Resumo: Neste trabalho, um estudo experimental do escoamento em cavidades abertas, para diferentes razões de aspecto e números de Reynolds, foi realizado. Para a condução da campanha de ensaios, um canal de superfície livre em circuito fechado foi projetado e construído. Testes de qualificação foram conduzidos, com o propósito de verificar as características vibratórias do aparato e a qualidade do escoamento na seção de testes. A partir dos dados coletados nessa etapa, modificações foram introduzidas no projeto, melhorando significativamente as condições de funcionamento do dispositivo. Em seguida, os ensaios das cavidades abertas, propriamente ditos, foram executados. Para a determinação qualitativa dos padrões de escoamento encontrados em cavidades rasas e profundas, visualizações de escoamento foram realizadas, utilizando-se, como traçadores, corante líquido e partículas sólidas em suspensão. Com uma iluminação adequada, as duas técnicas foram capazes de fornecer elementos importantes para a identificação topológica deste tipo de escoamento. Além disso, medições de velocidade local e instantânea foram realizadas, dentro e fora das cavidades, com o auxílio de uma sonda ADV (acoustic Doppler velocimetry). Os resultados obtidos foram analisados fisicamente e comparados com dados experimentais e numéricos da literatura, apresentando excelente concordância / Abstract: In this work, an experimental study of the flow inside open cavities, for different aspect ratios and Reynolds numbers, was performed. To carry out the experimental runs, a closed-circuit free-surface water channel has been designed and built. Qualification tests have been conducted to verify the vibrating characteristics of the device and the quality of the flow in the test section. From the data collected in this stage, constructive changes have been proposed and executed in the apparatus, improving significantly its operational conditions. Soon after the open cavities tests have been performed. For qualitative determination of the fluid motion inside deep and shallow cavities, flow visualizations techniques have been implemented using as tracers liquid dye and solid micro-particles in suspension. With the help of an adequate illumination system, both techniques were able to provide important information about the topological structure of the flow. Measurements of local instantaneous speed have also been performed within and outside the cavities by means of an ADV probe (acoustic Doppler velocimetry). The results have been physically analyzed and compared with available experimental and numerical data. An excellent agreement has been reached / Orientador: Sérgio Said Mansur / Coorientador: Edson Del Rio Vieira / Banca: João Batista Campos Silva / Banca: Aristeu da Silveira Neto / Mestre

Resumo: A rede viária é fundamental para o desenvolvimento das atividades florestais. As estradas florestais são importantes vias de acesso às florestas, servindo para viabilizar o tráfego de mão-de-obra e dos meios de produção necessários para implantação, proteção, colheita e transporte dos produtos florestais. A construção inapropriada e a manutenção inadequada das estradas são as principais causas da erosão, logo, os sedimentos das estradas florestais carreados para os cursos d'água representam impactos ambientais negativos aos recursos naturais. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar diferentes sistemas de redes viárias florestais em função dos custos e do risco de erosão. Para a identificação das redes viárias e quantidade de camalhões no sistema de drenagem, utilizou-se o programa computacional SIG-GRASS. O camalhão pode ser um recurso de controle de erosão em estradas florestais, por isso foi estudado uma classificação de distância entre camalhões para manter o fator topográfico LS igual a 1. A aplicação do modelo teórico de distância entre camalhões desenvolvido neste trabalho possibilita dimensionar corretamente o número de camalhões necessários para controlar o risco de erosão em estradas florestais não pavimentadas. Foram estimados os custos anuais de estradas para diferentes sistemas de redes viárias florestais (Ortogonal 1, Ortogonal 2, Readequada 1, Readequada 2 e Nível). Os custos anuais de estradas são compostos pela depreciação, custos de manutenção, custos de oportunidade do capital e custos de oportunidade da terra. O principal custo de estrada da rede viária Ortogonal 1 e 2 foi a manutenção. Entretanto, nas redes viárias Readequada 1 e 2, e Nível o principal custo de estrada foi o custo de oportunidade de capital. Conseqüentemente, com um planejamento adequado da rede viária florestal,...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A roadway system is essential for forest activities development. Road forests are important access ways to the forest areas, being a useful tool to facilitate workers and vehicles traffic to implementation, protection, harvesting and transport of forest products. Roads inappropriate building and maintenance are the main causes of erosion; therefore, road forest sediments carried by water courses represent negative environmental impact to natural resources. Therefore, this study aimed to evaluate different roadway forest systems in function of costs and erosion risk. The software SIG-GRASS was used for road system identification and cross drains quantification in drainage system. Cross drains could be a resource used to control erosion in forest roads network. Thus, it was studied a classification of distances between cross drains to maintain a LS topographic factor equal 1. Theoretical model application for distance between cross drains may help correctly measurement of cross drain numbers necessary to control erosion risk in unpaved forest roads. Annual costs of roads in different roadway forest networks were estimated (Orthogonal 1, Orthogonal 2, Readequacy 1, Readequacy 2 and Level). Annual costs of roads are composed by depreciation, maintenance costs, capital opportunity costs and land opportunity costs. The main cost of Orthogonal roadway system 1 and 2 was the maintenance. Otherwise, in Readequacy 1 and 2, and Level roadway system the main road cost was with capital opportunity. Consequently, with an adequate forest roadway network planning the costs with maintenance could be reduced, roads life span could be increased and reduce negative impacts caused by roads, mainly erosion and sediments accumulation in rivers. / Orientador: Paulo Torres Fenner / Coorientador: Helmer Schack-Kirchner / Coorientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Banca: Carlos Cardoso Machado / Banca: Elias José Simon / Banca: Alessandro Antonangelo / Banca: Jair Rosas da Silva / Doutor