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TRABALHO Ações
Guia para Wetlands Urbanas de Águas Pluviais no Brasil
Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
Tipo Dissertação
Data 30/11/2023
Área ENGENHARIA SANITÁRIA
Orientador(es)
  • Johannes Gerson Janzen
Coorientador(es)
    Orientando(s)
    • Thaís Calixtro da Rocha Ventura
    Banca
    • Johannes Gerson Janzen
    • Jose Marcato Junior
    • Manoel Lucas Machado Xavier
    • Paulo Henrique Silva de Lima
    • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
    Resumo Wetlands construídas são infraestruturas multifuncionais que podem ser utilizadas para a solução de problemas relacionados às águas pluviais urbanas. Estas infraestruturas são definidas como sistemas artificiais planejados para mimetizar as wetlands naturais, usando dos mesmos processos físicos, químicos e biológicos para tratar as águas. Normalmente concebidas como soluções pontuais e de pequena escala, são mais eficazes aplicadas na escala da bacia, distribuídas sistematicamente e conectadas à rede hidrológica existente, se tornando parte da hierarquia do sistema. Contudo, há uma escassez de material em língua portuguesa, principalmente que contenha um texto acessível à agentes tomadores de decisão que não possuam o arcabouço técnico e à engenheiros e arquitetos brasileiros, levando em conta o nosso cenário de urbanização, as infraestruturas existentes no país, como as wetlands construídas podem ser aplicadas no contexto brasileiro e suas implicações no meio urbano. Diante dessas razões, o Guia para Wetlands Urbanas de Águas Pluviais no Brasil é apresentado, sendo um trabalho ilustrativo e conceitual que apresenta o conceito das wetlands construídas e seus benefícios, recomenda tipologias e explica seu funcionamento e como devem ser aplicadas no contexto urbano. Essas tipologias podem ser adaptadas para diversos locais, escalas, climas e funções, introduzindo uma heterogeneidade na paisagem urbana, influenciando na biodiversidade local e nos serviços ecossistêmicos, estimulando a criação espaços públicos ricos, agradáveis ao público e com resiliência urbana.
    OTIMIZAÇÃO DA DEGRADAÇÃO ELETROQUÍMICA DE COMPOSTOS ORGÂNICOS E A ECOTOXICIDADE DO EFLUENTE GERADO
    Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
    Tipo Tese
    Data 21/11/2023
    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
    Orientador(es)
    • Carlos Nobuyoshi Ide
    Coorientador(es)
    • Sajjad Hussain
    Orientando(s)
    • Marcelo Campos
    Banca
    • Carlos Nobuyoshi Ide
    • Dirce Martins de Oliveira
    • Jhonatan Barbosa da Silva
    • Jonas de Sousa Correa
    • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
    • Kennedy Francis Roche
    • Maria Lucia Ribeiro
    • Sajjad Hussain
    Resumo As águas residuárias industriais contêm uma ampla gama de poluentes emergentes, cuja presença no meio ambiente representa um risco significativo para a saúde pública e os ecossistemas aquáticos. Os tratamentos convencionais muitas vezes falham em eliminar esses contaminantes de forma eficaz. Neste contexto, a eletroquímica surge como uma tecnologia promissora, capaz de degradar poluentes orgânicos persistentes. Esta tese enfatiza a otimização dos processos eletroquímicos para o tratamento de efluentes contendo corantes têxteis e surfactantes, especificamente o corante Procion Yellow (PY) e o surfactante Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). Os principais objetivos foram investigar a eficácia da eletro-oxidação usando eletrodos de Diamante Dopado com Boro (DDB) na degradação de poluentes emergentes, avaliar as variáveis operacionais para otimização do tratamento e examinar os efeitos na toxicidade dos efluentes tratados. A metodologia abrange estudos experimentais detalhados em cinco capítulos, utilizando delineamentos experimentais como Taguchi e Box-Behnken para otimização, bem como análises de ecotoxicidade para avaliar a segurança ambiental dos tratamentos. No Capítulo 2, apresenta a aplicação da eletro-oxidação que resultou em 91,4% de remoção do PY e reduções significativas na Demanda Química de Oxigênio (DQO) e no Carbono Orgânico Total (TOC). O Capítulo 3 demonstra a eficiência da otimização das variáveis operacionais, alcançando 97,06% de remoção do corante. Já o Capítulo 4 se destaca pela degradação de 98% de LAS e 71,36% de PY na presença de surfactantes, com a cinética de degradação seguindo um modelo de segunda ordem. Este trabalho aprofunda a compreensão sobre a interação entre surfactantes e processos eletroquímicos, apresentando uma metodologia eficiente para eliminar corantes têxteis em matrizes contendo Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). A pesquisa enfatiza a importância da sustentabilidade ambiental e da proteção à saúde pública, demonstrando que o tratamento reduz significativamente a toxicidade dos efluentes. Este resultado sublinha o potencial das técnicas de eletro-oxidação não apenas na remoção de poluentes, mas também na mitigação de seus impactos nocivos no meio ambiente. Além disso, fornece uma base científica para a aplicação de tais tecnologias em escala piloto, incentivando sua adoção pela indústria.
    Palavras-chave: Eletroquímica, Águas Residuais Industriais, Eletro-oxidação, Diamante Dopado com Boro, Poluentes Emergentes, Corantes Têxteis, Surfactantes, Procion Yellow, Linear Alkylbenzene Sulfonate, Otimização de Processos, Ecotoxicidade, Tratamento de Efluentes.
    Flow distribution and mass removal in a floating treatment island with different depths in a channel cavity
    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
    Tipo Dissertação
    Data 27/10/2023
    Área ENGENHARIA SANITÁRIA
    Orientador(es)
    • Johannes Gerson Janzen
    Coorientador(es)
      Orientando(s)
      • Felipe Rezende da Costa
      Banca
      • Ariel Ortiz Gomes
      • Johannes Gerson Janzen
      • Manoel Lucas Machado Xavier
      • Paulo Henrique Silva de Lima
      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
      Resumo Em rios e canais abertos, as cavidades laterais são regiões adjacentes que afetam o fluxo,
      criando uma zona de recirculação de água e reduzindo a energia do fluxo e com isso
      proporcionar a retenção de sedimentos, a proteção das margens dos rios e refúgio para
      organismos que se desenvolvem em águas mais calmas. A presença de vegetação nestas
      estruturas oferece resistência adicional ao fluxo que afeta a magnitude do fluxo
      variáveis relacionadas, por exemplo, intensificando a desaceleração dentro da cavidade e
      impactando os processos de troca de massa entre o canal principal e a zona morta.
      Este estudo avaliou o efeito das interações hidrodinâmicas da vegetação flutuante dentro da cavidade lateral no sistema de circulação usando Fluido Computacional
      Dinâmica (CFD) e experimentos de laboratório. Nas simulações, o anisotrópico
      resistência gerada pela vegetação foi representada por uma zona porosa, esta é uma
      simples, maneira de representar essa resistência exercida ao fluxo, e ainda assim eficaz em
      capturando os efeitos na hidrodinâmica. A densidade da vegetação permaneceu constante e
      teve 5 diferentes profundidades de vegetação estudadas nas simulações e para fins práticos iniciais
      testes apenas um caso vegetado foi utilizado. Em todos os casos simulados, a presença de
      a vegetação flutuante reduziu a magnitude da velocidade na parte mais interna do
      cavidade em comparação com áreas sem vegetação, enquanto nos casos de laboratório houve
      desaceleração quase absoluta na maior parte da região vegetada com pontos de aceleração. O aumento da profundidade da vegetação diminuiu a velocidade do fluxo no
      cavidade lateral, atingindo seu efeito máximo no caso de cavidade totalmente preenchida.
      MODELO EMPÍRICO DE DEMANDA HÍDRICA SETORIAL BASEADO NA OCUPAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 11/09/2023
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
      Coorientador(es)
        Orientando(s)
        • Vinícius Vieira de Moraes
        Banca
        • Danielle de Almeida Bressiani
        • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
        • Gabriela Chiquito Gesualdo
        • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
        Resumo A evolução dos usos da água em bacias hidrográficas está associada aos processos de
        ocupação humana regional, que incluem diversas atividades socioeconômicas e distintos
        padrões de cobertura do solo. Este estudo propõe a construção de modelos matemáticos
        empíricos para representar a demanda hídrica setorial e sua relação com aspectos
        ambientais e socioeconômicos de bacias hidrográficas. Avaliamos a associação entre
        dados de demanda hídrica setorial com classes de cobertura do solo e indicadores
        socioeconômicos, ambos disponibilizados em bases de dados institucionais. Os modelos
        empíricos de demanda hídrica urbana e animal foram construídos a partir de regressão
        múltipla. As etapas de calibração e validação foram realizadas na Bacia do Rio Paraíba
        do Sul, sudeste do Brasil, com simulação histórica e futura do comportamento dos usos
        da água. Os resultados mostraram que o modelo empírico normalizado de demanda
        hídrica urbana foi satisfatório tendo como base dados de área urbanizada e população
        urbana. Enquanto o modelo semi-logarítmico de demanda hídrica animal resultou de
        dados de área de pecuária e PIB do setor agropecuário. Assim, os modelos matemáticos
        empíricos propostos permitem estimar as demandas hídricas atuais e futuras a partir das
        mudanças na cobertura do solo de bacias hidrográficas, subsidiando a gestão integrada do
        uso do solo e dos recursos hídricos.
        TOWARDS A BETTER UNDERSTANDING OF BRAZILIAN PAYMENTS FOR ECOSYSTEM SERVICES PROGRAMS
        Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
        Tipo Tese
        Data 01/09/2023
        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
        Orientador(es)
        • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
        Coorientador(es)
          Orientando(s)
          • Ingrid Moreno Mamedes
          Banca
          • ANDRÉ ALMAGRO
          • Angelica Guerra
          • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
          • Fabio de Oliveira Roque
          • Ibraim Fantin da Cruz
          • Jamil Alexandre Ayach Anache
          • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
          Resumo Os programas de pagamentos por serviços ambientais (PSA) tornaram-se uma ferramenta para lidar com a degradação ambiental e promover o desenvolvimento sustentável. Entretanto, apesar da expansão de programas de PSA no Brasil, há uma grande limitação de informações literárias a respeito disso. O objetivo dessa tese foi orientar a gestão eficaz dos programas já implementados e servir de base para o desenvolvimento de novos programas, por meio das informações levantadas com base nas experiências dos programas de PSA existentes e das percepções dos proprietários rurais participantes. O panorama dos programas de PSA desenvolvidos no país nos possibilitou identificar 80 programas, dos quais a maioria objetiva a melhoria da quantidade (91,25%) e da qualidade (85,00%) da água. As principais atividades implementadas foram a conservação e a restauração da vegetação nativa (83,56%) e tiveram resultados expressivos na geração de serviços ecossistêmicos. Entretanto, 40,91% dos respondentes disseram que não fazem o monitoramento de indicadores ambientais. Há relevante concentração de programas no bioma Mata Atlântica (56,25%), em especial na região sudeste do país (70,00%), enquanto biomas como o pantanal e o pampa ainda não possuem programas de PSA. Os parceiros mais atuantes são as prefeituras municipais (90,79%) e a Agência Nacional de Águas (76,32%). Além disso, reforçamos a importância da satisfação dos proprietários rurais para o adequado funcionamento dos programas. Percebemos que a maioria dos participantes do projeto Manancial Vivo teve conhecimento do projeto por meio de conversas com outros proprietários rurais (64,30%) e demonstrou insatisfação como acesso à informação. O acesso à capacitação técnica tem sido um entrave para o projeto e 71,40% dos entrevistados não foram capacitados. Os principais fatores que influenciam o desejo dos proprietários de participar são ambientais (85,70%) e econômicos (71,40%), porém 78,60% informaram que não estão recebendo pagamentos por serviços ambientais. Dessa forma, a longevidade do projeto está sendo afetada pela falta de confiança no governo. Concluímos que há necessidade de uma melhor distribuição de recursos e programas de PSA no território brasileiro, monitoramento adequado dos programas, inclusão de potenciais compradores de SE, investimento na divulgação dos programas, treinamento e suporte técnico, melhor comunicação entre gestores e proprietários rurais, políticas inclusivas e educação ambiental, para que possibilite o desenvolvimento de programas de PSA que combinem desenvolvimento ambiental, econômico e social.
          INFLUÊNCIA DA CAPTAÇÃO PLUVIAL EM TELHADOS NA DRENAGEM URBANA
          Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
          Tipo Tese
          Data 25/08/2023
          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
          Orientador(es)
          • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
          Coorientador(es)
            Orientando(s)
            • Enio Arriero Shinma
            Banca
            • Jamil Alexandre Ayach Anache
            • Jose Goes de Vasconcelos Neto
            • Jose Marcato Junior
            • Murilo Cesar Lucas
            • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
            • Robert Schiaveto de Souza
            • Tiago Souza Mattos
            Resumo Este estudo tem como objetivo aprofundar a compreensão dos efeitos do uso de volumes de armazenamento da captação pluvial em telhados (CPT), focado na economia de água potável, para o amortecimento do escoamento superficial e mitigação de problemas na drenagem urbana.
            Essa necessidade investigativa surgiu diante do crescimento evidente da infraestrutura urbana que, ao longo dos anos, tem dado prioridade à adoção de pavimentos impermeáveis e ao aumento da capacidade de escoamento da macrodrenagem. Esse panorama tem ocasionado o aumento dos picos de vazão e o incremento dos volumes escoados superficialmente. Como decorrência dessas intervenções, as áreas urbanas têm sofrido diversos prejuízos associados aos impactos das inundações.
            Atrelada às implicações relacionadas à drenagem, as áreas urbanas enfrentam também complexidades na sustentação do fornecimento de água potável, incluindo desafios de quantidade, qualidade e distância entre os locais de captação e consumo. Assim, é incongruente observar a existência de excesso de escoamento pluvial resultando em danos, ao passo que há uma carência de água para atender às necessidades da população. Desse modo, é razoável concluir que ambos os problemas poderiam ser amenizados por meio da adoção de sistemas de captação e armazenamento de água pluvial.
            Comumente, os estudos que abordam a CPT, trabalham em micro escala, detalhando efeitos de amortecimento de vazão em prédios ou pequenas áreas e, após suas conclusões, sugerem uma redução na descarga final de sistemas de macrodrenagem urbana. Essa inferência decorre da diminuição do volume escoado na unidade predial analisada, desconsiderando efeitos conhecidos em hidrologia, tais como, o amortecimento de pico de vazão e volumes escoados, bem como efeitos de sincronização ou dessincronização de hidrogramas ao longo da macrodrenagem.
            Portanto, existe uma lacuna a ser completada por meio de estudos sobre avaliação de efeitos da CPT, tanto na economia de água potável, quanto no escoamento superficial em bacias hidrográficas urbanas.
            Diante disso, essa tese analisa os efeitos da CPT no amortecimento do escoamento da macrodrenagem, considerando os volumes de armazenamento necessários para economia de água potável.
            No primeiro capítulo desta tese foram comparados os potenciais de economia de água potável a partir de duas metodologias de quantificação de áreas de telhado, uma estatística e outra utilizando inteligência artificial.
            No segundo capítulo, analisou-se o efeito da discretização espacial no PEAP. E, no terceiro, foram explanadas correlações entre captação, consumo, população e áreas de telhado, para mensuração de volumes de armazenamento necessários para se atingir tal potencial.
            Subsequente à essas análises, no capítulo quatro foi utilizada modelagem hidrológica-hidráulica para determinar os limites de influência da CPT, em equivalência de consumo de água potável, no amortecimento de picos e volumes escoados na macrodrenagem urbana e, por fim, no capítulo cinco foi analisada a influência dos volumes necessários para se atingir o PEAP pela CPT, como alternativa de amortecimento do escoamento superficial na macrodrenagem urbana.
            DEVELOPMENT OF THE URBAN HYDROLOGICAL DISASTERS SUSCEPTIBILITY INDEX
            Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
            Tipo Tese
            Data 17/08/2023
            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
            Orientador(es)
            • Fabio Verissimo Goncalves
            Coorientador(es)
              Orientando(s)
              • Rafael Brandão Ferreira de Moraes
              Banca
              • Carlos Nobuyoshi Ide
              • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
              • Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes
              • Fabio Verissimo Goncalves
              • Jamil Alexandre Ayach Anache
              • Jhonatan Barbosa da Silva
              • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
              Resumo O aumento da taxa de urbanização atrelado ao planejamento inadequado das cidades e às alterações do uso e ocupação do solo estão modificando os processos de escoamento superficial e infiltração de águas pluviais nas áreas urbanas de diversos municípios, contribuindo para a ocorrência de desastres hidrológicos (alagamentos). Concomitantemente, é importante destacar a escassez de dados hidrológicos consistentes e confiáveis em escala espaço-temporal satisfatória para realização de estudos hidrológicos, principalmente em área de difícil acesso, extensa e com baixo recurso financeiro. Nesse contexto, as estimativas de precipitação via sensoriamento remoto emergem como alternativas promissoras para complementarem as medições realizadas em superfície. O objetivo geral desse trabalho foi desenvolver, aplicar e validar o Índice de Susceptibilidade a Desastres Hidrológicos Urbanos (ISDHU) a partir de indicadores pertinentes a diferentes esferas (morfométrica, uso e ocupação do solo, infraestrutura pluvial e ambiental), levando em consideração a infiltração e o escoamento superficial de água pluvial em Campo Grande - Mato Grosso do Sul (MS) - Brasil, apresentado no primeiro capítulo. Os resultados do ISDHU e registros históricos de alagamentos aplicados em cada Microbacia Hidrográfica Urbana (MHU) obtiveram correlação forte (r > 0.80), evidenciando a confiabilidade e validação do índice desenvolvido. Dessa forma, o ISDHU é capaz de auxiliar na formulação de medidas políticas adequadas e normas legais para o ordenamento do uso e ocupação do solo, bem como indicar as MHUs que necessitam de mais atenção e ações mitigatórias do poder público para o desenvolvimento socioeconômico sustentável. A partir da escassez de dados de precipitação confiáveis e consistentes verificada durante o desenvolvimento do ISDHU no munícipio de Campo Grande – MS, dois novos estudos foram realizados a fim de validar estatisticamente as estimativas de precipitação Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) nas cinco regiões geográficas do Brasil e comparar os desempenhos das estimativas de precipitação Global Precipitation Measurement (GPM), TRMM e Global Precipitation Climatology Project (GPCP) nas escalas temporais diária, mensal e sazonal no munícipio de Campo Grande - MS apresentados no segundo e terceiro capítulo, respectivamente. De modo geral, os resultados mostraram que é necessário cautela antes da utilização de estimativas de precipitação na escala diária, visto que não foram encontrados resultados estatísticos excelentes nesta escala de tempo. No entanto, o aumento da escala temporal melhora consideravelmente a correlação e concordância entre os dados de precipitação estimados via sensoriamento remoto e os dados de precipitação observados em superfície, sendo possível representar bem o padrão de chuva na área de interesse. Por fim, é esperado que os resultados dessa pesquisa auxiliem no planejamento de diversas atividades socioeconômicas que envolvam dados de precipitação, como agricultura, pecuária, geração de energia e identificação de áreas susceptíveis a desastres hidrológicos em regiões com climas caracterizados por inverno seco e verão úmido.
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              ÁRVORES NOTÁVEIS
              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
              Tipo Dissertação
              Data 10/08/2023
              Área ENGENHARIA SANITÁRIA
              Orientador(es)
              • Antonio Conceicao Paranhos Filho
              Coorientador(es)
                Orientando(s)
                • Luã Gustavo da Silva Tachibana
                Banca
                • Alisson Andre Ribeiro
                • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                • Camila Amaro de Souza
                • Cesar Claudio Caceres Encina
                • Roberto Macedo Gamarra
                Resumo É através da percepção ambiental que se aguçam os olhares para as relações socioambientais, e é nesta perspectiva que se garante lugares democráticos e dignos à vida, humana e não humana. Utilizando o mapeamento como método, o estudo propõe elencar estratégias para representar e sintetizar as percepções ambientais de florestas urbanas com ferramenta de geotecnologia livre. Para tal, propõem-se como estudo de caso a arborização viária do Campus Cidade Universitária da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul - UFMS e o uso do software livre QGIS versão 3.22.6 (QGIS Development team, 2023). Objetivando apontar estratégias e processos para obtenção e representação por meio de mapa. A pesquisa pretende contribuir principalmente com as pesquisas relacionadas ao planejamento e gerenciamento das cidades, possibilitando maior qualificação do ambiente através das florestas urbanas. Resultando em uma proposta metodógica didática que pode ser replicada em outras realidades.
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                  Fluidodinâmica Computacional aplicada à escoamentos em canais com vegetação
                  Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                  Tipo Tese
                  Data 09/08/2023
                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                  Orientador(es)
                  • Johannes Gerson Janzen
                  Coorientador(es)
                    Orientando(s)
                    • Paulo Henrique Silva de Lima
                    Banca
                    • Ariel Ortiz Gomes
                    • Carlos Nobuyoshi Ide
                    • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                    • Johannes Gerson Janzen
                    • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                    • Manoel Lucas Machado Xavier
                    • Robert Schiaveto de Souza
                    Resumo A Fluidodinâmica computacional foi utilizada para estudar a evolução de pequenas manchas de vegetação emergente para paisagens de vegetação em um canal. O crescimento da nova vegetação ocorreu nas regiões onde a velocidade foi reduzida abaixo de um valor de corte definido como sendo uma fração da velocidade média do canal (U0). Dois valores de corte ou velocidades limite (LV), foram utilizados: LV = 0,5 e LV = 0,7. Dois fatores de bloqueio iniciais (porcentagem de cobertura vegetal do canal) foram considerados, 3% e 0,3%, escolhidos para, respectivamente representar casos com e sem interação hidrodinâmica entre as manchas iniciais. A simulações ilustraram tanto interações positivas entre escoamento e vegetação, onde houve um aumento no crescimento da vegetação, como interações negativas, que levaram a erosão da mancha e limitou o crescimento da vegetação. A expansão mais rápida da área vegetada ocorreu durante as iterações iniciais da simulação, quando o fator de bloqueio devido a vegetação era baixo. O valor mais alto de velocidade de corte (maior LV) produziu um crescimento inicial mais rápido e uma maior cobertura final de vegetação. As manchas evoluíram para uma ou algumas ilhas alongadas que se estendem ao longo do canal.
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                      AVANÇOS EM APRENDIZAGEM PROFUNDA APLICADA AO SENSORIAMENTO REMOTO
                      Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                      Tipo Tese
                      Data 28/07/2023
                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                      Orientador(es)
                      • Jose Marcato Junior
                      Coorientador(es)
                      • Wesley Nunes Goncalves
                      • Ana Paula Marques Ramos
                      Orientando(s)
                      • Lucas Prado Osco
                      Banca
                      • Edson Takashi Matsubara
                      • Fabio de Oliveira Roque
                      • Hemerson Pistori
                      • Jonathan de Andrade Silva
                      • Jose Marcato Junior
                      • Keiller Nogueira
                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                      Resumo Esta tese consiste-se em uma análise das recentes inovações em técnicas de aprendizagem profunda (Deep Learning - DL), aplicadas em imagens de sensoriamento remoto, com foco nos avanços em Redes Neurais Profundas (Deep Neural Networks – DNN), Modelos de Linguagem Visual (Visual Language Models - VLM) e em segmentação zero-shot com o Segment Anything Model (SAM). A contribuição deste trabalho está em fornecer uma discussão do estado da arte dessas tecnologias no contexto da extração de informações em imagens de sensoriamento remoto. Baseando-se em revisões de literatura, análises e adaptações de modelos e experimentos com conjuntos de dados de sensoriamento remoto, a tese encontra-se organizada em forma de capítulos. O primeiro capítulo oferece uma revisão da literatura da aplicação de DNNs em imagens de alta resolução espacial, adquiridas por sensores embarcados em Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs). Aqui, analisamos 232 artigos científicos e demonstramos que DL apresenta resultados promissores para uma série de aplicações no que se referem às tarefas de processamento de imagens aéreas. O segundo capítulo explora a aplicação do Visual ChatGPT, uma inovação em VLM, no contexto do sensoriamento remoto. Apesar de estar em fase inicial de desenvolvimento, o Visual ChatGPT, com as suas habilidades baseadas em entradas textuais para analisar imagens, poderá revolucionar o processamento digital de imagens de sensoriamento remoto, criando oportunidades e otimizando o processo de extração da informação. O terceiro e último capítulo examina o desempenho do SAM em segmentar imagens de sensoriamento remoto de múltiplas escalas, representativas de variados e desafiadores contextos geográficos. Apesar de suas limitações em imagens com resolução métrica, SAM demonstra desempenho satisfatório na segmentação quando equiparado a anotação manual humana em múltiplos casos. Em suma, esta tese compila o que há de mais recente no contexto de aplicação de modelos de DL em imagens de sensoriamento remoto de multiescala. Constata-se aqui, tanto os avanços quanto os desafios a serem superados neste campo, delineando caminhos para pesquisas futuras que visem avaliar imagens de sensoriamento remoto em aplicações diversas.
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                      Modelos hidrológicos para estimativa de vazões e impacto de mudanças na ocupação do solo sobre a disponibilidade hídrica
                      Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                      Tipo Tese
                      Data 19/07/2023
                      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                      Orientador(es)
                      • Teodorico Alves Sobrinho
                      Coorientador(es)
                        Orientando(s)
                        • Diego Adania Zanoni
                        Banca
                        • ANDRÉ ALMAGRO
                        • Daniel Fonseca de Carvalho
                        • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                        • Frederico Terra de Almeida
                        • Jamil Alexandre Ayach Anache
                        • Maria Clara Fava
                        • Teodorico Alves Sobrinho
                        Resumo As mudanças de uso e ocupação do solo vêm sendo intensificada pelo crescimento populacional, urbanização e atividades agrícolas. Essas mudanças podem ter impacto significativo no ciclo hidrológico, incluindo a variação da disponibilidade hídrica. As mudanças estão acontecendo na fronteira agrícola brasileira, esse ecótono Cerrado-Amazônia possui características únicas e muito frágeis a mudanças de temperatura e disponibilidade hídrica. Essa região está passando por substituição de áreas de floresta nativa por pastagem e agricultura. Tais mudanças estão impactando o ciclo hidrológico da região, que pode culminar em disputa pelo direito de uso da água entre as partes de interesse: agricultura, geração de energia e consumo humano. Diante deste cenário, utilizamos ferramentas de modelagem de bacias hidrológicas para avaliar se há impactos de mudanças na cobertura florestal, uso e ocupação do solo, sobre a disponibilidade hídrica. Usamos os modelos SWAT e MISDc para fazer a simulação da vazão da bacia. Em seguida, com o modelo SWAT, fizemos a mudança de uso e ocupação do solo em 6 diferentes cenários (3 cenários mais conservadores e 3 cenários mais antropizados). O SWAT teve desempenho aceitável (NSE=0,36, KGE=0,70 e Pbias=7,03), já o modelo MISDc teve um desempenho melhor (NSE=0,81, KGE=0,75 e Pbias=-12,22). As variações de vazão para os cenários conservadores tiveram redução de vazão em média de 13,4% e para os cenários de expansão agrícola a vazão média teve aumento de 9,7%. As mudanças de uso e ocupação do solo impactaram na vazão da bacia e nos cenários de expansão agrícola os eventos extremos, cheia e estiagem, foram intensificados.
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                        Estatística espacial aplicada às falhas e confiabilidade de sistemas de abastecimento de água
                        Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                        Tipo Tese
                        Data 12/06/2023
                        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                        Orientador(es)
                        • Carlos Nobuyoshi Ide
                        Coorientador(es)
                          Orientando(s)
                          • Ariel Ortiz Gomes
                          Banca
                          • Carlos Nobuyoshi Ide
                          • Fabio Verissimo Goncalves
                          • Hugo Koji Suekame
                          • Jhonatan Barbosa da Silva
                          • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
                          • Maria Lucia Ribeiro
                          • Vinícius de Oliveira Ribeiro
                          Resumo Desde o final da década de 80 tais características, problemas e desafios na operação vêm sendo
                          avaliados numa abordagem de análise de falhas e riscos dos componentes ou sistemas como um
                          todo. A confiabilidade desses sistemas tem sido abordada, em sua maioria, de forma
                          probabilística ou estocástica. Por meio do uso de distribuições de probabilidade, considera-se
                          os fatores que estressam o sistema, bem como os que definem sua capacidade, como variáveis
                          aleatórias, ou, aborda-se o sistema como uma caixa-preta na análise de tempo de falhas. Neste
                          trabalho demonstramos a aplicabilidade e eficiência de uso de técnicas de estatística espacial
                          de análise de padrão de pontos, correlação espacial agrupamento. As ferramentas de análise
                          geoespacial aplicadas às falhas em SAA são recentes e este trabalho tem por ineditismo sua
                          aplicação a um grande conjunto de dados, integrando a abordagem temporal e espacial, por
                          meio de estatística descritiva e inferencial. O uso de técnicas como K-means e DBSCAN para
                          identificação de agrupamentos possibilitou a definição de limites de áreas adequadas para os
                          serviços de manutenção da rede, podendo ainda auxiliar na definição de distritos de medição e
                          controle. Além disso, tais técnicas auxiliaram na escolha de um raio de influência ótimo,
                          servindo de definição mais tecnicamente robusta para a definição do parâmetro de entrada nas
                          análises de densidade kernel. Recomendamos a avaliação integrada das informações hidráulicas
                          e de qualidade da água com as informações de ordens de serviços para manutenção e reparo, de
                          tal forma que possibilite avaliação de causa e efeito entre variáveis como pressão e as falhas no
                          abastecimento.
                          CARACTERIZAÇÃO GEOFÍSICA DA COBERTURA DETRITO-LATERÍTICA EM SÃO GABRIEL DO OESTE, MS
                          Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                          Tipo Tese
                          Data 06/06/2023
                          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                          Orientador(es)
                          • Sandra Garcia Gabas
                          Coorientador(es)
                          • Giancarlo Lastoria
                          Orientando(s)
                          • Odirlei Neumann
                          Banca
                          • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                          • Ary Tavares Rezende Filho
                          • Jamil Alexandre Ayach Anache
                          • Kennedy Francis Roche
                          • Patricia Colombo Mescolotti
                          • Renato Blat Migliorini
                          • Sandra Garcia Gabas
                          Resumo A caracterização geofísica da cobertura detrito-laterítica (TQdl) existente na área do Chapadão de São Gabriel do Oeste-MS, de fundamental importância econômica para a agricultura da região, foi objeto de estudo deste trabalho, destacando-se as cangas lateríticas associadas, amplamente utilizadas no revestimento primário dos mais de 3000 km de rodovias municipais. Buscou-se avaliar a eficácia do método geofísico GPR na identificação das cangas lateríticas em subsuperfície e na detecção dos contatos litológicos do TQdl com as camadas subjacentes. Foi dado um enfoque na verificação da continuidade da Formação Serra Geral na área de estudos, com obtenção do mapa de isoespessuras. Complementarmente, foi efetuada uma caracterização preliminar do aquífero relacionado à cobertura TQdl, ainda não individualizada. Para alcançar tais objetivos, usou-se como metodologia a obtenção de dados primários com o GPR, combinados com dados geológicos e geofísicos, já existentes sobre a área, que foram reprocessados e reinterpretados. As informações hidrogeológicas foram obtidas a partir da base de dados do IMASUL. Como resultados finais, são apresentadas: a viabilidade de emprego do GPR na identificação em subsuperfície das cangas lateríticas; a espessura da Cobertura detrito-laterítica, com definição do seu contato com as outras formações subjacentes; a definição da distribuição e da espessura dos basaltos da Fm. Serra Geral na área e a definição do mapa potenciométrico do aquífero representado pela cobertura TQdl. Adicionalmente, obteve-se o perfil geológico NNW-SSE, buscando o melhor entendimento do arcabouço geológico-estrutural da região, o qual sintetiza a interpretação das relações estratigráficas, na área de estudo, entre as rochas do Gr. Bauru, da Fm. Serra Geral, da Fm. Botucatu, da Fm. Estrada Nova e da Fm. Aquidauana.
                          Propagação de incertezas no processo decisório de enquadramento de águas superficiais
                          Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                          Tipo Dissertação
                          Data 08/03/2023
                          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                          Orientador(es)
                          • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                          Coorientador(es)
                            Orientando(s)
                            • Josiane Barbosa Felipe
                            Banca
                            • ANDRÉ ALMAGRO
                            • Angelica Guerra
                            • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                            • Larissa Fernanda Rosa de Almeida
                            Resumo As ferramentas de planejamento e gestão de recursos hídricos são projetadas para garantir que os padrões de qualidade e quantidade da água sejam adequados para os usos propostos pelas presentes e futuras gerações. No entanto, existem incertezas inerentes a tais esforços de planejamento, resultantes da modelagem aplicada e cenarização do futuro. Faz-se necessário, então, quantificar tais incertezas, analisando a variabilidade no sistema previsto, de modo que seja possível comunicá-las claramente, para que as decisões possam ser tomadas com o conhecimento e compreensão das incertezas inerentes. Dessa forma, este estudo busca verificar a propagação de incertezas no processo decisório de enquadramento de águas superficiais através da análise de incertezas da modelagem de qualidade da água e da variabilidade de cenários prováveis de planejamento. Para tanto, foi realizada modelagem matemática, através do Modelo Qual-UFMG, e análise empírica das incertezas advindas dos coeficientes da cinética de desoxigenação e reaeração. Considerou-se, ainda, a implementação de um espectro de cenários prováveis (conservacionista e desenvolvimentista) de ocupação de uma sub-bacia da Bacia do rio Ivinhema, no sul de Mato Grosso do Sul. Os resultados demonstraram que a propagação das incertezas foi refletida no comportamento do parâmetro Oxigênio Dissolvido, que atingiu variação de até 16,85% em trecho com interferência pontual. As maiores probabilidades de ocorrência correspondem a 61,17% para Classe 4 no cenário conservacionista e 64,26% para concentração ≤2,00 mg/L no cenário desenvolvimentista. Por outro lado, a análise pautada no comportamento do parâmetro Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) não apresentou variabilidade significativa, em virtude da baixa dispersão de valores. Logo, o significativo intervalo de incerteza gerado no comportamento do parâmetro OD ao longo da extensão do curso hídrico incorre em maior variabilidade das possíveis classes de enquadramento. Assim, conclui-se que a propagação de incertezas do modelo de autodepuração pode demandar atenção no processo decisório do enquadramento, influenciando na proposição de classe de qualidade da água e probabilidade de atendimento. Além disso, a incerteza advinda da previsão de ocupação humana na bacia também promove diferentes interpretações da qualidade da água, bem como a variação das classes de enquadramento. Revela-se que o conhecimento das incertezas inerentes à modelagem e planejamento de recursos hídricos, bem como sua transmissão aos stakeholders pode conferir maior robustez ao processo de tomada de decisão.
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                            Gestão hídrica em períodos de seca no mundo: monitoramento e mitigação de impactos
                            Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                            Tipo Dissertação
                            Data 08/03/2023
                            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                            Orientador(es)
                            • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                            Coorientador(es)
                            • Jamil Alexandre Ayach Anache
                            Orientando(s)
                            • TAMER ABDALLA DOUEIDAR SANDIM
                            Banca
                            • ANDRÉ ALMAGRO
                            • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                            • Glauber Altrao Carvalho
                            • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                            • Teodorico Alves Sobrinho
                            Resumo A seca é definida como déficit de precipitação em uma região e tem-se tornado um assunto preocupante por atingir a relação político-econômica dos países. Pode-se classificá-la em meteorológica, agrícola, hidrológica e ecológica, sendo essas classificações de acordo com o impacto que cada uma pode causar nas variáveis hidrológicas e dos ecossistemas. Este trabalho tem por objetivo fazer uma revisão sistemática global da gestão hídrica durante períodos de seca. Para isso, fez-se um compilado de estudos publicados em inglês através da busca de palavras-chave nas bases de indexação Scielo, Scopus e Web of Science para o desenvolvimento de mapas infográficos e quadros estatísticos a nível global e nacional. Descobriu-se que China e EUA dominam o número de publicações, sendo 18,91% e 11,47% para cada, respectivamente, enquanto o Brasil possui 2,57% do total. Além disso, o Standardized Precipitation Index (SPI) foi a métrica mais utilizada, sendo 89% do total. Foram identificadas medidas não-estruturais de mitigação de impacto, sendo mais utilizadas do que as estruturais, tanto a nível nacional, quanto ao internacional, estando presente em 94,5% dos trabalhos. Concluiu-se que o Brasil possui poucas publicações a nível internacional e que países mais desenvolvidos investem mais na pesquisa sobre esse assunto. Por fim, este trabalho visou contribuir com a comunidade científica por meio de uma revisão sistemática clara e sucinta, facilitando o entendimento sobre a seca e quais são as medidas adotadas pelos países para sua mitigação.

                            Palavras-chave: ciências ambientais, índices de monitoramento, engenharias
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                            REFLEXOS DAS MUDANÇAS GLOBAIS SOBRE A DINÂMICA DA COBERTURA ESPACIAL DOS CAMPOS DE ALTITUDE NO INTERIOR DA AMÉRICA DO SUL
                            Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                            Tipo Tese
                            Data 27/02/2023
                            Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                            Orientador(es)
                            • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                            Coorientador(es)
                            • Marco Antonio Diodato
                            Orientando(s)
                            • DHONATAN DIEGO PESSI
                            Banca
                            • Alfredo Marcelo Grigio
                            • Antonio Conceicao Paranhos Filho
                            • Camila Leonardo Mioto
                            • Fabio Verissimo Goncalves
                            • Marco Antonio Diodato
                            • Normandes Matos da Silva
                            • Roberto Macedo Gamarra
                            • Vinícius de Oliveira Ribeiro
                            Resumo Ecossistemas montanhosos tropicais são considerados vulneráveis às mudanças climáticas devido à grande porcentagem de flora endêmica com distribuições limitadas que, às vezes, são restritas a uma única cordilheira. Espécies vegetais restritas em determinadas faixas de distribuição altitudinal devem ter tolerâncias de habitat estreitas àquelas faixas no perfil de elevação. Apesar da importância dos ecossistemas montanhosos em todo o mundo, poucos estudos examinaram os mecanismos envolvidos nas mudanças de uso/cobertura da terra nas vegetações montanhosas na América do Sul, e até o presente momento nenhum estudo foi desenvolvido nos Campos de Altitude presentes no Pantanal Sul-mato-grossense. O objetivo dessa pesquisa foi realizar o monitoramento por via de sensoriamento remoto sobre as dinâmicas espaciais da vegetação montanhosa/montanhosa Campos de Altitude na Serra do Amolar e Morraria do Urucum inseridos no Pantanal Sul-mato-grossense. Primeiramente foi realizado um levantamento histórico/bibliométrico para apresentar dados históricos das áreas de estudo e também ver estudos que já haviam sido realizados dentro da mesma temática dessa pesquisa. No levantamento foram utilizados o Google Scholar, SciElo, Science Direct, Mendeley e Scopus para busca de material, utilizando palavras-chave. Após esse levantamento, foi realizado uma técnica de geoprocessamento para quantificar a variação espaço-temporal da vegetação presente nessas duas áreas de análise entre os anos de 1985 e 2020 e depois outra análise a parte considerando a janela de tempo entre 1973 e 2022. Essa técnica foi através do uso de imagens Landsat-8, 5 e MSS (1-3). Aplicou-se o NDVI para mensurar as áreas de vegetação Campos de Altitude separando-as das áreas com floresta para determinar se houve diferença na espacialização dessas vegetações ao longo desses anos. Por fim, foi realizado uma análise climatológica onde foram analisados dados de temperatura, precipitação, evapotranspiração e NDVI ao longo dos anos de 1982 a 2022 para dados climáticos e de 1985 a 2022 para o NDVI já que se usou Landsat-5 e Landsat-8, buscando entender as relações de fatores climáticos com a alteração espacial dos Campos de Altitude. Os resultados da análise bibliométrica indicou que houve muitos poucos trabalhos relacionados a essa pesquisa, e não foram encontrados nenhum trabalho desenvolvido no Brasil até o momento da análise (2020). As análises multitemporal de NDVI para monitorar a espacialização dos Campos de Altitude indicaram que houve mudanças significativas na distribuição espacial dos Campos de Altitude, onde por sua vez ocorreu aumento da vegetação floresta e diminuição dos Campos de Altitude em todas as janelas de anos estudadas (1985-2020 e 1973-2022). As análises climatológicas demonstraram que houve uma tendência de aumento nas variáveis estudadas, e que houve relação entre as variáveis climáticas e o NDVI. O estudo revelou o mérito dessa análise com uma abordagem técnica para avaliar a contribuição da mudança climática versus alteração na dinâmica da vegetação em ecossistemas montanhosos e demonstrou ainda a alteração espacial dos Campos de Altitude por fatores ambientais, ainda com uma possível tendência de um novo processo de alteração do ecossistema montanhoso no Pantanal Sul-mato-grossense por fator de regime hídrico nos últimos 15 anos, podendo levar a uma desertificação
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                            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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                                Remote sensing and Deep Learning applied to vegetation mapping
                                Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Tese
                                Data 31/01/2023
                                Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                Orientador(es)
                                • Jose Marcato Junior
                                Coorientador(es)
                                • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                Orientando(s)
                                • José Augusto Correa Martins
                                Banca
                                • Ana Paula Marques Ramos
                                • DIOGO NUNES GONCALVES
                                • Fabio de Oliveira Roque
                                • Jonathan de Andrade Silva
                                • Jose Marcato Junior
                                • Roberto Macedo Gamarra
                                • Veraldo Liesenberg
                                Resumo O rápido desenvolvimento da civilização humana impôs um recente e grande impacto ambiental ao planeta Terra e ao coletivo da vida terrestre. O alvorecer da civilização é um impacto muito recente na escala de tempo geológico do planeta. O ser humano precisa ter uma dimensão do efeito de suas ações dentro das áreas onde vive e em outros ambientes naturais para conhecer seus impactos e consequências ambientais. A vontade de dar uma resposta objetiva a este tema orientou este trabalho de pesquisa. Esta tese de doutorado apresenta os resultados de três anos de pesquisa como aluno de doutorado no programa de Tecnologias Ambientais da UFMS (Universidade Federal de Mato Grosso do Sul). Durante minha pesquisa, sensoriamento remoto e aprendizado profundo foram os principais campos científicos que estudei. As aplicações da conjunção dessas ciências para analisar a composição da vegetação de ambientes urbanos e naturais na forma de zonas úmidas. Obtivemos resultados empolgantes na aplicação dessas técnicas, ou seja, um F1-score de 91% e um IoU de 73% para a segmentação da vegetação urbana. Além disso, alcançando um máximo de 97% de pontuação F1 para uma espécie de planta específica e 88% de média para todo o conjunto de dados de 11 espécies de plantas de zonas úmidas. Os avanços dos experimentos realizados durante o doutorado abrangem uma ampla gama de sensores, desde veículos aéreos não tripulados (VANT) que produzem dados centimétricos até sensores capazes de produzir grandes mosaicos da terra. Também trabalhamos com uma ampla gama de técnicas de Deep Learning para desenvolver modelos computacionais de de vegetação. Este trabalho de pesquisa e desenvolvimento pode ajudar tecnologicamente a comunidade a melhorar a compreensão do ambiente natural em que vivemos, levando a sistemas ambientais terrestres mais resilientes, sustentáveis e saudáveis.
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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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