É fato que a crescente urbanização e a conseqüente impermeabilização do solo são alguns dos principais fatores que interferem no escoamento das águas de chuva. Isso se retrata na aceleração do escoamento, com a diminuição dos tempos de trânsito e aumento dos picos de vazão. É cada vez mais freqüente a ocorrência de inundações em áreas que anteriormente não eram atingidas. A impermeabilização de grandes áreas que possam vir a interferir nas condições hidrológicas de determinada região deve ser analisada pelos órgãos fiscalizadores. O meio técnico e acadêmico se vê frente a frente com o desafio de pesquisar, estudar, analisar e propor técnicas que possam atenuar os efeitos causados pelas chuvas em áreas densamente urbanizadas. Este trabalho intenciona dar uma contribuição à drenagem urbana e vem propor a adoção de uma técnica compensatória que se mostrou muito eficiente. Trata-se do pavimento permeável do tipo sem infiltração no solo. Este dispositivo foi implantado de maneira convencional em um estacionamento na Universidade de São Paulo e contou com o suporte financeiro da Prefeitura do Município de São Paulo. Foram monitorados dois tipos de estrutura com revestimentos de BCP e CPA, durante o período de 6 meses. A instrumentação constou de uma estação pluviométrica e 4 sensores de nível instalados em caixas coletoras dotadas de vertedouros. Durante a pesquisa foi desenvolvido um modelo matemático para validação do modelo físico. Ao final dos estudos concluiu-se que o desempenho do pavimento permeável para os dois tipos de estruturas monitoradas resultou em amortecimento da vazão afluente entre 28% e 87% no BCP e 56% e 85% no CPA. Portanto, esse tipo de dispositivo se mostrou muito eficiente. / The increasing urbanization and the consequent imperviousness of the soil are the main factors that may interfere with the flow of stormwater. It causes the accelerating of the flow with the decrease in transit times and the increase of peak flows. The occurrence of flooding in areas not previously affected is getting more frequently. The imperviousness of large areas that may interfere with the hydrological conditions of a region should be analyzed by the technicians. The technicians and academics find themselves face to face with the challenge of researching, studying, analyzing and proposing techniques that can mitigate the effects caused by rain in densely urbanized areas. This study intends to give a contribution to the urban drainage and is proposing the adoption of a compensatory technique that has proved very efficient. This is the type of permeable pavement without infiltration into the soil. This device was implanted in a conventional way in a parking lot at the University of Sao Paulo with the financial support of the Sao Paulo City Hall. During 6 months two types of permeable pavements covered with permeable interlocking concrete pavement and porous pavement were monitored. The instrumentation consisted of a rain collector and four level sensors installed in collection boxes provided with spillways. During the research it was developed a mathematical model to validate the physical model. At the end of the studies it was concluded that the performance of permeable pavement for the two types of structures monitored resulted in weakening of flow between 28% and 87% in the permeable interlocking concrete pavement and 56% and 85% in the porous pavement. Therefore, this type of device was very effective.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Aline Cardoso Carlos.pdf: 1187675 bytes, checksum: 58bb6bca1489aa8bbac1f538779178ef (MD5) Previous issue date: 2013-09-04 / The study aimed to characterize the spatial and temporal dynamics of the community of cyanobacteria associated with physical and chemical water quality variations under the influence of a dry period (September to December 2012) in the reservoir Argemiro de Figueiredo (Acauã) with eutrophic level, situated in the semiarid region of northeastern Brazil. Water samples were collected weekly in the subsurface of water, in the photic zone (Zeuf) and the aphotic zone (Zafo) in two locations: point P1, in a side arm and dendritic region and point P2, 2000 meters away from the previous and near the dam. Variables analyzed were hydrometeorological (precipitation; water volume in the reservoir), water temperature, underwater light climate (transparency; reason Zeuf: Zmis), pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, soluble reactive phosphorus (SRP), inorganic dissolved nitrogen (IDN: nitrite, nitrate and ammonia), IDN reason: SRP, chlorophyll-a. Phytoplankton was characterized quantitatively (cell density and biomass) and qualitative (taxonomic identification, strategies and ways of life, CDM and cell volume). 22 taxa were identified, from these nine contributed &#8805; 5% to the total density of cyanobacteria, which was represented by categories of higher volume (&#8805; 102 &#956;m ), with the predominance of filamentous organisms with three principal species (Planktothrix agardhii, Planktothrix isothrix and Cylindrospermopsis raciborskii ) which contributed about 80% to the total biomass of cyanobacteria. These were distributed throughout the water column (photic and aphotic zones), no species was dominant in isolation. The prolonged drought, since January 2012, was the cause of severe water evapotranspiration and consequent reduction of the accumulated water in the dam in 44% (from 131 955 282 to 112 718 895 m 3 from September to December). The water hot (around 27 º C), turbid, oxygenated, alkaline pH, rich in ions (high electrical conductivity), with high concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus series) and with indication of limitation by nitrogen (molar ratio IDN: SRP <13) to the not limited by nitrogen (molar ratio IDN: SRP > 50). The dry period associated with high concentration of nutrients sustained dense bloom of cyanobacteria from surface to the aphotic zone with Cyanobacteria species that can produce cyanotoxins. The canonical correspondence analysis (CCA) segregated two groups over the sample period, a small group evidenced in the analysis refers to the first two weeks characterized by lower values of electrical conductivity (EC), and a second group related to November and December in the temporal gradient inversely proportional to the concentrations of soluble reactive phosphorus - SRP whose concentrations decreased from the 12th to 16th week. / Objetivou-se caracterizar a variação espacial e temporal da dinâmica da comunidade de cianobactérias, associada às variações físicas e químicas da água, sob efeito de um período de seca (setembro a dezembro/2012) no reservatório Argemiro de Figueiredo (Acauã) eutrofizado e situado na região semiárida do nordeste do Brasil. Amostras de água com frequência semanal foram coletadas na subsuperfície da água, na zona eufótica (Zeuf) e na zona afótica (Zafó) em dois locais: ponto P1, em um braço lateral dendrítico e ponto P2, distante 2000 metros do anterior e próximo à barragem. Foram analisadas variáveis hidrometeorológicas (precipitação pluviométrica; cota/volume da água no reservatório), temperatura da água, clima de luz subaquático (transparência; razão Zeuf:Zmis), pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, fósforo reativo solúvel (FRS), nitrogênio inorgânico dissolvido (NID= nitrito, nitrato e amônia), razão NID:FRS, clorofila-a. Foi feita a caracterização quantitativa (densidade celular e biomassa) e qualitativa (identificação taxonômica, estratégias e formas de vida, MDL e volume celular). Foram identificados 22 táxons, destas nove contribuíram com &#8805; 5% para a densidade total da comunidade de cianobactéria, que esteve representada por categorias de maior volume (&#8805; 10 2 µm 3 ), predominando organismos filamentosos com três espécies (Planktothrix agardhii, Planktothrix isothrix e Cylindrospermopsis raciborskii) contribuindo com cerca de 80% para a biomassa total de cianobactérias. Estas se distribuíram em toda coluna d água (zonas eufótica e afótica), nenhuma espécie foi dominante isoladamente. A estiagem prolongada, desde janeiro de 2012, foi a causa da evapotranspiração acentuada água e consequente redução da água acumulada em 44 % (de 131.955.282 m 3 em setembro até 112.718.895 m 3 em dezembro). A água se mostrou quente (em torno de 27ºC), túrbida, oxigenada, pH básico, rica em íons (alta condutividade elétrica), com altas concentrações de nutrientes (séries nitrogenada e fosfatada) e indicação de limitação por nitrogênio (razão molar NID:FRS < 13) à não limitado por nitrogênio (razão molar NID:FRS > 50). O período de seca associado à elevada concentração de nutrientes sustentou denso florescimento de cianobactérias com espécies potencialmente produtoras de cianotoxinas, desde a superfície à zona afótica. A análise de correspondência canônica (ACC) segregou sensivelmente dois grupos ao longo do período amostral, um pequeno agrupamento foi evidenciado na análise referindo-se às duas primeiras semanas (Apêndice B) caracterizadas por menores valores de condutividade elétrica (CE); e um segundo grupo referente aos meses de novembro e dezembro no gradiente temporal, inversamente proporcional às concentrações de fósforo reativo solúvel FRS, cujas concentrações diminuíram da 12ª a 16 semana.

Com o aumento da degradação ambiental e o uso múltiplo dos reservatórios, e de fundamental importância proceder-se à avaliação da qualidade da água desses sistemas para o adequado gerenciamento de seus recursos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a comunidade fitoplanctônica, por responder rapidamente às mudanças nas condições ambientais, testar alguns índices de qualidade da água e também elaborar um protocolo para programas de biomonitoramento utilizando esta comunidade como indicador. A comunidade fitoplanctônica foi estudada em seis reservatórios no Estado de São Paulo (Atibainha, Billings, Cachoeira, Itupararanga, Pirapora e Ponte Nova) em quatro épocas de coleta (primavera, verão, outono e inverno), período de 1997-98, em um ponto de amostragem localizado aproximadamente a 2 km da barragem. A coleta da comunidade fitoplanctônica foi realizada com rede de 20&#61549;m para análise qualitativa, e a amostragem quantitativa foi realizada na sub-superfície (20 cm), com garrafa van Dorn, em três réplicas. Em laboratório, as análises foram realizadas em microscópio invertido e a contagem realizada em câmaras de Utermöhl. Foi utilizado o programa estatístico CANOCO versão 3.1 para tratamento dos dados através de análises de ordenação (Análise de Correspondência Canônica, Análise de Correspondência e Análise de Componentes Principais). Em cada reservatório, a riqueza em número de táxons foi diferente: Atibainha – 153; Billings – 154; Cachoeira – 152; Itupararanga – 194; Pirapora – 204; e Ponte Nova – 213. O grupo das clorofíceas apresentou o maior número de táxons em todos os reservatórios. As cianofíceas foram dominantes, principalmente nos reservatórios Billings e Itupararanga, com abundância de Microcystis spp. e Cylindrospermopsis raciborskii, entre outras. Os Índices de Qualidade de Água aplicados neste estudo mostraram-se eficientes na avaliação do grau de trofia, tanto o IVA- Índice de Qualidade da Água para Proteção da Vida Aquática, como o Índice de Comunidade Fitoplanctônica, ora proposto. A comunidade fitoplanctônica mostrou ser uma boa ferramenta em programas de biomonitoramento, tendo em vista o gradiente trófico apresentado através das espécies encontradas, índices e análises estatísticas aplicadas. Foi proposto um protocolo de biomonitoramento utilizando-se a comunidade fitoplanctônica. / With increasing degradation of environmental quality and the multiple uses of the reservoirs, it is important to evaluate the water quality of those resources, to help in their appropriate management. The objectives included the characterization of the phytoplankton community, as their have a quick reaction to changes in the environmental conditions; the testing of some indexes of water quality; and the elaboration of a protocol for biomonitoring programs using that community as an indicator of environmental quality. The phytoplankton community was studied in six reservoirs of São Paulo State (Atibainha, Billings, Cachoeira, Itupararanga, Pirapora and Ponte Nova) in four sampling periods (spring, summer, autumn and winter) from 1997 to 1998, in a sampling point located approximately at 2 km of the dam. Phytoplankton community was sampled through a &#61490;&#61488;&#61549;m mesh for qualitative analysis, the quantitative sampling being accomplished in the sub-surface (20 cm depth) with a van Dorn bottle, in three replicas. In the laboratory, the analyses were performed using an inverted microscope and Utermöhl cubes. For statistical analyses, it was used the CANOCO version 3.1 for treatment of the data through ordination analyses (Canonical Correspondence Analysis, Correspondence Analysis and Principal Components Analysis). In each reservoir, the richness in number of taxons was different: Atibainha – 153; Billings – 154; Cachoeira – 152; Itupararanga – 194; Pirapora – 204; and Ponte Nova – 213. The Chlorophyceae showed the largest number of taxons in all the reservoirs. Cyanophyceae were dominant, mainly in the reservoirs Billings and Itupararanga, with Microcystis spp. and Cylindrospermopsis raciborskii being most abundant, among others. The Water Quality Indexes applied in this study showed to be efficient in the evaluation of the trophic level, from the IVA - Index of Water Quality for Protection of the Aquatic Life, to the Phytoplankton Community Index, now proposed. The phytoplankton community showed to be a valuable tool in biomonitoring programs, in view of the trophic gradient found through the listed species, indexes and statistical analyses applied. A biomonitoring protocol using the phytoplankton community was proposed.

Os três reservatórios rasos e em série localizam-se no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), região sudoeste do município de São Paulo, numa unidade de conservação que abriga as nascentes do histórico riacho do Ipiranga. O primeiro reservatório recebe água do Lago das Garças, um sistema artificial eutrófico, onde já foram detectadas florações de cianobactérias potencialmente tóxicas e com problemas ecológicos, sanitários e estéticos. Objetivo. Analisar a variação sazonal da comunidade fitoplanctônica de três reservatórios rasos subseqüentes a um lago hipereutrófico localizado no município de São Paulo/SP, visando avaliar a qualidade da água durante o sistema em série. Material e Métodos. As coletas foram realizadas trimensalmente durante o período de um ano (outubro/2005 a julho/2006), em uma estação de amostragem em cada um dos três reservatórios e a duas profundidades: superfície e fundo. Foram determinadas variáveis morfométricas (área superficial, perímetro, comprimento máximo e profundidade), climatológicas (temperatura do ar e precipitação), físicas e químicas (temperatura da água, transparência, zona eufótica, pH, condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total e ortofosfato, nitrogênio total e amoniacal), biológicas (coliformes totais e termotolerantes, clorofila-a, feofitina, composição florística, densidade total, biovolume, estimativa do número de células e espécies descritoras) e aplicações de índices biológicos. Na análise qualitativa foi empregada a rede de malha de 20 µm e identificação em microscópio óptico binocular com câmara clara. Na análise quantitativa, foi utilizado a garrafa coletora e método de sedimentação em câmara de volume definido e contagem em microscópio invertido. A ordenação dos dados foi realizada por meio da análise de componentes principais (ACP) e análise de correspondência canônica (ACC). Resultados. Como conseqüência da floração de cianobactérias registradas nos três reservatórios, foram identificados 125 táxons distribuídos em 12 classes. A classe com maior representatividade foi Chlorophyceae com 38,8%, seguida por Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) e 11,1% para as demais classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae e Fragilariophyceae). Os táxons que apresentaram 100% de freqüência foram: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). As espécies descritoras que podem ser consideradas como bioindicadoras de poluição foram Cylindrospermopsis raciborskii e Chroococcus minutus, que juntas contribuíram com 79,4% de toda densidade deste estudo. Conclusões. A comunidade fitoplanctônica respondeu sazonalmente às estações do ano, predominando a classe Cyanophyceae na primavera e a classe Chlorophyceae nas demais estações e não houve melhoria na qualidade da água durante a série. / The three shallow cascading reservoir system are located in Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) Biological Reserve in the southern of São Paulo city where located headwater Ipiranga Stream. The first reservoir is linked to Lago das Garças, a shallow and eutrophic environment, where have become frequent blooms of Cyanobacteria that produce aggressive toxins which cause problems to environment and public health. Objective. This study aimed to analyze the sazonal variation of the phytoplankton community of three shallow cascading reservoir system subsequent of a eutrophic lake and avaliated the water quality. Material and Methods. Samples were collected quarterly during the period of one year (October/2005 to July/2006), in the deepest part of the each lake, in two depths. Morphometric variables (superficial area, perimeter, maximum length and depth), climatic variables (air temperature and precipitation), physical and chemical variables (water temperature, transparence of water, euphotic zone, pH, conductivity, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, nutrients), biological variables (total and fecal coliforms, chlorophyll-a, pheopigments, species composition, density, biovolume, cells number and descriptions species) were determined. Qualitative samples were collected at the surface using planktonic net (20 µm) and identificated using a binocular optic microscope. Quantitative samples were obtained by collecting bottle and counting in inverted microscope. Multivariate statistical analysis was applied to calculate the correlations between biological and environmental data. Results. The phytoplankton community was composed of 125 taxons distributed in 12 classes: Chlorophyceae (38,8%) was the main class regarding species richness and density, followed by the Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) and 11,1% for others classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae and Fragilariophyceae). Taxons that had appeared during all study are: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). Cylindrospermopsis raciborskii and Chroococcus minutus are descriptions species and they can be considered bioindicator of pollution because their density are elevated (79,4% of total density). Conclusions. The phytoplankton community as well as the environmental variables responded to the seasonality, predominance of Cyanophyceae in spring and Chlorophyceae in others stations. It didn’t have improvement in the quality of the water during the serie.

A represa de Piracuruca está localizada no município de Piracuruca, a 3º58\'S e 41º40\'W, na região Norte do Estado do Piauí. A vegetação do entorno é do tipo cerrado, com solos ácidos e pobres em nutrientes. O seu uso é caracterizado pela pecuária extensiva e agricultura de subsistência. O presente estudo visa a caracterização da represa de Piracuruca considerando os fatores físicos e químicos da água e a comunidade zooplanctônica. As características físicas e químicas de um ambiente aquático são fundamentais para o conhecimento de seu funcionamento. Em termos de oxigenação da água, o epilímnio apresentou valores relativamente altos de oxigênio dissolvido e anoxia no hipolímnio, tanto em escala sazonal como interanual. Para a temperatura foram observadas pequenas amplitudes de variação e formação de termoclinas nas camadas superiores de epilímnio. Devido às características arenosas dos solos e a decomposição da matéria orgânica na represa, os materiais suspensos foram predominantemente caracterizados pela função inorgânica, nos períodos amostrados. As altas concentrações de fósforo, derivadas principalmente da decomposição da vegetação submersa não removida durante a fase de enchimento do reservatório, ocasionaram um elevado grau de trofia para o ecossistema. O zooplâncton foi composto por vinte e nove táxons de Rotifera, nove de Cladocera e três de Copepoda, não havendo diferenças significativas na composição dos táxons encontrados na região\"litorânea\" e na região limnética. Para o zooplâncton foi registrado um índice de diversidade relativamente alto, não ocorrendo, no entanto, as diferenças sazonais significativas em termos de abundância ou composição taxonômica. / Piracuruca reservoir is located on Piracuruca municipality at 3°58\'S and 41°40\'W in the region North of Piauí State. The surrounding vegetation is a savannah type called \"cerrado\", with acid soils, poor in nutrients. Landuse is characterized by extensive cattling and subsistence agriculture. The present work intends to do a limnological characterisation of Piracuruca reservoir, considering physical and chemical water factors and zooplanktonic community. Physical and chemical features of a water body are environment are important for its functioning understanding. Regarding water oxygenation, epiliminion had high dissolved oxygen content and anoxia acurred in the hypolimion, and interanual and seasonal scale. For temperature it was observed a small variation amplitude and thermocline formation in epiliminion superior layers. Due to soils sandy features the suspended matter was predominantly characterised by the inorganic fraction, in both periods. High phosphorus concentrations, originated mainly from decomposition of the submersed vegetation, not removed during the reservoir filling phase, caused a high trophy degree for the ecosystem. Zooplankton was composed by twenty-nine Rotifera taxa, nine Cladocera taxa and three Copepoda taxa; there were no significant differences among the taxa composition in littoral and limnetic region. Diversity indices for zooplankton community were relatively high and there were no relevant seasonal differences registered in abundance or taxonomic composition.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-04T18:12:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiaBaseadaRede.pdf: 1767567 bytes, checksum: 6f2f570c9810187dc2b986a3d4b60544 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:04:48Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-11T16:31:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiaBaseadaRede.pdf: 1767567 bytes, checksum: 6f2f570c9810187dc2b986a3d4b60544 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-10-16T13:12:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiaBaseadaRede.pdf: 1767567 bytes, checksum: 6f2f570c9810187dc2b986a3d4b60544 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-16T13:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstrategiaBaseadaRede.pdf: 1767567 bytes, checksum: 6f2f570c9810187dc2b986a3d4b60544 (MD5) Previous issue date: 2008-03-03 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo geral desta dissertação foi aprimorar o Separador Lógico Programável (SLP), desenvolvido em Silva (2006), utilizando a técnica de inteligência computacional de Redes Neurais de Base Radial , podendo este SLP ser integrado a um sistema de automação de poços de petróleo. Este programa objetiva o acompanhamento em tempo real das vazões de óleo, gás e água dos poços, bem como a predição da vazão em vasos separadores de um sistema de escoamento da produção de campos petrolíferos, neste caso o do Leste de Urucu – LUC, operacionalizado a partir da Base de Operações Geólogo Pedro de Moura, na Unidade de Negócios da Bacia do Solimões (UNBSOL) da Petrobras, município de COARI, estado do Amazonas. Desta forma, esta dissertação consistiu na realização de uma modelagem Neural para estimar a relação entre as variáveis de superfície de cabeça de poço e as vazões multifásicas dos vasos separadores de teste, no campo petrolífero de LUC no estado do Amazonas. Esta relação é obtida, na prática, quando cada poço produtor é alinhado a um separador de teste para medição da produção. Os dados, obtidos quando o poço está alinhado a um separador de teste, são utilizados para treinamento de uma Rede Neural de Base Radial (RBF). Após o treinamento, a RBF reconhece padrões das variáveis de cabeça de poço (entrada da RBF) e das vazões das fases no separador (saída da RBF). O treinamento é efetuado através de um método de aprendizado híbrido, onde padrões obtidos durante os testes de produção realizados no passado são utilizados para adaptar os parâmetros da rede RBF. Os resultados obtidos nos testes mostram que a rede RBF consegue predizer os resultados dentro da um faixa de tolerância aceitável. / This work consists of a Neural Network for modeling the relationship between the well head surface variables and the multiphase flows of the test separator vessels in the East Urucu Field (LUC). In practice, this relationship is obtained when each producing unit is aligned to a test separator for production estimation. Data were obtained when the well is aligned to a test separator. Those data are used for training a Neural Network of Radial Basis Function (NN - RBF). The goal is to make the NN - RBF to recognize the patterns of the wel l head variables (input RBF) and the phases flow in the separator (out RBF), through using, as the training set, the patterns obtained during the production test previously executed.

As bacias hidrográficas são sistemas que fornecem um tipo de unidade adequada ao estudo dos ecossistemas e permitem um melhor entendimento científico dos processos naturais. Os estudos em pequenas bacias têm mostrado a dependência da composição das águas dos riachos das características dos ecossistemas terrestres adjacentes. A microbacia formada pelos córregos Águas da Prata, Macuco e São José está localizada a sudeste da cidade de São Carlos, Estado de São Paulo, com uma área de 13,9 Km2. O córrego Macuco apresenta vários represamentos, sendo os mais importantes os reservatórios Iguá, Igaraba e Iembó. Estes córregos apresentam pequena vazão e drenam solos ácidos. O solo da região é predominantemente argiloso e arenoso e a vegetação original é o cerrado. As áreas de campo antrópico estão ocupadas por culturas em geral e áreas de pastagem e criação animais. Quanto ao clima existem dois períodos: o seco e o chuvoso. O objetivo deste trabalho foi caracterizar e avaliar a qualidade da água do ponto de vista ecológico, determinar as interrelações entre os aspectos básicos da climatologia, geologia, morfometria, hidrologia e usos e ocupação do solo na microbacia hidrográfica com as variáveis físicas,químicas e biológicas das águas dos córregos e reservatórios, além de caracterizar as comunidades planctônicas dos reservatórios. Foram realizadas coletas mensais de 09/1995 a 09/1996 em 8 pontos da microbacia, sendo que três deles foram localizados nos reservatórios que foram analisados em três profundidades (superfície, meio e fundo da coluna de água). A análise das características físicas, químicas e biológicas da água dos córregos estudados indicou que não existem diferenças significativas entre os córregos Águas da Prata e Macuco. No entanto o córrego São José foi mais diferenciado, sendo este o que se mostrou mais impactado. As concentrações de oxigênio dissolvido foram baixas no córrego Macuco e no São José. Nos locais mais afetados pelos dejetos de animais foram observados altos valores de condutividade, embora os maiores valores tenham sido registrados no córrego São José, abaixo do trecho sob influência do chorume do aterro sanitário da cidade de São Carlos. Das formas de nitrogênio o amônio foi a mais abundante para toda a microbacia. As concentrações de fosfato inorgânico e fósforo total dissolvido foram baixas, indicando a provável absorção do fósforo pelo sedimento. A construção de barragens no córrego Macuco levou ao rompimento da continuidade do sistema do rio. Os três reservatórios apresentaram uma estratificação térmica acentuada durante o período de chuvas o que causou anoxia no hipolímnio. Não foram observadas diferenças significativas nas concentrações de nutrientes entre os períodos de chuva e seca, com exceção do fósforo total e o silicato reativo. O balanço de massa dos nutrientes nos reservatórios demonstrou que o reservatório Igaraba se comporta como um sistema de retenção de nutrientes enquanto os outros dois se comportam como sistemas de exportação. Nos reservatórios a comunidade fitoplanctônica foi dominada, em termos quantitativos, pelas Bacillariophyceae e pelas Chlorophyta, sendo os grupos restantes escassos. A comunidade zooplanctônica foi dominada numericamente pelos Rotifera durante todo o período de estudos. O desenvolvimento do zooplâncton como um todo correlacionou-se positivamente com o desenvolvimento do fitoplâncton. Segundo os índices de estado trófico utilizados os reservatórios se classificam como mesotróficos. Foi observado que as atividades antrópicas, especialmente o uso inadequado do solo para a agricultura, provocam erosão e carreamento de sedimentos para os corpos de água. As instalações agro-industriais contribuem para o aumento da concentração de materiais na água de escoamento, acumulando os resíduos nos riachos e alterando a qualidade da água próxima às nascentes. / Hydrographic basins provide an adequate subject for studies of ecosystems and a better understanding of natural processes. Studies of small basins revealed that the chernical composition of stream waters are strongly dependent upon the characteristics of the surrounding land ecosystems. The rnicrobasin formed by the Águas da Prata, Macuco and São José streams is located in the Southeast portion of the city of São Carlos, State of São Paulo, and covers an area of 13,9 Km2. The Macuco stream has several reservoirs, of which the Iguá, Igaraba and Iembó reservoirs are the most important ones. These streams have a low outflow volume and they run across acid soils. The soil is predominantly formed by silt and sand, and the original plant formation was the \"cerrado\", a savanna type of vegetation. The land through which these streams flow is cultivated with several different crops as well pastures for cattle. In regard to the climate, there are two different periods: one dry, lasting from April to October and another wet, from November to March. This study aims to characterize the rnicrobasin and evaluate the water quality from an ecological perspective. It is intended to correlate basic parameters of climatology, geology, morfometry and the land uses to the physical, chemical and biological characteristics of the water in the streams and reservoirs. Another objective was to characterize the planktonic communities in the three main reservoirs. The sampling were carried out monthly from September/1995 to September/1996 at 8 different stations in the rnicrobasin, including the reservoirs. At the reservoirs, sampling were made at the central point, at three different depths (surface, middle and bottom in the water column). The analysis of physical, chemical and biological characteristics of the water of the different streams indicated that there are no significant differences between the quality ofthe water ofthe Águas da Prata and Macuco streams. The São José stream, however, was quite different, since it is the one subjected to the heaviest aggression. Relatively high values of conductivity were observed at the locations most affected by animal wastes, although the highest values were registered for the São José stream, downstream from the point under the impact of the municipal landfill and leachate from the city of São Carlos. Among the nitrogen compounds, arnrnonium was the most abundant for the entire basin. Inorganic phosphate and total dissolved phosphorus concentrations were low, suggesting the adsorption of phosphorus by the sediment. The construction of dams on the Macuco stream created a discontinuity in the river system. A strong thermal stratification with anoxic hypolimnion was observed during the rainy period in all three studied reservoirs. There were no significant differences in nutrient concentration between samples taken in the dry and the wet seasons, except for the total phosphorus and reactive silicate. The mass balance for nutrients in the reservoirs indicated that the Igaraba reservo ir acts as a retention system, whereas the other two reservoirs act as exportation systems. The phytoplankton cornrnunity in the reservoirs was quantitatively dominated by Bacillariophyceae and Chlorophyta taxa, while the other groups were relatively rare. The zooplankton community was dominated by Rotifera throughout the study period. The development of the zooplankton as a whole was positively correlated to the development of phytoplankton. According to the trophic indices applied, the reservoirs can be classified as mesotrophic. It was observed that anthropogenic activities, particularly the inadequate use of soil for agriculture, cause erosion and the transportation of sediments to the water bodies. Agroindustrial businesses contribute to a higher concentration of materiaIs in runoff waters, causing waste accumulation in the streams and altering the quality of the water in a short distance from the springs.

Os reservatórios, embora importantes para diversas atividades humanas, podem trazer modificações negativas ao ambiente. Tais sistemas aquáticos propiciam condições favoráveis ao maior desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica, associado ao aporte de nutrientes e ao fenômeno da eutrofização artificial. O estudo do processo de assimilação de macronutrientes por esta comunidade pode orientar planos para mitigação dos efeitos da eutrofização e contribuir para o entendimento dos fatores limitantes ao fitoplâncton. A presente pesquisa teve como objetivo principal quantificar a assimilação de três formas de nitrogênio pelo fitoplâncton com uso do traçador 15N, de modo a contribuir para o entendimento da influência da temperatura e da disponibilidade de luz sobre esse processo em amostras ambientais e em culturas laboratoriais. Os objetivos específicos visaram: 1&#41; estimar a variação temporal da assimilação de nitrato, amônio e ureia em amostras ambientais do reservatório do Lobo &#40;SP&#41;; 2&#41; quantificar e comparar a assimilação das mesmas três formas nitrogenadas por duas espécies fitoplanctônicas isoladas em laboratório &#40;a cianobactéria Microcystis aeruginosa e a clorofícea Scenedesmus sp.&#41;, para verificar a influência da luz e da temperatura sobre o processo de assimilação. Para o primeiro objetivo específico, amostras foram coletadas em quatro períodos do ano no reservatório do Lobo &#40;out &#47;14; jan, abr e jul &#47;15&#41;, próximo a São Carlos &#40;SP&#41;. Foram reproduzidas, em incubadoras, as condições de Radiação Solar Fotossinteticamente Ativa &#40;RSFA&#41; e temperatura observadas em campo e relativas às profundidades em que estavam disponíveis 50&#37; e 10&#37; da RSFA. Em laboratório, os traçadores nitrato &#40;15NO3-&#41;, amônio &#40;15NH4+&#41; e ureia &#91;&#40;15NH2&#41;2CO&#93; foram adicionados em frascos de 250 mL, incubados por uma hora. Após etapa de filtração, os filtros seguiram para análise elementar de quantificação do nitrogênio particulado e espectrometria de massa para a determinação da composição isotópica &#40;15N&#47;14N&#41;. Para o segundo objetivo específico, após a obtenção das culturas isoladas de uma cianobactéria e uma clorofícea, foi realizada a quantificação da assimilação das formas de nitrogênio. Esta análise foi realizada por experimento fatorial, com dois fatores e três níveis &#40;temperatura: 20, 24 e 28&#176;C e luz: 50, 250 e 450 &#181;E.m-2.s-1&#41;. Os resultados apresentados para as amostras ambientais sugeriram maior preferência da comunidade fitoplanctônica em assimilar amônio em janeiro &#40;23,7 &#181;gN.L-1.h-1&#41; e julho &#40;54,4 &#181;gN.L-1.h-1&#41; de 2015. Em abril de 2015, a assimilação foi maior para nitrato &#40;38,5 &#181;gN.L-1.h-1&#41; e ureia &#40;43,1 &#181;gN.L-1.h-1&#41;. Foi observado, ao longo dos meses de coleta, aumento na assimilação total do nitrogênio, da mesma forma como a densidade total de fitoplâncton, o biovolume e a clorofila-a, sugerindo que a assimilação deve acompanhar o aumento do grau de trofia do reservatório. Os resultados para as culturas laboratoriais indicaram uma assimilação quase que total do amônio pelas duas espécies estudadas. Scenedesmus sp. mostrou-se mais adaptada a assimilar amônio &#40;517,1 &#181;gN.L-1.h-1&#41; em condições de alta intensidade luminosa &#40;450 &#181;E.m-2.s-1&#41;, enquanto Microcystis aeruginosa assimilou melhor o amônio &#40;160,0 &#181;gN.L-1.h-1&#41; em condições de 50 &#181;E.m-2.s-1. Para as duas espécies, a temperatura de 20&#176;C resultou em maiores taxas de assimilação. Com base nos resultados obtidos, busca-se oferecer subsídios para o controle do estado trófico e manejo de reservatórios subtropicais por meio da identificação da forma de nitrogênio preferencialmente assimilada pelo fitoplâncton e os respectivos fatores intervenientes. / The reservoirs, despite their importance for different human activities, can bring negative changes to the environment. Such aquatic systems hold favorable conditions to the development of the phytoplankton community, which is associated with nutrient inputs and to the artificial eutrophication. The study of macronutrients uptake by this community can aid in plans for mitigating the effects of eutrophication and contribute to the understanding of the limiting factors to phytoplankton. This research aimed at quantifying the uptake of three forms of nitrogen by the phytoplankton with of use the 15N isotope, in order to contribute to the understanding of the influence of temperature and light availability on this process in environmental samples and in laboratory cultures. The specific objectives were: 1&#41; to estimate the temporal variation of the uptake of nitrate, ammonium and urea in environmental samples from the Lobo Reservoir &#40;SP, Brazil&#41;; 2&#41; to quantify and compare the assimilation of the same three nitrogen forms for phytoplankton species isolated in laboratory &#40;the Cyanobacteria Microcystis aeruginosa and the Chlorophyceae Scenedesmus sp.&#41;, to verify the influence of light and temperature in the uptake process. For the first specific objective, samples were collected in four periods of the year in the Lobo Reservoir &#40;Oct&#47;14; Jan, Apr and Jul&#47;15&#41;, close to São Carlos &#40;SP&#41;. Under controlled lab conditions, Photosynthetic Active Radiation &#40;PAR&#41; and temperature conditions observed in the field &#40;at depths corresponding to 50&#37; and 10&#37; of the PAR&#41; were reproduced. The tracers nitrate &#40;15NO3-&#41;, ammonium &#40;15NH4+&#41; and urea &#91;&#40;15NH2&#41;2CO&#93; were added in bottles of 250 mL and incubated for one hour. After filtration, the filters were sent to elemental analysis for quantification of particulate nitrogen and mass spectrophotometry for the determination of isotopic composition &#40;15N/14N&#41;. For the second of specific objective, after obtaining isolated cultures of the Cyanobacteria and the Chlorophyceae, the quantification of nitrogen uptake was performed. This analysis was carried out by factorial experiment with two factors and three levels &#40;temperature: 20, 24 and 28&#176;C and light: 50, 250 and 450 &#181;E.m-2.s-1&#41;. The results obtained for the environmental samples suggested greater preference of the phytoplankton community for ammonium uptake in January &#40;23.7 &#181;gN.L-1.h-1&#41; and July &#40;54.4 &#181;gN.L-1.h-1&#41; from 2015. In April 2015, the uptake rates were greater for nitrate &#40;38.5 &#181;gN.L-1.h-1&#41; and urea &#40;43.1 &#181;gN.L-1.h-1&#41;. It was observed temporal increase in total nitrogen uptake, following the patterns for total phytoplankton density, biovolume and chlorophyll-a, suggesting that uptake can be related with the increasing trophic state of the reservoir. The results from the laboratory cultures showed almost total ammonium uptake by both studied species. Scenedesmus sp. seemed to be more adapted to uptake ammonium &#40;517.1 &#181;gN.L-1.h-1&#41; in conditions of high light intensity &#40;450 &#181;E.m-2.s-1&#41;, while the respective condition for Microcystis aeruginosa uptaking ammonium &#40;160.0 &#181;gN.L-1.h-1&#41; was 50 &#181;E.m-2.s-1. For the two species, the temperature of 20&#186;C resulted in higher uptake rates. We expect our results will aid in trophic state control and management of subtropical reservoirs through the identification of the nitrogen forms preferentially assimilated by phytoplankton and the factors involved.

As ligações entre a termodinâmica e a mecânica quântica mostram-se interessantes tópicos de pesquisa desde os anos 50 e tem atraído cada vez mais atenção nos últimos anos, tanto por suas possíveis aplicações tecnológicas, quanto pelo aspecto teórico - como, por exemplo, as relações de sistemas quânticos com a segunda lei da termodinâmica. Para sistemas quânticos mesoscópicos, restritos apenas a um número relativamente pequeno de estados energéticos, torna-se necessária uma generalização da termodinâmica usual. Neste trabalho mostramos como construir uma máquina de Stirling no contexto de íons aprisionados. Para isso, faz-se necessária a engenharia de frequências dependentes do tempo do modo vibracional do íon, além da engenharia de reservatórios térmicos com temperaturas controladas. Após a construção da máquina de Stirling e do cálculo do trabalho e da eficiência associados apresentamos um protocolo para a medida da função de distribuição do trabalho que recorre às medidas dos níveis de energia eletrônicos do íon para, a partir dessas, extrair-se informação sobre o seu estado vibracional. / The connections between quantum mechanics and thermodynamics have been an interesting research topic since the 1950´s and began attracting more and more attention recently, not only for the technological applications, but also from a theoretical point of view - as, for instance, when dealing with the relations between quantum systems and the second law of thermodynamics. For mesoscopic (or even macroscopic) quantum systems, restricted to relatively few energy states, a generalization of the usual thermodynamics becomes necessary. In the present work we show how to engeneer a Stirling engine in an ionic trap. To achieve this we have to engeneer an ionic vibrational mode with a time dependent frequency, and simutaneously engeneer a thermal reservoir with controled temperatures. After the construction of the Stirling machine and the calculation of the associated work and efficiency, we show a protocol that allows the measurement of the work distribution function which call on the measurement of the electronic energy levels of the ion and, from them, extract information about the vibrational state of the trap.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Estrutural, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Rogério Martins