Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T23:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MarceloRosenauda_M.pdf: 6322811 bytes, checksum: 2d4284b8beed1c719808aef9d4d307c6 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho estabelecemos as condições necessárias à existência de estados coerentes em um oscilador harmônico (ou modo eletromagnético) dissipativo, dentro de algumas hipóteses referentes ao modelo de dissipação. Mostramos como a existência destes estados encontra-se intimamente ligada a realização da chamada aproximação de onda girante, cujas condições de validade também serão determinadas. Para tanto realizamos uma diagonalização exata das Hamiltonianas dissipativas, utilizando o método conhecido como diagonalização de Fano. Aplicamos o resultado da diagonalização também no cálculo da evolução de valores médios de observáveis do sistema / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do estado da arte de aspectos hidráulicos relacionados aos vertedores em degraus submetidos aos diferentes regimes de escoamento. Em uma segunda parte, é sugerida uma metodologia adimensional e simplificada para o pré-dimensionamento do comprimento de bacias de dissipação por ressalto hidráulico, além de uma abordagem conceitual voltada ao escoamento sobre um degrau. Entre os tópicos tratados na avaliação do estado da arte, pode-se citar, por exemplo, a dissipação de energia promovida pelos degraus, o risco de cavitação, a aeração do escoamento, o uso de aeradores de fundo e geometrias não convencionais. Quanto à metodologia desenvolvida, fundamentada na segunda lei do movimento de Newton associada à equação de Darcy-Weisbach, apresenta-se algumas comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, além de exemplos de aplicação. Foi possível concluir, com a avaliação do estado da arte, que há um interesse crescente pelo conhecimento das características hidráulicas de vertedores em degraus. Através da metodologia desenvolvida, graças às comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, foi possível concluir que não há um consenso absoluto sobre a magnitude do fator de resistência de Darcy-Weisbach. Com os exemplos de aplicação apresentados, notou-se que para um mesmo problema, o uso de diferentes métodos pode conduzir a projetos significativamente diferentes. / This work presents a state-of-the-art evaluation of aspects related hydraulic to stepped spillways submitted to the different flow regimes. In a second part, it is suggested a dimensionless and simplified methodology for preliminary design of the stilling basin length, besides a conceptual approach related to the free fall hydraulics. Among topics treaties in the state-of-the-art evaluation, it can cite, for example, the energy dissipation promoted by the steps, incipient cavitation, the air entrainment, the use of bottom aerator and unconventional geometries. Regarding the developed methodology, based in the Newton\'s law of motion associate to Darcy-Weisbach equation, it presents some comparisons with experimental data of different researchers, besides application examples. It was possible to conclude, with the state-of-the-art evaluation, that there is an increasing interest for hydraulics characteristic of stepped spillways knowledge. Through the developed methodology, after comparisons with experimental data of different researchers, was possible to conclude that there is not an absolute consensus about the Darcy-Weisbach friction factor magnitude. With the application examples, it noticed that for a same problem, the different methods use can lead for significantly different designs.

Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do estado da arte de aspectos hidráulicos relacionados aos vertedores em degraus submetidos aos diferentes regimes de escoamento. Em uma segunda parte, é sugerida uma metodologia adimensional e simplificada para o pré-dimensionamento do comprimento de bacias de dissipação por ressalto hidráulico, além de uma abordagem conceitual voltada ao escoamento sobre um degrau. Entre os tópicos tratados na avaliação do estado da arte, pode-se citar, por exemplo, a dissipação de energia promovida pelos degraus, o risco de cavitação, a aeração do escoamento, o uso de aeradores de fundo e geometrias não convencionais. Quanto à metodologia desenvolvida, fundamentada na segunda lei do movimento de Newton associada à equação de Darcy-Weisbach, apresenta-se algumas comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, além de exemplos de aplicação. Foi possível concluir, com a avaliação do estado da arte, que há um interesse crescente pelo conhecimento das características hidráulicas de vertedores em degraus. Através da metodologia desenvolvida, graças às comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, foi possível concluir que não há um consenso absoluto sobre a magnitude do fator de resistência de Darcy-Weisbach. Com os exemplos de aplicação apresentados, notou-se que para um mesmo problema, o uso de diferentes métodos pode conduzir a projetos significativamente diferentes. / This work presents a state-of-the-art evaluation of aspects related hydraulic to stepped spillways submitted to the different flow regimes. In a second part, it is suggested a dimensionless and simplified methodology for preliminary design of the stilling basin length, besides a conceptual approach related to the free fall hydraulics. Among topics treaties in the state-of-the-art evaluation, it can cite, for example, the energy dissipation promoted by the steps, incipient cavitation, the air entrainment, the use of bottom aerator and unconventional geometries. Regarding the developed methodology, based in the Newton\'s law of motion associate to Darcy-Weisbach equation, it presents some comparisons with experimental data of different researchers, besides application examples. It was possible to conclude, with the state-of-the-art evaluation, that there is an increasing interest for hydraulics characteristic of stepped spillways knowledge. Through the developed methodology, after comparisons with experimental data of different researchers, was possible to conclude that there is not an absolute consensus about the Darcy-Weisbach friction factor magnitude. With the application examples, it noticed that for a same problem, the different methods use can lead for significantly different designs.

A aplicação de biocarvão ao solo tem sido divulgada como prática com vantagens agrícolas e ambientais. Devido à sua elevada reatividade, o biocarvão pode interagir com contaminantes orgânicos e inorgânicos do solo, diminuindo o potencial poluidor de elementos tóxicos e pesticidas. Contudo, a eficácia de herbicidas pré-emergentes pode ser anulada devido à presença de biocarvão no solo, o que impõe a necessidade de doses maiores e resulta no aumento do risco de contaminação ambiental. Adicionalmente, pode haver maior persistência de pesticidas no solo devido à retenção e menor disponibilidade das moléculas em solos com biocarvão. As reações que ocorrem entre o biocarvão e os pesticidas dependem das próprias características do solo e da molécula, além do tempo de interação com o solo (aging) e das propriedades intrínsecas ao biocarvão (biomassa de origem, T°C de pirólise e granulometria). O tebuthiuron e a hexazinona são herbicidas com elevado potencial de lixiviação e podem ter seu destino alterado em função da presença de biocarvão no solo. Estas moléculas possuem elevado tempo de meia-vida (t1/2) e biodegradam lentamente no ambiente edáfico. Assim, processos oxidativos avançados (POA) podem acelerar a decomposição dos herbicidas, sendo ainda uma maneira de integrar o biocarvão em processos químicos para a dissipação de poluentes. Objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação de biocarvão na dinâmica dos herbicidas tebuthiuron e hexazinona em solos, tendo-se como objetivos específicos: i) verificar o comportamento sortivo desses herbicidas frente à aplicação de biocarvões produzidos a partir de diferentes matérias-primas e T°C de pirólise, incluindo a influência de fatores como o aging dos herbicidas no solo, tamanho das partículas do biocarvão e disponibilidade de carbono orgânico dissolvido (COD) no solo promovida pela adição do biocarvão; ii) avaliar se a interação entre os herbicidas e o biocarvão afeta a eficiência de controle de braquiária (Brachiaria decumbens); iii) analisar a influência do biocarvão na dissipação e lixiviação de tebuthiuron e hexazinona; e iv) identificar o potencial de uso do biocarvão em POA, como suporte para catalisadores metálicos heterogêneos e como fonte de ferro para reações de Fenton, bem como avaliar o desempenho destes materiais na catálise oxidativa de hidrocarbonetos e dos herbicidas. Experimentos de sorção, (verificando a influência de biocarvões de diferentes matérias-primas e T°C de pirólise, aging e granulometria, além da avaliação em solos de texturas contrastantes), bem como de dissipação e lixiviação foram conduzidos, utilizando-se herbicidas radiomarcados. Em paralelo, a liberação de COD pelos biocarvões e pelos solos foi quantificada, enquanto que um experimento de eficiência de controle sobre braquiária em casa de vegetação foi conduzido. Os biocarvões foram, ainda, avaliados quanto ao potencial de uso como suporte para catalisadores metálicos e para reações de Fenton, avaliando-se sua performance para a oxidação dos herbicidas e de hidrocarbonetos. Apesar de não alterar a classe de lixiviação de tebuthiuron e hexazinona em curto prazo, quando considerado o efeito do aging, a presença de biocarvão de palha de cana-de-açúcar 550°C (PC550) no solo, independentemente da granulometria, pode auxiliar no manejo de herbicidas com elevada mobilidade, especialmente em solos de textura arenosa e com baixo teor de carbono. Neste caso, o herbicida tebuthiuron teve sua classificação alterada de \"molécula lixiviável\" (Kd,app < 5,0 L kg-1) para \"molécula não-lixiviável\" (Kd,app > 5,0 L kg-1). No entanto, o biocarvão de dejeto de galinha 350°C (DG350) aumenta o COD do solo, resultando na diminuição da sorção dos herbicidas. A adição dos biocarvões PC550 e DG350 ao solo não modificam a eficiência de controle de braquiária por moléculas altamente solúveis. Doses a partir das doses recomendadas em campo promovem controle eficiente, independentemente da presença ou não de biocarvão no solo. Tebuthiuron e hexazinona são moléculas recalcitrantes no ambiente, sendo muito baixas suas taxas de mineralização e de dissipação, tanto na presença como na ausência dos biocarvões PC550 e DG350. A presença de biocarvão no solo pouco influenciou a dissipação dessas moléculas. Os biocarvões PC550 e DG350 diminuem o potencial de lixiviação da hexazinona no solo de textura areia franca, mas não afetam o movimento vertical do tebuthiuron nas mesmas condições. Apesar do menor potencial para degradação de tebuthiuron e hexazinona em relação à epoxidação de hidrocarbonetos, a inserção do biocarvão para a síntese de catalisadores mostrou-se eficiente e permitiu o emprego deste material em processos de catálise industrial e ambiental, podendo auxiliar para o manejo da remediação de poluentes e contribuindo para expandir o uso do biocarvão. / Biochar amendments to soil has been claimed as a practice with agricultural and environmental advantages. Due to its high reactivity, biochar can interact with organic and inorganic soil contaminants, reducing the pollution potential of toxic elements and pesticides. However, pre-emergent herbicides efficacy can be negatively affected by biochar additions to the soil, which may impose higher doses and increase the environmental contamination risk. In addition, there may be increasing in the pesticide\'s persistence due to retention and lower availability of the molecules induced by biochar amendment to the soil. The interactions between biochar and the pesticides depend on the characteristics of the soil and the herbicide itself, besides the aging and the biochar\'s properties (biomass, pyrolysis T°C and granulometry). Tebuthiuron and hexazinone are herbicides with leaching potential and may have their fate modified due to the presence of biochar in the soil. These molecules have a high half-life time (t1/2) and biodegrade slowly in the environment. Thus, advanced oxidative processes (AOP) can accelerate the decomposition of herbicides and can be a way of incorporate biochar in chemical processes towards pollutants dissipation. We aimed to evaluate the effects of biochar amendments on tebuthiuron and hexazinone dynamics in soils, and the specific objectives were: i) to verify the sorption behavior of these herbicides in response to biochar\'s amendment from different feedstock and pyrolysis T°C, including the influence of factors such as herbicide aging on the soil, biochar particle size and availability of dissolved organic carbon (DOC) in the soil promoted by biochar addition; ii) to evaluate if the interaction between the herbicides and the biochars affects braquiária (Brachiaria decumbens) control efficiency; iii) to analyze the biochars influence on the dissipation and leaching of tebuthiuron and hexazinone; and iv) to identify the potential use of biochar in AOP as heterogeneous metal catalysts support and as a source of iron for Fenton reactions, as well as to evaluate the performance of these materials in oxidative catalysis of hydrocarbons and herbicides. Sorption experiments, (checking the influence of biochars from different feedstocks and pyrolysis T°C, aging and granulometry, as well as accessing the differences among soil textures), and dissipation and leaching experiments were conducted using radiolabeled herbicides. In parallel, the release of DOC by the biochars and soils was quantified, whereas an experiment in a greenhouse for braquiária control was conducted. The biochars were also evaluated for use as metal catalysts supports and for Fenton reactions, evaluating their performance for herbicides and hydrocarbons oxidation. Although it does not change tebuthiuron and hexazinone leaching class in short term, when considering the aging, the sugarcane straw biochar pyrolyzed at 550°C (PC550), regardless of granulometry, may be useful in the management of high mobility herbicides, especially in sandy soils with low carbon content. In this case, tebuthiuron had its classification modified from \"leachable\" (Kd,app < 5.0 L kg-1) for \"non-leachable\" molecule (Kd,app > 5.0 L kg-1). However, the biochar from poultry manure pyrolyzed at 350°C (DG350) increases the DOC content in the soil, resulting in decreased sorption of the herbicides. The additions of PC550 and DG350 to the soil does not modify the control efficiency of braquiária by highly soluble molecules. Doses higher than the recommended ones promote efficient control, regardless of the presence or absence of biochar in the soil. Tebuthiuron and hexazinone are highly recalcitrant molecules in the environment, having low rates of mineralization and dissipation both in the presence or absence of the biochars PC550 and DG350. The biochar application to the soil barely influenced the herbicides dissipation. The biochars PC550 and DG350 decrease the leaching potential of hexazinone in the sandy soil, but do not affect tebuthiuron leaching in the same conditions. Despite the lower potential for tebuthiuron and hexazinone degradation in relation to the epoxidation of hydrocarbons potential, biochar insertion in the synthesis of catalysts has been proved to be efficient, allowing the use of these wastes in industrial and environmental catalysis processes for pollutants remediation purposes and helping to expand the biochar range of uses.

Barragens são utilizadas há séculos para diversas finalidades. Em diversas barragens os vertedouros são constituídos de degraus com o objetivo de aumentar a dissipação de energia. A presente pesquisa objetiva a caracterização dos esforços atuantes em vertedouros em degraus, através da análise da variação das pressões atuantes ao longo da calha e suas distribuições na faces do degraus. Com esse objetivo, são realizadas análises sobre modelos de vertedouros com declividade de 1V:0,75H e degraus de 3, 6 e 9 centímetros. São analisados os campos de pressões nos degraus e comparados com os resultados disponíveis na bibliografia. Também são propostos modelos para previsão de pressões nos patamares e espelhos dos degraus bem como dos esforços resultantes. Além disso, são realizadas transposições dos resultados para a escala de protótipo, inclusive com a análise da possibilidade de cavitação na estrutura. Como constatação geral sobre as pressões nos espelhos verifica-se que os esforços de tração e compressão têm magnitudes relativamente semelhantes, sendo mais intensas as pressões negativas. Sobre as pressões máximas nos patamares, destaca-se que os valores máximos de compressão ocorreram no final da calha, percebendo-se que as menores vazões geraram maiores valores de coeficientes de pressões. As variações da compressão nas faces dos patamares apresentam crescimento, no sentido da extremidade com o espelho acima deste para o vértice com o espelho abaixo do mesmo patamar. Nas faces dos espelhos, percebe-se que os mais extremos de tração são observados na parte superior, próximo à quina com os patamares. / Dams have been used throughout the centuries for a plethora of purposes. Several designs employ steps on the spillways in order to increase the power dissipation. The present research aims to characterize the forces acting on stepped spillways by analyzing both the variation of pressures acting along the pipeline and their distributions on the faces of the steps. In order to achieve this purpose, observations and discussions regarding spillways models with slope characterized as 1V: 0.75H and steps ranging from 3 to 9 centimeters are conducted. The pressure fields measured in the steps were analyzed and compared with results available in the literature. Sub sequentially, models to predict pressures on the faces of the steps and the resulting efforts were proposed. Finally, transpositions were performed on a prototype scale. Generally, it was found that the magnitude of tensile and compressive forces on the vertical faces are relatively similar, being the negative pressure slightly higher on all cases. During the experiments, it was observed that compression forces increased thought the length of the step’s horizontal face, peaking at the edge. It was also noticed that lower flows generated higher pressure coefficients. The measured compression on the horizontal faces of the step and its variation increase towards the edge of the step. It is perceived that the maximum tensile is observed on the top of the step’s vertical faces, near the corner with the horizontal faces.

A dengue é um dos principais problemas de Saúde Pública da atualidade. É transmitida por mosquitos do gênero Aedes, sendo a espécie Aedes aegypti o vetor responsável pela transmissão no Brasil. O principal alvo de controle da doença é seu vetor, sendo o controle químico amplamente utilizado em todas as regiões atingidas. Como forma de prevenção ou em períodos de epidemia, torna-se necessária a eliminação dos mosquitos adultos, sendo indicada a nebulização a ultrabaixo volume (UBV) a frio do organofosforado malation por meio do uso de equipamentos pulverizadores acoplados a veículos. Este inseticida utilizado pode sofrer desvios durante e após a aplicação a UBV, caracterizando-se como um potencial agente de desequilíbrio ecológico, podendo atingir e gerar efeitos danosos em organismos não alvos aquáticos e terrestres. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um método de análise para o malation em cromatografia líquida de alta eficiência e obter recuperação do inseticida em níveis aceitáveis em água e solo, avaliar seu período de dissipação e tempo de meia vida (t1/2) nestas matrizes e classificá-lo quanto à toxicidade aguda e ao risco ambiental de acordo com diferentes autores, para o microcustáceo Daphnia magna, para a minhoca Eisenia foetida, para o peixe mato grosso (Hyphessobrycon eques) e para a macrófita Lemna minor. O método foi considerado adequado para análise do malation. A recuperação obtida para água foi de 97 por cento e para solo, 96 por cento . Efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao inseticida foram observados para todos os organismos, sendo a Daphnia magna a espécie mais sensível aos testes de toxicidade aguda, com alto risco de intoxicação ambiental oriundo do uso peridomiciliar do malation. Em solo, o composto permaneceu na superfície com t1/2 de 4,5 h e sofreu lixiviação após ocorrência de chuva, sendo detectado por até 29 dias após a aplicação. Em água, o t1/2 foi de 0,1 h em pH 9.0 não sendo mais detectado a partir do segundo dia após aplicação. Em pH 7.0 e 5.0, esse período estendeu-se por até 7 dias, sendo o t1/2 de 3,2 e 4,4 d, respectivamente. / Dengue is one of the major public health problems nowadays. It is transmitted by mosquitoes of the genus Aedes, and the Aedes aegypti specie is the vector responsible for transmission in Brazil. The main target to control the disease is its vector, and the chemical control is widely used in all affected regions. As a preventive measure or in epidemic periods, it becomes necessary to eliminate adult mosquitoes, being indicated the ultralow volume nebulization of malathion organophosphate in cold way through the use of sprinklers attached to vehicles. This used insecticide can suffer deviation during and after application ULV, characterizing itself as a potential agent of environmental imbalance, with the possibility of reach and generate harmful effects on aquatic and terrestrial non-target organisms. This work had the objective to develop and validate a method of analysis for malathion in high performance liquid chromatography and obtain recovery of insecticide in acceptable levels in water and soil, evaluate its dissipation period and half-life time in these matrices and classify it on acute toxicity and environmental risk according to different authors, to the microcrustacean Daphnia magna, to the earthworm Eisenia foetida, to the fish Hyphessobrycon eques and to the macrophyte Lemna minor. The method was considered appropriate for analysis of malathion. The obtained recovery for water was 97 per cent and for soil, 96 per cent . Toxic effects resulting from exposure to the insecticide were observed for all organisms, resulting that Daphnia magna is the most sensitive species to the acute toxicity tests, with high risk of environmental intoxication originated from malathion peridomicilary use. In soil, the compound remained on the surface with t1/2 of 4.5 h and suffered lixiviation after rain occurrence, being detected for up to 29 days after application. In water, the t1/2 was 0.1 h in pH 9.0 and was not detected from the second day after application. In pH 7.0 and 5.0, this period was extended for up to 7 days, being the t1/2 of 3.2 and 4.4 d, respectively.

A dengue é um dos principais problemas de Saúde Pública da atualidade. É transmitida por mosquitos do gênero Aedes, sendo a espécie Aedes aegypti o vetor responsável pela transmissão no Brasil. O principal alvo de controle da doença é seu vetor, sendo o controle químico amplamente utilizado em todas as regiões atingidas. Como forma de prevenção ou em períodos de epidemia, torna-se necessária a eliminação dos mosquitos adultos, sendo indicada a nebulização a ultrabaixo volume (UBV) a frio do organofosforado malation por meio do uso de equipamentos pulverizadores acoplados a veículos. Este inseticida utilizado pode sofrer desvios durante e após a aplicação a UBV, caracterizando-se como um potencial agente de desequilíbrio ecológico, podendo atingir e gerar efeitos danosos em organismos não alvos aquáticos e terrestres. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um método de análise para o malation em cromatografia líquida de alta eficiência e obter recuperação do inseticida em níveis aceitáveis em água e solo, avaliar seu período de dissipação e tempo de meia vida (t1/2) nestas matrizes e classificá-lo quanto à toxicidade aguda e ao risco ambiental de acordo com diferentes autores, para o microcustáceo Daphnia magna, para a minhoca Eisenia foetida, para o peixe mato grosso (Hyphessobrycon eques) e para a macrófita Lemna minor. O método foi considerado adequado para análise do malation. A recuperação obtida para água foi de 97 por cento e para solo, 96 por cento . Efeitos tóxicos decorrentes da exposição ao inseticida foram observados para todos os organismos, sendo a Daphnia magna a espécie mais sensível aos testes de toxicidade aguda, com alto risco de intoxicação ambiental oriundo do uso peridomiciliar do malation. Em solo, o composto permaneceu na superfície com t1/2 de 4,5 h e sofreu lixiviação após ocorrência de chuva, sendo detectado por até 29 dias após a aplicação. Em água, o t1/2 foi de 0,1 h em pH 9.0 não sendo mais detectado a partir do segundo dia após aplicação. Em pH 7.0 e 5.0, esse período estendeu-se por até 7 dias, sendo o t1/2 de 3,2 e 4,4 d, respectivamente. / Dengue is one of the major public health problems nowadays. It is transmitted by mosquitoes of the genus Aedes, and the Aedes aegypti specie is the vector responsible for transmission in Brazil. The main target to control the disease is its vector, and the chemical control is widely used in all affected regions. As a preventive measure or in epidemic periods, it becomes necessary to eliminate adult mosquitoes, being indicated the ultralow volume nebulization of malathion organophosphate in cold way through the use of sprinklers attached to vehicles. This used insecticide can suffer deviation during and after application ULV, characterizing itself as a potential agent of environmental imbalance, with the possibility of reach and generate harmful effects on aquatic and terrestrial non-target organisms. This work had the objective to develop and validate a method of analysis for malathion in high performance liquid chromatography and obtain recovery of insecticide in acceptable levels in water and soil, evaluate its dissipation period and half-life time in these matrices and classify it on acute toxicity and environmental risk according to different authors, to the microcrustacean Daphnia magna, to the earthworm Eisenia foetida, to the fish Hyphessobrycon eques and to the macrophyte Lemna minor. The method was considered appropriate for analysis of malathion. The obtained recovery for water was 97 per cent and for soil, 96 per cent . Toxic effects resulting from exposure to the insecticide were observed for all organisms, resulting that Daphnia magna is the most sensitive species to the acute toxicity tests, with high risk of environmental intoxication originated from malathion peridomicilary use. In soil, the compound remained on the surface with t1/2 of 4.5 h and suffered lixiviation after rain occurrence, being detected for up to 29 days after application. In water, the t1/2 was 0.1 h in pH 9.0 and was not detected from the second day after application. In pH 7.0 and 5.0, this period was extended for up to 7 days, being the t1/2 of 3.2 and 4.4 d, respectively.

A aplicação de biocarvão ao solo tem sido divulgada como prática com vantagens agrícolas e ambientais. Devido à sua elevada reatividade, o biocarvão pode interagir com contaminantes orgânicos e inorgânicos do solo, diminuindo o potencial poluidor de elementos tóxicos e pesticidas. Contudo, a eficácia de herbicidas pré-emergentes pode ser anulada devido à presença de biocarvão no solo, o que impõe a necessidade de doses maiores e resulta no aumento do risco de contaminação ambiental. Adicionalmente, pode haver maior persistência de pesticidas no solo devido à retenção e menor disponibilidade das moléculas em solos com biocarvão. As reações que ocorrem entre o biocarvão e os pesticidas dependem das próprias características do solo e da molécula, além do tempo de interação com o solo (aging) e das propriedades intrínsecas ao biocarvão (biomassa de origem, T°C de pirólise e granulometria). O tebuthiuron e a hexazinona são herbicidas com elevado potencial de lixiviação e podem ter seu destino alterado em função da presença de biocarvão no solo. Estas moléculas possuem elevado tempo de meia-vida (t1/2) e biodegradam lentamente no ambiente edáfico. Assim, processos oxidativos avançados (POA) podem acelerar a decomposição dos herbicidas, sendo ainda uma maneira de integrar o biocarvão em processos químicos para a dissipação de poluentes. Objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação de biocarvão na dinâmica dos herbicidas tebuthiuron e hexazinona em solos, tendo-se como objetivos específicos: i) verificar o comportamento sortivo desses herbicidas frente à aplicação de biocarvões produzidos a partir de diferentes matérias-primas e T°C de pirólise, incluindo a influência de fatores como o aging dos herbicidas no solo, tamanho das partículas do biocarvão e disponibilidade de carbono orgânico dissolvido (COD) no solo promovida pela adição do biocarvão; ii) avaliar se a interação entre os herbicidas e o biocarvão afeta a eficiência de controle de braquiária (Brachiaria decumbens); iii) analisar a influência do biocarvão na dissipação e lixiviação de tebuthiuron e hexazinona; e iv) identificar o potencial de uso do biocarvão em POA, como suporte para catalisadores metálicos heterogêneos e como fonte de ferro para reações de Fenton, bem como avaliar o desempenho destes materiais na catálise oxidativa de hidrocarbonetos e dos herbicidas. Experimentos de sorção, (verificando a influência de biocarvões de diferentes matérias-primas e T°C de pirólise, aging e granulometria, além da avaliação em solos de texturas contrastantes), bem como de dissipação e lixiviação foram conduzidos, utilizando-se herbicidas radiomarcados. Em paralelo, a liberação de COD pelos biocarvões e pelos solos foi quantificada, enquanto que um experimento de eficiência de controle sobre braquiária em casa de vegetação foi conduzido. Os biocarvões foram, ainda, avaliados quanto ao potencial de uso como suporte para catalisadores metálicos e para reações de Fenton, avaliando-se sua performance para a oxidação dos herbicidas e de hidrocarbonetos. Apesar de não alterar a classe de lixiviação de tebuthiuron e hexazinona em curto prazo, quando considerado o efeito do aging, a presença de biocarvão de palha de cana-de-açúcar 550°C (PC550) no solo, independentemente da granulometria, pode auxiliar no manejo de herbicidas com elevada mobilidade, especialmente em solos de textura arenosa e com baixo teor de carbono. Neste caso, o herbicida tebuthiuron teve sua classificação alterada de \"molécula lixiviável\" (Kd,app < 5,0 L kg-1) para \"molécula não-lixiviável\" (Kd,app > 5,0 L kg-1). No entanto, o biocarvão de dejeto de galinha 350°C (DG350) aumenta o COD do solo, resultando na diminuição da sorção dos herbicidas. A adição dos biocarvões PC550 e DG350 ao solo não modificam a eficiência de controle de braquiária por moléculas altamente solúveis. Doses a partir das doses recomendadas em campo promovem controle eficiente, independentemente da presença ou não de biocarvão no solo. Tebuthiuron e hexazinona são moléculas recalcitrantes no ambiente, sendo muito baixas suas taxas de mineralização e de dissipação, tanto na presença como na ausência dos biocarvões PC550 e DG350. A presença de biocarvão no solo pouco influenciou a dissipação dessas moléculas. Os biocarvões PC550 e DG350 diminuem o potencial de lixiviação da hexazinona no solo de textura areia franca, mas não afetam o movimento vertical do tebuthiuron nas mesmas condições. Apesar do menor potencial para degradação de tebuthiuron e hexazinona em relação à epoxidação de hidrocarbonetos, a inserção do biocarvão para a síntese de catalisadores mostrou-se eficiente e permitiu o emprego deste material em processos de catálise industrial e ambiental, podendo auxiliar para o manejo da remediação de poluentes e contribuindo para expandir o uso do biocarvão. / Biochar amendments to soil has been claimed as a practice with agricultural and environmental advantages. Due to its high reactivity, biochar can interact with organic and inorganic soil contaminants, reducing the pollution potential of toxic elements and pesticides. However, pre-emergent herbicides efficacy can be negatively affected by biochar additions to the soil, which may impose higher doses and increase the environmental contamination risk. In addition, there may be increasing in the pesticide\'s persistence due to retention and lower availability of the molecules induced by biochar amendment to the soil. The interactions between biochar and the pesticides depend on the characteristics of the soil and the herbicide itself, besides the aging and the biochar\'s properties (biomass, pyrolysis T°C and granulometry). Tebuthiuron and hexazinone are herbicides with leaching potential and may have their fate modified due to the presence of biochar in the soil. These molecules have a high half-life time (t1/2) and biodegrade slowly in the environment. Thus, advanced oxidative processes (AOP) can accelerate the decomposition of herbicides and can be a way of incorporate biochar in chemical processes towards pollutants dissipation. We aimed to evaluate the effects of biochar amendments on tebuthiuron and hexazinone dynamics in soils, and the specific objectives were: i) to verify the sorption behavior of these herbicides in response to biochar\'s amendment from different feedstock and pyrolysis T°C, including the influence of factors such as herbicide aging on the soil, biochar particle size and availability of dissolved organic carbon (DOC) in the soil promoted by biochar addition; ii) to evaluate if the interaction between the herbicides and the biochars affects braquiária (Brachiaria decumbens) control efficiency; iii) to analyze the biochars influence on the dissipation and leaching of tebuthiuron and hexazinone; and iv) to identify the potential use of biochar in AOP as heterogeneous metal catalysts support and as a source of iron for Fenton reactions, as well as to evaluate the performance of these materials in oxidative catalysis of hydrocarbons and herbicides. Sorption experiments, (checking the influence of biochars from different feedstocks and pyrolysis T°C, aging and granulometry, as well as accessing the differences among soil textures), and dissipation and leaching experiments were conducted using radiolabeled herbicides. In parallel, the release of DOC by the biochars and soils was quantified, whereas an experiment in a greenhouse for braquiária control was conducted. The biochars were also evaluated for use as metal catalysts supports and for Fenton reactions, evaluating their performance for herbicides and hydrocarbons oxidation. Although it does not change tebuthiuron and hexazinone leaching class in short term, when considering the aging, the sugarcane straw biochar pyrolyzed at 550°C (PC550), regardless of granulometry, may be useful in the management of high mobility herbicides, especially in sandy soils with low carbon content. In this case, tebuthiuron had its classification modified from \"leachable\" (Kd,app < 5.0 L kg-1) for \"non-leachable\" molecule (Kd,app > 5.0 L kg-1). However, the biochar from poultry manure pyrolyzed at 350°C (DG350) increases the DOC content in the soil, resulting in decreased sorption of the herbicides. The additions of PC550 and DG350 to the soil does not modify the control efficiency of braquiária by highly soluble molecules. Doses higher than the recommended ones promote efficient control, regardless of the presence or absence of biochar in the soil. Tebuthiuron and hexazinone are highly recalcitrant molecules in the environment, having low rates of mineralization and dissipation both in the presence or absence of the biochars PC550 and DG350. The biochar application to the soil barely influenced the herbicides dissipation. The biochars PC550 and DG350 decrease the leaching potential of hexazinone in the sandy soil, but do not affect tebuthiuron leaching in the same conditions. Despite the lower potential for tebuthiuron and hexazinone degradation in relation to the epoxidation of hydrocarbons potential, biochar insertion in the synthesis of catalysts has been proved to be efficient, allowing the use of these wastes in industrial and environmental catalysis processes for pollutants remediation purposes and helping to expand the biochar range of uses.

Este estudo trata da determinação de esforços hidrodinâmicos em dissipadores de energia por ressalto hidráulico, e tem por objetivo avaliar as distribuições de pressões junto ao fundo do canal, no interior de uma estrutura de dissipação de energia. Através da teoria de valores extremos bivariada, pretende-se fornecer subsídios para compreensão do processo de dissipação de energia no interior do ressalto hidráulico. Aplicaram-se métodos de análise bivariada de valores extremos para explorar a variabilidade e a dependência na distribuição longitudinal das pressões registradas ao longo do ressalto, bem como a ocorrência simultânea de valores extremos de pressão para probabilidades variando de 1% a 99%. Para isto, foram utilizados dados de pressão medidas na bacia de dissipação do vertedouro da UHE de Porto Colômbia. Na modelagem da estrutura de dependência entre os extremos foram considerados os modelos paramétricos e a estimação dos parâmetros realizada, em conjunto com o parâmetro de dependência, através do método de máxima verossimilhança. Dentre os seis modelos paramétricos avaliados, os que obtiveram melhor ajuste formam o Logístico e o Negativo Logístico, onde o Negativo Logístico destaca-se obtendo o melhor ajuste para a maioria dos casos. Observou-se, em geral, dependência para as séries de pressão situadas a montante do ressalto. Quando comparadas às estimativas conjuntas de valores de pressão, para uma dada probabilidade de ocorrência, com os valores medidos de pressão, estas mostraram-se adequadas apresentando erro médio geral de 11,9%, e erro médio em relação a energia de entrada de 7%. Os resultados deste estudo foram comparados com os obtidos por outros autores que realizaram a análise das séries de pressões da UHE de Porto Colômbia através da TVE univariada e um modelo empírico para estimar a ocorrência de valores extremos de pressões para uma dada probabilidade. / The present study evaluates the hydrodynamic stress during dissipation of energy in hydraulic jump. The objective is to evaluate the distributions of pressures the bottom of the channel (inside a structure for energy dissipation). Using the theory of bivariate extreme values, the present analysis aims to clarify the process of energy dissipation inside the hydraulic design. Methods of bivariate analysis of extreme values were applied to explore the variability and the dependence in the longitudinal distribution of the pressures registered along the hydraulic jump, as well as the simultaneous occurrences of extreme values of pressure for probabilities between 1% and 99% Data were collected in the dissipation basin of the spillways of Porto Colombia's hydroelectric power plant. In modelling the dependence structure among the extreme values, parametric models, and the estimate of the parameters accomplished were considered, together with dependence parameters, by the method of maximum likelihood. Among the six parametric models evaluated, the ones that were most fit were the Logistic and Logistic Negative, with the Logistic Negative standing out for obtaining the best adjustment for most of the cases. In general, statistical dependence occurs between pressure extremes upstream of the hydraulic jump. When the pressures for a given probability of occurrence, calculated from the bivariate extremes distribution, were compared with their observed frequency of occurrence, the mean difference was about 11,9%, and mean difference in relation to the entrance energy of 7%. The results of this study were compared with the ones obtained by other authors who made analysis of series of pressures from Porto Colombia's hydroelectric power plant through the theory of Univariate Extreme Values and an empiric model to estimate the occurrences of extreme values of pressures for a given probability.

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Emanuel Fernandes de Lima / Banca: Luiz Antônio Barreiro / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a dinâmica e o controle da fotodissociação de uma molécula diatômica submetida a um potencial rugoso, o qual é aplicado em diversas áreas da ciência para modelar processos naturais, através da introdução de uma perturbação dependente do tempo e de um termo dissipativo. O estudo faz uma análise inicial das alterações que ocorrem na dinâmica de uma molécula submetida ao potencial de Morse rugoso, em seguida o sistema é perturbado através da introdução de um campo elétrico, é mostrado um estudo no potencial sem a rugosidade que consiste na criação de um mecanismo para gerar trajetórias estáveis em regiões de transição de energia, faz-se uma aplicação deste resultado visando o controle do processo de fotoassociação. Para o potencial de Morse rugoso forçado estuda-se a dinâmica do sistema, a qual revela o aparecimento de novas regiões de estabilidade na vizinhança do mínimo de potencial, a probabilidade de fotodissociação molecular para este sistema é analisada com ênfase no controle dos parâmetros (constantes do termo rugoso). Por fim introduz-se a dissipação e é feito um estudo da convergência das diversas condições iniciais para regiões específicas do espaço de fase o que mostra que a rugosidade pode ser utilizada como um mecanismo de atração de trajetórias / Abstract: The objective of this work is to study the dynamics and the control of the photodiscitation of a molecule submitted to a rough potential, which has been shown to be applied in diverse areas of science to model natural processes, through the introduction of a time and time dependent perturbation Dissipative. The study makes an initial analysis of the changes that occur in the dynamics of a molecule subjected to the rough Morse potential, then the system is disturbed by the introduction of an electric field, a study is shown in the potential without the roughness consisting in the creation of A mechanism to generate stable trajectories in regions of energy transition is made an application of this result aiming the control of the photoassociation process. For the forced roughness morse potential, we study the dynamics of the system, which reveals the appearance of new stability regions in the vicinity of the minimum potential, the probability of molecular photodissociation for this system is analyzed with emphasis on the control of the parameters Of the rough term). Finally the dissipation is introduced and an analysis is made of the convergence of the various initial conditions for specific regions of the phase space which shows that the roughness can be used with a trajectory attraction mechanism / Mestre