Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-24T20:20:49Z : No. of bitstreams: 1 319069.pdf: 2276893 bytes, checksum: 0205eb9957219d40188365f9ce2286aa (MD5) / Abstract: In the management of sites contaminated, human health risk assessment is an important step on the characterization the potential effects of toxic substances on human health. To define the probable concentration to which the receptor can contact during exposure, traditional methodologies for risk assessment (e.g., RBCA) assume that the receptors are exposed to a maximum and constant concentration throughout the entire exposure duration (25 - 30 years). A field experiment with controlled release of gasoline with ethanol, monitored over a long period of time, was used as a case study in order to evaluate the influence of variation of contaminants concentrations in the quantification of human health risk, from its release in groundwater until its complete attenuation. Human health risk of benzene and toluene in the experimental area were calculated from the variable potential dose rate. The results of the experimental area showed that the maximum exposure concentrations of benzene and toluene were present during a short period when the exposure duration of 25 years was considered. It was observed that the conventional approach of risk calculation presented results with differences of two orders of magnitude, depending on the sampling period, not reflecting the temporal variation of concentrations since the beginning of the experiment until complete attenuation of contaminants. Under these conditions, the availability of a complementary procedure for quantifying risk focusing on the variation of potential dose rate in models that simulate transport and transformation mechanisms may provide risk values according to sitespecific conditions, reducing the uncertainties in the quantification of risk with regard to the choice of the representative concentration of the area, assisting in decision-making technologies more suitable technological alternatives to recover impacted areas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318269.pdf: 2121143 bytes, checksum: 7a2589298c6236d5b418eecc331bee13 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização de reatores em bateladas sequenciais com grânulos aeróbios (RBSG) tem sido umas das tecnologias mais investigadas nos últimos anos para o tratamento biológico de águas residuárias, no entanto os estudos têm sido realizados em reatores alimentados com esgoto sintético. Para a consolidação desta tecnologia faz-se relevante compreender como se dá o comportamento desta quando empregada em situação real. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar o tratamento de esgoto sanitário em um reator operado em bateladas sequenciais com grânulos aeróbios, em escala piloto. O reator, com volume útil de 0,1163 m³, foi operado por 238 dias, com ciclos operacionais de 4 horas e velocidades ascensionais de ar entre 1,2 e 1,4 cm·s-1. A formação de grânulos aeróbios utilizando esgoto sanitário demonstrou ser viável e grânulos com diâmetro médio variando entre 0,4 a 0,6 mm foram obtidos a partir dos 150 dias de operação, sendo esta biomassa com boa sedimentação, ou seja, IVL30 abaixo de 80 mL·g-1. A concentração média de sólidos suspensos totais (SST) foi de 2 g SST·L-1. A idade do lodo variou de 10 a 20 d, com a estabilização da biomassa, e µobs esteve próximo de 0,1 d-1. O fator de rendimento observado da biomassa apresentou valor médio de 0,62 ± 0,57 g SSV·g DQO-1. A eficiência média de remoção de DQOS e DQOT foi de 78 ± 9% e 70 ± 18%, respectivamente. O reator apresentou eficiências médias de remoção de 78 ± 14% para a DBO5,20º, de 99,6% para NH4+-N e de 36,5 ± 14,5% para o NT. O Activated Sludge Model n. 3 (ASM3) foi modificado e implementado no programa AQUASIM. No modelo desenvolvido (ASM3m) incorporaram-se processos de crescimento e armazenamento de polímeros celulares dos micro-organismos heterotróficos, ocorrendo de forma simultânea, além de o nitrito ser considerado como produto intermediário dos processos de nitrificação e desnitrificação. Foi simulado o comportamento das variáveis DQOS, QO2 (velocidade de consumo de oxigênio), NH4+-N, NO2--N e NO3--N durante um ciclo operacional. A simulação do processo de biodegradação da DQOS e QO2 realizada pelo modelo ASM3m apresentou comportamento mais próximo à situação experimental do que o modelo ASM3. Os dados das simulações obtidas do processo de nitrificação não responderam com confiabilidade, sendo discrepantes dos dados reais obtidos experimentalmente.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322018.pdf: 3080331 bytes, checksum: 0f2beaa5381989809cf52a783a697387 (MD5) Previous issue date: 2013 / O aumento exponencial da atividade humana nas áreas de agricultura e o uso intensivo de agrotóxicos tem provocado impacto negativo na qualidade das águas subterrâneas e superficiais. É crescente o número de casos de detecção de resíduos de agrotóxicos em amostras de água coletadas próximas a áreas agrícolas e até mesmo em mananciais utilizados para a captação de água para consumo humano. A pressão por parte da regulamentação legal, a escassez e o aumento da demanda por água de qualidade tem incentivado a busca por tecnologias efetivas quanto à remoção de agrotóxicos em águas de abastecimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a retenção dos agrotóxicos metomil, carbofurano e carbaril por membranas comerciais de nanofiltração e osmose inversa. Neste estudo foram utilizadas três membranas comerciais de nanofiltração (NF90-DowFilmtec®, NF270-DowFilmtec® e CK-GEOsmonics®) e três membranas de osmose inversa (SG-GEOsmonics®, HR-Koch Membrane System® e CE-GEOsmonics®) sendo compostas de poliamida e acetato de celulose. Foram levadas em consideração diferentes pressões de trabalho (entre 8 e 30 bar) e qualidade de água de alimentação (superficial com e sem pré-tratamento) com concentração inicial de 50 µg.L-1 para cada agrotóxico. Os melhores resultados de remoção dos agrotóxicos foram obtidos para o carbofurano, tanto para os ensaios de nanofiltração quanto para a osmose inversa. Para as membranas de nanofiltração as remoções médias do carbofurano foram de 94,3%, 88,5% e 29,6% para NF90, NF270 e CK, respectivamente. Quanto às membranas de osmose inversa, remoções médias de 93,2%, 95,1% e 75,2% para SG, HR e CE, respectivamente. Para os agrotóxicos metomil e carbaril as membranas NF90 de nanofiltração e HR de osmose inversa foram as que apresentaram as maiores remoções com eficiências de 63,3% (NF) e 92,7% (OI) para o metomil e 78,6% (NF) e 94,7% (OI) para o carbaril. A composição das membranas foi determinante no desempenho das mesmas, com menores rendimentos para as membranas compostas por acetato de celulose em comparação às membranas de poliamida. De forma geral, concluiu-se que as membranas de poliamida de osmose inversa (SG e HR) foram mais efetivas quanto à retenção dos agrotóxicos do que as membranas de poliamida de nanofiltração (NF90 e NF270). Porém, considerando uma escala comercial, a membrana NF90 poderia ser considerada uma alternativa viável visto as elevadas retenções dos agrotóxicos e produção de fluxo de permeado <br> / The exponential increase of human activity in agriculture and the intensive use of pesticides have caused a negative impact on the quality of groundwater and surface water. Is growing the number of cases of detection of pesticide residues in water samples collected near agricultural areas and even fountains used for the abstraction of water for human consumption. The pressure from legal regulations, shortages and increased demand for quality water has encouraged the search for effective technologies in the removal of pesticides in drinking water. The aim of this study was to evaluate the retention of the pesticides methomyl, carbofuran and carbaryl by commercial membranes of nanofiltration and reverse osmosis. In this study we used three commercial nanofiltration membranes (DowFilmtec ®-NF90, and NF270-DowFilmtec ® CK-GEOsmonics ®) and three reverse osmosis membranes (SG-GEOsmonics ®, HR-Koch Membrane System ® and CE-GEOsmonics ®) composed of polyamide and cellulose acetate. Were considered different pressures (between 8 and 30 bar) and quality of feedwaters (surface with and without pre-treatment) with initial concentration of 50 µg.L-1 for each pesticide. The best results for removal of pesticides carbofuran were obtained for both assays to nanofiltration and for reverse osmosis. For nanofiltration membranes average removals of carbofuran were 94.3%, 88.5% and 29.6% for NF90, NF270 and CK, respectively. Regarding reverse osmosis membranes, averages removal were 93.2%, 95.1% and 75.2% for SG, HR and CE, respectively. For the pesticides methomyl and carbaryl the membranes NF90 of nanofiltration and HR of reverse osmosis were those that showed the highest removal efficiencies of 63.3% (NF) and 92.7% (RO) for methomyl and 78.6% (NF) and 94.7% (RO) for carbaryl. The membrane composition was determinant in the performance of membranes with lower efficiency for cellulose acetate membranes compared to membranes made of polyamide. Overall, it was concluded that the polyamide membranes of reverse osmosis (SG and SR) were more effective for pesticides retention than polyamide membranes of nanofiltration (NF90, and NF270). However, considering a commercial scale, the NF90 membrane could be considered a viable alternative because of the high retention of pesticides and production of permeate flux.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:10:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321855.pdf: 1111860 bytes, checksum: 025f6bb7bea3b8d25a041c231f2bb2cd (MD5) Previous issue date: 2013 / Sabe-se que a necessidade mundial de consumo do Petróleo vem aumentando, consecutivamente também cresce o processo de pesquisa e sua produção. Vivemos um momento especial, onde estamos presenciando a exploração de Petróleo no chamado Pré Sal, caracterizado por estar em grande profundidade. Esta tecnologia ainda não está completamente dominada e tem uma grande expectativa sobre as possíveis consequências resultantes deste processo de exploração e produção. Além das grandes profundidades, existem produções próximas à costa, inclusive com áreas ambientais sensíveis. Este trabalho buscou avaliar os principais impactos ambientais gerados pelas embarcações dedicadas ao combate de vazamento de óleo no mar, que são as ?Embarcações Recolhedoras de Óleo?. Sabendo-se que atualmente essas embarcações ficam dedicadas nas proximidades dos locais de Exploração e Produção de Petróleo, navegando 24 horas por dia. Partindo deste princípio, foi pesquisado e calculado o consumo de óleo diesel e o quantitativo de emissão de poluentes atmosféricos, gerados por este consumo, necessários para o funcionamento das máquinas, como os motores, compressores e geradores. Ainda sobre esta navegação contínua, são apontados os principais acidentes ocorridos e a quantidade de óleo vazado no mar, com intuito de demonstrar que este trânsito contínuo dos barcos gera riscos de acidentes, com potencial de poluição ambiental. Além dos impactos ambientais, este trabalho demonstra os custos desprendidos para operação destas embarcações. Também foi analisado o acidente ocorrido no Golfo do México em 2010, na Plataforma da BP Deepwater Horizon Oil spill. Os dados apresentados demonstraram que houve um vazamento de 4,9 milhões de barris de óleo no mar, e que a capacidade efetiva de recolhimento foi de 20%, então cerca de 980 mil barris foram capturados, ficando o restante 3,92 milhões de barris sem recolhimento. Basta analisar os recursos demandados para atender o incidente da BP, em Macondo, no Golfo do México, para perceber que toda essa estrutura subutilizada se torna pequena em um evento como esse.Para que as embarcações permaneçam navegando em alto mar, um grande consumo de combustível é necessário para o funcionamento de seus motores propulsores. Foi apurado que anualmente são consumidos cerca de 81.600 m3 de combustível, resultando em uma emissão aproximada de 219 milhões de quilos de CO² na atmosfera. Além disso,verificou-se que são gerados 228.480 litros de águas residuais, que são destinadas em alto mar, muitas vezes sem o tratamento adequado.Como reflexão final, levantou-se a questão sobre o que é mais impactante ao meio ambiente: a estrutura de resposta dedicada a vazamentos de óleo, exigida e aprovada pelo IBAMA; ou os danos causados pelos eventuais derrames de óleo oriundos das operações de exploração e produção de petróleo. <br> / Abstract : It is known that the world oil consumption need is increasing, and thus the research process and its production also increases. We live in a very special moment, in which we are witnessing the Oil Drilling in the so called pre-salt layer, characterized by the fact that it is located in a high depth. This technology is not completely dominated and exercises a large expectation on the possible consequences arising of mentioned exploration and production process. Besides the high depths, there also exist production sites next to the coast, including areas which are environmentally sensible.Present work tried to evaluate the main environmental impacts caused by the vessels dedicated to the oil spilling response in the sea, which are the ?Oil Recovery Vessels?. It is known that these vessels stay at disposal in the proximity of the Oil Exploration and Production Sites, navigating 24 hours per day. Starting from mentioned principle, the diesel oil consumption, as well as the atmospheric pollutant emission quantitative generated by such consumption, which is necessary for the functioning machine such as motors, compressors and generators, were duly researched and calculated. Still referring to mentioned continuous navigation, we also indicate the main accidents occurred and the quantity of oil released in the sea, with the purpose to demonstrate that such continuous vessel transit generates accident risks, presenting a potential for environmental pollution. Besides the environmental impacts, present work also demonstrates the costs arising of such vessel operation. The accident that took place in the Gulf of Mexico in 2010, in the BP Platform Deepwater Horizon Oil spill, has also been analyzed. The presented data demonstrate that there occurred a spill of 4.9 million oil barrels in the sea, and that the effective cleanup and recovery was of 20%, having approx. 980 barrels been captured, whereas the remaining 3.92 million barrels have not been recovered. It is only necessary to analyze the resources required to attend the BP incident in Macondo, in the Gulf of Mexico, to perceive that all such underused structure gets small in such an event.For sailing vessels remain at sea, a large consumption of fuel is needed for the operation of their engines propellers. It was found that annually are consumed approximately 81,600 m3 of fuel, resulting in the issuance of approximately 219 million pounds of CO ² in the atmosphere. Furthermore, it was found that 228 million liters are generated wastewater, which are aimed at sea, often without treatment.As a final reflection has been raised the question on what is more impacting to the environment: an answering structure dedicated to oil spills required and approved by IBAMA; or the damages caused by eventual oil spills arising of the oil exploration and production operations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321649.pdf: 3027993 bytes, checksum: 325522b91241ad07e3c9c1e61fe3cc02 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização de aterros sanitários para o tratamento e disposição de resíduos sólidos urbanos traz inúmeras vantagens, entretanto, apresenta como desvantagem a produção de lixiviado, líquido proveniente da degradação da matéria orgânica presente nos resíduos, bem como da água de infiltração que percola nas camadas de resíduos do aterro sanitário. Em geral, o lixiviado é constituído de poluentes orgânicos, inorgânicos, metais-traço e grupos microbianos, sendo necessário seu tratamento antes de ser lançado em corpos hídricos receptores e/ou ser disposto no solo. O tratamento dos lixiviados pode ser realizado através de processos biológicos ou físico-químicos, ou ainda uma combinação destes dois processos, tendo como objetivo a redução do potencial poluidor deste líquido. No que diz respeito à redução da quantidade de lixiviado a ser tratada, existem, dentre outras técnicas, a recirculação do líquido no próprio aterro sanitário e, mais recentemente, a evaporação da água presente neste efluente. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo evaporativo, em escala piloto, utilizando-se uma torre de resfriamento ajustada para a evaporação de lixiviado. Foram avaliadas, através de análises estatísticas, as eficiências de evaporação obtidas, a partir da variação de parâmetros operacionais e, ainda, verificada a influência das condições meteorológicas no processo. No que diz respeito à avaliação ambiental, foi verificada a qualidade do concentrado, produto resultante da evaporação, por meio da caracterização físico-química do lixiviado bruto e do residual do processo ao longo do período de experimentação, assim como determinado o perfil das populações bacterianas dos diferentes extratos de análise, através de técnicas morfológicas e de biologia molecular. A eficiência de evaporação na unidade piloto foi afetada pelas condições meteorológicas analisadas ? radiação solar, velocidade do vento, umidade relativa e temperatura média do ar. Através da avaliação da influência da massa inicial, da vazão de recirculação de lixiviado e da velocidade do ar aplicada ao sistema pode-se verificar que apenas a vazão de lixiviado influenciou as taxas evaporativas. A velocidade do ar foi significativa quando analisadas, somente, altas (5,5 e 6,0 m.s-1) e baixas velocidades (0,5 e 1,0 m.s-1). O processo evaporativo concentrou a maior parte dos poluentes presentes no líquido remanescente (sólidos, matéria orgânica, nitrato, etc.), enquanto que as concentrações de NTK e de nitrogênio amoniacal foram reduzidas. Pelas análises de PCR e DGGE, em amostras de lixiviado bruto e concentrado, observou-se a seleção de grupos filogeneticamente similares, quando os mesmos foramsubmetidos ao processo evaporativo. Foram observados, através da análise de BOX-PCR, cinco agrupamentos distintos nas amostras de ar, coletadas no entorno da unidade piloto. No duto de saída da unidade experimental houve maior número de UFC.m-3, em relação aos outros locais de amostragem, sugerindo que ocorreu a emissão de bactérias durante o processamento do lixiviado na unidade experimental. <br> / Abstract : The use of landfills for the treatment and disposal of municipal solid waste brings numerous advantages, however, has the disadvantage of producing leachate, which is the liquid generated from the degradation of organic matter present in the waste and due to infiltration water that percolates through layers of waste in the landfill. In general, leachate contains organic and inorganic pollutants, heavy metals and microbial groups, requiring treatment before being released into receiving water bodies and/or be disposed in the ground. The leachate treatment can be accomplished through biological or physico-chemical processes, or a combination of these, with the objective of reducing its pollution potential. In regard to the reduction of the quantity of leachate to be treated, there are, among other techniques, recirculating liquid in the landfill itself, and more recently the evaporation of water contained in this effluent. This work aimed to study the evaporative process in a pilot plant scale, using a cooling tower adapted for leachate evaporation. Evaporation efficiencies were evaluated through statistical analysis, taking into account the variation in operating parameters, and also via the influence of the weather conditions. Regarding environmental evaluation, it was verified the quality of the concentrate material from evaporation, done by physico-chemical characterization of raw and residual product over the experimental period, and determined the profile of bacterial populations by morphological and molecular biology techniques. Evaporation efficiencies in the pilot plant were affected by weather conditions ? solar radiation, wind speed, relative humidity and air temperature. The initial leachate mass, recirculation flow rate and the air speed applied to the system influenced only on the flow of the leachate evaporation rates. The airspeed had a significant effect only when analyzed on the highest (5,5 and 6,0 m.s-1) and lowest (0,5 and 1,0 m.s-1) speeds. The evaporative process concentrate most of the pollutants present in the remaining liquid (solids, organic matter, nitrate, etc.), while the concentrations of ammonia and NTK has been reduced. The PCR and DGGE techniques carried out for the raw leachate and concentrated samples recovered phylogenetically similar groups during the evaporative process. Five different bacterial grouping were identified by BOX-PCR in air samples collected in the vicinity of the pilot unit. A greater number of CFU.m-3 was identified in the outlet duct of the experimental unit compared to other sampling sites, suggesting that these microorganisms may have come from the processing of the leachate in the pilot plant.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325561.pdf: 2813875 bytes, checksum: 853c7c9721a6e705989b466d4a7b0109 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente estudo trata o tema logística reversa e da utilização de embalagens retornáveis e recicláveis tendo como base de aplicação a região metropolitana de Belo Horizonte - MG. O objetivo da pesquisa é proporcionar a análise do impacto ambiental dos meios de acondicionamento de peças automotivas visando a comparação econômica e ambiental das embalagens descartáveis e retornáveis em um fluxo de logística reversa. A proposta do estudo está baseada na questão do retorno de embalagens que são reutilizadas no envio de partes e peças para um determinado grupo de concessionárias de veículos. Esse retorno é baseado no conceito da logística reversa, que garante no geral a devida destinação dos resíduos após o fim do ciclo das embalagens. Como metodologia da pesquisa, utilizou-se de meios testados e comprovados de aplicação em pesquisas científicas como a pesquisa hipotético-dedutiva e quanto aos fins utilizou-se a Pesquisa Aplicada. Quanto aos meios de investigação utilizou-se a Pesquisa Bibliográfica e o Estudo de Caso e quanto a natureza da pesquisa utilizou-se pesquisa Qualitativa e Quantitativa. O desenvolvimento da pesquisa contou ainda com a busca por informações técnicas das embalagens e da rota a ser aplicada à logística reversa, e com base nestas informações elaborou-se quadros e tabelas contendo informações de custos e viabilidade de cada um dos pontos em observação. Pelo estudo realizado, chegou-se a conclusão que a utilização de uma embalagem de papelão com maior ciclo de utilização é economicamente mais viável, da mesma forma que ambientalmente a redução na emissão de resíduos faz desta uma embalagem que favorece mais à sustentabilidade do processo.<br> / Abstract : The current study deals with Reverse Logistics and the process of returnable and recyclable packaging based on region of Belo Horizonte - MG. The goal of research is analyses the environmental impact of packaging of auto parts to compare the economic and environment viability of the returnable and recyclable packaging at reverse logistics. The proposal of the study is based on returnable packagings that are re-used when spares parts are sent to a particular group of car dealers. This return is based on reverse logistics, ensuring the waste destination after the end of the packaging cycle. As a research methodology, we used means tested and proven application in scientific research as the hypothetical-deductive and on the purposes we used the Applied Research. As for the means of investigation used the Library Research and Case Study and the nature of the research used qualitative and quantitative research. The development of the survey also included the search for technical information on the packaging and the route to be applied to reverse logistics, and based on this information was elaborate tables and graphs with details of costs and viability of each points. The conclusion was that the use of cardboard packaging with the longer life cycle is economically and environmentally feasible because emit fewer residues in the environment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340336.pdf: 2525972 bytes, checksum: c7f0b84613b39f559faada1a28ccb9b0 (MD5) Previous issue date: 2016 / A gestão dos recursos hídricos e energéticos são os principais desafios que a sociedade contemporânea enfrenta atualmente. Água e energia são fatores fundamentais para o desenvolvimento socioeconômico das comunidades, principalmente aquelas situadas em locais remotos, e nesse cenário, a falta de energia é o aspecto mais preocupante. Os sistemas de bombeamento fotovoltaico apresentam vantagens para a inserção em comunidades isoladas, como fácil instalação e pouca manutenção durante o ciclo de vida, porém o dimensionamento inadequado pode gerar gastos desnecessários ou comprometer o abastecimento de água. Simular o desempenho favorece a concepção de sistemas, e permite alcançar a otimização técnica e econômica em projetos da referida tecnologia. O estudo propõe um método de simulação com a utilização do GRG (Generalized Reduced Gradient), dados regionais de radiação solar, de consumo de água, de produtividade de poços e capacidade do sistema de bombeamento, para obter a referida otimização. A verificação do respectivo método foi realizada em um sistema piloto, localizado em uma comunidade rural, no município de Orleans, Estado de Santa Catarina. A localidade apresenta uma das menores média de radiação anual no país, aproximadamente 4,5 kWh/m².dia. A simulação efetuada em cenário crítico de radiação solar, e com as configurações do sistema piloto apresentou diferença percentual de 0.98% menor em relação ao comportamento monitorado, quanto ao nível de água no reservatório, evidenciando assim a eficiência do método. O uso da ferramenta auxilia no processo de tomada de decisão quanto à concepção de projetos, além de beneficiar as comunidades com acesso à água e energia, trazendo benefícios em todas as esferas: social, ambiental e econômico.<br> / Abstract: The management of water and energy resources are the main challenges that contemporary society faces nowadays. Water and energy are fundamental factors for socio-economic development of the communities, especially those located in remote locations. In this case, the access to energy is the most critical aspect. Photovoltaic (PV) water pumping systems have advantages for insertion in isolated communities, such as easy installation and low maintenance during the life cycle. However, inappropriate sizing can increase costs or affect the water supply. Simulate the performance favors the system sizing and allows achieving the technical and economic optimization of the mentioned system. The study proposes a simulation method which uses the Generalized Reduced Gradient (GRG), solar radiation regional data, water consumption, wells productivity and photovoltaic water pumping system capacity, to obtain this optimization. The method was validated in a pilot system, located in a rural community in the city of Orleans, State of Santa Catarina, Brazil. The place has one of the lowest average annual radiation in the country, approximately 4.5 kWh / m².day. Under critical period and natural system conditions, the simulation results are in a very close agreement with 0.98% of the monitored behavior, demonstrating therefore the efficiency of the method. The proposed tool can assist the decision-making process on the design projects and benefit communities where access to water and energy is limited bringing benefits in all spheres: social, environmental and economic.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341252.pdf: 4743729 bytes, checksum: c0e97c9c520b994f3a080861b8a9d5bd (MD5) Previous issue date: 2016 / A bacia do rio Iguaçu (68410 km2) é caracterizada por uma complexa cobertura do solo, tendo alto potencial para geração de energia hidrelétrica. Ela abriga o bioma Mata Atlântica, que possui um dos mais elevados graus de biodiversidade e taxas de endemismo. Informações espaço-temporais da evapotranspiração em grandes áreas e em clima subtropical são escassas, e constituem importantes ferramentas para o planejamento regional dos recursos hídricos. O principal objetivo desta tese foi avaliar espaço-temporalmente a evapotranspiração real para a bacia do rio Iguaçu, estimada por meio do Mapping Evapotranspiration at High Resolution and Internalized Calibration (METRIC). Foram utilizados dados de 6 estações meteorológicas automáticas, 26 imagens MODIS e um modelo digital de elevação para a obtenção da evapotranspiração real mensal e anual. A evapotranspiração real foi analisada para os anos de 2006, 2007 e 2009, caracterizados após análise estatística, como ano seco, normal e chuvoso, respectivamente. A partir dos resultados, constatou-se que a evapotranspiração média mensal e anual foi semelhante nos três anos. A média anual em 2006 foi de 1080 mm, em 2007 foi de 1060 mm e, em 2009, de 1021 mm. A influência do clima ficou evidente na análise da evapotranspiração por área de abrangência de cada estação meteorológica. Áreas em clima Cfa (mais quentes, principalmente no verão) apresentaram evapotranspiração média em torno de 50 mm.mês-1 mais elevada nos meses mais quentes, em comparação às áreas sob clima Cfb. O comportamento da evapotranspiração em função do relevo foi analisado em áreas de remanescentes florestais. Constatou-se que o aspecto e a declividade do terreno alteram a evapotranspiração real mensal em valores superiores a 11 mm.mês-1, para superfícies em orientações opostas (leste/oeste, norte/sul) e declividade entre 13 e 20%. O uso e cobertura do solo desempenha papel importante na evapotranspiração real da bacia. Áreas de remanescentes florestais mostraram-se pouco sensíveis ao comportamento da precipitação e, juntamente com os corpos hídricos, apresentaram as maiores taxas evapotranspirativas. As áreas de agricultura cobrem grande parte da bacia e podem gerar impactos significativos no seu balanço hídrico. Nessas áreas, o solo frequentemente não está plenamente coberto por vegetação, implicando o controle da evapotranspiração pela evaporação do solo, que apresentou resultados até 24% (setembro de 2007) menores que a evapotranspiração em área de remanescente florestal. Em escala de bacia hidrográfica, os resultados do METRIC foram comparados ao balanço hídrico anual de 10 sub-bacias. Os resultados do METRIC foram considerados satisfatórios, por apresentarem diferença relativa média de 9% (raiz quadrática média de 120 mm.ano-1) em relação ao balanço hídrico. Apesar de terem sido encontradas diferenças relativas superiores a 20% em sub-bacias localizadas na porção oriental (clima Cfa), diferenças relativas inferiores a 8% foram encontradas na maior parte das sub-bacias da porção ocidental da bacia do rio Iguaçu. <br> / Abstract: The Iguaçu river basin (68,410 km2), located in Southern Brazil, is characterized by a complex land use and a high potential for hydropower generation. It is covered by the Atlantic Forest biome, which has one of the highest degrees of biodiversity and endemism. Data regarding spatio-temporal evapotranspiration (ET) of vast areas in subtropical humid climates is limited. However, it may be a useful supporting tool for water resource management. The main objective of this thesis was to evaluate the spatio-temporal actual evapotranspiration in the Iguaçu river basin, assessed through the Mapping Evapotranspiration at High Resolution and Internalized Calibration (METRIC) model. The annual and monthly actual evapotranspiration was modelled with data from 6 automatic meteorological stations, 26 MODIS images and a digital elevation model. The actual evapotranspiration was evaluated for the years of 2006, 2007 and 2009, characterized through precipitation statistical analysis, as dry, near normal and wet year, respectively. According to the results, the mean annual and monthly evapotranspiration was similar for all three years. The mean annual ET was 1,080 mm.year-1 for 2006, 1,060 mm.year-1 for 2007, and 1,021 mm.year-1 for 2009. The climate impact was evident in the evapotranspiration analysis by meteorological station influence area. Cfa climate areas (higher temperatures, especially in the summer) show mean ET of about 50 mm.month-1 higher in the hottest months, comparing to Cfb climate areas. The evapotranspiration behavior, as a function of terrain, was analyzed for forest remnant areas. It was determined that the terrain aspect and slope modify the monthly actual ET values more than 11 mm.month-1, for opposite aspect orientations (east/west, north/south) and 13 to 20% slopes. Land use plays an important role in the basin actual evapotranspiration, where forest remnants exhibited little sensibility to the precipitation and, together with water bodies, showed the highest ET rates. Agricultural areas in the basin are large and may cause a significant impact in its water budget. In these areas, the soil is frequently not fully vegetated, implicating the ET control by soil evaporation, which presented ET results of up to 24% (September of 2007) lower than ET in forest remnants areas. At the basin scale, the METRIC model results were compared to the annual water budget of 10 sub-basins. The METRIC results were considered acceptable, since they displayed a relative mean difference of 9% (root mean square of 120 mm.year-1) in comparison to the water budget. Although relative differences higher than 20% were found in sub-basins located on the eastern portion (Cfa climate), relative differences lower than 8% were verified in most of the sub-basins located on the western portion of the Iguaçu river basin.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342216.pdf: 4903930 bytes, checksum: 1fc2c99e8741f3c06ecb224e2cea7e83 (MD5) Previous issue date: 2016 / O aproveitamento energético do biogás é uma maneira de minimizar as emissões de gases de efeito estufa, como o gás metano, e explorar uma fonte de energia renovável. A utilização do biogás gerado no tratamento de efluentes líquidos em reatores anaeróbios tipo UASB, se integra nessa proposta de boa prática em ETE. A melhoria na eficiência energética e aproveitamento de biogás em sistemas de tratamento com reator UASB dependem de um maior conhecimento sobre o comportamento da produção de biogás e de medidas no âmbito construtivo e operacional. Neste contexto, o objetivo geral desse estudo foi avaliar o potencial de geração de biogás para fins energéticos em reatores anaeróbios tipo UASB/RALF em escala plena a partir de medições Os objetivos específicos deste trabalho foram: a) Analisar em tempo real a vazão e composição do biogás; b) Estabelecer as relações unitárias de produção específica de biogás para cada ETE e correlacionando-as com as condições operacionais e ambientais; c) Estimar o potencial de geração de energia. Para atingir os objetivos propostos foram realizadas medições em seis estações de tratamento de esgoto durante doze meses através de medidores online das concentrações de DQO, das vazões de esgoto e de biogás, e da qualidade do biogás. Os resultados mostraram que para reatores UASB a concentração de metano média variou de 70 a 80%, CO2 de 6 a 12% e de H2S de 1300 a 2100 ppm, e que estas não sofreram grandes variações durante o ano. A vazão de biogás teve um comportamento periódico e variável de acordo com as diferentes condições operacionais, apresentando redução após eventos significativos de chuva. De maneira geral as relações unitárias de produção de biogás apresentaram valores inferiores ao esperado, indicando perdas de biogás. Os valores obtidos variaram de 81 a 142 NL de CH4/kgDQOrem, com eficiências de remoção de DQO de 63 a 88%. Os reatores com boa vedação atingiram valores de produção específica de biogás de 17 l/hab.d, 89 l/m3 de esgoto e 179 l/kg DQOremovida. A geração de energia elétrica específica para esse caso foi de 17,8 kWh/hab.ano. As demais estações apresentaram valores inferiores devido a maiores perdas de biogás.<br> / Abstract : The energy recovery of biogas is way of minimizing the greenhouse gas emissions such as methane and explore a renewable energy source. The use of the biogas generated by wastewater anaerobic treatment in UASB reactors integrates in this proposal of good practices in WWTP. The energy efficiency improvement and the recovery of biogas in WWTP with UASB reactors depend of a better knowledge of the biogas production behavior and of constructional and operational measurements. The specific aims of this study were a) To quantify the biogas flow and composition; b) To establish unitary yields of specific biogas production for each WWTP, correlating them to the operational and environmental conditions; c) To estimate the energy potential of each WWTP analyzed. In order to achieve this goals, six wastewater treatment plants with UASB reactors were monitored during 12 months by online measurements of COD, wastewater and biogas flow, and biogas quality. The results showed that the average CH4 concentration ranged from 70 to 80%, the CO2 from 6 to 12% and the H2S from 1300 to 2100 ppm, and didn?t show much variation during the year. The biogas flow had a periodic and variable behavior according to the different operational conditions, decreasing after heavy rainfall. In general, the specific biogas production yields were lower than expected, indicating biogas losses. The values obtained ranged from 81 to 142 NL of CH4/kgCODremoved and the COD removal efficiencies from 63 to 88%. The well sealed reactors achieved biogas production yields of 17 L/inhab.day, 89 L/m3wastewater e 179 l/kg CODremoved. In this case, the unitary electrical energy potential was 17,8 kWhel/inhab.year. The others WWTP presented lower values due to higher biogas losses.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338949.pdf: 1175438 bytes, checksum: 57c9c1e9712988fe8b744a6d02b90d49 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho tem como objetivo analisar a situação atual de tratamento dos esgotos sanitários gerados dentro de uma indústria metalúrgica fabricante de equipamentos rodoviários para o transporte de minérios, e a partir dos resultados propor o aproveitamento do esgoto tratado como água de reuso para fins não nobres dentro do parque fabril. O sistema de tratamento (ETE) adotado pela empresa pesquisada é o Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA) seguido de sistema de Lodo Ativado Convencional (LAC). Os esgotos gerados na empresa, correspondente a um equivalente populacional de 550 pessoas, são enviados para a área destinada ao tratamento, por gravidade, através de rede coletora interna. Chegando à ETE, os despejos passam por uma caixa gradeada para retenção de sólidos grosseiros e, em seguida, para estação elevatória onde o efluente é bombeado para o RAFA, e então, direcionado ao tanque de aeração do sistema LAC. Os parâmetros de qualidade de tratamento foram analisados durante o período de maio de 2014 a abril de 2015. Diante dos resultados identificados (eficiência superior a 90% de remoção de matéria orgânica), propõe-se a utilização da água de reuso nos principais pontos de maior consumo, tais como na utilização para resfriamento de máquinas e tanque de gases; para a irrigação e manutenção da área verde; lavagem de equipamentos e peças e nos vestiários. / Abstract : The present work has the aims to analyze the current situation of wastewater treatment produced in a metallurgical industry, which produces equipment to transport mineral, and, from the results, to propose the utilization of this treated effluent as reused water for nonnoble utilization in the plant. The wastewater treatment plant (WWP) adopted by the company is the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) followed by Actived Sludge (AS). The wastewater generated by the industry, which corresponds to a 1,200 population equivalent, is sent to an area stablished for its treatment through an internal collecting pipe. When the wastewater gets to the WWP, it runs through a railed box to retain gross solid waste and then to pumping station where the effluent is pumped to UASB and after directed to the aeration tank of AS system. The parameters of quality of treatment were analysed in the period between May 2014 and April 2015. According to the results found (efficiency removal above 90% of organic material), it is proposed the utilization of water in the main points of a major consumption, such as the cooling of machines and gas tanks, as well as, the irrigation of green area and washing of equipment, parts, and restrooms.