Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao parte1 Thiago Quintiliano de Castro.pdf: 5430014 bytes, checksum: f3e872648dc1cc1c6c038172a0c1138e (MD5) Previous issue date: 2011-09-22 / This study aimed to evaluate the experimental performance of three types of permeable pavements constructed in three different structural conditions in order to control runoff in urbanized areas of the city of Goiania, Goias, adapting to the legal requirements and using local manufactured materials. It was evaluated nine experimental plots of 3.2 m² as the following types: PAV - concrete block "paver", PCP - porous concrete plate and GCC - concrete block "concregrama" and the following structural conditions: I - base of sand and natural subgrade, II - base of sand and compacted subgrade and III - base of sand, gravel subbase and compacted subgrade. Using an artificial rain simulator, 18 tests were performed with two pre-defined rain, a medium intensity (69 mm / h) and a high intensity (180 mm / h). The subgrade soil and building materials were characterized, measured the surface and subsurface runoff, and moisture of the layers of the pavement. The parameters of the models of Horton and Green-Ampt were obtained by adjusting the calculated data infiltration. Combinations PCP-II, PCP-III, II-CCG, CCG-III and PAV-III showed little or no runoff. The delay and persistence in critical times of the runoff hydrograph also secured good results to the PCP, which generally showed higher soaking times (7,2 to 30,4 minutes) compared to the other types of pavement. The structure that showed the best hydrological performance was the III, whose results ranged from 0 to 0,19 for the runoff coefficient. The results showed that porous pavements evaluated in this study contribute to the reduction of runoff, because of low runoff coefficients (0 to 0,36) obtained. Constructive guidelines on the type of permeable pavement that performed better were drawn and described. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho experimental de três tipos de pavimentos permeáveis construídos em três condições estruturais diferentes com vistas ao controle do escoamento superficial em áreas urbanizadas do município de Goiânia, Goiás, adequando-se às exigências legais e utilizando-se de materiais provenientes de fabricantes locais. Foram avaliadas nove parcelas experimentais de 3,2 m² conforme os seguintes tipos de revestimento: PAV - Bloco de concreto maciço tipo paver , PCP Placa de concreto poroso e CCG Bloco de concreto vazado tipo concregrama , e as seguintes condições estruturais: I - base de areia e subleito natural, II - base de areia e subleito compactado e III - base de areia, sub-base de brita tipo 1 e subleito compactado. Utilizando-se de um simulador de chuva artificial, foram realizados 18 ensaios com duas chuvas pré-definidas, uma de média intensidade (69 mm/h) e outra de alta intensidade (180 mm/h). Foram caracterizados o solo do subleito e os materiais de construção, medidos os escoamentos superficial e subsuperficial, bem como a umidade das camadas dos pavimentos. Os parâmetros dos modelos de Horton e de Green-Ampt foram obtidos por meio do ajuste dos dados calculados de taxa de infiltração. Os pavimentos PCP-II, PCP-III, CCG-II, CCG-III e PAV-III apresentaram pouco ou nenhum escoamento superficial. O retardo e o prolongamento nos tempos críticos do hidrograma de escoamento superficial também garantiram bons resultados ao revestimento PCP, que no geral apresentou os maiores tempos de embebição (7,2 a 30,4 minutos) em comparação aos demais tipos de revestimento. A estrutura que apresentou o melhor desempenho hidrológico foi o Trecho III, cujos resultados variaram de 0 a 0,19 para o coeficiente de escoamento. A análise dos resultados mostrou que os pavimentos permeáveis avaliados neste trabalho contribuem à redução do escoamento superficial, em razão dos baixos coeficientes de escoamento (0 a 0,36) obtidos, assim como ao armazenamento temporário de águas de chuva e ao incremento da infiltração de água no solo urbano. As diretrizes construtivas do tipo de pavimento permeável que obteve melhor desempenho foram traçadas e descritas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-05T08:37:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Cláudia de Sousa Guedes - 2015.pdf: 10944316 bytes, checksum: eb54cff6fee4c1a5927f502848b16acc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-05T08:43:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Cláudia de Sousa Guedes - 2015.pdf: 10944316 bytes, checksum: eb54cff6fee4c1a5927f502848b16acc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T08:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Cláudia de Sousa Guedes - 2015.pdf: 10944316 bytes, checksum: eb54cff6fee4c1a5927f502848b16acc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / This study evaluated the performance of permeable pavements with coatings the type Paver, Porous and Concregrama under different basic conditions in order to control runoff at the source. Were simulated by means of a simulated rainfall, the rain event intensity 100.80 mm/h with a duration of 30 minutes and 64.20 mm/h for 60 minutes, on the floor constructed in three different structural conditions. The stretch I with 15 cm storage layer, the stretch II with 7 cm and the stretch III with only 4 cm. The tests were performed in duplicate and all simulations were performed 36. The pavements were evaluated for the generation runoff, storage and retention of the flow. The nine permeable pavements evaluated in this study allowed a reduction of more than 50% of the runoff and the delay on average 17 minutes runoff, as well as the temporary storage of rainwater. In terms of coefficient C, the structure that presented the best hydrologic performance was the stretch I, the results varied from 0 to 0.20. Only pavements with Paver coating showed runoff. / Neste trabalho foi avaliado o desempenho de pavimentos permeáveis com revestimentos do tipo Paver, Poroso e Concregrama sob diferentes condições de base, com vista no controle de escoamento superficial na fonte. Foram simulados, por meio de um simulador de chuva, eventos de chuva de intensidade de 100,80 mm/h com duração de 30 minutos e 64,20 mm/h e duração de 60 minutos, sobre os pavimentos construídos em três condições estruturais diferentes. O trecho I com 15 cm de camada de armazenamento, o trecho II com 7 cm e o trecho III com apenas 4 cm. Os ensaios foram feitos em duplicata e ao todo foram realizadas 36 simulações. Os pavimentos foram avaliados quanto à geração de escoamento, armazenamento e retenção do escoamento. Os nove pavimentos permeáveis avaliados nesta pesquisa permitiram a redução de mais de 50% do escoamento superficial e o retardo em média de 17 minutos do escoamento superficial, bem como o armazenamento temporário das águas pluviais. Em termos de coeficiente C, a estrutura que apresentou o melhor desempenho hidrológico foi o trecho I, cujos resultados variaram de 0 a 0,20. Apenas pavimentos com o revestimento Paver apresentaram escoamento superficial.

Fluidos em uma descarga brilhante à pressão atmosférica usando uma barreira de dielétrico DBD atraiu o interesse das comunidades de termo-dinâmica, fluido-dinâmica, e comunidades de controle. Este trabalho investiga os efeitos de um atuador de plasma operando numa voltagem e frequência de 8 kV e 4.4 kHz sobre a curva do Cp de um cilindro de PVC em baixa velocidade de escoamento. O experimento foi repetido com o atuador em vários ângulos no cilindro. Os resultados mostram uma aceleração do escoamento junto com um atraso da separação. Esses efeitos são maiores quando o atuador é posicionado num ângulo mais próximo da região da separação. / Fluids in a dielectric barrier DBD glow discharge at atmospheric pressure attracted the interest of the communities of thermo and fluid dynamics as well as control. This dissertation investigates the effects of a plasma actuator operating at 8 kV and 4.4 kHz, on the Cp curve of a PVC cylinder in a low velocity airflow. The experiment was repeated with the actuator at various angles. The results show an acceleration of the flow accompanied with a delay of the flow separation. These effects were shown to be larger when the actuator was positioned at an angle closer to the region of separation.

Fluidos em uma descarga brilhante à pressão atmosférica usando uma barreira de dielétrico DBD atraiu o interesse das comunidades de termo-dinâmica, fluido-dinâmica, e comunidades de controle. Este trabalho investiga os efeitos de um atuador de plasma operando numa voltagem e frequência de 8 kV e 4.4 kHz sobre a curva do Cp de um cilindro de PVC em baixa velocidade de escoamento. O experimento foi repetido com o atuador em vários ângulos no cilindro. Os resultados mostram uma aceleração do escoamento junto com um atraso da separação. Esses efeitos são maiores quando o atuador é posicionado num ângulo mais próximo da região da separação. / Fluids in a dielectric barrier DBD glow discharge at atmospheric pressure attracted the interest of the communities of thermo and fluid dynamics as well as control. This dissertation investigates the effects of a plasma actuator operating at 8 kV and 4.4 kHz, on the Cp curve of a PVC cylinder in a low velocity airflow. The experiment was repeated with the actuator at various angles. The results show an acceleration of the flow accompanied with a delay of the flow separation. These effects were shown to be larger when the actuator was positioned at an angle closer to the region of separation.

A infiltração das águas de chuva dentro dos lotes urbanos é uma possível forma de promover o controle descentralizado do escoamento superficial na origem, com vistas ao gerenciamento das águas pluviais urbanas e conseqüente atenuação das cheias. Neste trabalho, foram conduzidos ensaios de campo com trincheiras de infiltração, em dois solos distintos, um arenoso e outro argiloso, com o objetivo de avaliar quantitativamente o comportamento hidráulico das estruturas de infiltração em resposta a volumes de escoamento. As trincheiras foram alimentadas com volumes de água controlados, e o campo de umidade do experimento foi monitorado com sonda de nêutrons, durante o processo de redistribuição da água no solo. Foi realizada a modelagem matemática do fenômeno bidimensional de infiltração em torno de trincheiras de seção retangular, em resposta à entrada de águas pluviais provenientes de áreas impermeabilizadas contíguas. A comparação entre os resultados experimentais e simulados pela equação bidimensional de Richards indica uma pequena defasagem dos valores de volume infiltrado e umidade do solo nos processos de infiltração e drenagem interna simulados em relação aos observados. A capacidade de infiltração da trincheira mostrou-se maior nos dados observados, possivelmente devido à simplificação de distribuição unimodal dos diâmetros dos poros adotada na modelagem numérica, uma vez que, experimentalmente, observou-se multimodalidade nos dois solos estudados. A curva de van Genuchten é, juntamente com a equação de Richards, a base do modelo computacional, e divergências no seu ajuste em relação aos dados observados podem conduzir a pequenas divergências dos volumes infiltrados e perfis de umidade ao longo do processo de infiltração simulado, em relação ao observado. São apresentadas algumas considerações de dimensionamento sobre a implantação de trincheiras de infiltração em lotes residenciais, bem como discussões com respeito aos planos diretores urbanos. É apresentado um estudo simplificado, baseado no método racional, sobre a redução no hidrograma de cheia proporcionada pelo uso de trincheiras em uma micro bacia urbana, o qual revelou reduções da ordem de até 94% do deflúvio superficial direto gerado pelo lote. / Stormwater infiltration process at the scale of housing is a possible way to promote the decentralized runoff control in order to manage the urban water and to attenuate flood peaks. In this work, field essays with infiltration devices at two different soils, either sandy and clay-loam soils, are assessed in order to study the hydraulic behavior of infiltration trenches to attenuate incoming runoff volume inputs. The infiltration trench experiments set a controlled water supply for specific boundary conditions, and the experimental moisture field were monitored with neutron probe during the water redistribution process at soil core. Bi-dimensional (2D) mathematical modeling is depicted at specific boundary conditions with a rectangular-trench layout, thereby mimicking a potential situation of runoff incoming from adjacent impervious areas. The comparison between experimental and numerical results, simulated by two-dimensional Richards\' equation, shows a small lag-time difference of both infiltrated volumes and soil moisture contents during infiltration and drainage periods. The trench infiltration capacity of observed data appears to be greater than simulated results, possibly due to an overall simplification of a uni-modal, homogeneous pore diameter distribution adopted by the modeling scheme. Experimental retention curves outline indirect evidences of multi-modal, heterogeneous behavior of pore structure. Bon van Genutchen-type retention curve and Richards-momentum equations represent the baseline approach to the computational model of non-saturated soils. Some fitting discrepancies between observed and simulated results could lead to negligible different estimations of infiltrated volumes and moisture profiles. Finally, further discussions on project design and best management practices (BMPs) of infiltration trenches at housing scale as well discussions on urban master plan are outlined herewith. A simplified study, based on rational method, is presented on the reduction of incoming hydrograph with the use of infiltration trenches. Preliminary results perform volume reductions of approximately 94% from incoming runoff generated at housing lots.

A infiltração das águas de chuva dentro dos lotes urbanos é uma possível forma de promover o controle descentralizado do escoamento superficial na origem, com vistas ao gerenciamento das águas pluviais urbanas e conseqüente atenuação das cheias. Neste trabalho, foram conduzidos ensaios de campo com trincheiras de infiltração, em dois solos distintos, um arenoso e outro argiloso, com o objetivo de avaliar quantitativamente o comportamento hidráulico das estruturas de infiltração em resposta a volumes de escoamento. As trincheiras foram alimentadas com volumes de água controlados, e o campo de umidade do experimento foi monitorado com sonda de nêutrons, durante o processo de redistribuição da água no solo. Foi realizada a modelagem matemática do fenômeno bidimensional de infiltração em torno de trincheiras de seção retangular, em resposta à entrada de águas pluviais provenientes de áreas impermeabilizadas contíguas. A comparação entre os resultados experimentais e simulados pela equação bidimensional de Richards indica uma pequena defasagem dos valores de volume infiltrado e umidade do solo nos processos de infiltração e drenagem interna simulados em relação aos observados. A capacidade de infiltração da trincheira mostrou-se maior nos dados observados, possivelmente devido à simplificação de distribuição unimodal dos diâmetros dos poros adotada na modelagem numérica, uma vez que, experimentalmente, observou-se multimodalidade nos dois solos estudados. A curva de van Genuchten é, juntamente com a equação de Richards, a base do modelo computacional, e divergências no seu ajuste em relação aos dados observados podem conduzir a pequenas divergências dos volumes infiltrados e perfis de umidade ao longo do processo de infiltração simulado, em relação ao observado. São apresentadas algumas considerações de dimensionamento sobre a implantação de trincheiras de infiltração em lotes residenciais, bem como discussões com respeito aos planos diretores urbanos. É apresentado um estudo simplificado, baseado no método racional, sobre a redução no hidrograma de cheia proporcionada pelo uso de trincheiras em uma micro bacia urbana, o qual revelou reduções da ordem de até 94% do deflúvio superficial direto gerado pelo lote. / Stormwater infiltration process at the scale of housing is a possible way to promote the decentralized runoff control in order to manage the urban water and to attenuate flood peaks. In this work, field essays with infiltration devices at two different soils, either sandy and clay-loam soils, are assessed in order to study the hydraulic behavior of infiltration trenches to attenuate incoming runoff volume inputs. The infiltration trench experiments set a controlled water supply for specific boundary conditions, and the experimental moisture field were monitored with neutron probe during the water redistribution process at soil core. Bi-dimensional (2D) mathematical modeling is depicted at specific boundary conditions with a rectangular-trench layout, thereby mimicking a potential situation of runoff incoming from adjacent impervious areas. The comparison between experimental and numerical results, simulated by two-dimensional Richards\' equation, shows a small lag-time difference of both infiltrated volumes and soil moisture contents during infiltration and drainage periods. The trench infiltration capacity of observed data appears to be greater than simulated results, possibly due to an overall simplification of a uni-modal, homogeneous pore diameter distribution adopted by the modeling scheme. Experimental retention curves outline indirect evidences of multi-modal, heterogeneous behavior of pore structure. Bon van Genutchen-type retention curve and Richards-momentum equations represent the baseline approach to the computational model of non-saturated soils. Some fitting discrepancies between observed and simulated results could lead to negligible different estimations of infiltrated volumes and moisture profiles. Finally, further discussions on project design and best management practices (BMPs) of infiltration trenches at housing scale as well discussions on urban master plan are outlined herewith. A simplified study, based on rational method, is presented on the reduction of incoming hydrograph with the use of infiltration trenches. Preliminary results perform volume reductions of approximately 94% from incoming runoff generated at housing lots.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The City Hall of Santa Maria hired the Municipal Plan of Environmental Sanitation of Santa Maria (MPLAENS), in relation to the urban drainage, one of the themes of the Plan. The Ministry of Cities encourages the use of urban drainage practices that include as much approaches with compensatory techniques, as approaches with principle of urban development of low impact. Thus, this research aimed to identify if the (MPLAENS) incorporates proposals focused in the control of drainage in the source and how they are adressed. The study was performed in three steps: initially, it was carried out the analysis of measures of control of the storm water runoff proposed in (MPLAENS), in order to understand in which level were received the precepts of measures of control of the storm water runoff at source (MCS). Afterwards, the feasibility of MCS for the city has been verified, considering the restrictions of each device and the particularities of the urban occupation and the hydrologic group of the soil. To provide subsidy for the future sizing of MCS, it was necessary an intermediate step of determination of hydrologic parameters of sizing, such as, update of the relation intensityduration- frequency (IDF), determination of value of the specific flow of predevelopment (Qpd) and the volume of control (v). Based on definitions of control of the drainage at source, it is possible to affirm that, none of the proposals of MPLAENS for the urban drainage meet the precepts of measures of control at source. From the held observations in this study and the data available, it is possible to state that large extent of the urban perimeter of the city has potential for the use of MCS. The suggestions presented in MPLAENS in relation to drainage consist in the construction of approximately 631 km of drainage networks, besides the construction of approximately 180.000 m³ of anti-DSP deposit, being these distributed within the next twenty years of project of the Plan. For an estimate of deployment of the micro drainage network, the authors of MPLAENS adopted the flow of 6,9 m³.s-1, calculated by the rational method with the use of the following parameters: Runoff coefficient (R) = 0,6; Basin area (B) = 1,5 km²; Time of concentration (tc) = rain duration (t) = 1,63 hours; Time of return (Tr) = 10 years; Intensity of the rain (I) = 27,4 mm.h-1. To obtain the referent value of the intensity of the rain (I), the authors used the Gumbel distribution of the data recorded by Instituto Nacional de Meteorologia (National Institute of Meteorology). The IDF equation updated in this study and the same values of (t) and (Tr) used in MPLAENS, results in a value of (I) = 42,72 mm.h-1 for this intensity, and for the same values of (R) and (B) the result is a flow of 10,69 m³.s-1, value 56 percent higher than the present in MPLAENS. The potential of the municipality for the deployment of MCS became evident through the results of this study, thus, the use of drainage practices in small-scale spread over the whole river basin in order to reproduce or maintain the hydrological conditions of predevelopment presents itself as a positive alternative. / A Prefeitura de Santa Maria contratou o Plano Municipal de Saneamento Ambiental de Santa Maria (PLAMSAB), em relação à drenagem urbana, uma das temáticas do Plano, o Ministério das Cidades estimula a utilização de práticas de drenagem urbana que incluem tanto as abordagens com técnicas compensatórias, quanto as abordagens com princípio do desenvolvimento urbano de baixo impacto. Assim, esta pesquisa teve como objetivo identificar se o (PLAMSAB) incorpora propostas voltadas para o controle do escoamento na fonte e de que forma elas são abordadas, o estudo foi conduzido em 3 etapas. Inicialmente foi realizada a análise das medidas de controle do escoamento pluvial propostas no (PLAMSAB), estudando em que nível são atendidos os preceitos de medidas de controle do escoamento pluvial junto à fonte (MCF). Posteriormente foi verificada a viabilidade das MCF para o município, considerando as restrições de cada dispositivo e as particularidades da ocupação urbana e do grupo hidrológico do solo. Para fornecer subsídio para o dimensionamento futuro das MCF, foi necessário uma etapa intermediaria de determinação de parâmetros hidrológicos de dimensionamento, tais como, atualização da relação intensidade-duração-frequência (IDF), determinação do valor da vazão específica de pré-desenvolvimento (Qpd) e do volume de controle (v). Baseado nas definições de controle da drenagem na fonte, é possível afirmar que nenhuma das propostas do PLAMSAB para a drenagem urbana, atende aos preceitos de medidas de controle na fonte, a partir das observações realizadas neste estudo é possível afirmar, a partir dos dados disponíveis, que grande parte do perímetro urbano do município tem potencial para a utilização de MCF. As propostas apresentadas no PLAMSAB, em relação a drenagem, consistem na construção de aproximadamente 631 km de redes de drenagem, além da construção de aproximadamente 180.000 m³ de depósito anti-DSP, sendo essas distribuídas na cobertura dos 20 anos do horizonte de projeto do Plano. Para a previsão de implantação da rede de microdrenagem, os autores do PLAMSAB adotaram a vazão de 6,9 m³.s-1, calculado mediante o método racional, com a utilização dos seguintes parâmetros: Coeficiente de escoamento (C) = 0,6; Área da bacia (A) = 1,5 km²; Tempo de concentração (tc) = duração da chuva (t) = 1,63 horas; Tempo de retorno (Tr) = 10 anos; Intensidade de chuva (I) = 27,4 mm.h-1, para a obtenção do valor referente à intensidade de chuva (I), os autores utilizaram o ajuste de extremo Gumbel dos dados registrados pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). Utilizando a equação IDF atualizada neste estudo, e considerando os mesmos valores de (t) e (Tr) utilizados no PLAMSAB, resulta um valor de (I) = 42,72 mm.h-1, para esta intensidade, e para os mesmos valores de (C) e (A), resulta uma vazão de 10,69 m³.s-1, valor 56% maior que a apresentada no PLAMSAB. A potencialidade do município para implantação de MCF ficou evidenciada a partir dos resultados deste estudo, o uso de práticas de drenagem em pequena escala, disseminados por toda a bacia hidrográfica a fim de reproduzir ou manter as condições hidrológicas de pré-desenvolvimento se apresenta como uma alternativa positiva.