This study is a contribution toward the understanding and prediction of turbulent dispersion of pollutants in the atmosphere. The main underlying assumption suggestion is that the Lagrangian autocorrelation RL used in computation of plume dispersion may be approximated by an Eulerian space-time correlation.

O objetivo desta tese de doutorado foi desenvolver um novo método de geração de nanobolhas de ar (NBs) em meio aquoso via cavitação hidrodinâmica. Foram estudados os principais parâmetros envolvidos na formação e propriedades das NBs, e foram estudadas aplicações na remoção de poluentes aquosos e no reúso de água por flotação. A geração de bolhas foi realizada e comparada utilizando duas técnicas: a primeira inclui a pressurização em vaso saturador e despressurização de água saturada com ar em uma válvula agulha (escala de bancada); e a segunda, por uma bomba multifásica (cisalhamento de ar em rotor aberto) e passagem forçada (despressurização) da mistura ar/líquido em uma válvula de agulha (sistema semi-contínuo). Com estas técnicas, tanto microbolhas (MBs, 30-100 μm) como NBs (150-250 nm) foram geradas em concentrações diferentes que dependem da pressão de saturação (Psat) e da tensão superficial do líquido. Para a caracterização das NBs, um procedimento de separação foi conduzido, explorando o fato de que as MBs ascendem e colapsam na superfície do líquido, enquanto que as NBs permanecem em suspensão durante longos períodos. A distribuição de tamanho e a concentração de NBs (número por volume) foram medidas pela técnica NTA (nanoparticle tracking analysis). Foi observado que a concentração de NBs formadas após a despressurização do fluxo de água saturada é função da quantidade de ar dissolvido na água e aumenta com o tempo de saturação até atingir o equilíbrio em 30 min de saturação. A concentração de NBs mostrou-se inversamente proporcional à Psat utilizada, e a maior concentração de NBs (1,5 x 109 NBs.mL-1) foi obtida com Psat de 2,5 bar e uma tensão superficial da solução de 50 mN.m-1, obtida com 100 mg.L-1 de α-Terpineol. Nos estudos em sistema semi-contínuo, a geração de MBs (D32 = 70 μm) e NBs (D32 = 150-300 nm) de ar foi realizada em um skid (sistema protótipo) tendo como principais componentes do sistema de geração de bolhas por cisalhamento do ar e cavitação hidrodinâmica, uma bomba multifásica, uma válvula agulha e uma coluna cilíndrica. Para a caracterização das NBs, o skid foi operado com a recirculação de um volume fixo de 40 L de água deionizada (DI) em uma vazão de líquido de 1000 L.h-1, razão gás/líquido de 7,5% (v/v) e temperatura controlada (21°C ± 1). Contrariamente ao método em nível de bancada de geração de NBs pela despressurização de água saturada (em vaso saturador), na geração contínua com o skid, maiores concentrações de NBs foram obtidas com o aumento da Psat pela ocorrência de mecanismos de cavitação hidrodinâmica adicionais (cisalhamento) aos do primeiro método. No skid, foi observado que as NBs de ar são resistentes ao cisalhamento ocasionado pelos rotores da bomba e às altas pressões de operação (até 5 bar) ao longo dos ciclos de geração de bolhas. O tamanho médio das NBs permanece constante e a sua concentração aumenta em função destes ciclos, atingindo um valor máximo após 29 ciclos, dependente da Psat e da tensão superficial da solução. As maiores concentrações de NBs (4 x 109 NBs.mL-1) foram obtidas com o aumento da pressão (5 bar) e com a diminuição da tensão superficial (50 mN.m-1). Esses fenômenos podem ser explicados pela lei de Henry e pela menor energia requerida para formação de bolhas quando a tensão interfacial ar/líquido for menor e maior for a diferença de pressão da fase líquida com relação à pressão atmosférica. O diâmetro médio e concentração destas NBs não variaram significativamente em um período de 2 meses, o que demonstrou a alta estabilidade destas NBs em concentrações elevadas. Ainda, quando a bomba multifásica foi operada sem injeção de ar, foi observado o mesmo efeito de aumento de concentração de NBs em função do nº de ciclos de geração. Nestas condições, um aumento da velocidade de fluxo do líquido (de 67 para 127 m.h-1) e um aumento da turbulência na saída da válvula agulha potencializou a formação de cavidades e a formação de um maior número de NBs (até 70% maior). Com relação aos parâmetros de dispersão de ar, altos valores de holdup (percentagem em volume de ar no líquido) de ar e fluxo de área superficial de bolhas (Sb), importantes para a flotação, foram obtidos (6,8% e 235 s-1, respectivamente) em uma pressão de operação de 4 bar. Foram realizados estudos de remoção de íons Fe+3, na forma de precipitados coloidais e nanopartículas de Fe(OH)3 (pH 7) por flotação com MBs e NBs e com NBs isoladas; em baixas pressões de saturação (concentração mais alta de NBs); e em altas pressões (onde a concentração de NBs é menor). A utilização de uma alta concentração de NBs juntamente com as MBs geradas na flotação em uma Psat de 2 bar, foi responsável por uma remoção de Fe(OH)3 superior a 99% (residual = 0,9 mg.L-1) e uma redução de turbidez de 95% (residual = 0,6 NTU). A flotação com uma Psat de 4 bar é mais rápida em função deste maior arraste de agregados por MBs (velocidade média de ascensão de bolhas/precipitados = 0,07 cm.s-1). Os resultados se explicam em termos do aprisionamento ou oclusão das NBs nos precipitados coloidais e do grau de aeração (demonstrado em microfotografias). Como resultado, diminui a densidade relativa destes precipitados, inferior à da água. Estudos de remoção, por flotação com MBs e NBs, de dispersões oleosas de petróleo (com 30 g.L-1 de NaCl) foram estudados após a floculação com 5 mg.L-1 de uma poliacrilamida catiônica (Dismulgan) em pH 7. A melhor remoção de óleo (>99% de eficiência) foi obtida com uma pressão de saturação de 5 bar, pela redução do teor de óleo (concentração inicial = 334–484 mg.L-1 mg/L) na água tratada a < 1 mg.L-1. Adicionalmente, a flotação utilizando uma pressão de 3,5 bar permitiu a obtenção de uma água tratada com teores de óleo inferiores a 29 mg.L-1, meta técnica deste estudo por ser o limite de emissão em plataformas de petróleo para descarte de água produzida em alto mar. A flotação foi bastante rápida e seguiu um modelo de primeira ordem, com constante cinética de flotação de 1,3 e 1,8 min-1 para as Psat de 3,5 e 5 bar, respectivamente. A injeção de NBs isoladas em conjunto com MBs residuais (condicionamento) após a etapa de floculação com 1 e 3 mg.L-1 de Dismulgan aumentou a hidrofobicidade dos agregados, facilitando a adesão entre bolhas e flocos oleosos, e aumentando a eficiência geral do processo de flotação de 73 para 84%, e de 92 para 95%, respectivamente. A flotação com NBs isoladas em conjunto com MBs residuais obteve eficiências de remoção de óleo de 75 e 90%, com e sem NaCl (30 g.L-1), respectivamente. Acredita-se que nestes casos, as NBs se aprisionam e aderem como “pancakes” nas gotículas de óleo floculadas, formando flocos oleosos aerados. O estudo aplicado de floculação-flotação com bomba multifásica para geração de bolhas, associado à ozonização (processo FFO), no tratamento de efluentes e reúso de água na lavagem de veículos demonstrou como principais resultados que a água de reúso era clarificada (turbidez = 10 NTU), sem odor (sulfeto < 1 mg.L-1), sem risco microbiológico (E. coli < 1,8 NMP.100.mL-1) e sem formação de espuma (surfactantes = 1,3 mg.L-1). Uma avaliação de custos mostrou que o período de amortização do equipamento FFO em sistemas de reciclagem de água na lavagem de veículos é dependente principalmente da tarifa da água e da demanda diária de lavagens, podendo ser inferior a 1 ano em municípios brasileiros. Os resultados obtidos nesta tese permitiram aprimorar e determinar as condições ótimas de técnicas de geração de elevadas concentrações de NBs, extremamente estáveis e demonstraram o elevado potencial destas bolhas para viabilizar diferentes rotas de tratamento e aplicações no tratamento de efluentes líquidos e reúso de água por flotação. / The main objective of this doctoral thesis was to develop a new method of generating air nanobubbles (NBs) in aqueous solutions by hydrodynamic cavitation. The main parameters involved in the formation and properties of NBs were assessed and applications were studied in the removal of aqueous pollutants models for water reuse by flotation. The generation of bubbles was carried out and compared using two techniques; i. Pressurization in a saturator vessel and depressurization of air-saturated water in a needle valve (bench level); and ii. Using a multiphase pump (air shearing in an open imeller) and depressurization of the ar/liquid mixture in a needle valve (semi-continuous system). By using these techniques, both microbubbles (MBs 30-100 uM) and NBs (150-200 nm) were generated in different concentrations as a function of the saturation pressure (Psat) and surface tension (liquid/air). For the characterization of NBs, a separation procedure was conducted exploiting the fact that the MBs rise and collapse at the liquid surface, while the NBs remain in suspension for long periods. The size distribution and concentration of NBs (number by volume) were measured by the NTA (nanoparticle tracking analysis) technique. It was found that the concentration of NBs formed after depressurizing the saturated water flow is a function of the amount of air dissolved in the water and increases with the saturation time achieving equilibrium after 30 min saturation. The concentration of NBs was inversely proportional to the Psat values, and more NBs (1.5 x 109 NBs.mL-1) were obtained at Psat - 2.5 bar and at a surface tension of 50 mN.m- 1, obtained with 100 mg.L-1 of α-Terpineol. In the semi-continuous system, the generation of MBs (D32 = 70 μm) and NBs (D32 = 150-300 nm) of air was performed with in a system called in this thesis as skid; with a multiphase pump, a needle valve and a cylindrical column as main components. For the characterization of NBs, the skid was operated with recirculation of a fixed volume of 40 L of deionized (DI) water at a liquid flow rate of 1000 L.h-1, at a gas / liquid ratio of 7.5% and controlled temperature (21°C ± 1). Contrary to the method at bench level, the NBs generation by the depressurization of air-saturated water (in saturator vessel), with the skid, higher concentrations of NBs were obtained increasing Psat due to the hydrodynamic cavitation mechanism (air shearing) in comparison with the first method. In the skid, it was observed that air NBs are resistant to shearing caused by pump impellers and to the high operating pressures (up to 5 bar) throughout the bubble generation cycles. The size of the NBs remained constant and its concentration increases as a function of these cycles, reaching a condition of equilibrium after 29 cycles; this was dependent on Psat and the surface tension of the solution. The highest concentrations of NBs (4 x 109 NBs.mL-1) were obtained with increasing pressure (5 bar) and reducing of surface tension of water (50 mN.m-1). These phenomena can be explained by the Henry's Law and the lower energy required for bubbles formation when the interfacial tension (air / liquid) is smaller and the higher is the difference between the Psat and the atmospheric pressure. The mean diameter and concentration of these NBs did not vary significantly over a period of two months, which demonstrated the high stability of these concentrated NBs. Furthermore, when the multiphase pump was operated without injecting air, it was observed the same effect of increasing concentration of NBs along the generation cycles. Thus, a greater fluid flow rate (from 67 to 127 m.h-1) and the increase of turbulence at the outlet of the valve needle potentiated the formation of cavities and the generation of a greater number of NBs (up to 70% higher). With respect to air dispersion parameters, high holdup (percentage by volume of air in the liquid) and superficial area flow density (Sb) values, important parameters for flotation, were obtained (6.8% and 235 s -1, respectively) at a 4 bar operating pressure. Studies on the removal of Fe+3 ions, as colloidal precipitates and Fe(OH)3 (pH 7) nanoparticles were carried out by flotation with MBs and NBs and with isolated NBs; at low saturation pressures (higher concentration of NBs); and at high pressures (where the concentration of NBs is lower). The use of a high concentration of NBs, together with MBs in a Psat of 2 bar generated along with the flotation, was responsible for a Fe(OH)3 removal of > 99% (residual = 0.9 mg.L-1), a turbidity reduction of 95% (residual = 0.6 NTU). The flotation with a Psat of 4 bar is faster due to this increased entrainment of aggregates by MBs (average rising velocity of the bubbles/precipitates = 0.07 cm.s-1). The flotation with isolated NBs (or “floatation” by NBs entrapment and reduction of the relative density of aggregates), was responsible for the removal of up to 91% of the total iron content, which resulted in a final concentration of 2.7 mg.L-1 (feed iron content =30 mg.L-1). The results are explained in terms of the entrapment or occlusion of NBs in the colloidal precipitates and higher aeration degree (shown in the photomicrographs). As a result, it decreases the relative density of these precipitates, lower than the water´s. The removal of oil dispersions (30 g.L-1 NaCl), by flotation with NBs and MBs, was carried out after flocculation with 5 mg.L-1 of a cationic polyacrylamide (Dismulgan) at pH 7. The best oil removal (> 99% efficiency) was obtained at 5 bar by reducing the oil content (feed concentration = 334-484 mg.L-1) in the treated water to < 1 mg.L-1. Furthermore, it was obtained a treated water with an oil content lower than 29 mg.L-1, which was a technical goal of this study (emission limit) for produced water discharge at offshore oil platforms, by using a Psat of 3.5 bar. The flotation was very fast and followed a first order model with a flotation rate constant of 1.3 and 1.8 min-1 for Psat values of 3.5 and 5 bar, respectively. The injection of isolated NBs in conjunction with residual MBs (conditioning stage) after flocculation with 1 and 3 mg L-1 Dismulgan increased the hydrophobicity of the aggregates, thus facilitating the adhesion between bubbles and oily flocs and increasing the overall efficiency of the flotation process from 73 to 84% and from 92 to 95%, respectively. The flotation with isolated NBs in conjunction with residual MBs resulted in oil removal efficiencies of 75 and 90% with and without NaCl (30 g.L-1), respectively. It is believed that in these cases the NBs entrap and adhere as "pancakes" into the flocculated oil droplets, forming aerated oily flocs. The applied study of flocculation-flotation with multiphase pump, associated with ozonation (FFO process) for wastewater treatment and water reuse in vehicle washing, demonstrated as main results the clarification of the reclaimed water (turbidity = 10 NTU), which was odorless (sulfide <1 mg.L-1) without any microbiological risk (E. coli <1.8 NMP.100.mL-1) and with no foaming (surfactant = 1.3 mg.L-1). A cost assessment showed that FFO equipment amortization period in vehicle washing water recycling systems is dependent mainly on water prices and on the daily washes demand, and it may be less than 1 year in Brazilian municipalities. The results obtained in this thesis allowed to improve and determine the optimal process conditions for the generation of high concentrations of extremely stable NBs, and demonstrated the high potential of these bubbles to enable different routes of treatment and applications in wastewater treatment and water reuse by flotation.

No presente trabalho foi feita a simulação computacional de três salas cirúrgicas e de alguns ambientes contíguos. Este estudo teve como objetivo verificar a influência dos diferentes layouts no conforto térmico dos ocupantes, na qualidade do ar interior, no dimensionamento dos equipamentos de climatização e no gasto energético. Todos os ambientes foram simulados para as condições climáticas de cinco capitais Brasileiras: Belém, Brasília, Porto Alegre, Recife e São Paulo. Estudou-se três tipos de distribuição arquitetônica. No Caso 1, o layout apresentado foi uma sala cirúrgica e um corredor. No Caso 2 foram analisados a sala cirúrgica, um corredor limpo e um corredor “sujo” (corredor de expurgo); enquanto no Caso 3, a sala cirúrgica, antecâmara e corredor. Os ambientes estudados são hipotéticos. As características construtivas e parâmetros ambientais (temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, etc.) foram pré-estabelecidos segundo o tipo de cirurgia, baseando-se em normas brasileiras e algumas internacionais. Os tipos de cirurgias estudadas foram a ortopédica e a abdominal, considerando-as, respectivamente, asséptica e séptica. O conforto térmico foi calculado para os seguintes ocupantes: paciente, cirurgiã, anestesista, enfermeira auxiliar, enfermeira instrumentadora, enfermeira circulante, equipe de preparo e equipe de limpeza, pessoas no corredor e pessoas acessando a antecâmara. A escala utilizada para estabelecer as condições de conforto térmico, foi a ISO 7730. O gasto energético foi simulado para o período de um ano de projeto, enquanto os demais parâmetros, para um dia de verão (21 de janeiro) e um dia de inverno (21 de julho). O software utilizado na simulação foi o Energy Plus, versão 1.03. Com o modelamento foi possível observar o comportamento de cada parâmetro requerido, dentro de um espaço de tempo e nas diferentes regiões brasileiras estudadas. Na simulação, verificou-se que as variáveis, temperatura e umidade relativa, mantiveram-se dentro dos parâmetros exigidos. Estas variáveis, estando sob controle, não expuseram o ambiente a condições favoráveis para a amplificação de microorganismos. O controle de contaminantes nos ambientes, fez-se a partir do diferencial de pressão, da política de acesso de pessoas às salas cirúrgicas, bem como as filtragens recomendadas pelas normas. Com o dimensionamento dos equipamentos, foi possível ter as potências de cada fan-coil no dia de verão e de inverno para cada cidade e tipo de cirurgia. A menor potência encontrada para a sala cirúrgica foi no Caso 2. Dentro das análises realizadas, o layout do Caso 2 se mostrou mais eficiente, do ponto de vista energético, e em relação ao conforto térmico. Em todos os casos o anestesista e o paciente encontraram-se em situação de extremo desconforto, porém, no dia de inverno no Caso 2, apresentaram uma pequena melhora na sensação térmica, enquanto as demais pessoas, mantiveram-se em conforto ou pouco desconfortáveis. Analisando a política de acesso às salas cirúrgicas o layout com dois corredores permite um maior controle da sala cirurgica, diminuindo assim o risco de infecção cruzada nestes ambientes. Com o controle do ambiente interior, melhora-se as condições de segurança e saúde do corpo clínico e pacientes. O uso de simulação computacional mostrou-se uma importante ferramenta de suporte, permitindo avaliar o desempenho de diferentes soluções. A simulação computacional permite identificar ainda na fase de projeto, os projetos que são mais adequados ao uso do ambiente e o de maior qualidade, e os mais eficientes do ponto de vista energético. / At the present report, was made a computational simulation of three operating rooms and some adjacent areas. The purpose of this study was to verify the influence of the different layouts in the thermal comfort of the occupants, the indoor air quality, in the HVAC characteristics and in the energy consumption. All the environments were simulated according to the climate conditions of five Brazilian capitals: Belem, Brasilia, Porto Alegre, Recife e Sao Paulo. Three different layouts were studied. In Case 1, the layout consisted of an operating room and a hallway. Case 2 consisted of an operating room, a hallway with ultra-clean air and a second hallway with normal air treatment which is used as exit from the operating room and remove contaminated materials and instruments. Case 3 were considered an operating room, an antechamber and a hallway. The three cases described and studied are hypothetical. The constructive characteristics and the environmental parameters (temperatures, relative humidity, the air velocity, pressure, filters, etc.) were established according to the type of surgery and also based on Brazilian and some International standards. Two types of surgeries were evaluated: the orthopedic and the abdominal, considering them aseptic and septic, respectively. The thermal comfort of the patient, surgical team, support staff and the person, who cleans the operating room, were evaluated. The scale ISO 7730 was used to establish the thermal comfort conditions. The energy consumption was simulated for a one-year project, while the other parameters for one Summer day (21st January) and one Winter day (21st July). The software used in the simulation was the Energy Plus, version 1.03. With the modeling, it was possible to observe the behavior of each required parameters within a time space in the different Brazilian capitals. In the simulation, the environment temperature and the relative humidity were analyzed, and they remained in the demanded parameters. Those variables were under control and, therefore do not exposed the environment to favorable conditions of microorganisms increase. The architectural analysis was made to the politics of people’s access to the operating room. With the equipment dimensioning, it was possible to have the potencies of each fan-coil in the Summer and Winter day for each city and kind of surgery. The lowest power found was the one for the surgery room in Case 2. Based on the results of the simulations, comparing the performance of the three different layouts, Case 2 revealed to be more efficient on the energy consumption and also to the thermal comfort. However, in Case 1, 2 and 3, the anesthesiologist and the patient were in a situation of extreme thermal discomfort, although in winter day Case 2 revealed a small improvement on the feeling of thermal discomfort, while the other people remained in comfort or a little thermal discomfort. Analyzing the politics of people’s access to the operating rooms, Case 2 provides higher control of the indoor environment, since the surgical team and aseptic materials and instruments enter in the operating room for a hallway with clean air and leave the room for another hallway. Case 2 layout works as an architectonic barrier, defining the people behavior in the Operating Unit and, therefore, decreasing the risk of cross-infection. A computational simulation is an important support tool in the performance assessment of architectonic solutions. The use of computational simulation permits to compare and evaluate different design solutions during the design process, and to identify designs that are more efficient, adequate for the use and that provides improved indoor environment quality for the users.

Foi realizado um estudo experimental, em nível piloto, comparativo entre os processos de Flotação por Ar Dissolvido com Bomba Multifásica (FAD-B) e Sedimentação Lamelar (SL) no tratamento de água bruta para abastecimento público do município de Canoas-RS. O parâmetro de avaliação desses processos de separação sólido-líquido foi a redução de turbidez de água bruta do Arroio das Garças, da ETA Rio Branco, operada pela Companhia Riograndense de Saneamento (Corsan). Em nível de bancada, foram determinados e otimizados os parâmetros químicos e físico-químicos de agregação (pH do meio, concentração de reagentes e gradientes de velocidade de mistura rápida e lenta) e parâmetros de operação da flotação (taxa de reciclo e pressão de saturação). Os melhores resultados, em nível de bancada, de Coagulação-Flotação FAD foram obtidos em pH na faixa de 6.1 – 6.3, concentração de sulfato de alumínio igual a 30 mg.L-1, valores de G de mistura rápida entre 700 e 1300 s-1, G de mistura lenta igual 80 s-1, 20 % de taxa de reciclo e 4 atm de pressão de saturação de água com ar. A turbidez residual média foi de aproximadamente 2,8 NTU ou 94 % de redução de turbidez inicial. Ainda foi avaliado o efeito do uso de três tipos de polímeros floculantes após coagulação com sulfato de alumínio, na redução de turbidez por FAD, uma poliacrilamida não-iônica (FX NS2) e uma poliacrilamida catiônica (FX CS4) e uma poliacrilamida não-iônica (QEMIFLOC AH1020 PWG); essa última é empregada na operação da ETA Rio Branco. A concentração ótima de polímero encontrada foi de 0,1 mg.L-1, obtendo turbidez residual de 0,6 NTU (redução de turbidez de 97 %). O maior valor de G (110 s-1) de mistura lenta foi o melhor valor na floculação com poliacrilamida não iônica e separação por FAD, enquanto que na separação por sedimentação o melhor valor de G foi 20 s-1. Nos estudos na planta piloto (0,9 – 1,5 m3.h-1 para FAD-B; 0,44 – 1,1 m3.h-1 para SL) na ETA Rio Branco foram empregados tanques de mistura rápida e mistura lenta de agitação mecânica, para as etapas de agregação, e duas linhas de separação sólido-líquido em paralelo, uma composta por equipamento SL e outra por um sistema de FAD-B (flotador de alta taxa, tipo coluna). Na primeira fase de estudos em planta piloto, foram avaliadas as eficiências de separação dos sólidos em suspensão (turbidez media de 25 NTU) de ambas as técnicas em diferentes taxas de aplicação superficial (TAS) empregando coagulante sulfato de alumínio como único reagente. A FAD-B apresentou uma muito boa eficiência de separação em todos os níveis estudados de TAS e baixa turbidez na água bruta (10-25 NTU), alcançando valores de turbidez residual entre 2,1 e 2,9 NTU, menores que a meta técnica de operação empregada na ETA Rio Branco (5 NTU). Os coágulos formados com sulfato de alumínio apresentaram baixa taxa de sedimentação, dificultando a operação no processo SL. Os melhores resultados na SL, em termos de turbidez residual da água tratada, foram obtidos com o valor de TAS de 2 m3.m-2.h-1 (4 NTU), para maiores vazões houve um grande arraste de partículas na corrente de água tratada do SL. Na segunda fase de estudos piloto, foi avaliado o uso de poliacrilamida não iônica na agregação, após coagulação com sulfato de alumínio, com uma água bruta contendo elevados valores de turbidez (35 – 41 NTU). No caso da FAD-B foram estudados três níveis de concentração de polímero (0; 0,03 e 0,06 mg.L-1), mantendo a TAS constantes em 9 m3.m-2.h-1. Uma TAS de 3 m3.m-2.h-1 foi empregada nos ensaios de SL com concentração de polímero igual a 0,06 mg.L-1. Foram discutidos e analisados aspectos técnicos de ambos os processos e, em função das vantagens da FAD-B, são previstas aplicações eventuais em unidades compactas de tratamento de água para abastecimento público rural ou urbano. Foi proposto um procedimento de projeto de unidade de coagulação-flotação, para uma ETA compacta, com capacidade de abastecimento de uma comunidade 2.000 habitantes (48 m3.h-1). A unidade (agregação-flotação para o tratamento físico-químico) foi projetada para operar com uma TAS de 15 m3.m-2.h-1 e ocupando uma hipotética área total de 30 m2, com área útil de flotação igual a 3,2 m2. As estimativas de custos consideraram valores de mercado para investimento (equipamentos e instalações), e no caso dos custos operacionais: reagentes, energia elétrica, mão de obra e manutenção. Os valores de implantação ficaram próximos a US$ 55.000 (± 10 %) e os custos operacionais apontaram um valor de US$ 0.165 por metro cúbico de água tratada (± 10 %). Concluiu-se que o trabalho atingiu as metas técnicas propostas e contribuiu para a discussão envolvendo a eventual utilização de FAD ou FAD-B no tratamento de águas para abastecimento público. / An experimental study was conducted, at pilot-scale, comparing Dissolved Air Flotation with a Multiphasic Pump (DAF-P) and Lamellar Sedimentation (LS), for the treatment of raw water for public supply in Canoas-RS. These solid-liquid separation processes were evaluated by the reduction of turbidity of the water from Arroio das Garças-Rio Branco Water Treatment Plant (WTP), operated by the local state company (Corsan). Studies at bench-scale determined and optimized chemical and physico-chemical parameters of aggregation (pH, reagents concentrations and velocity gradients for rapid and slow mixing) and the flotation operation parameters (recycle ratio and saturation pressure).The best results of Coagulation-Flotation-DAF, at bench-scale, were obtained in the pH range of 6.1 - 6.3, with 30 mg.L-1 aluminum sulfate, 700 and 1300 s-1 for the rapid mixing G values, 80 s-1 for the slow mixing, 20 % recycling ratio and 4 atm saturation pressure (air into water). The mean residual turbidity was 2.8 NTU, approximately, or 94 % reduction of the initial turbidity. It was also evaluated the effect of three types of flocculant polymers after coagulation with aluminum sulfate, on the reduction of turbidity by DAF, a non-ionic polyacrylamide (FX NS2) and a cationic polyacrylamide (FX CS4) and a non-ionic polyacrylamide (QEMIFLOC AH1020PWG), the latter is usually employed in the operation of the WTP. The optimal concentration of polymer was found to be 0.1 mg.L-1, yielding a residual turbidity of 0.6 NTU (turbidity reduction of 97 %). The larger value of G (110 s-1) for slow mixing was the best value in the flocculation with the nonionic polyacrylamide and separation by DAF, while in the separation by sedimentation, the best value was 20 s-1. In the pilot plant studies (0.9 to 1.5 m3.h-1 for DAF-P; 0.44 to 1.1 m3.h-1 for LS), rapid and slow mixing mechanical agitation tanks were employed for the aggregation steps, as well as two solid-liquid separation lines (in parallel), one composed by a LS equipment and the other by a DAF-P equipment (high rate flotation, column type). In the first stage, the efficiency of separation of suspended solids (mean turbidity of 25 NTU) was assessed at different hydraulic loads (HL), using aluminum sulfate as single coagulant reagent. The DAF-P showed a very good separation efficiency at all levels of HL studied and in low turbidity raw water (10-25 NTU), reaching residual turbidity values between 2.1 and 2.9 NTU, lower than the technical goal of operation utilized in Rio Branco WTP (5 NTU). The coagulated particles formed with aluminum sulfate showed low sedimentation rate, hindering the operation of the LS process. The best results in LS, in terms of residual turbidity of the treated water, were obtained with the HL value of the 2 m3.m-2.h-1 (4 NTU), and for higher flow rates there was a great entrainment of particles in the treated water stream from the LS. In a second stage the addition of a non-ionic polyacrylamide on the aggregation after coagulation with aluminum sulfate, with raw water containing high turbidity values (35-41 NTU) was studied. In the case of DAF-P, three levels of polymer concentration (0, 0.03 and 0.06 mg.L-1) were studied, maintaining the HL constant at 9 m3.m-2.h-1. A HL of 3 m3.m-2.h-1 was used in the LS trials with a polymer concentration equal to 0.06 mg.L-1. Results of DAF-P showed a slightly lower separation efficiency due to the lower loading capacity (lifting power) of the very large and bulky flocs by bubbles. However, the greater sedimentation of these flocs favored the LS, which increased a little the rate of separation with the use of flocculant polymer in comparison to the results of the first phase of study, reaching values of residual turbidity of 5.6 NTU, with a with high turbidity raw water (45 NTU). The technical aspects of both processes were discussed and analyzed, and because the advantages of DAF-P, possible applications of water treatment with compact units were considered. Thus, a design project for a coagulation-flotation unit for a compact WTP was proposed, with capacity to supply a community with 2.000 inhabitants (48 m3.h-1). The unit (aggregation-flotation for the physical-chemical treatment) was designed to operate with a HL of 15 m3.m-2.h-1 and occupying a hypothetical total area of 30 m2 (flotation area equal to 3.2 m2). The cost estimates considering market values for investment (equipment and facilities), and operating costs, such as: reagents, electricity, manpower and maintenance. The deployment values were close to US$ 55.000 (± 10%) and operating costs showed a value of US$ 0.165 (± 10%) per cubic meter of treated water. It was concluded that the work reached the technical proposed goals and contributed to the discussion involving the possible use of DAF or DAF-P in the treatment of water for public supply.

As perspectivas de expansão da produção de energia transformam a região de Candiota em um cenário propício para o estudo da poluição atmosférica. A importância deste assunto tornou-se evidente com o aumento das emissões de poluentes causado pelo crescimento das áreas urbana e industrial. Com a ampliação do Complexo Termelétrico, construção de Candiota III, e, principalmente, por estar previsto a instalação de novas indústrias nesta região, este estudo tem como foco principal avaliar o impacto deste crescimento industrial na qualidade do ar. A metodologia para o desenvolvimento deste trabalho dispõe como principal ferramenta um modelo matemático de dispersão, AERMOD, representando analiticamente o comportamento do poluente, dióxido de enxofre, durante o processo de dispersão no ar, levando em conta as características das fontes de emissão, da topografia da área de estudo e das condições meteorológicas de dispersão. Através da modelagem numérica, foram comparados os dados de concentrações preditos pelo modelo com os dados observados provenientes de estações meteorológicas localizadas no entorno da Usina Termelétrica Presidente Médice, para campanhas anteriores e posteriores à operação de Candiota III. A análise dos resultados foi feita com auxílio de índices estatísticos recomendados na literatura científica para a avaliação de modelos de qualidade do ar. A utilização do modelo AERMOD para uma avaliação preliminar do impacto causado pela operação de Candiota III mostrou-se eficiente. Levando-se em consideração todas as restrições incorporadas aos modelos gaussianos, o modelo apresentou uma tendência de subestimar os valores observados. A utilização de novas tecnologias indicou que ocorrera um aumento da eficiência nos processos de combustão bem como de dessulfurização em virtude de se constatar, através dos resultados obtidos para as concentrações máximas diárias, uma diminuição na emissão de dióxido de enxofre para a atmosfera. Os resultados das concentrações máximas diárias de dióxido de enxofre para o cenário anterior a operação de Candiota III (2003) foram superiores aos simulados para o período posterior (2011). Com uma confiabilidade de 90 e 80%, respectivamente, para os cenários em que as concentrações máximas e médias 24hs foram simuladas e confrontadas com as observadas nos receptores, os resultados obtidos reforçam que as concentrações calculadas pelo modelo de dispersão, apresentam uma concordância satisfatória com os dados observados. / The perspectives for expansion of energy production transform the region of Candiota in a favorable scenario for the study of air pollution. The importance of this issue has become evident with the increase in pollutant emissions caused by the growth of urban and industrial areas. With the expansion of Thermoelectric Complex, construction of Candiota III, and especially for the up-coming establishment of new industries in this region, this study aims to evaluate the impact of industrial growth on air quality. The methodology for the development of this work has as main tool the dispersion of a mathematical model, AERMOD, analytically representing the behavior of the pollutant, sulfur dioxide, during the process air dispersion, taking into account the characteristics of the emission sources, the topography of the study area and meteorological dispersion conditions. Through numerical modeling, it was compared the data of the concentrations predicted by the model with the observed data from meteorological stations located around the Thermoelectric Power Plant “Presidente Médice” for this experimental campaigns before and after the operation Candiota III. The analysis of the results was performed with the aid of statistical indexes recommended in the scientific literature for evaluation of models of air quality. The use of the AERMOD for a preliminary assessment of the impact caused by the operation of Candiota III was efficient. Taking into account all the restrictions of the Gaussian models, the model tended to underestimate the observed values. The use of new technologies indicated that there was an increase in the efficiency of combustion processes and desulfurization due to the results obtained for the maximum daily concentrations, a decrease in the emission of sulfur dioxide into the atmosphere. The results of the maximum daily concentrations of sulfur dioxide to the scenario presented before the operation of Candiota III (2003) were higher than the period after simulated (2011). With a reliability of 90% and 80%, respectively, for scenarios where the peak concentrations and averages 24 hours were simulated and compared with those observed in receptors, the results obtained reinforce that the concentrations calculated by the dispersion model, present a satisfactory agreement with the observed data.

Submitted by MARCOS AURELIO RIBEIRO DA SILVA (marcosars@ufba.br) on 2016-01-15T17:25:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Denisar.pdf: 3263987 bytes, checksum: 526d1efae345d51d6e41a539652a0a6f (MD5) / Approved for entry into archive by MARCOS AURELIO RIBEIRO DA SILVA (marcosars@ufba.br) on 2016-01-15T17:29:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Denisar.pdf: 3263987 bytes, checksum: 526d1efae345d51d6e41a539652a0a6f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T17:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Denisar.pdf: 3263987 bytes, checksum: 526d1efae345d51d6e41a539652a0a6f (MD5) / CAPES / PALMITO, Denisar dos Santos. Camundongos C57Bl/6 e A/j apresentam resposta inflamatória diferenciada após a imunização com Staphylococcus aureus e desafio em modelo de bolsão de ar. Dissertação (Mestrado) – Instituto Multidisciplinar de Saúde, Universidade Federal da Bahia, Vitória da Conquista, 2015. Introdução/Objetivo: Staphylococcus aureus é o principal agente etiológico de infecções bacterianas em humanos, sendo relatado como o agente causador de patologias como endocardite e sepse. O presente trabalho teve por objetivo avaliar quais os possíveis componentes do sistema imune poderiam atuar de maneira protetora contra a infecção por S. aureus em camundongos imunizados intradermicamente. Materiais e métodos: Camundongos C57Bl/6 e A/j foram imunizados intradermicamente com amostras de S. aureus inativadas por calor e, posteriormente, foram desafiados com amostras viáveis em um modelo de bolsão de ar. Nos tempos de 6, 12 e 24 horas após o desafio, a eutanásia ocorreu e o perfil celular do infiltrado inflamatório, bem como a carga bacteriana, foram avaliados no lavado do bolsão de ar. No soro e no lavado foram quantificados anticorpos da classe IgG e a pele do bolsão foi avaliada por técnicas histopatológicas. Pela técnica de ELISA foram quantificadas citocinas presentes no lavado do bolsão, baço e medula. Resultados: Animais imunizados e desafiados com amostras resistentes no modelo de bolsão apresentaram recrutamento celular inflamatório constituído predominantemente por neutrófilos. Além disso, foi observada uma associação entre uma produção de anticorpos IgG e a redução da carga bacteriana em um modelo murino de imunização intradérmica. Ademais, animais imunizados apresentaram menor inflamação no sítio de infecção e uma maior produção local de IL-17A. Em relação as outras citocinas, não foram encontradas diferenças nos tecidos analisados. Discussão: S. aureus é capaz de induzir uma resposta sistêmica, assim como, recrutar células inflamatórias para o sítio de infecção. Porém, animais imunizados tendem a controlar melhor o processo inflamatório, aparentemente por uma correlação entre a produção de anticorpos IgG e a redução da carga bacteriana em um modelo murino de imunização intradérmica. A menor carga bacteriana nos animais imunizados se correlacionou, 10 também, com uma menor inflamação no sítio de infecção e uma maior produção local de IL-17A. Conclusão: A presença de anticorpos IgG2a se correlaciona com diminuição da carga bacteriana em animais imunizados intradermicamente com S. aureus, juntamente com a elevação de IL-17A no modelo de bolsão de ar. / PALMITO, Denisar dos Santos. C57Bl/6 and A/j mice presente diferente inflamatory response patterns after immunization with Staphylococcus aureus and challenge in air pouch model. Master Dissertation - Instituto Multidisciplinar de Saúde, Universidade Federal da Bahia, Vitória da Conquista, 2015. Introduction / Objective: Staphylococcus aureus is the major etiological agent of bacterial infections in humans and is reported as the causative agent of diseases such as sepsis and endocarditis. This study aimed to evaluate which components of the immune system could act protectively against S. aureus infection in mice immunized intradermally. Methods: C57Bl/6 and A/j mice were immunized intradermally with S. aureus strains inactivated by heat and then were challenged with viable strains in an air pouch model. At the times of 6, 12 and 24 hours after challenge, the euthanasia was performed and the cellular profile of the inflammatory infiltrate as well as the bacterial load were evaluated in the air pouch lavages. Serum and lavages of air pouch were quantified for IgG antibodies and the skin was evaluated by histopathological techniques. Cytokines present in air pouch, spleen and bone marrow were quantified by ELISA . Results: Animals immunized and challenged with strains resistant to the air pouch model presented an inflammatory cell recruitment constituted predominantly by neutrophils. Furthermore, it was observed an association between the production of IgG antibodies and reduced the bacterial load in our model of intradermal immunization. In addition, immunized animals showed lower inflammation at the site of infection and increased local production of IL-17A. Regarding the other cytokines, no differences were found in the tissues. Discussion: S. aureus is able to induce a systemic response as well as recruiting inflammatory cells into the infection site. Immunized animals showed a higher control the inflammatory process correlated with the production of IgG antibodies and a reduced bacterial burden in the inflammatory site. The lower bacterial load in animals immunized correlated also with lower inflammation in the site of infection and increased local production of IL-17A. Conclusion: The presence of IgG2a antibodies correlates with a decreased bacterial load in animals immunized intradermally with S. aureus along with the elevation of IL-17A

Made available in DSpace on 2016-08-26T15:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9026____JULIANA COLLI DISSERTACAO_FINAL_COM_FICHA_CATALOGRAFICA.pdf: 30076520 bytes, checksum: eb10189127ba28bb97a91c006205770d (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / Este trabalho pretende refletir sobre as publicações que se configuram como espaço expositivo e público no campo da arte, com base em uma investigação de propostas artísticas que lidam com a veiculação da linguagem escrita no contexto da arte na cidade de Vitória Espírito Santo entre as décadas de 1970 e 2010. Se a década 1960 é marcada por grandes transformações no campo da arte e no estatuto do objeto artístico, a partir desse período torna-se característica da prática artística contemporânea a participação do artista no debate crítico, onde se dá o deslocamento de seu discurso para o interior da poética do trabalho como parte constitutiva da materialidade da proposta artística. Nossa hipótese se fundamenta, portanto, no argumento de que a produção artística em Vitória, durante esse período entre 1970 e 2010, gerou trabalhos que problematizam seu modo de exposição e circulação, através da utilização da escrita em publicações consideradas como arte. Para tanto, investigamos as relações entre texto e trabalho de arte, sob a perspectiva das manifestações que utilizam a escrita, considerando especificamente as influências de práticas conceituais tanto no contexto brasileiro quanto na produção global. Analisamos ainda o campo da arte como campo discursivo que se configura como um espaço público de debates e reflexões, onde a própria noção de público é constantemente discutida. Por fim, buscamos propostas de artistas atuantes no contexto de Vitória, a partir de 1970, que investem nas relações da arte com a linguagem escrita apresentadas em publicações com múltiplos exemplares. Como resultado, apresentamos e analisamos algumas dessas propostas, considerando como funcionam nos moldes de um site de arte. Enquadrar essas práticas como publicações artísticas permite revê-las sob nova perspectiva, estabelecendo relações com a história e a crítica de arte, e principalmente, pensar a arte e o lugar do artista em outras concepções e territorialidades, para além dos paradigmas impostos pela história hegemônica, o mercado e os modelos tradicionais de exposição da arte como em galerias e museus. Palavras-chave: publicações artísticas, texto e arte, arte em Vitória/ES, arte pública.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7982_Dissertação Alcides.pdf: 1564824 bytes, checksum: dfc019b19d3f0942a0f320b8a7330d83 (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / SANTOS NETO, Alcides Pereira. CRESCIMENTO INICIAL DE MOGNO AFRICANO (Khaya spp.) SOB DIFERENTES CONDIÇÕES MICROCLIMÁTICAS ASSOCIADAS À DEFICIÊNCIA HÍDRICA. 2014. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade Federal do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro, ES. Orientador: Prof. Dr. José Eduardo Macedo Pezzopane. O setor florestal brasileiro tem como desafio realizar plantios de novas espécies com potencial madeireiro, a fim de atender a crescente demanda por madeira de qualidade e oferecer alternativa ao uso ilegal de árvores nativas. Neste sentido, destacam-se espécies do gênero Khaya, popularmente conhecidas como mogno africano. No Brasil, as espécies mais cultivadas deste gênero são Khaya ivorensis A. Chev., K. senegalensis A. Juss. e K. anthotheca (Welw.) C. DC. No entanto, são poucos os seus estudos desenvolvidos com este gênero, existindo a necessidade de apontar as preferências climáticas, gerando informações importantes para o sucesso na implantação de povoamentos com mogno africano. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo investigar o efeito combinado da temperatura e umidade relativa do ar no crescimento de três diferentes espécies de mogno africano (K. ivorensis, K. senegalensis e K. anthotheca) submetidas a diferentes condições de disponibilidade de água no solo, utilizando para tal a metodologia de casas de vegetação climatizadas. O estudo foi realizado na área experimental do Departamento de Ciências Florestais e da Madeira do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo. As mudas foram plantadas em vasos de 12 litros, no interior de casa de vegetação climatizadas, com controle de temperatura, umidade do ar e água prontamente disponível no substrato. O crescimento das plantas foi caracterizado ao final de 90 dias de experimentação, através das medidas morfológicas: altura, diâmetro do colo, área foliar, pesos da matéria seca, além da radiação fotossinteticamente ativa transmitida. Adotou-se o Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) em esquema fatorial 3X4X3 composto por três espécies (K. anthoteca, K. ivorensis e K. senegalensis), quatro níveis de água prontamente disponível no solo (20, 40, 60 e 90%), inseridos em três condições microclimáticas (24,7 °C e 0,30 Kpa; 28,6 °C; 0,95 Kpa; 29,8 °C; 1,80 Kpa) com cinco repetições. A unidade amostral foi constituída de uma planta por vaso. A partir da análise de regressão simples dos dados, definiu-se a linha de tendência das espécies dentro de cada ambiente, buscando assim comparar K. Anthoteca, K. ivorensis e K. senegalensis submetidos a cada um dos três microclimas separadamente. As tendências de crescimento das espécies de mogno africano foram influenciadas de maneira distinta frente às modificações das condições ambientais. A espécie K. ivorensis apresentou as maiores tendências de incremento quando submetida aos microclimas 1 (24,7 °C e 0,30 Kpa) e 2 (28,6 °C; 0,95 Kpa). No microclima com 29,8 °C e 1,80 Kpa, a espécie K. senegalensis apresentou crescimento mais acelerado à medida em que se aumentou a disponibilidade hídrica no substrato. K. anthoteca obteve menor variação de incremento frente aos diferentes níveis de água disponível no substrato, embora tenha apresentado um incremento inferior às demais espécies. Palavras-chave: microclima florestal; avaliação morfológica; mogno africano; disponibilidade hídrica.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-02-24T21:09:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-03-09T16:00:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T16:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) Previous issue date: 2015 / CAPES / O objetivo principal deste trabalho foi o estudo do transporte atmosférico de PM10 e SO2 em regiões costeiras urbanas usando modelos WRF/CMAQ. Duas regiões foram contempladas neste estudo. Uma é a Região da Grande Vitória (RGV), no estado do Espírito Santo, Brasil; a outra é a Região da Grande Dunkerque (RGD), no Departamento Nord Pas-de-Calais, França. A RGV é cercada por uma cadeia de montanhas paralela à costa, resultando num topografia complexa e acidentada. Já a RGD possui uma topografia muito mais suave. As entradas de dados para os modelos WRF/CMAQ englobaram o inventário de emissões de poluentes atmosféricos do IEMA-ES para a RGV, e o inventário de emissões no nível do solo de Nord Pas-de-Calais denominado ―Cadastre_totaux_3km_A2008 _M2010_V2_SNAPN2‖ para a RGD. Ambos os inventários apresentaram restrições, todavia. O inventário da RGV apresentou valores de ressuspensão em vias de tráfego elevados, em comparação com diversos estudos, e teve esses dados modificados. Os dados no nível do solo e a grande área de das células da grade (9 km2) do inventário da RGD não permitiram resultados satisfatórios de modelagem. A validação dos modelos foi realizada por comparação com resultados obtidos em duas campanhas experimentais: uma na cidade de Dunkerque, no norte da França, em setembro de 2009; a outra na cidade de Vitória, no sudeste do Brasil, em julho de 2012. Esses dados foram obtidos pelo uso de sistemas de Light Detection and Ranging (LIDAR) e Sonic Detection and Ranging (SODAR), bem como de Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) e de monitoramento atmosférico. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) existe uma necessidade de melhorias contínuas nos inventários regionais de emissões, adaptando-os para condições locais específicas e focando na obtenção de parâmetros necessários para modelagem fotoquímica; b) os valores de módulo e direção das velocidades obtidas na modelagem meteorológica influenciam fortemente os resultados da modelagem de concentração de poluentes; c) a qualidade do ar tanto na RGV quanto na RGD merece atenção, sobretudo no que diz respeito às concentrações de MP10. De acordo com os dados das estações de monitoramento, a situação parece mais crítica na RGD; d) a modelagem da RGV apresentou resultados mais satisfatórios do que a da RGD, de acordo com os resultados das validações; e) a entrada da brisa do mar provocou alterações significativas na concentração dos poluentes, o que pôde ser observado na análise da dinâmica da dispersão de MP10 e SO2. Esse fenômeno foi mais marcante na RGV, onde a entrada da brisa marítima provocou um movimento oscilatório na pluma de poluição, levando-a para os bairros mais densamente povoados do conglomerado urbano. Na RGD, a entrada da brisa não foi cotidiana e, no dia em que ela aconteceu, houve uma alteração de quase 180º na direção do movimento da pluma de poluição. Além do aumento da turbulência vertical, o qual já foi estudado por diversos autores, este estudo focou também na influência brisa do mar na dinâmica da pluma de dispersão de poluentes atmosféricos em regiões costeiras. / This work's main objective is to study atmospheric transportation of MP10 and SO2 in urban coastal areas using WRF/CMAQ modeling. Two main areas were chosen for this purpose. One is Great Vitória Area (GVA), in Espírito Santo State, Brasil; the other is Great Dunkerque Area (GDA), in Nord Pas-de-Calais, France. GVA is surrounded by a mountain range parallel to the coast, which makes its topography complex and rugged. On the other hand, GDA's topography is much smoother. Modeling inputs encompassed IEMA-ES' inventory of atmospheric pollutants emissions for GVA, and Nord Pas-de-Calais' inventory of ground level emissions named " Cadastre_totaux_3km_A2008 _M2010_V2_SNAPN2" for GDA. Both inventories showed restrictions, however. GVA's showed high traffic lanes resuspension in comparison with several studies, so those data were altered. Ground level data and large grid area (9 km2) of GDA inventory didn't allow for satisfying modeling results. Modeled results were validated by comparing them with two experimental campaigns: one performed in the city of Dunkerque, North of France, on September 2009; the other in Vitória, Southeast of Brazil, on July 2012. Experimental data were obtained through the use of Light Detection and Ranging (LIDAR), Sonic Detection and Ranging (SODAR), Surface Meteorological Stations (SMS) and atmospheric monitoring stations. Results of this work showed that: a) there is a need for continuous improvement on regional inventories of emissions, adapting them to specific local characteristics and focusing on obtaining parameters required for photochemical modeling; b) the direction and magnitude of velocity vectors obtained from meteorological modeling have a high impact on pollutant concentrations modeling; c) air quality in both GVA and GDA deserve attention, especially regarding MP10 concentrations. Based on monitoring stations data, the situation seems more critical in GDA; d) modeling in GVA was better than in GDA according to validation results; e) sea breeze inflow caused significant alteration on pollutants concentration, which was observed analyzing MP10 and SO2 dispersion dynamics. This phenomenon was more distinctive in GVA, where the sea breeze caused an oscillatory motion on the pollution plume, moving it to the urban agglomeration most densely populated neighborhoods. In GDA, sea breeze inflow wasn`t a daily phenomenon, and on the day when it occurred there was a change of almost 180º in the pollution plume direction of movement. In addition to vertical turbulence increase, which has already been studied by many authors, this study also focus on influence of sea-breeze of plume dynamics effects on dispersing atmospheric pollutants in coastal areas.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-05-17T18:15:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Higor Cotta.pdf: 2521368 bytes, checksum: 52d861f2b58f881364f84b3a0a10ef45 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-06-14T18:14:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Higor Cotta.pdf: 2521368 bytes, checksum: 52d861f2b58f881364f84b3a0a10ef45 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T18:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Higor Cotta.pdf: 2521368 bytes, checksum: 52d861f2b58f881364f84b3a0a10ef45 (MD5) / CAPES / Os estudos de dados de Poluição do ar originados de uma rede de monitoramento envolvem um n úmero consider ável de vari áveis e observações. Do ponto de vista de técnicas estatísticas, e possível analisar separadamente cada vari ável de interesse. Entretanto, esse tipo de analise pode não contemplar as diversas dinâmicas de relacionamento existentes entre essas variáveis. Devido a isso, faz-se necessário o uso de tecnicas estatísticas capazes de lidar, medir e analisar conjuntamente esses dados gerados. Esse ramo da Estatística e conhecido como estatística multivariada. Na área da poluição do ar destaca-se a analise de componentes principais (ACP), que constroi combinações lineares das variáveis para explicar a estrutura de variância-covariância dos dados originais. Na poluição do ar, a analise de componentes principais e utilizada para: criação de Índices de Qualidade do Ar, Identificação de fontes de poluição, Redimensionamento de uma Rede de Monitoramento, Pre-processador de vari áveis para Modelos Aditivos Generalizados , alem de outras aplicações. Neste trabalho a Analise de Componentes Principais (ACP) e utilizada no estudo do redimensionamento da Rede de Monitoramento da Qualidade do Ar da Região da Grande Vitória (RAMQAr) para o poluente PM10. A ACP assume que os dados sejam não correlacionados no tempo, característica não observada nos dados de poluição do ar. As componentes obtidas de séries temporais mantém a propriedade de ortogonalidade, entretanto, essas componentes são autocorrelacionadas e correlacionadas temporalmente. Esse resultado e demonstrado teórica e empiricamente. A segunda contribuição deste trabalho e estudar a ACP no contexto de séries temporais com outliers aditivos por meio de metodologia robusta. Como já explorado na literatura, os outliers aditivos destroem a estrutura de correlação dos dados e, como as componentes são calculadas da matriz de covariância, os outliers também afetam as propriedades das componentes. / Studies of data from air pollution originating from a network of air monitoring involve a large number of variables and observations. From the standpoint of statistical techniques, it is possible to analyze separately each variable of interest. However, this type of analysis can not contemplate the relationship dynamics between these variables. Because of this, it is necessary to use statistical techniques to handle, measure and analyze these data generated jointly. This branch of statistics known as Multivariate Statistics. One important multivariate technique in the area of air pollution is the Principal Component Analysis (PCA), which builds linear combinations of variables to explain the variance-covariance structure of the original data. Air pollution in the Principal Component Analysis is used for: creating indexes of air quality, identi cation of pollution sources, management of air quality monitoring network, preprocessor variables for generalized additive models, besides other applications. In this work PCA is used to study the management and scaling of the Network for Monitoring Air Quality in the Greater Vitoria Region. This work deals with the use of Principal Component Analysis (PCA) in time series with additive outliers. The PCA is one of the most important multivariate techniques which are linear combinations constructed to explain the variance-covariance structure of the original data. Although PCA assumes that the data are serially independent, this assumption is not found in practice situation in time series, e.g. Air Pollution data. PCs calculated from time series observations maintains their orthogonality property, but the components are found to be auto and cross-correlated, which depends on the correlation structure of the original series. These properties and their impact in the use of PCA are one of main objective of this work. Another contribution is related to the study of PCA time series under the presence of additive outliers by proposing a Robust PCA (RPCA) method. It is well known that additive outliers in time series destroys the correlation structure of the data. Since the PCs are computed by using the covariance matrix, the outliers also a ect the properties of PCs. Therefore the Robust PCA should be used in this context. The Robust PCA method proposed here is justi ed empirical and theoretically, and a real data set based on Air Pollution time serie is used to show the usefulness of the Robust PCA method in a real application.