Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-28T14:14:07Z No. of bitstreams: 1 150523.pdf: 3214863 bytes, checksum: 423a8ab01ab2b5675a5f97b870d038e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T14:14:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 150523.pdf: 3214863 bytes, checksum: 423a8ab01ab2b5675a5f97b870d038e0 (MD5) Previous issue date: 1978-12 / Através de ensaios de laboratório, pesquisou-se o efeito da eletro-osmose em solos finos sob dois diferentes prismas: a eletro-drenagem e o eletro-endurecimento. Com relação ao eletro-endurecimento, soluções de produtos químicos foram injetadas por eletro-osmose em amostras de solo e observados os efeitos nos limites de Atterberg. Com respeito à eletro-drenagem, amostras de um argila orgânica foram adensadas sob diversos gradientes elétricos, e seus comportamentos observados durante a compressão primária e a secundária. Para este estudo experimental, duas diferentes aparelhagens foram projetadas para que se cumprissem os objetivos acima mencionados. Uma descrição detalhada de tais aparelhagens é fornecida. Experiências de campo e de laboratório realizadas por vários autores foram examinadas, e seus principais aspectos evidenciados de forma a servirem como guia para futuras aplicações. / By using laboratory experiments, electro-osmosis in fine grained soils was surveryed under two dffferent aspects: the electro-drainage and the electro-hardenig. In relation to the electro-hardening, solutions of chemical products were injected into soil specimens by electro-osmosis, and the effects on the limits of Atterberg observed. With respect to electro-drainage, specimens of an organic clay were consolidated under electric gradients, and their behavior observed during primary and secondary compression. For this experimental study, two different apparatus were designed to accomplish the objectives above mentioned. A detailed description of the equipment is given. Past field and laboratory experiments have been reviewed, and the main features were summarized to serve as a guide for future applications.

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Submitted by Luiza Kleinubing (luiza.kleinubing@udesc.br) on 2018-03-09T19:22:38Z No. of bitstreams: 1 Adilson Gorniack.pdf: 6942832 bytes, checksum: b0118a91763fb10f437f4fc04d9105b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T19:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adilson Gorniack.pdf: 6942832 bytes, checksum: b0118a91763fb10f437f4fc04d9105b6 (MD5) Previous issue date: 2014-12-11 / In Brazil the breakneck pace of urbanization caused by migration from the rural area to the cities impact particular the urban basins, underfunded of a specific regulation as for example, Urban Draining Plans, has its hydric dynamic completely modified when compared with a rural basin. This acceleration of migration creates great fragilities in several social areas, as health, housing, education, security, among others. All those previous characteristics of fragilities, for sure, the urban draining is “neglected” to a second plan. So, chained to this process is the occupation of fragile areas as the inundation plains and hillsides, canalizations and ratification of natural water curses, deforestation, seal soil that together produce significant changings in the environment and, by consequence in the rain running. Among the produced changings, the inundations are negative highlighted. The current dissertation has the intention to describe the ways to insert a new “modus operandi” to the pluvial water draining management in the hydrographic basin of the Itapocu River, that encounter to contribute to the environment harmonization and its natural environment building process. Resources from the civil, environmental, sanitary, social sciences and architecture engineering, a methodology is proposed to define the minimal permeability rate that associated to the compensatory measurements ranking, notable, to the sizing of a infiltration trench, implements the control of flowing to the molds of the afforested basin, preurbanization. Founded on urban draining sustainable philosophies and of the “Small and Beautiful” or “The small is wonderful”, this “modus operandi” states as results, basing the data of the largest city of the basin, Joinville, a former economy – 1990 to 2013, rank of R$ 1.300.000,00 (one million three hundred thousand reais) and current around 70% per lot to the implementation of the draining system.Advocate yet, in the sense of updating of NBR 10.844/1989 contemplating the principle of the sustainable urban draining in its dimension “source control”. / No Brasil o acelerado processo de urbanização derivado da migração do campo para a cidade impacta de sobremaneira as bacias urbanas, que carentes de uma regulação específica como, por exemplo, Planos de Drenagem Urbana, tem sua dinâmica hídrica completamente alterada quando comparada com uma bacia rural. Essa acelerada migração gera uma série de fragilidades nas mais diversas áreas sociais, como saúde, habitação, educação, segurança, dentre outras. Diante das características prementes dessas fragilidades, por certo, a drenagem urbana fica ?negligenciada? a um plano secundário. Assim, acorrentada a esse processo está a ocupação de áreas frágeis como planícies de inundações e encosta de morros, canalizações e retificação de cursos naturais de águas, desmatamento, impermeabilização excessiva do solo que juntos produzem significativas mudanças no ambiente natural e, por conseguinte, no escoamento das águas das chuvas. Entre as mudanças produzidas, destacam-se de forma negativa as inundações. A presente dissertação tem por fito descrever os caminhos para inserir um novo ?modus operandi? na gestão do escoamento das águas pluviais na bacia hidrográfica do Rio Itapocu, que venha contribuir na harmonização do ambiente construído e do meio natural. Com recursos advindos da engenharia civil, florestal, ambiental, sanitária, ciências sociais e ainda arquitetura, propõe-se uma metodologia para definição da taxa de permeabilidade mínima que associada à hierarquização de medidas compensatórias, notadamente, ao dimensionamento de uma trincheira de infiltração, efetiva o controle do escoamento aos moldes da bacia florestada, pré-urbanização. Alicerçado nas filosofias da drenagem urbana sustentável e do ?Small is Beautiful? ou ?O pequeno é maravilhoso?, esse ?modus operandi? apresenta como resultados, tendo por base os dados do maior município da bacia, Joinville, uma economia pretérita ? 1990 a 2013, da ordem de R$ 1.300.000,00 (um milhão e trezentos mil de reais) e presente de cerca de 70% por lote na implantação do sistema de drenagem. Advoga ainda, no sentido da atualização da NBR 10.844/1989 contemplando o princípio da drenagem urbana sustentável em sua vertente ?controle na fonte?

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:17:05Z : No. of bitstreams: 1 000865825.pdf: 33966612 bytes, checksum: 6d6b38cef8dfccb96168a99545797b93 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Les points des confluents des rivières constituent-ils comme d'environnements lesquels les changements dans la structure de flux et dans le transport des sédiments sont considérés continus. Sont des locaux où les réseaux de drainage sont complexes, surtout, dans la relation entre la matière et l'énergie. Une échange proportionné par la combinaison des flux et de standards différents. Cette dynamique particulière peut être influencée par des aspects écologiques, jusqu'à la planification spatiale et l'occupation de l'espace. L'objectif principal de cette recherche a été d'analyser l'environnement des points du confluent en considéraient les aspects géomorphologiques et hydrosédimentaires, et d'évaluer l'influence de ces aspects sur les échelles locales et régionales. Cette recherche considère que la morphologie des points du confluent est conditionnée aux aspects du réseau du drainage comme les géogrammétriques (surface, circularité, densité du drainage, angule de la confluent), hydrosédimentologiques (régime de la décharge liquide et solide, et charge transporté) et géologiques. Pour répondre à tel objectif, nous avons premièrement évalué la qualité des données géomorphométrique extraite à partir des modèles variés : Modèle Numérique de Terrain (MNT) qui considère des méthodes distinctes pour l'acquisition des donnes (capteur) commme l'échelle utilisée (résolution), ensuite nous avons évalué les aspects géomorphométriques du réseau de drainage. Nous avons effectué la régionalisation et estimé les débits moyens et de la production des sédiments suspendus, tant pour le drain principal du bassin versant présenté dans l'étude, autant que pour ses affluents. Également ont été évalués les confluents sur le terrain, pour obtenir les données relatives à la structure de flux, la morphologie, et la composition granulométrique, importants pour la... / As confluências de canais constituem ambientes com alterações contínuas na estrutura de fluxo e no transporte de sedimentos. São locais na rede de drenagem em que operam complexas interações entre matéria e energia, proporcionadas pela combinação de fluxos de padrões diferentes. Esta dinâmica peculiar pode influenciar desde aspectos ecológicos até questões de planejamento espacial e de ocupação do espaço. O objetivo principal desta pesquisa foi analisar os ambientes de confluência considerando os aspectos geomorfológicos e hidrossedimentares, e avaliar a influência de fatores locais e regionais sobre estes aspectos. Esta pesquisa parte do pressuposto que a morfologia das confluências está condicionada aos aspectos da rede de drenagem como os geomorfométricos (área, índice de circularidade, densidade de drenagem, ângulo de confluência e entre outros), hidrossedimentólogicos (regime de descarga líquida e sólida, e carga transportada) e geológicos. Para alcançar tal objetivo, primeiramente avaliou-se a qualidade dos dados geomorfométricos extraídos de diferentes Modelos Digitais de Elevação considerando os distintos métodos de aquisição (sensores) e a escala (resolução), para em seguida avaliar aspectos geomorfométricos da rede drenagem. Realizou-se também a regionalização e estimativa de vazões médias e da produção de sedimentos suspensos, tanto para o canal principal da bacia hidrográfica estudada, quanto para os seus afluentes. Também foram avaliadas algumas confluências em campo, a fim de obter dados relativos à estrutura do fluxo, a morfologia e a composição granulométrica, essenciais para a compreensão da dinâmica local das confluências. E por fim, todos os resultados obtidos foram analisados por meio de técnicas de mineração de dados para a avaliação da influência dos aspectos regionais e locais na configuração das confluências. Para este estudo, tomou-se como exemplo a bacia... / River channel confluences are sites with continuous changes in the flow structure and the sediment transport. Confluences are also places in the river network operating complex interactions between material and energy, provided by the combination of different patterns flows. This particular dynamic can influence since ecological aspects to spatial planning considerations and occupation of space. The main objective of this research is to analyse the confluence environments considering the geomorphological and hydro-sedimentary aspects and evaluate the influence of local and regional factors on these aspects. This research assumes that the morphology of confluences is conditioned by aspects of river network as geomorphometric (basin size, circularity, drainage density, confluence angle and others), hydrosedimentological (liquid and solid discharge regime and load transported) and geological. To achieve this objective, first it evaluated the quality of geomorphometric data extracted from different Digital Elevation Models considering the different acquisition methods (sensors) and the scale (resolution), to then evaluate geomorphometric aspects of river networks. It also conducted regionalization and estimation average flow and production of suspended load, both the main channel of the studied watershed, and for its tributaries. Also it was evaluated some confluences in the field work to obtain data concerning about flow structure, morphology and granulometric composition essential for understanding the local dynamics of the confluences. Finally, all the results were analysed using data mining techniques for assessing the influence of regional and local aspects in the configuration of confluences. For this study, it took as example the Ivaí watershed, as this has a dam free condition on your main channel and the heterogeneity of its physiographics properties that influence the variability in geomorphological and hydro-sedimentary aspects...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-20Bitstream added on 2014-06-13T18:58:45Z : No. of bitstreams: 1 garcia_mrb_me_ilha.pdf: 2235758 bytes, checksum: dc2c5501c21582455f75aec091bf5c22 (MD5) / Historicamente, o acelerado processo de urbanização e o crescimento das cidades, têm sido realizados de forma insustentável com deterioração da qualidade de vida e do meio ambiente. No Estado de São Paulo, a maior parte das cidades instaladas em terrenos constituídos por solos de textura arenosa e relativamente profundos apresenta erosão por ravinas e voçorocas em suas áreas urbanas e de expansão urbana A Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande, que segundo a Política Estadual de Recursos Hídricos corresponde à Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI 15), apresenta problemas ambientais que contribuem para a degradação ambiental, entre eles a alta suscetibilidade dos solos à erosão, o crescimento desordenado dos municípios, o assoreamento dos corpos d´água e a escassez dos recursos hídricos, além do escasso recurso financeiro através do FEHIDRO – Fundo Estadual de Recursos Hídricos, destinado a execução de obras e elaboração de estudos e principalmente pela grande demanda de recursos financeiros para combate e controle da erosão urbana na UGRHI 15. Conforme estabelecido no Plano de Bacia (IPT, 2003), para prevenção e defesa contra a erosão do solo, inundação e o assoreamento dos corpos d’água no período de 2003 a 2010, foram previstos recursos superiores a R$ 22,9 milhões, sendo aplicados no período de 2003 a 2008, com Recursos do FEHIDRO, nas áreas urbanas e rurais, cerca de 8,2 milhões, valor este muito inferior aos 22,9 milhões previstos para ser investido no período de 2003 a 2010. Este trabalho tem o objetivo de analisar e investigar as metas e ações preconizadas e implementadas pelo Plano de Bacia, por meio de formalização de convênios com o FEHIDRO – Fundo Estadual de Recursos Hídricos, quanto à definição... / Historically, the accelerated process of urbanization and the growth of cities has been accomplished from form unsustainably with deteriorating of the quality of life and the environment. In Sao Paulo State, most of the cities installed on land made of sandy soils and relatively deep, have eroded ravines and gully in their areas and urban expansions. The Turvo/Grande Hydrographic Basin presents environmental problems that contribute to the degradation of water resources, including the high susceptibility to soil erosion, uncontrolled growth of cities, the siltation of water bodies, the scarcity of water resources and also by the amount distributed, with funds from FEHIDRO, for the refurbishment and preparation of studies and mainly by strong demand for financial resources to combat and control urban erosion in UGRHI 15. According to established in the Basin Plan (IPT, 2003), of the prevention and protection against soil erosion, flooding and silting of water bodies from 2003 to 2010 were provided more resources to R$ 22.9 million, being applied the period 2003 to 2008, with resources FEHIDRO in urban and rural areas, about 8.2 million, a figure far below the expected to be invested in the period 2003 to 2010. This study aims to examine and investigate the goals and actions recommended and implemented by the Basin through formal agreements with the FEHIDRO - State Fund for Water Resources, regarding the definition of strategic priorities, aiming to mitigate erosion in zone urban and around municipalities based in UGRHI 15 - Water Resources Management Unit, since 1996, when began the prioritization of actions and uses of funds FEHIDRO by the Turvo/Grande Watershed Committee

Orientador: Archimedes Perez Filho / Banca: Iandara Alves Mendes / Banca: Cristina Helena Ribeiro Rocha Augustin / Resumo: Esta pesquisa tem por objetivo analisar, de forma quali-quantitativa, a rede de drenagem da bacia hidrográfica do Rio Bom Sucesso (Bahia), partindo do pré-suposto de que as drenagens de ambientes semiáridos são pouco eficientes no processo de evolução das superfícies de aplainamento. Busca também estabelecer as relações entre a rede de drenagem e a elaboração de compartimentos geomorfológicos por meio dos diferentes padrões de drenagem. Para tanto, a abordagem sistêmica foi adotada como método de análise por se entender que os componentes do sistema interagem entre si, favorecendo a elaboração de formas de relevo que evoluem no decorrer do tempo. A unidade de análise espacial escolhida está inserida em uma área de atuação do clima semiárido, onde poucas pesquisas de cunho geomorfológico foram desenvolvidas. Os resultados demonstraram que a atuação do clima quente e seco favoreceu a elaboração de uma vasta superfície de aplainamento que se encontra organizada em três níveis topográficos distintos, sendo que os níveis superior e intermediário estão conservados e o nível inferior, dissecado. As características morfológicas e morfométricas da rede de drenagem indicam que se trata de uma bacia hidrográfica cuja atuação dos canais fluviais, em geral, é pouco eficaz na dissecação do relevo, porém, a interação desta com a geologia local favoreceram graus de dissecação diferenciados, o que resultou na formação de seis compartimentos geomorfológicos. Por meio das características dos compartimentos, afirma-se que estes exibem formas que comumente são encontradas no quente e seco. No entanto, formas de relevo como topos suavemente convexos e vertentes convexas foram identificadas e que, provavelmente, estão relacionados a processos azonais. Os procedimentos técnicos e metodológicos empregados contribuíram para que esses resultados fossem alcançados e, sugere-se que, novos métodos sejam aplicados / Abstract: This research aims to analyze, in quali-quantitative form, the drainage network of the river basin Bom Successo (Bahia), starting from the presupposition that the drainage of semi arid environments are less efficient in evolution process of planning surfaces. It also points to establish the relationship between the drainage network and the elaboration of geomorphological compartments through the different drainage patterns. For this, the system approach was adopted as a method of analysis to understand that system components interact with each other, favoring the elaboration of landforms that evolute in the course of time. The unit of spatial analysis chosen is inserted in a field of semiarid climate, where few geomorphological surveys were developed. The results showed that the performance of the hot and dry climate favors the elaboration of an extensive planning surface that is organized into three distinct topographic levels, whereas the upper and intermediate levels are preserved and the lower level, dissected. The morphological and morphometric characteristics of the drainage network indicate that this is a watershed whose performance, in general, is not very effectual in dissecting the relief, nevertheless, the interaction of that with the local geology favored different degrees of dissection, which resulted in the formation of six geomorphological compartments. Through the compartments features, it is said that they exhibit shapes which are commonly encountered in hot and dry. However, landforms as tops gently convex and convex hillsides have been identified and are probably related to non zonal processes. The technical and methodological procedures employed contributed to these results were achieved and it is suggested that new methods are applied in order to better understand the influence of the drainage network in the evolution of the modeled of semi arid regions / Mestre

O manejo de águas pluviais deve contemplar não somente os aspectos quantitativos mas também os aspectos qualitativos. Neste enfoque, o presente trabalho objetivou pesquisar a hipótese da viabilidade da integração, com sinergia no aspecto construtivo e econômico, dos controles da quantidade e da qualidade de água na macrodrenagem urbana, com experimentação em um estudo de caso. O trabalho consistiu em cinco etapas metodológicas: (i) obtenção de dados da área de estudo; (ii) atualização da relação densidade habitacional (DH) x área impermeável (AI), por sua importância como dado de entrada no modelo utilizado para otimização; (iii) estabelecimento do volume de controle qualitativo em função da área impermeável; (iv) definição das restrições das vazões de saída para a bacia de estudo em função das áreas impermeáveis contribuintes e da existência de reservatórios; (v) otimização das soluções. O estudo foi aplicado à bacia do Moinho em Porto Alegre-RS, sub-bacia do arroio Dilúvio, com intensa urbanização. A atualização da relação DH xAI baseou-se em doze bairros com características distintas de ocupação demonstrando uma alteração significativa da taxa de impermeabilização. Após o estabelecimento do volume de controle qualitativo específico, pela regra dos 90%, no intuito de reter e tratar os eventos frequentes de chuva, deu-se início a otimização das soluções utilizando o sistema SSDDrU proposto por Cruz (2004). As simulações contemplaram a manutenção do controle quantitativo para o controle qualitativo e o compartilhamento de volumes pelo somatório dos volumes quantitativo e qualitativo. Os custos obtidos para os cenários otimizados foram atualizados e a situação de apenas restringir a saída pela manutenção do volume quantitativo foi inviabilizada, gerando maiores volumes a jusante e custos exorbitantes para esta configuração. Verificou-se que a situação de compartilhamento de volumes resultou na diminuição de custos em relação à consideração da ampliação total e à condição de manutenção do controle quantitativo. Tal resultado demonstra a aplicabilidade da metodologia proposta ao planejamento urbano com ganhos ambientais inexistentes na solução tradicional. Vale ressaltar que pela configuração proposta os custos foram reduzidos em 11,5% com 75,0% de aproveitamento dos reservatórios em relação à configuração inicial caracterizada apenas pelo controle quantitativo. / Stormwater management must consider both quantitative and qualitative aspects. In this context, this study aimed to investigate the feasibility of integrating controls of quantity and quality of water in urban drainage, with synergy between constructive and economic aspects, using experiments on a case study. The work consisted of five methodological steps: (i) data collection from the study area; (ii) update of the relationship between housing density (DH) and impervious area (IA), given their importance as input in the model used for optimization; (iii) establishment of the water quality control according to the impervious area; (iv) definition of constraints of the output flows for the study basin as a function of the impervious areas and the presence of reservoirs; (v) optimization of solutions. The study was applied to the Moinho stream basin in Porto Alegre, Rio Grande do Sul State, sub-basin of the Dilúvio stream, under intense urbanization. The update of the DH/IA ratio was based on twelve neighborhoods with distinctive occupancy characteristics, indicating a significant increase in the impervious area rate. After establishing the specific water quality control volume, by the 90% rule, in order to retain and treat the frequent rainfall events, we started optimizing solutions using the SSDDrU system proposed by Cruz (2004). Simulations included maintaining the quantitative control for the qualitative control and the sharing of volumes by summing quantitative and qualitative volumes. Costs obtained for the optimized backgrounds were updated and the situation of only restricting the output by maintaining the quantitative volume was not feasible, generating larger volumes downstream and huge costs for this setup. The situation of volume sharing resulted in cost reduction in relation to consideration of the total enlargement of stormwater sewers and the condition of maintaining the quantitative control. Such result illustrates the applicability of the proposed methodology to urban planning with environmental gains not found in the traditional solution. It is noteworthy that with the proposed setup, costs were reduced by 11,5% with 75,0% of utilization of reservoirs in relation to the initial setup characterized only by the quantitative control.

O presente trabalho teve o objetivo de estudar os aspectos químicos básicos envolvidos nas interações (co-precipitação e adsorção) entre íons sulfato e espécies de alumínio em soluções aquosas em meio ácido e aplicar esta técnica de imobilização do ânion, no tratamento de efluentes da indústria do carvão. Os estudos foram desenvolvidos com o uso de cloreto de polialumínio comercial (CPA) e soluções de cloreto de alumínio (AlCl3.6H2O - reagente de pureza analítica) em diferentes valores de pH e sob diferentes razões molares entre os íons de alumínio e íons sulfato (α). Os mecanismos dessas interações físicas e químicas (adsorção e co-precipitação) foram investigados a partir da distribuição das espécies monoméricas, poliméricas e hidróxidos de alumínio em solução (especiação de Ala, Alb e Alc, respectivamente) realizada pelo método Ferron e da caracterização dos precipitados gerados por técnicas de espalhamento dinâmico de luz, difração a laser, microscopia eletrônica de varredura (MEV), energy dispersive X-ray (EDS), difração de raio-X e fluorescência de raio-X. Os resultados mostraram que elevados teores de espécies Alb e Alc foram gerados em soluções moderadamente ácidas, pH entre 4,5 e 5,0. Essas espécies apresentaram potencial eletrocinético, no plano zeta, fortemente positivo (superior a +35 mV), reduzido para +24 mV na presença de íons sulfato, e essa característica dos precipitados resultou em forte imobilização de íons sulfato em pH 4,5, superior a 85% quando a concentração inicial foi de 1800 mg de SO4-2.L-1. Essa interação mostrou-se de natureza química em função da alteração do ponto isoelétrico do precipitado de alumínio do pH 9,3 para o pH 8,5, ou seja, foi comprovado que o ânion foi incorporado no plano interno de Helmholtz, dos precipitados Al-Sulfato. Entretanto, o aumento do pH da solução resultou na lixiviação parcial do ânion do precipitado Al-Sulfato, fenômeno que se explica pelo mecanismo de adsorção física. Análises granulométricas mostraram que espécies de alumínio em água pura apresentaram distribuição de tamanho de até 50 μm, incluindo espécies Alb e Alc. Entretanto, as espécies mais finas, menores que 6 μm, foram agregadas na presença de íons sulfato, exclusivamente no pH 4,5, em função do mecanismo de co-precipitação desses ânions. Os sólidos gerados da co-precipitação dos íons sulfato com espécies de alumínio apresentaram característica amorfa e a formação desse precipitado resultou em incremento de até 30% na imobilização de espécies de alumínio. Outro importante aspecto na interação Al-Sulfato foi a basicidade (razão OH/Al) dos sais de alumínio devido ao grau de polimerização das espécies do cátion metálico. Os melhores resultados de imobilização de íons sulfato foram obtidos a uma basicidade igual a 2,2. Similarmente, o uso de CPA comercial, em função da presença de espécies de alumínio pré-polimerizadas, resultou em maior imobilização dos íons sulfato comparado ao uso de cloreto de alumínio. Entretanto, a concentração final dos íons cloreto em solução foi superior a 1000 mg.L-1, indicando a necessidade de estudar outras fontes de alumínio isentas de cloro em sua composição, substituindo o CPA e o cloreto de alumínio. Outros ânions como os fosfatos, molibdatos e cromatos apresentaram afinidade similar com espécies de alumínio em pH 4,5. A aplicação da técnica de co-precipitação de íons sulfato em conjunto com os precipitados de alumínio, seguida por etapas de floculação e sedimentação lamelar (processo PF-SL) foi estudada no tratamento de drenagens ácidas e neutras de minas de carvão (DAM e DNM, respectivamente). Os estudos foram conduzidos por um período de 24 meses e os resultados obtidos em regime contínuo indicaram que a remoção de SO4-2 foi inferior aos dados obtidos em laboratório via filtração devido à competição entre os íons em condições naturais (efeito matriz). A concentração final de íons sulfato foi de 410 e 520 mg.L-1 (remoção de 72% e 68%) no tratamento de DAM e DNM, respectivamente, quando a concentração inicial de SO4-2 nesses efluentes foi em torno de 1600 mg.L-1. O volume de lodo gerado na aplicação do processo PF-SL em estudos contínuos representa um aspecto importante a ser estudado, embora a massa seja em pouca quantidade. Entretanto, em função dos elevados teores de alumínio no lodo, a utilização desse material como fonte de matéria-prima para indústrias química e da construção civil pode ser considerada. A remoção de íons metálicos como o manganês e alumínio foi possível via um segundo estágio de tratamento a pH 9,0 e filtração em bancada, em função da solubilidade dos hidróxidos dos respectivos metais em valores de pH moderadamente ácido. De acordo com o procedimento de projeto elaborado para implementação da técnica para o tratamento de DNM da indústria de carvão, os custos envolvidos na aplicação da técnica foram de aproximadamente R$ 2,50.m-3, valores inferiores aos aplicados em tecnologias atuais para remoção de íons sulfato de efluentes. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram estabelecer que a técnica de co-precipitação dos íons sulfato com sais de alumínio, em pH 4,5, e posterior separação dos sólidos suspensos da solução via filtração ou floculação-sedimentação lamelar apresenta um elevado potencial como futuro processo de controle de águas com elevadas concentrações de sulfato. / This work aimed to study the basic aspects involved in chemical interactions (co-precipitation and adsorption) between aluminium species and sulphate ions in acid aqueous solutions and to apply this technique to immobilize the anion in wastewater treatment models. The studies were developed using commercial polyaluminium chloride (CPA) and aluminium chloride solutions (AlCl3.6H2O - analytical reagent purity) at different pH values and under different molar ratios between aluminum ions and sulphate ions (α). The mechanisms of these physical and chemical interactions (adsorption and co-precipitation) were investigated from the distribution of species monomeric, polymeric and aluminum hydroxide in solution (speciation of Ala, Alb and Alc, respectively) held by Ferron method and characterization of precipitates generated through the techniques of dynamic light scattering, laser diffraction, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDS), X-ray diffraction and fluorescence X-ray. The results showed that high levels of Alb and Alc species were generated in moderately acidic solutions, pH between 4.5 and 5.0. These species presented electrokinetic potential, in the zeta plan, strongly positive at pH 4.5 (greater than +35 mV), reduced to +24 mV in the presence of sulphate ions, and this feature of the precipitates resulted in a strong immobilization of sulphate ions at pH 4.5, higher than 85% when the initial concentration was 1800 mg SO4-2.L-1. This interaction proved to be chemical in nature due to the change in the isoelectric point of the precipitated aluminum, pH 9.3 to pH 8.5, i.e., it was found that the anion was incorporated into the inner Helmholtz plane of the precipitated Al-sulphate. However, increasing the pH of the solution resulted in partial leaching of the anion of the precipitate Al-sulphate, a phenomenon that is explained by the physical adsorption mechanism. Size analysis showed that species of aluminum in water shows size distribution of up to 50 micron, visibly separated into two groups: Alb (less than 5 mm) and Alc (greater than 8 and less than 50 micron). However, Alb species were aggregated in the presence of sulphate ions, exclusively at pH 4.5, due to the mechanism of co-precipitation of these anions. The solids generated from the co-precipitation of sulphate ions with aluminium species showed characteristic amorphous and the formation of this precipitate resulted in an increase of 30% in the immobilization of aluminium species. Another important aspect of interaction in Al-sulphate was the basicity (molar ratio OH / Al) of aluminum salts due to the degree of polymerization of the species of metal cation. The best results of immobilization of sulphate ions were obtained at a basicity equal to 2.2. Similarly, the use of CPA, due to the presence of aluminum species pre-polymerized resulted in greater immobilization of sulphate ions compared to the use of aluminium chloride. However, the final concentration of chloride ions in solution was greater than 1000 mg.L-1, indicating the need to explore other sources of aluminum-free chlorine in its composition, replacing the CPA and aluminium chloride. Other anions such as phosphates, chromates and molybdates showed a similar affinity with species of aluminium at pH 4.5. The application of the technique of co-precipitation of sulphate ions onto aluminium precipitates, followed by flocculation and lamella settling (PF-LS process) was studied in the treatment of acid and neutral acid drainage from coal mines (AMD and NMD, respectively). The studies were conducted for a period of 24 months and the results indicated that in continuous removal of SO4-2 was lower than the laboratory data obtained via filtration due to competition between ions in natural conditions. The final concentration of sulphate ions was 410 and 520 mg.L-1 (removal of 72% and 68%) in the treatment of AMD and NMD, respectively, when the initial concentration of SO4-2 in these effluents was around 1600 mg.L-1. The amount of sludge generated by the application of PF-LS process represents a environmental aspect that must be investigated in the future. However, due to the high content of aluminium in the sludge, the use of this material as a source of raw material for chemical and building industries can be considered. The removal of metal ions such as manganese and aluminum was possible via a second stage of treatment at pH 9.0 and filtration bench, due to the high solubility of hydroxides of the respective metals in moderately acid pH values. According to the operating procedure developed to implement the technique for the treatment of NMD in a site of the coal industry, the costs involved in application of the technique were approximately R$ 2.50.m-3, this value is lower than those applied to current technologies to removal of sulphate ions from effluents. The results of this study indicated that the technique of co-precipitation of sulphate ions with aluminum salts, at pH 4.5 and further separation of suspended solids from solution via filtration or flocculation-lamella settling appears to have a high potential in a future process waste water with high sulphate ions concentration.

Nos últimos anos, têm surgido diversas resoluções a fim da proteção e conservação de águas subterrâneas no território brasileiro. Em conseqüência têm aumentado a necessidade de se desenvolver e se implementar métodos para prevenir e reduzir a contaminação destas águas. Uma das tecnologias emergentes para o tratamento in situ de águas subterrâneas são as barreiras permeáveis reativas - BPRs. Mediante estas, materiais relativamente econômicos, como por exemplo, o ferro são usados para remover diversos tipos de poluentes. No presente trabalho foi investigada a síntese e o uso de partículas de ferro para remover cátions metálicos, comumente achados em águas subterrâneas. Para tal fim foram avaliadas partículas de ferro obtidas mediante diferentes fontes: um produto comercial e partículas de ferro sintetizadas, sendo que uma fração das últimas foi modificada superficialmente. Foi avaliado o comportamento de soluções aquosas de sais de alumínio, cobre e níquel, em contato com as partículas. O procedimento experimental deste estudo incluiu a síntese e a caracterização das partículas obtidas; e os ensaios preliminares para observação da tendência de pH, concentração dos íons e potencial redox. Além disso, foi avaliada a cinética e o equilíbrio das soluções em contato com as partículas de ferro. Assim, com base nos resultados obtidos poder-se-ia concluir que é possível sintetizar-se em laboratório nanopartículas de ferro. Entretanto, devido ao método de síntese utilizado, estas possuem uma porcentagem de impurezas as quais podem afetar tanto as propriedades da solução, quanto às propriedades superficiais. Estas impurezas, no entanto, podem ser eliminadas mediante lavagem com água e/ou álcool. Além disso, as nanopartículas de ferro formam, em solução aquosa, uma camada de óxidos, a qual pode auxiliar na remoção de diferentes compostos. Os cátions de Al3+, Cu2+ e Ni2+ em solução aquosa podem ser removidos com as nanopartículas de ferro sintetizadas. A remoção do alumínio ocorre, majoritariamente, devido a mecanismos de precipitação e à co-precipitação. A remoção do cobre e níquel ocorre, majoritariamente devido a uma combinação de mecanismos de redução e adsorção. / In recent years, there have been several resolutions to protect and conserver the groundwater in Brazil. As a result has increased the need to develop and implement methods to prevent and reduce contamination of these waters resources. One of the emerging technologies for in situ treatment of groundwater is the permeable reactive barriers - PRBs. Through these, materials relatively inexpensive such as iron are used to remove several pollutants. In this study it was investigated the production and use of iron particles. They were used to remove metal cations commonly found in groundwater. For this purpose it was evaluated iron particles obtained from different sources: a commercial and a synthesized product. A fraction of the latter, was superficially modified. The aqueous solutions behavior of salts containing aluminum, copper and nickel, was evaluated individually in contact with the particles. The experimental procedure of the current work included the synthesis and characterization of the particles; and preliminary tests in order to observe the pH, the concentration and the potential redox trends. Furthermore, it was evaluated the kinetics and the equilibrium behavior of the solutions in contact with the iron particles. Hence, as a consequence of the obtained results, it could be say that it is possible to synthesize iron nanoparticles in the laboratory. However, due to the synthesis method used, they have a percentage of impurities that can affect both the solution and the surface properties. The impurities, however, can be removed through water or alcohol washing. Moreover, the iron nanoparticles obtained in aqueous solution has formed an iron oxide layer, which can assist the removal of several compounds. For this reason cations of aluminum, copper and nickel dissolved in aqueous solution can be removed with the synthesized iron nanoparticles. Removal of the aluminum occurs mainly due to precipitation and co-precipitation mechanism. The removal of copper and nickel occurs mostly due to a combination of adsorption and reduction mechanisms.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-28T14:36:18Z No. of bitstreams: 1 2012_JoseleidePereiradaSilva.pdf: 5652128 bytes, checksum: e580a9aaa1f327e3ae5c9bcbbe254cee (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-09T14:27:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_JoseleidePereiradaSilva.pdf: 5652128 bytes, checksum: e580a9aaa1f327e3ae5c9bcbbe254cee (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-09T14:27:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_JoseleidePereiradaSilva.pdf: 5652128 bytes, checksum: e580a9aaa1f327e3ae5c9bcbbe254cee (MD5) / Problemas ocasionados pelo crescimento desordenado nos grandes centros urbanos são frequentemente abordados em noticiários. A ocupação desses centros acarreta no aumento da impermeabilização da superfície, no qual uma parcela de água que infiltraria no solo passa a compor o escoamento superficial, implicando no aumento dos volumes escoados que, direcionados, causam alagamentos, enchentes e erosões. Associado a isso, salienta-se, que o Distrito Federal possui solos, com característica meta-estável, ou seja,solos que apresentama diminuição de volume, quase sempre brusca, quando submetido a carregamentos, saturações ou alterações do estado de tensões. Esta pesquisa torna-se relevante pelo fato de associar aspectos de ordem técnica e econômica na solução de questões que buscam minimizar os dois fatores supracitados, por meio da implantação de trincheiras de infiltração. Estas trincheiras foram construídas conforme técnicas tradicionais (utilizando-se brita e areia) e empregando-se materiais alternativos (garrafas Pet). As garrafas Pet, além de ser de um material de menor peso específico quando comparadas com brita e areia, contribuem para evitar a perda da capacidade de infiltração por colapso do solo e são produtos encontrados em abundância, duráveis, recicláveis e de baixo custo. Astrincheiras de infiltração propostas associam as características de capacidade de suporte dos materiais reciclados Pet ao potencial colapsível e erodível dos solos regionais.Por meio dos ensaios de caracterização do solo, de adensamento oedométrico, depinholetest, de permeabilidade no adensamento utilizando a célula Rowe, infiltração e infiltração com monitoramento da umidade, determinaram-se diversas características mecânicas e hidráulicas do solo. Nas trincheiras construídas foram realizados ensaios de enchimento e provas de carga. Os resultados apresentados mostram que as trincheiras constituem uma alternativa viável para resolver problemas ligados ao excesso de fluxo superficial oriundo de precipitações pluviométricas, bem como indicam a possibilidade técnica de uso de garrafas Pet nestes sistemas de infiltração. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Problems caused by the uncontrolled growth in urban centers are often covered in the news. The occupation of these centers leads to the increase of surface sealing, in which a portion of water that seep into the soil starts to compose runoff, resulting in increased volumes disposed that targeted, causing flooding, flood and erosion. Associated with this, it is noted that the soil of Distrito Federal, with a characteristic called “meta-estável”, ie, soils with a decrease in volume, often sharply, when subjected to loads, saturation or change the state of tension. This research is relevant because associate technical and economic aspects in the solution of questions that seek to minimize the above two factors, through the implementation of infiltration trenches. These trenches were built according to traditional techniques (using gravel and sand) and by using alternative materials (Pet bottles). The Pet bottles as well as being a material of lower specific weight when compared with gravel and sand, help to avoid the loss of ability to infiltration by the collapse of soil and are products found in abundance, durable, recyclable and cheap. The proposed infiltration trenches combine the characteristics of bearing capacity of the Pet recycled materials with the collapsible and erodible potential of the regional soils. Through the characterization tests of the soil, consolidation tests, pinhole tests, the permeability test using Rowe cell, infiltration test and infiltration with the monitoring of moisture, several mechanical and hydraulic characteristics of the soil were determined. In the constructed trenches, filling tests and load tests were also performed. The results show that the trenches are a viable alternative to solve problems related to overland flow excess originating from rainfall, as well as indicate the technical feasibility of using Pet bottles in these infiltration systems.