Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312943.pdf: 1791512 bytes, checksum: 9f4b00af108a4e63af691ceed3c80382 (MD5) / Problemas de abastecimento de água são cada vez mais frequentes, devido principalmente ao crescimento populacional aliado ao aumento da demanda no consumo de água e à poluição de recursos hídricos, fatores que também podem ser indicados como os principais agravantes na escassez da água de qualidade. Dentro deste contexto nota-se claramente a necessidade de alguma medida para amenizar tal situação, como a busca por fontes alternativas de água. O aproveitamento da água de chuva se mostra como uma alternativa eficaz para o suprimento das demandas domésticas por água, além de diminuir a dependência das companhias de abastecimento. O presente trabalho apresenta um estudo sobre o tratamento da água de chuva, através da tecnologia de filtração com membranas, objetivando utilizar a água de chuva para fins potáveis, visto que o abastecimento público de água é deficitário em algumas regiões do país. A água de chuva geralmente possui boa qualidade, com baixos teores de materiais dissolvidos e/ou suspensos, necessitando de um tratamento mais simplificado que o convencional para torná-la potável. O objetivo deste trabalho é analisar o desempenho de um piloto de microfiltração no tratamento da água de chuva, visando a potabilização, com base em alguns padrões estabelecidos pela Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. A metodologia compreendeu coletas de água de chuva no período de Agosto de 2011 a Janeiro de 2012, com ensaios de microfiltração e análises físico-químicas (pH, alcalinidade total, dureza, cor e turbidez) e bacteriológicas (coliformes totais e termotolerantes) da água coletada do telhado e da água de chuva filtrada (permeado). A partir dos resultados foi possível verificar a eficiência do sistema na remoção das impurezas presentes, assim como encontrar as melhores condições de operação do piloto de microfiltração. A água da chuva se mostrou atraente como fonte alternativa de água e o sistema de microfiltração apresentou um bom desempenho no tratamento da água de chuva, removendo os principais parâmetros de interesse na potabilização.<br> / Abstract : Problems of water supply are becoming more frequent, mainly due to population growth with increased demand on water consumption and pollution of water resources, factors that may also be indicated as the main aggravating the scarcity of quality water. Within this context there is clearly a need for some measure to alleviate this situation, as the search for alternative sources of water. The use of rainwater is shown as an effective alternative for the supply of domestic water demands and to reduce dependence on supply companies. This paper presents a study on the treatment of rain water for drinking, since it is public water supply is deficient in some regions of the country. The rainwater usually has good quality with low levels of dissolved and / or suspended materials, requiring a more simplified than the conventional one to make it drinkable. The aim of this paper is to analyze the performance of a pilot microfiltration for the treatment of rain water in order to purifiers, based on standards established by the Resolution 2914/2011 from Ministry of Health. The methods included rainwater harvesting from 2011August to 2012 January, with microfiltration essays and physical-chemical (pH, total alkalinity, hardness, color and turbidity) and bacteriological analysis (total coliform and thermotolerant) of rainwater collected from the roof and filtered rainwater (permeate). It was possible to verify the efficiency of the removal of parameters. Rainwater has proved attractive as an alternative source of water, and microfiltration pilot had a good performance in the treatment of rain water, removing the main parameters of interest in the purifiers.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342197.pdf: 5733690 bytes, checksum: 092ee4fcfd2a8cc08f8dd13726c70b5c (MD5) Previous issue date: 2016 / De acordo com o relatório divulgado pela ONU (2015), o planeta enfrentará um déficit de água de 40% até 2030, o que reacende os debates sobre a gestão deste recurso. O aproveitamento da água de chuva é uma alternativa utilizada por vários países para suprir demandas de água cujo uso é menos nobre. O objetivo deste estudo foi avaliar, sob as óticas econômica e ambiental, o aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em uma indústria mecânica localizada no município de Belo Horizonte / MG. Foram caracterizadas as instalações físicas da indústria, identificadas às demandas de água não potável para os processos e os requisitos de qualidade da mesma. O uso pretendido com a coleta da água de chuva foi para fins sanitários, irrigação dos jardins e limpeza do piso da fábrica. A simulação para dimensionamento do reservatório e a análise de viabilidade do sistema foi realizada através do software Netuno, um programa computacional utilizado para simulação de sistemas de captação de águas pluviais. A análise de viabilidade econômica realizada através do Netuno foi baseada no cálculo no valor presente líquido (VPL), tempo de retorno dos investimentos e taxa interna de retorno (TIR) para um período de 10 anos de vida útil do projeto. A estrutura física da indústria favorece a implantação do sistema por se tratar de um galpão com 2.536,52 m² e ter espaço suficiente para alocação de reservatórios de armazenamento. O percentual de utilização de água potável que pode ser substituída por água pluvial foi de 58,46 %. O reservatório inferior indicado após a realização das simulações foi de 10.000 litros e o percentual de economia obtido foi de 28,98%. O resultado econômico foi favorável à implantação do sistema, pois a TIR obtida foi maior que a taxa média de atratividade (TMA) definida na análise, o tempo de retorno do investimento foi inferior ao tempo de vida útil do projeto e o VPL significativo, tornando atrativa a realização deste investimento. Sob a ótica ambiental, com a implantação deste sistema haverá uma redução das emissões de CO2, no período de 10 anos, de 0,289 tCO2. Os benefícios obtidos para o Sistema de Gestão Ambiental da indústria serão: a certificação em sustentabilidade ambiental de empreendimentos de Belo Horizonte, com a possível obtenção do selo Ouro, o fortalecimento do Marketing Verde e o atendimento à Política de Gestão Integrada definida pela indústria.<br> / Abstract : According to the report released by UN (2015), the planet will face a water deficit of 40% till 2030, and it reignites the debates about the management of this resource. The utilization of the rain water is an alternative utilized by many countries to supply water demands which its usage is less noble. The objective of this study is to evaluate, economically and environmentally, the use of rain water in undrinkable utilization in a mechanical industry which is located in Belo Horizonte / MG. The industry physical installations were characterized and the demands of undrinkable water in the process and requirements quality were identified. The intention was to use the rain water stored in sanitary uses, garden irrigation and in the cleaning of the plant floor. The simulation for storage tank dimension and the viability analysis of the system was made in Netuno software. The analysis of the economic viability made in Netuno was based in the calculation of the net present value, the time of the investiment return and the internal return rate (IRR) for a period of 10 years of the project?s lifespan. The industry?s physical structure favors the implementation of the system once it is a 2.536,52 m² warehouse and it has enough area to allocate the storage tanks. The percentage of potable water utilization that can be substituted for rain water is 58,46 %. The lower tank indicated after the simulations was 10.000 liters and the percentage of economy was 28,98%. The economic result was favorable to the implementation of the system, considering that the IRR achieved was higher than the attractiveness average rate that was defined in the analysis, the time of the return rate was lower than the project?s lifespan and the net present value was significant, making the implementation of this investment attractive. From the environmental perspective, the implementation of this system will reduce CO2 emissions in 0,289 tCO2 in a period of ten years. The benefits for the Environment Management System of the industry were surveyed, they will be: the certification in enterprises environmental sustainability of Belo Horizonte, with a possible acquisition of the Gold Seal, the strengthening of the Green Marketing and the compliance to the integrated management system defined by the industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338947.pdf: 5597103 bytes, checksum: 116ff6b00bbc8e5f5b72e7db1a1c8048 (MD5) Previous issue date: 2015 / As estruturas de infiltração pluvial visam o controle do escoamento superficial e da poluição difusa. No Brasil existe uma lacuna no sentido de integrar os impactos no ambiente subterrâneo com o estudo da drenagem urbana no que se refere tanto aos volumes infiltrados, qualidade do solo e quanto à qualidade das águas do escoamento superficial. Neste contexto esta dissertação visa avaliar o desempenho quali-quantitativo de uma vala de infiltração pluvial, instalada no Município de Florianópolis-SC, por intermédio da análise do comportamento hidráulico da estrutura e da caracterização quali-quantitativa do escoamento superficial. Este projeto foi realizado em acordo de cooperação com a prefeitura de Florianópolis-SC, implementando-se um laboratório de campo em escala real no Distrito do Campeche, para auxiliar a Prefeitura no refinamento de seus sistemas infiltração pluvial, adotados. A avaliação da estrutura foi composta pela instrumentalização e monitoramento quali-quantitativo da água do escoamento pluvial, para os seguintes parâmetros: condutividade, pH, turbidez , sólidos totais, sólidos dissolvidos, sólidos suspensos, demanda química de oxigênio, Carbono orgânico total (COT), nutrientes (nitrito, fósforo total), metais pesados (Cd, Cu, Pb, Zn, Cr, Fe e Mn). Para as amostras de solo foram realizadas às análises de granulometria, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), pH em H20 e em KCl, teor de matéria orgânica, teor de Argila Dispersa em Água, e teor total dos metais cádmio, chumbo, cobre, cromo, manganês, níquel e zinco. No controle do escoamento superficial a vala apresentou um ótimo desempenho hidráulico como técnica compensatória de Infiltração. Na caracterização qualitativa do solo este apresentou valores acima do valor de referência de qualidade, para todos os metais pesados, os valores de pH foram atípicos em consequência dos altos teores de matéria orgânica. Os valores turbidez, Cd, Pb e Cr na água do escoamento superficial ficaram acima do valor limite estabelecidos pelo CONAMA 357. Na Análise dos Componentes Principais da qualidade do escoamento superficial na ACP1 foi identificado o fenômeno de acumulo de sedimentos nos período de estiagem, sendo a deposição de sólidos diretamente proporcional ao volume de escoamento na entrada da vala de infiltração. E uma segunda ACP2 foi caracterizada pela correlação da turbidez com matéria orgânica. Assim, a vala funciona como fonte de contaminantes para o ambiente subterrâneo devido ao tipo de solo arenoso e a alta concentração de contaminantes na água do escoamento superficial.<br> / Abstract : The rain infiltration structures seek to control superficial runoff and diffuse pollution. In Brazil, there is a gap to integrate the impacts on underground environment with the study of urban drainage in relation to both infiltrated volumes, soil quality and the quality of the water runoff. In this context, this dissertation aims to assess the qualitative and quantitative performance of a rainwater infiltration trench, located in the municipality of Florianopolis-SC, through the hydraulic behavior analysis of the structure and qualitative and quantitative characterization of surface runoff. This project was conducted in cooperation agreement with the Municipality of Florianópolis, SC, implementing a full-scale field laboratory in the District of Campeche, to assist the City Hall in the refinement of their rainwater infiltration systems adopted.The evaluation of the structure was composed by instrumentation and qualitative and quantitative monitoring of water from runoff, for the following parameters: conductivity, pH, turbidity, total solids, dissolved solids, suspended solids, chemical oxygen demand, total organic carbon (TOC) , nutrients (nitrite, total phosphorus), heavy metals (cobalt, chromium, cadmium, copper, lead, nickel, zinc, manganese and iron).For soil samples, it was conducted particle size analysis, Cation Exchange Capacity (CEC), pH in water (H20) and potassium chloride (KCl), organic matter content, dispersed clay content in water, and the total content of the following metals, cadmium, lead, copper, chromium, manganese, nickel and zinc. In controlling runoff, the drainage trench had a great hydraulic performance as a compensatory technique of infiltration. In the qualitative characterization of soil, it showed values above the quality reference value for all heavy metals, and pH values were atypical because of high levels of organic matter. The turbidity values, Cd, Pb and Cr in the water runoff were above the limit set by CONAMA 357. Analysis of the principal components of quality of runoff in ACP1 has identified the phenomenon of accumulation of sediments in the dry season, and the deposition of solids directly proportional to the volume flow at the entrance of the infiltration trench. In addition, the second ACP2 was characterized by correlation of the turbidity with organic matter. Thus, the infiltration trench functions as a source of contaminants to the subterranean environment due to the sandy soil type and the high concentration of contaminants in the water runoff.

Orientador: Prof. Dr. Heinz Dieter Oskar August Fill / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia de Recursos Hidricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 2007 / Inclui bibliografia / Resumo: Considerando a necessidade de identificação de fontes alternativas para o abastecimento de aguas para unidades residenciais, a presente dissertação visa verificar a viabilidade do abastecimento residencial através da coleta, do armazenamento e da distribuição de aguas pluviais. O estudo foi efetuado no município de Curitiba, utilizando dados pluviométricos da estação meteorológica de Curitiba, localizada atualmente no Centro Politécnico da Universidade Federal do Paraná. O método adotado consiste em identificar os valores do máximo déficit acumulado anual das alturas de chuvas diárias e sua distribuição de probabilidade para avaliar a viabilidade de implantação de sistemas de abastecimento domiciliar usando reservatórios de regularização, para acumulação e distribuição a uma unidade residencial. A presente dissertação efetuou avaliações da viabilidade da implantação de um reservatório considerando, condições técnicas e econômicas, identificando o grau de risco e a taxa interna de retorno do investimento. Empregou-se para determinação do risco o método do máximo déficit acumulado anual, utilizando registros de 83 anos dados pluviométricos diários, para diferentes volumes de reservatórios a serem implantados. Para o calculo da taxa interna de retorno considerou-se o beneficio liquido obtido pela economia relativa a fatura da concessionaria publica sempre levando em conta a probabilidade de falha do sistema. Conclui o presente trabalho que, para obter taxas de retorno atraentes, o risco de falha devera ser relativamente elevado (tempo de retorno da ordem de 2 anos). Verificou-se também que a taxa interna de retorno aumenta com o aumento da área de captação e um consumo maior. Palavras Chaves: Aguas de Chuva; Analise de Series Temporais; Máximo Déficit Acumulado; Taxa Interna de Retorno. / Abstract: This thesis analyses the tecnical and economic feasibility of domestic water supply using rainfall collecting systems. This source of domestic water supply may become important because of progressive shortage of traditional supply sources (surface and ground water). The study was performed for the city of Curitiba situated in South Brazil, but the method used may be applied to other locations as well. The maximum deficit method also known as sequent peak method has been used to estimate storage requirements to regulate the intermitent rainfall process. Adjustment of these storage requirements to a probabilistc model allows the computation of risk, realiability and expected shortages. Using cost estimates of several alternative systems and benefits equal to the savings of water suply bills, the internal rate of return has been computed for a variety of alternatives. It is concluded that for an atractive internal rate of return, risks should be as high as 50%. Also the internal rate of return increases as collecting area is increased.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6086.pdf: 3322745 bytes, checksum: 34ed7288b9f3cb375476a7c9e263bf5b (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / The use of rainwater can be an effective alternative to minimize the use of water sources. Within this perspective, stormwater play a key role in planning and sustainable management of water resources as a substitute for the use of water for agricultural purposes, irrigation, residential uses such as watering flowerbed and garden, cleaning floors, sidewalks and playground and car wash. Agriculture is the major user of water in the world, according to the World Resources Institute, UN agriculture uses 70% of existing drinking water. In Brazil, 88% of drinking water is used by agriculture and 5% of Brazilian crops are irrigated and 55% of farmers use archaic methods that lose more than half of the water used. Thus, alternative techniques of water management for irrigation must be proposed and implemented to mitigate the conflicts generated by the deficiency of water considering the use of rainwater as part of a broader activity, related to the expansion of water supply. Therefore, one should consider rainwater as an alternative source to conventional sources and it should investigate the potential qualitative and quantitative agreement with the intended uses. In this work the intended use is irrigation of vegetable crops for research on sustainable agricultural management techniques were therefore investigated the existence of species of phytoplankton and physical and chemical analyzes made reservoir built in the Research Center of the city-Ipeúna-SP. / O aproveitamento de água pluvial pode ser uma alternativa eficiente para minimizar o uso de mananciais. Dentro dessa ótica, as águas pluviais têm um papel fundamental no planejamento e na gestão sustentável dos recursos hídricos como um substituto para o uso de águas destinadas a fins agrícolas, irrigação, usos residenciais como rega de canteiro e jardim, limpeza de pisos, calçadas e playground e lavagem de carros. A agricultura é o grande usuário de água no mundo, segundo a World Resources Institute, ONU a agricultura utiliza 70% da água potável existente. No Brasil, 88% da água potável é utilizada pela agricultura sendo que 5% das lavouras brasileiras são irrigadas e que 55% dos agricultores usam métodos arcaicos que perdem mais da metade da água usada. Deste modo, técnicas alternativas de manejo de água para irrigação devem ser propostas e aplicadas para mitigar os conflitos gerados pela deficiência de água considerando o aproveitamento de água pluvial como parte de uma atividade mais abrangente, referente à ampliação da oferta de água. Portanto, deve-se considerar a água pluvial como fonte alternativa as fontes convencionais e para isso deve-se investigar o potencial qualitativo e quantitativo de acordo com os usos pretendidos. Neste trabalho o uso pretendido é a irrigação de culturas de vegetais para fins de pesquisas sobre técnicas de manejo agrícola sustentável, assim, foram pesquisadas a existência de espécies de fitoplanctônicas e realizadas analises físicas e químicas no reservatório construído em Centro de Pesquisa na cidade de-Ipeuna-SP.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-01T16:08:41Z No. of bitstreams: 1 2017_JorgeThiagoDuartedaSilvaVianna.pdf: 4414594 bytes, checksum: 3c21eb7fe7eded4fdfe4e244de46443c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-31T21:14:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JorgeThiagoDuartedaSilvaVianna.pdf: 4414594 bytes, checksum: 3c21eb7fe7eded4fdfe4e244de46443c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T21:14:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JorgeThiagoDuartedaSilvaVianna.pdf: 4414594 bytes, checksum: 3c21eb7fe7eded4fdfe4e244de46443c (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / O crescimento populacional, o uso indiscriminado da água e as mudanças climáticas vêm produzindo crises de abastecimento urbano de água. Nesse contexto se encontra Brasília, uma área altamente urbanizada, com predominância de nascentes, longos períodos de seca e risco de desabastecimento. Outro aspecto de Brasília é possuir o maior porcentual de imóveis funcionais do Brasil. Diante disso, este trabalho analisou os métodos de conservação de água em edificações residenciais funcionais no Plano Piloto, em Brasília. Para tanto, foram elencados dois estudos de caso, um imóvel a ser reformado (Categoria 1) e um imóvel a ser construído (Categoria 2). Para a análise, determinou-se o padrão de consumo e foram obtidos os consumos de água dos aparelhos, e concebido o emprego das tecnologias de conservação de água. A partir disso foram feitas as combinações das alternativas possíveis. Devido ao grande número de alternativas, foi realizada a triagem para se obter um conjunto menor de alternativas viáveis. Por meio de consulta a um painel de especialistas, foram estabelecidos objetivos e critérios de análise, e seus respectivos pesos. As alternativas selecionadas tiveram suas performances em cada critério calculadas, formando a matriz de consequências (“payoff”). Foram aplicados os métodos multicritério e multiobjetivo TOPSIS e ELECTRE III, para hierarquizar essas alternativas. Após a execução desses métodos, as duas categorias de edificação tiveram como alternativa classificada em primeiro lugar o uso de equipamentos economizadores de água. Na sequência, o aproveitamento de água de chuva destacou-se devido à melhor qualidade da água bruta e poucas interferências necessárias no imóvel, e vieram classificadas mais abaixo as alternativas envolvendo reúso com águas cinzas. Em geral, alternativas com alta concentração de coliformes fecais na água bruta tiveram sua classificação prejudicada. Como conclusão geral, esta pesquisa mostrou que não há em Brasília, até o momento, incentivo para medidas de conservação de água. Tal fato pôde ser comprovado pela posição de destaque da alternativa que refletia a não tomada de ações em ambas as categorias de edifícios. Por outro lado, demonstrou-se a viabilidade de algumas alternativas de conservação de água atendendo diversos objetivos e exigências distintas, tal qual o uso de dispositivos economizadores. / Population growth, the indiscriminate use of water and climate change have been leading to water supply crises. Brasilia is found in this context, a highly urbanized area, with a predominance of springs, long periods of drought and risk of shortages. Another aspect of Brasilia is to have the largest percentage of residences for civil servants in Brazil. Therefore, this work analyzed the methods of water conservation in this kind of residential buildings in the Pilot Plan, in Brasilia. To do so, two case studies were considered, a property to be renovated (Category 1) and a property to be built (Category 2). For the analysis, the consumption pattern was determined and the water consumption of the appliances was obtained, and the use of water conservation technologies was conceived. From this, the combinations of possible alternatives were made. Due to the large number of alternatives, screening was done to obtain a smaller set of viable alternatives. Through consultation to a panel of experts, objectives and criteria of analysis, and their respective weights, were established. The selected alternatives had their performances calculated in each criterion, forming the consequence matrix (“payoff matrix”). The multicriteria and multi-objective TOPSIS and ELECTRE III methods were applied to hierarchize these alternatives. After the execution of these methods, the two categories of buildings had as the first classified alternative the use of water saving equipment. Subsequently, the use of rainwater stood out due to the better quality of the raw water and few necessary interferences in the property, and the alternatives involving reuse with gray water were classified in position just below. In general, alternatives with high concentration of fecal coliforms in the raw water had their classification impaired. As a general conclusion, this research showed that there is no incentive for water conservation measures in Brasilia. This fact could be proven by the prominent position of the alternative that reflected the non-taking of actions in both categories of buildings. On the other hand, the viability of some water conservation alternatives has been demonstrated, meeting different objectives and requirements, such as the use of economising devices.

O aproveitamento de água de chuva no meio urbano vem ganhando interesse por parte da sociedade devido aos benefícios que esta prática proporciona, tais como: econômico, ambiental e contra alagamentos urbanos. Este interesse pode ser percebido pelo surgimento de regulamentações governamentais e comercialização no mercado nacional de produtos específicos para a captação, tratamento e armazenamento de água. Assim, quantificar os beneficios é um ponto chave para que o aproveitamento de água de chuva torne-se popular no ambiente urbano. Dentre os benefícios mensuráveis, a redução de alagamentos urbanos é o menos abordado, e, com frequência, para casos específicos, que não permitem a transferência dos resultados ou da metodologia de quantificação. O presente trabalho teve como motivador a escassez de trabalhos que abordassem o efeito do aproveitamento de água de chuva na vazão da rede pluvial, que a princípio de sua concepção metológica careceu de um método de dimensionamento que permitisse a obtenção de índices de desempenho esperados para o sistema de aproveitamento de água de chuva. Foi proposta então, uma metodologa de dimensionamento por meio de ábacos, estes por sua vez, foram criados a partir da técnica de Monte Carlo para séries sintéticas usadas na simulação de balanço de massa no reservatório de água de chuva para a obtenção de índices de desempenho em função do volume e da demanda estimada por água não potável. Os ábacos foram produzidos para todas as capitais brasileiras mais o distrito federal como forma de verificação da sua aplicabilidade para os diversos regimes pluviométricos existentes no Brasil. A partir do método de dimensionamento foi possível estabelecer cenários e premissas de projeto de sistemas de aproveitamento de água de chuva que, juntamente com dados observados de demandas por água para padrões de habitação popular e de classe alta no município de Porto Alegre, forneceram garantias de permanência do volume de espera para reservatórios em lotes residenciais. Os volumes de espera constituíram a condição inicial para simulação hidráulica de bacias hipotéticas com 10 e 25ha, escala compatível com a de loteamentos residenciais, porém para chuvas de projeto com duração crítica para a escala das bacias urbanas de Porto Alegre (1h). Os resultados da simulação apontaram para uma ineficácia na redução do pico de vazão, sendo observada apenas uma pequena redução no volume do hidrograma, em que o caso de habitações padrão popular apresentou os maiores descontos (~6% para 75% de garantia). A ineficiência em redução do pico de vazão na rede pluvial, para as características pluviométricas, de consumo e hidrológicas das bacias urbanas de Porto Alegre pode ser explicada pelo próprio propósito do aproveitamento de água de chuva que é o de apenas atender à demanda de água, não garantindo volumes de espera suficientes para causar tal efeito no pico de vazão da rede pluvial. / There is an increasing interest from the society in rainwater harvesting and use in urban areas, due to the benefits that this practice provides, such as: economic, environmental and urban flooding control. This interest may be perceived by the emergence of government regulations and increased availability of specific products in the domestic market for the capture, processing and storage of water. Consequently, quantifying the benefits is a key element for allowing the use of rainwater to become popular in the urban environment. Among the measurable benefits, the use of rainwater as a contribution to the reduction of urban flooding is the least discussed; when available, the results are often valid only for specific cases, do not allowing their generalization and application to different scenarios and configurations. The present work was motivated by the scarcity of studies that addressed the effect of the use of rainwater in the reduction of urban runoff, and the lack of design methods that could allow the estimation of performance indicators for the rainwater harvesting and use systems. A graphical design method (using abacuses) is proposed. Abaci were created from the application of the Monte Carlo technique, applied to synthetic series used in the mass balance simulation of rainwater reservoirs, to obtain performance indices as function of the volume and the estimated demand for non-potable water. The abaci were produced for all Brazilian capitals and also the Federal District, in order to verify their applicability to different rainfall regimes existing in Brazil. The use of the graphical design method allowed creating different scenarios and assumptions for designing systems for rainwater use. The combination of these scenarios with observed data of water demand, applied to two different urbanization patterns (low income dwellings and upper class habitation), in the municipality of Porto Alegre, allowed the assessment of the probability of different retention volumes for reservoirs in residential lots. The expected volumes constituted the initial condition for hydraulic simulation of hypothetical watersheds with 10 and 25ha, scale compatible with the residential subdivisions of urban catchments in Porto Alegre, using critical rain durations (1h). The simulation results implied an ineffectiveness in reducing the peak flow, as only a small reduction in the volume of the hydrograph was obatained, with the higher reduction (~ 6% to 75% guarantee) observed for the low-income dwellings. The inefficiency in reducing the peak flow for the rainfall and consumption Porto Alegre characteristics, as well the hydrological characteristics of their urban watersheds, can be explained by the purpose of the rainwater harvesting that is the only meet the demand for water, not ensuring sufficient available volume to cause such effect on the peak flow in the conducts.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-16T12:55:28Z No. of bitstreams: 1 2013_MariaElisaLeiteCosta.pdf: 10233322 bytes, checksum: a7fc6c61f3b5f88e0c981b4b0730ee6f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-16T14:27:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MariaElisaLeiteCosta.pdf: 10233322 bytes, checksum: a7fc6c61f3b5f88e0c981b4b0730ee6f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-16T14:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MariaElisaLeiteCosta.pdf: 10233322 bytes, checksum: a7fc6c61f3b5f88e0c981b4b0730ee6f (MD5) / O escoamento superficial nas bacias urbanas da cidade de Brasília é importante fonte de poluentes para o Lago Paranoá, prejudicando a sua qualidade, na forma de poluição difusa. As cargas difusas que o atingem são de difícil determinação por exigir a medição de vazões e concentrações dos poluentes nas galerias de drenagem. Assim, pretende-se analisar o comportamento quantitativo e qualitativo das águas de drenagem urbana por meio do monitoramento da precipitação e do escoamento superficial em eventos de cheia e pela modelagem matemática, com o modelo SWMM. Para isso, utilizou-se linígrafos e amostradores automáticos para a determinação da vazão e da concentração, respectivamente, dentro das galerias de drenagem, próximo ao exutório durante os eventos de cheia. Foram monitorados quantitativamente 97 eventos e qualitativamente, 34, constituindo 438 amostras, no qual se analisaram variáveis físico-químicas de qualidade da água, tendo em vista a preocupação com a eutrofização e o assoreamento do corpo hídrico. Verificou-se que o modelo se aplica bem a esse tipo de bacia, mas pode ser melhorado com a calibração de um evento. Na fase de verificação, percebe-se que o modelo SWMM responde bem a eventos com o mesmo coeficiente de escoamento e que uma alteração no método de infiltração utilizado pode melhorar a performance do modelo. Portanto, recomenda-se o uso do modelo para a análise do escoamento superficial gerado em bacias urbanas e que com o modelo hidráulico calibrado apenas para um único evento é possível que essa ferramenta seja utilizada para estimar as vazões com precisão satisfatória. Quanto às cargas de poluição difusa causadas pela drenagem pluvial, concluiu-se que elas são mais significativas do que as cargas do esgoto tratado lançada no Lago Paranoá para os meses de novembro e janeiro. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The runoff in urban watersheds of Brasília is an important source of pollutants to Lake Paranoá, degrading water quality as diffuse pollution. The diffuse pollutant loads that are discharged are difficult to estimate because it requires the measurement of flow rates and concentration of pollutants in drainage network. Thus, this research aims to analyze the behavior of quantity and quality of urban drainage waters based on monitoring of rainfall and runoff during floods events, in addition to mathematical modeling, with SWMM. Therefore, flow meters and automatic samplers were used to determine the flow and the concentration, respectively, inside the drainage network, next the outfall, during the flood events. Flows were obtained for 97 events and water quality for 34 events, amounting 438 samples, which were analyzed for physical and chemical water quality variables, due to concerns on eutrophication and siltation. It was confirmed that SWMM model fits well to this type of watershed, however the results can be improved by calibration to one event. In the verification stage, it was verified that the model responds well to events with runoff coefficient of similar magnitude and changing the infiltration method can improve the model performance. Therefore, it is recommended the use of the SWMM model for the analysis of runoff generated from urban watersheds and the hydraulic model calibrated with just a single event provides a tool that can be used to estimate flow accurately enough. About the diffuse pollutants loads it is possible to conclude that the load from the drainage system is more significant than loads from treated sewage released into Lake Paranoá in November and January.

O aproveitamento de água de chuva no meio urbano vem ganhando interesse por parte da sociedade devido aos benefícios que esta prática proporciona, tais como: econômico, ambiental e contra alagamentos urbanos. Este interesse pode ser percebido pelo surgimento de regulamentações governamentais e comercialização no mercado nacional de produtos específicos para a captação, tratamento e armazenamento de água. Assim, quantificar os beneficios é um ponto chave para que o aproveitamento de água de chuva torne-se popular no ambiente urbano. Dentre os benefícios mensuráveis, a redução de alagamentos urbanos é o menos abordado, e, com frequência, para casos específicos, que não permitem a transferência dos resultados ou da metodologia de quantificação. O presente trabalho teve como motivador a escassez de trabalhos que abordassem o efeito do aproveitamento de água de chuva na vazão da rede pluvial, que a princípio de sua concepção metológica careceu de um método de dimensionamento que permitisse a obtenção de índices de desempenho esperados para o sistema de aproveitamento de água de chuva. Foi proposta então, uma metodologa de dimensionamento por meio de ábacos, estes por sua vez, foram criados a partir da técnica de Monte Carlo para séries sintéticas usadas na simulação de balanço de massa no reservatório de água de chuva para a obtenção de índices de desempenho em função do volume e da demanda estimada por água não potável. Os ábacos foram produzidos para todas as capitais brasileiras mais o distrito federal como forma de verificação da sua aplicabilidade para os diversos regimes pluviométricos existentes no Brasil. A partir do método de dimensionamento foi possível estabelecer cenários e premissas de projeto de sistemas de aproveitamento de água de chuva que, juntamente com dados observados de demandas por água para padrões de habitação popular e de classe alta no município de Porto Alegre, forneceram garantias de permanência do volume de espera para reservatórios em lotes residenciais. Os volumes de espera constituíram a condição inicial para simulação hidráulica de bacias hipotéticas com 10 e 25ha, escala compatível com a de loteamentos residenciais, porém para chuvas de projeto com duração crítica para a escala das bacias urbanas de Porto Alegre (1h). Os resultados da simulação apontaram para uma ineficácia na redução do pico de vazão, sendo observada apenas uma pequena redução no volume do hidrograma, em que o caso de habitações padrão popular apresentou os maiores descontos (~6% para 75% de garantia). A ineficiência em redução do pico de vazão na rede pluvial, para as características pluviométricas, de consumo e hidrológicas das bacias urbanas de Porto Alegre pode ser explicada pelo próprio propósito do aproveitamento de água de chuva que é o de apenas atender à demanda de água, não garantindo volumes de espera suficientes para causar tal efeito no pico de vazão da rede pluvial. / There is an increasing interest from the society in rainwater harvesting and use in urban areas, due to the benefits that this practice provides, such as: economic, environmental and urban flooding control. This interest may be perceived by the emergence of government regulations and increased availability of specific products in the domestic market for the capture, processing and storage of water. Consequently, quantifying the benefits is a key element for allowing the use of rainwater to become popular in the urban environment. Among the measurable benefits, the use of rainwater as a contribution to the reduction of urban flooding is the least discussed; when available, the results are often valid only for specific cases, do not allowing their generalization and application to different scenarios and configurations. The present work was motivated by the scarcity of studies that addressed the effect of the use of rainwater in the reduction of urban runoff, and the lack of design methods that could allow the estimation of performance indicators for the rainwater harvesting and use systems. A graphical design method (using abacuses) is proposed. Abaci were created from the application of the Monte Carlo technique, applied to synthetic series used in the mass balance simulation of rainwater reservoirs, to obtain performance indices as function of the volume and the estimated demand for non-potable water. The abaci were produced for all Brazilian capitals and also the Federal District, in order to verify their applicability to different rainfall regimes existing in Brazil. The use of the graphical design method allowed creating different scenarios and assumptions for designing systems for rainwater use. The combination of these scenarios with observed data of water demand, applied to two different urbanization patterns (low income dwellings and upper class habitation), in the municipality of Porto Alegre, allowed the assessment of the probability of different retention volumes for reservoirs in residential lots. The expected volumes constituted the initial condition for hydraulic simulation of hypothetical watersheds with 10 and 25ha, scale compatible with the residential subdivisions of urban catchments in Porto Alegre, using critical rain durations (1h). The simulation results implied an ineffectiveness in reducing the peak flow, as only a small reduction in the volume of the hydrograph was obatained, with the higher reduction (~ 6% to 75% guarantee) observed for the low-income dwellings. The inefficiency in reducing the peak flow for the rainfall and consumption Porto Alegre characteristics, as well the hydrological characteristics of their urban watersheds, can be explained by the purpose of the rainwater harvesting that is the only meet the demand for water, not ensuring sufficient available volume to cause such effect on the peak flow in the conducts.

Orientador: Silvana Moreira Simabuco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T06:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsumoto_Edson_D.pdf: 6614027 bytes, checksum: 09b2ba763f671974e818cae1fbd662c5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A poluição ambiental é um problema já existente, e não solucionado, nos grandes centros urbanos e que vem se estendendo para outros centros em expansão populacional e industrial. Este crescimento tem criado regiões metropolitanas fora das grandes capitais estaduais. Um desses centros é a cidade de Campinas, SP, onde este estudo foi realizado. Para se obter algumas informações relacionadas com o nível da poluição ambiental de Campinas, foram analisadas amostras de particulado atmosférico e de águas superficiais (chuva e rio). Foi utilizada a técnica analítica da fluorescência de raios X, nas duas variantes, dispersiva em energia (EDXRF), com tubo de raios X, para a análise de água de rio e, reflexão total (TXRF), com radiação síncrotron, para a análise de particulado atmosférico e água de chuva. A análise gravimétrica do material particulado inalável depositado nos filtros, para um período de 24 h de amostragem, mostrou que o limite estabelecido pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que é de 150 Jlglm3, foi ultrapassado somente em duas ocasiões nas amostras coletadas no posto da região central da cidade de Campinas. Após um tratamento químico adequado, as amostras foram analisadas utilizando a TXRF, sendo detectados 24 elementos. Através da análise de componentes principais (ACP) foram identificados os mesmos tipos de fontes emissoras para as amostras coletadas nos postos da região central da cidade de Campinas e do campus da Universidade Estadual de Campinas - UNlCAMP, distrito de Barão Geraldo. De maneira geral, a fonte de ressuspensão de solo contribuiu com 22% e 29% do material particulado fino (MPF), no outono/inverno e verão, respectivamente, enquanto que a emissão industrial foi responsável por 26% e 23% do MPF. O fator de emissão veicular respondeu por 22% e 20% do MPF e a fonte de sulfatos, com 23% e 20%. A fonte de sulfatos tem como origens as queimadas nas plantações de cana-de-açúcar, prática comum que antecede a colheita. Para o material particulado grosso (MPG), duas fontes emissoras foram identificadas. O fator de ressuspensão de solo contribuiu com 77% e 78% do MPG, no outono/inverno e verão, respectivamente, e, a emissão industrial, com 18% e 16%. Nas amostras de água de chuva, analisadas por TXRF, foram detectados 27 elementos. Os resultados obtidos mostram, basicamente, os mesmos elementos detectados nos diferentes postos de coleta. Foram identificados os mesmos tipos de fontes nos quatro postos analisados: ressuspensão de solo, emissão industrial e cloretos. Na análise de água de rio, realizada após uma pré-concentração com ditiocarbamato de pirrolidina de amônio (APDC) e utilizando a EDXRF, foram detectados 8 elementos. Os valores máximos para os elementos Fe, Co, Ni e Cu estabelecidos pelo CONAMA, para rios de classe 2, foram ultrapassados em algumas amostras do rio Atibaia. Em algumas amostras do rio Capivari, os valores de Fe e Ni excederam o limite estabelecido pelo CONAMA, enquanto que no ribeirão Pinheiros, isto ocorreu apenas para o elemento F e. Este estudo mostra que o nível de concentração de particulados na atmosfera é satisfatório, enquanto que os rios apresentam indícios de contaminação por alguns elementos / Abstract: The environmental pollution is an existing problem to be solved in large urban centers. And it has been spreading to other population centers in fast industrial expansion. Such growth has created metropolitan centers in the outskirts of large capitals without proper planning to minimize the emission of pollutants. Campinas, a city in the state of São Paulo, Brazil, where the study described herein was conducted, is a typical center. To obtain some information related to the level of environmental pollution in Campinas, samples of atmospheric particulate matter, rain and river water were analyzed. The analytical technique of X-ray fluorescence, in the two variants, energy dispersive (EDXRF), with X-ray tube, for river water analysis and, total reflection (TXRF), with synchrotron radiation, for atmospheric particulate and rain water analysis, were used. The gravimetric analysis of the inhalable particulate matter deposited on the filters, over a 24 hour-period sampling, has shown that the limit established by Environment National Council (CONAMA), which is 150 Ilglm3, was exceeded in two occasions only in the samples collected at the downtown Campinas city. Through the principal components analysis (PCA) it was identified the same types of issuing sources for the samples collected at the downtown Campinas city and at the Campinas State University (UNICAMP) sites. In general, the soil dust source contributed with 22% and 29% of the Fine Particulate Matter (FPM), in the autumn/winter and summer periods, respectively, whereas the industrial emission was responsible for 26% and 23% of the FPM. The rate for motor vehic1e emissions corresponded to 22% and 20% of the FPM and the sulfate source to 23% and 20%. The sulfates are emitted main1y for the sugar cane burning. For the Coarse Particulate Matter (CPM), two issuing sources were identified. The soil dust factor has contributed with 77% and 78% of the CPM in the autumn/winter and summer periods, respectively, and the industrial emission with 18% and 16%. In the rainwater samples, analyzed by TXRF with synchrotron radiation, 27 elements were detected. The results obtained show basically the same elements detected at different collection sites. The same types of sources at the four stations analyzed were identified: soil dust, industrial emission and chloride. In the river water analysis, 8 elements were detected, after preconcentration with APDC and using the EDXRF with X-ray tube. The maximum values for the elements Fe, Co, Ni and Cu established by CONAMA, for the c1ass 2 rivers, were exceeded in some samples from Atibaia River. The same fact occurred for Capivari River, the values for Fe and Ni exceeded the limit established, whereas at Pinheiros River on1y the element Fe. This study has shown that the particulate concentration level in the atmosphere is satisfactory, whereas that the rivers exhibit contamination for some elements as described above / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil