Apresenta-se um trabalho numérico e experimental, com o objetivo de estudar o comportamento dos pavimentos de concreto estruturalmente armados, quando submetidos a forças verticais estáticas e repetidas. Avalia-se a contribuição da armadura de flexão, na resistência de placas de concreto apoiadas sobre meio elástico. Verifica-se experimentalmente o modo de ruína de placas submetidas a carregamento monotônico e a carregamento repetido, com e sem armadura, e acompanha-se o desenvolvimento das fissuras no concreto e das deformações no aço. Comparam-se os resultados obtidos, com as recomendações da NBR 6118:2003, para o dimensionamento de estruturas submetidas à fadiga. É desenvolvido modelo numérico capaz de representar a interface do solo com a placa do pavimento, a fissuração do concreto, a contribuição da armadura e o comportamento pós-fissuração. Com auxílio do modelo numérico, validado a partir dos resultados experimentais, estuda-se a influência de alguns parâmetros importantes para o dimensionamento dos pavimentos, tais como: capacidade de suporte da fundação, espessura das placas, área de aço, dimensões das placas em planta, posição de aplicação da força e presença de juntas de transferência de deslocamento. Os resultados experimentais mostram uma significativa contribuição da armadura positiva na resistência de placas isoladas sob forças verticais centradas. Verificou-se que as forças repetidas provocam fadiga do aço e que o número de ciclos depende da deformação provocada na armadura. A partir dos resultados são traçadas diretrizes para o dimensionamento, no qual devem ser considerados os momentos positivos e os negativos, e deve ser feita a verificação da fadiga do concreto e da armadura / A numerical and experimental study on the behavior of structurally reinforced concrete pavement under vertical static and repeated load is presented. The contribution of bending reinforcement to the strength of concrete slab is assessed. It is experimentally verified the fracture of reinforced and plain concrete slabs under monotonic loads and under cyclic loads. The concrete cracking and the strain on steel are monitored. The results are compared to the brazilian code recommendations to the design of structures under fatigue. A numerical model that represents the soil-slab interface, the concrete cracking, the reinforcement contribution and the tension stiffening behavior is developed. Some important parameters to the pavement design are analyzed using this finite element model, whose reliability was verified to experimental results. These parameters are: the soil capacity; the slab thickness; reinforcement ratio; slab dimensions; load positions; and joints conditions. The tests data show an important contribution of the positive reinforcement on the strength of an isolated slab with centered load. It has been verified the fatigue of the steel. The number of cycles depends on the reinforcement strain. The results are used to propose some directions to the design. The positive and negative bending moments have to be considered and the fatigue on the concrete and on the reinforcement has to be verified

Numerical models are becoming fundamental tools to predict a range of complex problems faced by geotechnical and geo-environmental engineers. However, to render the model reliable for future predictions, the model input parameters must be determined with consideration of the scale effects. If there is a difference of scales between the observation and the model scales there are two possible ways to consider it: or models are constructed with elements of a size similar to that at which the data were measured, or some upscaling rules must be defined. In this context, this thesis focuses on upscaling of water flow and mass transport in a tropical soil by means of numerical, laboratory and field studies. This thesis is organized in four parts. First, the heterogeneity, correlation and cross-correlation between solute transport parameters (dispersivity, α, and partition coefficient, Kd) and soil properties are studied in detail. In this part, it is verified that the hydraulic conductivity (K) and solute transport parameters are highly heterogeneous, while soil properties are not. Spatial correlation of α, K, and statistically significant variables are studied, and it would probably improve the estimation only in a small-scale study, since the spatial correlation are only observed up to 2.5 m. This study is a first attempt to evaluate the spatial variation in the correlation coefficient of transport parameters of a reactive and a nonreactive solute, indicating the more relevant variables and the one that should be included in future studies. In the second part, scale effect on K, dispersivity and partition coefficient of potassium and chloride are studied experimentally by means of laboratory and field experiments. The purpose is to contribute to the discussion about scale effects on K, α and Kd and understanding how these parameters behave with the change in the scale of measurement. Results show that K values increases with scale, regardless of the method of measurement, except for the results obtained from double-ring infiltrometer tests. Dispersivity trends to increase exponentially with the sample height. Partition coefficient tends to increase with sample length, diameter and volume. These differences in the parameters according to the scale of measurement must be considered when these observations are later used as input to numerical models, otherwise the responses can be misrepresented. Third, stochastic analysis of three-dimensional hydraulic conductivity upscaling is performed using a simple average and the Laplacian-with-skin methods for a variety of block sizes based on real K measurements. In this part it is demonstrated the errors that can be introduced by using a deterministic upscaling using simple averages of the measured K without accounting for the spatial correlation. Results show that K heterogeneity can be incorporated in the daily practice of the geotechnical modeler. The aspects to consider when performing the upscaling are also discussed. Finally, the dependence of the exponent of the p-norm as a function of the block size is analyzed. In the last part, stochastic upscaling of hydrodynamic dispersion coefficient (D) and retardation factor (R) is performed using real data aiming to reduce the lack in experimental upscaling of reactive solute transport research. The enhanced macrodispersion coefficient approach is used to upscale the local scale hydrodynamic dispersion (D) and, as a novelty, the impact of heterogeneity of local dispersivity is also taken into account. To upscale retardation factor (R), a p-norm is used to compute an equivalent R. Uncertainty analyses are also performed and a good propagation of the uncertainties is achieved after upscaling. Simple upscaling methods can be incorporated to the modeling practice using commercial transport codes and properly reproduce de transport at coarse scale but may require corrections to reduce smoothing of the heterogeneity caused by the upscaling procedure. / Modelos numéricos estão se tornando ferramentas fundamentais para prever uma série de problemas complexos enfrentados por engenheiros geotécnicos e geoambientais. No entanto, para que o modelo seja confiável para previsões futuras, seus parâmetros de entrada devem ser determinados com a consideração do efeito da escala. Se há uma diferença de escalas entre a escala da observação e a escala do modelo, existem duas maneiras possíveis de considerá-la: ou constrói-se modelos com elementos de tamanhos semelhantes àqueles em que os dados foram medidos, ou definem-se algumas regras de mudança de escala. Neste contexto, esta tese enfoca a mudança de escala do fluxo de água e do transporte de massa em um solo tropical, por meio de estudos numéricos, laboratoriais e de campo. Esta tese é organizada em quatro partes. Em primeiro lugar, estudou-se em detalhe a heterogeneidade, a correlação e a correlação cruzada entre os parâmetros de transporte de soluto (dispersividade, α, e coeficiente de partição, Kd) e as propriedades do solo. Nesta parte, verificou-se que a condutividade hidráulica (K) e os parâmetros de transporte de soluto são altamente heterogêneos, enquanto as propriedades do solo não o são. A correlação espacial de α, K e das variáveis estatisticamente significativas foi estudada, e, provavelmente, melhoraria a estimativa apenas em um estudo em pequena escala, uma vez que a correlação espacial só foi observada até 2,5 m. Este estudo foi uma primeira tentativa de avaliar a variação espacial no coeficiente de correlação dos parâmetros de transporte de um soluto reativo e não-reativo, indicando as variáveis mais relevantes e as que devem ser incluídas em estudos futuros. Na segunda parte, o efeito de escala em K, na dispersividade e no coeficiente de partição de potássio e cloreto é estudado experimentalmente por meio de ensaios laboratoriais e de campo. O objetivo foi contribuir com a discussão sobre os efeitos de escala em K, α e Kd e entender como esses parâmetros se comportam com a mudança na escala da medição. Os resultados mostram que K aumenta com a escala, independentemente do método de medição. A dispersão tende a aumentar de maneira exponencial com a altura da amostra. O coeficiente de partição tende a aumentar tanto com o comprimento, quanto com o diâmetro e o volume da amostra. Essas diferenças nos parâmetros de acordo com a escala de medida devem ser consideradas quando essas observações são posteriormente usadas como entrada para modelos numéricos, caso contrário, as respostas podem ser mal representadas. Em terceiro lugar, uma análise estocástica tridimensional da mudança de escala da condutividade hidráulica foi realizada usando tanto média simples quanto o método Laplaciano-com-pele para vários tamanhos de blocos usando medidas K reais. Nesta parte, foram demonstrados os erros que podem ser introduzidos ao se usar métodos determinísticos de mudança de escala, usando médias simples das medições de K sem se considerar a correlação espacial. A aplicação das técnicas de mudança de escala mostra que a heterogeneidade de K pode ser incorporada na prática diária do modelador geotécnico. Os aspectos a serem considerados ao realizar a mudança de escala também foram discutidos. Finalmente, analisou-se a dependência do expoente da norma p em função do tamanho do bloco. Na última parte, uma aplicação de mudança de escala estocástica do coeficiente de dispersão hidrodinâmica (D) e do fator de retardo (R) foi realizada usando dados reais visando reduzir a falta pesquisas no tema de mudança de escala do transporte de soluto reativo. A mudança de escala do D foi feito usando o método de macrodispersão. O método da média simples baseado na norma p foi usado para executar a mudança de escala de R. A incerteza foi propagada satisfatoriamente. Métodos simples de mudança de escala podem ser incorporados à prática de modelagem usando programas comerciais, e reproduzir corretamente o transporte em escala grossa, mas podem exigir correções para reduzir o efeito suavizado da heterogeneidade causada pelo procedimento de mudança de escala.

Os pilares mistos preenchidos são elementos estruturais constituídos por um tubo de aço preenchido com concreto de qualidade estrutural. O objetivo principal do trabalho foi estudar o comportamento dos pilares mistos preenchidos de seção circular. Para isso, foi avaliada a influência da resistência à compressão do concreto (fc), da esbeltez do pilar (L/D), da espessura do tubo de aço (t) e da forma de introdução do carregamento, se no núcleo de concreto ou na seção mista do pilar. Foram feitos ensaios experimentais de 64 pilares mistos preenchidos, submetidos à força de compressão centrada. Os resultados de capacidade resistente obtidos foram avaliados e comparados com os resultados de previsão segundo os procedimentos normativos estrangeiros do EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001 e do Projeto de Revisão da Norma Brasileira (PR-NBR 8800, draft 2008). Os resultados previstos foram maiores que os experimentais para os procedimentos do ANSI/AISC e da NBR e menores para os procedimentos do EC4 e do CAN/CSA. A partir da comparação dos valores de capacidade resistente experimentais e normativos, foi desenvolvido um estudo de confiabilidade dos valores de força resistente obtidos segundo as equações de dimensionamento dessas normas, por meio da estimativa do erro de modelo inerente a cada uma. Os resultados mostraram que o EC4 apresenta os índices de confiabilidade mais uniformes. Além disso, foi feita uma modelagem numérica dos pilares mistos preenchidos com relação L/D = 10, buscando obter o valor da capacidade resistente desses pilares e compará-los com os resultados experimentais. Embora o modelo numérico tenha representado adequadamente o comportamento dos pilares preenchidos esbeltos, os valores de força última foram inferiores aos experimentais. / Concrete-filled steel tubular columns are structural elements made of a steel tube filled with structural concrete. The main objective of this work was study the global behavior of concrete-filled steel tubular columns. For this, some variables were evaluated: concrete compressive strength (fc), length-to-diameter ratio (L/D), diameter-to-thickness ratio (D/t) and the type of load application (on concrete core or on composite cross section). Tests of 64 concrete filled columns were performed. The columns were subjected to axial load. The results of experimental compressive strength were compared to results from three different international codes (EUROCODE 4:2004, ANSI/AISC:2005 e CAN/CSA:2001) and the national NBR 8800, draft 2008. The results showed, in general, a conservative behavior of values predicted by NBR and ANSI/AISC e non-conservative values by EC4 and CAN/CSA. Based on comparisons between experimental values and codes predictions, an error model variable was estimated to each code and a reliability analysis was performed. The results indicate that the EC4 is the best code with less tendentious behavior of its design equation. A numerical analysis of columns with slenderness (L/D) equal to 10 was carried out to try to predict the peak load of columns and compare the results with those from experimental analysis. Althougth the results of the numerical analysis had a good match to the experimental ones, the values, in average, were conservatives.

Com o intuito de estudar a resposta da Plataforma Continental Sudeste, e particularmente na Plataforma Continental de São Paulo (PCSP), aos ventos sinóticos, foram realizadas simulações numéricas através do modelo sECOM. As simulações prognósticas consideraram campos estratificados de temperatura e salinidade. Como forçante externa, foi introduzido o cisalhamento do vento de nordeste, típicos do centro de Alta Pressão do Atlântico Sul, e ventos sinóticos de sudoeste de um sistema frontal de baixa pressão (frente fria). Os resultados obtidos com a forçante vento atuando apenas no sul da PCSE mostraram que os ventos remotos são capazes de excitar perturbações do nível do mar sob a forma de Ondas de Plataforma Continental (OPC), principalmente na PCI e na PCM da PCSP. A velocidade de propagação da OPC foi entre 9.2 e 10.2 ms -¹ na região sul da PCSE. Na região norte, com maior variabilidade, os valores foram entre 2.4 e 5.0 ms -¹. O vento remoto de sudoeste foi capaz de inverter o sentido da corrente superficial de nordeste para sudoeste e, após a inversão, a corrente apresentou oscilação natural com período de 30 horas nas regiões próximas da atuação do vento. Nos experimentos com o vento atuando em toda a plataforma, as correlações do nível do mar entre as radiais de estudo foram máximas na PCI e na PCM da região sul da PCSE, com OPCs se propagando a 15.3 ms -¹. Na região norte, as OPCs apresentatam velocidades de 3.6 a 7.2 ms -¹, dependendo da velocidade das frentes frias. As simulações ainda revelaram ressonância da corrente superficial associada com a velocidade de propagação dos sistemas frontais, com correntes na região de Cananéia se amplificando com frentes se deslocando a 11.4 ms -¹. A região de Santos e Ubatuba apresentou corrente máxima com frentes se propagando a 9.5 ms -¹. As correntes superficiais geradas nas simulações de vento em toda a plataforma também apresentaram oscilações inerciais na PCM e PCE da PCSE, após a inversão dos ventos. / Numerical simulations were made using the sECOM model to study the response of the South Brazilian Bight (SBB), especially the São Paulo Continental Shelf (SPCS), to synoptic winds. Prognostic simulations were performed using a stratified sanility and temperature fields as initial conditions. Two different wind shear forcing were included: the northeast winds derived from the South Atlantic High, and the southweast synoptic winds from low pressure frontal systems. Results from the wind forcing experiments only in the south of SBB showed that the remote winds are capable of exciting sea level disturbances in the form of continental shelf waves (CSW), mainly in the inner and middle shelf of SPCS. Phase speed between 9.2 and 10.2 ms -¹ were found at southern of the SBB. The northern region showed high variability, with values between 2.4 e 5.0 ms -¹. Southwest remote wind was able to reverse the direction of the surface current from northeast to southweast. Such the inversion promoted natural oscillation of surface current with period of 30 hours in regions close to the wind action. In the wind experiments acting over the SBB, the cross correlation between the sea level of differents stations were highest at the southern portion of the inner and middle shelf, displaying CSW phase speed of 15.3 ms -¹. In the northern region, CSW phase speed ranges from 3.6 to 7.2 ms -¹, depending on the velocity of the frontal systems propagation. Numerical simulations results revealed the resonance of the surface current associated with the speed propagation of the frontal systems. Currents off Cananéia amplified when fronts propagate at speeds of 11.4 ms -¹. Continental shelf regions off Santos and Ubatuba exhibit maximum currents with fronts moving at 9.5 ms -¹. Surface currents resulting from local wind forcing showed the occurrence of inertial oscillations after the inversion of the winds, mainly in middle shelf and outer shelf of SBB.

Tempestades severas ocorrem na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) principalmente nos meses quentes e úmidos do ano. Nesta tese, os mecanismos de disparo da convecção profunda são estudados por meio de análises observacionais e simulações numéricas com o Advanced Regional Prediction System (ARPS). A metodologia proposta compreende o uso da parametrização microfísica fria na simulação dos processos físicos que levam à formação de nuvens cumulonimbus, sem o uso da parametrização de cúmulos nas grades de altíssima resolução espacial. Nos eventos estudados, as primeiras células de precipitação observadas e simuladas surgiram em razão da interação entre o escoamento atmosférico na camada limite planetária e a topografia local. As células secundárias foram geralmente mais intensas, uma vez que elas surgiram após o aquecimento diabático adicional. O mecanismo de disparo das células secundárias foi a corrente ascendente induzida pela propagação horizontal das frentes de rajada em baixos níveis da atmosfera das correntes descendentes das células primárias. As frentes de rajada tiveram velocidade de propagação horizontal típica de 6 m s-1. No evento de 02 de fevereiro de 2004, células convectivas profundas foram simuladas com alto grau de realismo no domínio da grade de 3 km de resolução espacial. Observou-se que, neste caso, a frente de brisa marítima pôde atuar como guia de ondas para a colisão entre duas frentes de rajada. A propagação da frente de brisa marítima para o interior do continente ocorreu em conjunção a um forte gradiente de vapor dágua nos níveis mais baixos da troposfera. As células convectivas profundas secundárias surgiram e se desenvolveram exatamente nesta zona de interface, a qual representa o contraste entre as diferentes massas de ar marítima e continental. No evento de 04 de fevereiro de 2004, na grade de 1 km de resolução, a análise objetiva com as medidas das estações de superfície na RMSP correspondente às 1800 UTC indicou a presença de uma ilha de calor urbana com até 4 oC de aquecimento diferencial entre a Capital e vizinhanças. O principal efeito da assimilação destas medidas foi a redução do NCL em até 80 hPa, o que favoreceu o disparo da convecção naquela área. / Severe thunderstorms occur in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) mainly in the warm and wet months of the year. In this work, the triggering mechanisms of deep convection are studied through observed data and numerical simulations with the Advanced Regional Prediction System (ARPS). The proposed methodology focuses in the use of microphysics parameterization of cold clouds to simulate physical process linked to the life cycle of thunderstorms. The cumulus cloud parameterization isnt used in high resolution numerical grids. In the real case studies, both observed and simulated, early convective cells developed as a consequence of the interaction between the planetary boundary layer atmospheric flow and the local topography. The secondary convective cells were generally strongest, once they developed after additional surface diabatic heating. The triggering mechanism of these secondary cells was the updraft induced by gust fronts generated by downdrafts of primary cells. The gust fronts had a typical horizontal propagation velocity of 6 m s-1. In the February 02 2004 event, deep convective cells were simulated with high degree of realism with a 3 km resolution grid. It was observed that, in this case, the sea-breeze front could act as a wave guide to the collision between two different gust fronts. In addition, the sea breeze front propagated to the continental area together with a strong low level water vapor gradient. The secondary deep convective cells arose and developed exactly on this interface zone, which represents the contrast between the oceanic and continental air masses. The interface zone was marked by a water vapor mixing rate of 14 g kg-1. In the February 04 2004 event, the objective analysis, made with some MASP´s surface stations measurements at 1800 UTC in the 1 km resolution grid, indicates the presence of an urban heat island with up to 4 oC of differential heating between São Paulo city and its neighboring area. The main effect in assimilating these surface measurements was the lowering of the lift condensation level up to 80 hPa, which favored the triggering of convection in that area.

As desembocaduras lagunares são sistemas costeiros dinâmicos e complexos em função de seu controle por diversos fatores ambientais, como amplitude de maré, energia de ondas e aporte fluvial. Essas variáveis atuam em conjunto produzindo condições hidrodinâmicas únicas e uma variedade de feições deposicionais. Estes sistemas, compostos por um canal principal e por deltas de maré, possuem fortes influências sobre a evolução da região costeira adjacente. O objetivo deste trabalho é avaliar a dinâmica da desembocadura de Cananéia, a fim de compreender os processos que governam as alterações morfológicas da região, considerando as prováveis influências do delta de maré vazante. Através de imagens aéreas e cartas náuticas históricas foi possível analisar as alterações morfológicas da desembocadura e do delta ao longo das últimas décadas. Posteriormente, foi aplicado o modelo numérico MIKE 21 para simular a propagação de ondas, a hidrodinâmica e o transporte sedimentar na região em duas situações batimétricas e em diferentes casos de ondas incidentes. Para tanto, utilizaram-se dados coletados in situ, resultados de modelos globais (WW3 e CFSR) e informações obtidas na literatura. Os resultados mostram alterações na morfologia da desembocadura com o predomínio de processos erosivos na margem norte, migração do canal e do delta para nordeste, aumento volumétrico do delta e avanço deste em direção ao oceano. Além disso, notou-se que a margem norte é exposta a maiores forças de onda e que, em ambas as margens, esta diminuiu ao longo do período analisado. Os resultados indicam a ação do delta de maré vazante como principal agente transformador de ondas, sendo a sua variação morfológica determinante para a ação das ondas nas margens do canal. A circulação é controlada predominantemente pela maré e o transporte de sedimentos, embora limitado, é aumentado sob o efeito sinérgico entre a ação de ondas e de maré. Devido a sua morfologia e hidrodinâmica, a margem norte é submetida à maior influência de ondas e de maré, resultando em processos erosivos. A dinâmica sedimentar reflete a complexidade deste ambiente. / Inlets are dynamic and complex coastal systems subjected to a variety of forces such as tidal range, wave energy and fluvial discharge. Combinations of these variables produce unique hydrodynamic conditions and a variety of depositional features. These systems, consisting of a main channel and tidal deltas, have strong influence on the evolution of the coastal zone. The aim of this study is to evaluate the dynamics of the Cananéia inlet in order to understand the processes that control the morphological changes in the region, considering the influence of its ebb-tidal delta morphology. Based on aerial photographs and historical nautical charts the morphological changes of the inlet and delta were analyzed over the last decades. Subsequently, the MIKE 21 numerical model was applied to simulate the wave propagation, the hydrodynamics and sediment transport in the region, for two different bathymetric situations and several wave scenarios. Therefore, we used in situ data, global model results (WW3 and CFSR) and information from the literature. Results show changes in the morphology of the inlet with the predominance of erosion on its northern margin, the migration of the channel and delta northeasterly, and the delta volume increase and its growth towards the ocean. Furthermore, it was noted that the northern margin is exposed to greater wave power and on both margins the wave power decreased over the analyzed period. The results show the action of the ebb tidal delta as the main transforming agent of the incoming waves and its morphological variation determines the action of the waves on the margins of the channel. The circulation is controlled predominantly by the tide and the sediment transport, although limited, is increased under the synergistic effect between the action of waves and tide. Due to its morphology and hydrodynamics, the northern margin is subjected to greater influence of waves and tide, resulting in erosional processes. The sediment dynamics reflects the complexity of this environment.

O presente trabalho apresenta a primeira avaliação da hidrodinâmica do Saco do Mamanguá (RJ), com o objetivo de analisar o comportamento hidrodinâmico e o transporte de sedimentos da região, através do modelo hidrodinâmico Delft3D - FLOW e do modelo de ondas Delft3D - WAVE. Os resultados indicam que a hidrodinâmica do Saco do Mamanguá é grandemente influenciada pela ação do vento, principalmente pelos oriundos de sudoeste, seguido pela força da maré e dos gradientes de densidade, que juntos atuam no direcionamento e magnitude das correntes e trocas de volume entre a região e o oceano adjacente, sendo responsáveis também pelo transporte de sedimentos em suspensão da região. Os resultados do modelo numérico de ondas mostraram que estas não influenciam a hidrodinâmica da região. Através da comparação dos resultados do modelo numérico com os dados coletados na região, ele se mostrou satisfatório, principalmente em relação à hidrodinâmica, validando a correta representação dos padrões de circulação da área. Por fim, o trabalho demonstra que o Saco do Mamanguá é um ambiente de baixa energia, com correntes fracas, variando de bem misturado a estratificado em que, sua baixa dinâmica favorece a retenção de partículas em seu interior, porém a atuação do vento contribui para a exportação de material. / This study presents the first evaluation of hydrodynamics Saco do Mamanguá (RJ), with the aiming of analyze the hydrodynamics patters and sediment transport in the region using the hydrodynamic model Delft3D - FLOW and wave model Delft3D - WAVE. The results indicate that the hydrodynamics of Saco do Mamanguá is largely influenced by the wind, especially southwestern winds, followed by tide forces and density gradients which together will dictate direction and magnitude of current, the volume and mass exchanges between the study area and the adjacent ocean, and the suspended sediment transport. The results of the wave model showed that these did not influence the hydrodynamics of the region. The numerical model was proved be satisfactory, especially regarding the hydrodynamics patterns when compared to measured data, well representing the flow circulation of the area. Finally, the study demonstrates that Saco do Mamanguá is a low energy environment with low velocity currents, ranging from well mixed to stratified estuary. The low dynamic in the system favors particle retention in its interior although the performance of the wind contributes to the export of material.

A dispersão dos efluentes do emissário submarino de Santos foi estudada por meio de modelagem numérica, acoplando-se modelos hidrodinâmico, de dispersão no campo próximo e no campo distante. As simulações foram realizadas para o projeto original do emissário de 1979, para a nova configuração de 2009 e para terceiro arranjo sugerido por este estudo, que dobra o comprimento do duto em relação ao projeto original. As diluições foram modeladas em cenários ambientais com propriedades marinhas e estuarinas climatológicas de verão, juntamente com forçantes atmosféricas climatológicas da mesma estação, simulando ausência de vento, presença de vento médio e presença de vento médio seguido por passagem de frente fria climatológica (obtida por este estudo). Com as devidas validações do modelo hidrodinâmico, a diluição, tanto no campo próximo quanto no campo distante, foi fortemente regida pela estratificação da coluna dágua e pela velocidade das correntes. O cenário sem vento apresentou as maiores estratificações, menores velocidades e originou as menores diluições em oposição ao cenário que simulou a passagem de frente fria. Dentre os projetos de emissário analisados, aquele proposto por este estudo apresentou plumas com menores comprimentos horizontais e menores profundidades, atingindo a costa uma só vez. O projeto original e o novo que será implantado em 2009 apresentaram, comparativamente, plumas mais extensas e profundas, interceptando a costa em diversas situações. / Sewage plume dispersion for the Santos outfall was studied using numerical models, coupling hydrodynamic, near field and far field models. Experiments were conducted for the 1979 original outfall design, for the new 2009 outfall configuration and also for a third arrangement suggested here, which duplicates the emissary length comparatively to the original 1979 project. Dilutions were modeled in environmental sceneries with summer climatological estuarine and marine properties, together with climatological atmospheric forcing for the same season, simulating no wind conditions, mean wind forcing and mean wind followed by a climatological cold front (developed at this study) passage. After the appropriate hydrodynamic numerical model validation, the dilution, at the near field as well as at the far field, was strongly determined by the vertical water stratification and by the current velocities. The no-wind scenery presented the highest stratifications, smallest velocities and originated the smallest dilutions, in opposition to the cold-front-scenery. Among the sewage outfall projects considered, the one presented at this study showed the shallowest plumes, with the smallest horizontal lengths, reaching the coast only once. The original 1979 project and the 2009 configuration showed, comparatively, the deepest and widest plumes reaching the coast in several situations.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-03-23T17:52:26Z No. of bitstreams: 1 TESE CARLOS FERNANDO LEMOS COMPLETO PDF (2).pdf: 11612325 bytes, checksum: 67b79cc3654416003380c8d20e2b911f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T17:52:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE CARLOS FERNANDO LEMOS COMPLETO PDF (2).pdf: 11612325 bytes, checksum: 67b79cc3654416003380c8d20e2b911f (MD5) / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Através do modelo de área limitada Eta, que foi desenvolvido pela Universidade de Belgrado em conjunto com o Instituto de Hidrometeorologia da Iugoslávia, aplicou-se a este modelo o Índice de Haines que é especialmente um índice de estabilidade atmosférica desenvolvido para uso previsão de desenvolvimento de queimadas. Este índice é determinado combinando a estabilidade atmosférica e a umidade do ar de níveis pré-determinados da atmosfera resultando em valores de propagação de fogo. Para estabelecer e discutir sobre as queimadas no Brasil, é necessário saber as condições atmosféricas favoráveis para que ocorra este fenômeno. Assim foram feitas análises dinâmicas e sinóticas de grande escala sobre a América do Sul e do Brasil. Foram observadas imagens de satélite e também foram coletados dados de normais climatológicas para obter-se uma visão geral do escoamento da atmosfera, direção dos ventos, sistemas sinóticos dominantes e os fenômenos atmosféricos que influenciam o tempo, clima e microclima de cada região do Brasil. Para tal, foram gerados mapas do Índice de Haines durante os anos de 2003 e 2004, reanálise e gráficos comparativos matriciais entre os focos de calor com as imagens de satélite NOAA-12, para verificar a validade deste índice para o Brasil. O Índice de Haines é usado em vários países como o Canadá, Estados Unidos, Austrália, países da União Européia e no Sudeste Asiático. O número de focos de incêndios cresce a cada ano, assim este estudo visa estabelecer mais uma ferramenta para as medidas de prevenção e de controle dos focos de calor no Brasil / Through the model of limited area Eta, that was developed by the University of Belgrade together with the Institute of Hidrometeorology of Yugoslavia, was applied to this model the Index of Haines that is especially an index of Atmospheric stability developed for use forecast of development of burning. This index is determined combining the atmospheric stability and of the humidity of the air in the lowest level of the atmosphere resulting in values of fire propagation for other levels of the atmosphere. To establish and to discuss on the burning in Brazil, it was necessary to know the favorable atmospheric conditions so that it happens this phenomenon, they were made like this dynamic analyses and sinotics of great scale on South America and of Brazil, satellite images were observed and also data of climatological normal were collected, to obtain a general vision of the drainage of the atmosphere, direction of the winds, systems dominant sinotics and the atmospheric phenomena that influence the weather, climate and microclimatic of each area of Brazil. Maps of the Index of Haines were generated during the years of 2003 and 2004, reanalisys and graphs comparative matrix among the burning with the satellite images NOAA-12, to verify the validity of this index to Brazil. The Index of Haines is used at several countries as Canada, United States, Australia, countries of the European Union and in the Asian Southeast. The number of focuses of fires grows every year. This study seeks to establish one more tool for the prevention measures and of control of the focuses of heat in Brazil

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:25:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_gustavo_cuchiara.pdf: 35782355 bytes, checksum: 0606b9c213fa2c0a65dc1b1bf8a4bc6a (MD5) Previous issue date: 2011-02-23 / One of the main problems related to air pollution in urban areas is caused by photochemical oxidants.... / Um dos maiores problemas originados pela poluição do ar em áreas urbanas é o provocado pelos oxidantes fotoquímicos....