RELATÓRIO DE PARTICIPAÇÃO NO CURSO DE MODELAGEM DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COM ELEMENTOS FINITOS UTILIZANDO O FEFLOW

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1 RELATÓRIO DE PARTICIPAÇÃO NO CURSO DE MODELAGEM DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COM ELEMENTOS FINITOS UTILIZANDO O FEFLOW Período: 26 a 29 de agosto de 2008 Local: SCHLUMBERGER WATER SERVICES Av. das Américas, 1650, Bloco 3, 1º andar, Rio de Janeiro Barra da Tijuca - Tel Fax /09/2008

2 CPRM SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL Escritório Rio de Janeiro Argamenon Sergio Lucas Dantas Diretor Presidente José Ribeiro Mendes Diretor de Hidrologia e Gestão Territorial - DHT Humberto J. T. R. Albuquerque Assessor do Diretor de Hidrologia e Gestão Territorial - DHT Paulo César M. P. A. Branco Assessor do Diretor de Hidrologia e Gestão Territorial - DHT Frederico Cláudio Peixinho Chefe do Departamento de Hidrologia DEHID José Emílio C. Oliveira Chefe da Divisão de Hidrogeologia e Exploração DIHEXP Texto: Flávia M. F. Nascimento ii

3 ÍNDICE 1. Introdução Participação e Inscrição Período, Local de Treinamento Participantes Idioma e Programação do Curso Material do Curso Requerimentos de Hardware Conclusões e Recomendações Agradecimentos... 10

4 1. Introdução O FEFLOW (Finite Element Subsurface Flow and Transport Simulation System) é um sistema de simulação de fluxo e transporte de massa em subsuperficie que utiliza elementos finitos. Suas principais vantagens em relação ao visual Modflow, que utiliza diferenças finitas, é o fato de permitir melhor definição das condições de contorno dos problemas hidrogeológicos. Por exemplo, os nós (elementos finitos) permitem melhor representação de rios e poços que as células (Diferenças finitas). E também o melhor refinamento da malha, além do fato do tamanho do modelo requerer menor esforço computacional e memória para o armazenamento dos dados. Além de permitir a análise de meios não saturados e saturados concomitantemente. O programa pode ser aplicado para a simulação de fluxo (saturado e não saturado) em diversos em casos como barragens, taludes, túneis, análise de balanço hídrico, estudos hidrogeoquímicos, de instrusão salina, geotérmicos, de fluxo de fluidos com diferentes densidades em meio poroso e fraturado. O programa possui 3 módulos (FMH3 Fluxo, Massa e Calor, FM3, FH3) em versões Windows (PC-Single Seat), Rede (PC - Network), Linux e Unix. O Escritório da CPRM-RJ possui uma versão Feflow FM3, Window Single Seat, em uso no DEHID, porém, é necessário aumentar o número de pessoas com conhecimento sobre as funcionalidades do programa para aplicação nos diversos problemas hidrogeológicos da empresa. 2. Participação e Inscrição A solicitação de participação junto à CAPTEC (Comitê de Capacitação Técnica e Treinamento) foi realizado no dia 26/06/2008. O Coordenador da CAPTEC recomendou no dia 01/08 o reenvio para o represente da DHT no CAPTEC. A solicitação foi indeferida pelo Assessor da Diretoria com a recomendação de poder ser reavaliada pelos chefes de Divisão e do Departamento. Considerando as perspectivas futuras de construção de mapas de disponibilidade hídrica para as regiões do país, foi enviada uma nova solicitação à DHT. Além de solicitado um desconto junto à empresa para a participação de duas pessoas no curso: um hidróloga e um hidrogeóloga. Foi obtido valor de 3.200,00 reais para a participação de duas pessoas. 1

5 O curso foi aprovado no dia 21/08, porém um participante desistiu devido a outros compromissos. Foi então aprovada uma participação no valor de 2.600,00 reais. Os documentos para os tramites internos foram encaminhados e assinados no dia 25/08 pelas Diretorias (DHT e DAF) com a garantia de pagamento à empresa posteriormente à data de realização do curso. 3. Período, Local de Treinamento O curso foi realizado no Período de 26 a 29 de agosto de Local: SCHLUMBERGER WATER SERVICES Av. das Américas, 1650, Bloco 3, 1º andar, Barra da Tijuca, Rio de Janeiro, Tel Fax Participantes Participaram do evento 14 pessoas como indicado na tabela a seguir: Participantes Empresa Mariza Ramalho Franklin CNEM - IRD mariza@ird.gov.br João Paulino Relvas Vieira GOLDER jdias@golder.com.br Dias Rodrigo dos Santos Espindola GOLDER respindola@golder.com.br Rodrigo Augusto D. Neves GEOAMBIENTE Rodrigo@geo-ambiente.com Cristian Bittencourt VOTORANTIN Cristian.bittercourt@vmetais.com.br Marcus Vinicius A.Silva VOTORANTIN Marcus.silva@ vmetais.com.br Júnio René Toledo Fagundes USP (ALUNO) juniortf@sc.usp.br Changryol Kim Inst. Koreano de Geoc. e Rec. Ryoll102@kigam.re.kr Minerais Flávia M. F. Nascimento CPRM - Serviço Geológico do fnascimento@rj.cprm.gov.br Brasil Suely Geralda Duarte Oliveira Schlumberger Su_oliveira@yahoo.com.br Lucilia Helena B. de Oliveira Schlumberger lholiveira@yahoo.com.br Cauê Bielschowsky Schlumberger cbielschowsky@slb.com Cynthia Augusto G. Silva Schlumberger csilva18@slb.c om Danilo Carvalho de Almeida Schlumberger dalmeida2@slb.com 2

6 5. Idioma e Programação do Curso O curso foi ministrado em espanhol pelo Dr. Reinhard Zapata. 3

7 A programação do curso realizado é apresentada a seguir: 4

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10 6. Material do Curso O material cedido durante o curso foi: Um CD contendo versão demonstração do FEFLOW que pode utilizada para simular apenas trabalhos com até 2500 nós (por exemplo, 5 camadas com 500 células por camada) e não permite gravar os dados; Transparências, formato papel, apresentadas pelo professor; Exercícios práticos, formato papel e; Dados presentes no CD (pasta Supp_files) para resolver os exercícios práticos. Estes exercícios não podem ser refeitos na versão demonstrativa. Uma cópia do material acima foi encaminhada à Biblioteca da CPRM-RJ. O material teórico do curso (manual e white papers) pode ser obtido mais detalhe nos sites (Acessado em 02/09/2008) ou A seguir é apresentado o índice do conteúdo do manual e white papers: 7

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12 7. Requerimentos de Hardware Os requerimentos para funcionamento do Feflow em PC (Windows, Linux ) e plataforma UNIX são: PC Pentium PC 133 or higher Exactly 256 color video mode with a resolution of 1280X1024 or higher 32 Mb RAM (64 or higher recommended for 3D models) 130 Mb free disk space Windows 98/NT/2000/XP/ME installed TCP/IP protocol installed X-Vision X Windows server (supplied w/ FEFLOW) FEFLOW is now available for the 64-bit versions of Windows (XP X64 Edition, Server 2003 X64 Edition, and Vista X64 Edition) and Linux (SUSE 9.2, 9.3, 10.0, 10.1, Fedora Core 4 and 5, Ubuntu 6.06). 64-bit technology is essential for running large models requiring more than about 2 GB of RAM. Parallel computing on multi-processor machines or computers with multicore processors is now supported on both Windows and Linux systems. UNIX The X server XVision is replaced by Hummingbird Exceed as the default X server on Windows systems. High resolution color graphics UNIX workstation, providing 8 Bit planes (25 simultaneous colors) and full 32-bit or 64-bit virtual memory architecture 32 Mb main memory 130 Mb free disk space recommended: RISC workstations with 1280 X1024 pixel UNIX System V or equivalent and optional NFS for networking 8. Conclusões e Recomendações O Feflow se mostrou uma ferramenta poderosa para simulações hidrogeológicas utilizando elementos finitos para análise em regime estacionário e transiente e permite a analise de fluxos com diferentes densidades em meios saturados e não saturados. O programa pode ser utilizado em meios fraturados, porém considerando fraturas verticais. Para considerar os planos inclinados pode ser realizado, porém é mais trabalhoso. O ideal seria simular meios fraturados mais complexos com outros programas como o PETREL e outros, porém estes programas são mais utilizados na área de petróleo em virtude do preço. Recentemente, foi lançado um programa para modelagem das fraturas com diferenças finitas (Visual MODFLOW 3D- 9

13 Builder) que permite estabelecer o modelo conceitual com certa flexibilidade no ajuste das interpretações em meios fraturados. É esperado para breve uma implementação similar para o FEFLOW. Embora a ferramenta de modelagem seja mais adequada para análise de projetos em escala de detalhe, muitos trabalhos também o utilizam para análises regionais, porém, requerem certa cautela em função dos dados obtidos e das simulações a serem aplicadas. Os exercícios práticos foram realizados utilizando a versão Feflow FMH3 Windows-Rede, com uma máquina servidora com 14 conexões e se mostrou bastante estável durante as simulações. Foram averiguados junto à empresa mais detalhes sobre o uso do programa em rede e foram obtidas as seguintes informações: o programa pode ser instalado em área local de rede, ou seja, em um servidor e qualquer pessoa poderá se conectar e acessar ao programa de outro computador, desde que tenha o dongle (chave) em mãos. Uma licença dá o direito de um usuário por vez e não há possibilidade de 2 pessoas utilizarem o programa simultaneamente. Uma observação importante a ser considerada também é o fato do programa requerer computadores que tenham memória com capacidade superior a 2 GB RAM, sugere-se utilizar computadores com 4GB de RAM. Recomenda-se que a empresa adquira mais uma licença Feflow (PC-Single Seat) para a CPRM-RJ, e assim possibilitar o uso do programa por mais usuários para a aplicação nos projetos hidrogeológicos da empresa, além da capacitação de novos usuários, até que seja verificada a possibilidade de compra de mais licenças. Torna-se também necessário acrescentar o módulo de calor, para que a licença fique do tipo FMH3, isto permitirá a maior aplicabilidade do programa, pois será possível considerar os estudos geotérmicos e que envolvem reações químicas durante o fluxo, além de outros. Recomenda-se também que os próximos interessados em participarem dos próximos cursos que, caso tenham oportunidade de utilizarem a versão licenciada, pratiquem antes os exercícios do material do curso disponibilizado na biblioteca da CPRM-RJ para obterem melhor aproveitamento do curso. Estes exercícios não podem ser praticados com a versão demonstrativa. 9. Agradecimentos Aos Chefes de Divisão e Departamento, além do Diretor e Assessores da DHT pela oportunidade de participar do curso. E a Equipe da Schlumberger Water Services pela atenção. 10