Mestrado em Tecnologias Ambientais

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TRABALHO Ações
Cobrança pelo uso da água: a efetividade do instrumento
Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
Tipo Dissertação
Data 05/03/2020
Área ENGENHARIA SANITÁRIA
Orientador(es)
  • Teodorico Alves Sobrinho
Coorientador(es)
    Orientando(s)
    • DANIELLE AMORIM FREITAS DE SOUZA
    Banca
    • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
    • Larissa Fernanda Rosa de Almeida
    • Synara Aparecida Olendzki Broch
    • Teodorico Alves Sobrinho
    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
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 02/03/2020
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
      Coorientador(es)
        Orientando(s)
        • Paula Prado Siqueira
        Banca
        • Danielle de Almeida Bressiani
        • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
        • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
        • Teodorico Alves Sobrinho
        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
          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
          Tipo Dissertação
          Data 27/02/2020
          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
          Orientador(es)
          • Jose Marcato Junior
          Coorientador(es)
          • Hemerson Pistori
          Orientando(s)
          • Nayara Vasconcelos Estrabis
          Banca
          • Jose Marcato Junior
          • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
          • Vanessa Jordão Marcato Fernandes
          • Wesley Nunes Goncalves
          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
            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
            Tipo Dissertação
            Data 27/02/2020
            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
            Orientador(es)
            • Jose Marcato Junior
            Coorientador(es)
            • Edson Takashi Matsubara
            Orientando(s)
            • Henrique Lopes Siqueira
            Banca
            • Jose Marcato Junior
            • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
            • Vanessa Jordão Marcato Fernandes
            • Wesley Nunes Goncalves
            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
              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
              Tipo Dissertação
              Data 20/02/2020
              Área ENGENHARIA SANITÁRIA
              Orientador(es)
              • Jose Marcato Junior
              Coorientador(es)
              • Wesley Nunes Goncalves
              Orientando(s)
              • José Augusto Correa Martins
              Banca
              • Hemerson Pistori
              • Jose Marcato Junior
              • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
              • Vanessa Jordão Marcato Fernandes
              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
                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                Tipo Dissertação
                Data 20/02/2020
                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                Orientador(es)
                • Thiago Rangel Rodrigues
                Coorientador(es)
                  Orientando(s)
                  • Luiz Claudio Galvão do Valle Junior
                  Banca
                  • George Louis Vourlitis
                  • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                  • Thiago Rangel Rodrigues
                  • Widinei Alves Fernandes
                  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
                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                    Tipo Dissertação
                    Data 21/01/2020
                    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                    Orientador(es)
                    • Isabel Kaufmann de Almeida
                    Coorientador(es)
                      Orientando(s)
                      • Cássia Monteiro da Silva Burigato Costa
                      Banca
                      • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                      • Isabel Kaufmann de Almeida
                      • Robert Schiaveto de Souza
                      • Sajjad Hussain
                      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
                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                        Tipo Dissertação
                        Data 09/12/2019
                        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                        Orientador(es)
                        • Isabel Kaufmann de Almeida
                        Coorientador(es)
                          Orientando(s)
                          • Jovane Martins Correa
                          Banca
                          • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                          • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                          • Fabio Verissimo Goncalves
                          • Isabel Kaufmann de Almeida
                          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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                            Tempo de concentração em bacia urbana
                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                            Tipo Dissertação
                            Data 06/11/2019
                            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                            Orientador(es)
                            • Fabio Verissimo Goncalves
                            Coorientador(es)
                              Orientando(s)
                              • Tatiane Freire Fenerick
                              Banca
                              • Carlos Nobuyoshi Ide
                              • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                              • Fabio Verissimo Goncalves
                              • Isabel Kaufmann de Almeida
                              • Synara Aparecida Olendzki Broch
                              Resumo Por definição, o tempo de concentração é o tempo necessário para uma gota d’água caminhar superficialmente do ponto mais distante da bacia, em percurso hidráulico, até seu exutório. Transformar esta teoria em prática causa muita incerteza, visto que há infinidade de equações, em sua maior parte dependem de restrições como a área, declividade, comprimento do talvegue e do uso e ocupação do solo. Assim, muitas equações são utilizadas erroneamente e produzem erro que superestima ou subestima o tempo de concentração. O objetivo deste trabalho é avaliar o tempo de concentração através de três métodos gráficos e avaliar o erro que pode ser apresentado a partir do cálculo incorreto das equações apresentadas na literatura. Também, apresentar correlação do tempo de concentração com as variáveis volume total precipitado, precipitação total, intensidade da precipitação e duração da precipitação. As fórmulas que apresentaram melhores resultados foram as de Kerby-Hathaway, Carter, FAA, Schaake e Kirpch (adaptada por Akan), nesta ordem.
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                                PÓS-TRATAMENTO DE EFLUENTES DE CURTUME EM SISTEMAS DE WETLANDS CONSTRUÍDOS
                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Dissertação
                                Data 18/09/2019
                                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                Orientador(es)
                                • Carlos Nobuyoshi Ide
                                Coorientador(es)
                                • Jhonatan Barbosa da Silva
                                Orientando(s)
                                • Yeda de Lima Sousa
                                Banca
                                • Carlos Nobuyoshi Ide
                                • Jonas de Sousa Correa
                                • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                                • Maria Lucia Ribeiro
                                Resumo Os wetlands construídos (SWC) são uma opção viável ao pós-tratamento de efluentes, tratando-se de ecossistemas artificiais de alagados naturais. Neste trabalho foi avaliado o desempenho de duas configurações de sistemas de SWC como pós-tratamento de efluente industrial de curtume. O sistema, em escala piloto, consistiu em células cilíndricas de fibra de vidro, com 1,00m de diâmetro e 0,60m de profundidade de substrato (brita 2, brita 1, brita 0, pedrisco, 0,10m cada, e areia grossa, 0,20m). Uma configuração foi denominada Branco (WB), uma célula sem vegetação, e na outra foram instaladas três células vegetadas em série (WS), com a macrófita Typha dominguensis Pers. O monitoramento foi realizado durante 7 semanas, em 2 fases, uma de 3 semanas com efluente bruto e outra de 5 semanas com efluente diluído, com análises de parâmetros físico-químicos, biológicos e ecotoxicológicos. O TDH foi de 1,2 dias e a taxa de aplicação de 0,15 m3 dia-1. As performances mais expressivas de remoção, em ambas as fases, no WB foram DBO5,20, cromo e PT, e no WS foram turbidez, DBO5,20, cromo, NA e COT. A ecotoxicidade na saída do WS resultou em uma CL50 de 43,4%. A Fase 1 apresentou menor adaptabilidade dos sistemas ao efluente, principalmente pela elevada salinidade. Estatisticamente, na Fase 2, quase todos os parâmetros analisados apresentaram diferença significativa entre as medianas, confirmando a influência das Typhas na remoção destes poluentes. Porém, o crescimento, desenvolvimento e adaptação das Typhas não satisfatórios em ambas as fases, inferindo que os sistemas nas condições estudadas não são viáveis.
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                                  Vazamentos em sistemas de distribuição de água: investigação e impactos nos parâmetros hidráulicos
                                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                  Tipo Dissertação
                                  Data 28/08/2019
                                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                  Orientador(es)
                                  • Carlos Nobuyoshi Ide
                                  Coorientador(es)
                                    Orientando(s)
                                    • Robervan Alves de Araujo
                                    Banca
                                    • Carlos Nobuyoshi Ide
                                    • Fabio Verissimo Goncalves
                                    • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                                    • Robert Schiaveto de Souza
                                    Resumo A água é um recurso natural essencial para a vida, mas que se apresenta com um recurso finito. Entretanto, a população mundial continua se elevando sendo cada vez mais requisitado otimizar a gestão desse recurso. Nos sistemas de distribuição de água há presença de vazamentos, zonas de baixa ou elevada pressão, elevadas perdas de carga, fornecimento intermitente de água. Portanto, há necessidade de redução das perdas reais de água através de vazamentos, assim contribuindo para melhor qualidade e segurança da água, bem como preservação deste recurso natural. Portanto, essa pesquisa apresenta intensa investigação experimental em escala real sobre vazamento hidráulico em orifícios circulares aplicados em sistemas de distribuição de água. Sendo que o foco do estudo foi no detalhamento de parâmetros hidráulicos que permitem auxiliar no entendimento e interpretação do comportamento do vazamento hidráulico. Deste modo, medidas diretas de pressão, massa do vazamento e tempo foram coletadas de uma bancada experimental para análise. Assim, foi permitido o cálculo de medidas indiretas de vazão do vazamento, velocidade do vazamento, coeficiente de descarga e número de Reynolds. Os resultados apresentam dados de aumento e diminuição da área de vazamento, variação no expoente de vazamento (0,4849 a 0,6625), valores de expoente de descarga em regime turbulento diferentes de 0,6 (0,2915 à 0,9893). Portanto, o diâmetro do orifício de vazamento apresenta influência nos valores da vazão do vazamento, velocidade do jato de vazamento, coeficiente de descarga, expoente de vazamento e número de Reynolds, sendo essas características essenciais para a caracterização do comportamento do vazamento hidráulico.
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                                      Componentes principais do nexo água-energia-alimento
                                      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                      Tipo Dissertação
                                      Data 28/08/2019
                                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                      Orientador(es)
                                      • Fabio Verissimo Goncalves
                                      Coorientador(es)
                                        Orientando(s)
                                        • Rafael Brandão Ferreira de Moraes
                                        Banca
                                        • Carlos Nobuyoshi Ide
                                        • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                                        • Fabio Verissimo Goncalves
                                        • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                                        Resumo A água, a energia e os alimentos são elementos essenciais para a sobrevivência da humanidade, redução da pobreza e desenvolvimento sustentável. Cada uma das três "esferas de recursos" do nexo água-energia-alimento afeta as outras de maneira significativa e ignorar os efeitos em uma pode ter impactos consideráveis em outra. A demanda por esses recursos aumentará substancialmente nas próximas décadas, em torno de 60, 50 e 40% para comida, energia e água, respectivamente, até 2050. Entre os principais motivos destacam-se o crescimento populacional e urbanização, desenvolvimento econômico, comércio internacional, diversificação das dietas e alterações climáticas. Este nexo representa uma abordagem conceitual que possibilita a observação e a análise das interações entre as atividades humanas e o meio ambiente. O objetivo deste estudo foi identificar os Componentes Principais que interferem e interagem no nexo água-energia-alimento, onde cada fator esteja em direta articulação com os demais. A área de estudo foram as cinco regiões geográficas brasileiras. O software utilizado foi o R e o método foi a Análise de Componentes Principais (ACP). Um terço das variáveis não foi considerado sensível para variância dos dados, ou seja, significativo em nenhuma componente principal. As duas primeiras componentes principais de cada região geográfica explicaram 84% da variância total dos dados, em média. As variáveis “número de unidades consumidoras de energia elétrica”, “esperança de vida ao nascer” e “P.I.B a preços correntes” apresentaram a maior correlação entre si e se destacaram, já que foram significativas nas primeiras componentes principais de três das cinco regiões geográficas em estudo.
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                                          Comparação em escala real de estações municipais de tratamento de esgoto: anaeróbio versus aeróbio
                                          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                          Tipo Dissertação
                                          Data 19/07/2019
                                          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                          Orientador(es)
                                          • Kennedy Francis Roche
                                          Coorientador(es)
                                            Orientando(s)
                                            • Péterson Benites Aristimunho
                                            Banca
                                            • Isabel Kaufmann de Almeida
                                            • Jhonatan Barbosa da Silva
                                            • Kennedy Francis Roche
                                            • Paula Loureiro Paulo
                                            Resumo Este trabalho avaliou o desempenho de duas estações municipais em escala real de tratamento de esgoto doméstico (416.000 e 36.000 habitantes), da mesma localidade, com processos biológicos anaeróbios e aeróbios, representados pelas tecnologias UASB e Lodos Ativados do tipo ICEAS (Sistema Cíclico Intermitente de Aeração Prolongada). Os resultados mostraram os seguintes ganhos de eficiência de remoção do Lodos Ativados ICEAS sobre o UASB: 17% (DBO), 33% (DQO), 77% (NT), 54% (PT) e 29,8% (E. coli). E destacamos a capacidade da variante ICEAS em alternar processos de nitrificação e desnitrificação, o que traz grande relevância ambiental pelo fato de alcançar alta taxa de remoção de nitrogênio, especialmente amônia, que é tóxica aos peixes.
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                                              Tratamento físico-quimico de efluentes do processo de reciclagem de plástico
                                              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                              Tipo Dissertação
                                              Data 18/06/2019
                                              Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                              Orientador(es)
                                              • Maria Lucia Ribeiro
                                              Coorientador(es)
                                                Orientando(s)
                                                • Robson Campos dos Anjos
                                                Banca
                                                • Aline Garcia
                                                • Carlos Nobuyoshi Ide
                                                • Maria Lucia Ribeiro
                                                • Willian Ribeiro Ide
                                                Resumo A preservação do meio ambiente e a sustentabilidade vêm se tornando cada vez mais importantes à medida que os recursos naturais se tornam escassos, aumentando o anseio da sociedade em realizar ações que tornem a atividade humana mais harmônica e sustentável com o meio ambiente. Dentre estas ações, a reciclagem é de fundamental importância, possibilitando a reutilização do recurso natural em um novo processo produtivo. O plástico é um material que permite, dentro de um processo complexo, a reciclagem e reutilização para fabricação de novos materiais. Uma das etapas deste processo de reciclagem é a lavagem do plástico que gera um efluente de alta turbidez, cor e matéria orgânica, que para que se possa atingir os parâmetros de lançamento ou reuso é necessário realizar tratamento físico-químico, geralmente de floculação/coagulação seguido de decantação, removendo os sólidos suspensos, turbidez, cor e matéria orgânica. Utilizamos neste trabalho o método de floculação/coagulação e decantação através de teste de jarros em escala de bancada, com o objetivo de avaliar a eficiência da remoção de turbidez, cor e DBO5,20 em um efluente de usina de reciclagem de plástico, utilizando como coagulante o sulfato de alumínio. Os resultados indicaram que a eficiência do tratamento está relacionada com a concentração de coagulante e o gradiente de velocidade da mistura rápida, que para o efluente estudado foram de 2200 mg.L-1 e 30 rpm, respectivamente.
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                                                  ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL DAS CHUVAS NO ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL
                                                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                  Tipo Dissertação
                                                  Data 17/05/2019
                                                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                  Orientador(es)
                                                  • Widinei Alves Fernandes
                                                  Coorientador(es)
                                                    Orientando(s)
                                                    • Jane Rose Leite Larréa Seabra
                                                    Banca
                                                    • Clovis Lasta Fritzen
                                                    • Thiago Rangel Rodrigues
                                                    • Vinicius Buscioli Capistrano
                                                    • Widinei Alves Fernandes
                                                    Resumo No estado de Mato Grosso do Sul, as chuvas acumuladas anualmente são obtidas através de estações terrestres presentes em diversas localidades, não havendo distinção entre as chuvas convectivas e as estratiformes. Através de dados obtidos pelo sensor PR (Precipitation Radar) abordo do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), é possível caracterizar as chuvas que atingem o estado, uma vez que sua órbita cobre a parte tropical do planeta. Este satélite possuía sensores que monitoravam a evolução temporal de formação das nuvens e dos sistemas de precipitação, além de apresentar uma estrutura tridimensional das chuvas. De posse dos dados deste satélite, é possível conhecer a distribuição espacial, visando identificar as regiões com as maiores e menores intensidades de chuva, possibilitando identificar variações na distribuição ao longo do tempo e suas causas. Em função da distribuição observada ao longo de 17 anos de dados, notou-se que as chuvas que atingem o nordeste do estado sofrem influência da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), sendo um dos principais sistemas meteorológicos do verão do Brasil. A atuação das ZCAS não é igual de um ano para o outro e não ocorre sempre sobre as mesmas regiões. Notou-se também que a região sul é afetada predominantemente pelas frentes frias e que as principais chuvas ocorrem na primavera e no verão.
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                                                      Fauna aquática subterrânea em aquífero livre em área fertirrigada com efluente de suinocultura
                                                      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                      Tipo Dissertação
                                                      Data 06/03/2019
                                                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                      Orientador(es)
                                                      • Sandra Garcia Gabas
                                                      Coorientador(es)
                                                        Orientando(s)
                                                        • Thaynara Dávalo Centurião
                                                        Banca
                                                        • Giancarlo Lastoria
                                                        • Isabel Kaufmann de Almeida
                                                        • Kennedy Francis Roche
                                                        • Livia Medeiros Cordeiro
                                                        • Sandra Garcia Gabas
                                                        Resumo Dada a grande importância do aquífero Cenozoico, tanto em termos de volume explotado, como em relação à qualidade de sua água, apresenta-se o primeiro registro de fauna em aquífero de porosidade primária do Brasil. Aqui, verificou-se a ocorrência da fauna aquática subterrânea e a sua correlação com parâmetros abióticos de aquífero livre em área agrícola com e sem fertirrigação. Em duas campanhas amostrais, a água subterrânea foi coletada em seis poços rasos por meio de bailer, e filtrada em rede de plâncton (68 μm) para a amostragem da fauna. A química da água, propriedades físicas e análises da composição da fauna foram realizadas para cada poço. Os resultados físico-químicos indicam que um poço de monitoramento está salinizado. As comunidades estiveram presentes nos poços, provavelmente, devido às combinações de condições alimentares e qualidade da água local. A colonização de espécies endêmicas pode ter sido limitada pelo aparecimento de organismos externos. Foram registrados 12 táxons de invertebrados sendo Acari e Copepoda os de maior incidência. O conhecimento faunístico obtido complementa os indicadores físicos e químicos na avaliação da qualidade da água subterrânea.
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                                                          Avaliação de remoção de nutrientes e metais pesados de esgoto doméstico por microalgas
                                                          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                          Tipo Dissertação
                                                          Data 28/02/2019
                                                          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                          Orientador(es)
                                                          • Marc Arpad Boncz
                                                          Coorientador(es)
                                                            Orientando(s)
                                                            • Sarah Lacerda Farias
                                                            Banca
                                                            • Edinéia Lazarotto Formagini
                                                            • Gabriel Bastos Braga
                                                            • Kennedy Francis Roche
                                                            • Marc Arpad Boncz
                                                            Resumo Sistemas combinados de algas - bactérias tem se tornado uma alternativa eficiente e promissora no tratamento de efluentes. O objetivo do trabalho consistiu em avaliar a eficiência de remoção de metais pesados e macronutrientes, em reatores HRAP, investigando também a influência dos tipos de meios de cultivo e adição de CO2 no desempenho do tratamento. Os resultados do teste em batelada cujas informações foram utilizadas para subsequente aplicação em reatores contínuos, comprovaram que o consórcio de microalgas e bactérias foi mais eficiente que por só microalgas ou só bactérias e que a adição de CO2, potencializou a remoção de nutrientes como consequência do crescimento da biomassa. Nos reatores contínuos, se destacou a condição com TDH mais elevado e adição de ar atmosférico, com remoções de 90 ± 1% de NT e 87 ± 7% de P e para metais as remoções mais expressivas foram para Mn, Al e Mg com 88; 89 e 84%, respectivamente.
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                                                              Estratégias para o monitoramento da qualidade de água em bacias hidrográficas sob a influência da extração de minério de ferro e manganês
                                                              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                              Tipo Dissertação
                                                              Data 28/02/2019
                                                              Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                              Orientador(es)
                                                              • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                              Coorientador(es)
                                                                Orientando(s)
                                                                • Rodrigo José da Costa Vicente
                                                                Banca
                                                                • Jhonatan Barbosa da Silva
                                                                • Jose Marcato Junior
                                                                • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                                • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                Resumo O monitoramento da qualidade das águas é uma importante ferramenta para manutenção do equilíbrio entre desenvolvimento econômico e da preservação ambiental. No entanto, por vezes encorem em uma numerosa série de variáveis físico-químicas que nem sempre são capazes de representar com eficiência as características do corpo hídrico. O objetivo deste trabalho foi a aplicação da Principal Component Analysis (PCA) na avaliação de variáveis usadas no monitoramento da qualidade de águas superficiais para uma bacia hidrográfica onde é realizada mineração de Ferro e Manganês. Além disso, realizamos a caracterização ambiental da bacia e propomos o uso de curvas Total Maximum Daily Loads (TMDL) para serem usadas no monitoramento quali-quantitavo. A bacia em estudos encontra-se na região do maciço Urucum no Pantanal Sul Mato-grossense. Para a obtenção das caracterizações ambientais da bacia utilizou-se o software open source QGIS, aliado a equações clássicas da hidrologia. Para a aplicação da PCA utilizou-se um banco de dados de monitoramento da qualidade das águas amostrado no exurtório da bacia entre os anos de 2012 e 2017, processados no software R statistical. A partir do uso da PCA verificamos a redução de 15 (quinze) para 8 (oito) no número de variáveis monitoradas na bacia estudada. As variáveis retidas foram Temperatura ambiente (°C), Manganês total (mg/l Mn), Condutividade Elétrica (μSm/cm²), Potássio (mg/l K), Nitrito (mg/l No2), Nitrato (mg/l NO3) e Sólidos Dissolvidos (mg/l). A maior parte das variáveis retidas referem-se a elementos minerais da geoquímica local, podendo caracterizar arraste por erosão hídrica. Através da caracterização ambiental da bacia, pode-se identificar que 33% de sua área compõem-se por solo exposto, fator que pode representar o principal contribuinte para a variação destes elementos na qualidade das águas monitoradas. O uso da PCA aliada a análise de agrupamento cluster proporcionou a redução de 6 (seis) pontos de amostragem para 2 (dois) grupos distintos, representando áreas a montante e jusante dentro da bacia hidrográfica. O uso de curvas de permanência em uma abordagem quali-quantitativas (TMDL) obtidas do produto entre as curvas de vazão do corpo hídrico e os limites máximos permitidos expressos na CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005), possibilitou a verificação das cargas máximas de aporte diário de cada elemento para o corpo hídrico, sem comprometer a sua qualidade de acordo com a classe de uso. Possibilitou ainda insumos para a avaliação de fontes poluição pontuais e difusas.
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                                                                  Influência de hidrelétricas na tendência espaço temporal da precipitação na região centro-oeste do Brasil
                                                                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                                  Tipo Dissertação
                                                                  Data 28/02/2019
                                                                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                                  Orientador(es)
                                                                  • Isabel Kaufmann de Almeida
                                                                  Coorientador(es)
                                                                    Orientando(s)
                                                                    • Izabel Rodrigues Leite
                                                                    Banca
                                                                    • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                                                                    • Giancarlo Lastoria
                                                                    • Isabel Kaufmann de Almeida
                                                                    • Robert Schiaveto de Souza
                                                                    Resumo A chuva é considerada o elemento determinante para ocorrência de inundações, erosão e estiagem. Tais eventos afetam o ambiente e, consequentemente, a sociedade. Assim, para a previsão de respostas hidrológicas e neutralização de possíveis danos, faz-se necessário o entendimento da variabilidade espacial e temporal da precipitação. A alteração do ciclo hidrológico por atividades antropogênicas, especialmente grandes barragens, gera interesse cientifico com foco hidrológico, ecológico e geomorfológico. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das lâminas d’água decorrentes da implantação de hidrelétricas no Centro-Oeste brasileiro. Tal estudo se justifica, pois, embora tenha ocorrido um aumento nos problemas relacionados a eventos extremos de precipitação nas últimas décadas no Brasil, poucos estudos foram conduzidos investigando as tendências de chuvas neste país. Para a realização da análise de tendência temporal, antes e após a formação desses lagos, foi utilizado o teste não paramétrico de Mann-Kendall. Para a análise espacial foi utilizada a Krigagem Ordinária. O estudo mostra que existe tendência significativa na precipitação tanto no período seco quanto no chuvoso do ano. Comparando o período chuvoso com o seco, o período chuvoso é mais sensível à implantação de barragens tanto na análise temporal, quanto na espacial.
                                                                    Download
                                                                      Impacts of land cover and land use changes and climate changes on soil erosion in tropical basin
                                                                      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                                      Tipo Dissertação
                                                                      Data 27/02/2019
                                                                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                                      Orientador(es)
                                                                      • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                      Coorientador(es)
                                                                        Orientando(s)
                                                                        • Pedro Alberto Pereira Zamboni
                                                                        Banca
                                                                        • Jamil Alexandre Ayach Anache
                                                                        • Karina Mendes Pineiro Garcia
                                                                        • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                                        • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                        Resumo A recente expansão urbana expõe as cidades a alguns problemas graves. A erosão do solo leva a problemas graves que têm impactos no campo econômico e social. Este problema foi intensificado pelos efeitos das mudanças climáticas, que já aumentaram o escoamento e a mudança dos regimes de precipitação. Enfrentar essa mudança é crucial para o desenvolvimento de cidades melhores e mais resilientes, especialmente nos países em desenvolvimento. Assim, neste estudo avaliamos os efeitos das mudanças no uso do solo e das mudanças climáticas na erosão do solo na bacia hidrográfica tropical. Primeiro, criamos um modelo de cobertura e uso da terra no DINAMICA EGO para avaliar cenários futuros de uso da terra para a área de estudo. Para avaliar os cenários de mudança climática, usamos Fatores-R calculados com dados de precipitação observados e dados dos modelos HadGEM-2S e MIROC5 para dois cenários de RCP, RCP 4.5 e RCP 8.5. Para determinar a perda de solo, utilizamos a Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE). Áreas urbanas compreendiam 45% da área da bacia em 2005 e tendem a aumentar até 75% em 2050. Por outro lado, áreas verdes diminuir de 53% em 2005 para 24% em 2050. Em erosividade da chuva calculado com dados HadGEM-2S, observamos decréscimo em todos os cenários, entre -6% e -13% e com os dados do MIROC5 uma variação de -6% a + 4%. Observou-se em todos os casos, um aumento na perda média de solo para o ano de 2050 e em relação a 2005, 21% e 16% para MIROC5 RCP 4.5 e MIROC5 RCP 8,5 cenários, respectivamente, e de 9% e 6% para HadGEM-2S RCP 4.5 e Cenários do HadGEM-2S RCP 8.5, respectivamente. Nossos resultados indicam um aumento na degradação do solo e contribuem para a compreensão de cenários futuros de erosão do solo. Nossa descoberta pode ajudar as políticas no processo de tomada de decisão a estabelecer melhores políticas para o planejamento urbano.
                                                                        Download
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