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TRABALHO Ações
IMPACTO DO USO E COBERTURA DA TERRA EM VARIÁVEIS HIDROCLIMÁTICAS
Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
Tipo Dissertação
Data 16/02/2023
Área ENGENHARIA SANITÁRIA
Orientador(es)
  • Isabel Kaufmann de Almeida
Coorientador(es)
  • Aleska Kaufmann Almeida
Orientando(s)
  • Leidiane da Silva Marques
Banca
  • CÁSSIA MONTEIRO DA SILVA BURIGATO COSTA
  • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
  • Isabel Kaufmann de Almeida
  • Robert Schiaveto de Souza
  • William Marcos da Silva
Resumo Buscou-se analisar o impacto da mudança do uso e cobertura da terra, considerando as características morfométricas, a precipitação, o CN e a variação da temperatura, no escoamento em bacias hidrográficas dos biomas Cerrado, Mata-Atlântica e Pampa da região Centro-Sul. Alterações do processo climático e hidrológico nas bacias foram analisadas pelo teste de Mann-Kendall. No geral, a vazão foi a variável hidroclimática mais afetada, demonstrando elevada relação com as mudanças no uso e na cobertura da terra, principalmente quando relacionada aos usos agropecuários e à presença de vegetação na bacia, indicando tendência de crescimento quando ocorrida a transformação de Floresta em Agropecuária. A Temperatura apresentou influência direta das mudanças ocorridas no uso e cobertura da terra na classe de Floresta, com tendência de decrescimento com o aumento da Floresta. A Precipitação apresentou tendência de decrescimento quando houve aumento na classe de Áreas não Vegetadas. Por fim, as mudanças ao longo dos 35 anos evidenciaram a transformação das áreas de Floresta e Formação Natural não Florestal em Agropecuária no bioma Cerrado, de elevada expansão das Áreas não Vegetadas no bioma Mata Atlântica e com resultados semelhantes entre Pampa e Mata Atlântica.

Palavras-chave: Vegetação; Agropecuária, Escoamento superficial; Hidrologia, Mann-Kendall.
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    Sustentabilidade de alternativas de tratamento descentralizado de esgoto em bases militares isoladas: uma abordagem por índice composto
    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
    Tipo Dissertação
    Data 10/02/2023
    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
    Orientador(es)
    • Marc Arpad Boncz
    Coorientador(es)
    • Paula Loureiro Paulo
    Orientando(s)
    • RAQUEL ALVES RIBEIRO PONTES
    Banca
    • Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
    • Jamil Alexandre Ayach Anache
    • Karen Midori Takahashi
    • Kátia Regina de Souza
    • Marc Arpad Boncz
    • Priscila de Morais Lima
    Resumo O déficit em esgotamento sanitário nas comunidades isoladas é um obstáculo à universalização do saneamento, prescrita pelo ODS-6 (ONU) e pela Lei 14026/2020 (Brasil), sendo necessário o incentivo a projetos bem-sucedidos, e potencialmente replicáveis, de tratamento descentralizado de esgotos domésticos nesses locais. Nesse sentido, instalações militares remotas do Exército Brasileiro podem contribuir. Portanto, o objetivo do trabalho foi selecionar a alternativa mais sustentável para o tratamento dos esgotos domésticos de uma base militar isolada. Primeiramente, foi realizada uma revisão de literatura sobre as tecnologias descentralizadas adequadas a comunidades isoladas, de modo a combiná-las em diferentes arranjos tecnológicos (cenários) de tratamento. Em seguida, os cenários foram dimensionados para 60 militares e foram obtidos os respectivos custos de construção (CAPEX), operação e manutenção (OPEX). Por fim, os cenários foram avaliados holisticamente a partir de um índice composto global de sustentabilidade que agregou não só os fatores econômicos, mas também os ambientais, socioculturais e técnicos. Os sete cenários de tratamento analisados foram: 1) Tanque séptico (TS) e filtro anaeróbio (FAN) com leito de secagem (leito sec.); 2) TS e wetlands de fluxo subsuperficial horizontal (WCH) com leito sec.; 3) TS e wetlands de fluxo subsuperficial vertical (WCV) com leito sec.; 4) Wetlands sistema francês adaptado a climas tropicais (WC-SF); 5) Lagoa facultativa (LF); 6) TEvap para águas escuras; círculo de bananeiras (CB) para águas cinza escuras e EvaTAC para águas cinza clara; 7) TEvap para águas escuras; CB para águas cinza escura e clara. Os resultados demonstraram que a LF foi a opção mais sustentável, principalmente pela operação e manutenção simples e baratas. Isso pode indicar que há soluções usualmente coletivas mais interessantes que soluções individuais para bases isoladas, dado o grande volume de efluentes produzidos. Já os cenários com alimentação intermitente foram os mais insustentáveis (WC-SF; TS+WCV com leito sec.). Verificou-se ainda que os cenários com separação de efluentes na fonte (6 e 7), apesar de mais sustentáveis que a opção normatizada do TS+FAN com leito sec., possuem CAPEX muito elevados devido à necessidade de múltiplas unidades em paralelo (R$ 2.559,60 hab-1 para o TEvap//CB//EvaTAC e R$ 1.458,16 hab-1 para o TEvap//CB//CB). Desse modo, sugere-se estudos futuros com enfoque de ampliar a escala de aplicação dessas tecnologias, usualmente unifamiliares. Ao mesmo tempo, o baixo custo da versão adaptada do WC-SF (CAPEX de R$ 340,47 hab-1 e OPEX de R$ 55,07 hab-1ano-1) indicou seu potencial para maiores aplicações descentralizadas na prática. Cabe ressaltar que a abordagem por índice composto se adequa à tomada de decisão no contexto militar, pois facilita a interpretação do problema complexo da seleção da alternativa de tratamento mais sustentável para militares decisores sem conhecimento técnico.
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      ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA BACIAS HIDROGRÁFICAS URBANAS
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 22/12/2022
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
      Coorientador(es)
      • Fabio Verissimo Goncalves
      Orientando(s)
      • Luiz Guilherme Maiolino Lacerda de Barros
      Banca
      • Carlos Nobuyoshi Ide
      • Dirce Martins de Oliveira
      • Fabio Verissimo Goncalves
      • Karen Midori Takahashi
      • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
      • Maria Lucia Ribeiro
      Resumo Os corpos hídricos urbanos sofrem diversos riscos resultantes da urbanização acelerada. Buscando gerir essa expansão de forma sustentável, leis e planos de manejos são criados e, assim, a demanda por um monitoramento adequado das águas urbanas é crescente e deve ser constantemente aperfeiçoado, com a adoção de índices de qualidade regionalizados. Através da análise de uma série histórica de dados secundários notou-se que o índice de qualidade utilizado em córregos urbanos não possui uma boa sensibilidade para eventuais variações isoladas de parâmetros da qualidade, mesmo quando estes ultrapassam os limites da classe de enquadramento do corpo hídrico analisado. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a idealização de um índice de qualidade da água que fosse sensível aos limites estabelecidos pelas legislações vigentes. O desenvolvimento do índice foi composto por quatro partes: seleção dos parâmetros; método de normalização; seleção dos pesos; e método de agregação. Os parâmetros nitrogênio total, sólidos totais e temperatura foram substituídos pelos parâmetros amônia, nitrato e surfactante. Além disso, novas curvas de normalização foram criadas e os pesos utilizados no produtório foram alterados. Por fim, foi desenvolvido um índice capaz de auxiliar na tomada de decisão pública no âmbito da qualidade de águas superficiais.
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      ALTERNATIVA DE PÓS-TRATAMENTO EM EFLUENTE DE CURTUME: LAGOA DE POLIMENTO COM CHICANAS
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 19/12/2022
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Carlos Nobuyoshi Ide
      Coorientador(es)
        Orientando(s)
        • Ingrid Cecilia Walker
        Banca
        • Carlos Nobuyoshi Ide
        • Jonas de Sousa Correa
        • Maria Lucia Ribeiro
        • William Marcos da Silva
        • Willian Ribeiro Ide
        Resumo As atividades industriais podem gerar impactos ambientais de baixo, médio e grande intensidade no meio ambiente. As Plantas de Curtume geram resíduos líquidos que, caso não seja realizado tratamento adequado, podem se enquadrar como alto potencial poluidor. No sentido de analisar como se comportaria um tratamento terciário biológico, como pós-tratamento de efluente de curtume, foi implantada uma lagoa de polimento com chicanas em uma Planta localizada na área rural de Campo Grande/MS. Devido à alta concentração de agentes inibidores ao crescimento das algas, para a ativação do florescimento das mesmas foi realizada diluição do efluente. Após a adaptação das algas, foram realizados testes em diferentes tempos de detenção hidráulica, com duração de 5, 10 e 15 dias, com efluente bruto, e controlando a vazão de entrada. Foi, então, observado que o TDH de melhor eficiência para remoção de matéria orgânica, foi o de 10 dias, apresentando 70,86% de remoção da DBO5,20 solúvel, 49,49% de remoção de DQO total e 66,90% de remoção de COT. Dessa maneira, apontando como possível, biologicamente, o refinamento desse tratamento, caso se torne necessário para a indústria a melhoria de padrões do lançamento do efluente no corpo receptor.
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        REGIONALIZAÇÃO DE VAZÃO EM BACIA HIDROGRÁFICA
        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
        Tipo Dissertação
        Data 09/09/2022
        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
        Orientador(es)
        • Isabel Kaufmann de Almeida
        Coorientador(es)
          Orientando(s)
          • LUIZ FELIPE FINCK
          Banca
          • Aleska Kaufmann Almeida
          • CÁSSIA MONTEIRO DA SILVA BURIGATO COSTA
          • Isabel Kaufmann de Almeida
          • Robert Schiaveto de Souza
          • William Marcos da Silva
          Resumo Um eficiente gerenciamento de recursos hídricos depende do conhecimento das vazões de toda a bacia hidrográfica. No entanto, na maioria dos casos, as bacias possuem um sistema de monitoramento e medição de vazões insuficiente, o que pode comprometer a aplicação do instrumento de outorga e ocasionar danos ao meio ambiente e aos usuários. Sendo assim, se faz necessário o desenvolvimento de modelos hidrológicos que permitam o conhecimento das vazões mínimas em todos os cursos d’água da unidade de planejamento. Desta forma, neste trabalho objetivou-se propor método de regionalização de vazões em locais com dados escassos de monitoramento utilizando dados hidrológicos e ferramentas de geoprocessamento. Adotou-se como área de estudo a bacia hidrográfica do Rio Ivinhema, localizada em Mato Grosso do Sul. Os modelos foram desenvolvidos a partir da correlação de variáveis físicas e ambientais a partir da análise do erro relativo e pelo coeficiente de eficiência de Nash Sutcliffe. Por fim, foi espacializada a vazão Q95, sendo gerado mapa de fluxo acumulado com a aplicação do modelo selecionado, assim para cada trecho de curso d’água foi obtida a Q95 correspondente. O método desenvolvido fornece resultados relevantes, podendo ser aplicado em diferentes bacias hidrográficas.
          Palavras-chave: Gestão de recursos hídricos, Geoprocessamento, Regionalização de Vazão mínima.
          Future water security based on climate and water demand evolution
          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
          Tipo Dissertação
          Data 06/09/2022
          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
          Orientador(es)
          • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
          Coorientador(es)
            Orientando(s)
            • Juliene Gonçalves de Almeida Garcia
            Banca
            • Danielle de Almeida Bressiani
            • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
            • Jamil Alexandre Ayach Anache
            • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
            Resumo Mudanças no clima podem aumentar as incertezas na gestão de recursos hídricos, aliadas aos desafios quanto ao aumento da demanda hídrica conforme ocorre o desenvolvimento. Neste trabalho, nós avaliamos o futuro da segurança hídrica, sob cenários de mudança climática e de demanda de água. Indicadores de escassez e de vulnerabilidade hídrica foram utilizados considerando as dimensões ambiental, hidrológica e socioeconômica da segurança hídrica. Uma bacia socioeconomicamente relevante foi escolhida como área de estudo para nossa proposta, bem conhecida por problemas na gestão de recursos hídricos no leste brasileiro, a Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco. Nossas descobertas expõem a fragilidade das atividades de uso intensivo de água durante as estações de seca (junho a agosto) nas próximas décadas. Apesar da previsão de aumento da disponibilidade hídrica na bacia nos cenários de mudança climática, as previsões para a demanda hídrica podem causar períodos críticos de insegurança hídrica. Assim, este trabalho fornece informações valiosas para apoiar o sistema de emissão de outorgas de direito de uso de recurso hídrico no longo prazo, adaptando estratégias para lidar com a potencial insegurança hídrica em base mensal no futuro, tais como o fortalecimento da cobrança do uso e o enquadramento de recursos hídricos.
            Estudo da degradação de microplásticos em água e efluente secundário de estação de tratamento de esgoto por processos baseados em ozônio
            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
            Tipo Dissertação
            Data 30/06/2022
            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
            Orientador(es)
            • Amilcar Machulek Junior
            Coorientador(es)
              Orientando(s)
              • Diego Aparecido Silva de Brito
              Banca
              • Amilcar Machulek Junior
              • Diego Roberto Vieira Guelfi
              • Maria Lucia Ribeiro
              • Marjolly Priscilla Bais Shinzato
              Resumo A presença de microplásticos na água pode provocar diversas doenças nos seres humanos, como inflamações intestinais e câncer. Sua presença também está associada com a redução da eficiência em estações de tratamento de água e esgoto, podendo diminuir a quantidade de sais disponíveis para cada partícula na coagulação, causar colmatação da membrana no processo de filtração e inibir o crescimento de algumas bactérias em biorreatores. Para remediar os impactos causados por esse poluente, pesquisados apontam os processos oxidativos avançados (POAs) como tecnologias promissoras de tratamento. Este estudo, através de um planejamento experimental fatorial para otimização de variáveis significativas no processo oxidativo, se dedicou a utilização da ozonização (O3 e O3/H2O2), um dos tipos de POA, para degradação do microplástico polietileno (PE). Como resultado, o processo gerou um aumento no carbono orgânico total (COT), passando de 0,830mg/L para 1,871mg/L, um aumento de 125,36%, empregando o processo O3/H2O2 com 100mg/L de H2O2 e 52 mg/L de O3 após 110 minutos. Na análise por Espectroscopia no Infravermelho Transformada por Fourier (FTIR), foi possível observar o grupo carbonila no pico de 1714 cm-1, servindo como principal indicador de mudanças ocorridas pelo processo oxidativo. No Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) também foi possível observar modificações na superfície do microplástico após a ozonização, demonstrando a capacidade de degradação na utilização desse processo oxidativo. Os resultados do FTIR e MEV também apontaram que a utilização do processo O3/H2O2, em comparação com o O3, promove uma maior alteração na superfície do microplástico, pois promove uma maior concentração de radicais que atacam o polímero.
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              Tratamento de efluente secundário de estação de tratamento de esgoto contaminado com metilparabeno por processos baseados em ozônio
              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
              Tipo Dissertação
              Data 29/06/2022
              Área ENGENHARIA SANITÁRIA
              Orientador(es)
              • Amilcar Machulek Junior
              Coorientador(es)
                Orientando(s)
                • Antonio Kaique Canatto
                Banca
                • Amilcar Machulek Junior
                • Fabio Gozzi
                • Lucas de Melo da Silva
                • Maria Lucia Ribeiro
                Resumo A presença de parabenos e outros poluentes emergentes (PEs) nos efluentes sanitários é uma realidade que deve ser estudada e discutida por agentes envolvidos na área ambiental e de saneamento, frente aos seus potenciais riscos à saúde humana e aos ecossistemas naturais. A compreensão sobre esses novos poluentes é necessária para o desenvolvimento e aprimoramento de tecnologias de tratamento eficazes, já que os processos atuais não são capazes de removê-los. Pesquisadores de todo mundo estudam e apostam nos Processos Oxidativos Avançados (POAs), como a ozonização, como uma dessas soluções. Assim, esse estudo se dedicou à degradação do metilparabeno (MeP) em efluente sanitário por meio do processo de ozônio-peróxido (O3/H2O2), utilizando o planejamento experimental como ferramenta para seleção e otimização de variáveis mais significativas ao tratamento. Como resultado, o processo removeu 90,20% do MeP inicial após 120 minutos, empregando as concentrações de 25 mg/L de O3, 30 mg/L de H2O2 e no pH do próprio efluente (7,0±2). Os parâmetros físico-químicos foram melhorados e a toxicidade aguda do efluente com composto para a espécie bioindicadora Artemia salina foi reduzida, comprovando a ampla eficiência do POA empregado.
                Palavras-chave: Ozônio; Parabenos; POAs
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                SUSCEPTIBILIDADE A RISCO DE INUNDAÇÕES
                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                Tipo Dissertação
                Data 04/03/2022
                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                Orientador(es)
                • Isabel Kaufmann de Almeida
                Coorientador(es)
                  Orientando(s)
                  • Sharon Kelly de Melo
                  Banca
                  • Aleska Kaufmann Almeida
                  • Isabel Kaufmann de Almeida
                  • Roberto Macedo Gamarra
                  • Robert Schiaveto de Souza
                  • William Marcos da Silva
                  Resumo Atualmente as inundações têm ocasionado danos e prejuízos socioeconômicos e ambientais em diferentes locais do globo terrestre, evidenciando a necessidade da realização de estudos referentes ao tema. Diversos fatores estão relacionados às causas de eventos de inundação, como as chuvas extremas, características físicas e fatores antrópicos locais, sendo imprescindíveis essas informações para mapear as áreas de riscos de inundação e, assim, possibilitar medidas mitigadoras nos danos causados por esses desastres. Esta pesquisa teve por objetivo mapear e analisar as áreas de susceptibilidade a risco de inundações, em 3 (três) áreas de estudo distintas, pertencentes ao mesmo Bioma Mata Atlântica, em que são recorrentes desastres de inundação. Devido a ser uma problemática que elenca inúmeros fatores, realizou-se uma análise multicritério, utilizando a Análise Hierárquica Analítica (AHP). Para tanto foi composto um banco de dados geoespacial multicamadas, afim de gerar os mapas de risco de inundação das áreas de estudo.

                  Palavras-chave: desastres, análise multicritério, chuvas extremas
                  A MODELAGEM NO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO URBANO SUSTENTÁVEL
                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                  Tipo Dissertação
                  Data 04/03/2022
                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                  Orientador(es)
                  • Isabel Kaufmann de Almeida
                  Coorientador(es)
                    Orientando(s)
                    • João Paulo Ottonelli
                    Banca
                    • Aleska Kaufmann Almeida
                    • Isabel Kaufmann de Almeida
                    • Roberto Macedo Gamarra
                    • Robert Schiaveto de Souza
                    • William Marcos da Silva
                    Resumo A ocorrência de desastres hidrológicos tem se tornado algo cada vez mais comum conforme o passar dos anos. Esse fenômeno muito se deve a falta de planejamento urbano no tocante a drenagem de águas pluviais. É de grande consenso na literatura, que o conceito de drenagem tradicional é obsoleto, não sustentável, e tende a ser financeiramente custoso com o passar do tempo. Dado esse fato, mais do que nunca, se faz necessário uma mudança na forma em como a drenagem urbana é abordada. Nesse contexto, encaixam-se as técnicas compensatórias de drenagem, as quais, em conjunto da modelagem matemática, tornam-se ferramentas imprescindíveis para se atingir um desenvolvimento urbano mais sustentável. Para tanto, nesse trabalho, foram avaliados o desempenho em se abater picos de cheias, de duas técnicas compensatórias de drenagem: cisternas e pavimentos porosos. Para essa análise, foi utilizado o software SWMM, sendo que os resultados obtidos apontam um melhor desempenho para as cisternas. Foi também realizado uma modelagem por meio do método CN-SCS, de modo a se inferir a parcela de impacto causado por áreas urbanas nos valores de hidrogramas. Foi concluído que o método SCS deve ser utilizado com cautela, quando aplicado em bacias grandes, por tender a extrapolar os valores reais de volume de escoamento.

                    Palavras-chaves: SWMM, método CN-SCS, modelagem matemática.
                    A Gestão Patrimonial de Infraestrutura em um Sistema Público de Abastecimento de Água – Utilização de Método Probabilístico para Estimativa de Quebras
                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                    Tipo Dissertação
                    Data 23/02/2022
                    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                    Orientador(es)
                    • Fabio Verissimo Goncalves
                    Coorientador(es)
                      Orientando(s)
                      • Matheus do Carmo Costa
                      Banca
                      • Carlos Nobuyoshi Ide
                      • Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes
                      • Fabio Verissimo Goncalves
                      • Jamil Alexandre Ayach Anache
                      • Peter Batista Cheung
                      Resumo O presente trabalho aborda a avaliação de técnicas de gestão patrimonial em um sistema de abastecimento público universitário com a intuito de gerar metodologias e normas de operação em sistemas públicos fechados de abastecimento visando a redução de perdas: identificação das tubulações, análise do conceito de gestão patrimonial de infraestrutura (GPI), estudo de perdas, aplicação dos métodos probabilísticos para previsão de quebra das tubulações e observação dos impactos das perdas nos sistemas de abastecimento da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campus Cidade Universitária, localizado em Campo Grande, estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. Controlar as perdas em sistemas de abastecimento de água não se trata somente de ser sustentável, mas se traduz em economia efetiva de recurso financeiro para o gestor do sistema. Por isso, avaliar a aplicação de metodologias de controle de perdas em sistemas públicos fechados de grande porte se apresenta como estudo importantíssimo na área de saneamento. Para tanto, foram utilizadas técnicas de identificação de perdas de maneira global e local, tais como mínimo consumo noturno, comparação de consumo de água e esgoto e utilização de geofone para refino da localização. Foi realizado o levantamento e identificação das tubulações da região de estudo, bem como contabilizado o número de falhas por tubulação identificada. Assim, foi possível a utilização dessas informações para realizar a previsão de quebras das tubulações com o auxílio do método probabilístico denominado extensão linear do processo de Yule (LEYP), por meio do software Baseform. Durante o estudo foi possível observar a redução de 58,58% no consumo total do sistema de abastecimento estudado, entre março e abril de 2020. Observa-se ainda que houve redução de 29,29% do consumo anual quando comparado o ano de 2019 com 2020. Assim, é possível notar que a aplicação de metodologia de controle de perdas em sistemas de abastecimento de água promove o correto manejo dos recursos naturais, por meio da gestão hídrica adequada, além de impor ao consumidor final a redução de consumo, gerando economia pecuniária.
                      PERDA DE SOLO E PRODUÇÃO DE SEDIMENTO APLICADO A BACIA DO RIO COXIM
                      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                      Tipo Dissertação
                      Data 15/12/2021
                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                      Orientador(es)
                      • Fabio Verissimo Goncalves
                      Coorientador(es)
                        Orientando(s)
                        • Murilo Maçané Arima
                        Banca
                        • Fabio Verissimo Goncalves
                        • Jamil Alexandre Ayach Anache
                        • Jhonatan Barbosa da Silva
                        • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                        Resumo Atualmente, por conta da evolução da tecnologia, o ser humano passou a possuir
                        ferramentas que o auxiliam a compreender a natureza e o mundo ao entorno. Dentre as
                        possibilidades trazidas por estas ferramentas tecnológicas, é possível citar a investigação
                        das bacias hidrográficas e suas respectivas dinâmicas de funcionamento, sendo este um
                        dos principais pontos do presente trabalho. Para a investigação de bacias hidrográficas,
                        um dos principais softwares existentes é o InVEST. A partir do que foi exposto, o objetivo
                        geral é a apresentação de um modelo hidrossedimentológico aplicado à bacia do Rio
                        Coxim. O presente trabalho se justifica por conta dos problemas de perda de solo
                        enfrentados ao longo da bacia, sendo necessária a realização de um prognóstico para que
                        as futuras intervenções ecossistêmicas no local sejam realizadas com mais precisão,
                        economizando tempo e recursos. A partir da revisão bibliográfica, embora tenha sido
                        encontrada uma abundância de trabalhos acerca do software InVEST, não foram
                        encontrados muitos estudos ecossistêmicos acerca do problema de perda de solo na bacia
                        do Rio Coxim, sendo este um dos primeiros e principais trabalhos acerca dos problemas
                        ecológicos enfrentados na respectiva área. Para o desenvolvimento da pesquisa, foram
                        utilizados dados de entrada elaborados em trabalhos prévios acerca da região do estudo,
                        sendo coletados dados referentes à erosividade da chuva, erodibilidade do solo e os
                        Fatores C e P referentes ao local de estudo. Os resultados indicam uma grande perda de
                        solo nas regiões nordeste e sul da Bacia, que respectivamente correspondem às cidades
                        de Costa Rica e São Gabriel do Oeste, sendo estes os principais pontos que devem sofrer
                        intervenção para evitar o agravamento de problemas ecológicos na bacia do Rio Coxim.
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                        Avaliação de metodologias de nível econômico de perdas
                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                        Tipo Dissertação
                        Data 22/09/2021
                        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                        Orientador(es)
                        • Fabio Verissimo Goncalves
                        Coorientador(es)
                          Orientando(s)
                          • Jonathan Lyncoln Alves Barbosa
                          Banca
                          • Carlos Nobuyoshi Ide
                          • Fabio Verissimo Goncalves
                          • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                          • Paulo José Alves de Oliveira
                          • Peter Batista Cheung
                          Resumo Com o crescente nível de perdas de água identificado nos sistemas de distribuição no
                          Brasil, é importante definir metas e estratégias de redução de perdas, a fim de evitar elevados
                          custos com produção de água, como também aumentar as receitas das prestadoras. Mas antes
                          de definir metas de maneira arbitrária e estabelecer ações de redução de perdas, é necessário
                          avaliar até que nível é viável reduzir essas perdas. Esse nível é chamado na literatura de Nível
                          Econômico de Perdas, e define o ponto ótimo onde o sistema terá maiores receitas e menores
                          custos. Há diferentes metodologias que podem ser aplicadas, sendo algumas práticas e outras
                          complexas. Esta dissertação apresenta um estudo sobre o conceito de nível econômico, e uma
                          avaliação de metodologias juntamente com a aplicação delas, com a proposta de determinar a
                          viabilidade do uso dessas metodologias. Foram coletados resultados das aplicações realizadas
                          e foi concluído que as operações podem tirar proveito dessas análises pois elas colaboram na
                          definição de metas de redução de perdas. Em testes realizados foi possível observar que se um
                          sistema reduz sua perda até o nível calculado, ele terá sua receita e seu custo operacional
                          otimizado, apesar dos incrementos nas ações de controle de perdas. Como estudos futuros, foi
                          proposto que sejam aprimoradas as áreas de coletas de dados, com o intuito de impulsionar sua
                          qualidade para que análises como essas tenham resultados de maior confiabilidade.
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                          Impactos econômicos e sociais de inundações em bacia hidrográfica urbana
                          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                          Tipo Dissertação
                          Data 02/09/2021
                          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                          Orientador(es)
                          • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                          Coorientador(es)
                            Orientando(s)
                            • Leonardo de Souza Bruno
                            Banca
                            • Daniel Gustavo Allasia Piccilli
                            • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                            • Jamil Alexandre Ayach Anache
                            • Jose Goes de Vasconcelos Neto
                            • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                            Resumo Inundações figuram entre as classes de desastres naturais que mais causam prejuízos as atividades humanas ao redor do mundo. Em conjunto a esse fato, verifica-se que o risco de ocorrência das inundações é crescente, principalmente em áreas urbanas, devido a fatores como as mudanças climáticas, urbanização rápida e ocupação de áreas irregulares e perigosas. Logo, temos a necessidade de se conhecer as áreas que potencialmente podem ser afetadas por esses fenômenos, bem como estipular metodologias para determinar os danos que estes eventos podem causar, financeiros e sociais. Para descobrir áreas sob risco, a modelagem computacional é uma poderosa ferramenta para tal, contudo, simulações em pequenos cursos d’água urbanos representam um desafio, dada a complexidade dos sistemas de drenagem urbanos, que requer dados de alta resolução. Assim, no capítulo 2 desta dissertação, aplicamos os modelos acoplados HEC-HMS e HEC-RAS para determinar áreas de inundação na bacia do córrego Prosa, em Campo Grande no Brasil. Neste, utilizamos dados hidrometeorológicos sub-horários além de modelos de terreno com resolução de 1 metro, junto a dados batimétricos. Ao analisar eventos reais e baseados em chuvas de projeto, os modelos apresentaram métricas na calibração e validação, valores de R² = 0.93, RMSE =1.29 e NSE =0.92 para o HEC-HMS, e valores de R² = 0.93, RMSE =1.29 e NSE =0.92 para o HEC-RAS. Os resultados obtidos encorajam a aplicação destes modelos para estudos de inundação em áreas urbanas. Em relação a quantificação de danos econômicos potenciais, no capítulo 3 aplicamos curvas de cota versus prejuízos (geradas para o Brasil), bem como discutimos acerca da dinâmica do processo de inundação na bacia do Prosa. Resultados mostram que inundações com tempo de retorno igual a 100 anos podem causar danos de até 500 mil dólares americanos, no entanto, os dados não possuem uma boa correlação com os elementos reais na bacia do Prosa. Verificamos que as medidas de proteção contra inundações funcionam, mas a solução para as cheias depende de muitos outros fatores. Tomadores de decisão podem utilizar os resultados e metodologia destes capítulos para análise de eventos de cheia em outras áreas urbanas.
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                            Estatística aplicada a eventos de chuva em região de clima subtropical
                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                            Tipo Dissertação
                            Data 05/08/2021
                            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                            Orientador(es)
                            • Isabel Kaufmann de Almeida
                            Coorientador(es)
                              Orientando(s)
                              • José Antonio Guarienti
                              Banca
                              • Albert Schiaveto de Souza
                              • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                              • Isabel Kaufmann de Almeida
                              • Roberto Macedo Gamarra
                              • Robert Schiaveto de Souza
                              Resumo Importante variável de entrada em projetos de drenagem pluvial, barragens e obras de terra, a precipitação é o elemento atmosférico responsável pela caracterização climática de regiões de clima tropical ou subtropical. A utilização do critério de Tempo Mínimo Entre Eventos (TMEE) para discretizar eventos independentes de precipitação é importante ferramenta, pois possibilita análise mais eficiente das propriedades dos eventos de chuva (duração, volume total precipitado, intensidade máxima e intensidade média). No presente estudo, três diferentes métodos foram utilizados para estimar o TMEE em séries de dados de quatro municípios brasileiros de clima subtropical úmido. O Método do Número Médio Anual de Eventos de Precipitação e o Método do Coeficiente de Variação estimaram valores de TMEE capazes de discretizar eventos independentes de chuva causadores de desastres em região de clima subtropical úmido. Entretanto, altos valores de TMEE foram gerados pelas metodologias, e com isso, grandes quantidades de tempo seco intra-evento foram identificados nos eventos gerados.
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                                Influence of inlet mass flow rate upon nutrient removal potential for different floating treatment island configurations in a stormwater pond
                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Dissertação
                                Data 12/07/2021
                                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                Orientador(es)
                                • Johannes Gerson Janzen
                                Coorientador(es)
                                • Manoel Lucas Machado Xavier
                                Orientando(s)
                                • Vinícius Neves Urbanek
                                Banca
                                • Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
                                • Jhonatan Barbosa da Silva
                                • Johannes Gerson Janzen
                                • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                • Vinicius Alexandre Sikora de Souza
                                Resumo Ilhas de Tratamento Flutuantes (FTI) são uma tecnologia relativamente nova para tratamento de água. Para avaliar a influência da hidrodinâmica sobre o potencial de remoção de nutrientes de FTI em uma lagoa de detenção, realizou-se um estudo numérico, analisando a remoção de massa para diferentes vazões e profundidades de raízes. As simulações foram feitas com a versão acadêmica do código comercial ANSYS CFX. Uma breve revisão de literatura é apresentada, com os principais tópicos e vazios na literatura que este trabalho deseja preencher. Em seguida são apresentados estudos numéricos para avaliar a resposta de um sistema Lagoa+FTI para a variação de vazão sob diferentes configurações de posicionamento das ilhas. Por fim, diferentes profundidades de raízes foram testadas, para estabelecer uma relação entre as raízes, a hidrodinâmica e o tratamento pelas ilhas. Verificou-se que a ocorrência de zonas de recirculação próximas às FTI favorece um aumento na quantidade de massa adentrando as zonas das raízes, sendo o aspecto chave da remoção de nutrientes por esses sistemas. Os sistemas com melhor performance foram aqueles com velocidades médias na lagoa entre 0,08 e 0,10 m/s, com padrões de recirculação mais próximos às ilhas, favorecendo o tempo de residência e a entrada de poluentes nas zonas de raízes. O sistema de FTI também apresentou as melhores performances para profundidades relativas das raízes acima de 0,45, com uma condição ótima sendo a profundidade relativa das raízes de cerca de 0,50, sob as perspectivas do tratamento, hidrodinâmica e viabilidade técnico-econômica.
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                                Comportamento fluidodinâmico em lagoas de alta taxa
                                Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Dissertação
                                Data 17/06/2021
                                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                Orientador(es)
                                • Marc Arpad Boncz
                                Coorientador(es)
                                  Orientando(s)
                                  • Ismail Abdallah Ismail Hassan
                                  Banca
                                  • Gabriel Bastos Braga
                                  • Johannes Gerson Janzen
                                  • Marc Arpad Boncz
                                  • Mayara Leite Serejo
                                  Resumo O tratamento de efluentes com microalgas está sendo amplamente estudado atualmente em razão de vantagens, como por exemplo, a grande produção de biomassa para geração de bioenergia, e maior eficiência na remoção de nutrientes, se comparado aos processos tradicionais. Entretanto, o processo necessita de condições adequadas para seu funcionamento. Dentro das condições, temos a transferência de calor, oxigênio e dióxido de carbono, e a entrada de luz solar, sendo estes todos processos de transporte, resultando na necessidade da otimização da sua fluidodinâmica. Logo, é proposto um estudo com o objetivo de modelar a fluidodinâmica em lagoas de alta taxa (High Rate Algal Ponds; HRAPs), um tipo de biorreator costumeiramente usado para processos com microalgas, e analisar sua eficiência, através de simulação computacional, comparando com modelos de estudos existentes. Esta análise deve permitir a seleção de um modelo que pode proporcionar a melhor autenticidade e, como consequência, contribuir para futuros estudos adicionais visando outros parâmetros. Com a modelagem computacional também é possível analisar os efeitos do paddlewheel na fluidodinâmica do HRAP e extrair dados sobre a termodinâmica do mesmo. Fazendo o uso do software FLUENT e aplicando noções da Fluidodinâmica Computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) foi construido um modelo de um biorreator tipo HRAP, simulando a fluidodinâmica dentro do mesmo, validando os resultados com um reator HRAP em escala de bancada, de forma a manter valores próximos a realidade. Comparando as medições neste reator, com as simulações feitas no modelo Transition SST (Shear Stress Transport Transition; modelo de transporte transiente de tensão de cisalhamento), obtémos um erro percentual máximo de 8,6%. Logo, usando a ferramenta computacional e quantificando a influência dos diferentes parâmetros que envolvem a fluidodinâmica do HRAP, é possível construir um modelo válido e com melhor eficiência que modelos existentes, e usar este modelo para otimizar a configuração do reator.
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                                  SISTEMA INOVADOR DE MENOR DEMANDA ENERGÉTICA PARA REATOR AERADO COM BIOFILME
                                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                  Tipo Dissertação
                                  Data 31/03/2021
                                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                  Orientador(es)
                                  • Fabio Verissimo Goncalves
                                  Coorientador(es)
                                    Orientando(s)
                                    • MARJULI MORISHIGUE
                                    Banca
                                    • Carlos Nobuyoshi Ide
                                    • Edilson Sadayuki Omoto
                                    • Fabio Verissimo Goncalves
                                    • Hugo Koji Suekame
                                    • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                                    Resumo Diante da necessidade de se buscar sistemas de tratamento de esgoto com maior eficiência energética e implantação em menores áreas, foi proposto um projeto em escala piloto de um reator aerado com biofilme, o qual se aproxima ao sistema de Reator Biológico de Contato (Biodiscos), onde a rotação ocorre apenas pela força hidrostática, de capacidade total 0,57m³. Alimentado por efluente tratado, composto por três camadas de tubulações para aeração, sendo a interna de 50mm, intermediária de 75mm e externa 100mm, sendo essas tubulações fixadas em um aro metálico de 530mm. A área de contato foi modelada por software AutoCAD-3D. Visando estabelecer um método para determinar a taxa de aeração do sistema foi aplicada: i) modelagem matemática do balanço de massa macroscópico e ii) teste de aeração em escala real para balanço de massa microscópico. A área de contato obtida de 135,02m²/m³ foi comparada a outros materiais já existentes no mercado, sendo em 35,02% e 32,37% maior para o Bio-Pac Raschig USA e 32,49% menor para mesmo material, com as diferentes áreas de contato; 33,68% maior do que aquela adotada no Bioring BioProject, 91,68% maior do que o Biodisco Assan; 125,03%, 68,78% e 35,02% maior do que as áreas de contato referidas nos diferentes modelos da PallPAK Pall Ring Company Limited; 264,92% maior do que a Membrana ZeeLung© e 275,06% maior do que a pedra rachão. A taxa de aeração obtida durante a operação do reator foi de 3,46 E-04 g.s-1. Os resultados obtidos no estudo de Almeida, T. R. (2018) para o biorreator com aerador superficial fixo, demonstraram que o sistema obteve taxa de aeração 157,20% maior para sistema com rotação de 100rpm, 21,40% maior para rotação de 150rpm e 55,37% menor para a rotação de 200rpm. Sendo assim, o projeto piloto proposto de reator aerado com biofilme obteve bons resultados quando comparado a outros biorreatores existentes, além de não demandar consumo de energia para inserção de oxigênio no sistema.
                                    High-resolution soil erodibility map of Brasil
                                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                    Tipo Dissertação
                                    Data 08/03/2021
                                    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                    Orientador(es)
                                    • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                    Coorientador(es)
                                      Orientando(s)
                                      • Raquel de Faria Godoi
                                      Banca
                                      • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                      • Jamil Alexandre Ayach Anache
                                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                      • Teodorico Alves Sobrinho
                                      Resumo A modelagem da erosão do solo em larga escala tem um papel crucial na compreensão e planejamento de estratégias de conservação do solo e da água. A falta de dados espaciais de características do solo necessários para calcular a erodibilidade do solo (fator K) tem sido um dos maiores obstáculos no Brasil. O fator K é uma propriedade complexa que expressa a suscetibilidade do solo à erosão de acordo com suas características inerentes. Este fator é um parâmetro de entrada chave para os modelos de erosão do solo mais difundidos: a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a USLE Revisada (RUSLE). Neste trabalho nós produzimos um mapa de erodibilidade espacialmente explícito de alta resolução (tamanho de célula de 250 m) para todo o Brasil. Para calcular o fator K aplicamos as equações propostas originalmente no nomógrafo da USLE (USDA-Agriculture Handbook, 537, 1978) e no modelo EPIC (Journal of Soil and Water Conservation, 38, 381–383, 1983), usando as seguintes propriedades do solo: conteúdo de matéria orgânica, textura, estrutura e permeabilidade do solo. Para avaliar qualitativamente nosso mapa do fator K, seus valores foram comparados com os valores do fator K obtidos de parcelas-padrão em todo o Brasil. Descobrimos que o nomógrafo USLE leva a uma estimativa mais precisa do fator K do que o modelo EPIC. As estimativas do fator K pelo nomógrafo USLE variam de 0,0002 a 0,0636 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1, com um valor médio de 0,0181 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1. Nossas descobertas abrem caminho para um melhor entendimento da erosão do solo em várias escalas e, assim, contribuem para um melhor planejamento e gestão do uso da terra no Brasil. O conjunto de dados está disponível gratuitamente em https://doi.org/10.5281/zenodo.4279869
                                      Sensoriamento Remoto aplicado em Recursos Hídricos
                                      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                      Tipo Dissertação
                                      Data 25/02/2021
                                      Área RECURSOS HÍDRICOS
                                      Orientador(es)
                                      • Jose Marcato Junior
                                      Coorientador(es)
                                      • Wesley Nunes Goncalves
                                      Orientando(s)
                                      • Lucas Yuri Dutra de Oliveira
                                      Banca
                                      • Ana Paula Marques Ramos
                                      • Jose Marcato Junior
                                      • Lucas Prado Osco
                                      • Roberto Macedo Gamarra
                                      Resumo O monitoramento de recursos hídricos serve como base para tomada de decisão e para
                                      amenizar os efeitos de futuras crises hídricas, como, por exemplo, a crise no Sistema
                                      Cantareira, área de estudo deste trabalho, no biênio 2013/14. Investigamos a
                                      confiabilidade da classificação de imagens, utilizando técnicas de sensoriamento remoto
                                      e aprendizado de máquina no contexto de recursos hídricos, que é um recurso
                                      indispensável para a sociedade. Os experimentos foram realizados nas seis represas que
                                      compõem o Sistema Cantareira, e utilizamos imagens multiespectrais orbitais RapidEye,
                                      que apresentam uma resolução espacial de 5 metros. Foram testados quatro métodos de
                                      classificação, sendo eles: Distância Mínima, Probabilidade Máxima, Mapeamento do
                                      Ângulo Espectral e Random Forest. Os métodos de Distância Mínima e Probabilidade
                                      Máxima ofereceram resultados com acurácia maior que 95%. O Random Forest, técnica
                                      de aprendizado de máquina, possibilitou gerar resultados com acurácia superior,
                                      atingindo acurácia de 98,06%. Os resultados mostram que a combinação de imagens
                                      RapidEye com a as técnicas de sensoriamento remoto e aprendizado de máquina
                                      permitem o mapeamento detalhado e acurado de recursos hídricos no Sistema Cantareira.
                                      Como resultado dessa pesquisa, tem-se também a geração de um conjunto de dados
                                      rotulados, disponibilizado para a realização de experimentos futuros.
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