Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A norma NBR 7505-1 da ABNT recomenda localizar tanques de combustíveis em terrenos com condutividade hidráulica de 1x10-6 cm/s referenciados à água a 20oC. Este trabalho investigou como a condutividade hidráulica saturada de solos naturais de bacias de contenção depende das propriedades dos líquidos, e demonstrou também a eficiência de impermeabilização destes solos naturais com relação a diferentes combustíveis derivados do petróleo em caso de possíveis derramamentos. Foram investigados os sistemas de contenção de 15 tanques do Terminal de Cubatão-SP, a partir da retirada de um total de 48 amostras de solos indeformadas e determinado a condutividade hidráulica desses solos em um sistema de permeâmetro de carga constante. Os combustíveis utilizados foram correspondentes aos armazenados nos respectivos tanques no momento da coleta. Comparando os valores de condutividade hidráulica adquiridos experimentalmente para os combustíveis, com relação aos valores de condutividade hidráulica para a água fornecidos pelo IPT, observou-se que 27% das amostras analisadas apresentaram condutividade maior para os combustíveis, que para a água. Isso indica que, em caso de eventuais de derramamentos nestes locais, os produtos poderão migrar mais rapidamente que a água. Calculando-se os tempos de migração na zona não saturada verificou-se que derivados como o diesel e a gasolina poderão migrar um metro em 58 e 130 dias, respectivaente. Já para o óleo combustível, o tempo de migração seria maior que um milhão de dias por metro. Em vista do número de terminais de armazenamento no país, a principal conclusão deste trabalho é que a exigência da norma NBR 7505-1 referente ao valor de condutividade hidráulica de 1x10-6 cm/s com relação à água, não é um critério único e suficiente para indicar que as bacias de contenção não irão impactar as águas subterrâneas.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / La modelación numérica aplicada al estudio del funcionamiento hidrogeológico e hidrogeoquímico en aguas subterráneas es una herramienta de apoyo fundamental para gestionar y explotar efectiva y eficientemente un acuífero, dado que permite predecir el comportamiento del sistema cuando éste es sometido a diferentes políticas de explotación. En este contexto, se desarrolla la presente tesis, en la cual se construyen modelos de flujo y transporte de soluto para estudiar el Sector SW del acuífero del núcleo del Salar de Atacama. El presente trabajo es desarrollado en su totalidad con información estratégica de la empresa SQM Salar S.A., por lo tanto, los datos utilizados han sido manipulados para cumplir con los convenios de confidencialidad exigidos por parte de la empresa. El acuífero del núcleo del Salar de Atacama ubicado en la II Región de Antofagasta (norte de Chile), posee una gran importancia económica para el país, representada principalmente en los grandes volúmenes de salmuera que almacena en su subsuperficie y las altas leyes químicas asociadas, siendo explotadas en la actualidad por empresas como SQM Salar S.A., y la Sociedad Chilena del Litio (SCL). Esta situación ha incentivado el desarrollo de investigaciones encaminadas a entender el funcionamiento del sistema acuífero, destacándose la construcción de modelos numéricos, los cuales abordan el análisis del acuífero a escala regional y cuyo objetivo principal ha sido la caracterización del comportamiento del flujo subterráneo y los fenómenos asociados al transporte de soluto de las zonas centro y este del acuífero, fundamentales en el desarrollo de las actividades comerciales de las compañías asentadas en la zona. En los últimos años SQM ha realizado investigaciones en el Sector SW del acuífero del núcleo del Salar de Atacama, demostrándose que las salmueras depositadas allí presentan características químicas especiales que hacen factible su explotación, convirtiendo a esta zona en un polo de desarrollo minero muy importante, haciendo necesario la realización de estudios para conocer el funcionamiento del yacimiento. En este sentido, se desarrolla la presente tesis, cuyo objetivo principal es la caracterización del comportamiento del flujo y el transporte de soluto de esta parte del acuífero, mediante la construcción de dos modelos numéricos; el primero, corresponde a un modelo monocapa de 30 m de espesor, y el segundo, a un modelo multicapa constituido por tres capas que representa la geometría del acuífero. Los principales desafíos de esta tesis están relacionados con la heterogeneidad del sistema, representada en la alta variabilidad espacial de los parámetros elásticos del acuífero, especialmente la transmisividad que muestra valores que fluctúan entre 100 y 3,300 m2/d y la porosidad que varía exponencialmente con la profundidad; la recarga subterránea del sistema y su distribución en cada estrato; la representación de la conexión hidráulica con el resto del acuífero en los bordes norte y noreste (Península de Chépica); la predicción de escenarios futuros de extracción de salmuera a corto plazo, y la modelación del transporte del Ión A y los parámetros que lo controlan. Los resultados obtenidos corresponden a dos modelos numéricos que son una buena representación del sistema real, tanto para el flujo como para el transporte del Ión A, pudiéndose usar cualquiera de los dos indistintamente como modelo de gestión del yacimiento. Estos modelos constituyen importantes herramientas para avanzar en el estudio del comportamiento hidrogeológico e hidrogeoquímico del acuífero, en beneficio de una explotación óptima de las reservas del yacimiento.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:02:50Z : No. of bitstreams: 1 169941.pdf: 2490018 bytes, checksum: b60379cc054379b0caa1bc6e2b1807f3 (MD5) / Este trabalho propõe uma solução numérica bidimensional para o escoamento na região saturada do solo, conhecida como lençol freático, em volumes finitos, com modelo de biodegradação de 1a. ordem, adaptado para a situação da gasolina brasileira, isto é, considerando a influência do etanol na biodegradação dos constituintes BTEX da gasolina e no fenômeno de co-solvência do etanol na gasolina, assumindo que a solubilidade dos compostos hidrofóbicos na água aumenta log-linearmente. O efeito de sorção (retardo da pluma) da gasolina também é considerado no modelo, supondo uma sorção linear. A equação de transporte resolvida numericamente leva em consideração a dispersão, advecção, sorção e a biodegradação dos compostos BTEX, bem como do etanol. Também é resolvido numericamente o campo de velocidades da água subterrânea, através das equações de Darcy, possibilitando que regiões com diferentes permeabilidades sejam levadas em consideração.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297128.pdf: 10495020 bytes, checksum: 799eff8be6606af259e2bb6d21cd94f1 (MD5) / Em caso de acidentes envolvendo a liberação de biodiesel puro ou de misturas diesel/biodiesel no meio ambiente, pouco se sabe sobre os reais impactos da interação destes combustíveis com o solo e a água subterrânea. A fim de se avaliar as alterações biogeoquímicas que ocorrem com a degradação de diferentes volumes de biodiesel na água subterrânea e como estes volumes podem influenciar a degradação dos principais compostos aromáticos em misturas diesel/biodiesel, 100 litros de biodiesel puro de soja (B100) e 100 litros da mistura B20 (20% em volume do biodiesel metílico derivado de óleo de soja e 80% em volume de diesel fóssil) foram liberados na água subterrânea, em dois experimentos de campo controlados independentes, desenvolvidos na Fazenda Experimental da Ressacada, em Florianópolis, SC, Brasil. O monitoramento das plumas de compostos dissolvidos e subprodutos metabólicos foi realizado durante 29 meses. No experimento com o maior volume de biodiesel de soja (100 litros) foram observadas concentrações de acetato na água subterrânea de até 120 mg.L-1 e de metano de até 10 mg.L-1 durante os dois primeiros anos de monitoramento. No experimento com o menor volume de biodiesel (20 litros), ao contrário, baixas concentrações de acetato (máxima de 9 mg.L-1) e altas concentrações de metano (máxima de 28 mg.L-1) foram detectadas durante o mesmo período. O acúmulo de acetato gerado pelo maior volume de biodiesel limitou, portanto, o desenvolvimento da metanogênese no meio. No experimento com a mistura diesel/biodiesel, altas concentrações dos compostos mono e policíclicos aromáticos constituintes do diesel fóssil foram detectadas durante todo o período de monitoramento do experimento. Os resultados obtidos sugeriram que o biodiesel de soja dificultou a biodegradação dos hidrocarbonetos aromáticos. Isso teria ocorrido tanto pelo esgotamento acelerado dos receptores de elétrons disponíveis no meio, quanto pela degradação preferencial desta fonte de carbono pelos micro-organismos nativos. Na presença de um volume maior de biodiesel, além destes fatores, o excesso de subprodutos da biodegradação do biodiesel acumulados no meio poderia limitar termodinamicamente a degradação dos compostos aromáticos. Com bases nestes resultados, as tecnologias para remediação de ambientes subterrâneos contaminados com misturas de diesel/biodiesel devem priorizar a rápida remoção da matéria mais facilmente biodegradável através da indução de processos metabólicos redutores e da manutenção de concentrações não limitantes de subprodutos metabólicos no meio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241385.pdf: 1294671 bytes, checksum: 6b36fb1943078dfba0df1dfb857e74ce (MD5) / No ambiente subterrâneo, as fontes de contaminação estão sujeitas a processos físicos, químicos e biológicos, que influenciam na persistência, mobilidade e redução da massa dos contaminantes. Este conjunto de processos, denominado intemperismo, inclui a dissolução, biodegradação e volatilização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a intemperização dos hidrocarbonetos de petróleo na água subterrânea em duas fontes experimentais de óleo diesel, sendo uma em presença de etanol (50% em volume). O principal efeito da presença do etanol deveu-se a sua biodegradação preferencial, que provocou uma maior transferência de massa dos hidrocarbonetos monoaromáticos (BTEX) da fonte com diesel e etanol em relação à fonte com diesel puro. Após 5,8 anos de monitoramento, a massa de BTEX transferida das fontes com diesel puro e com diesel e etanol foi de 0,32% e 1,44% da massa liberada, respectivamente. Após 5,8 anos, o fluxo de massa dos BTEX no experimento com diesel puro foi nulo e, no experimento com diesel e etanol apresentou uma redução de 99%. A baixa quantidade de massa transferida em relação à massa total liberada e a redução do fluxo de massa indicaram a ocorrência dos processos de intemperização em ambas as fontes. O fluxo de massa dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) mostrou a persistência do processo de dissolução ao longo do tempo, devido à baixa solubilidade e menor taxa de biodegradação em relação aos BTEX. O cálculo da massa dissolvida na área da fonte foi utilizado para relacionar a redução da massa dos contaminantes com a formação de subprodutos metabólicos, demonstrando a ocorrência da biodegradação. A variação da massa dissolvida dos contaminantes demonstrou a sua intemperização por meio da redução da massa na área das fontes. Após 5,4 anos da liberação dos combustíveis verificou-se uma redução superior a 99% e 93% da massa máxima de BTEX dissolvida nas fontes com diesel puro e com diesel e etanol, respectivamente. A presença do substrato preferencial (etanol) provocou maior geração dos subprodutos (Fe II, metano e acetato) indicando o maior consumo dos receptores de elétrons disponíveis na fonte de diesel com etanol. O efeito co-solvência não foi observado devido à rápida transferência e degradação do etanol no ambiente. A presença do etanol não influenciou significativamente no risco à saúde humana oferecido pelas concentrações remanescentes 5,8 anos após a contaminação. As concentrações de BTEX remanescentes nas áreas experimentais foram inferiores aos valores orientadores utilizados para avaliação do risco à saúde humana. Verificou-se a importância do monitoramento dos HPA em áreas contaminadas por óleo diesel, uma vez que, foram detectados em concentrações acima dos valores orientadores. Os hidrocarbonetos mais persistentes foram o antraceno, fluoranteno, criseno e benzo(a)pireno.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:35:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252575.pdf: 8421447 bytes, checksum: 66a1e23bb1375efa8929674f2e9a64bb (MD5) / Este estudo avaliou a utilização da bioestimulação com injeção de nitrato na recuperação de águas subterrâneas impactadas por gasolina com etanol durante 32 meses, realizado no campo experimental da Fazenda da Ressacada (Florianópolis - SC). Por meio da variação da concentração dos constituintes da gasolina, dos indicadores de biodegradação, da análise da massa dissolvida e da distribuição espacial, verificou-se que a bioestimulação influenciou de maneira positiva no transporte e biodegradação do etanol e dos compostos BTEX na água subterrânea. A bioestimulação antecipou o processo de biodegradação dos compostos BTEX e etanol na região da fonte de contaminação comparativamente ao processo de atenuação natural monitorada. Os processos de ferro-redução e metanogênse foram desfavorecidos devido à elevada disponibilidade do nitrato como receptor de elétrons. Em relação ao receptor aeróbio, observou-se uma menor demanda de oxigênio dissolvido devido à injeção de nitrato. O etanol foi o substrato preferencial no período de injeção de nitrato e, aos 32 meses, a redução de sua massa dissolvida (15 kg) foi mais de 93 %. No mesmo período, mais de 43 % da massa dissolvida dos BTEX (281 g) já havia sido biodegradada na água subterrânea. Da massa total de nitrato injetada (39 kg), mais de 74 % foi consumida no processo de biodegradação. A diminuição na migração das plumas esteve diretamente relacionada com a quantidade de nitrato injetada em cada profundidade monitorada e a disponibilidade de oxigênio dissolvido. Devido à bioestimulação, a pluma dos compostos BTEX apresentou tanto retração quanto inibição de seu avanço na água subterrânea. A distribuição espacial indicou que a redução da massa do etanol acelerou o processo de biodegradação do benzeno e, conseqüentemente, diminuiu o avanço da pluma de contaminação do mesmo. Uma massa maior de nitrato e maior disponibilidade do oxigênio dissolvido impediu o avanço da pluma de etanol e dos compostos BTEX na água subterrânea. Quando foi utilizada uma menor quantidade de nitrato, a migração das plumas na água subterrânea foi maior, principalmente para o benzeno. A aplicabilidade desta metodologia foi evidenciada por meio da avaliação do transporte do nitrato à jusante da área experimental da bioestimulação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:55:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225278.pdf: 7186135 bytes, checksum: 1262e428d72c82c1f1c7a2d8e859843b (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231746.pdf: 2771162 bytes, checksum: 31d1433cebc685f1cbba67d0ae500384 (MD5) / Os vazamentos de combustíveis significam um risco para a saúde humana dada a elevada toxicidade dos hidrocarbonetos aromáticos. A constituição da gasolina brasileira misturada com etanol faz com que seja necessário o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para a remediação de áreas impactadas. Nesse estudo, foram avaliados os resultados de um derramamento controlado de gasolina brasileira durante 6 anos e meio de monitoramento em 45 poços multiníveis. As massas dos compostos BTEX, etanol, subprodutos metabólicos e oxigênio dissolvido foram calculadas através da interpolação de dados, comparando-se três métodos de interpolação: mínima curvatura, inverso da distância ponderada e regressão polinomial. A escolha do melhor método foi realizada através do erro médio quadrático (RMSE). A mínima curvatura foi o método que apresentou o melhor resultado para aproximadamente 90% das coletas e níveis de profundidades de todas as variáveis analisadas. Por meio da avaliação da distribuição espacial com a krigagem indicativa foi possível acompanhar a variação dos parâmetros geoquímicos no meio monitorado (formação de zonas anaeróbias, de zonas fortemente redutoras, de zonas ácidas, acúmulo de íon ferro (II), metano e acetato) e a migração e biodegradação dos substratos (etanol e compostos BTEX). Em relação ao uso dos receptores de elétrons e subprodutos metabólicos na biodegradação da mistura BTEX/etanol, foram identificadas quatro fases distintas: predominância da respiração aeróbia (0-5 meses), predominância da ferro-redução (5-16 meses), concomitância da ferro-redução e metanogênese (16-32 meses) e predominância da metanogênese após 32 meses. Enquanto a biodegradação do etanol envolveu as três primeiras fases, a biodegradação dos compostos BTEX ocorreu preponderantemente por processos metanogênicos. A presença do etanol na mistura com os contaminantes tóxicos (BTEX) causou dois efeitos importantes. Inicialmente, o etanol teve um efeito negativo pela sua preferencial degradação e pela sua grande demanda de receptores de elétrons, o que impediu a degradação dos contaminantes BTEX. O efeito positivo é a formação de uma biobarreira reativa natural, gerada pela degradação do etanol, que impediu o avanço da pluma e também acelerou a taxa de degradação dos compostos BTEX dissolvidos na água subterrânea. A exaustão do etanol, aos 32 meses de monitoramento, e a significativa redução de mais de 90% da máxima massa dos compostos BTEX dissolvida no meio, aos 79 meses, associadas ao uso dos receptores de elétrons e acúmulo dos subprodutos metabólicos, demonstraram a eficácia da atenuação natural monitorada para contaminações sem riscos imediatos a receptores.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:26:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224943.pdf: 9471375 bytes, checksum: 62be90d6c9a228e043bccdbc0e293ac6 (MD5) / O modelo de desenvolvimento econômico global vigente tem trazido profundas transformações sociais e ambientais onde já não é mais possível ignorar ou desconsiderar o seu caráter predatório e devastador, sendo necessário conhecer cada vez mais profundamente as relações homem - natureza para que se possam impor limites ou condicionantes mais claros e efetivos. Este aspecto torna-se ainda mais relevante com relação à água, pois esta é fundamental à vida humana. Segundo estudos realizados pela UNESCO, oito milhões de pessoas morrem a cada ano no mundo por doenças e desastres ligados à qualidade e ao abastecimento de água, se considerando o abastecimento de água potável o maior desafio do século 21. O rápido processo de urbanização da costa brasileira, por exemplo, sem um acompanhamento adequado de medidas estruturais, faz com que sejam lançados efluentes domésticos e industriais no subsolo, o que aliado a um bombeamento excessivo dos poços de captação de água, pode inviabilizar o uso futuro dos mananciais subterrâneos. A atual Política Nacional de Recursos Hídricos a qual se baseia na bacia hidrográfica como unidade de gestão, torna-se de difícil aplicação no caso dos aqüíferos costeiros, pois as águas subterrâneas neste caso, pouco ou nada tem a ver com este tipo de morfologia do terreno. Assim, esta Tese apresenta a caracterização geral dos aqüíferos costeiros brasileiros e suas peculiares características hidrogeológicas e hidráulicas, em particular o raio de influência de bombeamento de poços, pois se entende que com o conhecimento do comportamento destes mananciais é possível estabelecer um método científico de proteção das águas subterrâneas e aproveitamento destes recursos hídricos sob a ótica do desenvolvimento sustentável. Para tanto foi realizada uma descrição destes mananciais em escala continental, levantamentos de campo em áreas específicas da costa e um estudo mais aprofundado na Ilha de Santa Catarina, sendo abordadas questões como a densificação urbana, incremento na demanda por água, uso intensivo de recursos hídricos subterrâneos e falta de políticas e ações visando à proteção destes. A partir dos dados levantados é proposta uma metodologia de estabelecimento de áreas de proteção de poços de abastecimento público que captam água em aqüíferos costeiros. Para validar o método, foi analisado um experimento prático, ou teste de aqüífero. Neste sentido, buscou-se subsidiar a legislação pertinente sobre os recursos hídricos, objetivando um ordenamento da ocupação dos espaços da costa sob a ótica do desenvolvimento sustentável. The global model of economic development has brought deep social and environmental transformations where already it is not more possible to ignore or to disrespect its predatory and devastador character, being necessary to know each time more deeply the relations man - nature so that is possible to impose clearer and effective limits. This aspect becomes still more important relating the water, therefore this it's basic to the human's life. According to studies carried by UNESCO, eight million people die each year in the world for illnesses or disasters related to the quality of the water supply, considering the potable water supply the greatest challenge of the 21 century. The fast process of urbanization of the Brazilian coast, for example, without an adequate accompaniment of structural actions, makes with domestic seepage and industrials effluent being launched underground, what together whith an large water well pumping, can make impracticable the future use of the ground water sources. The current National Politics for Hydrical Resources which is based on the river's basins as unit of management, becomes of the difficult application in the case of the aquifers of the coastal zones, therefore the groundwaters in that case, little or nothing has to see with this type of morphology of the land. Thus, this Thesis presents the general characterization of the coastal brazilian aquifers and its peculiar hydrogeological and hydraulical characteristics, in particular the ray of influence of pumping wells, therefore it understands that with the knowlege of the behavior of these sources it is possible to establish a scientific method for protection of groundwaters and exploitation of these hydrical resources under the optics of the sustainable development. For that, was carried through a description of these sources, in a continental scale, local studies in specific areas of the coast and a deepened study in the Santa Catarina Island, being pointed questions as the dense urban process, increment in the demand for water, intensive use of groundwater and lack of politics and action aiming at to the protection of these. From the gained data, is proposal an methodology of establishment of areas for protection for public supplying wells. To validate the method, a practical experiment, or aquifer test was analyzed. In this direction, searches to subsidize the pertinent legislation on the hydrical resources, objectifying a order of the occupation of the spaces of the coast under the optics of the sustainable development.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:41:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210034.pdf: 1398018 bytes, checksum: cb2315adb63ebe2d2459c34e9595b723 (MD5)