de condutividade hidrulica.

Para que possa ser resolvida, faz-se necessria a definio das condies de contornoe de uma condio inicial, ou seja, para o instante t=0, caso contrrio, o problemaficar indeterminado.

As condies de contorno utilizadas nos problemas de fluxo de guas subterrneaspodem ser :

do primeiro tipo ou de Dirichlet, onde a carga especificada no contorno(constante ou funo do espao e/ou do tempo);

do segundo tipo ou de Neumann, onde o fluxo especificado no contorno;

do terceiro tipo ou de Cauchy, uma combinao das duas anteriores.

2.2 Equao do Transporte de Massa

A equao diferencial, parcial, transiente e tridimensional que descreve o transporte deum constituinte dissolvido na gua subterrnea, em um meio heterogneo eanisotrpico, num sistema de coordenadas cartesianas, pode ser expressa como :

C + ( Vx C ) + ( Vy C ) + ( Vz C ) = t x y z

( Dxx C ) + ( Dyx C ) + ( Dzx C ) + x x y x z x

( Dxy C ) + ( Dyy C ) + ( Dzy C ) + x y y y z y

( Dxz C ) + ( Dyz C ) + ( Dzz C ) + x z y z z z

M N qsk Csk + Rk (2) k=1 nef k=1

onde:



C - concentrao do constituinte dissolvido na gua subterrnea (M.L-3);

t - tempo (T);

Vx, Vy , Vz - velocidades de percolao nas direes dos respectivos eixos decoordenadas cartesianas (L.T-1);

Dij - componentes do tensor de disperso hidrodinmica (L2.T-1);

qsk - fluxo volumtrico de gua por unidade de volume do aqfero representandofontes(positivo) e extraes(negativo) (T-1);

Csk - Concentrao do constituinte em fontes e extraes (M.L-3);

nef - porosidade efetiva do solo;

N Rk termo adicional devido reaes (M.T-1.L-3).k=1

Os termos em Vx, Vy e Vz representam o fluxo advectivo, ou seja, o transporte devidoao escoamento das guas subterrneas, sendo as velocidades de percolaodeterminadas a partir da distribuio de cargas hidrulicas fornecida pela equao (1).

Os termos em Dij representam a disperso hidrodinmica, a qual corresponde a somados efeitos de disperso mecnica e de difuso molecular.

Na equao (2), a disperso hidrodinmica descrita por nove componentes, uma vezque, em geral, as direes principais para o tensor de disperso hidrodinmica nocoincidem com as direes principais do escoamento.

Se escolhermos, entretanto, um sistema de coordenadas de modo que um dos eixos (oeixo x, por exemplo) coincida com a direo da velocidade mdia V, para esta posio,os nove componentes do tensor de disperso hidrodinmica Dij reduzem-se somenteaos trs valores principais Dxx, Dyy e Dzz, os quais podem ser expressos pelasseguintes equaes:

Dxx = aL . V + D m . t (3)

Dyy = aTH . V + Dm . t (4)

Dzz = aTV . V + Dm . t (5)

onde :



aL dispersividade longitudinal (L);

aTH dispersividade transversal na direo de y (L);

aTV dispersividade transversal na direo de z (L);

Dm - coeficiente de difuso molecular (L2.T-1) e

t - tortuosidade do meio.

Admitindo-se, ainda, que as nicas reaes envolvidas so a soro (linear ou nolinear) e o decaimento de primeira ordem, a equao (II) pode ser rescrita da seguintemaneira:

M ( 1 + rb S ) C = qsk Csk - l ( C + rbS ) - nef C t k=1 nef nef

( Vx C ) - ( Vy C ) - ( Vz C ) + x y z

( Dxx C ) + ( Dyy C ) + ( Dzz C ) (6) x x y y z z

onde:

S - concentrao de constituinte adsorvido (M.M-1);

rb - densidade aparente do solo (M.L-3);

l - constante de decaimento de primeira ordem (T-1).

Os componentes do tensor de disperso hidrodinmica Dxx, Dyy e Dzz podem serexpressos pelas equaes (3), (4) e (5).

As relaes entre S e C so descritas pelas isotermas de soro, sendo que as maisutilizadas, em problemas de contaminao de guas subterrneas, so as isotermas deLangmuir, de Freundlich e Linear.

A isoterma de Langmuir expressa como :

S = abC (7) 1 + aC



onde :

a - Constante de Langnuir (L3.M-1)

b - mxima concentrao de constituinte adsorvido, correspondente ao ponto desaturao (M.M-1).

A isoterma de Freundlich expressa como:

S = K. Cn (8)

onde :

K - coeficiente de partio no linear (L3.M-1)n;

n expoente que pode ser inferior ou superior a 1.

A isoterma de soro linear expressa como :

S = Kd (9 ) C

onde :

Kd - coeficiente de partio de primeira ordem (L3.M-1).

Para valores baixos de concentrao, a isoterma de soro linear constitui uma boaaproximao.

O coeficiente de partio de primeira ordem pode ser obtido atravs de experimentosde laboratrio, de experimentos de campo ou atravs da seguinte relao emprica:

Kd = Koc. foc (10)

onde:

Koc - Coeficiente de Partio de Carbono Orgnico(L3.M-1) e

foc - frao de carbono orgnico do solo.

O decaimento depende das propriedades do contaminante. Na prtica, observa-se,entretanto, que muitas reaes abiticas e de biodegradao ocorrem de acordo comuma cintica de primeira ordem.

Os valores das constantes de decaimento de primeira ordem das fases dissolvida eadsorvida so distintos. Entretanto, na prtica, por simplicidade ou por falta de dados,considera-se que estas constantes so iguais, ou que a constante de decaimento de



primeira ordem da fase adsorvida uma frao da constante de decaimento deprimeira ordem da fase.

A constante de decaimento de primeira ordem pode ser estimada com base na relao(WATERLOO HYDROGEOLOGIC DO BRASIL, 1998):

l = 0.693 (11) T1/2

onde

T1/2 meia vida do contaminante (T).

O transporte de contaminantes no solo e nas guas subterrneas constitui uma rea depesquisa ativa, sendo que novas formas de resoluo do problema surgemregularmente na literatura. Mesmo assim ainda existem algumas questes, cujasrespostas ainda no so consideradas totalmente satisfatrias, sobretudo no que serefere s teorias relativas s reaes qumicas e de disperso, o que confere um graude incerteza nas solues obtidas na prtica.

3. Soluo das Equaes do Escoamento na Zona Saturada e do Transporte deMassa

As equaes diferenciais apresentadas nos itens anteriores s podem ser resolvidasanaliticamente para casos simplificados, envolvendo condies de contorno especficase hipteses de homogeneidade.

Em muitos casos, na prtica, so empregadas solues numricas, por meio demodelos numricos, constitudos por uma srie de equaes algbricas, geradas poraproximao da equao diferencial.

Os modelos numricos existentes utilizam mtodos de diferenas finitas ou mtodosde elementos finitos.

Com o advento e disseminao dos computadores pessoais, muitos modeloscomputacionais foram desenvolvidos, para manejo da enorme variedade de tipos deaqferos e combinaes fsico-qumicas encontradas no campo e muitos livros eartigos j foram escritos sobre a questo. Hoje, modelos avanados e pacotes grficosesto disponveis. Estes modelos apresentam uma estrutura determinstica,relacionando causa e efeito de maneira biunvoca e atribuindo caractersticasdeterminsticas aos parmetros fsico-qumicos dos aqferos.

4 Modelos Computacionais para Simulao do Escoamento na Zona Saturada eTransporte de Massa

Dentre os modelos computacionais disponveis, para simulao do escoamento etransporte de constituintes dissolvidos nas guas subterrneas, na zona saturada,



destacam-se os seguintes, por serem mais amplamente documentados e largamenteutilizados com computadores pessoais: Aquifem; 3DFEMFAT; Femwater;Flownet/Trans; GMS; Micro-Fem; MOC; MOCDense; Modflow; Modpath; MT3D; RT3D; Visual Moddflow.

Aquifem um modelo bidimensional de elementos finitos, desenvolvido por Townley eWilson em 1980, para simulao do escoamento das guas subterrneas em regimesestacionrio e transitrio. Utiliza um sistema de elementos triangulares, pararepresentar a geometria do aqfero, que possibilita a construo de modelosconceituais com uma boa representao de condies singulares, tais como as zonasde captao de poos. Apresenta uma estrutura flexvel para entrada de dados,incluindo a distribuio espacial das propriedades do aqfero e condies de contorno.Possui uma caracterstica inerente aos modelos de elementos finitos, que aestabilidade numrica.

3DFEMFAT um modelo tridimensional de elementos finitos, para simulao doescoamento e transporte de massa nas zonas saturada e insaturada, incluindoescoamentos dependentes da densidade. Trata-se de um dos mais completos eflexveis modelos de fluxo e transporte, pois aplicvel a uma grande variedade desituaes e problemas apresenta a estabilidade numrica inerente aos modelos deelementos finitos, mas requer o emprego do modelo Femwater, para pr-processamento de dados (gerao da malha de discretizao constituinte do modeloconceitual do aqfero) e psprocessamento de dados (visualizao de resultados).

Femwater um modelo tridimensional de elementos finitos, para simulao doescoamento e transporte de massa nas zonas insaturada e saturada, incluindo oscasos de regimes dependentes da densidade. Apresenta uma interface grfica, paraentrada de dados e visualizao de resultados, que facilita o seu emprego.

Flownet/Trans um modelo bidimensional de elementos finitos, para simulao doescoamento e transporte de massa em regime. Foi desenvolvido para determinaode sees transversais do escoamento e transporte de massa, em situaes tais comoo escoamento atravs de barragens de terra e em zonas de captura de trincheirasdrenantes. Tambm apresenta uma interface grfica para entrada de dados evisualizao de resultados.

O modelo Groundwater Modeling System GMS, do Departamento de Defesa dosEstados Unidos, o mais sofisticado e completo dentre os modelos atuais de fluxo etransporte. Trata-se de um integralizador de modelos bidimensionais e tridimensionaisde escoamento e transporte, de elementos finitos e de diferenas finitas, incluindo osmodelos Modflow, Modpath, MT3D, RT3D, Femwater e GMS - Geostatistics, o qualpossibilita a simulao do escoamento e transporte de massa nas zonas insaturada esaturada, incluindo os regimes dependentes da densidade. Possibilita, ainda, arealizao de anlises geoestatsticas, pois o GMS-Geostatistics um modelo deinterpolao, para simulao da distribuio espacial de dados em duas ou trsdimenses, com um grande nmero de mtodos de interpolao, possibilitando aobteno de bons resultados, independentemente da situao que se desejarepresentar.



Micro-Fem um modelo tridimensional de elementos finitos, para simulao doescoamento das guas subterrneas, em regime estacionrio e transitrio. Pode seraplicado na simulao do escoamento de mltiplos aqferos, at um nmero mximode 16, incluindo aqferos confinados, semi-confinados ou aqferos freticos. Trata-sede um dos modelos de elementos finitos mais utilizados pelas agncias ambientais,universidades e empresas de consultoria, por sua capacidade, flexibilidade e facilidadede utilizao.

MOC um modelo bidimensional de diferenas finitas, para simulao do fluxo etransporte de massa em regimes estacionrio e transitrio. Considera os fenmenos deadveco , disperso hidrodinmica, soro e reaes qumicas com cintica de ordemzero e primeira ordem. Admite que o fluxo no afetado por variaes de densidade,viscosidade ou temperatura.

MOCDense um modelo bidimensional de diferenas finitas para simulao do fluxo etransporte de massa em regimes estacionrio e transitrio dependentes da densidadedo fluido. Tambm considera os fenmenos de adveco, disperso hidrodinmica,soro e reaes qumicas com cintica de ordem zero e primeira.

Modflow um modelo tridimensional de diferenas finitas, para simulao doescoamento em regimes estacionrio e transitrio, desenvolvido por Mc Donald eHarbaugh em 1988, para o United States Geolgical Survey-USGS. Apresenta umaestrutura modular, com um programa principal e vrias sub-rotinas independentes, oque favorece o seu aprimoramento, uma vez que novos mdulos podem seradicionados sem a necessidade de alterao daqueles existentes. Devido a suahabilidade para simular uma grande variedade de sistemas aqferos, facilidade deintegrao com modelos de transporte, freqente atualizao pela United StatesGeolgical Survey-USGS e extensiva publicidade e documentao, o maisamplamente utilizado dentre os modelos de diferenas finitas. reconhecido e aceitopor cortes de justia, agncias ambientais, universidades, empresas de consultoria eindstrias.

Modpath um modelo tridimensional, desenvolvido por Pollock em 1989, paradeterminao das trajetrias de partculas imaginrias de gua, se movendo atravs deum sistema aqfero, a partir da simulao do escoamento em regime estacionrio outransitrio realizada pelo modelo Modflow. Atravs da definio cuidadosa do local etempo de incio da trajetria a ser determinada, possvel a realizao de vrios tiposde anlise do fluxo simulado, como por exemplo delinear reas de captura de poos oureas de recarga. Como entradas para o Modpath incluem-se dados de sada doModflow, porosidades do sistema aqfero, pontos e tempos de partida das partculas.

MT3D um modelo tridimensional para simulao da adveco, disperso, soro ereaes qumicas de um constituinte dissolvido nas guas subterrneas. Foioriginalmente desenvolvido por C. Zheng e S.S. Papadopulos, para ser utilizado emconjunto com modelos de diferenas finitas de fluxo, tal como o Modflow. Admite, comoreaes qumicas, a soro linear ou no linear e o decaimento de primeira ordem paraas fases adsorvida e dissolvida. Devido sua extensiva documentao e constanteatualizao, bastante utilizado, sendo reconhecido e aceito por cortes de justia,agncias ambientais, universidades, empresas de consultoria e indstrias.



RT3D uma evoluo do modelo MT3D, para simulao da adveco, disperso,soro e reaes qumicas de multi-espcies dissolvidas nas guas subterrneas.Apresenta um nmero bem maior de possibilidades quanto s hipteses adotadas paraos regimes de soro e demais reaes qumicas.

Visual Modflow um modelo computacional que integra as verses mais atualizadasdos modelos Modflow, Modpath, MT3D e RT3D. A ltima verso do Visual Modflowinclui, tambm, o programa WinPEST, para calibrao automtica Por sua praticidadede aplicao e ampla divulgao, bastante utilizado, para aplicao de modelos dediferenas finitas , sendo aceito por agncias ambientais, universidades, empresas deconsultoria e indstrias.

5 Etapas Envolvidas na Simulao do Escoamento e Transporte de Massa

O escoamento e o transporte de massa nas guas subterrneas, na zona saturada,so matematicamente simulados, no caso de um aqfero especfico, por meio de umamalha de discretizao espacial, constituda de clulas, organizadas horizontalmenteem linhas e colunas e verticalmente em camadas, a qual constitui o chamado modeloconceitual do aqfero. Este modelo procura representar as condies verificadas emcampo, quanto geologia, hidrogeologia, topografia, hidrografia e condies decontorno. Na prtica, , em geral, de pequena escala, fazendo-se necessrio oestabelecimento de condies locais, a partir de condies regionais, obtidas em umaescala maior.

Para a simulao do escoamento e transporte de massa, por meio de modeloscomputacionais, fazem-se necessrios:

formulao do modelo conceitual do aqfero, com base nas informaes obtidaspara a rea de estudo (geografia, topografia, geologia, hidrogeologia e histrico deutilizao); na srie de dados obtidos atravs de campanhas de amostragem eanlise de solos e guas subterrneas; na estimativa inicial dos parmetroscaractersticos do subsolo e dos contaminante e na definio das condies decontorno e das condies iniciais;

soluo da equao de escoamento, para determinao da distribuio de cargashidrulicas e velocidades, mediante calibrao do modelo de escoamento;

definio temporal de fontes de contaminao e

determinao do transporte advectivo e difusivo de massa, a partir da distribuiode velocidades previamente calculada e com base nas caractersticas do aqfero,fontes de contaminao e propriedades dos contaminantes; mediante calibrao domodelo de transporte.



6 Caracterizao da rea de Estudo

A caracterizao da rea de estudo compreende :

- Caracterizao Geogrfica

localizao das instalaes e dos principais elementos de referncia geogrfica;

limites da rea de investigao;

curvas de nvel do terreno;

linhas equipotenciais do lenol fretico, obtidas por medies de nvel;

cursos dgua e outros elementos que possam servir como condies de contornopara o modelo conceitual.

- Caracterizao Hidrometeorolgica

A partir dos dados da estao hidrometeorolgica mais prxima da rea de estudoobter os valores mdios mensais de precipitao e evaporao potencial

- Caracterizao do Subsolo

Caracterizao geolgica regional e local;

Caracterizao hidrogeolgica regional e local;

Sondagens de reconhecimento para determinao das diferentes camadasconstituintes do subsolo;

Realizao de ensaios para determinao das propriedades que influem notransporte de poluentes

- Caracterizao da Fonte de Contaminao

Localizao geogrfica de instalaes; Contaminantes envolvidos; Histrico das ocorrncias; Descrio do tipo da fonte (descarte de resduos, infiltrao de contaminantes,

vazamento de tanques, etc.)

- Caracterizao da Contaminao

Realizao de investigao para :

caracterizao hidrogeolgica da rea;



execuo de sondagens a trado, para amostragem de solos;

construo de poos de monitoramento das guas subterrneas;

amostragem de solos e guas subterrneas para anlise dos contaminantesenvolvidos;

delimitao tridimensional total das plumas de contaminao do solo e das guassubterrneas, em pelo menos dois perodos diferentes, para possibilitar a calibraodo modelo.

7.Etapas da Modelagem

- Seleo de Modelos Computacionais

Os modelos matemticos e computacionais utilizados devem ser selecionados dentreaqueles disponveis, com aplicao para a simulao do transporte de contaminantesdissolvidos nas guas subterrneas.

- Formulao do Modelo Conceitual do Aqfero

A partir das informaes obtidas sobre a rea de estudo, incluindo a geografia, ageologia, a hidrogeologia, a topografia e a hidrografia, deve ser realizada a formulaodo modelo conceitual do aqfero.

Os dados disponveis devem ser preparados de acordo com as formas de entradarequeridas pelos modelos computacionais, em arquivos eletrnicos contendoinformaes sobre :

topografia do terreno;

localizao dos elementos de referncia geogrfica, incluindo aqueles queconstituem as condies de contorno adotadas no modelo conceitual (corpos degua, divisores de fluxo das guas subterrneas, etc.);

localizao dos poos de monitoramento do aqfero fretico e

linhas equipotenciais do lenol fretico, obtidas a partir das medies de nveldgua.

cotas das bases das camadas litoestratigrficas representadas no modeloconceitual;

A malha de discretizao que representa o modelo conceitual do aqfero deve serconstituda com base nas orientaes fornecidas pelo manual do usurio do software,para o nmero e dimenses iniciais de clulas.



- Calibrao do Modelo de Escoamento

A calibrao do modelo de escoamento deve ser realizada a partir da reproduoaproximada da situao conhecida de distribuio de cargas hidrulicas, obtida emmedies de nvel de gua realizadas em diferentes perodos nos poos demonitoramento instalados no local.

- Calibrao do Modelo de Transporte

Concluda a calibrao do modelo de escoamento, deve-se proceder a calibrao domodelo de transporte de contaminantes mediante reproduo de pelo menos duassituaes conhecidas de distribuio de contaminantes em perodos distintos.

8. BIBLIOGRAFIA

ANDERSON, M. P. ; WOESSNER, W. Applied Groundwater Modeling - Simulation ofFlow and Advective Transport. San Diego, Academic Press, 1992. 381p.

BEAR, J. Dynamics of Flow in Porous Media. s.l. Elsevier, 1972. n. p.

BERG, P. Long-term Simulation of Water Movement in Soils Using Mass-conserving Procedures. Advances in Water Resources, vol. 22 , n. 5, January,1999.

BITTON, G. ; GERBA, C. P. Groundwater Pollution Microbiology. New York. JohnWiley & Sons Inc, 1984, 377p.

BOULDING, J. R. Practical Handbook of Soil, Vadose Zone and GroundwaterContamination - Assessment, Prevention and Remediation. Boston. LewisPublishers, 1995. 948p.

BOUWER, H . Groundwater Hydrology. Tkyo, Mc Graw Hill, 1978; 480 p. (Mc GrawHill Sries in Water Resourses and Environmental Engineering).

COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL-CETESB.

Legislao Estadual de Controle da Poluio. So Paulo, CETESB, 1995a. n.p.


Legislao Federal de Controle da Poluio. So Paulo, CETESB, 1995b. n.p.


Estabelecimento de Valores de Referncia de Qualidade e de Interveno para

Solos e guas Subterrneas no Estado de So Paulo - Relatrio Final. So

Paulo, CETESB, 2000. n.p.



CLEMENT, T. P. et al. Modeling Multispecies Reactive Transport in Groundwater.Groundwater Monitoring and Remediation. Spring, 1998.

EIGER, S. Hidrodinmica do Escoamento em Meios Porosos. So Paulo, Escola

Politcnica da Universidade de So Paulo-EPUSP, 1996a. (Apostila do Curso de

Ps-graduao ministrado no Departamento de Engenharia Hidrulica e Sanitria).

EIGER, S. Transporte de Poluentes em Meios Porosos. So Paulo, EscolaPolitcnica da Universidade de So Paulo-EPUSP, 1996b. (Apostila do Curso dePs- graduao ministrado no Departamento de Engenharia Hidrulica e Sanitria).

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY-EPA. Robert S. Kerr EnvironmentalResearch Center. MT3D, a Modular Three Dimensional Transport Model forSimulation of Advection, Dispersion and Chemical Reactions of Contaminantsin Groundwater Systems. Oklahoma, EPA, 1990. n.p.

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY- EPA. Office of Solid Waste andEmergency Response. Soil Screening Guidance : Technical BackgroundDocument. Washington DC, EPA, 1996. 355p. (EPA/540/R-95/128. PB96-963502).

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY-EPA. Robert S. Kerr EnvironmentalResearch Center-Center for Subsurface Modeling Support. Groundwater andVadose Zone Models. s.l. , EPA, 1999. [On line].. [10 de maro de 2000].

FETTER, C. W. Applied Hydrogeology. New Jersey, Prentice Hall, 1994. 691p.

FETTER, C. W. Contaminant Hydrogeology . New Jersey, Prentice Hall, 1999.500p.

FREEZE, R. ; CHERRY, J. Groundwater. s.l., Prentice-Hall,1994. n.p.

GELHAR, L. W. ; WELTY, C. ; REHFELDT, K. R. A Critical Review of Data on Field-Scale Dispersion in Aquifers. Water Research, vol.28, n.7, july 1992, p. 1955-1974.

GRIBB, M. Solution of Groundwater Flow Problems with General Purpose and SpecialPurpose Computer Codes. Groundwater : Journal of Association of GroundwaterScientists & Engineers, vol.36, n.2, march-april, 1998. n.p.

HANED, M. ; BEDIENT, P. ; DAWSON, C. Probabilistic Modeling of AquiferHeterogeneity Using Reliability Methods. Advances in Water Resources, vol. 19 ,n. 5, October, 1996, n.p.

HARBAUGH, A. W. ; MC DONALD, M. G. Users Documentation for Modflow 96 - Up-date to the U. S. Geolgical Survey Modular Finite-Diference Groundwater



Flow Model. U. S. Geolgical Survey, Reston, 1998. n.p. (U. S. GeolgicalSurvey Open Fate Report).

LANDMEYER, J. E. et al. Assesment of Natural Attenuation of AromaticHydrocarbons in Groundwater near a Former Manufactured Gas Plant, SouthCaroline, USA. Environmental Geology : International Journal of Geosciences,vol. 34, n. 4, June, 1998. n.p.

LEAKE, S. A. et al. Assigment of Boundary Conditions in Embedded Ground WaterFlow Models. Groundwater : Journal of Association of Groundwater Scientists &Engineers, Vol.36, n.4, july-august, 1998. n.p.

MICROMEDEX, Tomes plus. 1999, u.39.(CD-1-800-525-9083). [17 de maro de2000].

MILLER, C. T. et al. Multiphase Flow and Transport Modeling in HeterogeneousPorous Media, Challenges and Aproaches. Advances in Water Resources, vol.21, n. 2, March, 1998. n. p.

MOORE, J. W. et al. Organic Chemicals in Natural Waters. New York, Springer-Verlag, 1984. 289 p.

OSNES, H. ; LANGTANGEN, H. P. An Efficient Probabilistic Finite Element Methodfor Stochastic Groundwater Flow. Advances in Water Resources, vol. 22, n. 2,October, 1998. n. p.

PALMER, C. M. Principles of Contaminant Hydrogeology. New York. LewisPublishers, 1996. 235 p.

PIGGOT, A. R. Publicly Accessible Software for Groundwater Modeling andAnalysis. Computer & Geosciences : International Journal of the InternationalAssociation for Mathematical Geology, vol. 25, N. 4, May, 1999;

ROCCA, ALFREDO C. C; "Simulao Matemtica do Escoamento e Transporte dePoluentes no Aqfero Fretico em Uma rea Industrial Contaminada";Dissertao de Mestrado apresentada ao Departamento de Engenharia Hidrulica eSanitria da Escola Politcnica da Universidade de So Paulo; 2000.

SCIENTIFIC SOFTWARE GROUP. Groundwater Software. s.l. , Scientific SoftwareGroup, 1999. [on line]. . [17 de maro de 2000].

SUTHERSAN, S. S. Remediation Engineering-Design Concepts. New York., Lewis,1996. 364 p. (Geraghty & Miller Environmental Science and Engineering Sries).

VERSCHUEREN, K. Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals . NewYork, Van Nostrand-Reinhold,1983. 1310 p.



WATERLOO HYDROGEOLOGIC DO BRASIL. Modelagem Matemtica de Fluxo eTransporte de Poluentes em guas Subterrneas. So Paulo, WaterlooHydrogeologic do Brasil, 1998. (Material didtico de curso realizado em SoPaulo, em 1998).

WORD HEALTH ORGANIZATION-WHO. Guidelines for Drinking Water. s.l., WHO,1984. n.p.

WINGLE, W. L. et al. UNCERT- Geostatistic Uncertainty Analysis and VisualizationSoftware Applied to Groundwater Flow and Contaminant Transport Modeling.Computer & Geosciences : International Journal of the International Associationfor Mathematical Geology, vol. 25, n. 4, May, 1999. n. p.

WINSTON, R. Modflow : Related Freeway and Shareware Resourses on theInternet. Computer & Geosciences : International Journal of the InternationalAssociation for Mathematical Geology, vol. 25, n. 4, May, 1999. n.p.

cap 8 - investigação detalhada

Documents