Os condutores horizontais dos sistemas de coleta de esgotos sanitários, no Brasil e em quase todos os países do mundo, tem sido dimensionados considerando-se o escoamento em regime permanente, o que na realidade não ocorre. Sabendo-se que o escoamento no interior destes condutores acontece em regime não permanente, caracterizado pelo movimento de ondas, devido a aleatoriedade de uso dos aparelhos. Neste trabalho, apresentamos o estudo do escoamento não permanente, verificado, nos ramais e coletores dos sistemas de coleta de esgotos sanitários de edifícios residenciais. As equações diferenciais da continuidade e da quantidade de movimento, que regem este escoamento, são resolvidas pelo método das características. Apresentamos, também, os resultados e análise de várias simulações do programa de computador desenvolvido com base no método das características pelo professor Swaffield, da Universidade Heriot-Watt, Escócia. Os dados de entrada para estas simulações foram obtidos a partir de ensaios laboratoriais de algumas configurações de ambientes sanitários brasileiros, também apresentados neste trabalho. Os resultados destas simulações mostram que a consideração do escoamento em regime não permanente, possibilita a redução dos diâmetros dos ramais e coletores, e consequentemente, a redução dos custos destes sistemas. / Usually horizontal waste pipes of Building Drainage Systems, in Brazil and almost all of countries in the world, are dimensioned considering a steady flow, that does not exist. The random use of the sanitary appliances connected to the Drainage Systems of the building is the responsible for the unsteady flow. We present a study of unsteady partially filled pipeflow for drains and sewers. The differential equations of continuity and motion are solved via the method of characteristics. We present, also, the results and analysis of several simulations using a computational program developed by Prof. Swaffield-Heriot - Watt University, Scotland. The data entry were obtained through laboratorial tests which considered brazilian bathroom configurations, presented in this work. The results show us that the consideration of unsteady flow conduct to the reductions of horizontal waste pipes diameters, consequently to the reduction of the Building Drainage Systems costs.

O processo de acelerada expansão urbana observado no Brasil a partir de meados do século XX, sem planejamento adequado, resultou em ocupação de áreas de risco de inundações urbanas por parte da população de baixa renda, gerando prejuízos sociais. Além disso, potencializou-se o risco de inundações por meio da impermeabilização do território, supressão da mata ciliar e retificação e canalização dos córregos. Com vistas à redução no risco de inundações em áreas urbanas, faz-se necessário, além da adoção de medidas mitigadoras nos locais assolados pelo problema, um disciplinamento adequado do uso e da ocupação do solo nas áreas ainda não urbanizadas da bacia, abordando a questão da drenagem. No entanto, o planejamento territorial urbano não é atribuição do sistema gestor de recursos hídricos, mas do município como um todo, de modo que há vários setores da gestão municipal que devem ser envolvidos nesse processo. Em meio a diferentes prioridades, a questão da drenagem urbana não tem sido satisfatoriamente abordada. Nesse contexto decisório a respeito do planejamento, é fundamental, portanto, que haja uma metodologia que possa conciliar os julgamentos divergentes e, por vezes, conflitantes acerca da alternativa mais adequada de uso e ocupação do solo. Os sistemas de suporte à decisão multicriteriais permitem contornar este problema, além de possibilitarem trabalhar com critérios incomensuráveis, de modo que se configuram como uma opção promissora para o planejamento territorial urbano. O objetivo deste trabalho foi justamente aplicar três métodos diferentes de análises multicriteriais ao planejamento de uso e ocupação do solo de uma bacia hidrográfica ainda em urbanização (rio Mineirinho, em São Carlos - SP) para escolher uma alternativa de uso e ocupação do solo dentre três possíveis. A primeira consistia em um futuro provável com base no histórico de urbanização da bacia e no Plano Diretor Municipal; a segunda, idem, com o acréscimo de um reservatório proposto no Plano Diretor de Drenagem Urbana de São Carlos; e a última propunha medidas de adequação da ocupação urbana ao sistema natural de drenagem. Dever-se-iam considerar os julgamentos de diferentes atores sociais e buscar a redução no risco de inundações urbanas. Um dos métodos utilizados, o Processo Analítico Hierárquico foi considerado menos adequado ao problema proposto que os outros dois (fuzzy-TOPSIS e fuzzy-ELECTRE). E apesar da dificuldade encontrada em realizar uma reunião com um conjunto de seis diferentes atores sociais para debater seus pontos de vista acerca de critérios de escolha e alternativas de uso e ocupação do solo na bacia, foi possível verificar as preferências do conjunto. Em geral, deseja-se alguma intervenção estrutural significativa para mitigar o problema das inundações, como o reservatório proposto no Plano Diretor de Drenagem Urbana de São Carlos. Embora os participantes da pesquisa tenham mostrado interesse pela proteção ambiental, não preferiram, em comparação às demais, a alternativa de uso e ocupação do solo que favorecia a adequação da ocupação urbana ao sistema natural de drenagem. / The process of accelerated urban expansion observed in Brazil from the second half of the 20th century on, without adequate planning, resulted in the occupation of areas with risk of flooding by the population of lower income, what caused social loss. Besides, waterproofing of the territory, suppression of the riparian forest, and straightening and channeling of rivers increased the risk of flooding. In order to reduce this risk in urban areas, in addition to adopting mitigating measures on the spots affected by the problem, it is necessary to discipline the use and occupation of the soil where it has not yet been urbanized, taking into consideration the drainage matter. However, urban territory planning is not only attributed to the managers of the water systems, but to the city as a whole. This way, there are various sectors of the municipal management that should be involved in this process. Among different priorities, the matter of urban drainage has not been satisfactorily discussed. Thus it is fundamental to find a method to conciliate divergent judgements about the most adequate alternative for the use and occupation of the soil. The multicriteria decision support systems are able to do this and to work with incommensurable criteria, and therefore they are a promising option to apply in the context of urban territory planning. The main objective of this work was precisely using three different methods of multicriteria analysis in the planning of the soil use and occupation of the Mineirinho watershed (São Carlos - SP), which is still in the midst of an urbanization process, in order to choose one of the three possible alternatives of soil use and occupation. The first one consisted on a probable future, based on the watershed urbanization history and the Municipal Directive Plan; the second one, idem, with the addition of a reservoir proposed in the Urban Drainage Directive Plan of São Carlos; and the last one presented measures to adequate the occupation of the basin to the natural drainage system. The judgement of different social actors and the reduction of the urban flooding risk should be taken into account. One of the used methods - the Analytic Hierarchy Process (AHP) - was considered less suitable to the proposed problem than the other two (fuzzy-TOPSIS and fuzzy-ELECTRE). And although there was some difficulties to hold a meeting with a group of six different social actors who would debate their points of view concerning the choice criteria and the alternatives of soil use and occupation, it was possible to verify the preferences of the group. In general, they want a significant structural intervention to mitigate the urban flood problem, like the reservoir proposed in the Urban Drainage Directive Plan of São Carlos. In spite of the fact that the social actors showed interest for the environmental protection, they did not prefer, when comparing to the other alternatives, the one that most favored the adequacy of the urban occupation to the natural drainage system.

A presente pesquisa analisa as intervenções realizadas no âmbito do Programa Social e Ambiental dos Igarapés de Manaus - PROSAMIM, ocorridas entre os anos de 2006 e 2014 na cidade de Manaus. O programa teve como áreas de intervenção os igarapés da região central da cidade, historicamente ocupados por moradias em palafitas, afetadas pelas cheias do Rio Negro, e se caracterizou pela implantação de grandes dispositivos de macrodrenagem que produziram reassentamentos e atendimentos habitacionais diversos. O estudo parte da recuperação histórica sobre a urbanização da cidade em associação ao tema da precariedade urbana nesta porção da Amazônica Ocidental, em grande medida afetada pela oscilação do Rio Negro. Mereceram destaque na análise do programa, as soluções de drenagem urbana e habitacionais implantadas pelo PROSAMIM ao longo de suas diferentes etapas, além de um debate sobre as repercussões sociais ambientais das intervenções, oficialmente utilizadas para a legitimação dos objetivos do programa. / The present study proposes an approach to the PROSAMIM - Social and Environmental Program of the Igarapés of Manaus - PROSAMIM, occurring between the years 2006 and 2014 in the city of Manaus. The program had for intervention areas the igarapés (watercourses) of the central region of the city, historically occupied by dwellings on stilts, affected by the floods of Rio Negro, characterized by the implantation of great devices of macrodrainage that produced equivalent amounts of residential resettlements. The study addresses a historical recovery on the urbanization of the city in association with the theme of urban precariousness in this part of the Western Amazon, to a great extent affected by the oscillation of the Rio Negro. The analysis of the program, the urban drainage and housing solutions implemented by PROSAMIM throughout its different stages, and a debate on the environmental social repercussions of the program, officially used to legitimize the program\'s objectives, were highlighted.

Novas medidas de controle das vazões excedentes surgiram nos últimos anos e buscam contornar as mudanças nos ciclos hidrológicos, imitando e mantendo as condições naturais existentes antes dos processos de urbanização. Uma dessas alternativas, conhecida genericamente pelo nome de reservatório de armazenamento, procura reter parte do escoamento superficial gerado durante as precipitações, para depois fazer sua devolução de forma lenta e gradual aos leitos dos córregos e rios, atenuando o pico dos hidrogramas e redistribuindo as vazões ao longo do tempo. Uma das variáveis desse reservatório de armazenamento, que permanece seco entre eventos chuvosos, é denominado de reservatório de detenção e constitui-se o objeto deste trabalho. Sua implantação e utilização são discutidas por meio das experiências da CDHU, através de estudos de casos reais, onde prova-se que a incorporação desse novo dispositivo de drenagem urbana é ainda um assunto polêmico, para o qual técnicos, governantes e população estão despreparados. É legítimo o anseio da sociedade por medidas sustentáveis e ambientalmente corretas, na qual os reservatórios de detenção se enquadram, porém sua implementação por força de medidas legais, muitas vezes, tem sido realizada de forma pouco conseqüente, sem planejamento e ponderação quanto às dificuldades e implicações dessa atitude. Denota-se também, a necessidade de avaliação da eficiência destes dispositivos e de normatização das formas de aplicação, dimensionamento, operação e manutenção. Além disso, é necessário a sensibilização, a conscientização e a educação em todos os níveis, pois existem paradigmas a serem quebrados e obstáculos a serem vencidos. Ao final do trabalho, sugere-se um pequeno roteiro com diretrizes gerais para incorporação dos reservatórios de detenção em novos empreendimentos, com o intuito de orientar e facilitar a utilização desses dispositivos, melhorando sua aceitação pela sociedade. / New stormwater control techniques have emerged during last years, trying to mimic and keep the natural conditions of hydrologic cycle. One of these measures, known as storage facility, detains part of the rainfall runoff to release it at controlled rates downstream, attenuating the hydrograph peak and redistributing the volume over a certain period of time. The focus of this report is the detention basin, a storage facility designed to empty out between runoff occurrences. Its insertion and use are discussed through CDHU experiences, based on real cases, where the results show that this new urban drainage control system is still a polemic issue, for what technicians, governments and population are unprepared. Society’s concerns about sustainable and environmentally correct measures, inside which detention pond is placed, are rightful, however its implementation in the course of legal procedures has been made carelessly, unplanned and without considerations of difficulties and impacts. In addition, evaluation of its performance along with regulation of using forms, dimensioning, operation and maintenance are also required. Moreover, sensitiveness, consciousness and education related to detention basin should be improved, since there are paradigms to be broken and obstacles to win. At the end of this report, it is suggested some guidelines to incorporate detention basins in new land development, not only to facilitate and instruct the use of this structure, but also to improve society’s acceptance.

A construção de barragens de terra sobre formações geológicas permeáveis constitui um dos mais sérios desafios da engenharia de barragens. Neste tipo de projeto, as principais variáveis que devem ser analisadas são a vazão, o gradiente de saída e a subpressão, todas decorrentes da percolação de água pela fundação. Este trabalho apresenta um estudo acerca da eficácia dos dispositivos de controle da percolação a partir de análises paramétricas realizadas em uma barragem típica utilizando o método dos elementos finitos através do programa SEEP/W. Nestas análises foram variadas as características dos dispositivos e a anisotropia hidráulica do maciço de fundação. Verificou-se que a trincheira de vedação parcial é extremamente ineficaz, que o tapete impermeável à montante apresenta cerca de 60% de eficácia para relações entre o comprimento do tapete e a largura da base da barragem da ordem de 1,70 e que a trincheira de vedação total associada aos dispositivos de drenagem constitui a solução mais eficaz no controle das variáveis vazão, gradiente de saída e subpressão. / The construction of earth dams on pervious geologic formations constitutes one of the most serious problems of the engineering of dams. In this type of project, the main variables that must be analyzed are the discharge, the exit gradient and the uplift pressure, all decurrent ones of the water seepage for the foundation. This work presents a study on the effectiveness of devices of control of the seepage from parametric analyses carried through in a typical dam using the method of the finite elements through program SEEP/W. In these analyses the characteristics of the devices and the hydraulic anisotropy of the foundation mass had been varied. It was verified that the cut-off trench of partial is extremely inefficacious, that the impermeable blanket to the sum presents about 60% of effectiveness for relations between the blanket length and the width of the base of the dam of the order of 1.70 and that the cut-off trench of associated to the drainage devices constitues the solution most effective in the control of the variables discharge, exit gradient and the uplift pressure.

No Brasil, o processo de urbanização caracterizou-se pela falta de planejamento e infraestrutura adequada, potencializando os impactos advindos das enchentes e inundações. Para mitigá-los, é necessária a realização de estudos hidrológicos que busquem compreender e representar o comportamento da bacia hidrográfica frente aos eventos chuvosos. Uma das ferramentas mais utilizadas para a execução dessa tarefa são os Sistemas de Suporte à Decisão (SSDs) aplicados na área de recursos hídricos, destacando-se o Sistema de Suporte a Decisões para Análise de Ondas de Cheias em Bacias Complexas (ABC6). O ABC6 caracteriza-se por ser um software brasileiro, gratuito e apresentar diversos modelos de determinação da precipitação efetiva e de geração de hidrogramas sintéticos. Quando os dados hidrológicos da área de estudo, como precipitação e vazão, encontram-se disponíveis, os parâmetros desses modelos podem ser determinados. Caso contrário, faz-se necessário estima-los por meio de formulações empíricas, sendo questionável a aplicação dessas formulações em áreas com características diferentes às de sua determinação. Dessa forma, a proposta do presente trabalho consistiu em avaliar o desempenho dos modelos presentes no ABC6, utilizando suas formulações empíricas para estimar o tempo de concentração e os parâmetros dos modelos de precipitação efetiva e de geração de hidrogramas sintéticos de uma bacia hidrográfica em processo de urbanização. Os resultados obtidos colocaram em xeque a validade dos valores dos parâmetros sugeridos em literatura técnica, do modelo do SCS para a determinação da precipitação efetiva e das rotinas de cálculo do ABC6 para os modelos de Horton e de Green-Ampt. Os resultados demonstraram a necessidade da atualização das rotinas de cálculo presentes no ABC6, de forma a torna-lo mais robusto, e da elaboração de um manual técnico detalhado de suas rotinas computacionais, orientando ao usuário de forma a extrair o máximo de sua potencialidade em estudos hidrológicos. Demonstrou-se, também, a necessidade de estudos regionalizados, de forma a incorporar as características e peculiaridades de cada região aos parâmetros a serem utilizados. / In Brazil, the urbanization process was characterized by the lack of planning and adequate infrastructure, strengthening the arising of floods and flooding. In order to mitigate them, it is necessary to conduct hydrological studies that seek to understand and represent the behavior of the watershed when facing rainfall events. One of the most used tools to perform this task is the Decision Support Systems (DSS) applied in the water resources area, highlighting the Decision Support System for Flood Wave Analysis in Complex Watersheds (ABC6). The ABC6 is characterized by being a free Brazilian software and it presents many models to determine the effective precipitation and to generate synthetic hydrographs. When the hydrological data of the study area are available, such as precipitation and flow, the models parameters can be determined. Otherwise, it is necessary to estimate them through empirical formulations so that the application of these formulations is questionable in areas with different characteristics from those of their determination. Thus, the purpose of this study was to assess the performance of the models presented in ABC6 by using their empirical formulations in order to estimate the time of concentration and the model parameters of effective precipitation and synthetic hydrograph generation for a watershed in the process of urbanization. The results put into question the validity of the parameters values suggested in the technical literature of the SCS model, which is used for the effective precipitation determination and the ABC6 calculation routines for models of Horton and Green-Ampt. The results presented the need of updating the calculation routines presented in the ABC6 in order to make it more robust, and the need of the elaboration of a detailed technical manual of its computational routines, guiding the user in order to make the most of its potential in hydrological studies. In addition, it has been demonstrated a need for regionalized studies in order to incorporate the features and characteristics of each region to the parameters to be used.

A mineração do carvão no sul de Santa Catarina se desenvolve há mais de um século e a falta de gerenciamento ambiental nos empreendimentos mineiros causou significativas alterações de qualidade nos recursos hídricos superficiais e subterrâneos da Bacia Hidrográfica do Araranguá. Além da alteração na qualidade das águas, fenômenos de abatimento de minas subterrâneas ocasionaram o fraturamento das camadas sobrejacentes, e permitiram a ampliação dos processos de circulação dos sistemas aquíferos com corpos hídricos superficiais. Como objetivo de melhorar o entendimento sobre os impactos na qualidade das águas e nas condições de fluxo subterrâneo, foram analisadas amostras das águas de 9 poços do Sistema Aquífero Rio Bonito, 4 poços do Sistema Aquífero de Leques Aluviais e 6 amostras de águas superficiais das mesmas microbacias onde estão instalados os poços. As análises hidroquímicas indicam uma predominância de águas bicarbonatadas cálcicas e sódicas, que quando em contato com a drenagem ácida de mina são transformadas em águas sulfatadas. Os valores isotópicos de δ2H e δ18O das amostras evidencia semelhança com a composição isotópica das águas meteóricas, contribuindo com a hipótese da forte interação da água subterrânea com as águas freáticas e superficiais, que ocorre devido à tectônica rúptil que afeta as litologias gonduânicas, e é intensificada pela presença das minas de subsolo. / Coal mining in southern Santa Catarina has been developed over a century and the absence of environmental management in mining projects caused significant quality changes in the surface and underground waters of the Araranguá Basin. In addition to the change in water quality, collapses have occurred in underground mines which caused the fracturing of overlying layers and allowed the expansion of aquifer systems and its integration with surface waters circulation processes. In order to better understand the impacts on water quality and groundwater flow conditions, samples of 9 wells from Rio Bonito Aquifer System, 4 wells from Alluvial Fan Aquifer System and 6 from surface waters of the same catchments were analyzed. Hydrochemical analysis indicates a predominance of calcium and sodium bicarbonate waters which when in contact with acid mine drainage are transformed into sulfated waters. The isotopic values δ2H and δ18O shows similarity to isotopic composition of meteoric waters, contributing to the hypothesis of the strong interaction between groundwater, waters from water table and surface waters, which occurs due to the ruptured tectonics affecting gondwana lithologies and it is intensified by the presence of underground mines.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na drenagem ácida de mina a contaminação pelo manganês é notável e se caracteriza como um dos principais problemas ambientais vivenciados pela indústria mineradora. Este elemento tem sido frequentemente encontrado em concentrações muito acima do limite permitido para o lançamento que, de acordo Resolução CONAMA No. 430, é de 1,0 mg/L. Neste contexto, a precipitação oxidativa com KMnO4, quando empregada para recuperação e remoção do manganês, se destaca como um processo promissor. Neste trabalho, a primeira etapa constou de um planejamento estatístico onde foi possível a avaliação da influência de parâmetros de processo e a modelagem empírica da precipitação oxidativa do Mn II em amostras preparadas em laboratório. Foram avaliados quatro parâmetros: a dose de KMnO4, o pH, o tempo de reação e a concentração da solução de KMnO4. Apenas a dose de KMnO4, o pH e a interação entre estes dois fatores apresentaram influência significativa sobre o processo de precipitação oxidativa do manganês. Na etapa de otimização, a análise do aspecto das superfícies de resposta, descritas por modelos matemáticos empíricos, permitiu avaliar as combinações entre o pH e a dose de KMnO4 que contribuem para uma maior eficiência do processo. Os melhores resultados foram obtidos para doses de KMnO4 de 1,63 mg KMnO4/mg Mn II em pH 3,0 e 1,54 mg KMnO4/mg Mn II em pH 5,0. As remoções de manganês observadas nestas condições foram 99,84% e 99,90% respectivamente, para uma concentração inicial de 100 mg/L. Posteriormente, o estudo cinético do processo utilizando soluções de Mn II preparadas em laboratório, mostrou que a precipitação do manganês com KMnO4 apresenta a vantagem de ser rápida. A concentração de Mn II decresceu exponencialmente atingindo limites inferiores a 1,0 mg/L em menos de 10 minutos de reação. A cinética da reação foi favorecida com a elevação do pH. Os precipitados formados apresentaram baixa cristalinidade com pequenas diferenças morfológicas em função do pH do meio, sendo a fase mineralógica encontrada a birnessita (MnO2), de acordo com espectroscopia RAMAN. Estas observações experimentais estão de acordo com os resultados da modelagem realizada com o programa PHREEQC, na qual a presença do óxido de manganês MnO2 foi confirmada nas fases birnessita, pirolusita e nsutita. Na etapa final, amostras de drenagem ácida oriundas de uma antiga mina de urânio desativada foram caracterizadas quimicamente e submetidas ao tratamento com KMnO4 em escala laboratorial. A caracterização das amostras mostrou que os parâmetros que estão fora da especificação segundo a legislação são o manganês, o fluoreto e também o pH. Além disso, as concentrações de cálcio, alumínio e sulfato são relativamente elevadas. O ensaios de precipitação oxidativa foram conduzidos em valores de pH 3,0, 5,0 e 7,0. Em pH 7,0 o processo mostrou-se mais eficiente, não apenas em relação a remoção de Mn II, que alcançou níveis de aproximadamente 99 %, mas também em termos da velocidade de reação, sendo o equilíbrio atingido em 10 min de reação. Verificou-se uma remoção mais significativa dos outros componentes como ferro, alumínio e urânio na etapa de ajuste do pH para 7,0 com NaOH. Os precipitados formados na etapa de oxidação não apresentaram cristalinidade, contudo foram identificadas as fases birnessita (MnO2), hausmanita (Mn3O4) e manganita (MnOOH), de acordo com espectroscopia RAMAN. Além do manganês, foram detectados nos precipitados: alumínio, cálcio, zinco, urânio, terras raras, oxigênio e flúor. A simulação com o PHREEQC permitiu a identificação das fases termodinamicamente possíveis em cada etapa do processo. Na etapa de ajuste de pH foram formadas, principalmente, fases contendo ferro, urânio, alumínio e o manganês. A etapa de adição do agente oxidante foi caracterizada por remoções de manganês nas fases birnessita (MnO2), bixbyita (Mn2O3), hausmanita (Mn3O4), manganita (MnOOH), nsutita (MnO2), pirolusita (MnO2) e cálcio na forma de fluorita (CaF2) / The manganese contamination present in acid mine drainage is outstanding as one of the main environmental issues experienced by the mining sector. This element has been frequently found in concentrations much higher than the allowed limit for discharge which is 1.0 mg/L according to Brazilian legislation, CONAMA No. 430. In this context, the oxidative precipitation by KMnO4, when employed to recover and remove manganese is a promising process. In this work, throughout a statistical design it was possible to assess the influence of process parameters as well as the empirical modeling of oxidative precipitation of Mn II in laboratory prepared samples. The experiments consisted of evaluating four parameters: the KMnO4 dose, pH, reaction time and concentration of KMnO4 solution. Only the dose of KMnO4, the pH and the interaction between these two factors have shown significant influence. In the optimization stage, by observing the aspect of the response surfaces, described by empirical mathematical models, it was possible to find out the combinations between pH and KMnO4 dose that could increase the process efficiency. The best results were obtained throughout trials conduct at pH 3.0 with KMnO4 ratio of 1.63 mg KMnO4/mg Mn II and at pH 5.0 with ratio of 1.54 mg KMnO4/mg Mn II. The manganese removals under these conditions were 99.84% and 99.90%, respectively. Subsequently, the kinetics study was carried out by using solutions of Mn II prepared in the laboratory. The results have shown that the precipitation of manganese by KMnO4 has the advantage of being fast. The concentration of Mn II decreases exponentially reaching the lower limit of 1.0 mg/L around 10 minutes of reaction. Additionally, the kinetics of the reaction is favored with increasing pH. The produced precipitates have low crystallinity and show slight morphologic differences according to the pH assessed. The main mineral phase identified by RAMAN spectroscopy was birnessite (MnO2). These experimental observations match with the modeling results performed withPHREEQC, in which the presence of manganese oxide MnO2 was identified as birnessite, pyrolusite and nsutita. In the final step, samples of acid mine drainage originated from one former and inactive uranium mine were chemically characterized and underwent with KMnO4 in bench scale. The samples characterization showed that manganese, fluoride and the pH are beyond limits set by legislation. Furthermore, the calcium, aluminum and sulphate are present in relatively high concentrations. The oxidative precipitation trials were carried out at pH 3.0, 5.0 and 7.0. At pH 7.0 the process was more efficient for the removal of Mn II, which accomplished levels of approximately 99%, and also in terms of reaction rate, the equilibrium was achieved within 10 min of reaction. Under the same condition i.e., at pH 7.0, there was an increase in the removal of other components such as iron, aluminum and uranium. The precipitates formed were not crystalline; nevertheless it was possible to identified the phases birnessite (MnO2), and possibly hausmanita (Mn3O4) and manganite (MnOOH) by RAMAN spectroscopy. Besides manganese, the species aluminum, calcium, zinc, uranium, rare earths, oxygen and fluorine were also detected in the precipitated. The simulation with PHREEQC enabled the identification of thermodynamically possible phases at each stage of the process. In the step of pH adjustment, essentially, phases containing iron, uranium, manganese and aluminum are formed. The adding of KMnO4 is characterized by manganese and calcium removal as birnessite (MnO2), bixbyite (Mn2O3), hausmaninte (Mn3O4), manganite (MnOOH), nsutite (MnO2), pyrolusite (MnO2) and fluorite (CaF2).

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Jansen Mikami.pdf: 3198153 bytes, checksum: 6a277457317456e313f7f86a96cd4474 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / The use of recycled aggregates for producing concrete has been studied as a way to reuse construction waste. However, these aggregates may contain contaminants that may cause the leaching of pollutants, especially in open places, such as floors and sidewalks. Thus, the objective of this study was to verify the releasing of sulfates and heavy metals in the water by leaching of pervious concrete made of recycled aggregates. Six types of aggregates were produced with uniform granulometric distribution. One of the aggregates was conventional aggregate and the other ones were recycled aggregates. For each type of aggregate, containing different ceramic contents, concrete specimens were made. To perform the leaching test, pervious concrete specimens were immersed in ultrapure water, which was renewed after 24, 48, 168 and 384 h from the start of the test. The leached water was analyzed for pH, electrical conductivity, alkalinity, chemical oxygen demand (COD), total solids, sulfates and potentially toxic elements (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). It was verified that all concretes produced had a permeability coefficient above the minimum recommended value for use as a pervious pavement, of 0,10 cm.s-1. However, the maximum compressive strength obtained was 10,15 MPa, not reaching the minimum for use in pavements (20 MPa). The incorporation of ceramic material in the aggregate resulted in an increase in water absorption. The leaching tests showed that the pH of the concrete leachate remained alkaline, reaching an overall average value of 11,5. The electrical conductivity throughout the experiment increased, demonstrating that the concrete continued to release ions over the 16 day period. The mean sulfate concentration in the leachate varied between 21,3 and 71,7 mg.L-1 after 24 h of the test, gradually reducing until the last sampling, in which the concentration was between 2,4 and 21,6 mg.L-1. No direct relationship between the sulfate concentration and the ceramic content in the aggregate was observed. However, it was visually verified that a specimen was contaminated with gypsum, implying a sulfate concentration five times higher than the other samples of the same treatment, increasing the mean of the treatment. Significant quantities of chromium were detected in the leachate, mainly of the concrete made with 100% ceramic aggregate, which released 0,083 mg.L-1 of chromium. In all treatments, cadmium concentrations in the leachate were between 0,009 and 0,113 mg.L-1, exceeding the maximum limit of 0,005 mg.L-1, established by Brazilian Standard (NBR) 10004:2004. / O uso de agregados reciclados na confecção de concretos tem sido estudado como uma forma de reutilizar os resíduos da construção civil. Entretanto, esses agregados podem conter contaminantes, havendo o risco da lixiviação de poluentes, principalmente em locais expostos ao ambiente, como pisos e calçadas. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi verificar a liberação de sulfatos e metais pesados na água pela lixiviação de concreto permeável confeccionado com agregados graúdos reciclados. Seis tipos de agregados foram produzidos com distribuição granulométrica uniforme, sendo um agregado convencional e os demais agregados reciclados. Para cada tipo de agregado, contendo diferentes teores de cerâmica, foram confeccionados corpos de prova de concreto. Para a realização do teste de lixiviação, corpos de prova de concreto permeável foram imersos em água ultrapura, sendo esta renovada após 24, 48, 168 e 384 h do início do ensaio. A água lixiviada foi analisada quanto ao pH, condutividade elétrica, alcalinidade, a demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais, sulfatos e elementos potencialmente tóxicos (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). Verificou-se que todos os concretos produzidos apresentaram coeficiente de permeabilidade acima do valor mínimo recomendado para uso como pavimento permeável, de 0,10 cm.s-1. No entanto, a resistência à compressão máxima obtida foi de 10,15 MPa, não atingindo o mínimo para utilização em pavimentos (20 MPa). A incorporação de material cerâmico no agregado resultou em um crescente aumento na absorção de água. Os testes de lixiviação demonstraram que o pH do lixiviado de concreto se manteve alcalino, atingindo um valor médio geral de 11,5. A condutividade elétrica ao longo do experimento aumentou, demonstrando que o concreto continuou a liberar íons ao longo do período de 16 dias. A concentração média de sulfato no lixiviado variou entre 21,3 e 71,7 mg.L-1 após 24 h de ensaio, reduzindo gradualmente até a última coleta, na qual a concentração se situou entre 2,4 e 21,6 mg.L-1. Não foi constatada relação direta entre a concentração de sulfato e o teor de material cerâmico no agregado. No entanto, verificou-se visualmente que um corpo de prova estava contaminado com gesso, o que implicou em uma concentração de sulfato cinco vezes superior às demais amostras do mesmo tratamento, elevando a média do tratamento. Foram detectadas quantidades significativas de cromo no lixiviado, principalmente do concreto confeccionado com agregado 100% cerâmico, que liberou 0,083 mg.L-1 de cromo. Em todos os tratamentos verificaram-se concentrações de cádmio no lixiviado entre 0,009 e 0,113 mg.L-1, ultrapassando o limite máximo de 0,005 mg.L-1, estabelecido pela Norma Brasileira (NBR) 10004:2004.

Praticamente toda cana-de-açúcar produzida no Estado de São Paulo é cultivada em condições de sequeiro e o aproveitamento de novas áreas para a sua produção, nas quais haja necessidade de drenagem, torna-se importante. O dimensionamento de sistemas de drenagem agrícola baseado apenas na experiência prática do projetista tem levado a freqüentes insucessos. Para o dimensionamento racional, é necessário se conhecer a velocidade mínima de rebaixamento do lençol freático a ser proporcionado pelos drenos, o que depende da sensibilidade de cada cultura. Assim, este trabalho tem como objetivos determinar o efeito de diferentes velocidades de rebaixamento do NF, em diferentes estádios de desenvolvimento da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em 64 lisímetros, em um delineamento experimental de blocos casualizados, arranjado em um fatorial de (3 x 5 + 1), sendo 3 estádios de desenvolvimento, 5 velocidades de rebaixamento do NF mais uma testemunha que não sofrerá estresse por excesso de umidade. Os resultados obtidos permitiram a obtenção de um critério de drenagem para o cálculo do espaçamento de drenos utilizando equações de movimento não permanente. A produtividade e seus componentes expressos em valores médios de massa verde de colmos, massa seca dos colmos, massa verde dos ponteiros, massa seca dos ponteiros, massa verde total e massa seca total não foram afetados pelas velocidades de rebaixamento de 0,30 m em 3, 6, 9, 12 e 15 dias. Entre os índices fisiológicos avaliados a condição de inundação das parcelas proporcionada pelas diferentes velocidades de rebaixamento do NF não interferiu nos valores médios da taxa de crescimento absoluto, taxa de assimilação liquida e na taxa de crescimento da cultura. Já a razão de área foliar, a taxa de crescimento relativo, e área foliar especifica apresentaram diferenças significativas para os períodos. O valor médio de Brix obtidos nas plantas que sofreram estresse pelo encharcamento no período de 305 DAP sob uma velocidade rebaixamento de 0,30 m em 12 dias apresentou valor médio de 16,03 % de brix, inferior e significativamente diferente dos demais períodos e velocidades. As parcelas inundadas aos 67 dias após o plantio apresentaram valores de pH no solo superiores aos demais períodos 210 e 305. Os valores médios de potenciais de oxiredução aumentam a medida que reduz o teor de umidade do solo. Os valores médios de oxigênio dissolvido aumentaram ao longo dos períodos de avaliação. Ocorreu uma redução e estabilização nos valores médios das leituras com o decorrer dos dias de avaliação. Em experimentos onde se tem uma limitação de material é possível utilizar uma mesma folha da canade- açúcar para determinar o potencial de água na folha. No entanto há a necessidade de proteger o local da fração foliar destacada com um papel alumínio. Os valores médios de potencial de água na folhas não se apresentaram diferentes estatisticamente entre as parcelas submetidas à inundação, assim como, quando comparados as parcelas sob irrigação. A severidade dos cincos velocidades de rebaixamentos não refletiu nos teores dos macronutrientes na folhas das plantas. / Almost all sugar cane produced in the State of Sao Paulo is grown under rainfed conditions and the exploration of new cultivated areas, were there is a need for drainage, becomes important. The design of agricultural drainage systems based only on practical experience of the designer has led to frequent failures. For the rational sizing, it is necessary to know the minimum speed of lowering the water table to be provided by the drains, which depends on the sensitivity of each crop. Thus, this study aims to determine the effect of different speeds of lowering the water table, at different development stages of sugar cane. The experiment was conducted in 64 lysimeters in a randomized blocks design, arranged in a factorial of (3 x 5 + 1), of three development stages, five speed of lowering the water table and a control that did not suffer stress by excess moisture. The results enabled to obtain a criteria of drainage for calculating the spacing of drains using no permanent motion equations. The yield and its components expressed in average values of green mass of stalks, dry weight of stalks, green mass of top, top of dry mass, total mass green and total dry mass were not affected by lowering speeds of 0,30 m 3, 6, 9, 12 and 15 days, no differences between them and not the control. Among the avaliated physiological indexes the flood condition of the plots provided by the different speeds of lowering of the water table did not interfere in the average values of absolute growth rate, net assimilation rate and growth rate of the crop. Whereas the leaf area ratio, the relative growth rate and specific leaf area showed significant differences for the periods. The average value of Brix obtained in plants that have suffered stress by flooding in the period of 305 DAP under lowering a speed of 0,30 m in 12 days showed a mean value of 16,03% of Brix, and significantly different than the other periods and speeds. The plots flooded for 67 days after planting showed pH values in soil higher than other periods 210 and 305. The average values of potential oxiredution increase with the reduction of the moisture content of soil. The average values of dissolved oxygen increased over the evaluation periods. And a reduction and stabilization in the average of the readings over the course of days evaluation. In experiments where there is a limitation of material one can use a single leaf sheet of sugar cane to determine the potential of water on the sheet. However there is a need to protect the site of the fraction leaf with an aluminum sheet. The average values of water potential in leaves did not show statistically different between plots subjected to flooding as well as, when compared to plots under irrigation. The severity of the five speeds, did not reflected in lower levels of macronutrients in the plant leaves.