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TRABALHO Ações
Avaliação da acurácia dos dados de precipitação do satélite GPM
Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
Tipo Dissertação
Data 11/12/2018
Área ENGENHARIA SANITÁRIA
Orientador(es)
  • Jose Marcato Junior
Coorientador(es)
    Orientando(s)
    • Fernanda Sandim de Andrade
    Banca
    • Ana Paula Marques Ramos
    • Jose Marcato Junior
    • Roberto Macedo Gamarra
    • Vanessa Jordão Marcato Fernandes
    Resumo Quantificar a precipitação auxilia em diversas aplicações hidrológicas, porém, em determinadas áreas extensas e complexas, a medição através de pluviômetros torna-se impraticável. A partir disso, satélites que estimam a precipitação possibilitam fornecer dados em regiões que possuem informações pluviométricas insuficientes ou inexistentes. Desenvolvido em conjunto pela NASA (National Aeronautics And Space Administration) e JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), o satélite GPM (Global Precipitation Measurement) fornece desde meados de 2014 dados estimados de precipitação com uma resolução temporal diária. Visto isso, este estudo teve como objetivo avaliar a acurácia desses dados tendo como base a área urbana de Campo Grande/Mato Grosso do Sul, na qual possui uma densidade de 0,14 (pluviômetro/km²). Foram avaliados os produtos das versões V04 e V05, onde ambas possuem diferentes calibrações (Early, Late e Final). Para essa avaliação foram utilizadas quatro estatísticas, sendo elas o viés, a raiz do erro quadrado médio, coeficiente de correlação e média do erro absoluto, na qual possibilitou determinar que em todas as versões o GPM apresentou valores subestimados quando comparados com dados obtidos através de estações pluviométricas. Entretanto, a versão atualizada V05 apresentou discrepâncias inferiores quando comparada à versão V04. Referente às calibrações, dentre as três analisadas, a Final se apresentou mais próxima dos reais, enquanto que a Late que se mostrou com a menor acurácia. Quanto aos erros apresentados pelo satélite, existe uma redução constante ao decorrer dos anos.
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      Vegetation evolution through vegetation-flow interactions: numerical and experimental approaches
      Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
      Tipo Dissertação
      Data 07/12/2018
      Área ENGENHARIA SANITÁRIA
      Orientador(es)
      • Johannes Gerson Janzen
      Coorientador(es)
      • Fabio Verissimo Goncalves
      Orientando(s)
      • Taís Natsumi Yamasaki
      Banca
      • Andres Batista Cheung
      • Fabio Verissimo Goncalves
      • Leticia Couto Garcia Ribeiro
      • Manoel Lucas Machado Xavier
      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
      Resumo O objetivo deste trabalho é apresentar, através da técnica Computational Fluid Dynamics (CFD), dois métodos utilizados na representação conceitual e física da vegetação em meio aquático: meio poroso e elementos geométricos simplificados. Três estudos de caso, que incluem um wetland flutuante e manchas de vegetação, exemplificam a aplicação dos métodos, mostrando suas vantagens e desvantagens. Na etapa da geometria e da malha, a representação da vegetação como meio poroso é mais simples, prática e rápida do que a representação da vegetação como elementos geométricos simplificados. Porém, na parte da modelagem das equações, o método do meio poroso não consegue capturar os processos de mistura no interior da vegetação, enquanto o método dos elementos geométricos simplificados consegue capturar tais processos.
      Abstract
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        AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO PARA FINS DE REÚSO DA ÁGUA
        Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
        Tipo Tese
        Data 22/11/2018
        Área ENGENHARIA SANITÁRIA
        Orientador(es)
        • Carlos Nobuyoshi Ide
        Coorientador(es)
          Orientando(s)
          • Luciene da Silva Santos
          Banca
          • Carlos Nobuyoshi Ide
          • Jhonatan Barbosa da Silva
          • Keila Roberta Ferreira de Oliveira
          • Kennedy Francis Roche
          • Maria Elisa Magri
          • Maria Lucia Ribeiro
          • Mayara Leite Serejo
          Resumo Neste trabalho foi avaliado o desempenho de 19 estações de tratamento de esgoto do Estado de Mato Grosso do Sul, de diferentes tecnologias de tratamento, com a finalidade de avaliar o potencial de reúso do efluente tratado. Também se realizou um estudo de viabilidade econômica do reúso de efluentes tratados de ETEs do Estado. Atualmente, o reúso da água vem sendo aplicado na indústria, na desobstrução de redes pluviais ou de esgoto, limpeza de vias públicas, rega de canteiros, entre outros fins não potáveis. Portanto, o objetivo desse estudo é compreender a relação entre parâmetros de dimensionamento e operação, buscando os arranjos mais eficientes para proposta de reúso do efluente tratado. O desempenho médio observado das ETEs, ficou abaixo do esperado para as tecnologias de tratamento, considerando as análises utilizadas no estudo. Contudo, resultados promissores foram obtidos por algumas ETEs, o que demonstra que as limitações não são somente dos processos de tratamento, mas também podem ser originárias de eventuais problemas de projeto, operação e manutenção dos sistemas. Resultados indicam que a prática do reúso de água melhora segnificativamente o período de retorno do investimento na universalização do serviço de esgotamento sanitário nos municípios do Estado de Mato Grosso do Sul, com médias de melhoria do desempenho financeiro variando entre 10% e 15%, considerando o cenário mais pessimista e o cenário mais otimista, respectivamente.
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          APLICAÇÃO DE SENSORIAMENTO REMOTO NO MONITORAMENTO DE TURBIDEZ E SÓLIDOS SUSPENSOS EM AMBIENTES LÓTICOS
          Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
          Tipo Tese
          Data 01/11/2018
          Área ENGENHARIA SANITÁRIA
          Orientador(es)
          • Antonio Conceicao Paranhos Filho
          Coorientador(es)
            Orientando(s)
            • Diego Lanza Lima
            Banca
            • Antonio Conceicao Paranhos Filho
            • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
            • Edwaldo Henrique Bazana Barbosa
            • Luciana Escalante Pereira
            • Normandes Matos da Silva
            • Roberto Macedo Gamarra
            • Vinícius de Oliveira Ribeiro
            Resumo A água, além de essencial à sobrevivência humana é insumo indispensável em grande parte de nossas atividades. O aumento populacional e do consumo per capita desse recurso, além do desenvolvimento e expansão das atividades econômicas urbanas e rurais, tem intensificado a pressão sobre os ecossistemas aquáticos continentais, causando diminuição de sua qualidade e quantidade. Atualmente o Brasil dispõe de uma rede hidrométrica limitada para monitoramento das águas continentais e a aplicação de técnicas alternativas para mensuração de parâmetros de qualidade da água pode fornecer informações complementares sobre esse recurso tão importante à matriz econômica e energética nacional. Técnicas de sensoriamento remoto tem sido satisfatoriamente aplicadas na obtenção de dados sobre corpos hídricos continentais, tendo como vantagem os custos reduzidos em função da disponibilização gratuita de imagens de vários sensores. Nesse contexto, a presente pesquisa visou estimar a turbidez e a concentração de sedimentos em suspensão nos Rios Coxim e Taquari, na parte alta da bacia hidrográfica do Rio Taquari, região de Coxim-MS, que tem sido impactado diretamente pela degradação dos solos na região, resultando em assoreamento e deposição de material nos domínios do Pantanal Sul-mato-grossense. Foram realizadas várias campanhas para coleta e análise de amostras dos rios e os resultados obtidos permitiram concluir que é possível correlacionar a concentração de sólidos em suspensão e a turbidez com índices de sensoriamento remoto, como NDVI, NDWI, NDWI, entre outros, com curvas de ajuste de até r²=0,9851, o que permite a estimativa dos parâmetros remotamente, através da análise de imagens, como fica comprovado no último capítulo.
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              Novas abordagens para modelagem ambiental em bacias hidrográficas
              Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
              Tipo Tese
              Data 31/07/2018
              Área RECURSOS HÍDRICOS
              Orientador(es)
              • Carlos Nobuyoshi Ide
              Coorientador(es)
                Orientando(s)
                • EDWALDO HENRIQUE BAZANA BARBOSA
                Banca
                • Carlos Nobuyoshi Ide
                • Claudia Goncalves Vianna Bacchi
                • Fabio Verissimo Goncalves
                • Frederico dos Santos Gradella
                • Jhonatan Barbosa da Silva
                • Maria Lucia Ribeiro
                • Vitor Matheus Bacani
                Resumo A geografia física necessita de um novo posicionamento teórico-metodológico, frente as novas tendências e tecnologias. Assim, este trabalho indica o uso da modelagem de dados ambientais. A indicação surgiu do distanciamento provocado pela Geografia, ao considerar apenas o materialismo histórico-dialético. A pesquisa foi pautada em análise de artigos publicados em periódicos de alto impacto. Este estudo apresenta três tópicos estruturados em uma sequência lógica de análise geossistêmica aplicadas em Geografia Física. O primeiro tópico é considerado o ponto inicial para análises em Geografia Física, através da determinação da estruturação da paisagem, abordando o conceito e correlacionando-o com à modelagem dos ambientes naturais. O segundo, considera a bacia hidrográfica como categoria de análise, devido a sua estrutura e funcionamento, com uma proposta de possibilitar ao pesquisador ferramentas de planejamento territorial e por fim, a utilização de procedimentos geotecnológicos para atingir a modelagem dos sistemas ambientais são abordados ao longo da discussão.
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                  Pós-tratamento de reator anaeróbio em lagoa de polimento com chicanas
                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                  Tipo Dissertação
                  Data 27/07/2018
                  Área RECURSOS HÍDRICOS
                  Orientador(es)
                  • Carlos Nobuyoshi Ide
                  Coorientador(es)
                  • Jhonatan Barbosa da Silva
                  Orientando(s)
                  • Rafaela Dias Silva
                  Banca
                  • Carlos Nobuyoshi Ide
                  • Jonas de Sousa Correa
                  • Maria Lucia Ribeiro
                  • Mayara Leite Serejo
                  • William Marcos da Silva
                  Resumo SILVA, R. D. (2018). Pós-tratamento de reator anaeróbio em lagoa de polimento com chicanas. Campo Grande, 2018. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Brasil.
                  As lagoas de polimento são sistemas de tratamento de esgotos influenciados pelas condições climáticas e operacionais. Em regiões de clima quente essas lagoas se mostram mais eficientes, no entanto, estudos ainda são necessários para otimizar sua capacidade de tratamento. O trabalho desenvolvido aqui, avalia o desempenho de uma lagoa de polimento rasa (0,40 m de profundidade) com chicanas tratando esgoto doméstico de reator UASB em três diferentes tempos de detenção hidráulico (10, 5 e 3 dias). A lagoa, desenvolvida em escala piloto, obteve no geral resultados satisfatórios de eficiência de remoção, sobretudo, nos tempos de detenção de 10 e 5 dias. Durante o tempo de 10 dias a remoção de E. coli no efluente da lagoa foi de 99,99% (3,12 10² NMP 100 mL-1), contra 99,95% (2,61 10³ NMP 100 mL-1) para o tempo de 5 dias e de 99,39% (2,40 104 NMP 100 mL-1) para o tempo de 3 dias. O sistema apresentou boas remoções de nitrogênio total nos tempos 5 e 3 dias, fornecendo um efluente final com baixas concentrações de nitrogênio amoniacal: 9,80 e 12,23 mg L-1 N (5 e 3 dias, respectivamente). Já para o tempo detenção de 10 dias, apresentou concentração média alta de nitrogênio amoniacal no efluente: 23,72 mg L-1 N. As eficiências médias de remoção de DBO5,20 total foram boas durante os três tempos de detenção, sendo de 60,72%, 76,69% e 65,99% para 10, 5 e 3 dias, respectivamente. No entanto, a lagoa não foi eficiente quanto à remoção de fósforo nem apresentou diferenças significativas entre os três tempos de detenção para esse parâmetro, apresentando eficiência média de remoção de fosfato (PO4-3) durante o experimento de apenas 25,63%. Os resultados obtidos no trabalho sugerem que a lagoa de polimento estudada operando com tempos de detenção entre 5 e 10 dias fornece melhores eficiências de remoção, associadas provavelmente à atividade fotossintética desenvolvida nesse período. Porém, a grande produção de algas mostrou-se também um problema nesses sistemas de tratamento por aumentarem a concentração de fósforo, sólidos em suspensão e carga orgânica no efluente. Todas as eficiências de remoção encontradas em cada tempo de detenção hidráulico foram comparadas a nível de significância de p<0,05.
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                    Análise quali-quantitativa do transporte de sedimentos de fundo em rios arenosos
                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                    Tipo Dissertação
                    Data 27/07/2018
                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                    Orientador(es)
                    • Fabio Verissimo Goncalves
                    Coorientador(es)
                      Orientando(s)
                      • Rodrigo Bahia Pereira
                      Banca
                      • Fabio Verissimo Goncalves
                      • Jhonatan Barbosa da Silva
                      • Johannes Gerson Janzen
                      • Manoel Lucas Machado Xavier
                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                      Resumo O excesso de sedimentos é um dos principais agentes de poluição da água, afeta o ecossistema aquático e causa problemas de assoreamento em reservatórios e rios. Os sedimentos de fundo são grosseiros e de fácil deposição, sendo responsável pelas alterações morfológicas dos rios. Portanto, é importante estimar a quantidade de sedimentos de fundo transportados para estabelecer estratégias de mitigação e recuperação das áreas afetadas. Existem várias metodologias para estimar o transporte de fundo: equações, modelagem numérica, amostragem física e método indireto como o deslocamento de dunas. A maioria dos estudos mede o transporte de fundo usando o equipamento Helley-Smith, geralmente tomado como valor de referência para outros métodos. No entanto, Helley-Smith provoca mudanças no campo de velocidades da água, e causam superestimavas quando utilizados em rios arenosos. Essas superestimavas ainda não foram descritas ou quantificadas em detalhes. Este artigo tenta resolver essa lacuna observando o amostrador Helley-Smith no momento da amostragem. Para isso, utilizamos uma filmagem e processamos pela técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV) para avaliar qualitativamente as alterações que o amostrador intrusivo causa no deslocamento de sedimentos de fundo em um rio com leito arenoso. Quando o amostrador foi apropriadamente alocado no fundo, os mapas de velocidade do transporte de partículas de fundo, resultantes do processamento PIV, identificaram a aceleração das partículas de fundo à medida que se aproximavam da boca do amostrador. Também notamos áreas de convergência e vorticidade dos sedimentos em direção à boca do amostrador, o que pode superestimar a amostragem. Quando a boca do amostrador não foi corretamente alocada ao fundo, devido à morfologia do fundo, encontramos regiões de divergência no deslocamento dos sedimentos criando resultados irreais para a análise do transporte de carga do leito. Além disso, a presença de matéria orgânica pode ser subestimada por obstruir a entrada de sedimentos, o que dificulta a análise da qualidade das coleções, pois não é possível garantir correto posicionamento do equipamento do canal. Assim, recomendamos medidas de complementação de Helley-Smith com métodos substitutos, por exemplo, usando ADCPs ou métodos ópticos, como o descrito aqui.
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                        Uso de biofertilizantes animais como substrato para produção de microalgas em um reator HRAP.
                        Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                        Tipo Tese
                        Data 27/07/2018
                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                        Orientador(es)
                          Coorientador(es)
                          Orientando(s)
                            Banca
                              Resumo
                              Influência da utilização de cisternas em diferentes cenários de impermeabilização de uma bacia hidrográfica urbana.
                              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                              Tipo Dissertação
                              Data 25/07/2018
                              Área RECURSOS HÍDRICOS
                              Orientador(es)
                              • Johannes Gerson Janzen
                              Coorientador(es)
                                Orientando(s)
                                • Murilo Matsumoto Ramos
                                Banca
                                • Fabio Verissimo Goncalves
                                • Johannes Gerson Janzen
                                • Manoel Lucas Machado Xavier
                                • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                Resumo
                                Infiltration capacity using soil characteristics in Brazil
                                Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                Tipo Tese
                                Data 04/07/2018
                                Área RECURSOS HÍDRICOS
                                Orientador(es)
                                • Teodorico Alves Sobrinho
                                Coorientador(es)
                                  Orientando(s)
                                  • Karina Mendes Pinheiro Garcia
                                  Banca
                                  • Daniel Fonseca de Carvalho
                                  • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                  • Elói Panachuki
                                  • Fabio Verissimo Goncalves
                                  • Frederico Terra de Almeida
                                  • Maisa Honorio Belizario
                                  • Teodorico Alves Sobrinho
                                  Resumo A retirada da vegetação e o aumento da impermeabilização do solo contribuem no aumento e na aceleração dos escoamentos superficiais e consequentemente na redução dos escoamentos sub-superficiais e subterrâneos. Como consequência surgem cheias maiores e vazões de base mais baixas. Uma informação imprescindível na investigação para implantação de áreas agrícolas e urbanas é a infiltração de água no solo, também útil nas áreas de preservação ambiental e crucial na avaliação de áreas destinadas a construções civis. Desta forma, conhecer os aspectos que alteram seu comportamento é fundamental para determinar quais ações podem ser realizadas para que esse processo possa ocorrer de forma a atender as necessidades especificas de cada area em questão. A partir das características da área de interesse é possível diagnosticar a necessidade de realizar algum procedimento adequado para alterar a taxa de infiltração de acordo com a atividade para qual se destina. Existem diversos métodos para determinar a infiltração de água no solo, dentre os quais se destacam como mais usados os infiltrômetros de anéis e simuladores de chuva. A obtenção de dados de infiltração coletados em campo permite a realização de estimativa de taxa de infiltração a partir de modelos, que podem ser teóricos ou empíricos. Portanto, um dos nossos objetivos foi classificar o processo de taxa de infiltração nas condições brasileiras, conhecer as variações regionais e variações entre os mesmos tipos de solo. E outro objetivo foi o desenvolvimento de modelo para estimativa de taxa de infiltração de água no solo. A ausência de estudos sobre a taxa de infiltração estável, seja em areas rurais ou urbanas, dificulta a utilização de planejamento adequado. Informações que podem identificar principais problemas socioambientais dessas areas, que geram perdas econômicas nos dois ambientes, em pequena, média e grande escala.
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                                    Impacts of climate and land use changes on soil erosion in the Upper Paraguay Basin
                                    Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                    Tipo Dissertação
                                    Data 29/06/2018
                                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                                    Orientador(es)
                                    • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                    Coorientador(es)
                                      Orientando(s)
                                      • Carina Barbosa Colman
                                      Banca
                                      • José de Souza Nogueira
                                      • Jose Marcato Junior
                                      • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                      • Thiago Rangel Rodrigues
                                      Resumo A Bacia do Alto Paraguai (UPB) integra partes dos biomas Cerrado e Amazônia (terras altas) e Pantanal (terras baixas). Como o Cerrado tem sido cada vez mais substituído por culturas agrícolas e atualmente exibindo uma das maiores fronteiras agrícolas em expansão no mundo, são esperadas mudanças nos processos de erosão do solo. Essas mudanças na cobertura da terra e no uso da terra (LCLUC) associadas às mudanças climáticas podem impulsionar esses impactos; no entanto, ainda há uma falta de informação sobre como a combinação de LCLUC e mudança climática afetará a erosão do solo na UPB. Aqui, avaliamos esses impactos na erosão do solo em toda a UPB. Utilizamos cenários LCLUC do modelo Otimizagro e modelos regionais de mudanças climáticas (HadGEM2-ES e MIROC5, RCP 4.5 e 8.5). Para calcular a erosão média anual do solo, usamos a Equação de Perda de Solo Universal Revisada (RUSLE). Para o período de referência, encontramos valores da erosão média anual do solo de 16,73 ± 48 t ha-1 ano-1 e 17,56 ± 39 t ha-1 ano-1, utilizando dados de HadGEM2-ES e MIROC5, respectivamente. Nossos resultados indicaram uma variação significativa da erosão do solo de -15 a -2% de 2020 a 2050, principalmente em terras altas (biomas Cerrado e Amazônia). Estes aumentos da erosão do solo no Cerrado podem comprometer a dinâmica eco-hidrológica no Pantanal no futuro próximo. Portanto, para garantir a disponibilidade de alimentos, energia e água para as gerações futuras na UPB é necessário desenvolver um planejamento robusto e abrangente considerando medidas preventivas e de adaptação da conservação do solo e da água, principalmente para as áreas mais sensíveis encontradas em nosso estudo.
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                                        Seleção de poluentes emergentes prioritários em água cinza
                                        Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                        Tipo Dissertação
                                        Data 25/06/2018
                                        Área RECURSOS HÍDRICOS
                                        Orientador(es)
                                        • Paula Loureiro Paulo
                                        Coorientador(es)
                                          Orientando(s)
                                          • Ingrid Moreno Mamedes
                                          Banca
                                          • Jhonatan Barbosa da Silva
                                          • Marc Arpad Boncz
                                          • Mayara Leite Serejo
                                          • Sandra Garcia Gabas
                                          • Teodorico Alves Sobrinho
                                          Resumo O objetivo deste trabalho foi selecionar poluentes emergentes prioritários em água cinza, como base para estudos de caracterização e avaliação de risco químico visando o reúso da água cinza. Para tal, foram analisados os hábitos populacionais em relação ao consumo de produtos de cuidado pessoal (PCP) e de limpeza doméstica (PLD). A metodologia utilizada baseou-se no cruzamento das informações levantadas, sendo elas: poluentes identificados em maior número nos produtos, os potenciais riscos causados ao meio ambiente e os poluentes encontrados na água cinza, no esgoto doméstico, solo, plantas, atmosfera e água subterrânea em maiores concentrações. Foram assim definidos os poluentes predominantes nos critérios de seleção e designados como poluentes prioritários, sendo: linalool, benzyl salicylate, eugenol, geraniol, methylparaben, citric acid, phenoxyethanol, citronelool, propylene glycol, limonene, coumarin, hexyl cinnamal, glycerin, propylparaben e ethylparaben. Dessa forma, a influência dos hábitos de consumo de PCP e PLD pode ser confirmada ao serem detectados considerável número de poluentes integrantes de PCP e PLD nas águas cinza e no meio ambiente.
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                                            Strategies for Urban Stormwater Wetlands
                                            Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                            Tipo Tese
                                            Data 21/06/2018
                                            Área RECURSOS HÍDRICOS
                                            Orientador(es)
                                            • Johannes Gerson Janzen
                                            Coorientador(es)
                                              Orientando(s)
                                              • Manoel Lucas Machado Xavier
                                              Banca
                                              • Andres Batista Cheung
                                              • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                              • Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
                                              • Jhonatan Barbosa da Silva
                                              • Johannes Gerson Janzen
                                              • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                              • Robert Schiaveto de Souza
                                              Resumo Wetlands construídos, que são comumente usados ​​no tratamento de águas residuais, são difíceis de usar para tratamento de águas pluviais, porque a variação do nível de água em uma lagoa de águas pluviais torna difícil para a vegetação enraizada sobreviver. Como alternativa, a vegetação pode ser cultivada em esteiras flutuantes, chamadas ilhas de tratamento flutuante (FTI), com raízes estendendo-se para baixo na água. A remoção de nutrientes é obtida através da absorção e captura pela matriz das raízes e biofilme. O tratamento geral fornecido por uma lagoa com FTIs depende da fração do fluxo exposta à zona radicular. Este estudo utilizou modelagem numérica para estudar o fluxo através da zona radicular, com o objetivo de determinar qual configuração de FTI alcançou o melhor tratamento geral. Seis configurações diferentes foram consideradas, todas com volume da zona radicular igual a 11% do volume do tanque. A permeabilidade da zona radicular foi estimada usando medições de velocidade dentro de vegetação flutuante real. A taxa de remoção de primeira ordem dentro da zona radicular (𝑘𝑘r) foi estimada a partir das taxas de remoção relatadas na literatura. Estudos preliminares consideraram a similaridade de fluxo e remoção entre sistemas de diferentes escalas físicas. A similaridade geométrica da zona radicular garantiu a similaridade do fluxo dentro da zona radicular. Para alcançar similaridade de desempenho (mesma redução de massa), os sistemas precisam ter a mesma taxa de remoção não dimensional (krtn ,, com tn o tempo de residência nominal da lagoa). A consideração de diferentes configurações de FTI mostrou que as ondas geradas por FTIs a montante diminuíram a remoção de massa de FTIs a jusante, de modo que a segmentação de um único FTI grande em vários FTIs menores em série não melhorou a remoção geral de nutrientes. No entanto, a segmentação de um único FTI em um par de FTIs paralelos melhorou a remoção de nutrientes e esta configuração proporcionou a melhor remoção de incrustações.
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                                              Desenvolvimento de biorreator anaeróbio para tratamento de resíduos sólidos orgânicos urbanos
                                              Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                              Tipo Dissertação
                                              Data 13/04/2018
                                              Área RECURSOS HÍDRICOS
                                              Orientador(es)
                                              • Paula Loureiro Paulo
                                              Coorientador(es)
                                                Orientando(s)
                                                • Thiago Vinicius de Almeida Tomazelli
                                                Banca
                                                • Edinéia Lazarotto Formagini
                                                • Fabio Verissimo Goncalves
                                                • Gabriel Bastos Braga
                                                • Teodorico Alves Sobrinho
                                                Resumo Neste trabalho foi proposto um modelo de biorreator anaeróbio e algumas condições de
                                                partida foram estabelecidas. O modelo proposto objetivou efetuar a separação de fases, sólida
                                                e líquida da fração orgânica dos resíduos sólidos, investigar as características do material
                                                orgânico no decorrer do experimento assim como a melhor condição de partida do reator. O
                                                trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira foi realizado o teste de percolação onde
                                                foram testadas duas condições de diluição dos resíduos orgânicos. Na segunda etapa foram
                                                avaliados parâmetros hidrodinâmicos e físico-químicos associados aos resíduos em suas
                                                diferentes fases. No primeiro teste verificou-se que a melhor condição de diluição da mistura
                                                foi a 1:1 (água:RSO), Resíduos Sólidos Orgânicos. Essa diluição permitiu melhor
                                                aproveitamento do espaço útil do reator já que houve pouca diferença de percolação na
                                                diluição de 1:2. No segundo teste iniciado com a diluição estabelecida no primeiro verificouse
                                                que a condição mais favorável para a partida do processo foi a condição de mistura de
                                                resíduos sólidos orgânicos diluídos e lodo anaeróbio de esgoto doméstico, sendo que, dentro
                                                das condições estudadas, esta condição se mostrou a mais adequada devido ao pH se manter
                                                na faixa mais próxima da condição favorável ao desenvolvimento da digestão anaeróbia e
                                                apresentar os maiores valores para a produção de gás chegando a 1123ml de gás no reator 5.
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                                                  Anaerobic digestion: statistical analysis of the effects of different reaction condition parameters
                                                  Curso Mestrado em Tecnologias Ambientais
                                                  Tipo Dissertação
                                                  Data 27/03/2018
                                                  Área ENGENHARIA SANITÁRIA
                                                  Orientador(es)
                                                  • Marc Arpad Boncz
                                                  Coorientador(es)
                                                    Orientando(s)
                                                    • Sílvia Gonzales Sorensen Tiradentes
                                                    Banca
                                                    • Adriana Ferreira Maluf Braga
                                                    • Dulce Buchala Bicca Rodrigues
                                                    • Edinéia Lazarotto Formagini
                                                    • Johannes Gerson Janzen
                                                    Resumo A digestão anaeróbica (DA) é o processo no qual os microrganismos biodegradam substratos orgânicos na ausência de oxigênio. O processo DA foi tem sido estudado há décadas e ainda é um tema amplamente pesquisado em todo o mundo. Para esta mini-revisão, selecionamos artigos publicados nas últimas quatro décadas e comparamos seus objetivos para verificar a evolução do tema e mostrar como foram realizados nas últimas décadas. Consideramos os parâmetros experimentais, metodologias e sistemas de reação. Neste estudo, foi possível observar que as primeiras publicações tiveram como desafio a compreensão de como o DA se comportava em diferentes meios reacionais e definir as primeiras resoluções sobre métodos operacionais. Atualmente o foco da DA é a produção de bioenergia e subprodutos de valor agregado visando a substituição dos recursos energéticos não renováveis e o sistema de produção não renovável. Uma discussão sobre os principais desafios e perspectivas para o desenvolvimento de tecnologias AD é fornecida.
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                                                      Conectividade hidráulica entre a água superficial e a água subterrânea da Área de Proteção Ambiental do Guariroba, Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil
                                                      Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                                      Tipo Tese
                                                      Data 02/03/2018
                                                      Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                      Orientador(es)
                                                      • Giancarlo Lastoria
                                                      Coorientador(es)
                                                        Orientando(s)
                                                        • Guilherme Henrique Cavazzana
                                                        Banca
                                                        • Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
                                                        • Giancarlo Lastoria
                                                        • Isabel Kaufmann de Almeida
                                                        • Paulo Tarso Sanches de Oliveira
                                                        • Robert Schiaveto de Souza
                                                        • Sandra Garcia Gabas
                                                        Resumo A gestão eficiente dos recursos hídricos demanda uma compreensão adequada da relação entre os componentes do ciclo hidrológico. Em se tratando de uma Área de Proteção Ambiental como a do córrego Guariroba, responsável pelo abastecimento de 31,3% dos habitantes de Campo Grande/MS, tal conhecimento representa elemento de segurança hídrica local. Apesar da importância, estudos de natureza hidrogeológica na área de estudo são escassos. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre as águas superficial e subterrânea, bem como estimar a recarga de água subterrânea, como fatores de avaliar a disponibilidade hídrica local. Os resultados indicam que há uma relação proporcional entre a precipitação, a vazão superficial e a variação da superfície piezométrica; a vazão de base é sustentada pela descarga subterrânea (em média, corresponde à 89% da vazão total); há alta capacidade de armazenamento subterrâneo (cerca de 80%); o regime de vazão é estável; as condições são de alta permeabilidade do aquífero, embora não uniforme; há baixo escoamento superficial; a recarga de água subterrânea média anual é de 493mm (cerca de 33% da precipitação média anual); por fim, foi possível sugerir que o coeficiente de rendimento específico (Sy) que melhor caracteriza a APA Guariroba é de 12,5%. É recomendada a aplicação de métodos químicos para a confirmação dos resultados, ora, gerados.
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                                                          Desenvolvimento de um fotobiorreator automatizado de baixo custo para estudo de saturação de luz de microalgas.
                                                          Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                                          Tipo Tese
                                                          Data 02/03/2018
                                                          Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                          Orientador(es)
                                                          • Marc Arpad Boncz
                                                          Coorientador(es)
                                                            Orientando(s)
                                                            • Gabriel Bastos Braga
                                                            Banca
                                                            • Alessandro Minillo
                                                            • Carlos Nobuyoshi Ide
                                                            • Johannes Gerson Janzen
                                                            • Luciano Gonda
                                                            • Mayara Leite Serejo
                                                            • William Marcos da Silva
                                                            Resumo Apesar do seu grande potencial, o uso das microalgas para fins energéticos ainda não alcançou viabilidade econômica, devido ao elevado custo de produção das mesmas. Um dos principais gargalos de sua produção em larga escala é a quantidade de energia necessária para o controle da temperatura durante o cultivo em fotobiorreatores. O presente trabalho procurou entender as causas do superaquecimento em fotobiorreatores e traçar estratégias visando combatê-lo. Para tal foram obtidas experimentalmente as curvas de saturação de luz de microalgas a partir de três concentrações iniciais diferentes. Em cultivos com baixa concentração inicial de microalgas, a saturação de luz pode ser observada apenas avaliando a produção de oxigênio nos primeiros instantes. Entretanto, os efeitos do excesso de radiação são melhor observados ao considerar a produção de biomassa ao longo de um prazo maior de cultivo, pois estes efeitos podem demorar a se manifestar na taxa de produção, não a afetando inicialmente, mas podendo inviabilizar a continuidade do crescimento a longo prazo. Uma boa estratégia para redução dos custos com dissipação de calor no cultivo de microalgas em fotobiorreatores, seria, além de evitar a incidência das radiações infravermelho e ultravioleta, limitar a radiação visível com intensidade acima de 1000 μmol fótons .m−2 .s−1. Outra estratégia para reduzir o superaquecimento em fotobiorreatores pode ser o fornecimento de luz intermitente, alternando curtos intervalos de luz e escuridão; tal medida pode melhorar o desempenho da produção de microalgas e reduzir a demanda por dissipação de calor. Entretanto, deve-se investigar a aplicação de pulsos com frequências maiores que mantenham a taxa de produção com intervalos de escuro maiores visando aprimorar a eficiência energética. O presente estudo foi possibilitado através do desenvolvimento de um fotobiorreator automatizado de baixo custo. Dotado de um microcontrolador, o reator foi capaz de, através da implementação de controlador PID, controlar a temperatura de cultivo independente das interferências externas e automaticamente, capturar e armazenar on-line os dados dos diversos sensores utilizados para monitorar o cultivo experimental de microalgas. Com o uso do mesmo microcontrolador, também foi possível adaptar um sensor de turbidez de baixo custo e calibrá-lo para obter uma precisão comparável àquela dos equipamentos comerciais para laboratório, desde que respeitado o seu modo de operação: trabalhar com temperatura constante ou realizar uma segunda calibração com pelo menos 3 temperaturas diferentes dentro da faixa esperada de operação.
                                                            Uso de resposta espectral UV-VIS para determinação de parâmetros de qualidade de água
                                                            Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                                            Tipo Tese
                                                            Data 02/03/2018
                                                            Área CONTROLE DE ENCHENTES E DE BARRAGENS
                                                            Orientador(es)
                                                            • Carlos Nobuyoshi Ide
                                                            Coorientador(es)
                                                              Orientando(s)
                                                              • Jonas de Sousa Correa
                                                              Banca
                                                              • Carlos Nobuyoshi Ide
                                                              • Fabio Verissimo Goncalves
                                                              • Jhonatan Barbosa da Silva
                                                              • Luci Helena Zanata
                                                              • Maria Lucia Ribeiro
                                                              • William Marcos da Silva
                                                              Resumo As técnicas que empregam sensores ópticos UV-VIS são comumente utilizadas para estimativa de concentração de parâmetros de qualidade de água, entre eles o Material Orgânico (MO) e Sólidos Suspensos (CSS). São operacionais, simples, rápidos e de baixo custo. Este trabalho objetiva-se por comparar com alguns métodos já existentes, A254, Absorbância com comprimentos de onda variáveis em UV e Turbidez, a integração da área da absorbância formada pelo espectro de amostras de água de corpos hídricos, na região do UV de 230 a 290 nm (A230~290), para determinação de COD, DQO, DBO e da área compreendida entre 400 a 600 nm (A400~600), para determinação de CSS, com comparação a Turbidez. Os testes foram realizados em períodos de estiagem e cheia em dois corpos hídricos em região urbana, com histórico elevado de aporte de sedimentos. COD E DQO apresentaram uma forte correlação (p<0,001) com A230~290, regressão linear de R= (0,965 e 0,878) respectivamente, em relação aos usuais, e para CSS, A400~600 e Turbidez obtiveram correlação forte (p<0,001) com regressão linear R2= (0,92 e 0,89) respectivamente. Alguns parâmetros entre as razões de absorbância E2/E3, SUVA e DBO, não obtiveram relações aparentes, sendo oportuno caracterizar as amostras com mais informações, e empregando padrões previamente estipulados. De acordo com os resultados, as integrações dos espectros formados demonstraram ser ótimos parâmetros para estimativa de Material Orgânico e Sólidos Suspensos.
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                                                                Avaliação do ciclo de vida e da viabilidade econômica de sistemas de tratamento de efluentes domésticos
                                                                Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                                                Tipo Tese
                                                                Data 01/03/2018
                                                                Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                                Orientador(es)
                                                                • Marc Arpad Boncz
                                                                Coorientador(es)
                                                                  Orientando(s)
                                                                  • Hugo Henrique de Simone Souza
                                                                  Banca
                                                                  • Fabio Verissimo Goncalves
                                                                  • Fernando Jorge Correa Magalhaes Filho
                                                                  • Johannes Gerson Janzen
                                                                  • Juliana Cardoso de Morais
                                                                  • Marjolly Priscilla Bais Shinzato
                                                                  • Synara Aparecida Olendzki Broch
                                                                  Resumo O déficit de tratamento de efluente doméstico gera implicações para os ecossistemas e para a saúde humana, além de gerar custos econômicos significativos. Dessa forma, o investimento em saneamento mostra-se necessário, de forma que, a depender de condições locais, a recuperação total dos custos de investimento implica uma tarifa difícil de ser implementada, principalmente devido a obstáculos financeiros. Assim, uma vez que cerca de 45% das famílias no ambito urbano do Brasil não dispõem de um sistema de coleta de esgoto, a utilização de soluções sanitárias individuais adequadas é desejável, mas em muitos casos, apenas podem ser encontradas fossas sépticas rudimentares, geralmente não construídas de acordo com os padrões de construção. Este estudo tem como objetivo avaliar os impactos ambientais e a viabilidade econômica de sistemas de tratamento de efluente doméstico de pequena e grande escala. Assim, foram utilizadas ferramentas de viabilidade econômica e a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), a fim de comparar diferentes cenários envolvendo sistemas de tratamento de efluente. Além disso, o estudo fornece uma discussão sobre a segregação do efluente doméstico e seus impactos ambientais e econômicos. Os resultados mostram que o retorno do investimento no serviço de tratamento de águas residuais pela cobrança de tarifas é altamente dependente dos custos operacionais, uma vez que se o saldo financeiro anual entre receitas e custos não for positivo, não haverá dinheiro disponível para pagar o investimento na expansão do sistema de tratamento de efluente, e a possibilidade de aumentar a tarifa, no contexto geral de baixa renda do país, torna-se limitada. Com isso, as tecnologias de baixo custo operacional devem ser investigadas ou mesmo deve-se considerar uma receita adicional de subprodutos do processo de tratamento, como a água para reuso não potável, energia ou nutrientes. Além disso, os sistemas de tratamento de efluente doméstico individuais podem ser oportunidades de reduzir os custos do serviço, uma vez que o custo operacional dos sistemas individuais é pago pelos usuários, evitando a necessidade de grandes investimentos em sistemas de coleta e transporte dos esgotos. Porém, devido a baixas taxas de remoção de contaminantes em sistemas rudimentares, o uso de sistemas naturais (como alagados construídos e tanques de evapotranspiração) deve ser altamente recomendado em vez de simplesmente usar tanques sépticos como solução individual para residências urbanas e rurais. Além disso, uma vez que ainda existem outros benefícios potenciais dos sistemas naturais, como o uso dos recursos para o cultivo de frutas e paisagismo, os governos devem encorajar a implementação destes sistemas, buscando melhorar o acesso da população à água e ao saneamento. Finalmente, ter em conta os benefícios externos na avaliação da viabilidade econômica do serviço de tratamento de águas residuais tem um efeito positivo no processo de tomada de decisão. Os serviços de água e saneamento melhoram significativamente a produtividade da população.
                                                                  Download
                                                                    Tratamento de águas e efluentes contendo surfactante e propifenazona através de processos oxidativos avançados
                                                                    Curso Doutorado em Tecnologias Ambientais
                                                                    Tipo Tese
                                                                    Data 27/02/2018
                                                                    Área RECURSOS HÍDRICOS
                                                                    Orientador(es)
                                                                    • Amilcar Machulek Junior
                                                                    Coorientador(es)
                                                                      Orientando(s)
                                                                      • Aline Garcia
                                                                      Banca
                                                                      • Amilcar Machulek Junior
                                                                      • ANDERSON TEODORO
                                                                      • Carlos Nobuyoshi Ide
                                                                      • Dirce Martins de Oliveira
                                                                      • Fabio Gozzi
                                                                      • Maria Lucia Ribeiro
                                                                      Resumo As fotodegradações dos surfactantes aniônicos e da Propifenazona, por meio da Fotólise direta, UV/H2O2, Fenton e foto-Fenton, foram investigadas em água pura e em água cinza clara pré-tratada em tanque de evapotranspiração e wetlands construído de fluxo horizontal subsuperficial, utilizando-se dois reatores fotoquímico um em escala de bancada com lâmpadas de luz negra e outro solar em escala piloto. Observou-se que a fotólise direta e a UV/H2O2 em água pura, não foram eficientes na remoção do surfactante. Entretanto, os processos Fenton e foto-Fentom demonstraram ser bem melhores, apresentando altas taxas de remoção, 80% e 96% respectivamente. Em água cinza clara, o teor de ferro contido no efluente (4,14mg L-1) influenciou na degradação do surfactante quando adicionado peróxido de hidrogênio, 88% melhor taxa de remoção, porém, o acréscimo de íons ferrosos, com ou sem luz, apresentou menores taxas de remoção, 72% e 43% respectivamente. Os resultados de remoção dos surfactantes aniônicos demonstraram que os processos Fenton e foto-Fenton em água pura e o foto-Fenton em água cinza clara, considerando a Resolução CONAMA 357 (BRASIL, 2005), foram os melhores para as concentrações estudadas, uma vez que os resultados obtidos não ultrapassaram o limite de 0,5mg L-1 LAS, para substâncias tensoativas que reagem com o azul de metileno. Na remoção da Propifenazona a Fotólise direta e a UVA/H2O2 as taxas foram inferiores 50% para os efluentes estudados. Entretanto, os processos Fenton (74%; 93%; 83%) e foto-Fenton (79%; 81%; 71%) em água pura, demonstraram ser mais eficientes na remoção e em água cinza clara, as taxas (17% Fenton e 25% foto-Fenton) foram bem menores. Das amostras selecionadas para os testes de ecotoxicidade aguda, a UVA e o foto-Fenton em água pura, apresentaram 64% e 66% respectivamente de toxicidade para Artemia salina e 21% de toxicidade aguda no foto-Fenton para Allium cepa. Nos testes com as amostras tratadas em água cinza clara, a UVA (12%) e a UVA/H2O2 (37%) apresentaram toxicidade aguda, o Fenton (70%) e o foto-Fenton (71%), apresentaram alta toxicidade aguda para Artemia salina.
                                                                      Download
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