CURSO PRESENCIAL

Modelagem Numérica de Águas Subterrâneas com FEFLOW

Malha Não Estruturada, Zona Não Saturada, Calibração, Análise de Incerteza e Otimização com PEST/PEST++

CURSO INTENSIVO PARA PROFISSIONAIS DE MINERAÇÃO E HIDROGEOLOGIA APLICADA

Aprofunde sua expertise em modelagem numérica de aquíferos com uma formação avançada voltada à realidade de projetos em mineração. Aprenda com quem atua em campo e domine as melhores práticas na calibração de modelos, análise de sensibilidade, incerteza e otimização de cenários operacionais.

AULAS AO VIVO – EXERCÍCIOS PRÁTICOS – ATIVIDADES EXTRAS

AULAS: 19 a 23 de maio de 2025

PERÍODO: 8 às 17 horas (UTC-3)

MODALIDADE: Presencial em Belo Horizonte – MG

INVESTIMENTO: R$5.500,00 (cinco mil e quinhentos reais)

Mínimo de 10 alunos

Carga horária: 40 horas

Avançado

Informações gerais

Este curso é indicado para:

Hidrogeólogos, Engenheiros Ambientais/Civis/Hídricos, Geocientistas e outros profissionais com alguma experiência prévia em modelagem de águas subterrâneas que desejam aprofundar seus conhecimentos em técnicas avançadas de calibração e análise de incerteza usando FEFLOW e PEST.

Duração:

O curso terá duração de 40 horas, distribuídas ao longo de 5 dias, de 19 a 23 de maio de 2025, das 08:00 às 17:00 (UTC-03:00). As inscrições estão abertas e são essenciais para garantir sua vaga, pois o número de participantes será limitado.

Pré requisitos para o aluno

Conhecimentos em hidrogeologia e fluxo de águas subterrâneas.
Experiência na utilização do FEFLOW (construção de modelos, definição de condições de contorno, simulações básicas de fluxo e transporte).
Compreensão dos conceitos fundamentais de modelagem numérica (diferenças finitas/elementos finitos, discretização espacial e temporal).
Familiaridade com o ambiente Windows e manipulação de arquivos texto.

O que será oferecido neste curso:

Conteúdo e material do curso em formato digital (PDF)
Dados para os exercícios práticos
Licença temporária do software
Certificado de participação

O que você vai aprender com este curso:

Aplicar malhas não estruturadas em modelos 2D/3D com maior flexibilidade espacial
Simular fluxo na zona não saturada com base na equação de Richards
Modelar fraturas discretas em meios fraturados
Integrar e automatizar o FEFLOW com PEST e PEST++
Calibrar modelos complexos e analisar incertezas com técnicas lineares e não-lineares
Otimizar cenários de gestão hídrica (e.g. bombeamento, recarga, remediação)
Interpretar resultados com criticidade para tomada de decisão

Informações técnicas

Quais são os softwares utilizados:

FEFLOW (última versão)
Suite PEST/PEST++
Excel, Notepad++, Python (opcional para pós-processamento)

Requerimentos computacionais:

Sistema Operacional: Windows 10 Pro, versão 1909 (64 bit) ou Windows Server 2016 Standard (64 bit) ou Windows Server 2019 Standard (64bit).
Processador: 64-bits, 3+ GHz (ou maior)
Memória: 16 GB (ou maior) (unidades SSD recomendadas para desempenho ideal)
Disco Rígido: 128 GB (ou maior)
Monitor: Full HD (1920 x 1080)
Adaptador Gráfico: >=2 GB memória, >= 24bit color, Shade version >=1.30
Placa de vídeo dedicada com memória dedicada de 2 GB (VRAM) com suporte total para OpenGL 3.3
Sistema de Arquivos: NTFS
Requerimentos de Software: Microsoft .NET Framework 4.7.2 ou mais recente.
Conexão de internet

NOTA: Permissão de administrador pode ser necessária.

Os participantes devem utilizar seus próprios computadores com os requisitos mínimos de sistema especificados para utilização do software.

Instrutores

Nilson Guiguer, Ph.D.

Profissional globalmente reconhecido em hidrogeologia e software de modelagem de águas subterrâneas, com mais de 30 anos de experiência internacional e na vanguarda de tecnologias para gestão de recursos hídricos.

Fundador e Presidente por 15 anos da empresa Waterloo Hydrogeologic com base em Waterloo, Canadá e filiais nos EUA, Chile e Brasil, foi o autor de vários pacotes de software para águas subterrâneas utilizados mundialmente, bem como pacotes de interpretação e visualização de dados. Foi também o responsável em trazer o FEFLOW do UNIX para Windows e da língua alemã para o ingles.

Doutor em hidrogeologia pela Universidade de Waterloo, possui um entendimento profundo e fundamental dos princípios hidrogeológicos e dos métodos numéricos que sustentam ferramentas avançadas de simulação como FEFLOW, bem como técnicas sofisticadas de calibração e análise de incerteza utilizando PEST. Sua carreira abrangente inclui liderança no desenvolvimento, aplicação estratégica e disseminação global de tecnologias de modelagem, além de vasta experiência no treinamento de profissionais.

Atualmente é Presidente da Water Services and Technologies onde também atua como gerente de projetos, hidrogeólogo e modelador principal.

LinkedIn: www.linkedin.com/in/nilson-guiguer-129519a

Karen Ninanya, M.Sc.

Engenheira civil com mestrado em Engenharia Civil, com ênfase em hidrogeotecnia e modelagem numérica. Atua com excelência no desenvolvimento de modelos conceituais e numéricos aplicados à geotecnia, com foco na avaliação do comportamento de águas subterrâneas em condições saturadas e não saturadas. Tem ampla experiência em projetos de rebaixamento e recuperação de nível freático em minas a céu aberto e subterrâneas, bem como no descomissionamento de estruturas geotécnicas, como barragens de rejeito.

Especialista no uso avançado do FEFLOW, se destaca pela aplicação de malhas não estruturadas em modelos hidrogeológicos complexos, permitindo uma representação refinada de geometrias irregulares, zonas fraturadas e heterogeneidades geológicas. Também possui sólida atuação na resolução de problemas geomecânicos, como estabilidade de taludes e análise de deformações, além de estudos hidromecânicos envolvendo consolidação em pequenas e grandes deformações. Sua abordagem técnica e integrada tem contribuído significativamente para soluções de engenharia robustas e sustentáveis em projetos multidisciplinares.

LinkedIn: www.linkedin.com/in/karen-ninanya-3abb34139

Eduardo de Sousa, Ph.D.

Hidrogeólogo Principal com mais de 23 anos de experiência internacional focado em modelagem numérica avançada de águas subterrâneas. É especialista na aplicação de FEFLOW e PEST/PEST++, com profundo conhecimento em desenvolvimento de modelos complexos, técnicas avançadas de calibração (incluindo parametrização altamente parametrizada e regularização), análise de sensibilidade e quantificação de incertezas. Sua experiência abrange projetos desafiadores em hidrogeologia de mineração, gestão de recursos hídricos, transporte de contaminantes e energia geotérmica. Doutor em Hidrologia pela The University of Western Australia, Eduardo combina uma sólida base teórica com vasta experiência prática, sendo especialista nas melhores práticas e aplicações avançadas em modelagem com FEFLOW e PEST.

Atua diretamente com o autor do PEST, John Doherty, e juntos são os principais membros do comitê executivo da Groundwater Modelling Decision Support Initiative (GMDSI), uma iniciativa de pesquisa financiada pela indústria com o objetivo de avançar na prática de modelagem de águas subterrâneas em contextos de tomada de decisão.

LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/eduardo-de-sousa-85906224/

Conteúdo programático

Dia 1: Fundamentos e Tópicos de FEFLOW Avançado

Módulo 1: Revisão Conceitual e Boas Práticas em Modelagem

O ciclo de vida da modelagem: da conceituação à previsão.
Fontes de incerteza em modelos hidrogeológicos.
Importância da calibração e análise de incerteza.
Revisão rápida da interface e fluxo de trabalho básico do FEFLOW.

Módulo 2: Tópicos Avançados em FEFLOW : Transporte de Massa e Zona não saturada

Condições de contorno complexas e dependentes do tempo.
Acoplamento fluxo-transporte (massa) e sua parametrização.
Modelagem da zona não saturada: abordagem de Richards e acoplamento com zona saturada.
Exercício Prático 1: Configuração de um modelo FEFLOW com zona não saturada.

Módulo 3: Malhas não estruturadas e elementos discretos

Uso de malhas não estruturadas tetraédricas versus triangulares/prismáticas: vantagens e cuidados na modelagem numérica.
Representação de fraturas e elementos discretos: conceitos e implementação no FEFLOW.
Exercício Prático 2: Configuração de um modelo FEFLOW com malha não estruturada, elementos discretos

Módulo 4: Parametrização

Parametrização avançada: Distribuição espacial de propriedades (uso de Supermesh, interpolações, assignment por polígonos/camadas).
Uso de expressões e funções (Parameter Expressions).
Interface de Programação FEFLOW (IFM): Introdução ao scripting para automatização (conceitos básicos para interação com PEST).
Extração de resultados em pontos de observação e formatos adequados para PEST.
Exercício Prático 3: Configuração de um modelo FEFLOW com malha não estruturada, elementos discretos e zona não saturada

Módulo 5: Teoria da Calibração e Otimização (PEST)

O problema inverso: Não-unicidade e instabilidade.
Minimização da função objetivo: Métodos de gradiente (Gauss-Levenberg-Marquardt).
Filosofia e estrutura do PEST: Arquivos de controle (.pst), template (.tpl) e instrução (.ins).
Utilitários essenciais do PEST (PESTCHECK, TEMPCHEK, INSCHEK).

Módulo 6: Configuração da Interface FEFLOW-PEST

Criação de arquivos template (.tpl) para modificar inputs do FEFLOW (parâmetros no .fem, taxas de bombeamento, recarga, etc.).
Criação de arquivos de instrução (.ins) para ler outputs do FEFLOW (níveis d’água, concentrações, fluxos em pontos/seções específicas – via arquivos .dat ou .csv gerados pelo FEFLOW).
Desenvolvimento de scripts batch (.bat) para automatizar a execução FEFLOW dentro do loop do PEST.
Configuração do arquivo de controle PEST (.pst): Definição de parâmetros, observações, grupos, pesos.
Exercício Prático 4: Criação dos arquivos PEST (.pst, .tpl, .ins, .bat) para um modelo FEFLOW simples. Execução do PESTCHECK.

Módulo 7: Execução da Calibração e Análise de Resultados Iniciais

Executando o PEST com FEFLOW.
Monitoramento da convergência.
Análise do arquivo de registro PEST (.rec): Interpretação da função objetivo, valores dos parâmetros, sensibilidades.
Diagnóstico de problemas comuns: Falha na execução do modelo, não-convergência, parâmetros atingindo limites.
Ajuste de parâmetros de controle do PEST (NOPTMAX, PHIREDSTP, etc.).

Módulo 8: Análise de Sensibilidade e Identificabilidade

Teoria da sensibilidade e sua importância.
Uso dos utilitários PEST para análise de sensibilidade (baseada em derivadas e análise de um fator por vez).
Interpretação da matriz Jacobiana e sensibilidades compostas.
Identificação de parâmetros influentes e não-identificáveis.
Correlação entre parâmetros.
Exercício Prático 5: Execução de uma calibração simples FEFLOW-PEST. Análise dos arquivos .rec e .sen. Identificação de parâmetros chave.

Módulo 9: Parametrização Altamente Parametrizada e Regularização

Limitações da parametrização por zonas.
Introdução a métodos de alta parametrização: Pontos Piloto (Pilot Points).
Uso de utilitários PEST (e.g., PPK2FAC, FAC2REAL) ou ferramentas externas (e.g., pyemu, FePEST) para gerenciar pontos piloto.
Teoria da Regularização: Por que e como usar (Tikhonov).
Configuração da regularização no PEST (grupos de equações de observação a priori).
Impacto da regularização na estabilidade e realismo da solução.
Exercício Prático 6: Configuração e calibração de um modelo FEFLOW usando Pontos Piloto e Regularização com PEST.

Módulo 10: Análise de Incerteza Linear (FOSM)

Teoria da Análise de Incerteza de Primeira Ordem e Segundo Momento (FOSM).
Suposições e limitações da análise linear.
Utilização dos utilitários PEST (e.g., PREDUNC1, PREDUNC2, PARVAR) para estimar a incerteza dos parâmetros e das previsões.
Interpretação dos resultados: Intervalos de confiança, variância das previsões.
Identificação das fontes de incerteza preditiva.

Exercício Prático 7: Realização de análise de incerteza linear (FOSM) para parâmetros e previsões de um modelo calibrado.

Módulo 11: Introdução ao PEST++ e Análise de Incerteza Não-Linear

Vantagens do PEST++: Paralelização, algoritmos robustos (IES – Iterative Ensemble Smoother).
Adaptação da configuração PEST para PEST++.
Uso do PEST++ para calibração (PESTPP-GLM, PESTPP-LGM).
Introdução ao PEST++ IES para calibração e análise de incerteza conjunta (método de conjunto/ensemble).
Análise de incerteza não-linear: Vantagens sobre FOSM.
Visualização e interpretação de resultados de ensembles.
Análise do Espaço Nulo (Null Space Monte Carlo) com PEST/PEST++.
Exercício Prático: Calibração e análise de incerteza usando PEST++ IES para um modelo FEFLOW. Comparação com resultados FOSM

Módulo 12: Otimização e Aplicações Avançadas

Conceitos de otimização de gestão com PEST/PEST++ (e.g., otimização de bombeamento, localização de poços).
Configuração básica de um problema de otimização no PEST.
Discussão de estudos de caso complexos: Remediação, gestão de aquíferos costeiros, avaliação de impacto de mineração.
Desafios comuns e estratégias de troubleshooting.
Boas práticas e recomendações finais.
Sessão aberta para dúvidas e discussão de problemas específicos dos participantes.

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