Die Kryosphäre mit ihren großen Eisschilden und Gletschergebieten unterliegt seit einigen Jahrzehnten rasanten Veränderungen, deren Bestimmung überhaupt erst durch satellitengestützte Fernerkundungsmethoden ermöglicht wurde. Insbesondere die dynamischen Ausflussgletscher im Randbereich des Grönländischen Eisschildes verlieren an Eisdicke, ziehen sich zurück und zeigen eine beschleunigte Eisbewegung. Diese Arbeit widmet sich der Erstellung eines modular aufgebauten Monitoring-Systems zur überwiegend automatischen Bestimmung der Fließgeschwindigkeit und der Frontlage von Ausflussgletschern mit Hilfe von Landsat-Aufnahmen. Die frei verfügbaren Satellitendaten der Landsat-Mission sind dafür besonders geeignet, da sie nicht nur einen Beobachtungszeitraum von mehr als 40 Jahren umfassen, sondern nahezu im gesamten Bereich des Grönländischen Eisschildes mit einer hohen zeitlichen Auflösung vorliegen. Durch die Kombination unterschiedlicher Bildzuordnungsverfahren wurden flächendeckende Fließgeschwindigkeitsfelder der Ausflussgletscher bestimmt. Neben einem verbesserten Verfahren zur Ausreißerfilterung in den bestimmten Fließgeschwindigkeitsfeldern wurde ein automatisches Verfahren zur Steigerung der Koregistrierungsgenauigkeit entwickelt. Dies beinhaltet u. a. die Verbesserung der Orthorektifizierung mit Hilfe eines aus ASTER-Daten (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) erstellten, hochauflösenden Geländemodells. Die Geschwindigkeitsfelder wurden weiterhin um das den Geschwindigkeitsfeldern überlagerte Streifenmuster korrigiert, das durch die leicht zueinander verschobenen Scanzeilen in den Landsat-7-Aufnahmen ohne Scanzeilenkorrektur verursacht wurde. Neben der Bestimmung von Fließgeschwindigkeitsfeldern wurden zwei Verfahren zur Ableitung von Gletscherfrontlagen entwickelt. Der Fokus lag dabei auf der Bestimmung von Frontlagen in Eisfjorden, in denen Standardverfahren zur Gletscherflächenkartierung nur eingeschränkt nutzbar sind. Das erste Verfahren ermittelt die Gletscherfront anhand der Grauwertverteilung entlang mehrerer paralleler Profile, die im Übergangsbereich zwischen Eisfjord und Gletscherbereich liegen. Aus diesen Frontpositionen kann anschließend das Polygon der Gletscherfront vektorisiert werden. Das zweite Verfahren verfolgt einen Ansatz der überwachten Klassifikation, bei dem mit Hilfe von statistischen Texturmerkmalen die Segmentierung von Gletscherflächen erfolgt. Eine nahezu vollständige Auswertung aller verfügbaren Satellitendaten des Landsat-Archivs wurde für den Randbereich des Grönländischen Eisschildes durchgeführt. Auf einer Fläche von etwa 500000 km² wurden für 302 Gletscher Fließgeschwindigkeitsfelder bestimmt. Die überwiegend im Zeitraum 1999 bis 2012 vorliegenden Geschwindigkeitsfelder besitzen eine räumliche Auflösung von 300m x300m. Für etwa ein Drittel dieser Gletscher wurden über den gesamten Landsat-Missionszeitraum von 1972 bis 2012 zusätzlich auch die zeitlichen Änderungen der Frontlage ermittelt. Aus diesen Ergebnissen lassen sich sowohl der Langzeittrend als auch die saisonalen Variationen der Fließgeschwindigkeit und die Lage der Gletscherfront ableiten. Generell zeigen die Gletscher in Zentralwest-, Nordwest- und Südost-Grönland nicht nur höhere Fließgeschwindigkeiten im Vergleich mit den Gletschern in anderen Regionen Grönlands, sondern weisen oft auch ein deutlich beschleunigtes Fließverhalten auf. Die seit 1999 größten Veränderungen wurden am Jakobshavn Isbræ und am Upernavik Isstrøm im Westen sowie an einem Ausflussgletscher in der Køge Bugt im Südosten Grönlands beobachtet. Diese Gletscher zeigen einen jährlichen Geschwindigkeitsanstieg von mehr als 0,9 m/Tag. Neben den beobachteten Geschwindigkeitsänderungen ist häufig auch eine Variation der Frontlage zu beobachten. Gewöhnlich ist eine Beschleunigung des Gletschers mit einem Frontrückzug verbunden. Darüber hinaus weist ein Großteil der Gletscher eine ausgeprägte saisonale Variabilität ihrer Fließgeschwindigkeit und ihrer Frontlage auf. Die über mehrere Jahrzehnte vorliegende Zeitreihe der bestimmten Fließgeschwindigkeiten ermöglicht im Besonderen die Detektion und die Untersuchung des zeitlichen Verlaufs von Surge-Ereignissen.

Les glaciers de montagne ont un impact sociétal important que ce soit à l'échelle locale où ils influencent les ressources en eau et l'attractivité touristique d'une région, ou à l'échelle mondiale en contribuant au niveau des océans. Par ailleurs, les glaciers de montagne sont extrêmement sensibles aux variations climatiques et sont donc des indicateurs pertinents des évolutions climatiques passées et présentes, en particulier du réchauffement global.Une meilleure compréhension de la réponse des glaciers à ces changements, ou dynamique, est nécessaire afin d'estimer leur contribution au système Terre et leur évolution future. Les satellites d'observation de la Terre, par leur couverture globale et des acquisitions régulières, représentent un atout formidable pour suivre l'évolution des glaciers. L'archive à disposition est considérable et celle à venir promet d'être encore plus importante. Il est donc indispensable de développer des méthodes pour traiter cette masse de données.L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre la réponse dynamique des glaciers du Pamir-Karakoram-Himalaya (PKH) et des Alpes aux changements climatiques actuels en mettant à profit les 40 années de données satellitaires disponibles. Dans un premier temps, nous avons développé une chaine de traitement semi-automatique qui permet de mesurer les vitesses annuelles de surface d'écoulement des glaciers par corrélation d'images à partir d'une archive satellitaire. Grâce à la redondance des acquisitions, il est possible d'obtenir des champs de vitesse plus complets, plus robustes et d'estimer statistiquement l'incertitude. L’application de ce traitement à l’archive Landsat a permis d’obtenirdes champs de vitesse pour l’ensemble de la région du PKH (~92 000 km2) sur la période 1998-2014et sur les Alpes (~2 000 km2, période 1999-2014) avec une couverture de 60-80 % et une incertituded’environ 4 m/an. Des champs de vitesse ont également été obtenus de manière moins systématique sur la période 1972-1998 pour le PKH. Dans un second temps, l'analyse des variations de vitesse sur ces périodes a montré un ralentissement des glaciers sur l'ensemble des deux chaines de montagne, en lien avec un amincissement des glaciers sur la même période. Les variations de vitesse sont très contrastées spatialement et sont cohérentes avec les motifs observés pour les variations d'épaisseur. En particulier, les glaciers du Karakoram et du Kunlun qui sont stables ou gagnent de la masse sur cette période montrent également des signes d'accélération, alors que les zones d'amincissement le plus important (Himalaya occidental, Nyenchen Tangla, Alpes) sont celles ou le ralentissement observé est le plus fort. Il semble donc que les variations de vitesse observées soient conditionnées au premier ordre par un signal climatique. / Mountain glaciers have a high societal impact, first at a local scale since they influence the water ressources and the touristic attractivity of a region, but also at a global scale, being major contributors to the present sea-level rise. Moreover, mountain glaciers are sensitive to climate forcing and are thus relevant indicators of past and present climate change and particularly present global warming. It is thus important to analyse the dynamic of these glaciers and quantify the changes that are affecting them so that their contribution to the Earth system and their future evolution can be better estimated. Satellite Earth Observation imagery, with its global coverage and repeated acquisition, represents a unique tool to quantify temporal changes affecting glaciers. The available archive is huge and the flux of new data will increase it even more.It is thus necessary to develop new methods to process this large archive.The objective of this thesis is to quantify the dynamic response of mountain glaciers in the Pamir-Karakoram-Himalaya (PKH) and in the Alps to a changing climate, with the use of the 40-year long satellite archive. We first developped a semi-automated processing chain to derive annual ice flow velocities from feature-tracking of satellite images. The chain takes advantage of the redundancy in the archive to obtain more spatially complete and robust velocity fields and to statistically estimate the uncertainty. Application to the Landsat archive leads to the determination of an unprecedented velocity field for the entire PKH region (~92 000 km2) for the period 1998-2014 and over the Alps (2 000 km2, period 1999-2014) with a coverage of 60-80 % and a mean uncertainty of 4 m/yr.. Flow velocities have been derived less systematically for the period 1972-1998 over the PKH. Secondly, the analysis of velocity changes show a slow-down of the glaciers for most of the 2 regions. The velocity changes are spatially contrasted and coherent with the patterns of elevation changes. In particular, glaciers in the Karakoram and West Kunlun that are stable or advancing show also a clear speed-up, whereas regions where thinning is the most important (Western Himalaya, Nyenchen Tangla, Alps) show the most important slow-down. The observed velocity changes is thus primarily determined by a climatic signal.

A prematuridade está associada com uma alta incidência de complicações no período neonatal sendo uma das mais importantes a retinopatia da prematuridade (ROP) e suas seqüelas: ambliopia, estrabismo, cegueira. Estudos indicam que alterações no fluxo sanguíneo retiniano estão envolvidas na patogênese da ROP causando um crescimento vascular anormal dos vasos da retina. A análise por ultrassonografia Doppler (USD) dos vasos da órbita permite uma estimativa do fluxo sanguíneo local. Objetivo: estabelecer valores de velocidade do fluxo sanguíneo e de seus índices na artéria oftálmica em recém-nascidos pré-termos de muito baixo peso (RNPTMBP) "saudáveis" do nascimento até a alta. Metodologia: Coorte de recémnascidos pré-termos de muito baixo peso, nascidos na UTI Neonatal do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) no período de agosto de 2006 a abril de 2008. Foram obtidas as medidas de velocidade sistólica (VS), velocidade diastólica (VD), índice de pulsatilidade (IP) e índice de resistência (IR) da artéria oftálmica por USD nas primeiras 24 horas de vida, com sete dias, com 28 dias e no momento da alta hospitalar. Incluímos RN com peso de nascimento abaixo de 1500 gramas e idade gestacional <= 32 semanas, sem ROP graus 2 e 3, e sem hemorragia peri-intraventricular (HPIV) graus 3 e 4. A análise estatística foi realizada utilizando teste t pareado e análise de variância (ANOVA). Resultados: Foram estudados 46 RNPTMBP (92 olhos examinados). No primeiro exame os valores em média do fluxo sanguíneo e índices da artéria oftálmica foram: VS 18,42 cm/s; VD 6,22 cm/s; IP 1,40; IR 0,70 e com 28 dias de vida: VS 22,38 cm/s; VD 6,97 cm/s; IP 1,51; IR 0,75 (p<0.001). Não houve diferença significativa entre as medidas obtidas no olho direito e no esquerdo, e entre primeiro e segundo exames. Da mesma forma, as medidas obtidas com 28 dias de vida foram similares aquelas no momento da alta hospitalar. Conclusão: Ocorre uma elevação nas velocidades de fluxo sanguíneo da artéria oftálmica do período pós-natal até a alta em recémnascidos pré-termo de muito baixo peso de nascimento "saudáveis". Os índices calculados não mostraram diferença estatisticamente significativa. O conhecimento deste padrão normal poderá auxiliar na prevenção e no screening para detecção de doença ocular. / Retinopathy of prematurity (ROP) is a multifactorial disease of very low birth weight infants (VLBWI), and the vascular component has an important role. Evaluation of retinal blood flow is essential to understand its physiopathology. Objective: To establish normal blood flow velocity and Doppler indices of the ophthalmic arteries from birth to discharge of "healthy" VLBWI.Methods: Cohort study of newborns with birth weight < 1500 grams and gestational age <= 32 weeks born at our Hospital from August 2006 to April 2008. Doppler ultrasound exam was done in both eyes in the first 24 hours after birth, at 7 and 28 days old, and at hospital discharge for systolic velocity (SV), diastolic velocity (DV), pulsatility index (PI) and resistance index (RI). We excluded those with ROP stage 2 and higher, periintraventricular hemorrhage grades 3 and 4, and death. Statistical analysis was performed using paired t test and repeated measures ANOVA. The study was approved by our Ethic Committee.Results: 46 VLBWI (92 eyes) were studied. First exam: SV 18.40 cm/s; DV 6.23 cm/s; PI 1.41; RI 0.70 and 28 days after birth: SV 22.30 cm/s; DV 6.77 cm/s; PI 1,50; RI 0.75 ( p<0.001). Both eyes had similar Doppler findings at all examined moments. SV and DV increased significantly from the first 24 hours to hospital discharge. There were no significant changes during the study period in PI and RI. Conclusions: There was a increase of SV and DV retinal blood flow from birth to hospital discharge in "healthy" VLBWI; other Doppler measurements were stable. Knowing this normal pattern will provide prevention and screening for ROP.

A prematuridade está associada com uma alta incidência de complicações no período neonatal sendo uma das mais importantes a retinopatia da prematuridade (ROP) e suas seqüelas: ambliopia, estrabismo, cegueira. Estudos indicam que alterações no fluxo sanguíneo retiniano estão envolvidas na patogênese da ROP causando um crescimento vascular anormal dos vasos da retina. A análise por ultrassonografia Doppler (USD) dos vasos da órbita permite uma estimativa do fluxo sanguíneo local. Objetivo: estabelecer valores de velocidade do fluxo sanguíneo e de seus índices na artéria oftálmica em recém-nascidos pré-termos de muito baixo peso (RNPTMBP) "saudáveis" do nascimento até a alta. Metodologia: Coorte de recémnascidos pré-termos de muito baixo peso, nascidos na UTI Neonatal do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) no período de agosto de 2006 a abril de 2008. Foram obtidas as medidas de velocidade sistólica (VS), velocidade diastólica (VD), índice de pulsatilidade (IP) e índice de resistência (IR) da artéria oftálmica por USD nas primeiras 24 horas de vida, com sete dias, com 28 dias e no momento da alta hospitalar. Incluímos RN com peso de nascimento abaixo de 1500 gramas e idade gestacional <= 32 semanas, sem ROP graus 2 e 3, e sem hemorragia peri-intraventricular (HPIV) graus 3 e 4. A análise estatística foi realizada utilizando teste t pareado e análise de variância (ANOVA). Resultados: Foram estudados 46 RNPTMBP (92 olhos examinados). No primeiro exame os valores em média do fluxo sanguíneo e índices da artéria oftálmica foram: VS 18,42 cm/s; VD 6,22 cm/s; IP 1,40; IR 0,70 e com 28 dias de vida: VS 22,38 cm/s; VD 6,97 cm/s; IP 1,51; IR 0,75 (p<0.001). Não houve diferença significativa entre as medidas obtidas no olho direito e no esquerdo, e entre primeiro e segundo exames. Da mesma forma, as medidas obtidas com 28 dias de vida foram similares aquelas no momento da alta hospitalar. Conclusão: Ocorre uma elevação nas velocidades de fluxo sanguíneo da artéria oftálmica do período pós-natal até a alta em recémnascidos pré-termo de muito baixo peso de nascimento "saudáveis". Os índices calculados não mostraram diferença estatisticamente significativa. O conhecimento deste padrão normal poderá auxiliar na prevenção e no screening para detecção de doença ocular. / Retinopathy of prematurity (ROP) is a multifactorial disease of very low birth weight infants (VLBWI), and the vascular component has an important role. Evaluation of retinal blood flow is essential to understand its physiopathology. Objective: To establish normal blood flow velocity and Doppler indices of the ophthalmic arteries from birth to discharge of "healthy" VLBWI.Methods: Cohort study of newborns with birth weight < 1500 grams and gestational age <= 32 weeks born at our Hospital from August 2006 to April 2008. Doppler ultrasound exam was done in both eyes in the first 24 hours after birth, at 7 and 28 days old, and at hospital discharge for systolic velocity (SV), diastolic velocity (DV), pulsatility index (PI) and resistance index (RI). We excluded those with ROP stage 2 and higher, periintraventricular hemorrhage grades 3 and 4, and death. Statistical analysis was performed using paired t test and repeated measures ANOVA. The study was approved by our Ethic Committee.Results: 46 VLBWI (92 eyes) were studied. First exam: SV 18.40 cm/s; DV 6.23 cm/s; PI 1.41; RI 0.70 and 28 days after birth: SV 22.30 cm/s; DV 6.77 cm/s; PI 1,50; RI 0.75 ( p<0.001). Both eyes had similar Doppler findings at all examined moments. SV and DV increased significantly from the first 24 hours to hospital discharge. There were no significant changes during the study period in PI and RI. Conclusions: There was a increase of SV and DV retinal blood flow from birth to hospital discharge in "healthy" VLBWI; other Doppler measurements were stable. Knowing this normal pattern will provide prevention and screening for ROP.

A prematuridade está associada com uma alta incidência de complicações no período neonatal sendo uma das mais importantes a retinopatia da prematuridade (ROP) e suas seqüelas: ambliopia, estrabismo, cegueira. Estudos indicam que alterações no fluxo sanguíneo retiniano estão envolvidas na patogênese da ROP causando um crescimento vascular anormal dos vasos da retina. A análise por ultrassonografia Doppler (USD) dos vasos da órbita permite uma estimativa do fluxo sanguíneo local. Objetivo: estabelecer valores de velocidade do fluxo sanguíneo e de seus índices na artéria oftálmica em recém-nascidos pré-termos de muito baixo peso (RNPTMBP) "saudáveis" do nascimento até a alta. Metodologia: Coorte de recémnascidos pré-termos de muito baixo peso, nascidos na UTI Neonatal do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) no período de agosto de 2006 a abril de 2008. Foram obtidas as medidas de velocidade sistólica (VS), velocidade diastólica (VD), índice de pulsatilidade (IP) e índice de resistência (IR) da artéria oftálmica por USD nas primeiras 24 horas de vida, com sete dias, com 28 dias e no momento da alta hospitalar. Incluímos RN com peso de nascimento abaixo de 1500 gramas e idade gestacional <= 32 semanas, sem ROP graus 2 e 3, e sem hemorragia peri-intraventricular (HPIV) graus 3 e 4. A análise estatística foi realizada utilizando teste t pareado e análise de variância (ANOVA). Resultados: Foram estudados 46 RNPTMBP (92 olhos examinados). No primeiro exame os valores em média do fluxo sanguíneo e índices da artéria oftálmica foram: VS 18,42 cm/s; VD 6,22 cm/s; IP 1,40; IR 0,70 e com 28 dias de vida: VS 22,38 cm/s; VD 6,97 cm/s; IP 1,51; IR 0,75 (p<0.001). Não houve diferença significativa entre as medidas obtidas no olho direito e no esquerdo, e entre primeiro e segundo exames. Da mesma forma, as medidas obtidas com 28 dias de vida foram similares aquelas no momento da alta hospitalar. Conclusão: Ocorre uma elevação nas velocidades de fluxo sanguíneo da artéria oftálmica do período pós-natal até a alta em recémnascidos pré-termo de muito baixo peso de nascimento "saudáveis". Os índices calculados não mostraram diferença estatisticamente significativa. O conhecimento deste padrão normal poderá auxiliar na prevenção e no screening para detecção de doença ocular. / Retinopathy of prematurity (ROP) is a multifactorial disease of very low birth weight infants (VLBWI), and the vascular component has an important role. Evaluation of retinal blood flow is essential to understand its physiopathology. Objective: To establish normal blood flow velocity and Doppler indices of the ophthalmic arteries from birth to discharge of "healthy" VLBWI.Methods: Cohort study of newborns with birth weight < 1500 grams and gestational age <= 32 weeks born at our Hospital from August 2006 to April 2008. Doppler ultrasound exam was done in both eyes in the first 24 hours after birth, at 7 and 28 days old, and at hospital discharge for systolic velocity (SV), diastolic velocity (DV), pulsatility index (PI) and resistance index (RI). We excluded those with ROP stage 2 and higher, periintraventricular hemorrhage grades 3 and 4, and death. Statistical analysis was performed using paired t test and repeated measures ANOVA. The study was approved by our Ethic Committee.Results: 46 VLBWI (92 eyes) were studied. First exam: SV 18.40 cm/s; DV 6.23 cm/s; PI 1.41; RI 0.70 and 28 days after birth: SV 22.30 cm/s; DV 6.77 cm/s; PI 1,50; RI 0.75 ( p<0.001). Both eyes had similar Doppler findings at all examined moments. SV and DV increased significantly from the first 24 hours to hospital discharge. There were no significant changes during the study period in PI and RI. Conclusions: There was a increase of SV and DV retinal blood flow from birth to hospital discharge in "healthy" VLBWI; other Doppler measurements were stable. Knowing this normal pattern will provide prevention and screening for ROP.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Fleck.pdf: 1897702 bytes, checksum: b3e258336499f4a0de7936279b0ee27c (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / The development of human activities generates high amounts of industrial effluent, which has a high impact on watercourses, mainly due to organic load constituents. Among the methods used to control water pollution, the method of mathematical modeling stands out, a simulation tool that allows the generation of future scenarios. This study proposes to generate a mathematical model of water quality that simulates the process of aerobic self-depuration of organic matter from watercourses. For this purpose, it was used a water bath coupled to a jar test, providing temperature control from 20 to 28 °C, and flow velocity from 0.29 to 0.87 m s-1, similarly to natural conditions. The trials were conducted using a synthetic effluent with an initial COD concentration of 50 mg L-1, based on a Central Composite Design (DCC), composed of seven trials. All trials lasted 15 days, with effluent samples collected daily for the analysis of Chemical Oxygen Demand (COD) and Dissolved Oxygen (OD). A mathematical equation was developed for each day of self-depuration. The final mathematical model gathers 15 equations of self-depuration. The significance of the equations was measured using the analysis of variance to 10%. To validate the proposed model, a self-depuration trial was carried out under the conditions of 26 °C and 0.38 m s-1 with an initial COD concentration of 30 mg L-1. The analysis of variance was performed for the proposed mathematical model as well as the analysis of normality and homoscedasticity for waste, with a significance level of 5%.There are indications that the temperature significantly had an influence in the kinetics of aerobic decomposition of organic matter in the first and from the sixth to the fifteenth day self-depuration. The flow velocity significantly influenced in the eighth and from the twelfth to the fifteenth day of self-depuration, and the interaction between the factors in the eighth and fifteenth day of self-depuration, with p-values lower than the significance level adopted. With a confidence interval of 90%, the equations representing the first and from the seventh to the fifteenth day of self-depuration are statistically significant, with coefficients of determination (R2) greater than 84%. The proposed model adequately described the experimental data obtained in the validation trial, presented p-value of 2.49 E-17, lower than the level of significance adopted, of 5%. Thus, the model proposed can be considered statistically significant, describing the total variation of responses, with a ratio of 99.46%. The proposed mathematical model described the process of self-depuration in watercourses within the temperature and flow velocity intervals in which it was generated / O desenvolvimento das atividades humanas teve como consequência direta a geração de elevada quantidade de efluentes industriais, altamente impactantes aos cursos hídricos receptores, devido principalmente à carga orgânica constituinte. Dentre os métodos utilizados para o controle da poluição hídrica, destaca-se a modelagem matemática, a qual, sendo uma ferramenta de simulação, possibilita a geração de cenários futuros. O presente estudo propõe a geração de um modelo matemático de qualidade da água que possibilite simular o processo de autodepuração aeróbia da matéria orgânica de um corpo hídrico. Para a realização do estudo utilizou-se um banho-maria acoplado a um jar test, possibilitando o controle da temperatura na faixa de 20 a 28 °C e velocidade de fluxo na faixa de 0,29 a 0,87 m s-1, valores típicos encontrados em condições naturais. Os ensaios foram conduzidos utilizando-se efluente sintético a partir de uma concentração inicial de DQO de 50 mg L-1, com base em um Delineamento Composto Central (DCC), composto por 7 ensaios. Todos os ensaios tiveram duração de 15 dias, com coletas diárias de amostras de efluente para análise de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Oxigênio Dissolvido (OD). Gerou-se uma equação matemática para cada dia de autodepuração. O modelo matemático final reúne 15 equações de autodepuração. A significância das equações foi avaliada utilizando-se a Análise de Variância a 10%. Realizou-se a validação do modelo proposto, com base em um ensaio de autodepuração conduzido nas condições de 26 °C e 0,38 m s-1 a partir de uma concentração inicial de DQO de 30 mg L-1. Realizou-se a análise de variância para o modelo matemático proposto, assim como análise de normalidade e homoscedasticidade para os resíduos, com um nível de significância de 5%. Há indícios de que a temperatura influenciou significativamente na cinética de decomposição aeróbia da matéria orgânica no primeiro e do sexto ao décimo quinto dia autodepuração. A velocidade de fluxo influenciou significativamente no oitavo e do décimo segundo ao décimo quinto dia de autodepuração e a interação entre os fatores, no oitavo e no décimo quinto dia de autodepuração, apresentando p-valores menores que o nível de significância adotado. Com um intervalo de confiança de 90%, as equações representativas do primeiro e do sétimo ao décimo quinto dia de autodepuração, são estatisticamente significativas, apresentando coeficientes de determinação (R2) superiores a 84%. O modelo proposto descreveu satisfatoriamente os dados experimentais obtidos no ensaio de validação, apresentado p-valor de 2,49E-17, menor que o nível de significância adotado, de 5%. Assim, considera-se o modelo proposto como sendo estatisticamente significativo, descrevendo a variação total das respostas, com uma proporção de 99,46%. O modelo matemático proposto descreve satisfatoriamente o processo natural de autodepuração em cursos hídricos, dentro dos limites de temperatura e velocidade de fluxo em que foi gerado

Introdução: O aumento da pressão intracraniana (PIC) é um problema comum na prática neurocirúrgica, e a monitoração invasiva deste parâmetro faz parte da rotina de unidades de terapia intensiva. O Doppler transcraniano vem sendo testado na avaliação da hemodinâmica cerebral como parâmetro de avaliação não invasiva da PIC, porém há controvérsias na literatura sobre seu real benefício e utilidade nesta situação. Este estudo objetivou correlacionar os dados de avaliação do fluxo sanguíneo cerebral através da técnica de Doppler com as variações da monitoração invasiva da PIC na fase aguda de hipertensão intracraniana em um modelo animal. Métodos: Trata-se de um estudo experimental realizado em suínos. O experimento constou de dois grupos de animais (A e B) com hipertensão intracraniana gerada por insuflação com soro fisiológico de um balão no parênquima cerebral, sendo o grupo A com 4 mL e o grupo B com 7 mL. Nos dois grupos houve uma intervenção clínica com infusão de solução salina a 3% e uma simulação de intervenção cirúrgica (desinsuflação do balão). Em todos os momentos de insuflação do balão e das intervenções foram registrados os valores dos monitores de PIC e do Doppler: velocidades sistólica (VS), diastólica (VD), média (VM) do fluxo sanguíneo cerebral e índice de pulsatilidade (IP). Foram realizadas comparações do comportamento dos parâmetros avaliados pela ultrassonografia Doppler craniana (VS, VD, VM e IP) em relação às variações da PIC intraparenquimatosa. Resultados: Foram estudados 20 suínos sendo 10 no grupo A e 10 no grupo B. Um animal do grupo B foi excluído do estudo, pois foi a óbito antes do término do experimento. Após a insuflação do balão, como era de se esperar, a PIC no grupo B foi superior à do grupo A em todos os momentos, até a desinsuflação do mesmo. Realizada a correlação de Spearman observou-se correlação significativa entre IP e PIC, principalmente logo após insuflação do balão, ou seja, na elevação abrupta da PIC. Não houve correlação entre a PIC e os parâmetros VS, VD e VM. Também não houve variação significativa da PIC após infusão endovenosa de solução salina hipertônica. Conclusão: Este resultado demonstra o potencial do IP como bom parâmetro de avaliação de pacientes com suspeita de elevação hiperaguda e recente da PIC. Não se conseguiu demonstrar os mesmos resultados de correlação entre a PIC e as demais variáveis VS, VD e VM. Diante destes achados, adicionados aos dados conflitantes da literatura disponível até o momento, não se recomenda, por enquanto, a utilização desses parâmetros isoladamente como substitutos da monitoração invasiva da PIC, evidenciando a necessidade de mais estudos clínicos e experimentais / Introduction: Increased intracranial pressure (ICP) is a common problem in neurosurgical practice. Invasive monitoring of ICP in these cases is part of the intensive care unit routine. Transcranial Doppler has been tested in the evaluation of cerebral hemodynamics as a non-invasive evaluation of ICP, but there are controversies in the literature about its real benefit and usefulness in this situation. Thus, this study aimed to correlate the data of cerebral blood flow assessment using the Doppler technique and the invasive monitoring of ICP in the acute phase of intracranial hypertension in an animal model. Methods: This is an experimental study in pigs. During the experiment, an intracerebral expansive mass with an inflatable balloon was simulated. The experiment consisted of two groups (A and B) of animals with intracranial hypertension generated by a ballon inflation inside the cerebral parenchima, group A with 4 mL and group B with 7 mL. In both groups there was a clinical intervention with infusion of 3% saline solution and a simulation of surgical intervention (balloon drain out). The values of ICP and Doppler parameters (systolic (FVs), diastolic (FVd), and mean (FVm) cerebral blood flow velocities) were collected at all moments of balloon inflation and interventions, as well as the pulsatility index (PI). Comparisons of the behavior of the parameters evaluated by Doppler ultrasound (FVs, FVd, FVm and PI) were performed in relation to intraparenchymal ICP. Results: Twenty pigs were studied, 10 in group A and 10 in group B. One pig died in group B and it was excluded. After balloon inflation, as expected, ICP in group B was higher than in group A at all times, until the ballon was empty again. Significant correlation between PI and ICP was obtained when Spearman correlation was performed, mainly shortly after balloon inflation, that is, in the abrupt elevation of ICP. There was no correlation between ICP and FVs, FVd or FVm. There was also no significant change in ICP after intravenous infusion of hypertonic saline solution. Conclusion: These results demonstrate the potential of PI as a good parameter for the evaluation of patients with suspected ICP elevation. It was not possible to demonstrate the same correlation results between the ICP and FVs, FVd or FVm. Due to these results and also to the literature conflicting data to date, the use of these parameters alone as substitutes for the invasive monitoring of ICP is not recommended until now, which shows the need for further clinical and experimental studies

O reator de FAD deve propiciar condições adequadas para contato entre as micro-bolhas e os flocos formados no pré-tratamento e também condições para que o conjunto floco/bolha possa ser direcionado ao topo do reator, e assim ser removido. O projeto de pesquisa visou estudar condições hidrodinâmicas proporcionadas pela variação da Velocidade Cross-Flow (VCF) e assim verificar a influência na eficiência de uma estação piloto de flotação por ar dissolvido. A VCF é importante parâmetro para concepção de unidades de FAD e é função da vazão de entrada no tanque de flotação e da área entre o nível d\'água no tanque de flotação e o anteparo que separa a zona de contato da zona de separação. A velocidade cross-flow constitui um parâmetro de grande importância para projetos de unidades de flotação. Nesta região de transição entre a zona de contato e a zona de separação, ocorre a passagem do conjunto floco/bolha, e turbulência excessiva pode causar o rompimento do conjunto e assim comprometer a eficiência da flotação. Além disso, o padrão de escoamento observado na zona de separação dos flotadores, onde ocorre a separação dos aglomerados \"flocos + bolhas\", depende fortemente do valor médio da velocidade cross-flow, conforme comentado por Lundh et al. (2000 e 2002) e por Reali e Patrizzi (2007). Daí a necessidade de se investigar mais profundamente a influência da VCF na eficiência da clarificação por flotação. O projeto de pesquisa foi dividido em duas etapas. Para realização das etapas foi estudado um tipo de água preparada em laboratório, através da adição de substância húmica e caulinita, para obtenção de cor aparente e turbidez, respectivamente. A água estudada possui cor aparente e turbidez moderada (1 mg/L de substância húmica e 8,5 mg/L de caulinita) resultando em valores de turbidez por volta de 7 NTU e cor aparente por volta de 40 UH. A etapa 1 consistiu na determinação do par, pH de coagulação e dosagem de coagulante (sulfato de alumínio), gradiente médio de floculação e tempo médio de floculação adequado para a água de estudo. Para realização da etapa 1 foi utilizado equipamento de flotação de bancada de regime de batelada (Flotateste), que se encontra nas dependências do Laboratório de Tratamento Avançado e Reuso de Águas - LATAR/SHS/EESC/USP. Foram mantidos fixos os seguintes parâmetros: \'T IND.MR\', \'G IND.MR\', \'T IND.F\', \'G IND.F\', \'P IND.SAT\', \'T IND.REC\', \'V IND.FLOT\'. Conforme preconizado por Reali et al (2007), foi variada a dosagem de coagulante. Após determinado o melhor par pH e dosagem de coagulante foram realizados ensaios visando determinar o melhor \'G IND.F\' e \'T IND.F\' para a água em estudo. Para a água de estudo foram escolhidas duas condições de potencial Zeta, determinados na etapa 1 do projeto de pesquisa. A primeira condição o potencial Zeta permaneceria com valor próximo de 0 mV e na segunda condição o potencial Zeta seria positivo, por volta de +12 mV. A etapa 2 consistiu em variar a velocidade cross-flow, através da variação da altura do vertedor de saída da água flotada de uma unidade piloto de flotação, de forma a se obter diferentes valores de VCF (mantendo-se constantes os valores de tempo de contato e taxa de aplicação superficial na zona de contato), para dois valores de Taxas de Aplicação Superficial (TAS) (7,67 m/h e 15 m/h) na zona de separação e os dois valores de potencial Zeta (PZ), e com isto avaliar a sua influencia na eficiência de remoção de sólidos suspensos totais, cor e turbidez da instalação piloto retangular de FAD. / The reactor DAF should provide adequate conditions for contact between the micro-bubbles and the flakes formed in the pretreatment conditions and also for the aggregate flocs/bubble can be directed to the top of the reactor, and thus be removed. The research project aimed at studying hydrodynamic conditions provided by the variation of Cross-Flow Velocity (VCF) and thus checks the influence on the efficiency of a pilot plant of dissolved air flotation. The VCF is an important parameter to design units of DAF and is a function of input flow in the flotation tank and the area between the water level in the flotation tank and the bulkhead that separates the contact zone of the zone of separation. The cross-flow velocity is a parameter of great importance to projects of flotation units. In this region of the transition zone between the contact zone and the separation zone, occurs the passage of the aggregate flocs/bubble, and excessive turbulence can cause disruption of the aggregate and thereby harm the flotation efficiency. Moreover, the pattern of flow observed in the flotation separation zone, which occurs the separation of aggregates \"flakes + bubbles\", depends strongly on the average value of cross-flow velocity as described by Lundh et al. (2000 and 2002) and Reali and Patrizzi (2007). Hence the needs to investigate further the influence of VCF on the clarification efficiency by flotation. The research project was divided into two steps. To perform the steps has been studied a type of water prepared in the laboratory, through the addition of humic substances and kaolin, to obtain apparent color and turbidity, respectively. The study water has moderate turbidity and apparent color (1 mg/L of humic substance and 8.5 mg/L of kaolin) resulting in turbidity values around 7 NTU and color apparent by 40 HU. Step 1 consisted in the determination of the pair, coagulation pH and coagulant dosage (aluminum sulfate), flocculation gradient and time flocculation suitable for the study water. For the implementation of step 1 was used bench batch flotation system equipment (Flotatest), located on the Laboratory for Advanced Treatment and Reuse Water - LATAR / SHS / EESC / USP. Were kept fixed the following parameters: \'T IND.MR\', \'G IND.MR\', \'T IND.F\', \'G IND.F\', \'P IND.SAT\', \'T IND.REC\', \'V IND.FLOT\'. As predicted by Reali et al (2007), was varied the dosage of coagulant. After determined the best pair of coagulant dosage and pH coagulation the tests were performed to determine the best \'G IND.F\' and \'T IND.F\' for the study water. For the study water were chosen two conditions of Zeta potential values, determined in the step 1 of the research project, where the first condition the Zeta potential value kept near 0 mV and the second condition kept a positive value of Zeta potential, around +12 mV. The step 2 consisted of varying the cross-flow velocity, by varying the height of the outlet weir of the clarified water of the flotation pilot plant to obtain different values of VCF (keeping constant the values of time contact and application rate on the contact zone) for two values of superficial application rates (7.67 m/h and 15 m/h) in the zone of separation and the two values of Zeta potential (PZ) and then was availed the influence on removal efficiency of total suspended solids, colour and turbidity of the rectangular pilot plant of DAF.

The aim of this thesis is to develop a numerical method to find approximations to solutions of the double-slip and double-spin model for the deformation and flow of granular materials. The model incorporates the physical and kinematic concepts of yield, shearing motion on slip lines, dilatation and average grain rotation. The equations governing the model comprise a set of five first order partial differential equations for the five dependent variables comprising two stress variables, two velocity components and the density. For steady state flows, the model is hyperbolic and the characteristic directions and relations along the characteristics are presented. The numerical approximation for the rate of working of the stresses are also presented. The model is then applied to a number of granular flow problems using the numerical method.

The main objective of this study was to investigate and quantify the impact of extreme hydrodynamic forces, similar to those generated by tsunami-induced inundation, on structural elements. As part of a comprehensive experimental program and analytical study, pressures, base shear forces, and base overturning moments generated by hydraulic bores on structural models of various shapes were studied. In addition, the impact force induced by waterborne wooden debris of different shapes and masses on the structural models was also investigated. Two structural models, one with circular and the other with square cross-section, were installed individually downstream of a dam-break wave in a high-discharge flume. Three impounding water heights (550, 850 and 1150 mm) were used to produce dam-break waves, which have been shown to be analogous to tsunami-induced coastal inundation in the form of highly turbulent hydraulic bores. Time-history responses of the structural models were recorded, including: pressures, base shear forces, base overturning moments, lateral displacements, and accelerations. In addition, the flow depth-time histories were recorded at various locations along the length of the flume. Regular and high-speed video cameras were used to monitor the bore-structure interaction. The effect of initial flume bed condition (“wet” or “dry” bed) on the forces and pressures exerted on the structural models were also investigated. Moreover, the vertical distribution of pressure around the models was captured. Simple low-height walls with various geometries were installed upstream from the structural models to investigate their efficiency as tsunami mitigation measures. The experimentally recorded data were compared with those estimated from currently available formulations. The results and analysis of the simulated tsunami-induced bore presented in this study will be of significant use to better estimate forces exerted on structures by tsunami-induced turbulent bores. It is expected that this work will contribute to the new ASCE7 Chapter 6 - Tsunami Loads and Effects in which two of this author’s academic supervisors, Drs. Ioan Nistor and Dan Palermo, are members.