| SISTEMA INOVADOR DE MENOR DEMANDA ENERGÉTICA PARA REATOR AERADO COM BIOFILME |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
31/03/2021 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Fabio Verissimo Goncalves
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlos Nobuyoshi Ide
- Edilson Sadayuki Omoto
- Fabio Verissimo Goncalves
- Hugo Koji Suekame
- Keila Roberta Ferreira de Oliveira
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| Resumo |
Diante da necessidade de se buscar sistemas de tratamento de esgoto com maior eficiência energética e implantação em menores áreas, foi proposto um projeto em escala piloto de um reator aerado com biofilme, o qual se aproxima ao sistema de Reator Biológico de Contato (Biodiscos), onde a rotação ocorre apenas pela força hidrostática, de capacidade total 0,57m³. Alimentado por efluente tratado, composto por três camadas de tubulações para aeração, sendo a interna de 50mm, intermediária de 75mm e externa 100mm, sendo essas tubulações fixadas em um aro metálico de 530mm. A área de contato foi modelada por software AutoCAD-3D. Visando estabelecer um método para determinar a taxa de aeração do sistema foi aplicada: i) modelagem matemática do balanço de massa macroscópico e ii) teste de aeração em escala real para balanço de massa microscópico. A área de contato obtida de 135,02m²/m³ foi comparada a outros materiais já existentes no mercado, sendo em 35,02% e 32,37% maior para o Bio-Pac Raschig USA e 32,49% menor para mesmo material, com as diferentes áreas de contato; 33,68% maior do que aquela adotada no Bioring BioProject, 91,68% maior do que o Biodisco Assan; 125,03%, 68,78% e 35,02% maior do que as áreas de contato referidas nos diferentes modelos da PallPAK Pall Ring Company Limited; 264,92% maior do que a Membrana ZeeLung© e 275,06% maior do que a pedra rachão. A taxa de aeração obtida durante a operação do reator foi de 3,46 E-04 g.s-1. Os resultados obtidos no estudo de Almeida, T. R. (2018) para o biorreator com aerador superficial fixo, demonstraram que o sistema obteve taxa de aeração 157,20% maior para sistema com rotação de 100rpm, 21,40% maior para rotação de 150rpm e 55,37% menor para a rotação de 200rpm. Sendo assim, o projeto piloto proposto de reator aerado com biofilme obteve bons resultados quando comparado a outros biorreatores existentes, além de não demandar consumo de energia para inserção de oxigênio no sistema. |
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| High-resolution soil erodibility map of Brasil |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
08/03/2021 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
- Jamil Alexandre Ayach Anache
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
A modelagem da erosão do solo em larga escala tem um papel crucial na compreensão e planejamento de estratégias de conservação do solo e da água. A falta de dados espaciais de características do solo necessários para calcular a erodibilidade do solo (fator K) tem sido um dos maiores obstáculos no Brasil. O fator K é uma propriedade complexa que expressa a suscetibilidade do solo à erosão de acordo com suas características inerentes. Este fator é um parâmetro de entrada chave para os modelos de erosão do solo mais difundidos: a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a USLE Revisada (RUSLE). Neste trabalho nós produzimos um mapa de erodibilidade espacialmente explícito de alta resolução (tamanho de célula de 250 m) para todo o Brasil. Para calcular o fator K aplicamos as equações propostas originalmente no nomógrafo da USLE (USDA-Agriculture Handbook, 537, 1978) e no modelo EPIC (Journal of Soil and Water Conservation, 38, 381–383, 1983), usando as seguintes propriedades do solo: conteúdo de matéria orgânica, textura, estrutura e permeabilidade do solo. Para avaliar qualitativamente nosso mapa do fator K, seus valores foram comparados com os valores do fator K obtidos de parcelas-padrão em todo o Brasil. Descobrimos que o nomógrafo USLE leva a uma estimativa mais precisa do fator K do que o modelo EPIC. As estimativas do fator K pelo nomógrafo USLE variam de 0,0002 a 0,0636 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1, com um valor médio de 0,0181 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1. Nossas descobertas abrem caminho para um melhor entendimento da erosão do solo em várias escalas e, assim, contribuem para um melhor planejamento e gestão do uso da terra no Brasil. O conjunto de dados está disponível gratuitamente em https://doi.org/10.5281/zenodo.4279869 |
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| Sensoriamento Remoto aplicado em Recursos Hídricos |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
25/02/2021 |
| Área |
RECURSOS HÍDRICOS |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Lucas Yuri Dutra de Oliveira
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| Banca |
- Ana Paula Marques Ramos
- Jose Marcato Junior
- Lucas Prado Osco
- Roberto Macedo Gamarra
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| Resumo |
O monitoramento de recursos hídricos serve como base para tomada de decisão e para
amenizar os efeitos de futuras crises hídricas, como, por exemplo, a crise no Sistema
Cantareira, área de estudo deste trabalho, no biênio 2013/14. Investigamos a
confiabilidade da classificação de imagens, utilizando técnicas de sensoriamento remoto
e aprendizado de máquina no contexto de recursos hídricos, que é um recurso
indispensável para a sociedade. Os experimentos foram realizados nas seis represas que
compõem o Sistema Cantareira, e utilizamos imagens multiespectrais orbitais RapidEye,
que apresentam uma resolução espacial de 5 metros. Foram testados quatro métodos de
classificação, sendo eles: Distância Mínima, Probabilidade Máxima, Mapeamento do
Ângulo Espectral e Random Forest. Os métodos de Distância Mínima e Probabilidade
Máxima ofereceram resultados com acurácia maior que 95%. O Random Forest, técnica
de aprendizado de máquina, possibilitou gerar resultados com acurácia superior,
atingindo acurácia de 98,06%. Os resultados mostram que a combinação de imagens
RapidEye com a as técnicas de sensoriamento remoto e aprendizado de máquina
permitem o mapeamento detalhado e acurado de recursos hídricos no Sistema Cantareira.
Como resultado dessa pesquisa, tem-se também a geração de um conjunto de dados
rotulados, disponibilizado para a realização de experimentos futuros. |
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| MASS EXCHANGE IN DEAD ZONES: A NUMERICAL APPROACH |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
22/02/2021 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Luiz Eduardo Domingos de Oliveira
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| Banca |
- Jhonatan Barbosa da Silva
- Johannes Gerson Janzen
- Manoel Lucas Machado Xavier
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
A hidrodinâmica de zonas mortas foi investigada em dois diferentes tipos de estruturas: cavidades laterais e campos de espigão. Uma revisão de literatura dos principais
métodos de investigação deste tipo de escoamento foi conduzida na qual identificamos
lacunas a serem preenchidas. A estrutura desta dissertação começa com um modelo
numérico de campos de espigão que identificou diferentes fases na qual a troca de massa
entre o canal inalterado e a zona morta ocorre. Em seguida, um modelo numérico foi
desenvolvido para descrever a hidrodinâmica de uma cavidade lateral usando um método
híbrido para calcular os campos turbulentos (Detached Eddy Simulation) sob um pacote comercial. Este modelo foi melhorado no seguinte capítulo em uma simulação que
considera os campos instantâneos do escoamento (modelo de turbulência Large Eddy Simulation) na qual um pacote de código aberto foi utilizado para uma ampliação do acesso
do modelo. Finalmente, o principal tópico da dissertação foi descrito e consiste na investigação de uma cavidade lateral vegetada. Neste artigo, descobrimos a presença de uma
circulação secundária que não era esperada para essa geometria, caso não houvesse vegetação. Além disso, o artigo trata da análise do escoamento e sua variação em diferentes
níveis de densidade de vegetação a qual nos levou a encontrar um valor limite que divide
o escoamento. |
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| OCORRÊNCIA E VARIABILIDADE DE MICROPLÁSTICOS EM RIO URBANO |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
01/02/2021 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Maria Gabriela Alves Ferreira
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| Banca |
- Jhonatan Barbosa da Silva
- Karina Ocampo Righi Cavallaro
- Kennedy Francis Roche
- Maria Lucia Ribeiro
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| Resumo |
Focados em determinar a poluição microplástica nos sistemas de água doce, os estudos
abordam grandes rios e lagos, sendo a caracterização da poluição de pequenos rios e córregos
urbanos pouco avaliada. Analisamos a variação da abundância microplástica em dias de fluxo
de base, em rio urbano que drena áreas comerciais e residenciais. Utilizamos para as coletas
rede com abertura de 68 μm, digestão com associação do método WPO e KOH e análise visual.
Todas as amostras continham microplásticos, com concentrações variando de 1,1 – 11,3
itens.L-1
. Os tipos mais abundantes foram filamentos transparentes e fragmentos pretos. As
concentrações de microplásticos encontradas foram significativamente relacionadas à ausência
de chuvas. Nossos dados sugerem que pequenos corpos d’água urbanos podem transportar
5,75x1011 itens.ano-1
, mesmo com serviço de coleta de esgoto e resíduos sólidos implantados
nas bacias. Essas abundâncias microplásticas são iguais ou até superiores à grandes rios que
drenam áreas industriais, portanto, pequenos rios e córregos urbanos podem ser importantes
meios de transporte dos microplásticos que chegam ao mar. |
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| Caracterização do processo de assoreamento de reservatório urbano |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
19/11/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Maria Eduarda Alves Ferreira
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| Banca |
- Bruno Bernardo dos Santos
- Glauber Altrao Carvalho
- Jamil Alexandre Ayach Anache
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
Localizar a origem dos sedimentos em ambientes urbanos se torna desafio devido às alterações antrópicas na bacia. A aplicação da técnica de rastreamento de fontes de sedimentos, denominada de fingerprinting, associada as análises de uso e ocupação da bacia e levantamentos batimétricos, permite, de maneira rápida e econômica, identificar pontos na bacia que mais contribuem para o assoreamento de reservatórios auxiliando nas estratégias para redução dos processos erosivos e contenção dos sedimentos transportados. Entre os fatores que mais afetam o assoreamento de reservatórios urbanos estão a interligação com a drenagem, a mobilização e remobilização dos sedimentos e a erosão de margens e leitos dos cursos d’água. |
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| Análise multicritério na prevenção de desastres causados por eventos extremos |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
08/09/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Isabel Kaufmann de Almeida
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Cleylse Andréia Souza Lima
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| Banca |
- Albert Schiaveto de Souza
- Antonio Conceicao Paranhos Filho
- Isabel Kaufmann de Almeida
- Robert Schiaveto de Souza
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| Resumo |
Não se pode negar que a urbanização melhorou a qualidade de vida da população, mas em compensação, o aumento das áreas impermeabilizadas gera consequências não só no meio ambiente, como também na vida das pessoas. Áreas impermeáveis diminuem a capacidade de infiltração da água no solo e aumenta o volume de escoamento superficial. As enchentes e inundações são problemas comuns em cidades com má estruturação e/ou que tiveram crescimento populacional acelerado. A partir dessa problemática, buscaram-se dispositivos que controlassem as águas pluviais e que fossem de baixo impacto ambiental, associando as BMP e LID. Neste estudo foram identificados os principais critérios a serem considerados no processo de tomada de decisão no controle de cheias, além da aplicação da lógica Fuzzy na identificação dos melhores mecanismos de controle de enchentes em cidades localizadas em cinco diferentes regiões do Brasil. Para as cidades analisadas, o melhor mecanismo no controle de inundação é a bacia de detenção. |
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| Uma revisão dos métodos geofísicos e suas aplicações nas investigações ambientais |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
30/07/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Antonio Conceicao Paranhos Filho
- Giancarlo Lastoria
- Marco Antonio Barsottelli Botelho
- Sandra Garcia Gabas
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| Resumo |
Esta pesquisa teve como objetivo identificar as aplicações atuais da geofísica em estudos ambientais, a nível nacional e internacional. Assim, realizou-se uma pesquisa bibliográfica na literatura geral e também em três periódicos: Revista Brasileira de Geofísica (RBGF), Revista de Geofísica Ambiental e de Engenharia (JEEG) e Geofísica de Superfície Próxima (NSG) no período do segundo semestre de 2016 até o final de 2019. Analisando nestas um total de 448 artigos, criou-se uma tabela geral, de onde foram retiradas informações como países que mais estão publicando, universidades mais produtivas e quais as áreas com maior frequência de publicações. Desta tabela, foram selecionados os 125 artigos relacionados à área de meio ambiente. Após a tabulação dessas publicações, por meio de análise estatística, buscaram-se informações que pudessem responder perguntas como, quais são os equipamentos e métodos geofísicos que estão sendo mais utilizados atualmente para estudos ambientais no Brasil e no mundo e quais as aplicabilidades de cada método? Além desses, outros fatores foram analisados para obter dados relevantes, como o objetivo dos levantamentos, os locais de aplicação e a integração de metodologias. Para isso foram confeccionadas tabelas resumo da aplicabilidade específica de cada método geofísico nas investigações ambientais. Também foram elaboradas tabelas relacionando a integração de métodos com sua aplicação ambiental, isto para verificar a forma e se está ocorrendo cada tipo de integração metodológica. Além disso, identificou-se a porcentagem que cada problema ambiental é resolvido por cada tipo de metodologia geofísica, para assim conseguirmos responder à pergunta chave desta revisão: Como a Geofísica pode ajudar nas investigações ambientais? Como resposta verificou-se que os métodos geoelétricos e o GPR são as metodologias mais utilizadas; os aquíferos e as áreas contaminadas são os locais de maior uso para a geofísica; e a detecção de resíduos e contaminantes, estudos de estabilidade geológica e de reservatórios, bem como a crescente exploração dos recursos hídricos subterrâneos são os principais objetivos da aplicação da geofísica nos estudos ambientais contemporâneos. |
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| Quantificação e distribuição vertical de microplásticos na coluna d’agua em represa urbana |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/06/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Bruno Leonardo Marques Castro de Oliveira
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| Banca |
- Karina Ocampo Righi Cavallaro
- Kennedy Francis Roche
- Maria Lucia Ribeiro
- William Marcos da Silva
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| Resumo |
Nos últimos anos, pesquisas apontaram a presença de microplásticos em ambientes aquáticos para todo o mundo. Os microplásticos são de 5 mm ou menos, chegando até alguns micrômetros. O principal foco das pesquisas sobre microplásticos é o ambiente marinho, tornando os microplásticos no ambiente de água doce um vasto campo para novos estudos. Neste estudo, foi feita uma coleta de 36 amostras de água em uma represa urbana em um período de seis meses (Julho a Dezembro de 2019), sendo a metade das amostras foram coletadas na superfície da água e outra metade no meio da coluna de água. No laboratório as amostras foram purificadas e analisadas pelo método visual com microscópio estereoscópico. Os resultados foram quantificados e catalogados quanto ao tamanho, forma e cor. Este estudo identificou 184 partículas de microplásticos nas amostras com uma predominância de microplásticos transparentes sobre os coloridos e filamentos sobre os fragmentos de microplásticos. A represa urbana apresentou uma quantidade média total de 20,99 p/m³. Houve uma pequena variação mensal na abundância microplástica independente da profundidade, exceto em Novembro e Dezembro que teve uma variação significativa. Este estudo indica que para uma observação correta da abundância microplástica é necessário a análise da abundância em multicamadas da coluna de água. Os resultados apontam uma maior abundância na superfície do que no meio da coluna d’água. |
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| Remoção de surfactantes em sistema baseado na natureza tratando água cinza |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/03/2020 |
| 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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| Remoção de surfactantes em sistema baseado na natureza tratando água cinza |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/03/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
- Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Delmira Beatriz Wolff
- Fernando Silva Bernardes
- Paula Loureiro Paulo
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| Resumo |
Os wetlands construídos são sistemas de baixo custo e usados em todo o mundo para tratar águas residuárias. Esses sistemas são baseados em ecossistemas naturais e os processos de tratamento envolvem interações complexas entre solo, água, plantas, microrganismos e padrões de fluxo predominantes. Estudos demonstram a eficiência desses sistemas em remover matéria orgânica, sólidos, nitrogênio, fósforo e bactérias. Por outro lado, há pouca informação sobre o destino de poluentes orgânicos específicos, como o alquilbenzeno sulfonato linear (LAS) surfactante aniônico, usado em detergentes em todo o mundo e, como tal, é um constituinte geral de efluentes domésticos. Métodos convencionais utilizados no tratamento, como reatores biológicos anaeróbios (UASB) e lagoas de estabilização, apresentam dificuldades na remoção desses poluentes. Neste trabalho objetivou-se avaliar a eficiência de um sistema piloto de evapotranspiração e tratamento de água cinza (EvaTAC), simulando a rotina de uma família em escala real na remoção de LAS. Obteve-se eficiência de remoção que atendem as leis estadual CECA 036/2012 e nacional CONAMA 430/2011, onde a remoção de DQO chegou a 56% e a DBO de saída (38 a 42 mg.L-1 ) do sistema foi menor que 120 mg.L-1 (padrão de lançamento), mesmo com uma carga orgânica aplicada elevada, sendo 67,7 gDQO.m-2.d-1, para a primeira fase e 19,2 gDQO.m-2.d-1 na segunda. As legislações supracitadas não estabelecem limites de lançamento de LAS no ambiente. Neste trabalho alcançou-se uma remoção 45% do LAS, sendo o valor médio do mesmo na saída do sistema de 22.3±11,1 mg.L-1 na primeira fase e 17.8 ±6,8 mg.L-1 na segunda fase. Embora esse sistema compacto não tenha atingido uma grande quantidade de remoção de poluentes, ele pode ser utilizado em pequenas comunidades e o efluente pode ser utilizado para fins não potáveis. |
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| Influência de sistemas de cultivo e de manejo do solo na infiltração de água |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
06/03/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Alexandre Romeiro de Araujo
- Jamil Alexandre Ayach Anache
- Maisa Honorio Belizario
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
A mudança relativa à conversão de paisagens naturais em pastagens e agricultura promove alterações nos atributos do solo. Essa mudança altera a interação do solo e da água podendo promover alterações na matéria orgânica do solo, refletindo em outros atributos físicos do solo como capacidade de infiltração de água, resistência do solo à penetração de raízes e densidade do solo. Os principais sistemas adotados neste estudo foram: sistema de manejo sob pastejo rotacionado e sistemas integrados de rotação lavoura, pecuária e floresta. Nosso objetivo foi explicar como o manejo do solo pode interferir na taxa de infiltração e entender como ocorre essa interação. Para tanto, avaliamos a infiltração de água com simulador de chuvas na área experimental e em área com vegetação nativa que não sofreu nenhum impacto antrópico. Em todos os sistemas de manejo, além da infiltração de água, realizamos avaliações relativas ao conteúdo de matéria orgânica no solo, resistência do solo à penetração e densidade do solo. Sistemas de cultivo com maior interferência antrópica tendem a apresentar valores menores de infiltração. O sistema de manejo de solo que estabelece cultura anual no início da rotação tem efeito positivo na infiltração, independente se o cultivo do componente floresta compõe o sistema de manejo adotado. A infiltração de água, considerando os diferentes sistemas de manejo de solo, está diretamente associada à presença de resíduos vegetais e de matéria orgânica na superfície do solo. Essa interação é explicada pelo efeito direto da matéria orgânica no selamento superficial e na rugosidade da superfície do solo. |
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| Cobrança pelo uso da água: a efetividade do instrumento |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
05/03/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- DANIELLE AMORIM FREITAS DE SOUZA
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| Banca |
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
- Larissa Fernanda Rosa de Almeida
- Synara Aparecida Olendzki Broch
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
Historicamente, a água tem sido usada de forma ineficiente. Parte disso deve-se à avaliação errônea de que a água é um bem livre e gratuito e, pelo mesmo motivo, a opinião pública normalmente rejeita a visão econômica com relação a esse recurso. Mas, a melhoria na governança da água, de modo a considerar a vocação econômica da água, é a chave para lidar com a insegurança hídrica. Para isso, são utilizados instrumentos econômico-financeiros, como a cobrança pelo uso da água. Porém, a aplicação deste instrumento ainda é problemática, principalmente quanto à seguinte questão: o instrumento é eficiente no cumprimento dos objetivos econômico e financeiro propostos? Assim posto, para direcionar nosso trabalho formulamos a hipótese de que a cobrança pelo uso da água é eficiente no cumprimento dos objetivos econômico e financeiro. Foram realizadas análises econômicas, através do modelo de elasticidade-preço, e financeira, onde verificamos a aplicação dos recursos obtidos com a cobrança. Concluímos que a cobrança, nos moldes atuais, é suficiente para garantir melhoria na eficiência operacional das companhias, mas não é capaz de conduzir à significativa racionalização do consumo de água, devido ao comportamento relativamente inelástico da demanda ao preço. Além disso, a ausência de correção dos preços impõe caráter não-econômico à água, dificultando o objetivo de dar ao usuário uma real noção de seu valor. A revisão dos valores cobrados e a integração com outros instrumentos econômicos é essencial para alcançar os objetivos propostos. |
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| Effects of climate change and forest restoration on water availability |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
02/03/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Danielle de Almeida Bressiani
- Dulce Buchala Bicca Rodrigues
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Teodorico Alves Sobrinho
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| Resumo |
Os serviços ecossistêmicos são cruciais para manter a segurança no Nexo Água-Alimentos- Energia. Neste contexto, o reflorestamento e as práticas de conservação do solo e da água são amplamente implementadas pelos programas de revitalização de bacias hidrográficas com o objetivo de melhorar a produção de água. No entanto, os efeitos da restauração florestal e das práticas de conservação de solo e água na hidrologia da bacia ainda não estão claros. Assim, avaliamos se uma mudança positiva nas práticas de conservação de solo e água e no reflorestamento podem impactar a disponibilidade hídrica e aumentar a resiliência em uma bacia do Cerrado brasileiro frente a cenários de mudanças climáticas. Este estudo foi desenvolvido em parte das bacias do Afluentes do Alto São Francisco (SF) e dos rios Pará e Paraopeba, com áreas de estudo de 13.240 km², 7.409 km² e 7.950 km², respectivamente. Deste modo, calibramos (1992-2005) e avaliamos (2006-2012) o modelo SWAT utilizando dados observados diariamente, obtendo valores de eficiência Kling – Gupta (KGE) superiores a 0,70 nos dois períodos, exceto na bacia dos Afluentes do Alto SF no período de avaliação no qual obtivemos um valor KGE de 0,61. Para avaliar os efeitos da mudança de cobertura e uso da terra (LCLUC) na disponibilidade hídrica, criamos um cenário LCLUC que considera as melhores práticas de conservação de solo e água e o reflorestamento de zonas riparias, seguindo as recomendações do programa brasileiro de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA). Além disso, utilizamos os dados dos cenários SSP2- 4.5 e SSP5-8.5 do projeto CMIP6 para o período de 2015-2100, onde realizamos um ensemble de sete GCMs e corrigimos viés por meio do método linear. Além disso, para avaliar a segurança hídrica na bacia de Três Marias como um todo, estimamos a vazão ambiental para cada mês e o contrastamos com a vazão mensal média de cada cenário de mudança climática e LCLUC. Nossos resultados indicam uma diminuição nos valores médios das vazões mensais e anuais nos dois cenários de mudanças climáticas. Juntamente com uma diminuição de 5% a 15% na precipitação no período projetado, um aumento de 7% a 15% nas áreas florestais gerou um aumento nos valores de evapotranspiração em até 38%, resultando em uma diminuição do escoamento superficial e vazão de base. O reflorestamento e as práticas de conservação de solo e água não melhoram necessariamente a disponibilidade hídrica, como esperado por muitos PSA. Na avaliação da segurança hídrica da bacia de Três Marias, pode-se esperar situações de risco de seca hidrológica e escassez extrema nos futuros médio (2041-2070) e distante (2071-2100) em todos os cenários, principalmente no período seco de Agosto a Outubro. Essas condições de alta insegurança e vulnerabilidade ameaçam a disponibilidade hídrica para os ecossistemas, o que, por sua vez, compromete o atendimento das necessidades dos setores de alimentos, energia e água para o sustento da vida humana. Nossos resultados expõem uma questão importante em relação à eficácia de programas de revitalização, como o PSA, no aumento da disponibilidade hídrica e contribuem para o processo de tomada de decisão no gerenciamento de recursos hídricos de uma bacia hidrográfica. |
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| CERRADO NATIVE VEGETATION MAPPING BASED ON MACHINE LEARNING |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
27/02/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Nayara Vasconcelos Estrabis
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| Banca |
- Jose Marcato Junior
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Vanessa Jordão Marcato Fernandes
- Wesley Nunes Goncalves
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| Resumo |
Cerrado is one of the biomes in Brazil and the second largest of the country and South America. It has rich biodiversity and environmental importance for itself and other neighboring biomes. However, due to the intensive human activities, it is considered one of the world hotspot in biodiversity with high threat. The Cerrado native vegetation has been replaced by expansive crops, pasture, human infrastructures and urban areas. Due to the threat of its existence, and the conservation need, it is necessary a constant monitoring. The use of machine learning methods is growing in remote sensing applications. The Brazilian state of Mato Grosso do Sul is one of the most agricultural and cattle producers, and it has most part of its territory in Cerrado. The aim is to map the Cerrado native vegetation in Mato Grosso do Sul using machine learning. Random Forest (RF) method was applied to Landsat 8 OLI satellite imagery (spatial resolution of 30 m) and UAV (Unmaned Aerial Vehicles) imagery (spatial resolution of 12 cm) in Google Earth Engine. The validation process was performed through the kappa and overall accuracy indexes. For the experiments with UAV imagery, we achieved an overall accuracy of approximately 85% and kappa index of 0.69. And for those using satellite imagery, 97.08% and 0.94 was obtained for overall accuracy and kappa index, respectively. |
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| REMOTELY PILOTED AIRCRAFTS PHOTOGRAMMETRY APPLIED TO OPEN PIT MINE VOLUMETRY |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
27/02/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Jose Marcato Junior
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Vanessa Jordão Marcato Fernandes
- Wesley Nunes Goncalves
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| Resumo |
O controle de volume do material extraído das minas a céu aberto tem importância vital para sua operação, a fim de garantir o uso mais eficiente do leito rochoso, sem extrapolar o limite de extração permitido, são necessários levantamentos volumétricos frequentes, mas a confiabilidade de tais medições depende diretamente da metodologia e do equipamento utilizado. Na maioria dos casos, o volume é calculado por simplificações geométricas da superfície real, que são medidas através de equipamentos como o receptor RTK GNSS, laser scanners, estação total ou mesmo fita métrica. No entanto, ao usar técnicas de visão computacional, como Structure from Motion (SfM) e Muti-View Stereo (MVS), aplicadas à fotogrametria com Aeronaves Remotamente Pilotadas (RPA), é possível obter resultados precisos e de baixo custo, geralmente mais rápidos que os métodos anteriores. O objetivo deste estudo é avaliar a precisão dos levantamentos volumétricos realizados pelo processamento de imagens (SfM) obtidas pelo RPA em minas a céu aberto, avaliando a influência do número de Pontos de Controle de Solo (GCP) e a sobreposição de imagens. Realizamos experimentos para coletar e analisar dados de áreas e volumes em uma mina a céu aberto e em um armazenamento a céu aberto para areia e cascalho. Entre os resultados obtidos, destacamos a sugestão de usar uma densidade de 15GCP / km2 bem distribuída para medições precisas e sobreposição de imagens de pelo menos 60%. Em casos como minas a céu aberto, onde apenas os valores de volume são necessários, a pesquisa aponta que o uso de RPA pode ser adotado mesmo sem GCP. |
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| Mapeamento arbóreo usando técnicas de aprendizado de máquina |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/02/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- José Augusto Correa Martins
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| Banca |
- Hemerson Pistori
- Jose Marcato Junior
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Vanessa Jordão Marcato Fernandes
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| Resumo |
Áreas verdes urbanas tem um papel fundamental no equilibro ambiental, bem estar e qualidade de vida dos cidadãos independentemente do tamanho da cidade. Uma maneira de se obter informações confiáveis sobre este ambiente é por meio de sensores remotamente pilotados associados às técnicas de visão computacional. Ao incorporar essas duas tecnologias é possível obter respostas confiáveis sobre o ambiente a nossa volta. O objetivo desta pesquisa foi demonstrar essa integração no contexto de mapeamento arbóreo no contexto urbano. Foram realizados experimentos com imagens aéreas coletadas por VANT (Veículos Aéreos NãoTripulados). As imagens foram obtidas com o VANT Phantom 4 advanced com um GSD (Ground Sample Distance) de 1,30 cm. Ao associar as técnicas de Visão Computacional SLIC (Simple Linear Iterative Clustering) superpixel e redes neurais convolucionais profundas, obtivemos uma acurácia de 96,97% na classificação entre árvores e fundo. Ao analisar os experimentos realizados, concluímos que este método possibilita a correta estimativa de cobertura vegetal em ambiente urbano. Esta abordagem mostrou resultados superiores aos métodos tradicionais previamente utilizados na literatura. |
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| Reference Evapotranspiration Estimates For A Tropical Savanna With Limited Meteorological Data |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
20/02/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Luiz Claudio Galvão do Valle Junior
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| Banca |
- George Louis Vourlitis
- Paulo Tarso Sanches de Oliveira
- Thiago Rangel Rodrigues
- Widinei Alves Fernandes
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| Resumo |
O Cerrado é o segundo maior bioma brasileiro, cobrindo cerca de 24% da área superficial do pais, e, nas últimas décadas, seu uso e cobertura do solo tem sido alterados devido à expansão agrícola. Estas atividades antrópicas impactaram o ciclo hidrológico e clima locais; logo, é importante entender o comportamento sazonal das variáveis climáticas e ter um bom manejo de recursos hídricos. A evapotranspiração de cultura (ETc) é uma ferramenta para calcular a demanda hídrica para culturas e pode ser calculada através da evapotranspiração de referência (ETo), um valor de evapotranspiração para uma cultura hipotética calculado apenas com dados meteorológicos. O método Penman-Monteith (FAO-PM) é recomendado pela FAO e usado globalmente sem necessidade de correção local; porém, possui uma alta demanda de dados. O objetivo desta dissertação era melhor entender o impacto das variáveis climáticas nas estimativas de ETo para uma região de Cerrado campo sujo quando dados meteorológicos são limitados. Para alcançar este, foram usados dados de campo e ETo calculada usando métodos diferentes. O estudo foi conduzido de março/2011 até fevereiro/2012. Como indicador de referência, foram calculados os valores de ETo usando FAO-PM com dados completos. ETo mensal média variou de 1,23 a 4,78 mm.dia-1. Para usar o método FAO-PM quando dados climáticos não estão disponíveis, ETo foi calculada usando procedimentos dados pela FAO para substituir ou estimar as seguintes variáveis: radiação solar, velocidade do vento e umidade relativa do ar. Considerando a radiação solar como dado não disponível, os resultados de ETo apresentaram performance ruim comparados a quando dados de velocidade do vento e/ou umidade relativa não estão disponíveis. Foram também comparados 21 outros modelos de ETo com a referência. Estes métodos foram classificados como: transferência de massa, radiação, temperatura e de combinação. Métodos de transferência de massa e de temperatura apresentaram resultados inadequados devido aos altos erros e baixas correlações. Os métodos de radiação, especialmente De Bruin-Keijman e Priestley-Taylor, apresentaram boa performance em comparação aos demais modelos de ETo. 4 equações com baixa demanda de dados foram geradas usando Algoritmo Genético (GA) baseadas nos resultados anteriores. Uma das equações geradas por GA, usando radiação solar e temperatura como entradas, demonstrou bons resultados e correlação com o indicador de referência. Os resultados encontrados nesta dissertação fornecem melhor entendimento sobre como variáveis climáticas afetam estimativas de ETo em regiões com características climáticas similares à área de estudo. Além disso, é possível inferir que dados de radiação solar afetam os valores de ETo para uma região de Cerrado campo sujo mais do que outras variáveis meteorológicas. |
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| Influência dos parâmetros ambientais nos índices de qualidade do fluxo em áreas de preservação da Mata Atlântica |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
21/01/2020 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Isabel Kaufmann de Almeida
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Cássia Monteiro da Silva Burigato Costa
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| Banca |
- Antonio Conceicao Paranhos Filho
- Isabel Kaufmann de Almeida
- Robert Schiaveto de Souza
- Sajjad Hussain
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| Resumo |
A gestão dos recursos hídricos em regiões com dados escassos, como a maioria dos países em desenvolvimento, ainda é uma das maiores dificuldades ao redor do mundo. A análise dos parâmetros de qualidade dos recursos hídricos pode fornecer informações importantes para a compreensão da situação atual dos recursos hídricos e da realidade do seu entorno, incluindo mudanças que ocorreram ao longo do tempo. Assim, este estudo busca avaliar a influência das áreas de preservação na qualidade da água de superfície no Bioma Mata Atlântica. Para o estudo foram selecionados pontos de monitoramento disponíveis gratuitamente no Brasil e realizadas análises por diferentes métodos estatísticos, como Cluster e a Análise de Componentes Principais. Na seleção foram priorizados pontos com maior número de parâmetros, maior tempo de monitoramento, localizados na região da Mata Atlântica e próximos de áreas de preservação. Desta forma, seis bacias foram selecionadas. As bacias mais preservadas, com mais de 80% de área de preservação, apresentam níveis menores de poluição. A segunda bacia mais degradada, com cerca de 50% de área de preservação apresenta nível de poluição intermediário. Enquanto a bacia mais degradada, apresenta o nível mais elevado de poluição. Sendo considerada como bacia degrada a bacia com menor área de vegetação nativa. Por fim, foram identificadas fontes não pontuais de poluição principalmente por atividades agrícolas. O primeiro componente, responsável por 31,4% da variação total, está associada com cargas fortes de nitrogênio amoniacal e NTK, e cargas moderadas de DBO e Nitritos. Assim, evidencia-se a importância da manutenção de áreas de preservação nas áreas de contribuição das bacias hidrográficas para a melhoria da qualidade das águas superficiais na Mata Atlântica. Além disso, este estudo apresenta sete métodos estatístico, promovendo uma análise robusta da poluição dos recursos hídricos da Mata Atlântica. |
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| Vazões mínimas e diversidade de biomas |
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| Curso |
Mestrado em Tecnologias Ambientais |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
09/12/2019 |
| Área |
ENGENHARIA SANITÁRIA |
| Orientador(es) |
- Isabel Kaufmann de Almeida
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Antonio Conceicao Paranhos Filho
- Claudia Goncalves Vianna Bacchi
- Fabio Verissimo Goncalves
- Isabel Kaufmann de Almeida
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| Resumo |
Entender os processos de mudança no decorrer do tempo torna-se importante para compreender a dinâmica das águas, suas tendências e planejar ações futuras. Neste trabalho buscou-se caracterizar a variabilidade multitemporal da vazão mínima considerando bioma, classe de solo predominante e clima. Utilizando técnicas de geoprocessamento foram delimitadas 13 bacias hidrográficas pertencentes ao bioma Mata Atlântica e 5 bacias hidrográficas pertencentes ao bioma Cerrado. Foram extraídas as características físicas dessas bacias e classificadas imagens de satélite Landsat 5 TM para cada período analisado. As vazões mínimas foram estimadas para os períodos de 1980-1989, 1990-1999, 2000-2009 e 1980-2009. As relações entre as vazões mínimas e as características físicas das bacias foram avaliadas pelo coeficiente de correlação de Pearson. Para o bioma Mata Atlântica, o aumento na vazão mínima está diretamente relacionado com o aumento da área de drenagem, sendo essa relação mais evidente quando se trata de vazões mínimas menos restritivas. Para o bioma Cerrado, bacias mais alongadas exercem mais influência sobre vazões mínimas mais restritivas de longo prazo, enquanto que a classe de solo Latossolo Vermelho exerce influência sobre a vazão mínima menos restritiva em períodos de baixa vazão média mínima. |
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