segunda-feira, 11 de junho de 2012

Experimentos e Simulação - Propagação de fogos de superfície

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Propagação de fogos de superfície: Experimentos e Simulação

Como resultado da cooperação entre o nosso grupo de trabalho, a Universidade de Washington (Seattle – USA) e os laboratórios de ciências de fogo do U.S. Forest Service no Seatle (Pacific Wildland Fire Sciences Laboratory) e no Missoula, (Missoula Fire Sciences Laboratory)), apresentamos a simulação de um fogo superficial na floresta amazônica.

No primeiro filme, é mostrada a propagação de um fogo de superfície no experimento feito em Cruzeiro do Sul – AC em setembro de 2010.
No segundo filme, pode-se ver a propagação de um fogo de superfície com biomassa retirada da floresta. Estes experimentos serviram para a medição da taxa de propagação do fogo em condições controladas (umidade, vento, temperatura, altura do leito de biomassa). 
No terceiro filme é apresentada a simulação feita com o software Wildland-Urban Fire Dynamics Simulator (WFDS) (http://www.fs.fed.us/pnw/fera/research/wfds/).  A imagem mostra o leito de biomassa na área quadrada central e o solo ao redor do leito de biomassa (em amarelo). A cor do leito de biomassa representa a sua temperatura (escala indicada na direita da imagem). No quarto filme, a mesma simulação mostra a evolução da temperatura no leito de biomassa assim como a movimentação da fumaça e a região de liberação de calor na chama maior que 200kW/m3.
Nosso trabalho agora é adequar os parâmetros do modelo para melhor representar o caso real mostrado.

Especial agradecimento devo ao  Prof. Dr. Ernesto Alvarado (University of Washington – Seattle) e ao Dr. William E. Mell  (USFS Pacific Wildland Fire Sciences Laboratory). Estas simulações foram realizadas durante minha bolsa de pesquisa no exterior ( Seattle – USA; março a junho de 2012) no projeto FAPESP  2011/ 20679-2.


Prof. Dr. Guenther C. Krieger Filho
Dept. Eng. Mecânica da EPUSP
Responsável no projeto FAPESP 2008/04490-4 pelo tema "Obtenção de Parâmetros que Caracterizam a Propagação de Fogo de Superfície em Floresta Tropical da Região Amazônica



>> ENGLISH VERSION <<


Surface Fire Propagation: Experiments and Simulation

We present the results of numerical simulation of a surface fire in the Amazon forest.  This study is the result of the cooperative work between our research group, the University of Washington (SeattleUSA) and the Forest Fire Sciences Laboratories of the U.S. Forest Service in Seattle (Pacific Wildland Fire Sciences Laboratory) and Missoula, MT (Missoula Fire Sciences Laboratory). Here, we present the numerical simulation of a surface fire in the Amazonian Forest.

The first movie shows the propagation of a surface fire during a field experiment carried out in Cruzeiro do Sul, Acre on September 2010.  The second movie presents the fire propagation during an experiment outside the forest, however burning biomass gathered inside the forest. Such experiments were conducted outside the forest in order to obtain well-controlled boundary conditions (air and fuel moisture, wind velocity, air and fuel temperature, fuel bed height).

The third movie shows the results of a numerical simulation with the Wildland Fire Dynamics Simulator (WFDS) (http://www.fs.fed.us/pnw/fera/research/wfds/).  The fuel bed (biomass) is shown as the central square area. The soil around the fuel bed is shown on yellow. The color of the fuel bed is a measure of its temperature, as indicated in the scale on the right. On the fourth movie, the same simulation is shown, but including further information such as smoke plume movement and the flame region where the heat release rate surpasses 200kW/m3.

Our follow-up task now is to parameterize the model in order to get a more precise representation of the real fire shown on movie 2.

I would like to thanks specially Prof. Dr. Ernesto Alvarado (University of WashingtonSeattle) and Dr. William E. Mell  (USFS Pacific Wildland Fire Sciences Laboratory) for the technical and administrative support. The simulations were performed during my 3 month-study leave in Seattle (march through june, 2012)  funded by FAPESP  under the grant 2011/ 20679-2.


Prof. Dr. Guenther C. Krieger Filho
Mechanical Engineering Department of the University of São Paulo - Brazil
Responsible on the grant FAPESP 2008/04490-4 for the project: "Collecting parameters to characterize surface fires in tropical forests in the Amazonian region”.

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