Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor no ramo de Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Jorge Seabra

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Fernando Pinho

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Jorge Seabra

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2018-05-03T11:19:44Z No. of bitstreams: 1 Tese_Antonio_Bomfim_2018.pdf: 1407551 bytes, checksum: 81035d3adf49098da0d02979e98d9b16 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T11:19:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Antonio_Bomfim_2018.pdf: 1407551 bytes, checksum: 81035d3adf49098da0d02979e98d9b16 (MD5) / A bacia hidrográfica do rio São Paulo, a exemplo de tantas outras, está inserida na problemática de degradação ambiental. Apesar de ostentar importância ambiental e social, a microbacia é submetida a agressões constantes, principalmente, por estar circundada por inúmeras atividades industriais e margeada por diversos municípios e pequenos povoados, o que tem provocado diversos impactos negativos. Composta pelo rio São Paulinho, a represa Coréia e o estuário do rio São Paulo, localiza-se no município de Candeias, no Recôncavo baiano, porção Norte-Nordeste da BTS, e dista cerca de 46,1 km de Salvador. As atividades antropogênicas lançam diversos poluentes nessa região, entre os quais se destacam os metais-traços, que são contaminantes ambientais estáveis e persistentes, uma vez que não podem ser degradados ou destruídos. Sendo a sua determinação quantitativa em amostras de águas salobras/salinas de grande importância prática, pois fornece dados relevantes tanto para o estudo de processos naturais quanto de contaminações ao meio ambiente. Porém, as baixas concentrações e a complexidade da matriz salina requerem a utilização de técnicas analíticas sensíveis e uma etapa preliminar de extração e pré-concentração. Além do mais, as avaliações referentes à área de estudo, já desenvolvidas, são inconsistentes e não permitem realizar uma caraterização hidroquímica e ambiental, eficiente da microbacia. Mediante ao exposto, questiona se o estabelecimento e a aplicabilidade de uma técnica que elimine a matriz salina, promoverá resultados de metais-traço mais confiáveis e possibilitará realizar uma avaliação ambiental eficaz e coerente ou se a microbacia, realmente, não apresenta concentrações significativas de metais-traços na fração dissolvida; e se as flutuações físico-químicas garantem a resiliência da microbacia quanto à contaminação hídrica por metais-traços na fração dissolvida, não comprometendo a BTS. Objetivando compreender o comportamento hidroquímico, por meio de parâmetros ambientais e metais-traço utilizando-se de uma metodologia específica para remoção de matriz salina e determinação por ICP-MS. E intrinsicamente, verificar a influência da forçante hidrodinâmica na variabilidade sazonal desse comportamento. Foram realizadas quatro campanhas amostrais com mensuração de parâmetros físico-químicos, de forma estratificada, em 15 pontos, ao longo da microbacia, durante um ano, para atender os objetivos. Quanto aos desafios referentes à determinação de metais em matriz complexa, a técnica de extração e pré-concentração com utilização de resina quelante, foi considerada bastante eficiente, pois eliminou o efeito da matriz e contribuiu diretamente para ressaltar as concentrações dos metais avaliados. Pode-se concluir também que comportamento sazonal da salinidade foi significativamente diferente entre os períodos climatológicos, e o comportamento longitudinal e vertical da distribuição da salinidade reflete a constante penetração da maré no estuário, atenuada pela descarga fluvial em momentos de maiores precipitações. Todos os metais investigados foram quantificados e diferiram significativamente entre os períodos sazonais, tendo sua disponibilidade tendenciada pelos processos hidrodinâmicos e climatológicos. Além do mais, o comportamento multivarido dos parâmetros ambientais e metais-traço permitiu caracterizar os processos hidroquímicos que elucidam o déficit de qualidade da microbacia e as contribuições de cada setor nesse processo. Desta forma, podemos afirmar que as atividades antrópicas conferem à microbacia um acentuado grau de comprometimento ambiental, atenuado pelos processos naturais. E apesar de mostrar-se resiliente, a microbacia contribui para a contaminação da BTS. / ABSTRACT - The watershed of the São Paulo river, like many others, is inserted in the problematic of environmental degradation. Despite its environmental and social importance, the microbasin is subject to constant aggression, mainly because it is surrounded by numerous industrial activities and bordered by several municipalities and small towns, which has caused several negative impacts. Comprising the São Paulinho River, the Korea Dam and the São Paulo River Estuary, it is located in the municipality of Candeias, in the Bahia Recôncavo, North-Northeast portion of the BTS, about 46.1 km from Salvador. Anthropogenic activities release several pollutants in this region, which can highlight trace metals, which are stable and persistent environmental contaminants since they can’t be degraded or destroyed. Its quantitative determination in brackish / saline water samples is of great practical importance, since it provides relevant data both for the study of natural processes and for contamination of the environment. However, the low concentrations and the complexity of the salt matrix require the use of sensitive analytical techniques and a preliminary extraction and preconcentration step. Moreover, the evaluations of the study area, already carried out, are inconsistent, and do not allow an efficient characterization of the microbasin. In this way, it is questioned the establishment and the applicability of a technique that eliminates the saline matrix will promote more reliable results of trace metals, and will allow an effective and coherent environmental evaluation or indeed the microbasin does not present significant concentrations of traces metals in the dissolved fraction; And if the physico-chemical fluctuations guarantee the resilience of the microbasin for contamination by traces metals in the dissolved fraction, without compromising the BTS. Aiming to understand the hydrochemical behavior, through environmental parameters and trace metals using a specific methodology for saline matrix removal and determination by ICP-MS. And intrinsically, to verify the influence of hydrodynamic forcing on the seasonal variability of this behavior. Four sampling campaigns were carried out to measure the physico-chemical parameters, in a stratified manner, at 15 points, along the microbasin, during one year to meet the objectives. As for the challenges regarding the determination of metals in complex matrix, the technique of extraction and preconcentration with the use of chelating resin was considered very efficient, since it eliminated the effect of the matrix and contributes directly to highlight the concentrations of the evaluated metals. We can also conclude that the seasonal behavior of the salinity was significantly different between the climatological periods, and the longitudinal and vertical behavior of the salinity distribution reflects the constant penetration of the tide in the estuary, attenuated by the fluvial discharge in moments of greater precipitation. All the metals investigated were quantified and differed significantly between the seasonal periods, and their availability tended by the hydrodynamic and climatological processes. Moreover, the multivariate behavior of the environmental and trace metal parameters allowed us to characterize the hydrochemical processes that elucidate the microbasin quality deficit and the contributions of each sector in this process. In this way, we can affirm that the anthropogenic processes give to the microbasin a marked degree of environmental compromise, attenuated by the natural processes. In spite of being resilient, the microbasin has a contribution to the contamination of the BTS.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-02T16:29:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2116082 bytes, checksum: 502a6cdcc8e53712c63437765f9f330f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T16:29:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2116082 bytes, checksum: 502a6cdcc8e53712c63437765f9f330f (MD5) Previous issue date: 2003-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em diversas situações práticas, como na disposição de resíduos industriais, de mineração e domésticos em aterros sem impermeabilização de base, pode ocorrer a contaminação do solo e das águas subsuperficiais. No caso do transporte de contaminantes miscíveis através de camadas de solo relativamente pouco espessas e de baixa permeabilidade, o solo pode ser considerado um material homogêneo, isotrópico e indeformável. Além disto, admitindo-se que a migração do contaminante é governada pelo fluxo estacionário de um fluido incompressível, que as reações de sorção são instantâneas, lineares e reversíveis, e desprezando-se processos acoplados de fluxo, o transporte transiente de espécies químicas em solos saturados é descrito pela conhecida equação de advecção-dispersão. Entretanto, a solução desta equação requer a determinação de alguns parâmetros, tais como o coeficiente de dispersão hidrodinâmica e o fator de retardamento, geralmente feita com base em ensaios de laboratório em coluna de lixiviação, de difusão e de equilíbrio em lote. Os ensaios em coluna de lixiviação são de simples execução, mas podem ser demorados, já que requerem medições periódicas durante sua duração que, em alguns casos, pode levar algumas semanas ou meses. Estes ensaios são tradicionalmente analisados utilizando um método que, além de uma certa dispersão nos resultados, requer a coleta de um grande número de amostras de efluentes durante o transcorrer do ensaio e a análise da concentração dos efluentes em todas estas amostras. Sendo assim, é um método oneroso e, conseqüentemente, de difícil aceitação prática. Este trabalho apresenta resultados de ensaios em coluna de lixiviação e de equilíbrio em lote para determinação de parâmetros de transporte de alguns metais pesados em um solo residual maduro (horizonte B) que será usado para construir a camada de impermeabilização da base do aterro sanitário do município de Visconde do Rio Branco, em Minas Gerais. Os ensaios em coluna de lixiviação foram realizados com um equipamento construído para esta tese, capaz de ensaiar quatro amostras de solo submetidas a uma determinada pressão de confinamento. Com os resultados destes ensaios, os parâmetros de transporte foram obtidos através do Método Tradicional e do Método da Massa Acumulada (SHACKELFORD, 1995). Para facilitar a interpretação dos resultados obtidos com o método da massa acumulada, foi desenvolvido um programa de computador (Programa MAC), que usa um procedimento de otimização para obter os parâmetros de transporte. No trabalho, comparam-se os valores dos parâmetros de transporte obtidos com os ensaios em coluna e equilíbrio em lote. Dentre as principais conclusões tiradas deste trabalho, destacam-se: a seqüência de mobilidade obtida para os metais pesados estudados: Mn2+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+>Cr3+; apesar dos ensaios serem de gradiente constante, a grande a variação da velocidade de percolação ao longo dos ensaios; a desorção dos metais manganês e zinco; os altos valores de fatores de retardamento obtidos; a menor dispersão dos resultados no Método da Massa Acumulada; a grande semelhança entre os valores de fator de retardamento e coeficiente de dispersão hidrodinâmica obtidos pelo Método Tradicional e pelo Método da Massa Acumulada mesmo com um número reduzido de coletas de efluentes; a não linearidade das isotermas de sorção obtidas nos ensaios de equilíbrio em lote que mostraram a diminuição do fator de retardamento com o aumento da concentração de soluto; e a coerência entre os resultados obtidos nos ensaios de coluna e equilíbrio em lote. / Several practical situations, like dumping of industrial, mining and domestic waste in landfills without lining system, may lead to soil and underground water contamination. In the case of transport of miscible contaminants through layers of relatively thin and impermeable soil, this material may be considered homogeneous, isotropic and undeformable. Supposing that the contaminant migration is governed by a steady-state flow of an incompressible fluid, and sorption reactions are instantaneous, linear and reversible, besides disregarding coupled flow processes, the transient transport of chemical species in saturated soils is described by the well known advection-dispersion equation. However, the solution of this equation requires the determination of some parameters, the hydrodynamic dispersion coefficient of and the retardation factor, which are normally obtained from column, diffusion and batch equilibrium laboratory tests. Column tests are easily feasible, but may be time- consuming, since they require periodic effluent sampling along their entire duration, which may take weeks or months. These tests are traditionally analyzed by a method that, besides some scatter in the results, requires a large number of effluent samples during testing and concentration effluent analyses of all samples. Thus, it is an expensive method and, consequently, difficult to be used in practice. This work deals with results of column and batch equilibrium tests to determine heavy metals transport parameters of a mature residual soil (horizon B), that will be used to construct the lining layer of the sanitary landfill of Visconde do Rio Branco district, Minas Gerais state. The column tests were realized with equipment constructed for this thesis, capable of testing four samples simultaneously, submitted to a determined confining pressure. With the test results, transport parameters were obtained through the Traditional Method and the Cumulative Mass Approach. To facilitate the interpretation of the Cumulative Mass Approach results, a computer program (Program MAC), which uses an optimization procedure to obtain the transport parameters, was developed. This work compares values of transport parameters obtained by column tests and batch equilibrium tests. Among the main conclusions taken from this work, one distinguishes: the mobility sequence of the studied heavy metals Mn2+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+>Cr3+; the large variation of seepage velocity during testing, in spite of the test gradient to be constant; the desorption of manganese and zinc; the high values of retardation factors obtained; the little scatter in the results obtained from the Cumulative Mass Approach; the similarity in the results of retardation factors and the coefficients of hydrodynamic dispersion obtained by the Traditional Method and the Cumulative Mass Approach, even when a reduced number of effluent samples are used; the non-linear sorption isotherms obtained with the batch equilibrium test, which showed the decreasing tendency of the retardation factor for an increasing concentration; and the consistency between the results obtained with the column and batch equilibrium tests. / Não foram localizados o cpf e o currículo lattes do autor.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-02T09:42:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6171733 bytes, checksum: 53c1338fade79e4659635416cb39c199 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T09:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6171733 bytes, checksum: 53c1338fade79e4659635416cb39c199 (MD5) Previous issue date: 2015-10-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os evaporadores de película descendente (EPD) são amplamente utilizados nas indústrias químicas, de refrigeração, de refino de petróleo e de alimentos. Nas indústrias de laticínios, os EPD são mais comumente utilizados para a concentração de soluções antes do processo de secagem por spray-dryer. Apesar da importância econômica do processo de evaporação a vácuo na produção de produtos lácteos desidratados, o conhecimento do processo é essencialmente empírico. Estudos visando a otimização do processo são portanto necessários. O objetivo deste projeto de doutorado é o de caracterizar experimentalmente um EPD durante a concentração de produtos lácteos, utilizando de abordagens termodinâmicas e hidrodinâmicas afim de se estudar as interações entre as propriedades dos produtos e os paramêtros operacionais. Um evaporador de película descendente, simples efeito, em escala piloto, que descreve o mesmo processo em escala industrial de um ponto de vista hidrodinâmico, foi instrumentado e utilizado para a determinação dos balanços de massa e de energia. A capacidade evaporativa e o coeficiente global de transferência de calor foram calculados a partir dos dados experimentais. Uma metodologia para a determinação experimental da função de distribuição dos tempos de residência (DTR) foi desenvolvida. As funções DTR fornecem informações essenciais sobre o escoamento dos produtos durante a concentração em EPD. O aumento da concentração, da vazão mássica e da distância percorrida pelo produto, provocam um aumento na dispersão das partículas do fluxo. Estas funções foram modelados por uma combinação de reatores em cascada, perfeitamente agitados. De acordo com a interpretação deste modelo, dois fluxos, um primário e um secundário, correspondendo a duas camadas de produto que fluem sobrepostas através dos tubos de evaporação, foram propostos. A metodologia para o cálculo das funções DTR foi aplicada a diferentes produtos lácteos (leite desnatado, soro de leite doce e ácido), e o estudo foi estendido para a formação de fouling durante a concentração por evaporação a vácuo. O tempo de residência médio real foi mais sensível para identificar a formação de fouling que o coeficiente global de transferência de calor e do que a capacidade evaporativa. Este estudo enfatizou o papel crucial da caracterização do processo de evaporação a vácuo para a otmização de EPD e da qualidade dos produtos oriundos dessa tecnologia. / Falling film evaporators (FFE) are widely used in the chemical, refrigeration, petroleum refining, desalination and food industries. In the dairy industry FFE is applied for the concentration of solutions prior to the drying step. Despite the economic importance of the vacuum evaporation process in the manufacture of dairy dried products, the knowledge about the process is mostly empirical. Research aiming to improve the efficiency of the process is therefore necessary. The objective of this PhD project was to characterize experimentally a FFE during the concentration of dairy products by means of thermodynamic and hydrodynamic approaches, in order to study the interactions between the products properties and the operating parameters. A pilot-scale, single-stage falling film evaporator that describes the same process as that of an industrial scale from a hydrodynamic point of view was instrumented and used to establish the mass and energy balances. The evaporation rate and the overall heat transfer coefficient were calculated from the experimental data to follow up the process. A methodology for the determination of the experimental residence time distribution (RTD) functions was developed. RTD functions provide global information about the flow of the products during concentration in a FFE. Increasing of the concentration of skim milk, mass flow rate and the distance covered by the product resulted in an increase in the dispersion of the products particles. The experimental RTD functions were modelled by a combination of two perfectly mixed reactor tanks in series. From the interpretation of this model, two different flows, a main and a minor flow, were identified. The RTD methodology developed on skim milk was applied to sweet whey and lactic acid whey and the study was extended to the formation of fouling during a 5-hour concentration. The mean residence time was more sensitive to identify fouling than the overall heat transfer coefficient and the evaporation rate. This study emphasized the crucial role of process characterization to improve the performance of FFE and product quality.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-08T17:19:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3542099 bytes, checksum: 22150f7209aa6581ebda209f34507ebd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T17:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3542099 bytes, checksum: 22150f7209aa6581ebda209f34507ebd (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / O presente trabalho teve por objetivo avaliar a relação entre o parâmetro de potência do tempo de detenção hidráulica (n), do modelo matemático de cinética de primeira ordem modificado por Brasil et al. (2007), com o número de dispersão hidráulica (d) e também com o comportamento da degradabilidade do material orgânico, obtida a partir da relação DQO/DBO, ao longo do comprimento de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SAC-EHSS). Para isto, foram utilizados SACs-EHSS não plantados, de iguais volumes, mas com configurações geométricas distintas, denominados SAC1, SAC2 e SAC3, os quais possuíam relação comprimento largura (L/B) crescente, respectivamente de 1,0, 4,0 e 7,3. Todos os SACs-EHSS foram preenchidos com brita # 0 e receberam esgoto sanitário (ES). Foram realizados ensaios com traçador em dois momentos, antes e após os SACs-EHSS receberem ES, buscando-se, com isso, avaliar as diferenças no comportamento hidrodinâmico dos sistemas, após a passagem de ES, bem como determinar o parâmetro número de dispersão d. No período compreendido entre as execuções dos ensaios com traçador, os sistemas foram monitorados por 90 dias, sendo avaliadas as variáveis pH, condutividade elétrica (CE), demanda química de oxigênio (DQO) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO), ambas na fração bruta e solúvel no ES em tratamento em pontos afluente, efluente e intermediários. Os dados experimentais de CE, DQO e DBO foram avaliados na forma bruta, sem que fossem feitas correções quanto às perdas hídricas por evaporação, e também após essa correção, para que fosse avaliado o efeito dessas perdas nas variáveis. Para análise estatística, foi utilizada ANOVA a 5% de significância no caso em que os dados apresentavam distribuição paramétrica e Kruskal-Wallis a 5%, quando os dados eram não paramétricos. Os ensaios hidrodinâmicos mostraram comportamento disperso para os três SACs-EHSS, sendo os valores encontrados para d próximos entre si, indicando que as diferentes configurações não proporcionaram mudanças consideráveis nas condições hidrodinâmicas do sistema. Além disso, foi verificada redução dos valores de d do primeiro ensaio para o segundo. Não foram constatadas diferenças significativas quando comparadas as médias de eficiência de remoção entre os SACs para cada situação e nem entre os valores não corrigidos e corrigidos considerando-se as perdas por evaporação. Os dados experimentais de DQO e DBO nas formas bruta e solúvel foram ajustados ao modelo proposto por Brasil et al. (2007), explicitando-se, assim, os valores do parâmetro n das equações. Outros modelos cinéticos foram também ajustados aos dados de DQO e DBO na forma bruta e solúvel, corrigidos e não corrigidos, sendo observado que o modelo convencional de primeira ordem apresentou não só os menores valores para o coeficiente de decaimento de matéria orgânica k0, mas também os menores coeficientes de determinação (R²). Observou- se, em todos os casos, relação inversa entre os parâmetros d e n, sendo as maiores relações verificadas para n obtido a partir do ajuste aos dados de DBO, em todas as formas, e a menor correlação para os valores de n ajustados aos dados de DQO solúvel. Foi observada inexistência de associação entre os valores de n e TDH nos sistemas, havendo, no entanto, elevada correlação entre n e a taxa de decaimento da matéria orgânica obtida no trecho relativo ao primeiro quinto do comprimento dos SACs-EHSS, indicando que a variável se reduz, à medida que há aumento na degradação relativa do efluente. / This study aimed to evaluate the relation between the exponent parameter of hydraulic retention time (n), from the first-order kinetics mathematical model modified by Brazil et al. (2007), with hydraulic dispersion number (d) and also with the organic material’s degradability behavior along the length of the constructed wetlands of horizontal subsurface flow (CW-HSSF), given by the ratio COD /BOD. For this, non-planted CW-HSSF were used, with equal volumes, but with different geometric configurations, called CD1, CD2 and CD3, which had increasing relative length breadth (W/B) respectively by 1.0, 4.0 and 7.3. All CW-HSSF were filled with gravel # 0 and received sewage (S). Dye tracer tests were performed in two stages, before and after CW-HSSF receive S, seeking to evaluate the differences in the systems’ hydrodynamic behavior, after S’s passage, as well as to determine the parameter dispersion number d. In the period between the tests with tracer, the system was monitored for 90 days and were evaluated the variables pH, electrical conductivity (EC), chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD), both raw and soluble fractions in ES treatment in tributary, effluent and intermediates points. The experimental EC, COD and BOD data were evaluated in gross form, without corrections to be made on the water loss due to evaporation, and also after that correction, in order to evaluate the water deficit effect on variables. Other hydrodynamic tests showed scattered results for the three SACs-EHSS, and the values found for d were close among each other, indicating that the different settings did not provide substantial changes regarding to the hydrodynamic flow. Furthermore, a reduction behavior in d was identified from the first test values to the second ones. There were no significant differences when compared the mean removal efficiency among SACs for each situation, either between the uncorrected and corrected evaporation losses. Statistical analysis ANOVA was applied at 5% significance level in the case where data presented parametric distribution and Kruskal-Wallis at 5% when data were not parametric. COD and BOD experimental data, in both gross and soluble forms, were fitted to the model proposed by Brazil et al. (2007), returning thus the values of equations’ n parameter. Other kinetic models were also fitted to the COD and BOD data in gross and soluble form, corrected and uncorrected, and then it was observed that the first order conventional model did not only present the lowest values for the k organic matter removal coefficient, but also the smallest determination coefficient (R²). It was noticed from the correlation study between the parameters d and n, in all cases, an inverse correlation. The highest correlations observed for n were obtained from the BOD fit to the data in all forms and the lowest correlation to the values of n set to soluble COD data. An association failure was observed among the n and hydraulic detention time (HDT) values in the systems, however, there was a high correlation between n and the organic matter decay rate obtained for the first fifth of CW-HSSFs’ length, indicating that the variable is reduced while the effluent’s relative degradation goes on.

Este estudo visa à descrição pontual do comportamento hidrodinâmico do estuário do Rio Mearim, analisando os padrões de corrente de maré, do registro de marés e das possíveis relações entre eles. Durante novembro e dezembro de 2012 um ADCP foi fundeado no canal do estuário, onde coletou dados por 31 dias. Os dados foram qualificados e processados para futura análise e inter-relações. Foi observado que a coluna de água estuarina no ponto de medição move-se como uma coluna de água homogênea com fluxo bidirecional no eixo NE-SW. As medições ocorreram no período de baixo índice de pluviosidade. O espectro de energia de velocidade de correntes indicou contribuições parciais dos harmônicos M2, M4, M6 e M8 no padrão de correntes encontrados. Defasagens no tempo entre os picos de máxima velocidade de corrente durante enchente e vazante mostraram a dominância do processo de maré vazante sobre a enchente no estuário. A análise integrada apresentada permitiu uma melhor compreensão no entendimento do comportamento das correntes forçadas pela maré, as chamadas correntes de maré, no estuário do Rio Mearim. / This study aim to describe the punctual hydrodynamic behavior of Mearim River estuary, analyzing the pattern of the tidal current, the tidal data and possible relationship between them. During 2012 november and december an ADCP was deployed in the estuary channel, where it collected data for 31 days. The data were qualified and processed for further analysis and inter-comparisons. It was observed the estuarine water column in the point of deployment moved as a homogeneous water column with bidirectional flux in axis NE-SW. The deployment was made in a period of low pluviosity index. The energy spectrum of current velocity indicated partial contribution of harmonics M2, M4, M6 e M8 in the current pattern found. Delays between the maximum velocity during flood and ebb conditions, showed the dominance of the edd process over the flood in the estuary. An analysis integrated presented on this paper allowed a better understanding of the behavior of the current forced by tides, called the tidal current in the Mearim River estuary.

Esta tese objetiva caracterizar o escoamento provocado pela incidência de um jato vertical em um fundo plano, descrevendo assim as características médias e flutuantes das pressões a partir da investigação experimental. O modelo utilizado é composto por um jato retangular posicionado, perpendicularmente, a uma distância de 0,92 m do fundo plano de um canal. Utilizando transdutores de pressão instalados na posição de incidência do jato, adquiriu-se os valores de pressão “instantânea” a uma frequência de 128 Hz durante 10 minutos. Foram ensaiadas cinco (5) vazões: 25 l/s (Fr1 = 7,12), 30 l/s (Fr1 = 8,51), 36,6 l/s (Fr1 = 10,35), 42,7 l/s (Fr1 = 12,12) e 50l/s (Fr1 = 14,23), além de vinte (20) diferentes espessuras de colchão d'água. Com os dados de pressão, efetuou-se análises no domínio do tempo, da frequência e da posição. No domínio do tempo, analisou-se a variação dos parâmetros estatísticos essenciais (média, desvio padrão, assimetria e curtose) bem como a identificação de valores máximo e mínimos das pressões. No domínio da frequência, procurou-se avaliar por meio da análise espectral a identificação de frequências significativas associadas à energia macroturbulenta. No que tange à análise no domínio da posição buscou-se analisar a faixa de influência do jato junto ao fundo, a região de subpressões e o alcance das pressões dinâmicas. Outro aspecto importante abordado é a apresentação dos resultados em gráficos adimensionalizados, o que confere ao estudo um caráter geral dentro da faixa de valores ensaiados. Os resultados definem um colchão mínimo de água da ordem de 3 vezes a altura crítica do escoamento, para o amortecimento das pressões dinâmicas. A análise dos momentos estatísticos demonstra que a distribuição das pressões não segue a distribuição normal. Dentro disso, estão disponibilizados coeficientes estatísticos de probabilidade para a determinação das pressões extremas. Ainda, estão definidas quatro zonas a jusante do impacto do jato: Zona I - região do impacto, Zona II - reflexão do jato, Zona III - Acomodação do escoamento e por fim, a Zona IV - caracterizada pelo fim da influência do jato. Além disso, uma análise deste escoamento sob a perspectiva da formação de um ressalto hidráulico é realizada, indicando que apenas os parâmetros utilizados, não descrevem o escoamento como tal. Esta tese é produto da parceria entre Laboratório de Obras Hidráulicas do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LOH/IPH/UFRGS) e o Laboratório de Hidráulica Experimental e Recursos Hídricos de Furnas Centrais Elétricas S. A. (LAHE/FURNAS). / This thesis aims to characterize the flow prompted by the incidence of a vertical jet on a flat bottom, thus describing the mean and floating characteristics of the pressures from the experimental investigation. The model used is comprised of a rectangular jet positioned perpendicularly at a distance of 0.92 m from the flat bottom of a channel. Using pressure transducers installed in the jet incidence position, the "instantaneous" pressure values were acquired at a frequency of 128 Hz for 10 minutes. Five (5) discharges were tested: 25 l/s (Fr1 = 7.12), 30 l/s (Fr1 = 8.51), 36.6 l/s (Fr1 = 10.35), 42.7 l/s (Fr1 = 12.12) and 50 1/s (Fr1 = 14.23), as well as twenty (20) different waterbed thicknesses. The pressure data were analyzed in terms of time, frequency and position domains. In the time domain, the variation of the essential statistical parameters (mean, standard deviation, asymmetry and kurtosis) was analyzed, as well as the identification of maximum and minimum pressure values. In the frequency domain, it was sought to assess, by means of the spectral analysis, the identification of significant frequencies associated with macroturbulent energy. Regarding the analysis in the position domain, this study aimed to analyze the range of influence of the jet near the bottom, the region of subpressions and the reach of the dynamic pressures. Another important aspect is the presentation of the results in dimensionless graphs, which grants the study a general character within the range of values tested. The results define a minimum waterbed of the order of 3 times the critical height of the flow for the damping of the dynamic pressures. Statistical moments analysis shows that the distribution of pressures does not follow the normal distribution. Therein, probability statistical coefficients are available for the determination of extreme pressures. Also, four zones are defined downstream of the impact of the jet: Zone I - region of impact, Zone II - reflection of the jet, Zone III - accommodation of the flow and, finally, Zone IV - characterized by the end of the influence of the jet. Furthermore, an analysis of this flow from the perspective of the formation of a hydraulic jump is conducted, indicating that the parameters used alone do not describe the flow as such. This thesis is a product of the partnership between the Hydraulic Works Laboratory of the Hydraulic Research Institute of the Federal University of Rio Grande do Sul (LOH/IPH/UFRGS) and the Laboratory of Experimental Hydraulics and Hydraulic Resources of Furnas Centrais Elétricas SA (LAHE/FURNAS).