| Aplicação de ozônio no tratamento de corante em efluentes da indústria têxtil |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
27/02/2025 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- AMANDA NEGRELI MOYANO DE PADUA
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Jhonatan Barbosa da Silva
- Karen Midori Takahashi
- Keila Roberta Ferreira de Oliveira
- Kennedy Francis Roche
- Marcelo Campos
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| Resumo |
A indústria têxtil é uma das principais fontes de contaminação hídrica devido ao descarte
de efluentes contendo corantes sintéticos, altamente tóxicos e de difícil degradação. Neste
contexto, este estudo avaliou a eficiência da ozonização como um processo oxidativo
avançado para a remoção do corante Procion Yellow (PY) em efluentes têxteis, utilizando
o planejamento experimental Box-Behnken para otimização das condições operacionais.
A partir da análise estatística, foi possível determinar a melhor condição de tratamento,
que corresponde a pH 4,45, concentração inicial de 143 mg L⁻¹ de corante, produção de
ozônio de 18 mg O₃ L⁻¹ e tempo de 34 minutos, alcançando remoções de 90,84% para
PY, 80,01% para DQO e 36,04% para TOC. O modelo estatístico ajustado demonstrou
alta precisão, com coeficientes de determinação elevados (R²), e a análise de variância
(ANOVA) confirmou a confiabilidade dos resultados. A aplicação da ozonização
mostrou-se altamente eficiente na remoção da cor e na redução da carga orgânica,
evidenciando seu potencial como alternativa viável para o tratamento de efluentes têxteis.
No entanto, a menor eficiência na remoção de TOC sugere a necessidade de investigações
complementares, incluindo a combinação da ozonização com outros processos oxidativos
avançados, como Foto-Fenton e fotocatálise heterogênea, a fim de aumentar a
mineralização da matéria orgânica residual. Além disso, estudos sobre a viabilidade
financeira a escalabilidade do processo são fundamentais para sua implementação em
larga escala, garantindo um tratamento sustentável e eficiente para a indústria têxtil.
Palavras-chave: Ozonização; POA’s; Box-Behnken; Procion Yellow |
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| Remoção de surfactantes e nutrientes de água cinza em wetlands construídos sob diferentes condições hidráulicas |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
26/02/2025 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlo Gottardo Morandi
- Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
- Hugo Henrique de Simone Souza
- Marc Arpad Boncz
- Paula Loureiro Paulo
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| Resumo |
A busca por soluções sustentáveis para o tratamento de águas residuais tem impulsionado a adoção de tecnologias baseadas na natureza, como os wetlands construídos, sistemas reconhecidos por sua eficiência na remoção de poluentes, além de apresentarem combinação de técnicas simples, sem necessitar de altas habilidades operacionais e altos gastos de energia e manutenção para o funcionamento. Este estudo teve como objetivo otimizar a eficiência do sistema EvaTAC (Evapotranspiração e Tratamento de Água Cinza) na remoção de surfactantes, nutrientes e outros poluentes de água cinza de lavanderia operado sob diferentes configurações hidráulicas e conduzido em escala piloto. Foram testadas modificações no nível de saturação e na forma de alimentação do sistema. Analisaram-se parâmetros físico-químicos, além da remoção da demanda química de oxigênio (DQO), surfactantes aniônicos e não-iônicos e dos nutrientes nitrogênio total (NT) e fósforo total (PT). A influência das alterações hidráulicas na eficiência do sistema se nota com a maior remoção de DQO (86%), surfactantes não-iônicos (98%) e PT (23%), observadas no teste T3. A alteração do fluxo de alimentação para vertical no wetland construído (T3) contribuiu na redução da concentração de DQO para 44,1 mg.L-1, de surfactantes não-iônicos para valores abaixo de 0,1 mg.L-1 e de PT para 0,3 mg.L-1. A configuração inicial, com wetland construído de fluxo horizontal subsuperficial, se mostrou mais eficiente para a remoção de NT (94%) e surfactantes aniônicos (93%), reduzindo as concentrações para 1,3 mg.L-1 e 2,5 mg.L-1, respectivamente. O parâmetro pH apresentou variação ao longo do tratamento, enquanto a turbidez e a concentração de sólidos suspensos totais (SST) foram significativamente reduzidas no T3 (97%) chegando à 1,5 mg.L-1 para SST. Assim, a variação de configurações hidráulicas apresenta capacidade para a otimização de processos de tratamento em sistemas como o EvaTAC. |
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| Remoção de Cetoprofeno em Efluente por Wetlands Construídos integrados a Processos Eletroquímicos de Oxidação Avançada em pH próximo ao neutro |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
15/01/2025 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Isabel Maximo Côrrea de Alcantara
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| Banca |
- Amilcar Machulek Junior
- Lucas de Melo da Silva
- Marc Arpad Boncz
- Osvaldo Chiavone Filho
- Rodrigo Pereira Cavalcante
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| Resumo |
Contaminantes emergentes são um amplo grupo de compostos que incluem diversas classes de substâncias orgânicas. De particular preocupação estão os produtos farmacêuticos, que não se biodegradam facilmente, podendo persistir no ecossistema e apresentar efeitos prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana. Os antiinflamatórios não esteroides são poluentes presentes em águas residuais, dentro dos quais o cetoprofeno (CET) assume uma posição importante, com amplo consumo ao redor do mundo. As principais fontes de contaminação são as Estações de Tratamento de Esgoto que, em sua maioria, apresentam baixa eficiência de remoção dessa classe de contaminantes. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de remoção de cetoprofeno de efluentes reais de uma estação de tratamento de esgoto, com o uso combinado de um wetland construído de fluxo vertical e processos eletroquímicos de oxidação avançada (WC+PEOA). Foram comparados os processos oxidação anódica (OA-H2O2), eletro-Fenton (EF) e fotoeletro fenton (FEF). O dispositivo eletroquímico consistiu em um ânodo de platina e um cátodo de difusão de ar de carbono-PTFE. Um planejamento experimental do tipo delineamento composto central, com triplicata no ponto central, foi aplicado a EF e FEF para investigar os efeitos de três variáveis independentes: densidade de corrente, concentração de Fe3+ e proporção molar do complexo [Fe3+:Citrato]. Os resultados mostraram melhor desempenho com a utilização simultânea de irradiação UV e eletrólise com reagente de Fenton. A eficiência de degradação foi observada na ordem: fotoeletroFenton > eletro-Fenton > oxidação anódica. Os processos eletroquímicos estudados apresentaram bom desempenho na remoção do cetoprofeno (> 80%), com mineralização parcial (< 50%). O sistema integrado de wetland construído de fluxo vertical combinado com o processo fotoeletro Fenton alcançou 100% de degradação do cetoprofeno e 90,7% de mineralização. A toxicidade dos efluentes estudados foram avaliados por testes com os bioindicadores Artemia salina e Lactuca sativa. Os sistemas WC+EF e WC+FEF apresentaram redução da toxicidade para ambos bioindicadores. Os resultados destacam que as Soluções Baseadas na Natureza, juntamente com tecnologias avançadas, são métodos inovadores e eficazes para o tratamento de água residuais. |
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| MAPEAMENTO DE RESERVATÓRIOS DE BARRAGENS COM INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E SENSORIAMENTO REMOTO |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
24/10/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Ana Paula Marques Ramos
- Jonathan de Andrade Silva
- Jose Marcato Junior
- Wesley Nunes Goncalves
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| Resumo |
A gestão de segurança de barragens é fundamental para a prevenção de desastres e a preservação
dos recursos hídricos. No estado de Mato Grosso do Sul, o Instituto de Meio Ambiente de Mato
Grosso do Sul (Imasul) desempenha um papel essencial na fiscalização dessas estruturas,
seguindo as diretrizes da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e utilizando o
Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB) para o
monitoramento e a classificação das barragens. Este estudo avalia a atuação do Imasul no
contexto do SNISB e analisa a eficácia de modelos de segmentação de imagens, como o
Segformer e o DeepLabV3+, para o mapeamento de reservatórios de barragens. A pesquisa
compara os resultados dos dois modelos, destacando a superioridade do Segformer, que
apresentou melhores métricas de desempenho, como precisão, sensibilidade e acurácia. Os
achados revelam o potencial da inteligência artificial e do sensoriamento remoto no
monitoramento ambiental, proporcionando ferramentas mais precisas para a gestão e segurança
das barragens. |
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| MICROPLÁSTICOS EM ÁGUA CINZA |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
14/10/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Gabriela de Fátima Xavier Dias
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| Banca |
- Carlo Gottardo Morandi
- Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
- Hugo Henrique de Simone Souza
- Karen Midori Takahashi
- Kennedy Francis Roche
- Paula Loureiro Paulo
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| Resumo |
Microplásticos têm recebido crescente atenção nos últimos anos devido à sua ampla distribuição no ambiente. A composição química dos microplásticos, bem como os poluentes adsorvidos sobre eles, podem ter impactos negativos nos organismos aquáticos e consequentemente afetar a vida humana. A lavagem de roupas confeccionadas em materiais sintéticos foi identificada como uma importante fonte de fibras microscópicas. Considerando que a fração da água cinza produzida na área de lavanderia representa em torno de 30% de toda a água residuária gerada em uma residência e, que esta fração é uma promissora fonte alternativa de água urbana, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos processos mecânicos e químicos e desgastes dos tecidos na liberação de microplásticos na água cinza durante o processo de lavagem de roupas. Foram realizadas oito lavagens de roupa de cama sintética com o uso de detergente em pó e amaciante. A partir das lavagens de roupa, foi observado uma queda de 61% de microplásticos nas lavagens mecânico e 12% de microplásticos nas lavagens mecânico + químico presentes na água cinza e, que a lavagem fazendo uso dos produtos químicos, preservaram a fibras das roupas. Com base nos resultados estimou-se a geração de 1,20 x104 microplásticos/LAC.kg roupa sintética e a partir de dados da literatura, considerando a geração de 28,1 L/hab/dia de água cinza da máquina de lavar, uma pessoa usando roupa sintética três vezes na semana gera 6,88 x 108 microplásticos em um ano.
Palavras-chave: Esgoto doméstico, lavanderia, reúso, separação na fonte, microfibras |
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| ANÁLISE DA ADSORÇÃO DO CORANTES AZUL DE METILENO ATRAVÉS DE CARVÕES PRODUZIDOSATRAVÉS DE FIBRA DE COCO. |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/09/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Fabio Verissimo Goncalves
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| Coorientador(es) |
- Keila Roberta Ferreira de Oliveira
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| Orientando(s) |
- Amanda Silveira de França
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Fabio Verissimo Goncalves
- Kennedy Francis Roche
- Marcelo Campos
- Simone Reis Santos
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| Resumo |
Este estudo investigou a produção de carvões ativados a partir da biomassa fibra de coco para a remoção do corante Azul de Metileno em efluentes sintéticos. Foram produzidos dois carvões,
sendo um deles apenas carbonizado em mufla em atmosfera ambiente (Carvão de Fibra de Coco) e outro carbonizado em mufla e ativado com Hidróxido de Potássio (KOH) (Carvão de
Fibra de Coco Ativado). As Isotermas de Langmuir e Freundlich foram aplicadas para descrever
o comportamento de adsorção. O CFC apresentou melhor ajuste ao modelo de Langmuir,
sugerindo adsorção em monocamada, enquanto o CFCA não se ajustou bem a nenhum dos
modelos. As eficiências dos carvões foram analisadas através do planejamento experimental de
Taguchi, a partir do qual foram analisadas as variáveis pH, Massa de adsorvente, Tempo de
agitação e Concentração inicial do efluente sintético. As respostas foram analisadas em termos
de remoção de Azul de Metileno (AM), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Carbono Orgânico Total (COT) E Carbono Inorgânico Total (CIT). O CFCA apresentou melhor desempenho, com eficiência de remoção de 100% para AM, 95,02% para DQO, 96,45% de COT e 87,07% de CIT. A aplicação do método de Taguchi foi eficaz na desejabilidade das condições operacionais, reduzindo custos e tempo experimental, além de demonstrar o
potencial da fibra de coco como uma matéria-prima promissora para a produção de adsorventes sustentáveis. Por fim, ambos os carvões foram comparados com o Carvão Ativado P.A, com o
CFCA destacando-se como uma alternativa sustentável a ser estudada. |
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| FATORES NATURAIS E ANTRÓPICOS QUE INFLUENCIAM NA PRESENÇA DE NITRATO NO AQUÍFERO SERRA GERAL LIVRE NO PERÍMETRO URBANO DE CAMPO GRANDE - MS |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
04/07/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
- Jamil Alexandre Ayach Anache
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Claudia Luciana Varnier
- Jose Marcato Junior
- Juliana Dorn Nobrega
- Natalia de Souza Pelinson
- Sandra Garcia Gabas
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| Resumo |
O objetivo deste trabalho foi analisar quais fatores antrópicos e naturais que influenciam na presença do nitrato nas águas subterrâneas em área urbana utilizando aprendizado de máquina. O local da pesquisa foi o perímetro urbano do município de Campo Grande, capital do estado do Mato Grosso do Sul, que está localizada na porção norte do município. A metodologia envolveu a utilização do software QGIS para a produção de mapas e a linguagem Python junto com as bibliotecas Scikit-learn, NumPy, SciPy e Matplotlib para análise dos dados e desenvolvimento dos modelos de aprendizado de máquina. Foram consideradas as seguintes variáveis espaciais como influenciadoras do nível de nitrato: distância até a rede de água e esgoto, zona urbana, densidade populacional por bairro, declividade, hipsometria, Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), geologia, profundidade do nível da água, características geotécnicas e proximidade de sistemas de drenagem. Nove modelos estatísticos do grupo de classificadores e sete do grupo de regressores foram adotados para analisar os dados coletados em 68 poços em 2018. Os resultados preditivos mostraram que a zona urbana e a declividade foram as variáveis com maior influência sobre o valor de nitrato em ambos os modelos, por outro lado, a geologia foi a variável com menor influência nos modelos classificadores e a distância da rede de água nos modelos regressores. Os resultados mostraram que os modelos classificadores tiveram um desempenho superior aos modelos regressores, com cinco modelos apresentando um resultado com o grupo treino variando entre 0.60 a 0.80 e o grupo teste entre 0.40 a 0.60, destacando o modelo MLP Classifier com a melhor performance. Os demais modelos classificadores apresentaram overfitting, um problema que também afetou o desempenho dos modelos regressores, com dois modelos apresentando o mesmo problema. Além disso, cinco modelos regressores contaram com um resultado negativo e apenas o modelo Logistic Regressor relevou um resultado aceitável com o grupo treino em 0.60 e com um valor aproximado a esté no grupo teste. Por meio da estimativa da distribuição do nitrato, foi constatado que as maiores concentrações ocorrem em áreas com maiores declives e alta densidade populacional. Por outro lado, as menores concentrações são encontradas em regiões onde não há registro de redes de esgoto, com menor declive, baixa densidade populacional e onde o nível da água subterrânea é mais profundo. |
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| “Análise temporal de precipitação com teste de Mann-Kendall entre os anos 1981 a 2020 em Corumbá MS” |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
05/06/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Duani Aparecida Lima Ferbônio Espíndola
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| Banca |
- Clovis Lasta Fritzen
- JONATHAN WILLIAN ZANGESKI NOVAIS
- LEONE FRANCISCO AMORIM CURADO
- Thiago Rangel Rodrigues
- Widinei Alves Fernandes
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| Resumo |
Este trabalho investigou a tendência de precipitação na região de Corumbá, MS, usando o teste de Mann-Kendall com dados de satélite CHIRPS entre 1981 e 2020. Corumbá, localizada no Pantanal, é uma região de interesse devido ao seu clima tropical e impactos socioeconômicos associados. A análise revelou que os dados de precipitação do CHIRPS têm boa correlação com os dados de estações meteorológicas locais. A tendência geral observada foi de aumento na precipitação anual ao longo dos anos, com variações significativas entre os anos. A análise mais detalhada de 2010 a 2020 mostrou uma tendência de redução na precipitação durante os meses chuvosos, sendo esta tendência estatisticamente significativa em alguns meses. Estes resultados são importantes para o planejamento de recursos hídricos e adaptação às mudanças climáticas na região. |
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| IMPACTO DE CARREAMENTO DE REJEITO DE FERRO NA QUALIDADE DE ÁGUA E DA FAUNA BENTÔNICA EM RIACHO NO MUNICÍPIO DE CORUMBÁ-MS |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
19/04/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Karina Ocampo Righi Cavallaro
- Kennedy Francis Roche
- Marcelo Campos
- William Marcos da Silva
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| Resumo |
O estudo abrangeu a análise da comunidade de macroinvertebrados bentônicos em cinco pontos ao longo do Córrego Piraputangas (MS), durante os períodos de estiagem (set/22), chuva (nov/22) e intermediário (out/23). O objetivo foi investigar a possível influência dos rejeitos da mineração de ferro na qualidade de água e na composição e características desses organismos. A qualidade da água foi avaliada por parâmetros físicos, químicos e biológicos, sendo utilizadas métricas como BMWP (Biological Monitoring Working Party) e ASPT (Average Score per Taxon), além do Índice de Diversidade de ShannonWiener e equitabilidade de Pielou. Elmidae, Hydropsychidae e Oligochaeta foram os grupos mais coletados. Os locais menos impactados apresentaram maior riqueza e diversidade de macroinvertebrados, incluindo grupos sensíveis à poluição. Mesmo sem uma presença ideal de cobertura vegetal nativa, esses locais mostraram-se mais favoráveis. Em áreas consideradas poluídas pela mineração de ferro, foram registradas maiores abundâncias, principalmente de organismos tolerantes à poluição orgânica como Oligochaeta e Planorbidae. Os índices bióticos de qualidade da água (BMWP e ASPT) foram considerados críticos na maioria dos pontos amostrados, assim como os níveis de metais pesados, que excederam os limites estabelecidos pela Resolução do CONAMA 357/05.
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| AVALIAÇÃO ECONÔMICA E SOCIAL DE SISTEMAS DESCENTRALIZADOS DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
16/04/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
- Hugo Henrique de Simone Souza
- Karina Guedes Cubas do Amaral
- Mayara Leite Serejo
- Paula Loureiro Paulo
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| Resumo |
Os sistemas de tratamento de esgoto descentralizados surgem como uma solução à busca da universalização do saneamento básico. Existe uma diversidade de tecnologias de tratamento descentralizado de águas residuárias disponíveis e capazes de cumprir os padrões de lançamento e/ou reuso, quando existentes, e fornecer serviços adequados e benefícios ao meio ambiente. No entanto, escolher a alternativa de esgotamento sanitário mais sustentável é um desafio. A avaliação do Ciclo de Vida Social (ACV-S) e Análise do Custo do Ciclo de Vida (ACCV) são ferramentas que podem auxiliar na tomada de decisão quanto a opção mais adequada de um conjunto de tecnologias de tratamento para um determinado cenário. Neste contexto, o presente trabalho avaliou de forma comparativa, a partir de ACCV e ACV-S, nove cenários com diferentes configurações de sistemas de tratamento descentralizados para residências unifamiliares em áreas periurbanas no Brasil. Os nove cenários avaliados representaram diferentes práticas de gestão de águas residuárias, com o lançamento direto no solo, destinação à fossa rudimentar, tanque séptico e sumidouro e para a rede de esgoto sanitário. Tecnologias com separação na fonte para recuperação de água, nutrientes e matéria orgânica também foram consideradas, como o tanque de evapotranspiração (TEvap), para água proveniente da bacia sanitária (água escura) e sanitário seco compostável (fezes), wetlands construídos para água cinza e tanque de armazenamento para água amarela (urina). Foi elencado um grupo de indicadores econômicos: custo de construção (CAPEX), custo de operação e manutenção (OPEX), custo total (CT) e valor presente líquido (VPL) e um grupo de indicadores sociais: saúde e segurança do trabalhador; mão de obra; saúde e segurança do usuário; monetização; condição de vida segura e saudável e desenvolvimento econômica, divididos em três stakeholders (trabalhadores, usuário e comunidade). Na análise dos impactos sociais e econômicos dos cenários propostos por meio da ACV-S e da ACCV, os cenários com melhor desempenho na sustentabilidade econômica e social, foi o cenário com a configuração EvaTAC para o tratamento de água cinza e posterior reuso e TEvap para o tratamento de água escura, situando-se em primeiro lugar nas duas dimensões. Galgado principalmente pelo reuso da água cinza, se comparado com o cenário que possui o mesmo sistema de tratamento, mas quando não se reusa a água cinza. Cenários com a fossa rudimentar lograram um baixo desempenho na dimensão social e intermediários na dimensão econômica, devido a pequena quantidade de material utilizado na implantação e operação. Os resultados da aplicação da metodologia contribuem para a reflexão sobre os cenários e as tecnologias descentralizadas de esgotamento sanitário que podem ser empregadas em áreas periurbanas no Brasil por uma visão econômica e social, aprimorando a tomada de decisão. |
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| Microplásticos em água cinza |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
12/03/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
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| Resumo |
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| (Co)digestão anaeróbia de microalgas em função do pré-tratamento e inóculo |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
11/03/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Gabriel Magalhães Chiquito
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| Banca |
- Graziele Ruas Lagoas da Silva
- Karen Midori Takahashi
- Marc Arpad Boncz
- Paula Loureiro Paulo
- PRISCILA GUENKA SCARCELLI
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| Resumo |
Com o aumento da população mundial, a demanda por alimentos também é crescente, e visto que grande parte das reservas de nutrientes para o cultivo de alimentos não são renováveis, é imperativo encontrar formas de reaproveitar esses recursos. O pós-tratamento do esgoto com microalgas em estações de tratamento de esgoto possibilita a assimilação de boa parte dos nutrientes que seriam descartados em corpos hídricos, causando problemas como a eutrofização, e a geração de uma biomassa rica em nitrogênio que possui grande potencial para uso como fonte de adubação para agricultura. A digestão anaeróbia é uma tecnologia eficiente para degradar essa biomassa algal sem ocasionar a perda dos nutrientes assimilados no processo, gerando ainda a possibilidade de obtenção de outros produtos de valor agregado, como o gás metano. As microalgas são, entretanto, uma matéria orgânica de difícil degradação pelos microrganismos responsáveis pela digestão anaeróbia, então estratégias para otimizar esse processo são necessárias para torná-lo mais eficaz e viável. Uma forma de reduzir esse problema da digestão é realizar um pré-tratamento no substrato, visando romper a parede celular rígida das microalgas. Um dos pré-tratamentos mais utilizados é o pré-tratamento térmico. Outra forma de otimizar esse processo é com o uso de co-substratos na digestão capazes de melhorar parâmetros, como a relação carbono/nitrogênio (relação C/N), que deve estar entre 20:1 e 30:1 (RAJLAKSHMI et al., 2023). Para determinar as melhores condições de tempo de pré-tratamento térmico, concentração de inóculo e relação de codigestão, testes em batelada foram executados. Verificou-se que a melhor opção para o processo de digestão anaeróbia foi o uso de codigestão, que aumentou o rendimento de metano em 100% e 74% entre as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1,5 gSV/L de inóculo, enquanto a taxa de produção foi aumentada em 124% e 102% para as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1gSV/L de inóculo, e 44% e 64% para as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1,5 gSV/L de inóculo. Como produto final foi gerado um digestato com baixa relação C/N e rico em nitrogênio. |
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| Assessing hydrological alterations in a tropical basin using an adaptation of the ELOHA framework |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
11/03/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Thamiris Fontoura de Araujo
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| Banca |
- ANDRÉ ALMAGRO
- Angelica Guerra
- Gabriela Chiquito Gesualdo
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Tiago Souza Mattos
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| Resumo |
Uma compreensão mais profunda da interação entre as respostas ecológicas, a variabilidade climática e o gerenciamento dos recursos hídricos fornece uma base sólida para os formuladores de políticas refinarem metas de vazão ambiental. No entanto, estudos abrangendo alterações no fluxo dos cursos d'água e seus impactos nas vazões ambientais ainda são escassos em muitos países, especialmente sob cenários de mudança climática. Neste trabalho, os impactos das mudanças climáticas na vazão dos cursos d'água em uma bacia tropical que abrange 362 km² no centro-oeste do Brasil, abastecendo água para quase 34% dos aproximadamente 900 mil habitantes, foram investigados usando uma versão adaptada do framework Ecological Limits of Hydrologic Alteration (ELOHA). O modelo hidrológico baseado em princípios físicos, SWAT+, foi usado e calibrado para simular a resposta hidrológica da bacia aos três cenários de mudança climática dos sete modelos do General Circulation/Earth System (GCM/ESM) fornecidos pelo Coupled Model Intercomparison Project phase 6: SSP2-4.5 (forçamento moderado), SSP3-7.0 (forçamento moderado a alto) e SSP5-8.5 (forçamento alto). O SSP2-4.5 e o SSP3-7.0 apresentaram as maiores alterações hidrológicas nas vazões medianas de 2015 a 2100, alcançando um grau de alteração alto de 0,71 e 0,67, indicando maior frequência em valores de vazões altas; o cenário SSP5-8.5 e a base histórica são em sua maioria semelhantes em termos de vazões medianas, apesar da alteração hidrológica atingir um grau de alteração moderado de -0,51. Os resultados mostram uma tendência crescente nas vazões medianas ao longo do período futuro nos três cenários devido a um aumento na frequência de eventos de inundação extrema. O SSP5-8.5 mostrou a maior vulnerabilidade a um evento de vazão extremamente baixa. Observou-se uma média de 142 (SSP2-4.5), 150 (SSP3-7.0) e 136 dias (SSP5-8.5) de baixa precipitação (< 1 mm) para desencadear períodos de vazão extremamente baixa, que são valores de vazão inferiores a 10% dos valores diários para o período na bacia. De acordo com os cenários, as mudanças nas frequências hidrológicas mostraram uma correlação mais forte com os padrões de precipitação do que com a evapotranspiração. As mudanças hidrológicas na frequência de enchentes e secas impactam nos ciclos de vida das espécies, na diversidade da comunidade e nas condições do habitat (incluindo temperatura, níveis de oxigênio dissolvido e acessibilidade para espécies aquáticas e terrestres). Além disso, essas mudanças têm implicações significativas para o gerenciamento dos serviços de distribuição de água, exigindo revisões contínuas de planos e regulamentos devido à variabilidade no fluxo dos cursos d'água e na qualidade da água. Este estudo também destaca os desafios de implementar completamente o framework no Brasil, bem como enfatiza a importância e a necessidade de pesquisas semelhantes para aprimorar o gerenciamento dos recursos hídricos e a tomada de decisões, principalmente no contexto da insegurança hídrica.
Palavras-chave: Mudanças Hidrológicas; Abastecimento de Água; Projeções Futuras.
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| OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA DE POLUENTES ORGÂNICOS ATRAVÉS DE ELETRODO DE DIAMANTE DOPADO COM BORO |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/02/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- FÁBIO JOSÉ ROCA DOS SANTOS
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Keila Roberta Ferreira de Oliveira
- Kennedy Francis Roche
- Marcelo Campos
- Simone Reis Santos
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| Resumo |
As indústrias de curtimento, conhecidas pela grande geração de empregos e significativa
movimentação financeira, causam alto impacto ambiental aos recursos hídricos devido a
ampla quantidade de poluentes presentes em seus efluentes. Os métodos avançados de
tratamento, como os processos de oxidação avançados, são considerados uma alternativa
viável para esse tipo de efluente. Contudo, surge a necessidade de melhorar ainda mais
esses processos, através de metodologias de planejamento experimental, focando na
maximização das remoções de poluentes e minimização dos gastos durante os
tratamentos. Nesse cenário, o objetivo principal deste estudo é avaliar e otimizar o
processo de oxidação eletroquímica utilizando eletrodos de diamante dopado com boro
(DDB) especificamente para a degradação eficiente de poluentes orgânicos. Como
representante desses poluentes, o azo corante Acid Black 2 (AB2) foi selecionado como
foco de degradação. Além disso, a eficácia do processo será avaliada através de
indicadores chave, incluindo a redução na Demanda Química de Oxigênio (DQO) e no
Carbono Orgânico Total (COT), utilizando o projeto experimental de Taguchi para a
otimização. Além disso, investigou-se a influência dos fatores operacionais e a toxicidade
do efluente gerado. A utilização do processo de eletro-oxidação foi eficiente nos
experimentos iniciais removendo 95,7% de AB2, 97,4% de DQO e 83,62% de COT e
melhorou após a otimização, atingindo até 100% de remoção do AB2 e diminuindo os
valores de consumo de energia para todas as respostas de remoção. Ademais, a reação
obedeceu a cinética de segunda ordem para o tratamento otimizado e a toxicidade do
efluente após a oxidação eletroquímica não aumentou. |
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| ADSORÇÃO DE AZUL DE METILENO DE SOLUÇÃO AQUOSA EM BIOCARVÃO ATIVADO DERIVADO DE PALHA DE ARROZ E CASCA DE COCO |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
27/02/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Karen Midori Takahashi
- Keila Roberta Ferreira de Oliveira
- Kennedy Francis Roche
- Willian Ribeiro Ide
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| Resumo |
A remoção de corantes de águas residuais é essencial para a proteção ambiental. A
presença de corantes nos corpos hídricos pode causar sérios prejuízos ao ecossistema aquático e comprometer a potabilidade da água. Sendo assim, é necessário o desenvolvimento de técnicas eficientes e de baixo custo para o tratamento de águas residuais contendo tais compostos. A adsorção com biocarvões tem ganhado destaque
devido à sua simplicidade, baixo custo e alta aplicabilidade. Este estudo teve como
objetivo avaliar a remoção do corante azul de metileno (AM) usando biocarvão ativado
de palha de arroz (BCA) e casca de coco (BCC). Os biocarvões foram produzidos através da pirólise das biomassas em atmosfera de gás nitrogênio (N2) a 500 ºC e foram ativados com NaOH 1M. A capacidade de adsorção obedeceu à seguinte sequência: carvão ativado comercial (CA) > BCA ativado > BCA > BCC > BCC ativado à temperatura de 30º C. A capacidade máxima de adsorção do CA, BCA ativado, BCA, BCC e BCC ativado foi de 100,09 mg g-1, 59,97 mg g-1, 4,38 mg g-1, 2,75 mg g-1 e 1,1 mg g-1, respectivamente. A adsorção do corante AM foi favorecida com o aumento do pH e da temperatura da solução. O modelo cinético de adsorção de pseudo-segunda ordem (PSO) descreveu bem o processo de adsorção de AM, indicando que a adsorção ocorre a partir do mecanismo da quimissorção. A isoterma de Langmuir se adequou melhor aos dados experimentais, indicando que a adsorção ocorre em monocamadas e com distribuição uniforme de sítios ativos. A análise termodinâmica indicou que o
processo de adsorção de AM com CA e BCA ativado é espontâneo e endotérmico. |
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| CONTRIBUIÇÃO DOS VAZAMENTOS NA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA PARA A RECARGA DE AQUÍFERO LIVRE |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
09/02/2024 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
- Jamil Alexandre Ayach Anache
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| Orientando(s) |
- Larissa Alves Fernandes Xavier
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| Banca |
- Giancarlo Lastoria
- Jamil Alexandre Ayach Anache
- Murilo Cesar Lucas
- Natalia de Souza Pelinson
- Tiago Souza Mattos
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| Resumo |
Embora haja estudos que mostram que os valores de recarga das águas subterrâneas podem ser minimizados em ambientes urbanos por causa da redução da infiltração, também há pesquisas que apontam a possibilidade de ocorrer recarga a partir da infiltração e da percolação de águas provenientes de vazamentos nas tubulações de abastecimento público. Nesse contexto, considerando a importância da recarga para a continuidade da utilização das águas subterrâneas em diferentes aproveitamentos e a necessidade de identificar os eventos que interferem em sua quantidade e qualidade, este trabalho investigou se os vazamentos nas tubulações dos sistemas de abastecimento recarregam um aquífero livre em ambiente urbano. Para tanto, foi instalado um experimento responsável por transmitir água para o solo de maneira induzida (artificial) e, consequentemente, para o aquífero livre. Além disso, houve monitoramento do volume vazado, do nível de água (NA) em piezômetros e da temperatura da água. Com a série de dados de volume vazado, precipitação e níveis de água, realizamos o cálculo da recarga em cada piezômetro; comparamos as séries de recarga por meio de testes estatísticos; e verificamos a correlação entre precipitação e níveis de água. Os resultados mostram que o volume vazado experimentalmente não foi capaz de alterar a recarga local e o aquecimento da água como traçador não é recomendado para uso em estudos com baixos volumes. A recarga na área de estudo foi, em média, de 110 mm (considerando o período estudado de 213 dias) e corresponde a 8% da precipitação total local. |
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| PRESENÇA DO VÍRUS SARS-COV-2 EM ÁGUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
01/12/2023 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Giancarlo Lastoria
- Karina Ocampo Righi Cavallaro
- Kennedy Francis Roche
- Sandra Garcia Gabas
- Wellington Santos Fava
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| Resumo |
A presença do vírus SARS-CoV-2 em amostras de esgoto e em corpos d’água superficiais e subterrâneos torna a pandemia da Covid-19 um problema também ambiental. Diversos autores, em vários países, têm documentado a presença do material genético do vírus SARS-CoV-2 em corpos d’água que recebem o despejo esgoto, com ou sem tratamento. Neste trabalho, amostras de água superficial e subterrânea foram avaliadas com o objetivo de caracterizar sua vulnerabilidade ao SARS-CoV-2. O estudo foi realizado em uma Bacia Hidrográfica inserida em contexto urbano. As amostras de água foram analisadas para a identificação da presença ou ausência do vírus e em relação à qualidade da água. Foram encontrados traços do RNA do SARS-CoV-2 em todos os pontos amostrados, com valores de cycle threshold (Ct) que variaram de 25,45 a 30,37. A concentração de Escherichia coli e Coliformes Totais esteve acima do recomendado em todos os pontos, exceto nos piezômetros, que apresentaram resultado negativo para a presença desses patógenos. A detecção do material genético do vírus SARS-CoV-2 nos piezômetros pode servir como um alerta para a presença de vírus em águas subterrâneas e a necessidade da inclusão dos vírus como um dos parâmetros para análises de qualidade da água.
Palavras-chave: vulnerabilidade, coronavírus, corpos d’água, esgoto |
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| Guia para Wetlands Urbanas de Águas Pluviais no Brasil |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
30/11/2023 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Thaís Calixtro da Rocha Ventura
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| Banca |
- Johannes Gerson Janzen
- Jose Marcato Junior
- Manoel Lucas Machado Xavier
- Paulo Henrique Silva de Lima
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
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| Resumo |
Wetlands construídas são infraestruturas multifuncionais que podem ser utilizadas para a solução de problemas relacionados às águas pluviais urbanas. Estas infraestruturas são definidas como sistemas artificiais planejados para mimetizar as wetlands naturais, usando dos mesmos processos físicos, químicos e biológicos para tratar as águas. Normalmente concebidas como soluções pontuais e de pequena escala, são mais eficazes aplicadas na escala da bacia, distribuídas sistematicamente e conectadas à rede hidrológica existente, se tornando parte da hierarquia do sistema. Contudo, há uma escassez de material em língua portuguesa, principalmente que contenha um texto acessível à agentes tomadores de decisão que não possuam o arcabouço técnico e à engenheiros e arquitetos brasileiros, levando em conta o nosso cenário de urbanização, as infraestruturas existentes no país, como as wetlands construídas podem ser aplicadas no contexto brasileiro e suas implicações no meio urbano. Diante dessas razões, o Guia para Wetlands Urbanas de Águas Pluviais no Brasil é apresentado, sendo um trabalho ilustrativo e conceitual que apresenta o conceito das wetlands construídas e seus benefícios, recomenda tipologias e explica seu funcionamento e como devem ser aplicadas no contexto urbano. Essas tipologias podem ser adaptadas para diversos locais, escalas, climas e funções, introduzindo uma heterogeneidade na paisagem urbana, influenciando na biodiversidade local e nos serviços ecossistêmicos, estimulando a criação espaços públicos ricos, agradáveis ao público e com resiliência urbana. |
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| Flow distribution and mass removal in a floating treatment island with different depths in a channel cavity |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
27/10/2023 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Ariel Ortiz Gomes
- Johannes Gerson Janzen
- Manoel Lucas Machado Xavier
- Paulo Henrique Silva de Lima
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
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| Resumo |
Em rios e canais abertos, as cavidades laterais são regiões adjacentes que afetam o fluxo,
criando uma zona de recirculação de água e reduzindo a energia do fluxo e com isso
proporcionar a retenção de sedimentos, a proteção das margens dos rios e refúgio para
organismos que se desenvolvem em águas mais calmas. A presença de vegetação nestas
estruturas oferece resistência adicional ao fluxo que afeta a magnitude do fluxo
variáveis relacionadas, por exemplo, intensificando a desaceleração dentro da cavidade e
impactando os processos de troca de massa entre o canal principal e a zona morta.
Este estudo avaliou o efeito das interações hidrodinâmicas da vegetação flutuante dentro da cavidade lateral no sistema de circulação usando Fluido Computacional
Dinâmica (CFD) e experimentos de laboratório. Nas simulações, o anisotrópico
resistência gerada pela vegetação foi representada por uma zona porosa, esta é uma
simples, maneira de representar essa resistência exercida ao fluxo, e ainda assim eficaz em
capturando os efeitos na hidrodinâmica. A densidade da vegetação permaneceu constante e
teve 5 diferentes profundidades de vegetação estudadas nas simulações e para fins práticos iniciais
testes apenas um caso vegetado foi utilizado. Em todos os casos simulados, a presença de
a vegetação flutuante reduziu a magnitude da velocidade na parte mais interna do
cavidade em comparação com áreas sem vegetação, enquanto nos casos de laboratório houve
desaceleração quase absoluta na maior parte da região vegetada com pontos de aceleração. O aumento da profundidade da vegetação diminuiu a velocidade do fluxo no
cavidade lateral, atingindo seu efeito máximo no caso de cavidade totalmente preenchida. |
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| MODELO EMPÍRICO DE DEMANDA HÍDRICA SETORIAL BASEADO NA OCUPAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
11/09/2023 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Vinícius Vieira de Moraes
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| Banca |
- Danielle de Almeida Bressiani
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
- Gabriela Chiquito Gesualdo
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
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| Resumo |
A evolução dos usos da água em bacias hidrográficas está associada aos processos de
ocupação humana regional, que incluem diversas atividades socioeconômicas e distintos
padrões de cobertura do solo. Este estudo propõe a construção de modelos matemáticos
empíricos para representar a demanda hídrica setorial e sua relação com aspectos
ambientais e socioeconômicos de bacias hidrográficas. Avaliamos a associação entre
dados de demanda hídrica setorial com classes de cobertura do solo e indicadores
socioeconômicos, ambos disponibilizados em bases de dados institucionais. Os modelos
empíricos de demanda hídrica urbana e animal foram construídos a partir de regressão
múltipla. As etapas de calibração e validação foram realizadas na Bacia do Rio Paraíba
do Sul, sudeste do Brasil, com simulação histórica e futura do comportamento dos usos
da água. Os resultados mostraram que o modelo empírico normalizado de demanda
hídrica urbana foi satisfatório tendo como base dados de área urbanizada e população
urbana. Enquanto o modelo semi-logarítmico de demanda hídrica animal resultou de
dados de área de pecuária e PIB do setor agropecuário. Assim, os modelos matemáticos
empíricos propostos permitem estimar as demandas hídricas atuais e futuras a partir das
mudanças na cobertura do solo de bacias hidrográficas, subsidiando a gestão integrada do
uso do solo e dos recursos hídricos. |
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