AJUSTE DE PARÂMETROS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS NO SOLO UTILIZANDO MATLAB 6.5

Ano: 2011 | Volume: 31 | Número: 6

Autores: ANDERSON L. DE SOUZA, EDSON E. MATSURA, JARBAS H. DE MIRANDA, ALBERTO COLOMBO

Palavras-chave: curva de distribuição de efluentes, rotina computacional, dinâmica de solutos.

Resumo Português:

O sucesso na utilização de modelos matemáticos no estudo do transporte de íons no
solo está intimamente ligado à precisão com que os parâmetros de transporte envolvidos neste
processo são estabelecidos. De maneira geral, tais parâmetros são determinados mediante a
resolução de um problema de otimização não linear em que os dados experimentais, obtidos em
ensaios de deslocamento miscível, são ajustados a um modelo teórico. Neste sentido, a utilização de
softwares de alta performance no ajuste destes parâmetros mostra-se vantajosa, uma vez que, além
da consistência e da disponibilidade de ferramentas numéricas preexistentes, possibilita a
incorporação de novas rotinas de acordo com o fenômeno que se queira simular. Sendo assim, este
trabalho teve como objetivo desenvolver, em ambiente MATLAB 6.5, uma rotina computacional
para a otimização dos seguintes parâmetros de transporte: fator de retardamento (R) e coeficiente de
dispersão (D). A rotina desenvolvida foi aplicada a dados experimentais de três ensaios de
deslocamento miscível do íon potássio em colunas preenchidas com um Latossolo Vermelho-
-Amarelo, fase arenosa. A qualidade dos ajustes obtidos foi avaliada utilizando-se do coeficiente de
exatidão. Concluiu-se que a rotina proposta apresentou ótimo desempenho, o que, além de reforçar
a consistência do método numérico utilizado, indica que a rotina proposta neste trabalho pode
contribuir com o avanço dos estudos teóricos da dinâmica da água e de solutos em meios porosos
não saturados.

Resumo Inglês:

The successful use of mathematical models in studies of solute transport in soil is
dependent on the accuracy to which the transport parameters involved in this process can be
specified. In general, these parameters are determined by using nonlinear optimization techniques to
fit theoretical models to experimental data obtained in miscible displacement experiments. The use,
therefore, of high-performance software to evaluate these parameters appears to be advantageous
since, in addition to consistency and the availability of pre-existing numerical routines, such
software allows for the incorporation of new routines that are specifically tailored for the
phenomena being simulated. The main objective of this study was to develop a MATLAB 6.5
computational routine to optimize the evaluation of retardation factor (R) and dispersion coefficient
(D) from miscible displacement data. This routine was applied to experimental data from three
miscible displacement studies of potassium transport in columns filled with an Oxisol of sandy
phase, with the setting quality being assessed by the coefficient of accuracy. The proposal routine
gave excellent results, reinforcing the consistency of the numerical method used, and indicating that
this routine can contribute to the advancement of theoretical studies of the solute-water dynamics in
unsaturated porous media.