Protótipos de modelos didáticos para o ensino de hidrogeologia aplicada

Abstract

Resumo: O ensino de hidrogeologia aplicada requer estímulos práticos, com recursos capazes de simular situações reais do ambiente subterrâneo. Neste contexto, foram construídos dois protótipos de modelos de aquífero granular e um permeâmetro de carga constante para complementar a metodologia de ensino de Hidrogeologia. Os modelos consistem em reproduzir, em escala reduzida, o movimento do fluxo subterrâneo em condições livres e confinantes, e em ambientes homogêneos. O permeâmetro tem por objetivo realizar medições de condutividade hidráulica e de permeabilidade intrínseca de materiais inconsolidados. Para a construção dos equipamentos, os principais materiais utilizados foram placas e um tubo de acrílico. As unidades reservatório foram representadas por areias de diferentes granulometrias e a unidade confinante foi montada com argila para cerâmica. Foram adicionados corantes de anilina aos experimentos para auxiliar o monitoramento do fluxo dos fluidos através dos sedimentos. Os modelos de aquífero granular mostraram-se eficientes para simulação de condições de fluxo em ambiente natural, sendo possível observar o nível potenciométrico e freático, bem como o fluxo de contaminantes em condições de fluxo estacionário e transiente. O permeâmetro de carga constante apresentou problemas de impermeabilização, o que inviabilizou a realização de experimentos para o momento deste trabalho. Os experimentos foram registrados em vídeos, para permitir suas demonstrações em outras ocasiões

Abstract: Teaching applied hidrogeology requires practical stimulations, with the use of resources which are able to simulate the underground environment. In this context, two prototypes of granular aquifer models and a constant head permeameter were built, as materials to complement the teaching methodology of Applied Hidrogeology I (GC147), from the Geology course at Parana Federal University. The models are capable to reproduce, in a reduced scale, the groundwater flow movement, under unconfined and confined conditions and homogeneous environments. The permeameter goal is to measure the hydraulic conductivity and intrinsic permeability of unconsolidated materials. To build the equipment, the main utensils used were acrylic sheets and an acrylic tube. The reservoir units were represented by sand of various diameters and the confining layer was built with ceramics clay. Aniline dyes were added to help demonstrating the fluid flow through the sediments. The granular aquifer models were efficient to simulate flow conditions in a natural environment, with the possibility to observe the potentiometric level and the water table, as well as the contaminants flow under steady and transient flow conditions. The constant head permeameter showed waterproofing problems, which made the experiments unfeasible for this work. The experiments were recorded in videos, in order to be demonstrated in other occasions