Mestrado em Tecnologias Ambientais

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EFFECTS OF INTEGRATED AGRICULTURAL SYSTEMS ON SOIL EROSION AND WATER INFILTRATION
Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
Tipo Dissertação
Data 07/02/2019
Área ENGENHARIA SANITÁRIA
Orientador(es)
  • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
Coorientador(es)
    Orientando(s)
    • Jullian Souza Sone
    Banca
    • Denise Baptaglin Montagner
    • Jose Marcato Junior
    • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
    • Teodorico Alves Sobrinho
    Resumo A erosão hídrica gera gasto de bilhões de dólares por ano no Brasil, além dos impactos sociais e ambientais. Uma das estratégias para minimizar a erosão do solo, fomentar o desenvolvimento econômico e melhorar a segurança alimentar é a adoção de técnicas para a integração de sistemas agrícolas com o objetivo de maximizar a produção de alimentos em menores proporções de área. Entretanto, estudos sobre sistemas integrados lavoura-pecuária-floresta em campos experimentais estabelecidos há um longo período são escassos quanto ao efeito desses sistemas na erosão e infiltração de água no solo. Como os sistemas agrícolas integrados estão se popularizando, especialmente no Cerrado brasileiro, é fundamental entender seus impactos nos processos erosivos. Além disso, dados observados são fundamentais para desenvolver e avaliar os sistemas de gestão agrícola e territorial para o desenvolvimento sustentável, a falta dessa informação impede o avanço das tecnologias que apóiam os tomadores de decisão da agricultura. Aqui, avaliamos a influência de sistemas integrados de lavoura, pecuária e silvicultura na erosão do solo, a fim de mitigar a degradação das terras aráveis, melhorando a segurança alimentar. A área experimental para testes de campo, com o simulador de chuvas portátil, constituiu em diferentes sistemas de cultivo e de manejo do solo, a saber: pastoreio convencional sob taxa de lotação variável (pastagem de Brachiaria decumbens), pastoreio rotacionado sob lotação e adubação variáveis (pastagem de Panicum maximum cv. Mombaça), cultivo contínuo sob plantio direto e subsolagem, integração lavoura e pecuária (alternado Panicum maximum cv. Massai e cultivo de soja) e agrosilvipastoril (alternando Panicum maximum cv. Massai e cultivo de soja, ambos associados à produção de Eucalyptus urograndis). Em cada sistemas de cultivo e de manejo do solo os testes com o simulador de chuvas foi reralizado no solo coberto com a vegetação existente na superfície e sem a vegetação. Os melhores sistemas de manejo, que proporcionam menores perdas de solo e água, foram o agrossilvipastoril durante a fase de 4 anos de lavoura e o pastejo rotacionado com adubação de 300 Kg N ha-1. Nossos resultados sugerem que, com o manejo de solo e de cultivo adequados, é possível aumentar a produção agrícola reduzindo as perdas de solo e água, contribuindo para o fotalecimento da segurança alimentar diante dos cenários esperados de demanda alimentar.
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      Avaliação da acurácia dos dados de precipitação do satélite GPM
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 11/12/2018
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Jose Marcato Junior
      Coorientador(es)
        Orientando(s)
        • Fernanda Sandim de Andrade
        Banca
        • Ana Paula Marques Ramos
        • Jose Marcato Junior
        • Roberto Macedo Gamarra
        • Vanessa Jordão Marcato Fernandes
        Resumo Quantificar a precipitação auxilia em diversas aplicações hidrológicas, porém, em determinadas áreas extensas e complexas, a medição através de pluviômetros torna-se impraticável. A partir disso, satélites que estimam a precipitação possibilitam fornecer dados em regiões que possuem informações pluviométricas insuficientes ou inexistentes. Desenvolvido em conjunto pela NASA (National Aeronautics And Space Administration) e JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), o satélite GPM (Global Precipitation Measurement) fornece desde meados de 2014 dados estimados de precipitação com uma resolução temporal diária. Visto isso, este estudo teve como objetivo avaliar a acurácia desses dados tendo como base a área urbana de Campo Grande/Mato Grosso do Sul, na qual possui uma densidade de 0,14 (pluviômetro/km²). Foram avaliados os produtos das versões V04 e V05, onde ambas possuem diferentes calibrações (Early, Late e Final). Para essa avaliação foram utilizadas quatro estatísticas, sendo elas o viés, a raiz do erro quadrado médio, coeficiente de correlação e média do erro absoluto, na qual possibilitou determinar que em todas as versões o GPM apresentou valores subestimados quando comparados com dados obtidos através de estações pluviométricas. Entretanto, a versão atualizada V05 apresentou discrepâncias inferiores quando comparada à versão V04. Referente às calibrações, dentre as três analisadas, a Final se apresentou mais próxima dos reais, enquanto que a Late que se mostrou com a menor acurácia. Quanto aos erros apresentados pelo satélite, existe uma redução constante ao decorrer dos anos.
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          Vegetation evolution through vegetation-flow interactions: numerical and experimental approaches
          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
          Tipo Dissertação
          Data 07/12/2018
          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
          Orientador(es)
          • Johannes Gerson Janzen
          Coorientador(es)
          • Fabio Verissimo Goncalves
          Orientando(s)
          • Taís Natsumi Yamasaki
          Banca
          • Andres Batista Cheung
          • Fabio Verissimo Goncalves
          • Leticia Couto Garcia Ribeiro
          • Manoel Lucas Machado Xavier
          • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
          Resumo O objetivo deste trabalho é apresentar, através da técnica Computational Fluid Dynamics (CFD), dois métodos utilizados na representação conceitual e física da vegetação em meio aquático: meio poroso e elementos geométricos simplificados. Três estudos de caso, que incluem um wetland flutuante e manchas de vegetação, exemplificam a aplicação dos métodos, mostrando suas vantagens e desvantagens. Na etapa da geometria e da malha, a representação da vegetação como meio poroso é mais simples, prática e rápida do que a representação da vegetação como elementos geométricos simplificados. Porém, na parte da modelagem das equações, o método do meio poroso não consegue capturar os processos de mistura no interior da vegetação, enquanto o método dos elementos geométricos simplificados consegue capturar tais processos.
          Abstract
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            Pós-tratamento de reator anaeróbio em lagoa de polimento com chicanas
            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
            Tipo Dissertação
            Data 27/07/2018
            Área RECURSOS HÍDRICOS
            Orientador(es)
            • Carlos Nobuyoshi Ide
            Coorientador(es)
            • Jhonatan Barbosa da Silva
            Orientando(s)
            • Rafaela Dias Silva
            Banca
            • Carlos Nobuyoshi Ide
            • Jonas de Sousa Correa
            • Maria Lucia Ribeiro
            • Mayara Leite Serejo
            • William Marcos da Silva
            Resumo SILVA, R. D. (2018). Pós-tratamento de reator anaeróbio em lagoa de polimento com chicanas. Campo Grande, 2018. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Brasil.
            As lagoas de polimento são sistemas de tratamento de esgotos influenciados pelas condições climáticas e operacionais. Em regiões de clima quente essas lagoas se mostram mais eficientes, no entanto, estudos ainda são necessários para otimizar sua capacidade de tratamento. O trabalho desenvolvido aqui, avalia o desempenho de uma lagoa de polimento rasa (0,40 m de profundidade) com chicanas tratando esgoto doméstico de reator UASB em três diferentes tempos de detenção hidráulico (10, 5 e 3 dias). A lagoa, desenvolvida em escala piloto, obteve no geral resultados satisfatórios de eficiência de remoção, sobretudo, nos tempos de detenção de 10 e 5 dias. Durante o tempo de 10 dias a remoção de E. coli no efluente da lagoa foi de 99,99% (3,12 10² NMP 100 mL-1), contra 99,95% (2,61 10³ NMP 100 mL-1) para o tempo de 5 dias e de 99,39% (2,40 104 NMP 100 mL-1) para o tempo de 3 dias. O sistema apresentou boas remoções de nitrogênio total nos tempos 5 e 3 dias, fornecendo um efluente final com baixas concentrações de nitrogênio amoniacal: 9,80 e 12,23 mg L-1 N (5 e 3 dias, respectivamente). Já para o tempo detenção de 10 dias, apresentou concentração média alta de nitrogênio amoniacal no efluente: 23,72 mg L-1 N. As eficiências médias de remoção de DBO5,20 total foram boas durante os três tempos de detenção, sendo de 60,72%, 76,69% e 65,99% para 10, 5 e 3 dias, respectivamente. No entanto, a lagoa não foi eficiente quanto à remoção de fósforo nem apresentou diferenças significativas entre os três tempos de detenção para esse parâmetro, apresentando eficiência média de remoção de fosfato (PO4-3) durante o experimento de apenas 25,63%. Os resultados obtidos no trabalho sugerem que a lagoa de polimento estudada operando com tempos de detenção entre 5 e 10 dias fornece melhores eficiências de remoção, associadas provavelmente à atividade fotossintética desenvolvida nesse período. Porém, a grande produção de algas mostrou-se também um problema nesses sistemas de tratamento por aumentarem a concentração de fósforo, sólidos em suspensão e carga orgânica no efluente. Todas as eficiências de remoção encontradas em cada tempo de detenção hidráulico foram comparadas a nível de significância de p<0,05.
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              Análise quali-quantitativa do transporte de sedimentos de fundo em rios arenosos
              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
              Tipo Dissertação
              Data 27/07/2018
              Área RECURSOS HÍDRICOS
              Orientador(es)
              • Fabio Verissimo Goncalves
              Coorientador(es)
                Orientando(s)
                • Rodrigo Bahia Pereira
                Banca
                • Fabio Verissimo Goncalves
                • Jhonatan Barbosa da Silva
                • Johannes Gerson Janzen
                • Manoel Lucas Machado Xavier
                • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                Resumo O excesso de sedimentos é um dos principais agentes de poluição da água, afeta o ecossistema aquático e causa problemas de assoreamento em reservatórios e rios. Os sedimentos de fundo são grosseiros e de fácil deposição, sendo responsável pelas alterações morfológicas dos rios. Portanto, é importante estimar a quantidade de sedimentos de fundo transportados para estabelecer estratégias de mitigação e recuperação das áreas afetadas. Existem várias metodologias para estimar o transporte de fundo: equações, modelagem numérica, amostragem física e método indireto como o deslocamento de dunas. A maioria dos estudos mede o transporte de fundo usando o equipamento Helley-Smith, geralmente tomado como valor de referência para outros métodos. No entanto, Helley-Smith provoca mudanças no campo de velocidades da água, e causam superestimavas quando utilizados em rios arenosos. Essas superestimavas ainda não foram descritas ou quantificadas em detalhes. Este artigo tenta resolver essa lacuna observando o amostrador Helley-Smith no momento da amostragem. Para isso, utilizamos uma filmagem e processamos pela técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV) para avaliar qualitativamente as alterações que o amostrador intrusivo causa no deslocamento de sedimentos de fundo em um rio com leito arenoso. Quando o amostrador foi apropriadamente alocado no fundo, os mapas de velocidade do transporte de partículas de fundo, resultantes do processamento PIV, identificaram a aceleração das partículas de fundo à medida que se aproximavam da boca do amostrador. Também notamos áreas de convergência e vorticidade dos sedimentos em direção à boca do amostrador, o que pode superestimar a amostragem. Quando a boca do amostrador não foi corretamente alocada ao fundo, devido à morfologia do fundo, encontramos regiões de divergência no deslocamento dos sedimentos criando resultados irreais para a análise do transporte de carga do leito. Além disso, a presença de matéria orgânica pode ser subestimada por obstruir a entrada de sedimentos, o que dificulta a análise da qualidade das coleções, pois não é possível garantir correto posicionamento do equipamento do canal. Assim, recomendamos medidas de complementação de Helley-Smith com métodos substitutos, por exemplo, usando ADCPs ou métodos ópticos, como o descrito aqui.
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                  Influência da utilização de cisternas em diferentes cenários de impermeabilização de uma bacia hidrográfica urbana.
                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                  Tipo Dissertação
                  Data 25/07/2018
                  Área RECURSOS HÍDRICOS
                  Orientador(es)
                  • Johannes Gerson Janzen
                  Coorientador(es)
                    Orientando(s)
                    • Murilo Matsumoto Ramos
                    Banca
                    • Fabio Verissimo Goncalves
                    • Johannes Gerson Janzen
                    • Manoel Lucas Machado Xavier
                    • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                    Resumo
                    Impacts of climate and land use changes on soil erosion in the Upper Paraguay Basin
                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                    Tipo Dissertação
                    Data 29/06/2018
                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                    Orientador(es)
                    • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                    Coorientador(es)
                      Orientando(s)
                      • Carina Barbosa Colman
                      Banca
                      • José de Souza Nogueira
                      • Jose Marcato Junior
                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                      • Thiago Rangel Rodrigues
                      Resumo A Bacia do Alto Paraguai (UPB) integra partes dos biomas Cerrado e Amazônia (terras altas) e Pantanal (terras baixas). Como o Cerrado tem sido cada vez mais substituído por culturas agrícolas e atualmente exibindo uma das maiores fronteiras agrícolas em expansão no mundo, são esperadas mudanças nos processos de erosão do solo. Essas mudanças na cobertura da terra e no uso da terra (LCLUC) associadas às mudanças climáticas podem impulsionar esses impactos; no entanto, ainda há uma falta de informação sobre como a combinação de LCLUC e mudança climática afetará a erosão do solo na UPB. Aqui, avaliamos esses impactos na erosão do solo em toda a UPB. Utilizamos cenários LCLUC do modelo Otimizagro e modelos regionais de mudanças climáticas (HadGEM2-ES e MIROC5, RCP 4.5 e 8.5). Para calcular a erosão média anual do solo, usamos a Equação de Perda de Solo Universal Revisada (RUSLE). Para o período de referência, encontramos valores da erosão média anual do solo de 16,73 ± 48 t ha-1 ano-1 e 17,56 ± 39 t ha-1 ano-1, utilizando dados de HadGEM2-ES e MIROC5, respectivamente. Nossos resultados indicaram uma variação significativa da erosão do solo de -15 a -2% de 2020 a 2050, principalmente em terras altas (biomas Cerrado e Amazônia). Estes aumentos da erosão do solo no Cerrado podem comprometer a dinâmica eco-hidrológica no Pantanal no futuro próximo. Portanto, para garantir a disponibilidade de alimentos, energia e água para as gerações futuras na UPB é necessário desenvolver um planejamento robusto e abrangente considerando medidas preventivas e de adaptação da conservação do solo e da água, principalmente para as áreas mais sensíveis encontradas em nosso estudo.
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                        Seleção de poluentes emergentes prioritários em água cinza
                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                        Tipo Dissertação
                        Data 25/06/2018
                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                        Orientador(es)
                        • Paula Loureiro Paulo
                        Coorientador(es)
                          Orientando(s)
                          • Ingrid Moreno Mamedes
                          Banca
                          • Jhonatan Barbosa da Silva
                          • Marc Arpad Boncz
                          • Mayara Leite Serejo
                          • Sandra Garcia Gabas
                          • Teodorico Alves Sobrinho
                          Resumo O objetivo deste trabalho foi selecionar poluentes emergentes prioritários em água cinza, como base para estudos de caracterização e avaliação de risco químico visando o reúso da água cinza. Para tal, foram analisados os hábitos populacionais em relação ao consumo de produtos de cuidado pessoal (PCP) e de limpeza doméstica (PLD). A metodologia utilizada baseou-se no cruzamento das informações levantadas, sendo elas: poluentes identificados em maior número nos produtos, os potenciais riscos causados ao meio ambiente e os poluentes encontrados na água cinza, no esgoto doméstico, solo, plantas, atmosfera e água subterrânea em maiores concentrações. Foram assim definidos os poluentes predominantes nos critérios de seleção e designados como poluentes prioritários, sendo: linalool, benzyl salicylate, eugenol, geraniol, methylparaben, citric acid, phenoxyethanol, citronelool, propylene glycol, limonene, coumarin, hexyl cinnamal, glycerin, propylparaben e ethylparaben. Dessa forma, a influência dos hábitos de consumo de PCP e PLD pode ser confirmada ao serem detectados considerável número de poluentes integrantes de PCP e PLD nas águas cinza e no meio ambiente.
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                            Desenvolvimento de biorreator anaeróbio para tratamento de resíduos sólidos orgânicos urbanos
                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                            Tipo Dissertação
                            Data 13/04/2018
                            Área RECURSOS HÍDRICOS
                            Orientador(es)
                            • Paula Loureiro Paulo
                            Coorientador(es)
                              Orientando(s)
                              • Thiago Vinicius de Almeida Tomazelli
                              Banca
                              • Edinéia Lazarotto Formagini
                              • Fabio Verissimo Goncalves
                              • Gabriel Bastos Braga
                              • Teodorico Alves Sobrinho
                              Resumo Neste trabalho foi proposto um modelo de biorreator anaeróbio e algumas condições de
                              partida foram estabelecidas. O modelo proposto objetivou efetuar a separação de fases, sólida
                              e líquida da fração orgânica dos resíduos sólidos, investigar as características do material
                              orgânico no decorrer do experimento assim como a melhor condição de partida do reator. O
                              trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira foi realizado o teste de percolação onde
                              foram testadas duas condições de diluição dos resíduos orgânicos. Na segunda etapa foram
                              avaliados parâmetros hidrodinâmicos e físico-químicos associados aos resíduos em suas
                              diferentes fases. No primeiro teste verificou-se que a melhor condição de diluição da mistura
                              foi a 1:1 (água:RSO), Resíduos Sólidos Orgânicos. Essa diluição permitiu melhor
                              aproveitamento do espaço útil do reator já que houve pouca diferença de percolação na
                              diluição de 1:2. No segundo teste iniciado com a diluição estabelecida no primeiro verificouse
                              que a condição mais favorável para a partida do processo foi a condição de mistura de
                              resíduos sólidos orgânicos diluídos e lodo anaeróbio de esgoto doméstico, sendo que, dentro
                              das condições estudadas, esta condição se mostrou a mais adequada devido ao pH se manter
                              na faixa mais próxima da condição favorável ao desenvolvimento da digestão anaeróbia e
                              apresentar os maiores valores para a produção de gás chegando a 1123ml de gás no reator 5.
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                                Anaerobic digestion: statistical analysis of the effects of different reaction condition parameters
                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Dissertação
                                Data 27/03/2018
                                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                Orientador(es)
                                • Marc Arpad Boncz
                                Coorientador(es)
                                  Orientando(s)
                                  • Sílvia Gonzales Sorensen Tiradentes
                                  Banca
                                  • Adriana Ferreira Maluf Braga
                                  • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                  • Edinéia Lazarotto Formagini
                                  • Johannes Gerson Janzen
                                  Resumo A digestão anaeróbica (DA) é o processo no qual os microrganismos biodegradam substratos orgânicos na ausência de oxigênio. O processo DA foi tem sido estudado há décadas e ainda é um tema amplamente pesquisado em todo o mundo. Para esta mini-revisão, selecionamos artigos publicados nas últimas quatro décadas e comparamos seus objetivos para verificar a evolução do tema e mostrar como foram realizados nas últimas décadas. Consideramos os parâmetros experimentais, metodologias e sistemas de reação. Neste estudo, foi possível observar que as primeiras publicações tiveram como desafio a compreensão de como o DA se comportava em diferentes meios reacionais e definir as primeiras resoluções sobre métodos operacionais. Atualmente o foco da DA é a produção de bioenergia e subprodutos de valor agregado visando a substituição dos recursos energéticos não renováveis e o sistema de produção não renovável. Uma discussão sobre os principais desafios e perspectivas para o desenvolvimento de tecnologias AD é fornecida.
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                                    Método de avaliação Qualitativa da zona ciliar e curso d´água
                                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                    Tipo Dissertação
                                    Data 26/02/2018
                                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                                    Orientador(es)
                                    • Isabel Kaufmann de Almeida
                                    Coorientador(es)
                                      Orientando(s)
                                      • Sarah Tanganeli Buziquia
                                      Banca
                                      • Giancarlo Lastoria
                                      • Isabel Kaufmann de Almeida
                                      • Paulo Robson de Souza
                                      • Sandra Garcia Gabas
                                      Resumo Métodos de avaliação, que englobam aspectos de integridade ambiental dos recursos hídricos e o conhecimento das variáveis físicas dos sistemas aquáticos, são de grande importância para a definição das características gerais dos ecossistemas fluviais. No caso de ecossistemas de rios, não só o corpo d’água deve ser caracterizado, mas também o ambiente adjacente ao longo de seu curso, devido principalmente à intensa interação entre os mesmos. A vegetação que ocupa a zona ciliar é fundamental no manejo de bacias hidrográficas, devendo apresentar alta variedade em termos de estrutura, composição e distribuição espacial. Essa vegetação desempenha funções nos processos de escoamento direto, o que contribui para o incremento da vazão na estação seca do ano e no controle de sedimentos, que influenciam a qualidade da água. Neste trabalho foi desenvolvido e aplicado um protocolo metodológico modificado de análise qualitativa de avaliação de habitats - Protocolo de análise do Habitat do Rio (PAHR). O PAHR possui potencial empregabilidade como ferramenta de apoio a gestão de bacias hidrográficas não urbanas.
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                                        Remote Sensing indices in the analysis of land cover change in an urban water supply watershed
                                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                        Tipo Dissertação
                                        Data 16/02/2018
                                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                                        Orientador(es)
                                        • Sandra Garcia Gabas
                                        Coorientador(es)
                                          Orientando(s)
                                          • Gustavo Facincani Dourado
                                          Banca
                                          • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                                          • David Findlay Scott
                                          • Giancarlo Lastoria
                                          • Sandra Garcia Gabas
                                          Resumo Mudanças antrópicas na paisagem produzem impactos nos recursos naturais, que podem levar à degradação ambiental, mudanças nos ecossistemas e no ciclo hidrológico. Este estudo utilizou uma abordagem integrada para determinar as mudanças no uso e ocupação da terra e discutir suas possíveis consequências ambientais, na bacia hidrográfica utilizada para o abastecimento urbano da capital do estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. Ferramentas livres de geoprocessamento gratuitas foram usadas para adquirir informações sobre a cobertura do solo, para o desenvolvimento de mapas dos anos de 1984, 1996, 2005 e 2016, identificando as principais mudanças ocorridas entre estes períodos. Além disso, o Índice de Vegetação de Diferença Normalizada (NDVI) e o Índice de Diferença Normalizada da Água (NDWI) foram utilizados em uma composição multitemporal fornecendo informações sobre ganhos de perdas de cobertura vegetal e o conteúdo de água líquida na superfície terrestre. Os resultados indicam que a maior parte da superfície da bacia é ocupada por pastagens para pecuária e silvicultura de eucalipto, com implicações para o cumprimento da legislação do Código Florestal. Perdas de umidade em áreas úmidas e nascentes, áreas degradadas próximas de córregos, formação de bancos de areia e cabeceiras de rios com vegetação escassa são algumas das informações encontradas que mostram a situação recente e as mudanças de uso e ocupação mista na bacia. Os resultados deste estudo podem ser aplicados para uma possível revisão do plano de manejo da bacia, considerando o gerenciamento de seus recursos hídricos integrado ao planejamento ambiental e ao desenvolvimento econômico.
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                                            Pós-tratamento de efluentes sanitários de reatores UASB utilizando Wetlands construídos
                                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                            Tipo Dissertação
                                            Data 10/10/2017
                                            Área RECURSOS HÍDRICOS
                                            Orientador(es)
                                            • Carlos Nobuyoshi Ide
                                            Coorientador(es)
                                              Orientando(s)
                                              • Fernando Henrique Garayo Júnior
                                              Banca
                                              • Carlos Nobuyoshi Ide
                                              • Jhonatan Barbosa da Silva
                                              • Kennedy Francis Roche
                                              • Maria Lucia Ribeiro
                                              Resumo Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente (UASB) são amplamente utilizados para o tratamento de esgotos sanitários devido ao seu baixo custo de operação e menor geração de lodo. Entretanto, esta tecnologia, unicamente, pode não atingir os níveis de eficiência adequados para o lançamento de efluentes nos corpos hídricos. Atualmente, o processo ecotecnológico denominado wetlands construídos para tratamento de esgotos sanitários é uma tecnologia consolidada, ao passo que permite taxas de remoção de matéria orgânica (DBO5,20) acima de 80%, possui operação simples e baixo custo de manutenção. A pesquisa consistiu em dimensionar, construir e monitorar um sistema piloto de wetland construído de fluxo vertical com alimentação contínua, utilizando-se da macrófita Typha domingensis Pers., e recebendo esgotos sanitários tratados de reatores UASB, além de simular a aplicação da tecnologia em escala real para a ETE em questão. Os resultados indicam altas taxas de remoção de matéria orgânica (84,9%) e, apesar do modo de operação contínuo, houve considerável nitrificação, com acréscimo médio de nitratos da ordem de 3,54 mgNO3-N.L-1 no efluente, além de remoção de Fósforo Total e Nitrogênio Total de 37,2% e 27,3% respectivamente, porém baixa eficiência em relação à patógenos (≈1 unidade log para E. coli). Na simulação da aplicação da tecnologia em escala real, em fluxo horizontal e vertical, os wetlands construídos mostram ser uma alternativa que demanda grandes áreas para ETEs com altas vazões.
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                                                Influência da vazão e da taxa de decaimento na eficiência de wetlands construídos subsuperficiais
                                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                Tipo Dissertação
                                                Data 06/09/2017
                                                Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                Orientador(es)
                                                • Johannes Gerson Janzen
                                                Coorientador(es)
                                                  Orientando(s)
                                                  • Caroline Alves Gil da Costa
                                                  Banca
                                                  • Fabio Verissimo Goncalves
                                                  • Johannes Gerson Janzen
                                                  • Leonardo Machado da Rosa
                                                  • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                  Resumo O objetivo deste trabalho foi criar um modelo computacional tridimensional de wetland construído de fluxo horizontal subsuperficial e seus processos de decaimento em regime permanente vinculados, além de sua validação em regime transiente. Wetlands construídos são sistemas de tratamento e reuso de água cinza que possuem baixo custo de construção e manutenção, e reduzem significativamente os valores de demanda bioquímica de oxigênio (DBO). A influência da vazão, da taxa de decaimento e da interação desses dois fatores na eficiência de remoção de poluentes foi investigada a partir de um planejamento das simulações com dinâmica dos fluidos computacional (CFD). O desempenho hidráulico do wetland também foi avaliado usando indicadores encontrados na literatura. Este trabalho inclui (1) uma introdução geral sobre a importância dos wetlands construídos no tratamento de efluente, a hidrodinâmica dos mesmos e o detalhamento da modelagem do escoamento dos fluidos; (2) um artigo expandido que mostra a metodologia utilizada na construção do modelo tridimensional de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), simulações de testes de traçadores para avaliar o desempenho hidráulico do modelo e planejamento das simulações para avaliar a influência da vazão e da taxa de decaimento na eficiência de remoção de poluentes. Os resultados mostraram que o aumento da vazão melhora o desempenho hidráulico do sistema; a influência na remoção de DBOtotal é maior com a vazão do que com a sua taxa de decaimento, e a interação entre as duas variáveis não afeta a remoção de DBOtotal. A partir do ajuste da curva de eficiência de remoção em função da absorção adimensional (kτ) resultou uma equação na qual se pode prever qual será a massa removida em wetlands similares ao do presente estudo. Ademais, foi demonstrado que não é possível comparar estudos em regime transiente com estudo em regime permanente. E, a modelagem transiente apresentou resultados satisfatórios quando comparados com os dados experimentais.
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                                                    Influência do número de reynolds e da curvatura no escoamento a jusante de cotovelos
                                                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                    Tipo Dissertação
                                                    Data 05/09/2017
                                                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                    Orientador(es)
                                                    • Johannes Gerson Janzen
                                                    Coorientador(es)
                                                      Orientando(s)
                                                      • Ronaldo Novaes Ferreira
                                                      Banca
                                                      • Fabio Verissimo Goncalves
                                                      • Johannes Gerson Janzen
                                                      • Leonardo Machado da Rosa
                                                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                      Resumo Um cotovelo de 90° é um componente comumente usado em sistemas de distribuição
                                                      de água. Quando o fluido passa através de um cotovelo, os gradientes de pressão do fluxo são
                                                      afetados, o que pode favorecer a ocorrência de redemoinhos e perfis de velocidade não
                                                      uniformes, resultando em problemas para o sistema, especialmente quando bombas estão
                                                      localizadas próximas a um cotovelo. Este projeto pretende analisar parâmetros que interferem
                                                      no fluxo, como os ângulos dos redemoinhos, as variações médias de velocidade e as variações
                                                      horárias de flutuações, estabelecidas pela American National Standard for Pump Intake Design,
                                                      a jusante de um cotovelo de 90 °. Casos com diferentes números de Reynolds, raios de curvatura
                                                      e cotovelos consecutivos foram analisados. Fluidodinâmica Computacional (CFD) foi utilizada
                                                      para isto, devido à sua praticidade em simulação de cenários de mecânica de fluidos, sua
                                                      capacidade de considerar diversos fatores e variáveis distintas em cada caso e sua facilidade
                                                      operacional, visto que requer somente um computador e o software instalado nele. Dados
                                                      experimentais foram empregados para validar as simulações e obter resultados mais realistas.
                                                      Os resultados mostram que o número de Reynolds e o raio de curvatura tem efeito direto sobre
                                                      os parâmetros considerados e os fluxos com números de Reynolds mais altos têm menos chance
                                                      para alcançar os valores desejados dos parâmetros considerados. Os resultados encontrados
                                                      indicam que a presença de cotovelos pode influenciar o fluxo na entrada de bombas.
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                                                        Hidroquímica aplicada ao estudo de interação entre água subterrânea e superficial em bacia hidrográfica do centro-oeste brasileiro
                                                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                        Tipo Dissertação
                                                        Data 28/08/2017
                                                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                        Orientador(es)
                                                        • Sandra Garcia Gabas
                                                        Coorientador(es)
                                                          Orientando(s)
                                                          • Tamiris Azoia de Souza
                                                          Banca
                                                          • Giancarlo Lastoria
                                                          • Isabel Kaufmann de Almeida
                                                          • Ivo Leite Filho
                                                          • Sandra Garcia Gabas
                                                          Resumo O estudo sobre a interação entre recursos hídricos subterrâneos e superficiais através de caracterização hidroquímica foi realizado na sub-bacia hidrográfica do Córrego Guariroba, município de Campo Grande/MS, uma importante fonte para o abastecimento público da capital do estado. A importância e objetivo do estudo se dão pelo fato de ser mais uma ferramenta para o suporte às tomadas de decisão na gestão dos recursos hídricos. Com esse intuito, foram selecionados pontos de coleta de água subterrânea em poços já perfurados nas propriedades rurais existentes na bacia, bem como pontos de drenagens superficiais, no córrego principal e alguns afluentes, tanto em época de estiagem, como em época de cheia. Foram realizadas as análises físicas e químicas das amostras coletadas com o auxílio do software Qualigraf, plotados os diagramas de classificações hidroquímicas de Piper e Stiff. As águas subterrâneas são em sua maioria cálcicas bicarbonatadas e as superficiais mistas bicarbonatadas. Estas classificações são compatíveis com a composição mineralógica descrita na literatura para o sistema aquífero estudado. Foi possível também a constatação de que as diferenças entre as épocas de coleta não apresentaram grandes variações. A semelhança da composição entre recursos hídricos subterrâneos e superficiais confirmam a descarga do aquífero livre nos córregos que compõem a bacia, porém, recomenda-se a aplicação de outras metodologias para comprovar a interação. A qualidade das águas, em geral, é compatível aos usos da bacia.
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                                                            Vulnerabilidade do aquífero livre na bacia hidrográfica do Córrego Guariroba – Campo Grande, MS
                                                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                            Tipo Dissertação
                                                            Data 28/08/2017
                                                            Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                            Orientador(es)
                                                            • Giancarlo Lastoria
                                                            Coorientador(es)
                                                              Orientando(s)
                                                              • Juliana de Mendonça Casadei
                                                              Banca
                                                              • Andresa Oliva
                                                              • Edna Maria Facincani
                                                              • Giancarlo Lastoria
                                                              • Sandra Garcia Gabas
                                                              Resumo Os recursos hídricos subterrâneos são parte integrante e inseparável de todo o sistema
                                                              hidrológico, tornando-se necessário estudá-los e quantificá-los. Trabalhos de avaliação da
                                                              vulnerabilidade natural à poluição de aquíferos têm sido largamente realizados no mundo todo
                                                              com o objetivo de identificar a suscetibilidade destes mananciais serem afetados por cargas
                                                              contaminantes de origem antrópica. Diversos modelos metodológicos foram concebidos com
                                                              esse propósito, gerando como produto final o mapeamento das áreas quanto a sua
                                                              vulnerabilidade à contaminação e constituem-se informação essencial para o planejamento e
                                                              gestão dos recursos hídricos subterrâneos e do uso e ocupação do solo. O objetivo desta
                                                              pesquisa foi determinar a vulnerabilidade natural à poluição do aquífero livre da bacia
                                                              hidrográfica do Córrego Guariroba, manancial de abastecimento público em Campo
                                                              Grande/MS, utilizando os métodos GOD e EKv. Ambos os métodos apontaram para a maior
                                                              vulnerabilidade na região de confluência das drenagens secundárias junto à drenagem
                                                              principal. Mais detalhadamente, a vulnerabilidade é baixa, média, alta e muito alta (EKv) ou
                                                              extrema (GOD), tendo a variação do nível freático significativa contribuição para
                                                              determinação das diferentes classes. Pelo método GOD, 59,61% da área da bacia teve a
                                                              vulnerabilidade do aquífero considerada extrema, enquanto 19,87% foi considerada alta e
                                                              20,53% média. Pelo método Ekv, a área da bacia ficou distribuída em quatro classes de
                                                              vulnerabilidade: 77,39% muito alta, 8,08% alta, 6,73% média, e 7,80% baixa. O método Ekv
                                                              apresentou uma classe a mais que o GOD, e mostrou-se mais conservacionista ao considerar
                                                              um percentual mais elevado de área da bacia hidrográfica na classe de maior vulnerabilidade.
                                                              O refinamento do resultado no método EKv pode ser justificado pela utilização de um dado
                                                              primário a mais, a condutividade hidráulica da zona não saturada. Nenhum dos métodos
                                                              apontou para vulnerabilidade “muito baixa” (Ekv) ou “insignificante” (GOD) na área de
                                                              estudo.
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                                                                Viabilidade da cobrança pelo uso da água
                                                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                                Tipo Dissertação
                                                                Data 25/08/2017
                                                                Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                                Orientador(es)
                                                                • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                Coorientador(es)
                                                                  Orientando(s)
                                                                  • Cristine Pedroso de Mendonça
                                                                  Banca
                                                                  • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                                                  • Felipe Augusto Dias
                                                                  • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                  • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                  Resumo A cobrança pelo uso dos recursos hídricos é um dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos instituídos pela Lei Federal nº 9.433/97. Esse instrumento visa incentivar o uso racional da água, bem como arrecadar recursos para serem investidos na bacia hidrográfica de origem. Atualmente no Brasil a cobrança pelo uso da água ocorre em bacias hidrográficas com escassez hídrica. Não há experiência de uso desse instrumento econômico nas regiões que ainda não chegaram a situação de falta de água. O objetivo desse trabalho foi verificar a viabilidade de cobrança na Bacia Hidrográfica do Rio Ivinhema, que não sofre com escassez hídrica, porém é apontada como a de maior potencial de conflitos hídricos de Mato Grosso do Sul. Foi feita a estimativa do potencial de arrecadação da cobrança pelo uso da água na bacia e levantadas as questões institucionais que envolvem a aplicação do instrumento. Conclui-se que há viabilidade de aplicação do instrumento do ponto de vista econômico–financeiro. Sob o ponto de vista institucional, o instrumento depende do fortalecimento dos demais instrumentos de gestão e do comitê de bacia hidrográfica.
                                                                  Download
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                                                                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                                    Tipo Dissertação
                                                                    Data 14/08/2017
                                                                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                                    Orientador(es)
                                                                    • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                    Coorientador(es)
                                                                      Orientando(s)
                                                                      • Cleiton Oliveira dos Santos
                                                                      Banca
                                                                      • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                                                                      • Kennedy Francis Roche
                                                                      • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                      • William Marcos da Silva
                                                                      Resumo O presente artigo apresenta os aspectos conceituais, legais e institucionais da condição do enquadramento de um trecho do rio Apa limítrofe entre o Brasil e Paraguai. As informações relativas ao enquadramento do trecho analisado foram obtidas no banco de dados do Sistema Nacional e Estadual de Informações sobre Recursos Hídricos, literatura de referência, legislações que tratam sobre o enquadramento de corpos d’água em classes. Concluiu-se que o trecho estudado está enquadrado na classe 1, porém apresenta divergência legal e institucional no processo de enquadramento deliberado pelo Conselho Estadual de Controle Ambiental de Mato Grosso do Sul.
                                                                      Download
                                                                        Cobrança pelo uso dos recursos hídricos em rios de domínio da União
                                                                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                                        Tipo Dissertação
                                                                        Data 10/08/2017
                                                                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                                        Orientador(es)
                                                                        • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                        Coorientador(es)
                                                                          Orientando(s)
                                                                          • Rodrigo de Moraes Pompeu
                                                                          Banca
                                                                          • Fabio Verissimo Goncalves
                                                                          • Felipe Augusto Dias
                                                                          • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                          • Teodorico Alves Sobrinho
                                                                          Resumo A cobrança pelo uso dos recursos hídricos é um instrumento econômico adotado para a gestão hídrica no Brasil. Este instrumento tem por objetivo reconhecer a água como bem econômico e incentivar sua racionalização, além de financiar programas e medidas previstas nos Planos de Recursos Hídricos. A experiência brasileira com relação à cobrança pelo uso da água é considerada recente e sua consolidação ocorre progressivamente. O estudo verificou a execução dos modelos de cobrança adotados para as bacias hidrográficas de domínio da União. A princípio, os valores cobrados são insuficientes para incitar o uso sustentável da água. Apesar dos entraves na aplicação dos valores, identificamos avanços no processo de implementação da cobrança e desafios para o aperfeiçoamento do instrumento no sistema de gerenciamento de recursos hídricos do país.
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