Modelação CFD do movimento de areia e poeiras
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CFD para ajudar a simular o movimento de areia e poeira
Num contexto de alterações climáticas, deurbanização crescente e de pressão sobre os meios naturais, o controlo dos fenómenos associados ao transporte eólico de partículas – areia, poeira, pó – torna-se um desafio importante para a sustentabilidade dos projectos. Na EOLIOS, a nossa experiência em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) permite-nos modelar com precisão o movimento destas partículas sob o efeito do vento, antecipar o seu impacto e conceber soluções adaptadas a cada ambiente.
- Análise da erosão eólica em solos arenosos
- Modelação do transporte de poeiras finas num ambiente urbano ou industrial
- Avalia a eficácia dos quebra-ventos naturais ou artificiais
- Estudo do impacto dos desenvolvimentos nos fluxos de areia nas zonas costeiras
- Simulação CFD do transporte de partículas numa zona de estaleiro
- Otimização dos sistemas de contenção de poeiras
- Ajuda na conceção de vedações e estruturas de proteção temporárias
- Avaliação dos efeitos do planeamento urbano na dispersão de poeiras
- Recomendações para a gestão sustentável das dunas e dos meios sensíveis
Acompanhamos os donos de obra, os urbanistas, os operadores industriais e os promotores nos seus projectos que exigem que os fluxos de partículas sejam tidos em conta: erosão e deposição de areia, gestão das poeiras nas zonas de construção, preservação das dunas ou limitação das emissões em torno de locais sensíveis. Utilizando uma abordagem que combina medições no local e simulação digital, oferecemos soluções práticas para tornar as instalações mais seguras, preservar os ecossistemas e melhorar a qualidade de vida.
Experiência em CFD para modelação da deslocação de partículas
Compreender a dinâmica das partículas para garantir e otimizar os projectos
O movimento de areias e poeiras é um fenómeno natural influenciado pelas condições meteorológicas, pela morfologia do local e pelas actividades humanas. Em zonas costeiras, desérticas ou industriais, estes movimentos podem comprometer a estabilidade das estruturas, gerar riscos para a saúde ou alterar a paisagem. A EOLIOS utiliza a sua experiência em mecânica dos fluidos e em modelação numérica para analisar detalhadamente estes fenómenos, antecipar os seus efeitos e propor soluções de desenvolvimento adequadas.
Mecanismos complexos ligados à interação vento-solo
A erosão e ólica é o resultado de múltiplos processos: elevação de partículas, saltação ou transporte em suspensão e deposição.
Estes fenómenos variam em função da dimensão das partículas, dahumidade do solo, do coberto vegetal, dos obstáculos à superfície e, sobretudo, daintensidade e da direção do vento. O EOLIOS estuda todos estes parâmetros através de uma combinação de medições no terreno e de modelização CFD, de modo a representar fielmente o comportamento das partículas num ambiente natural ou urbano.
Ilustração das interações ar-solo das partículas de areia
Os nossos engenheiros avaliam os riscos de depósitos sobre estruturas sensíveis (estradas, caminhos-de-ferro, edifícios técnicos), zonas potenciais de erosão (aterros, praias, dunas) e plumas de poeiras provenientes deactividades industriais ou de terraplanagens.
Análise da deslocação da areia: uma abordagem baseada na medição e na simulação
Medições no local: identificação das fontes e quantificação dos fluxos de partículas
As primeiras etapas de um diagnóstico consistem em caraterizar as condições ambientais reais: velocidade e direção do vento, humidade, rugosidade do solo, obstáculos físicos, etc. Para quantificar os fluxos de vento, a EOLIOS utiliza sensores meteorológicos, anemómetros, balizas de poeira (PM10, PM2,5) e dispositivos móveis de recolha de areia.
Estes dados podem ser utilizados para identificar as zonas de origem das emissões (zonas nuas, estaleiros de construção, dunas móveis) e os corredores de transporte preferenciais. As medições no local são também uma base essencial para calibrar os modelos numéricos.
Modelação CFD: visualização de trajectórias, acumulações e zonas sensíveis
As simulações CFD são utilizadas para reproduzir as interações entre ofluxo de ar e as partículas sólidas transportadas. Em função das necessidades do projeto, a EOLIOS utiliza modelos apropriados para simular as diferentes granulometrias, a sua velocidade de deposição e o seu comportamento na presença deobstáculos ou deterrenos irregulares.
Estes modelos incorporam os efeitos da turbulência, dos gradientes de velocidade do solo, da rugosidade e daevolução temporal do vento. Podem ser utilizados para cartografar com precisão as zonas de erosão, os corredores de transporte, os depósitos no sopé das estruturas e os impactos na vegetação.
Exemplo de dispersão de poeiras de uma fábrica
Aplicações e casos de utilização: das linhas costeiras às instalações industriais
Proteção dos edifícios e gestão do risco de deposição em aterro
Nas zonas costeiras ou desérticas, os fluxos de areia podem pôr em causa a estabilidade das infra-estruturas (vedações, estradas, caminhos-de-ferro, edifícios técnicos). Os nossos estudos permitem determinar as alturas de acumulação previstas, as zonas de menor mistura propícias à deposição e avaliar a durabilidade das protecções existentes (quebra-ventos, aterros, paliçadas).
Podem ser efectuadas simulações específicas para otimizar a colocação de telas, vegetação ou materiais anti-erosivos. Estas ferramentas são igualmente preciosas para antecipar oenterramento progressivo das estruturas ou as necessidades de manutenção dos sítios técnicos (painéis solares, sensores, vias férreas, etc.).
Área de estudo típica de deslocação de areia
Poeiras industriais: limitar o impacto na saúde e no ambiente
Nos locais de extração, de armazenamento ou de tratamento de materiais em pó, as emissões de poeiras podem gerar riscos para a saúde dos trabalhadores, incómodos para os habitantes locais e depósitos prejudiciais nas instalações. EOLIOS analisa a dispersão das poeiras em condições reais (vento forte, máquinas em movimento, extração) e propõe soluções para reduzir os riscos. acções corretivas: mudar aorientação do armazenamento, nebulização, vegetação, barreiras de ar.
Os resultados da simulação são interpretados em relação às normas locais de qualidade do ar e aos requisitos regulamentares, tendo em conta a sensibilidade do local (proximidade de habitações, escolas, zonas protegidas, etc.).
Exemplos de zonas de acumulação de areia
Apoio abrangente para o controlo dos fenómenos de partículas
Combina dados reais, modelação e conhecimentos empresariais
Aabordagem EOLIOS baseia-se na integração de todos os aspectos do fenómeno: conhecimento do terreno, instrumentação de ponta, análise digital avançada e interpretação por engenheiros especializados. Esta combinação produz diagnósticos fiáveis e operacionais que podem ser utilizados diretamente na conceção ouotimização de projectos.
Os nossos resultados incluem mapas dinâmicos de fluxos de partículas, visualizações em 3D de áreas de risco, indicadores de erosão ou deposição e recomendações técnicas (instalação de telas, vegetação, modificação de perfis topográficos, etc.).
Quer se trate de uma infraestrutura costeira, de um estaleiro ao ar livre, de um local sensível exposto ao vento ou de uma zona industrial sujeita a emissões de poeiras, os especialistas da EOLIOS trabalham consigo para proteger, preservar e otimizar o ambiente.
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