Desastres 'naturais': analisando regimes pulsantes em corridas de lamas

Resumo

Dentro do contexto de riscos e catástrofes naturais, tão presente no atual cenário brasileiro, este trabalho propõe uma avaliação mecanicista sobre os escoamentos de fluidos em planos inclinados (canais, encostas, corredores de drenagem, vertedouros de barragens, entre outros). O fenômeno roll wave (ondas de rolo, regime pulsante), caracterizado por sua configuração periódica e com frentes de onda que se deslocam com elevada velocidade na superfície livre, pode vir ocasionalmente surgir nestes escoamentos, caso condições suficientes sejam atingidas. Sua presença pode comprometer a integridade das estruturas civis e ainda potencializar os danos advindos de catástrofes desta natureza. Este trabalho avalia analítica e numericamente a formação destas ondas em escoamentos de fluidos newtonianos e não-newtonianos. O objetivo principal atingido neste artigo foi verificar a validade dos desenvolvimentos teóricos-analíticos em função dos resultados numéricos do simulador. No âmbito numérico, método de volumes finitos foi empregado, utilizando o software FLUENT (equações completas). Além disso, o modelo analítico utilizado, já estabelecido para corridas de lama de natureza viscoplástica (não-newtoniana) foi obtido a partir da manipulação das equações de Cauchy, com o modelo reológico de Herschel-Bulkley inserido na parte viscosa do tensor de tensões, promediadas na vertical. Um estudo comparativo entre os métodos foi desenvolvido, alcançando boa concordância entre os mesmos.