Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-18T13:04:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Gbekpo_Aubains_2015.pdf: 10869276 bytes, checksum: 0b22521ef971c75f3112dcbc74fcbb7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T13:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Gbekpo_Aubains_2015.pdf: 10869276 bytes, checksum: 0b22521ef971c75f3112dcbc74fcbb7a (MD5) Previous issue date: 2015-04-08 / As interações do sistema oceano-atmosfera no Atlântico tropical e suas contribuições à grande variabilidade da precipitação ao longo da costa do nordeste do Brasil (NEB) foram investigadas para os anos de 1974-2008. Os núcleos das estações chuvosas de Março-Abril e de Junho-Julho foram identificados para a parte norte do Nordeste do Brasil (NNEB) e a parte leste do Nordeste do Brasil (ENEB), respectivamente. As regressões lineares defasadas entre as anomalias da Temperatura da Superfície do Mar (TSM), da Pseudo tensão de cisalhamento de vento (PWS), do Fluxo de calor latente (LHF), da Umidade especifica do ar, e as anomalias (positivas e negativas) de precipitação forte no NNEB e no ENEB mostram que a variabilidade da precipitação dessas regiões é diferentemente influenciada pela dinâmica do Atlântico tropical. Quando a zona de convergência intertropical (ZCIT) é anormalmente deslocada para o sul alguns meses antes da estação chuvosa do NNEB, a fase negativa do Modo Meridional do Atlântico (AMM) (fortalecimento dos ventos alísios do nordeste, relaxamento dos ventos alísios do sudeste, maior evaporação no hemisfério norte, menor evaporação no hemisfério sul, TSM mais fria no hemisfério norte, e TSM mais quente no hemisfério Sul), aumenta a precipitação durante a estação chuvosa. O efeito oposto ocorre durante a fase positiva do AMM. Além disso, o estudo mostra a grande influência e um efeito preditivo da região Noroeste do Atlântico Equatorial noroeste (NWEA) sobre a precipitação do NNEB. Com relação ao estado subsuperficial do oceano, os resultados indicam que uma camada de barreira mais fina na NWEA de Novembro-Dezembro até Março-Abril é associada ao resfriamento progressivo da TSM, ao reforço do componente meridional do vento nordeste e precipitações intensas sobre o NNEB. Já a influência da dinâmica do Atlântico tropical sobre a variabilidade da precipitação no ENEB em Junho-Julho indica uma propagação para noroeste de uma área de forte correlação positiva de TSM e de Umidade específica do ar, deslocando-se da parte sudeste do Atlântico tropical (de Fevereiro-Março) para a região da Piscina Quente do Atlântico Sudoeste (SAWP), situada ao largo do Brasil (Junho-Julho). A área de propagação das anomalias, observada segue globalmente o caminho do ramo sul da Corrente Sul Equatorial (sSEC), que é responsável pelo transporte de calor oceânico de leste para oeste no Atlântico tropical sul. O deslocamento da fase mais quente da advecção horizontal de calor oceânico, na camada de mistura, de leste da bacia (entre 5º-15ºS) para a costa do Brasil em Junho-Agosto corrobora a influência da sSEC sobre o núcleo da chuva do ENEB. Uma aceleração dos ventos alísios de sudeste, associada a uma convergência da anomalia do vento sobre a SAWP, produz excesso de umidade do ar sobre a região e provoca mais precipitação sobre ENEB. O efeito oposto ocorre para os episódios menos chuvosos. De acordo com o estudo, a SAWP se mostra como uma área de potencial para o estabelecimento de um índice de previsão de chuvas no ENEB. / Tropical Atlantic Ocean-atmosphere interactions and their contributions to strong variability of rainfall along the Northeast Brazilian coast (NEB) were investigated for the years 1974-2008. The core rainy seasons of March-April and June-July were identified for northern Northeast Brazil (NNEB) and eastern Northeast Brazil (ENEB), respectively. Lagged linear regressions between sea surface temperature (SST), pseudo wind stress (PWS), latent heat flux (LHF) and air specific humidity anomalies over the entire tropical Atlantic and strong rainfall anomalies in NNEB and ENEB show that the rainfall variability of these regions is differentially influenced by the dynamics of the tropical Atlantic. When the intertropical convergence zone (ITCZ) is abnormally displaced southward a few months prior to the NNEB rainy season, the associated meridional mode (strengthening of the northeast trade winds, relaxation of the southeast trade winds, strong evaporation in the north, weak evaporation in the south, colder SST in the North, and warmer SST in the South) increases precipitation during the rainy season. The opposite effect occurs during the positive phase of the dipole. Additionally, this study shows strong influence and predictive effect of the Northwestern Equatorial Atlantic (NWEA) on the NNEB rainfall. Thinner barrier layer in the NWEA from November-December to March-April is associated with progressive cooling of SST, strengthening of meridional component of the northeasterly wind and intense precipitations over the NNEB. The dynamical influence of the tropical Atlantic on the June-July ENEB rainfall variability shows a northwestward-propagating area of strong, positively correlated SST and air specific humidity from the southeastern tropical Atlantic (February-March) to the Southwestern Atlantic Warm Pool (SAWP) offshore of Brazil (June-July). The northwestward-propagating area, observed from February-March to June-July, follows the same pathway of the southern branch of south equatorial current (sSEC), which is responsible of the oceanic heat transport from east to west in the southern tropical Atlantic. The displacement of the warmest phase of horizontal advection of the oceanic mixed layer heat from the eastern part (between 5-15ºS) to the Brazilian coast in June-August confirms this influence of the sSEC on core rainy season in the ENEB. Furthermore, according to our study, the SAWP could be used as index of rainfall prediction in ENEB. An early acceleration of the southeasterly trade winds, associated with a strong convergence of the wind anomaly over the SAWP, produces excessive humidity over the region and causes more precipitation over ENEB. The opposite effect occurs for less rainy episodes.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dante da Costa Ribeiro.pdf: 1584757 bytes, checksum: 5a421e40bb3ea48cad64df542faaceb6 (MD5) Previous issue date: 2009-04-24 / Martensitic Stainless Steel hás always been used in the injection moulds because of their properties as high polishability and high corrosion resistence that alows it to inject some kind of polymers, such as PVC, because of its resistance to chlorinate gas that the process normally has, and in the injection of acrylic because of its high finishing surface state that the mould needs and, consequently, of the injected product, that are characteristics intrinsics to those materials. Beside the martensitic stainless steel, the stainless aged steel are very used, but, in such applications this steel are not able to suffer the nitriding process, what make its application not so good because there are no ways to increase its surface. In this paper will be studied about aged stainless steel that will pass through the shot peening process and without this process to see how will be the surface result. As there are no literatures about this subject, because besides it is about some old tecnologies, the study shall result in a new application of those techniques making a revolution in the utilization of those materials in some industrial applications as plastic moulds and mechanichal devices. / Os aços inoxidáveis martensíticos sempre foram muito utilizados no ramo de moldes plásticos devido as suas propriedades como alta polibilidade e resistência à oxidação elevada, que permitem a injeção de certos polímeros, como o policrilato de vinila, por conta de sua resistência aos gases clorídricos desprendidos no processo e também na injeção de acrílico por causa do alto grau de acabamento que pode ser conferida à superfície do molde e, conseqüentemente, ao produto injetado, são características intrínsecas a tais materiais. Fora os materiais inoxidáveis martensíticos, os endurecíveis por precipitação também são muitíssimo utilizados, porém, em algumas aplicações tais aços não são passíveis do processo termoquímico de nitretação, o que prejudica a sua utilização por conta de não ter nenhum processo onde um endurecimento superficial seja aplicado. Neste trabalho será realizado o estudo sobre os aços endurecíveis por precipitação passando pelo processo de shot peening e sem passar por tal processo afim de se verificar como ficará a superfície após tal processo. Como faltam literaturas sobre comparativos a respeito desta aplicação por apesar de se tratar de tecnologias antigas, o estudo poderá resultar em uma nova utilização de tais técnicas revolucionando a utilização destes materiais em certas aplicações industriais como em moldes plásticos e em dispositivos mecânicos.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariana Komura de Castro.pdf: 1539013 bytes, checksum: 9322eebdf7e436f3bca6297342a522b1 (MD5) Previous issue date: 2009-07-03 / The Hildebrand solubility parameter is used to express the compatibility of petroleum in mixtures, starting from the principle that, independently from the system composition, the asphaltenes always precipitate in a certain solubility parameter, known as the flocculation parameter, which estimated value is 16,35 (MPa)1/2. In this paper, it was tried to experimentally determine the flocculation parameter and the solubility parameters of some petroleum, through data of onset of precipitation of asphaltenes by adding n-alkenes. The experimental determinations of onset of precipitation were performed by optical microscopy and Near-Infrared spectroscopy (NIR), in order to be also evaluated the correlation between measures. The outcomes of onset of precipitation showed a reasonable correlation among techniques, but the data obtained by NIR were generally larger. Towards the flocculation parameter, the experimental data when adjusted to a linear behavior of first order ended up on inconsistent values compared with the ones in literature, what raised doubts about the basic hypothesis of compatibility model. However, it was possible the determination of solubility parameters for several petroleum and it was noticed that the data are used successfully in prediction of compatibility in mixtures, therefore, it was verified the need of the improvement of experimental methodology to the determination of onset of precipitation through Near-Infrared spectroscopy and clues indicate that the phenomena of asphaltenes precipitation may not be only molecular. / O parâmetro de solubilidade de Hildebrand é utilizado para expressar a compatibilidade de petróleos em misturas, partindo-se do princípio que, independentemente da composição do sistema, os asfaltenos precipitam sempre em um determinado parâmetro de solubilidade, conhecido como parâmetro de floculação, cujo valor estimado é 16,35 (MPa)1/2. Neste trabalho, tentou-se determinar experimentalmente o parâmetro de floculação e os parâmetros de solubilidade de alguns petróleos, através dos dados de início de precipitação dos asfaltenos pela adição de n-alcanos. As determinações experimentais de início de precipitação foram realizadas por microscopia ótica e espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIR), a fim de que fosse avaliada também a correlação entre as medidas. Os resultados de início de precipitação indicaram uma correlação razoável entre as técnicas, mas os dados obtidos pelo NIR foram geralmente maiores. Em relação ao parâmetro de floculação, os dados experimentais quando ajustados a um comportamento linear de primeira ordem proporcionou valores inconsistentes comparados com o da literatura, o que coloca em dúvida a hipótese básica do modelo de compatibilidade. Entretanto, foi possível a determinação dos parâmetros de solubilidade para vários petróleos e foi observado que os dados são utilizados com sucesso na predição da compatibilidade em misturas, porém, verificou-se a necessidade do aperfeiçoamento da metodologia experimental para a determinação do início de precipitação através da espectroscopia de infravermelho próximo e indícios apontam que o fenômeno da precipitação dos asfaltenos possa não ser apenas molecular.

Este estudo teve como objetivo principal desenvolver uma técnica para síntese de um nanocompósito de Y-TZP/MWCNT-COOH (Zircônia estabilizada por 3 mol% de ítria reforçada por nanotubos de carbono funcionalizado em -COOH) com propriedades mecânicas e ópticas que permitam a sua futura utilização como infraestrutura de próteses fixas dentárias e pilares protéticos para implantes. Assim, foram avaliados a microestrutura, resistência à flexão, tenacidade à fratura, limite de fadiga e propriedades ópticas do nanocompósito e comparada àquelas medidas para Y-TZP convencional (controle). O material Y-TZP/MWCNT-COOH foi desenvolvido pelo processo de co-precipitação de hidróxidos mistos associado ao tratamento hidrotérmico/solvotérmico e prensagem uniaxial em formato de blocos para sistemas CAD/CAM. O pó de MWCNT-COOH foi caracterizado por meio de MEV-FEG, TEM, TGA, DRX e FRX previamente a sua utilização para desenvolvimento do nanocompósito. Espécimes foram obtidos a partir do material Y-TZP/MWCNT-COOH para caracterização por meio de DRX, MEV-FEG e TEM, e comparação de suas propriedades estruturais (densidade e contração), ópticas, resistência à flexão, tenacidade à fratura e limite de fadiga com a Y-TZP convencional. O MWCNT-COOH apresentou-se em feixes de nanotubos de carbono recobertos por sílica tendo comprimento médio de 5,10 ± 1,34 ?m, com 90% dos comprimentos medidos (D90) estando abaixo de 6,9 ?m. Foi verificado a não possibilidade da utilização de líquidos orgânicos em nenhum passo da fabricação dos compósito Y-TZP/MWCNT-COOH por levar ao escurecimento do compósito, inviabilizando sua futura aplicação clínica. O tratamento hidrotérmico sem uso de líquidos orgânicos mostrou-se eficaz em proporcionar o revestimento do nanotubo de carbono por partículas de óxido de zircônio e ítrio. Entretanto, ocasionou a formação de aglomerados e partículas de Y-TZP com tamanho maiores que 5 ?m. Uma densidade relativa de 97,4% foi alcançada para o compósito experimental de Y-TZP contendo MWCNT-COOH, tendo uma razão de contraste de 0.9929 ± 0.0012 e um valor de diferença de cor da Y-TZP convencional de 6,1 ± 3,1 ( ?E). As propriedades mecânicas da Y-TZP/MWCNT-COOH, dureza Vickers (10,14 ± 1,27 GPa; p=0,25) e tenacidade à fratura (4,98 ± 0,30 MPa.m1/2; p=0,39), não apresentaram diferença significativa da Y-TZP convencional (dureza: 8,87 ± 0,89; tenacidade à fratura: 4,98 ± 0,30 MPa.m1/2). Entretanto, para a resistência à flexão (p=0,003) e limite de fadiga cíclica (LFC) foram obtidos valores inferiores para o material experimental Y-TZP/MWCNT-COOH (resistência à flexão: 299,4 ± 30,5 MPa; LFC: 179,4 ± 22,5 MPa) quando comparado à Y-TZP controle (resistência à flexão: 623,7 ± 108,8 MPa; LFC: 439,0 ± 56,4 MPa). Com base nos resultados apresentados, é possível concluir que a síntese de um nanocompósito de Y-TZP/MWCNT-COOH com propriedades ópticas adequadas para aplicação na odontologia restauradora foi possível por meio dos métodos descritos, entretanto algumas adequações nos métodos de síntese e processamento para criação do nanocompósito devem ser realizadas para se evitar a acentuada diminuição de importantes propriedades mecânicas do material. / This study aim was to develop a technique for synthetize nanocomposite of Y-TZP/MWCNT-COOH (3 mol% Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia reinforced with COOH functionalized carbon nanotubes) with mechanical and optical properties that allow their future use as fixed dental prosthesis infrastructure and implant abutments. Thus, the following properties of the nanocomposite were investigated and compared to those measured for conventional Y-TZP (control): microstructure, flexural strength, fracture toughness, fatigue limit and optical properties. Y-TZP/MWCNT-COOH material was developed by the co-precipitation of mixed hydroxides associated with the hydrothermal/solvothermal treatment and uniaxial pressing to form blocks for CAD/CAM systems. The MWCNT-COOH powder was characterized by SEM-FEG, TEM, TGA, XRD and XRF prior to its use for the development of nanocomposite. Specimens were obtained from the Y-TZP/MWCNT-COOH material and characterized by XRD, SEM-FEG and TEM. After characterization, the material had their structural properties (density and contraction), optical, flexural strength, fracture toughness and fatigue limit compared to a conventional Y-TZP. The MWCNT-COOH material was observed to be a bundle formation of carbon nanotube covered with silica with an average length of 5.10 ± 1.34 ?m, with 90% of the measured lengths (D90) being below 6.9 ?m. It has been found to be not possible to use organic liquids on any step of the Y-TZP/MWCNT-COOH manufacturing process due to darkening of the composite, making it unfeasible to future clinical application. The hydrothermal treatment without the use of organic liquids was effective in providing the carbon nanotube coating by zirconium and yttrium oxide particles. However, this treatment led to the formation of agglomerates and particles of Y-TZP with larger than 5 ?m. A relative density of 97.4% was achieved for the Y-TZP/MWCNT-COOH composite, having a contrast ratio of 0.9929 ± 0.0012, and a color difference value from the conventional Y-TZP of 6.1 ± 3.1 (?E). The mechanical properties of Y-TZP/MWCNT-COOH, Vickers hardness (10.14 ± 1.27 GPa; p = 0.25) and fracture toughness (4.98 ± 0.30 MPa.m1/2; p = 0.39), showed no significant difference from the conventional Y-TZP (hardness: 8.87 ± 0.89; fracture toughness: 4.98 ± 0.30 MPa.m1/2). However, flexural strength (p = 0.003) and cyclic fatigue limit (CFL) showed lower values for the experimental material Y-TZP/MWCNT-COOH (flexural strength: 299.4 ± 30.5 MPa; CFL: 179.4 ± 22.5 MPa) compared to Y-TZP control (flexural strength: 623.7 ± 108.8 MPa; CFL: 439.0 ± 56.4 MPa). Based on the results presented, it could be conclude that the synthesis of a nanocomposite of Y-TZP/MWCNT-COOH with optical properties suitable for application in restorative dentistry was made possible by the described methods, however some adjustments in synthesis and processing methods for the nanocomposite creation should be taken; to avoid the sharp decrease of important mechanical properties of the material.

A precipitação e cristalização de proteínas são operações unitárias amplamente utilizadas na indústria biotecnológica. A formação de precipitado nestas operações é muitas vezes atingida por meio da adição de um sal que diminui a solubilidade da proteína, ou seja, o chamado fenômeno de saltingout. A principal informação para o estudo da precipitação e da cristalização é o diagrama de fases, em que a solubilidade da proteína é apresentada em função das variáveis do sistema (temperatura, pH, concentração de sal). Outra medida importante é o segundo coeficiente virial, que é uma medida indireta da interação intermolecular. A combinação de ambas as informações é fundamental para a identificação das condições em que fases cristalina ou amorfa são obtidas. O equilíbrio sólido-líquido da lisozima de clara de ovo de galinha em soluções aquosas contendo sais biodegradáveis (succinato de sódio, citrato de sódio e tartarato de sódio) foi estudado por meio da determinação da solubilidade da proteína e do segundo coeficiente virial em função da força iônica. Os dados experimentais do segundo coeficiente virial em função da força iônica foram medidos por meio de cromatografia de autointeração. Estes dados foram correlacionados por modelos apropriados. As informações de solubilidade e do segundo coeficiente virial da proteína foram combinadas para gerar condições experimentais adequadas na identificação da janela de cristalização, i.e., as condições em que uma fase cristalina é obtida. Uma matriz do tipo placa de cultivo foi usada para os experimentos de cristalização. Os resultados experimentais mostraram que as regiões das fases cristalina e amorfa no diagrama de fases são funções simultâneas do segundo coeficiente virial, como parâmetro termodinâmico, e da supersaturação, como parâmetro cinético. Os três sais foram capazes de induzir o efeito salting-out, sendo o succinato de sódio o sal mais eficaz na diminuição da solubilidade da lisozima, seguido pelo tartarato de sódio e pelo citrato de sódio. No caso da lisozima, cristais foram obtidos em soluções de succinato de sódio e tartarato de sódio, e as condições nas quais a fase cristalina é formada foram identificadas; no entanto, para o citrato de sódio somente fase amorfa foi observada. Em conjunto, estes resultados mostram que estes sais biodegradáveis são agentes precipitantes promissores. / The precipitation and crystallization of proteins are unit operations widely used in the biotechnology industry. The formation of a solid phase in these operations is often achieved by adding a salt that lowers the protein solubility, the so-called salting-out phenomenon. The key information to study precipitation or crystallization is the phase diagram, in which the solubility of a protein is presented as a function of system variables (temperature, pH, salt concentration). Another important parameter is the second virial coefficient, which is an indirect measure of intermolecular interactions. The combination of both kinds of information is fundamental to identify the conditions in which crystal and amorphous phases can be formed. The solid-liquid equilibrium of hen egg-white lysozyme in aqueous solutions containing biodegradable salts, viz., sodium citrate, sodium tartrate and sodium succinate, was studied by determining both the protein solubility and the second virial coefficient as a function of ionic strength. Experimental data for second viral coefficient as a function of ionic strength were obtained through self-iteration chromatography. These data were correlated by appropriate models. The protein solubility and the second virial coefficient information were combined to generate adequate experimental conditions to identify the so-called crystallization slot, i.e., the conditions in which a crystalline solid phase is obtained. A plate matrix disposition was used for the crystallization experiments. The experimental results show that the crystal and amorphous regions in the phase diagram depend simultaneously on the second virial coefficient, as a thermodynamic parameter, and on the supersaturation ratio, as a kinetic parameter. All these salts were able to induce salting-out, being sodium succinate the most effective one in decreasing lysozyme solubility, followed by sodium tartrate and sodium citrate. For lysozyme in sodium succinate and sodium tartrate solutions, the conditions for which a crystal phase is formed were identified; however, for sodium citrate only amorphous solid phases were observed.! Overall, these results show that these biodegradable salts are promising precipitating agents.

Deforestation of the Brazilian savanna (Cerrado) region has caused major changes in hydrological processes. These changes in water balance and soil erosion are still poorly understood, but are important for making land management decisions in this region. Therefore, it is necessary to understand the magnitudes of hydrological processes and soil erosion changes on local, regional and continental scales, and the consequences that are generated. The main objective of the study presented in this doctoral thesis was to better understand the mechanism of hydrological processes and soil erosion in the Cerrado. To achieve that, I worked with different scales (hillslope, watershed and continental) and using data from experimental field, laboratory, and remote sensing. The literature review reveals that the annual rainfall erosivity in Brazil ranges from 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. The smallest values are found in the northeastern region, and the largest in the north and the southeastern region. I found that the canopy interception may range from 4 to 20% of gross precipitation and stemflow around 1% of gross precipitation in the cerrado. The average runoff coefficient was less than 1% in the plots under cerrado and that the deforestation has the potential to increase up to 20 fold the runoff coefficient value. The results indicate that the Curve Number method was not suitable to estimate runoff under undisturbed Cerrado, bare soil (hydrologic soil group A), pasture, and millet. Therefore, in these cases the curve number is inappropriate and the runoff is more aptly modeled by the equation Q = CP, where C is the runoff coefficient. The water balance from the remote sensing data across the Brazilian Cerrado indicates that the main source of uncertainty in the estimated runoff arises from errors in the TRMM precipitation data. The water storage change computed as a residual of the water budget equation using remote sensing data (TRMM and MOD16) and measured discharge data shows a significant correlation with terrestrial water storage change obtained from the GRACE data. The results show that the GRACE data may provide a satisfactory representation of water storage change for large areas in the Cerrado. The average annual soil loss in the plots under bare soil and cerrado were 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectively. The Universal Soil Loss Equation cover and management factor (C-factor) for the plots under native cerrado vegetation was 0.013. The results showed that the surface runoff, soil erosion and C-factor for the undisturbed Cerrado changes between seasons. The greatest C-factor values were found in the summer and fall. The results found in this doctoral thesis provide benchmark values of the water balance components and soil erosion in the Brazilian Cerrado that will be useful to evaluate past and future land cover and land use changes for this region. In addition, I conclude that the remote sensing data are useful to evaluate the water balance components over Cerrado regions, identify dry periods, and assess changes in water balance due to land cover and land use change. / O desmatamento nas regiões de Cerrado tem causado intensas mudanças nos processos hidrológicos. Essas mudanças no balanço hídrico e erosão do solo são ainda pouco entendidas, apesar de fundamentais na tomada de decisão de uso e manejo do solo nesta região. Portanto, torna-se necessário compreender a magnitude das mudanças nos processos hidrológicos e de erosão do solo, em escalas locais, regionais e continentais, e as consequências dessas mudanças. O principal objetivo do estudo apresentado nesta tese de doutorado foi de melhor entender os mecanismos dos processos hidrológicos e de erosão do solo no Cerrado Brasileiro. Para tanto, utilizou-se diferentes escalas de trabalho (vertentes, bacias hidrográficas e continental) e usando dados experimentais in situ, de laboratório e a partir de sensoriamento remoto. O estudo de revisão de literatura indica que a erosividade da chuva no Brasil varia de 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. Os menores valores encontram-se na região nordeste e os maiores nas regiões norte e sudeste do Brasil. Verificou-se que os valores de interceptação da chuva variam de 4 a 20% e o escoamento pelo tronco aproximadamente 1% da precipital total no cerrado. O coeficiente de escoamento superficial foi menor que 1% nas parcelas de cerrado e o desmatamento tem o potencial de aumentar em até 20 vezes esse valor. Os resultados indicam que o método Curve Number não foi adequado para estimar o escoamento superficial nas áreas de cerrado, solo exposto (grupo hidrológico do solo A), pastagem e milheto. Portanto, nesses casos o uso do CN é inadequado e o escoamento superficial é melhor estimado a partir da equação Q = CP, onde C é o coeficiente de escoamento superficial. O balanço hídrico a partir de dados de sensoriamento remoto para todo o Cerrado Brasileiro indica que a principal fonte de incerteza na estimativa do escoamento superficial ocorre nos dados de precipitação do TRMM. A variação de água na superfície terrestre calculada como o residual da equação do balanço hídrico usando dados de sensoriamento remoto (TRMM e MOD16) e valores observados de vazão mostram uma correlação significativa com os valores de variação de água na superfície terrestre provenientes dos dados do GRACE. Os dados do GRACE podem representar satisfatoriamente a variação de água na superfície terrestre para extensas regiões do Cerrado. A média anual de perda de solo nas parcelas de solo exposto e cerrado foram de 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectivamente. O fator uso e manejo do solo (fator C) da Universal Soil Loss Equation para o cerrado foi de 0.013. Os resultados mostraram que o escoamento superficial, erosão do solo e o fator C na área de cerrado variam de acordo com as estações. Os maiores valores do fator C foram encontrados no verão e outono. Os resultados encontrados nesta tese de doutorado fornecem valores de referência sobre os componentes do balanço hídrico e erosão do solo no Cerrado, que podem ser úteis para avaliar o uso e cobertura do solo atual e futuro. Além disso, conclui-se que os dados de sensoriamento remoto apresentam resultados satisfatórios para avaliar os componentes do balanço hídrico no Cerrado, identificar os períodos de seca e avaliar as alterações no balanço hídrico devido à mudanças de uso e cobertura do solo.

A primeira parte deste trabalho consistiu na instalação de pluviógrafos e linígrafos e levantamento de eventos hidrológicos com a obtenção de dados da distribuição espacial de precipitações observadas e hidrogramas resultantes. Experimentos de infiltração de água no solo foram realizados a partir de infiltrômetro de disco a fim de caracterizar a variabilidade espacial da condutividade hidráulica na bacia, obtendo-se dois conjuntos de dados que mostraram ser lognormalmente distribuídos com médias iguais a 15,8 mm/h e 5,47 mm/h. Estudo teórico foi conduzido na segunda parte do trabalho compreendendo o desenvolvimento de modelo hidrológico. A concepção do modelo parte da premissa de que toda a área da bacia possa ser representada por células derivadas de um modelo numérico de terreno (MNT), especificando-se em cada célula o equacionamento hidráulico-hidrológico. As heterogeneidades do solo e da precipitação foram estudadas através de simulação do modelo considerando-se distribuições espaciais diferentes para a condutividade hidráulica saturada e eventos de chuva. Os resultados mostraram que as diferenças entre as vazões de pico podem ser maiores que 100% , considerando-se graus de resolução máximo e mínimo quanto à precipitação, e reafirmaram o consenso de que o conhecimento da distribuição espacial da chuva é fundamental na calibração de modelos hidrológicos distribuídos. / In first part of this work consists on the installation of pluviographic, water-height graphs and surveying of hydrological events with obtained data from spatial distribution of precipitation observed and resultant hydrograms. Experiments of water infiltration in the soil were done by an infiltrometer disc to characterize the spatial variability of hydraulic conductivity and the losses of infiltration in the basin obtaining two sets of data that showed to be lognormally distributed in average equal to 15.8 mm/h and 5.47 mm/h. A theoric study was conduced in the second part of work comprehending the development of hydrologic model distributed. The conception of the model proceed from the premise that allbasin area can be represented by cells derived from a Digital Terrain Model (DTM) specifying in each cell the hydraulic equation - hydrologic. The soil heterogeneity and the precipitation were studied by model simulation considering spatial distributions different to the hydraulic conductivity satured of the soil and to pluvial events. The results pointed out the differences among peak outflow can be more than 100% considering minimum and maximumresolution degrees as the precipitation and affirmed the consensus that the acquaintance of the pluvial spatial distribution is fundamental in the adjustment of hydrologic models distributed.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_catia_cristina_braga_rodrigues.pdf: 1202246 bytes, checksum: 0067166e90de2215d4ec858dba3e1ba5 (MD5) Previous issue date: 2012-04-18 / The periods of large variations in rainfall in the Mato Grosso do Sul State (centralwest region, Brazil), in particular the great floods or droughts, generate large economic losses to the state. The summer drought may further compromise the winter period, which often short rains occur. The main objective of this research is to verify bimonthly rainfall variation in the state of Mato Grosso do Sul during the summer (maximum variation) and the winter (minor variations) and their relationships with the bimonthly SST anomalies combined of the South Pacific and South Atlantic oceans. The combined anomalies were represented by Principal Oscillation Patterns (POPs), which represent the predominant patterns of ocean circulation. Monthly precipitation data from January to December (from 1981 to 2009) and monthly data of Sea Surface Temperature (SST) were used. From the rainfall climatology of the marking periods were selected two periods: December/January (rainier) and July/August (dry season). Homogeneous regions were generated by the K-means Method, three for December/January period and two for the July/August period. The regional accumulated rainfall presented no significant trend at 5% probability. The regional accumulated precipitation anomalies of two-month periods showed no significant correlations with SST anomalies in the Central Pacific (Niño 3.4) along the studied period. During the two months December/January, the largest excess precipitation in the region occurred with a predominance of strong El Nino events and droughts in major events La Niña and neutral. In regions 2 and 3 there is not a predominant sign of some events. During the July/ August period, the greatest excesses of precipitation occurred in the region with a predominance of La Niña events, with less relation respect region 2, both regions in a coherent signal (Neutral and La Niña). In cases of severe dry period, both regions have low relation with the events signals. The settings of multiple regressions of bi-monthly precipitation accumulated in homogeneous regions with the scores of the first six patterns of SST showed significant increase in both studied marking periods. The correlation coefficient between the bimonthly observed accumulated precipitation and regional estimates were significant at 1% probability in all regions. This occur especially in the region that represents the northwest quarter of the state in December/January and in the region that represents the major portion of Mato Grosso do Sul State in the July/August period. / Os períodos de grandes variações da precipitação no Mato Grosso do Sul, em especial as grandes cheias ou grandes estiagens, trazem grandes prejuízos financeiros ao Estado. As estiagens de verão podem comprometer ainda mais o período de inverno, no qual já é normal ocorrer poucas chuvas. Esta pesquisa tem por proposta principal verificar as variações bimensais da precipitação no estado de Mato Grosso do Sul nos períodos de verão (variações máximas) e inverno (variações mínimas) e suas relações com as anomalias bimensais de TSM combinadas dos oceanos Pacífico Sul e Atlântico Sul. As anomalias combinadas foram representadas pelos Padrões de Oscilação Principal (POP), os quais representam os padrões predominantes de circulação oceânica. Foram usados dados de precipitação mensal de janeiro a dezembro, período de 1981 a 2009 e dados médios mensais de Temperatura na Superfície do Mar (TSM). A partir da climatologia da precipitação foi selecionado os bimestres dezembro/janeiro (mais chuvoso) e julho/agosto (menos chuvoso) e geradas pelo método K-means regiões homogêneas, sendo três para o bimestre dezembro/janeiro e duas para o bimestre julho/agosto. As precipitações acumuladas regionais não apresentaram tendência temporal significativas a 5% de probabilidade. As anomalias de precipitação acumulada regionais dos bimestres não apresentaram correlações significativas com as anomalias de TSM na região do Pacífico Central (Niño 3.4) ao longo do período estudado, mas durante o bimestre dezembro/janeiro, os maiores excessos de precipitação da região 1 ocorreram com forte predomínio de eventos El Niño fortes e a maiores estiagens em Eventos La Niña e Neutros. Nas regiões 2 e 3 não existem um sinal predominante de alguns dos eventos. Durante o bimestre julho/agosto, os maiores excessos de precipitação ocorreram na região 1 com predomínio de eventos La Niña, com menor relação na região 2, mas ambas regiões com coerência do sinal (Neutro e La Niña). Nos casos de fortes estiagens, ambas as regiões apresentam baixa relação com os sinais dos eventos. Os ajustes das regressões múltiplas das precipitações acumuladas bimestrais nas regiões homogêneas com os escores dos seis primeiros padrões de TSM apresentaram aumento de significância em ambos bimestres estudados. O coeficiente de correlação entre as precipitações acumuladas regionais bimestrais observadas e estimadas foram significativas a 1% de probabilidade em todas as regiões, especialmente na região que representa o noroeste do Estado no bimestre dezembro/janeiro e a região que representa a maior parte do estado do Mato Grosso do Sul no bimestre julho/agosto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The goal of this study was to evaluate aspects of nutrients cycling in Eucalyptus dunnii by monitoring a stand throughout a year. This took place in Alegrete town, Rio Grande do Sul state, South Brazil, in an area of Stora Enso S/A, starting when stand was 16.5 months old. It was evaluated monthly rainfall and litterfall. Rainwater inside the stand was collected in 12 throughfall collectors and 12 stemflow collectors. The bulk precipitation was evaluated by two rainwater collectors located outside the stand. Assessing the litterfall, 16 collectors with 0.5 m² area were installed for the evaluation of leaves and miscellaneous (bark, reproductive material and branches - diameter less than or equal to 5 mm) fractions, plus the installation of 16 areas to collect thick branches (diameter greater than 5 mm). Rainwater and litterfall collectors were disposed in 4 blocks. Precipitation and litterfall were assessed for quantity, concentration of nutrients and input of these nutrients. Rainfall was 1586 mm y-1, with 7% interception by the stand. Throughfall accounted for 98% of effective precipitation, and the remaining 2% was stemflow. The concentration of ions in bulk precipitation was low, consistent with the rural areas of non-industrialized regions. Higher inputs occurred after the interaction of bulk precipitation with the forest canopy. It was fell 4.1 Mg ha-1 y-1 litterfall, where leaves corresponded to 93%, 6% of miscellaneous and 1% of thick branches. The higher concentration of macro and micronutrients was in general found in leaves fraction. The nutrient input was higher to litterfall, except for the macronutrient S. / O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos da ciclagem de nutrientes em Eucalyptus dunnii através do monitoramento de um povoamento durante o período de um ano, começando quando as árvores estavam com 16,5 meses de idade, no município de Alegrete, Rio Grande do Sul, em área pertencente à empresa Stora Enso S/A,. Foi avaliada, mensalmente, a deposição atmosférica dentro e fora do plantio, através de coletores de água da precipitação, e a deposição de serapilheira. A precipitação dentro do povoamento foi feita através de 12 coletores de precipitação interna e 12 coletores de solução decorrente do escorrimento pelo tronco. Já a precipitação global foi avaliada por dois coletores de precipitação instalados fora do povoamento e sem interferência do dossel. Para a amostragem da deposição de serapilheira foram instalados 16 coletores de 0,5 m² de área útil para avaliação das frações folhas e miscelânea (casca, material reprodutivo e galhos finos diâmetro menor ou igual a 5 mm), além da instalação de 16 áreas de coleta de galhos grossos (diâmetro maior que 5 mm). Tanto os coletores de precipitação dentro do plantio, quanto a deposição de serapilheira foram avaliadas em quatro parcelas. Precipitação e serapilheira foram avaliadas quanto à quantidade, à concentração de elementos e ao aporte dos mesmos. A precipitação global foi de 1586 mm ano-1, com 7% de interceptação pelo povoamento. A precipitação interna correspondeu a 98% da precipitação efetiva, sendo os 2% restantes relativos ao escorrimento pelo tronco. A concentração de íons, na precipitação global, foi baixa, condizente com áreas rurais de regiões não industrializadas. Ocorreu maior aporte de elementos após a interação da precipitação global com o dossel florestal. Foram depositados 4,1 Mg ha-1 ano-1 de serapilheira, sendo 93% de folhas, 6% de miscelânea e 1% de galhos grossos. A concentração de macro e micronutrientes foi, para a maioria dos elementos, encontrada na fração folhas. A devolução de nutrientes foi maior via deposição de serapilheira, com exceção para o macronutriente S.

Os reatores anaeróbios de concepção mais moderna (e.g., UASB e RALEx) possibilitam a remoção de 65 a 75% de matéria orgânica do esgoto sanitário, com custos de implantação e operação relativamente baixos, em comparação com os processos aeróbios convencionais. Entretanto, esses reatores geralmente são pouco eficientes na remoção de nutrientes e seus efluentes podem apresentar concentrações relativamente elevadas de material orgânico e de sólidos suspensos. Para melhorar a qualidade dos efluentes desses reatores, algumas configurações de pós-tratamento têm sido empregadas no Brasil, dentre as quais os sistemas de lodo ativado e a coagulação/precipitação com sais metálicos, geralmente seguida de flotação por ar dissolvido. Nesta pesquisa, foi avaliada a aplicabilidade da coagulação/precipitação com cloreto férrico, a partir de testes em unidades de coagulação em escala de bancada (jar test e flotateste), para três sistemas de pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, a saber: coagulação/precipitação do efluente de um reator anaeróbio (RALEx); co-precipitação em um sistema de lodo ativado; e pós-precipitação do efluente do sistema de lodo ativado. Cada um desses sistemas foi testado com separação de sólidos por sedimentação ou por flotação por ar dissolvido, constituindo seis distintas configurações de pós-tratamento. O pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio por coagulação/precipitação se mostrou uma alternativa viável técnica e economicamente, tanto para a sedimentação quanto para a flotação por ar dissolvido. Os diagramas de coagulação obtidos tanto nos ensaios de sedimentação quanto nos de flotação demonstraram que a coagulação/precipitação do efluente do RALEx ocorria de modo mais eficiente para valores de pH entre 5 e 7. A coagulação/precipitação do licor misto com cloreto férrico também se mostrou uma opção atrativa, propiciando a obtenção de efluente bastante clarificado, com possibilidades de reúso. Nessa opção, obtiveram-se eficiências adicionais (i.e., em relação ao sobrenadante do licor misto) de remoção de turbidez, DQO e fósforo de, respectivamente, 80%, 72% e 85%, com dosagem de 80 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L (48 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'/L). Para a coagulação com cloreto férrico, a flotação não apresentou bons resultados na remoção de turbidez, DQO e fósforo para separação de sólidos do licor misto. O mesmo ocorreu para o efluente final da ETE quando a etapa de separação de sólidos foi a sedimentação. Quando a separação de sólidos foi feita por flotação, obtiveram-se eficiências de remoção de turbidez, DQO e fósforo de, respectivamente, 68%, 53% e 83%, com dosagem de 80 mg de \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L / The anaerobic reactors of modern conception (e.g., UASB and RALEx) remove from 65 to 75% of sanitary wastewater organic matter with relatively low construction, operation, and maintenance costs, in comparison with conventional aerobic processes. Nevertheless, that reactors are usually little efficient in nutrient removal and their effluents may present relatively high organic matter and suspended solid concentrations. In order to improve the quality of effluents from anaerobic reactors, some post-treatment concepts have been employed in Brazil, among which activated sludge systems and coagulation/precipitation with metallic salts, generally followed by dissolved air flotation. In this research, coagulation/precipitation with ferric chloride was assessed using sedimentation and flotation lab-scale test units (jar test and flotateste, respectively) to three post-treatment systems, namely: coagulation/precipitation of effluent from anaerobic reactor; co-precipitation (in the mixed liquor from activated sludge system); and post-precipitation of effluent from activated sludge system. Each system was assessed with solids separation with sedimentation and dissolved air flotation, constituting six different post-treatment scenarios. Coagulation/precipitation of the effluent from the anaerobic reactor showed to be technical and economically attractive, not only for sedimentation but also for dissolved air flotation. Coagulation diagrams obtained in sedimentation and flotation essays showed that coagulation/precipitation of the effluent from RALEX was more efficient when pH values were between 5 and 7. The mixed liquor coagulation/flocculation with ferric chloride were also an attractive option, resulting in a low turbidity effluent suitable for reuse. In this option, additional removals (i.e., in relation to decanted mixed liquor) of turbidity, COD e phosphorus were obtained: 80%, 72% and 85%, respectively, with the dosage of 80 mg \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L (48 mg \'FE\'\'CL IND.3\'/L). Flotation did not presented good results in the removal of turbidity, COD and phosphorus in mixed liquor coagulation/precipitation with ferric chloride. The same was to the effluent from the WWTP when sedimentation was employed in the solids separation step. When solids separation was made using flotation, the removal efficiencies of turbidity, COD and phosphorus were, respectively, 68%, 53%, and 83% for the dosage of 80 mg \'FE\'\'CL IND.3\'.6\'H IND.2\'O/L