Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Resumo: Este trabalho teve como objetivo avaliar a variação temporal de água, no perfil do solo quando aplicado diferentes tipos de manejos do lençol freático. A relação entre o método analítico do balanço de água no perfil do solo com o teor de água no solo, medido pelo método de campo TDR, feito com o objetivo de verificar se o modelo de simulação adotado prevê corretamente a umidade do solo. As mensurações da umidade do solo pelo método de campo (TDR) e o método analítico do balanço de água (simuladas pelo DRAINMOD) foram feitos para cada operação do manejo do lençol freático (drenagem convencional, drenagem controlada e subirrigação), nos diferentes períodos agrícolas, da costa Leste do Estado da Carolina do Norte, (USA) mais propriamente na Estação de Pesquisa Tidewater, em Plymouth, NC. Em cada período agrícola foram cultivados, milho, trigo e soja. Isto permitiu a relação entre métodos de determinação do conteúdo de umidade no solo, nos diferentes tratamentos ou manejo do lençol freático e a produção das culturas específicas de cada período. O método de campo (TDR) foi realizado para uma profundidade de 0,75 m, e o método do balanço de água no perfil do solo (BAS), determinou o teor de água no perfil do solo, desde a superfície até o dreno, o mesmo que se encontrava a 1,20 m de profundidade. Ambos os métodos influenciados pelo manejo do lençol freático. (drenagem convencional, drenagem controlada e subirrigação), com suas respectivas profundidades. Os resultados obtidos mostram o conteúdo de água no solo variando de acordo com os parâmetros climáticos, entre eles precipitação e evapotranspiração potencial. Os tratamentos de manejo adotados para cada período agrícola, responderam adequadamente à variação de água no perfil do solo. Não houve diferença significativa entre a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The aim of this research was to access the temporal change on water of the soil profile when used different management of the water table. The relationship between analytical method for water content measurement and the water balance was done to verify the calibration of the DRAINMOD simulation model. The measurements of water content on the soil profile both to water balancer or TDR was done to free drainage (Dr), controlled drainage (DC) and sub irrigation (SI) for different times and crop season at the Tidewater Research Station, Plymouth, East Cost of North Carolina (USA). Corn, wheat and soybean were cultivated in different period under SI, Dr or DC management propertied for each season. Each period was measurement the water content in the profile of soil agreement with water balance analytical method and TDR field method. The results from water content for all season indicate a good correspondence with potential evapotranspiration and precipitation and for each management did not have any difference between the retained water on the soil profile, or to humidity determined for field method (TDR). The association seemed to results from the TDR and retained water on the soil profile indicates that the DRAINMOD had a good prevision for water management during the season studied. / Orientador: Affonso Maria de Carvalho / Coorientador: Reynold Waine Skaggs / Doutor

Dada a escassez de informação (principalmente de vazão) nas sub-bacias urbanas, os parâmetros das metodologias usadas no dimensionamento de uma rede de macrodrenagem são estimados a partir de características físicas, introduzindo incertezas sobre os valores corretos do parâmetro. Neste trabalho são apresentados resultados que indicam o impacto que as incertezas nos parâmetros têm sobre os valores da vazão e custo da rede, e custo estimado para redução das mesmas. Foram analisados os parâmetros das metodologias dos blocos alternados utilizada na determinação da chuva de projeto; da “Curva Número” do SCS utilizada para determinação da precipitação efetiva; e de Clark e Hidrograma Unitário Triangular (SCS) empregadas para a propagação de vazão. Também foi analisado o efeito da variabilidade espacial da chuva. Da análise de sensibilidade dos parâmetros determinou-se que para simulação distribuída da bacia, o CN resultou o parâmetro mais sensível. Por exemplo, para um incremento de uma unidade no CN foram encontradas variações de entre 8 e 10% na vazão, o que representa um incremento de 5% no custo. Também foram significativas as diferenças na chuva de projeto obtidas a partir de diferentes IDFs de postos pluviométricos próximos (diferenças de até 80% na vazão ou seja 40% no custo. Mudanças no valor do tempo de concentração somente tiveram efeito significativo na simulação concentrada da bacia; já variações do parâmetro de forma no HTA do método de Clark não tiveram efeitos sobre a vazão ou custo. Por outro lado, os custos de medição de chuva e vazão, necessários para geração da informação que permitiria reduzir a incerteza resultam menores ao impacto produzido por um erro 1% no CN, ressaltando a importância de efetuar coleta contínua de dados de vazão.

A crescente urbanização observada nas últimas décadas tem sido acompanhada por problemas relacionados a quase todos aspectos da infra-estrutura urbana. No que se refere à drenagem pluvial, a situação não é diferente. A impermeabilização gerada pelo processo de urbanização faz com que os hidrogramas se tornem progressivamente mais críticos, com maiores volumes escoados, maiores vazões de pico e menores tempos de escoamento. Agravando esta situação, o sistema tradicional de drenagem, baseado na máxima “pegar e largar depressa”, busca a eliminação da água, o mais rápido possível, através de galerias, condutos enterrados e canalizações, significando, muitas vezes, a simples transferência da cheia para as seções de jusante. A solução clássica para o problema das cheias baseiase na ampliação do sistema e/ou aumento da eficiência das redes, com custos geralmente elevados. Este trabalho apresenta um estudo experimental efetuado em trincheiras de infiltração, dentro de uma filosofia compensatória dos efeitos da urbanização. Esses dispositivos se inserem dentro de um conceito ambiental da drenagem urbana, onde se busca não mais a eliminação da água o mais rapidamente possível, mas sua valorização dentro do espaço urbano, através de dispositivos bem integrados e, preferencialmente, multifuncionais. Duas trincheiras de infiltração foram instaladas e monitoradas em uma área do IPH-UFRGS. A implantação das trincheiras baseou-se na adaptação, para as condições brasileiras, de técnicas descritas na literatura, principalmente no que se refere aos métodos construtivos e materiais utilizados, assim como aos métodos e critérios de utilização e dimensionamento. Durante o período de monitoramento e análise de dados, foram avaliados e discutidos aspectos relacionados a: condições de funcionamento, tais como magnitude do evento pluviométrico e condições antecedentes de umidade do solo; eficiência dos dispositivos; ocorrência de escoamento preferencial; custos; limitações de aplicação. Aspectos relacionados ao funcionamento do dispositivo ao longo do período de monitoramento são também discutidos, buscando avaliar seu desempenho a longo prazo, apesar do curto período de observação. Adicionalmente, um modelo numérico de simulação do funcionamento quantitativo de dispositivos de infiltração foi testado (modelo de Bouwer), sendo sugeridas modificações para torná-lo mais abrangente. As duas trincheiras mostraram-se eficientes, controlando 100% do volume escoado, mesmo para eventos de período de retorno superiores aos de projeto. Verificou-se que a metodologia de projeto gera super-dimensionamento das estruturas e que as condições iniciais de umidade do solo e as características dos eventos são fatores determinantes para seu funcionamento. Durante os 33 meses de observação da trincheira I e os 6 meses da trincheira II, não houve alterações significativas do funcionamento. Os eventos monitorados na trincheira I indicam a ocorrência de escoamento preferencial. Um ensaio destrutivo reforçou esta hipótese, além de mostrar acentuado grau de colmatação da primeira camada, em função do excessivo aporte de material em suspensão. Recomendações para utilização deste tipo de solução são apresentadas, visando estimular seu uso.

A drenagem acida de minas (DAM) gerada durante a mineração do carvão decorre em dano ambiental significativo nos ecossistemas associados à mesma. Atualmente, para resolver esta situação, sistemas ativos de tratamento, valendo-se de processos de neutralização/precipitação/sedimentação, têm sido implementados. Esses sistemas proporcionam bons resultados no tratamento da água, principalmente na correção do pH e na remoção de ferro e alumínio. No entanto, por vezes são parcialmente eficientes na remoção de manganês e sulfato. Métodos passivos de tratamento têm sido empregados como alternativa aos ativos. Destes destacam-se os banhados construídos (ou "constructed wetlands") os quais podem operar isoladamente ou associados a sistemas ativos e/ou demais sistemas passivos. Os banhados construídos, mediante mecanismos físicos e químicos controlados por meio de critérios construtivos, têm sido capazes de remover ferro, alumínio e o íon sulfato e mesmo manganês ou outros metais. Tendo-se que a DAM é um grave problema ambiental que afeta a região carbonífera do sul de Santa Catarina objetivou-se, através do presente estudo, verificar o potencial de tratamento da DAM por meio de banhados construídos enquanto etapa complementar ao processo ativo de tratamento instalado na Mina Verdinho de propriedade da empresa Carbonífera Criciúma SA. Avaliou-se o desempenho de lagoa de polimento (tratamento secundário) instalada após o tratamento ativo. Em escala piloto, observou-se o efeito do sistema construtivo (aeróbico ou anaeróbico seguido de aeróbico - misto) e do tempo de detenção (1, 10 e 20 dias) sobre parâmetros de qualidade do efluente durante o período inicial (start up) do sistema para analise da viabilidade da implantação de banhados construídos. Os parâmetros analisados foram: pH, potencial redox, oxigênio dissolvido, teor de ferro, manganês e sulfatos e demanda química de oxigênio. Os resultados demonstraram que, nas condições do experimento, o sistema mais conveniente mostrou ser a lagoa de polimento ora empregada, pois acrescentou oxigênio dissolvido e equalizou o efluente final. Em termos dos banhados construídos o sistema misto com tempo de detenção de 10 dias mostrou ser o mais adequado ao remover 21% do sulfato. / Acid mine drainage (AMD), generated during coal mining, causes a significant environmental damage over ecosystems associated. Nowadays, in order to solve this issue, active treatment systems based on neutralization/ precipitation/ sedimentation have been implemented. These systems provide favorable results on water treatment, especially over pH adjustment and iron and aluminium removal. However, are partially effective on manganese and sulfates removal. Passive treatment systems have been used as an alternative to active treatment systems. Among them, constructed wetlands stand out operating independently or associated to active and/or other passive treatment systems. Constructed wetlands, through physical and chemical mechanisms controlled by constructive criteria, have been able to remove iron, aluminium as well as sulphate ion and sometimes manganese and even other metals. According that AMD is a serious environmental hazard that affects the south coal production region of Santa Catarina it has been the objective of the present study verify the potential treatment of AMD by constructed wetlands as a complementary step of an active treatment system installed at Verdinho Mine witch belongs to Carbonifera Criciúma SA. It has been evaluated the performance of the polishing pond (secondary treatment) installed right after an active treatment plant. At pilot scale, it has been observed the effect of the constructive system (aerobic or anaerobic followed by aerobic - composed) and the detention time (1, 10 and 20 days) over some effluent parameters during the start up period of the implemented experiment in order to analyze the viability of installing constructed wetlands. The analyzed parameters were: pH, redox potential, dissolved oxygen, concentrations of iron, manganese and sulphate and chemical oxygen demand. Results demonstrated that, under experiment conditions, the most convenient system has proven to be the polishing pond in use since it increased the dissolved oxygen concentration and equalized the effluent. In terms of constructed wetlands the composed treatment system with 10 days of detention time has shown being the most convenient since it has removed 21% of sulphate concentration. Key-words: constructed wetland, acid mine drainage (AMD), mining, coal.

Este trabalho analisa a situação tecnológica do tratamento ativo de Drenagens Ácidas de Minas (DAM´s) de carvão de SC, e apresenta estudos de tratamento ativo de DAM´s na região de Criciúma-SC pelo processo NFSL-Neutralização-Floculação e Sedimentação Lamelar. Os estudos piloto (1 m³.h-¹) de neutralização com cal, floculação dos precipitados coloidais e sedimentação lamelar, com tubos inclinados em 55°, foram realizados com as DAM´s provenientes de uma boca de mina de carvão extinta (São Simão, SS-16 - 20-200 m³.h-¹) e de uma bacia de descarte de efluentes (~12.000 m³) do lavador de carvão da carbonífera COMIN e Cia Ltda (região nordeste de Criciúma). O tratamento ativo inclui etapas de neutralização da acidez das DAM´s, precipitação dos íons metálicos e conseqüente remoção dos principais íons alvo: Fe+³, Al+³ e Mn+². Na floculação foram aplicados dois reatores hidráulicos em série; o primeiro para a dispersão do polímero e geração dos flocos (Floculador Serpentinado-FS), operando com uma gradiente de velocidade (G) maior que 1.800 s-¹ (tempo de residência inferior a 6 s) e o segundo para aumentar o tamanho dos flocos, o Reator Gerador de Flocos-RGF, G ~ 1.000 s-¹. Foram realizados estudos de laboratório de parâmetros químicos e de design do sedimentador lamelar (SL) visando avaliar o efeito do ângulo de inclinação das lamelas (40, 50 e 60°) na separação sólido-líquido de flocos de hidróxidos de ferro gerados a partir da neutralização de uma solução sintética de FeC3.6H2O. Ainda, esses estudos de bancada permitiram avaliar a capacidade de neutralização (das duas DAM´s) de dois tipos de cal calcíticas comerciais e também medir a eficiência de floculação usando diferentes polímeros comerciais. Os resultados mostraram que o consumo de cal (similar com os dois agentes alcalinizantes) para neutralizar (pH 9) a DAM-SS-16 foi da ordem de 250 mg.L-¹ e de 9.300 mg.L-¹ no caso da DAM-COMIN. Foi estudada a relação entre o consumo de cal e a acidez da DAM-COMIN e foi possível determinar uma relação linear (R² = 0,999) que serve de parâmetro importante para comparação de custos operacionais no tratamento de DAM´s, já que é o insumo de maior valor. A remoção dos flocos de precipitados coloidais (Fe(OH)3) não foi eficiente para o ângulo de inclinação das lamelas em 40° devido ao arraste dos flocos para a corrente de água tratada (overflow). Entretanto, a remoção dos flocos em lamelas de inclinação 50 e 60° foi eficiente devido à melhor formação e deposição dos flocos na superfície das lamelas e, portanto promove uma maior fluidez na componente horizontal. Os estudos piloto (DAM-SS-16) foram realizados em um período de 6 meses para avaliar, entre outros o efeito do pH na remoção dos íons principalmente o íon manganês (quatro meses na DAM-COMIN). A remoção desse íon, nas condições operacionais ótimas foi da ordem de 85% em pH 7 (ficando sempre próximo dos limites de emissão do CONAMA no efluente tratado) mas foi quase completa (> 99%), para valores do pH do meio > 9. Esses resultados eram esperados pela não precipitação do hidróxido de manganês a valores de pH < 9. Por outro lado, os íons sulfato são precipitados na forma de CaSO4 (entre outras espécies hidratadas) que são sais semi-solúveis e, portanto, a remoção deste ânion fica limitada pelo equilibro em concentrações da ordem de 1800-2000 mg.L-¹, não atingindo os valores de 250 mg.L-¹ estabelecidos por alguns órgãos nacionais (CONAMA 357/05). A poliacrilamida catiônica (Flonex 9045, 5 mg.L-¹) foi o floculante mais eficiente na floculação dos precipitados coloidais em ambos efluentes e o polímero aniônico Flonex 905 SH (5 mg.L-¹) apresentou similar eficiência na DAM-COMIN provavelmente devido às elevadas concentrações de cátions metálicos contidos no efluente (> 3.000 mg.L-¹). Os estudos piloto mostraram ainda que o tempo de sedimentação não foi um parâmetro influente no arraste dos flocos na saída de água clarificada do SL e a qualidade da água tratada manteve-se elevada durante os 80 minutos de operação (4 vezes o tempo de residência do tanque). Foi realizado um estudo da influência da razão entre a velocidade de sedimentação dos flocos (Vs), gerados pelos reatores hidráulicos em série, e a taxa de aplicação superficial (ou velocidade de escoamento superficial, Ve) do tanque de sedimentação, no arraste de flocos no interior dos tubos inclinados Os resultados mostraram que uma razão mínima crítica de 4,5 Vs/Ve foi necessária para obter uma eficiente clarificação; ou seja, valor equivalente a uma taxa de aplicação superficial crítica do tanque igual a 5,5 m³.m-².h-¹. Para valores maiores dessa razão a remoção dos íons foi ineficiente (< 25% para Mn+²). Em função da qualidade dos dados e a estabilidade da planta piloto foram estimados os custos operacionais para o tratamento de ambas as DAM´s: 0,5 R$.m-³ no caso da DAM-SS-16 e 3,45 R$.m-³ no tratamento da DAM-COMIN. Este último valor pode ser reduzido após introduzir uma diluição da DAM-COMIN, com a própria água tratada, porém operando a menores taxas de aplicação. É estimada uma redução dos gastos diários de operação em aproximadamente 3,5 vezes (1,00 R$.m-³). Os resultados desse trabalho revelam que o processo NFSL apresenta-se como uma alternativa eficiente e economicamente viável ao tratamento de DAM de minas de carvão e confirma as expectativas desta alternativa na região sul do Brasil. As principais vantagens do processo NFSL são as reduzidas áreas ocupadas pelos reatores de floculação, junto com uma rápida separação sólido-líquido. A qualidade das águas tratadas pelo processo apresenta-se adequada aos limites de emissão determinados pelas resoluções nacionais (CONAMA 357/05) e estaduais (CONSEMA 128/06), podendo ainda ser aplicada em atividades urbanas e industriais de uso não nobre (lavagem de pátios e ruas, irrigação de canteiros, combate a incêndios etc.) como ser reciclada na usina de beneficiamento de carvão ou rejeito de carvão. / This work examines the technological situation of the active treatment of Coal Acid Mine drainage (DAM's) from SC and RS, and also presents studies of DAM´s active treatment in the region of the Criciúma-SC by the NFSL process: Neutralization-Flocculation and Lamella Settling. The pilot studies (1 m³.h-¹) with stages of neutralization with lime, flocculation of the colloidal precipitates and lamellar settling, with tubes inclined at 55 °, were performed (6 months) in the DAM's from a extinct coal mine (São Simão , SS-16 - 20-200 m³.h-¹) and from a disposal basin of wasted coal washing effluents (four months at COMIN Cia Ltda - Northeast Criciúma). This active staged treatment includes the neutralization of the acidity, precipitation of metal ions and subsequent removal of the main target ions Fe+³, Al+³ and Mn+². Two reactors in series were applied at the flocculation stage: the first for a rapid dispersion of the polymer and generation of flocs (Serpentina Floculator-SF, operating with a velocity gradient (G) > 1800 s-¹) and a second to increase the size of flocs formed, the Flocs Generator Reactor-FGR, (G) ~ 1000 s-¹. Studies were conducted in laboratory to evaluate chemical parameters and the effect inclination angle (40, 50 and 60 °) of the lamellae on the separation efficiency of the iron hydroxides flocs generated from the neutralization of a synthetic solution (FeCl3.6H2O). The laboratory studies comprised the neutralization capacity (in both DAM's) of two commercial hydrated limes and the measurements of the efficiency of flocculation using various commercial polymers. The results showed that the consumption of lime (similar with the two alkalizing agents) to neutralize (pH 9) the acid effluent SS-16, was the order of 250 mg.L-¹ and 9300 mg.L-¹ in the case of DAM -COMIN. More, the relationship between the lime and the acidity in DAM-COMIN was determined and a linear relationship (R² = 0.999) was obtained. This served as an important parameter for calculating the operating costs between the two different DAM's. The removal of colloidal precipitates flocs (Fe(OH)3) was not efficient for the 40 ° inclination angle of the lamella due to the drag of the flocs toward the treated water (overflow). However, an efficient removal of flocs was observed for the 50 and 60° inclination angles, this because of the rapid formation of flocs onto the plates surface and a better flocs drainage in the horizontal axis. The pilot studies were conducted in a period of 10 months to assess, among others, the effect of pH on removal of ions, mainly manganese. The removal of this ion was the order of 85% at pH 7 (always exceeding the emission standards limits in the treated effluent - CONAMA) but was almost complete (> 99%) at pH values > 9. These results were expected because of the incipient formation of manganese hydroxide at pH values < 9. The sulfate ions removal it is limited by the solubility of de CaSO4 and hydrates species, at 1800-2000 mg.L-¹ sulfate ions, this explains low removal values down to about 250 mg.L-¹. The cationic polyacrylamide (Flonex 9045, 5 mg.L-¹) was the most effective flocculant for the colloidal precipitates flocculation in both effluents and the anionic polymer Flonex 905 SH (5 mg.L-¹) showed similar efficiency in the DAMCOMIN, due to high concentrations of metal ions in the effluent (> 3000 mg.L-¹). The pilot studies showed that the settling time was not an important parameter in the drag of flocs towards the treated water outlet. Thus, the quality of the treated water by NFSL remained high during the 80 min of operation (four residence time of the tank). Also, the drag of the flocs inside the inclined tubes was found to be dependent on the ratio between the flocs settling rate (Vs) and the superficial load rate (or flow loading capacity, Ve) of the settling tank. The results showed that a minimum critical ratio of 4.5 Vs/Ve was necessary for efficient water clarity, this being equivalent to a critical superficial loading rate equals to 5.5 m³.m-².h-¹. Higher values than this ratio were deleterious for the ions removal (<25% for Mn+²). Following the quality of data obtained and stability of the pilot plant the operating costs for the treatment of both DAM's were calculated, yielding R$ 0.5 m-³ in the case of DAM-SS-16 and R$ 3.45 m-³ for the treatment of DAM-COMIN. However, if dilution of the feed acid rate is practiced, by employing the same treated water, and working at lower loading capacities, a reduction of the order of 3.5 times (R$ 1.00 by m³) can be reached. Results obtained in this study proved that the NFSL process is as an efficient and economically viable alternative for the treatment of DAM-coal mining and confirms the expectations for the application of this process in Southern Brazil. Main advantages of NFLS process are the small foot print areas required (equipments) and the rapid solid-liquid separation observed in the LS. The quality of treated water appears to be suitable and within the emission standards limits determined by National (CONAMA 357/05) and State (CONSEMA 128/06) regulations. Because of this, the treated water may be reused in urban and industrial activities such as washing of courtyards and streets, irrigation and a dust depressant or can be recycled to the same coal beneficiation plants (including tailings).

A crescente urbanização observada nas últimas décadas tem sido acompanhada por problemas relacionados a quase todos aspectos da infra-estrutura urbana. No que se refere à drenagem pluvial, a situação não é diferente. A impermeabilização gerada pelo processo de urbanização faz com que os hidrogramas se tornem progressivamente mais críticos, com maiores volumes escoados, maiores vazões de pico e menores tempos de escoamento. Agravando esta situação, o sistema tradicional de drenagem, baseado na máxima “pegar e largar depressa”, busca a eliminação da água, o mais rápido possível, através de galerias, condutos enterrados e canalizações, significando, muitas vezes, a simples transferência da cheia para as seções de jusante. A solução clássica para o problema das cheias baseiase na ampliação do sistema e/ou aumento da eficiência das redes, com custos geralmente elevados. Este trabalho apresenta um estudo experimental efetuado em trincheiras de infiltração, dentro de uma filosofia compensatória dos efeitos da urbanização. Esses dispositivos se inserem dentro de um conceito ambiental da drenagem urbana, onde se busca não mais a eliminação da água o mais rapidamente possível, mas sua valorização dentro do espaço urbano, através de dispositivos bem integrados e, preferencialmente, multifuncionais. Duas trincheiras de infiltração foram instaladas e monitoradas em uma área do IPH-UFRGS. A implantação das trincheiras baseou-se na adaptação, para as condições brasileiras, de técnicas descritas na literatura, principalmente no que se refere aos métodos construtivos e materiais utilizados, assim como aos métodos e critérios de utilização e dimensionamento. Durante o período de monitoramento e análise de dados, foram avaliados e discutidos aspectos relacionados a: condições de funcionamento, tais como magnitude do evento pluviométrico e condições antecedentes de umidade do solo; eficiência dos dispositivos; ocorrência de escoamento preferencial; custos; limitações de aplicação. Aspectos relacionados ao funcionamento do dispositivo ao longo do período de monitoramento são também discutidos, buscando avaliar seu desempenho a longo prazo, apesar do curto período de observação. Adicionalmente, um modelo numérico de simulação do funcionamento quantitativo de dispositivos de infiltração foi testado (modelo de Bouwer), sendo sugeridas modificações para torná-lo mais abrangente. As duas trincheiras mostraram-se eficientes, controlando 100% do volume escoado, mesmo para eventos de período de retorno superiores aos de projeto. Verificou-se que a metodologia de projeto gera super-dimensionamento das estruturas e que as condições iniciais de umidade do solo e as características dos eventos são fatores determinantes para seu funcionamento. Durante os 33 meses de observação da trincheira I e os 6 meses da trincheira II, não houve alterações significativas do funcionamento. Os eventos monitorados na trincheira I indicam a ocorrência de escoamento preferencial. Um ensaio destrutivo reforçou esta hipótese, além de mostrar acentuado grau de colmatação da primeira camada, em função do excessivo aporte de material em suspensão. Recomendações para utilização deste tipo de solução são apresentadas, visando estimular seu uso.

GUIMARÃES, R. C. Comparação entre duas metodologias de cálculo e propagação de vazões em coletores de redes de drenagem urbana: o método racional e equações de Saint-Venant. 2009. 114 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-08-30T16:08:37Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_rcguimaraes.pdf: 811526 bytes, checksum: e71757761f912d4e7fa7d26e9fc29654 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-08-30T16:08:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_rcguimaraes.pdf: 811526 bytes, checksum: e71757761f912d4e7fa7d26e9fc29654 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-30T16:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_rcguimaraes.pdf: 811526 bytes, checksum: e71757761f912d4e7fa7d26e9fc29654 (MD5) Previous issue date: 2009-08 / Urban drainage and collecting storm water systems are still poor in many Brazilian cities. Those systems are projected to provide a flow without inundation. The rational method is generally used to calculate flow rate and pipe diameters. The calculus and technical drawing demanded on project are made using computational tools. UFC8 is a software developed for drawing and calculus of urban drainage systems using an interface with AutoCAD®. On its dimension module, UFC8 calculates the drainage net based on the rational method for the flow rate, while on its modeling module, UFC8 calculates the flow using Saint-Venant equations. A study was made comparing these two methodologies in three different situations: two of them are possible drainage systems and the third one is a fake system. Results show different values of flow rate on a same pipe, depending of the methodology applied. These differences vary from 3% to 40%, depending with the net and diameter. / Sistemas de coleta de águas pluviais e drenagem urbana ainda são precários em muitos municípios brasileiros. Tais sistemas são projetados para proporcionarem, mesmo em chuvas torrenciais, um fluxo de água sem inundações. Projetistas comumente utilizam o Método Racional para o cálculo da vazão e dimensionamento de galerias. Os cálculos para tais dimensionamentos e a confecção de desenhos são feitos por auxílio de ferramentas computacionais. Existem poucos softwares no mercado para projetos de sistemas de drenagem urbana. Devido a essa demanda, foi pensado na criação do UFC8, programa desenvolvido para desenho e cálculo de redes de drenagem urbana com interface em AutoCAD®. Em seu módulo de dimensionamento, o UFC8 calcula a rede pela Metodologia Racional enquanto que em seu módulo de simulação, é possível modelar a rede computacionalmente e calcular a propagação da vazão nas galerias utilizandose das Equações de Saint-Vennant, podendo a rede ser dimensionada por tais valores calculados. É feito um comparativo entre as duas metodologias no que concerne à propagação do fluxo no interior das galerias e dimensionamento hidráulico das mesmas para três situações distintas, duas reais e uma fictícia. Os resultados mostram que a diferença dos valores da vazão em um mesmo coletor para as duas metodologias aplicadas variam de uma faixa de 3 a 40%, dependendo da rede e do diâmetro.

SALES, R. J. M. Estudos hidráulicos e hidrológicos de amortecimentos de cheias do riacho Alagadiço, Fortaleza, CE. 2011. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T16:44:27Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rjmsales.pdf: 2837889 bytes, checksum: b080033500cfba05b984f37c422e4704 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-01T15:44:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rjmsales.pdf: 2837889 bytes, checksum: b080033500cfba05b984f37c422e4704 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T15:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rjmsales.pdf: 2837889 bytes, checksum: b080033500cfba05b984f37c422e4704 (MD5) Previous issue date: 2011-07-12 / Recently, engineering researches which deal with urban drainage are proposing the use of computational tools in order to anticipate peak discharges of watersheds and the hydraulic behavior of drainage network system. The use of hydrological and hydraulic computer modeling ensures the minimization of errors in the engineering design process, as well as an increase in quality of the drainage planning work.Therefore, the actual study uses two well know drainage computer codes HEC-HMS and SWMM to design structures to decrease discharge peaks in a watershed situated in a critical area of Fortaleza with respect to floods.This watershed is located west of the city of Fortaleza and at drains the Alagadiço stream, which is also the name of the basin. Computer simulation were performed using return periods of 20, 50 e 100 year with and without the presence of dams using both HEC-HMS andSWMM.It was proposed three dams and they were simulated separately and altogether.Result of the simulation showed that the presence of only two dams, caused a significant decrease in flood peaks. According the HEC-HMS this reduction was 24%. According to SWMM, this reduction was 42%. This study is a contribution to the use of computer models in designing urban flood control structures. / Nos últimos anos, pesquisas que envolvem o tema drenagem urbana vêm introduzindo substancialmente a idéia do uso de modelos computacionais que simulam os picos de cheias das bacias hidrológicas e o comportamento hidráulico da rede de drenagem da bacia. Com o uso da modelagem hidráulico-hidrológica podem ser minimizados erros de dimensionamento de projeto, bem como otimizar o planejamento de obras de infra-estrutura com modelos mais detalhados e com menores incerteza, aumentando o nível de confiabilidade da obra. Assim sendo, nesta pesquisa foram escolhidos dois softwares, já bastante conceituados nos estudos de drenagem urbana, o HEC-HMS e o SWMM, para a análise das suas aplicabilidades no estudo hidráulico-hidrológico de amortecimento de cheias em uma das áreas críticas sujeitas a alagamento no município de Fortaleza. A área está localizada a oeste da cidade, e é delimitada pelas áreas de contribuição do riacho Alagadiço, que dá nome a bacia do estudo. Intencionando a atenuação dos picos de chuva da área, foram feitas simulações com e sem o uso de reservatórios de detenção para os tempos de recorrência de 20, 50 e 100 anos. Para tanto foram testados o uso de três reservatórios em possíveis pontos de acoplamento, onde foram feitas aplicações sem o uso de reservatórios, com o uso dos três reservatórios separadamente, em pares e em conjunto os três. Dos resultados, observou-se que apenas dois dos reservatórios obtiveram uma diminuição considerável para a minimização dos problemas de inundação da bacia do riacho Alagadiço, sendo obtida uma redução do pico de cheias de até 24%, segundo os resultados do HEC-HMS e 42% pelos dados do SWMM, utilizando os dois em conjunto. Por fim, confirma-se a credibilidade no uso das ferramentas computacionais HEC-HMS e SWMM em obras de infra-estrutura urbana, com níveis bastante relevantes de detalhamento da bacia. Este estudo é um passo inicial para o desenvolvimento de novos projetos de infra-estrutura como o uso de modelos computacionais hidráulico-hidrológicos.

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-03T17:34:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: a pedido on 2014-11-04T16:07:25Z (GMT) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-04T16:45:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-18T14:44:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-18T14:44:35Z (GMT). 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A simulação da alteração das amostras de rochas foi realizada através de ensaios de alteração acelerada com o uso do Extrator Soxhlet e também a partir do ensaio de resistência do material à intempérie por inundação. Para efeito de comparação, as amostras rochosas também foram ensaiadas com água destilada e solução de sulfato de sódio, esta última apenas utilizada no ensaio de resistência do material à intempérie por inundação. Os métodos laboratoriais consistiram de caracterização tecnológica dos litotipos, com ensaios de determinação dos índices físicos, de resistência ao choque e a carga pontual e abrasão Los Angeles. A avaliação da alteração das amostras foi realizada através da comparação dos resultados das análises físico-química (CE, pH, Eh e temperatura) e mineralógica do lixiviado antes e após os ensaios no extrator Soxhlet, e também a partir da analise química e mineralógica das amostras de rochas antes e após os ensaios. Complementando a análise da alteração foi realizado o comparativo de perda de massa das amostras de rochas. Ao final dos ensaios utilizando o extrator Soxhlet verificou-se através das análises dos difratogramas e composição química das rochas, que o metadolomito foi a rocha que sofreu maiores alterações, e que a DAR foi o lixiviado que demostrou uma maior tendência para promover as respectivas alterações. Contudo, a quantificação da alteração a partir da perda de massa sofrida para cada litotipo identificou que a amostra que mais sofreu alteração foi o basalto, e que as maiores alterações ocorreram com as amostras lixiviadas com água destilada. Para os ensaios de resistência à intempérie as soluções lixiviantes apresentaram comportamentos diferenciados para a alteração em cada litotipo estudado, impossibilitando assim definir qual solução que foi mais agressiva e qual litotipo foi mais alterado. _____________________________________________________________________ / ABSTRACT: Acid rock drainage (ARD) originates from the oxidation of sulfide minerals. The ARD has a high concentration of heavy metals and consequent high values of electrical conductivity. In most instances it has a pH value below 3, providing the formation of an oxidative environment with an Eh of 500 mV or above. The present study aims to investigate the likely changes that cause the ARD to appear in rocky materials (gravel) for use in geotechnical works. The ARD used in the study was produced from kinetic column leach soil samples from the Pyrite Mine in Ouro Preto – MG. The lithotypes studied were gneiss rock, the metadolomite and basalt. The simulation in the rock samples was conducted by tests of accelerated with the use of the Soxhlet extractor as well as from the test material's resistance to weathering. For a comparison, the rock samples were also tested in distilled water and sodium sulfate solution, the last only used in the test of resistance to weathering. Before to starting the tests, the rock samples were characterized technologically with assays physical indexes, shock resistance the load point and the Los Angeles abrasion. Analysis of the samples was performed by comparing the results of physical-chemical (EC, pH, Eh and temperature), chemical and mineralogical leachate before and after the tests, in addition to assessing the chemical and mineralogical constitution of samples of rocks before and after the tests. An analysis of the comparative mass loss of the rock samples was performed. At the end of experiment using a Soxhlet extractor, it was found by analysis of the diffraction patterns and chemical composition of the rocks, the rock metadolomite has suffered major changes, and the DAR leachate was demonstrated that a greater tendency to promote their changes. However, the quantification of the change from the loss in mass for each lithotype identified that the sample that suffered alteration was basalt, and that the greatest changes occurred with the samples leached with distilled water. For the tests of resistance to weathering the leaching solutions had different behaviors for the change in each lithotype studied, thus making it impossible to define which solution was more aggressive, which was more lithotype changed.