Um experimento numérico sobre remoção de sedimentos em tanques de duplo fundo
Pedro Henrique Saggioratto Osello1; Lucas Soares Pereira1; Gabriel Henrique de Souza Ribeiro1; Fábio Kenji Motezuki1; Liang-Yee Cheng1
1 Universidade de São Paulo
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-0979
Resumo
Remoção de sedimentos é um processo importante em diversas áreas de engenharia e um fenômeno extremamente complexo devido a grande número de fatores intervenientes. No caso de tanques de duplo fundo das embarcações, que normalmente são utilizados como tanques para água de lastro, os sedimentos depositados e carregados à longa distância são fontes de preocupação de impacto ambiental. Isso porque podem propiciar ambientes favoráveis para a proliferação de micro-organismos e descarregados juntamente com a água de lastro, introduzindo espécies ou materiais não nativos nos destinos. Como medida de controle, diversas técnicas de monitoração e tratamento de água de lastro têm sido propostas. Uma das abordagens são as técnicas de renovação d'água de lastro durante a viagem, tais como flow-through ou sequential exchange. Nos últimos anos, diversos estudos sobre a eficácia destas técnicas foram realizados focando essencialmente na qualidade d'água de lastro e segurança operacional. No entanto, a presença dos sedimentos, que apresentam propriedades distintas da água, é sistematicamente desprezada. Visando o melhor entendimento dos mecanismos da remoção de sedimento nos tanques de duplo fundo devido à circulação de água de lastro e investigação de meios de fomentar o processo de remoção, este trabalho realiza uma série de experimentos numéricos utilizando uma modelagem simplificada. Tendo em vistas as propriedades distintas entre a água e o sedimento, que é essencialmente uma camada de material lamacento, ambos foram modelados como fluídos homogêneos, newtonianos, imiscíveis e de densidades diferentes. A fim de capturar melhor a complexa interface entre os fluídos, o método de simulação Moving Particle Semi-Implicit (MPS), que é baseado em descrição lagrangeana e discretização do meio contínuo em partículas foi adotado. Por outro lado, experimentos físicos simples, onde o sedimento foi aproximado por pequenas esferas de plástico, foram conduzidos. Por meio da análise comparativa entre os resultados numéricos e experimentai
Palavras-chave: água de lastro; método de parículas; simulação