Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T13:16:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_ModeloWeppEstimativa.pdf: 2460316 bytes, checksum: 58d92605f3dd0bc7532e5c16b1aa1e6a (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T13:18:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_ModeloWeppEstimativa.pdf: 2460316 bytes, checksum: 58d92605f3dd0bc7532e5c16b1aa1e6a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T13:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_ModeloWeppEstimativa.pdf: 2460316 bytes, checksum: 58d92605f3dd0bc7532e5c16b1aa1e6a (MD5) Previous issue date: 2017-12-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os processos erosivos produzem diversos prejuízos econômicos e ambientais. O desenvolvimento de modelos matemáticos tem possibilitado quantificar esses processos, permitindo estimar a magnitude do problema, visando minimiza-lo. Nesse sentido, este trabalho utiliza o modelo WEPP (Water Erosion Prediction Project) para simular a produção de sedimentos, em uma pequena bacia hidrográfica da Amazônia, bacia do igarapé da Prata, localizada no Município de Capitão Poço-PA. Os parâmetros principais calibrados do modelo WEPP foram: saturação inicial do solo (Si), erosão pelo fluxo superficial (Ki), erosão pelo fluxo em canais ou em sulcos (Kr) e condutividade hidráulica saturada (Ke). Após a calibração, pôde-se verificar que a maior parte da produção de sedimento está nos planos próximos ao exutório da bacia. E como é de se esperar, essa produção é maior em áreas com predominância de agricultura e pecuária. Os resultados da estimativa de produção de sedimentos calculada pelo modelo foram comparados a dados observados do ano de 2012. O modelo apresentou um valor 131,99 t/km², valor próximo ao observado, que foi de 121,64 t/km2. Esse resultado leva a conclusão de que os valores calculados pelo modelo estão coerentes com a realidade da produção de sedimentos da pequena bacia hidrográfica em questão. / Erosive processes produce several economic and environmental damages. The development of mathematical models has made it possible to quantify these processes, allowing estimating the magnitude of the problem, in order to minimize it. In this sense, this work uses the WEPP (Water Erosion Prediction Project) model to simulate the sediment yield in an Amazon small catchment, igarapé da Prata catchment, located in the Municipality of Capitão Poço-PA. The calibrated main parameters of the WEPP model were: initial soil saturation (Si), erosion by runoff (Ki), erosion by channel or groove flow (Kr) and saturated hydraulic conductivity (Ke). After the calibration, it was verified that most of the sediment yield is in the plans. And as is to be expected, this production is higher in areas with predominance of agriculture and livestock. The results of the estimated sediment yield calculated by the model were compared to the observed data for the year 2012. The model presented a value of 131.99 t / km², close to the observed value, which was 121.64 t / km2. This result leads to the conclusion that the values calculated by the model are consistent with the reality of the sediment yield of the small catchment in question.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-18T15:47:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProbalidadeOcorrenciaChuvas.pdf: 5921064 bytes, checksum: b74703dd8d8a1d2d6e11edece79712ee (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-18T15:48:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProbalidadeOcorrenciaChuvas.pdf: 5921064 bytes, checksum: b74703dd8d8a1d2d6e11edece79712ee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T15:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProbalidadeOcorrenciaChuvas.pdf: 5921064 bytes, checksum: b74703dd8d8a1d2d6e11edece79712ee (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Os estudos da probabilidade de ocorrência de chuvas e de sua variação espacial e temporal são importantes no planejamento de atividades agrícolas e de engenharia de recursos hídricos. Entretanto, análises estatísticas relacionadas às chuvas encontram limitações referentes ao tamanho das séries históricas disponíveis, que em sua maioria são insuficientes ou apresentam um grande número de falhas. Uma boa alternativa para superar essas limitações é a geração de séries pluviométricas por meio do uso de modelos estocásticos. Nesse sentido, o objetivo foi elaborar uma metodologia para determinar a probabilidade de ocorrência de dias secos e chuvosos e estimar chuvas médias diárias. Desse modo, a determinação das ocorrências foi feita com a utilização de Cadeias de Markov de 1a ordem e dois estados e, para as quantidades, foram utilizadas as distribuições cumulativas de probabilidade Gama e Weibull, cujos parâmetros foram estimados tanto pelo Método da Máxima Verossimilhança quanto pelo Método dos Momentos. O modelo desenvolvido foi aplicado a 80 estações pluviométricas distribuídas na Bacia Hidrográfica do Rio Tapajós (BHRT). Os resultados das probabilidades de ocorrência de períodos secos e chuvosos definiram para a BHRT a estação seca de maio a setembro e a estação chuvosa de outubro a abril. Os elementos da matriz de transição de probabilidades e os parâmetros alfa e beta evidenciaram a variabilidade em relação ao tempo e, além disso, a influência da posição geográfica da estação pluviométrica na determinação de períodos secos e chuvosos em localidades específicas. A validação do modelo foi realizada por meio do teste de aderência de Kolgomorov-Smirnov, que demonstrou que a chuva média diária pode ser estimada com bom desempenho por meio da Cadeia de Markov de 1a ordem e dois estados com a distribuição Gama e Weibull a dois parâmetros. Entretanto, a distribuição Gama destacou-se na estimativa da chuva média diária para a maioria dos meses do ano, com exceção dos meses de março, julho e dezembro, para os quais a distribuição Weibull se mostrou eficiente. / Studies of the probability of rainfall and its spatial and temporal variation are important in the planning of agricultural activities and water resources engineering. However, statistical analyzes related to rainfall find limitations regarding the size of the available historical series, which are mostly insufficient or have a large number of faults. A good alternative to overcome these limitations is the generation of pluviometric series through the use of stochastic models. In this sense, the objective was to elaborate a methodology to determine the probability of occurrence of dry and rainy days and to estimate daily average rainfall. Thus, the determination of the occurrences was done using first order Markov Chains and two states and, for the quantities, the cumulative probability distributions Gamma and Weibull were used, whose parameters were estimated by both the Maximum Likelihood Method and By the Method of Moments. The developed model was applied to 80 rainfall stations distributed in the Tapajos River Basin (TRB). The results of the probabilities of occurrence of dry and rainy periods defined for the TRB the dry season from May to September and the rainy season from October to April. The elements of the probability transition matrix and the alpha and beta parameters showed variability in relation to time and, in addition, the influence of the geographic position of the rainfall station on the determination of dry and rainy periods in specific localities. The validation of the model was performed using the Kolgomorov-Smirnov adhesion test, which demonstrated that the average daily rainfall can be estimated with good performance through the first order Markov Chain and two states with the Gamma and Weibull distribution to two Parameters. However, the Gama distribution stood out in the estimation of average daily rainfall for most of the months of the year, except for the months of March, July and December, for which the Weibull distribution proved to be efficient.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-24T18:32:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoHidrologicaSub.pdf: 6619972 bytes, checksum: 029d031b0a71c3ce87b88eb5f59da4fe (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-24T18:32:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoHidrologicaSub.pdf: 6619972 bytes, checksum: 029d031b0a71c3ce87b88eb5f59da4fe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T18:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoHidrologicaSub.pdf: 6619972 bytes, checksum: 029d031b0a71c3ce87b88eb5f59da4fe (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / A caracterização hidrológica de uma bacia hidrográfica é de extrema importância para a realização adequada do gerenciamento dos recursos hídricos, bem como para o planejamento de atividades que sofrem interferência das oscilações de variáveis como chuva e vazão. As sub bacias hidrográficas do Rio Negro e Rio Solimões destacam-se dentro das sub bacias da Amazônia Legal por apresentarem grandes contribuições em termos de vazão ao Rio Amazonas, com descarga média de aproximadamente 32.000 m³/s e 100.000 m³/s, além de possuírem boa espacialização de estações pluviométricas e fluviométricas ao longo de suas áreas. Esta pesquisa consiste na caracterização hidrológica destas sub bacias com a utilização de 31 anos de dados de precipitação (1984-2014) e na avaliação do comportamento da chuva em função da vazão para identificar os períodos de defasagem entre os registros máximos de precipitação e vazão de estações próximas. Para isso, foram utilizadas informações do Sistema Nacional de Informações Hidrológicas da ANA (Hidroweb) e do software ArcGis 10.1 para realizar os levantamentos necessários. Após a obtenção dos resultados, verificou-se que a sub bacia do Rio Solimões apresentou melhores monitoramento de vazão que a sub bacia do Rio Negro, no entanto, os registros pluviométricos apresentaram-se com melhores monitoramentos na área do Rio Negro, apesar de todas as estações pluviométricas apresentaram falhas. Para preencher essas lacunas, foi utilizado o Método da Ponderação Regional com Regressão Linear. Após a aquisição dessas informações, foram elaborados mapas de isoietas pelo interpolador de Krigagem Ordinária Linear, sendo possível calcular as lâminas de água e o volume precipitado em cada região. O método hierárquico de Ward foi utilizado para a criação de regiões homogêneas de chuvas nas delimitações selecionadas neste estudo, sendo possível identificar as áreas com maiores e menores índices pluviométricos nos mapas elaborados com o uso do interpolador de Krigagem Ordinária Linear e Inverso do Quadrado da Distância (IDW); além disso, a análise de sensibilidade feita de 5 em 5 anos permitiu inferir que houve pouca variação das chuvas ao longo dos 31 anos estudados, logo os dados dos 5 anos mais recentes (2010-2014) são capazes de representar todas as informações da série temporal deste estudo. A variação temporal da precipitação foi analisada anualmente, sendo possível verificar que o fenômeno ENOS têm relação com o comportamento pluviométrico das duas áreas, ocorrendo aumento dos índices pluviométricos em anos de La Niña e redução em anos de El Niño, no entanto, não se pode afirmar que este fenômeno é o principal intensificador dessas variações. Para avaliar as tendências nas séries temporais, foram utilizados os testes de Mann-Kendall e Spearman para os 31 anos de dados pluviométricos, considerando nível de significância de 5%, em que foram percebidas ausência de tendência ou de bruscas variações nas séries de dados. Para avaliar a relação entre chuva e vazão foram elaborados hidrogramas simples, com o eixo das ordenadas composto por dados de chuva e vazão em mm e a o eixo das abscissas composto pela série temporal, em anos. Essa análise permitiu verificar que existe semelhança no comportamento das estações dependendo da sua especialização ao longo das sub bacias, as quais apresentaram maiores índices pluviométricos entre os meses de dezembro a junho, em alguns casos prologando-se até o mês de agosto. Além disso, por se tratar de sub bacias localizadas na fronteira com outros países, verificou-se elevados valores de vazão, devido ao registro acumulado de estações localizadas em rios que ultrapassam as fronteiras do país. / The hydrological characterization of a river basin is of extreme importance for the adequate accomplishment of the management of the water resources, as well as for the planning of activities that suffer interference of the oscillations of variables like rainfall and flow. The sub-basins of Rio Negro and Rio Solimões stand out in the sub-basins of the Legal Amazon because they present great contributions in terms of flow to the Amazon River, with average discharge of approximately 32,000 m³ / s and 100,000 m³ / s, besides having good Spatialization of rainfall and fluviometric stations throughout their areas. This research consists in the hydrological characterization of these sub basins with the use of 31 years of precipitation data (1984-2014) and in the evaluation of the rainfall behavior as a function of the flow to identify the lag periods between the maximum rainfall and flow Stations. For this, information from ANA's National Hydrological Information System (Hidroweb) and ArcGis 10.1 software was used to carry out the necessary surveys. After obtaining the results, it was verified that the Solimões River sub-basin presented better flow monitoring than the Rio Negro sub-basin, however, the pluviometric records presented better monitoring in the Rio Negro area, despite all The rainfall stations presented failures. To fill these gaps, the Regional Weighting Method with Linear Regression was used. After acquisition of this information, isoietas maps were elaborated by the Linear Ordinary Kriging interpolator, being possible to calculate the water slides and the precipitated volume in each region. Ward's hierarchical method was used to create homogeneous rainfall regions in the delimitations selected in this study, and it is possible to identify areas with higher and lower rainfall indices in the maps elaborated with the use of the Linear and Inverse Ordinary Linear Kriging interpolator (IDW); In addition, the sensitivity analysis done every 5 years allowed us to infer that there was little rainfall variation over the 31 years studied, so data from the most recent 5 years (2010-2014) are able to represent all the information in the series Of this study. The temporal variation of the precipitation was analyzed annually, being possible to verify that the ENOS phenomenon is related to the pluviometric behavior of the two areas, occurring increase of the pluviometric indices in years of La Niña and reduction in years of El Niño, however, it is not possible That this phenomenon is the main enhancer of these variations. The Mann-Kendall and Spearman tests were used to evaluate trends in the time series for 31 years of rainfall data, considering a significance level of 5%, in which there was no trend or abrupt variations in the data series. To evaluate the relationship between rainfall and flow, simple hydrograms were elaborated, with the ordinate axis composed of rainfall and flow data in mm and the abscissa axis, composed by the time series, in years. This analysis allowed to verify that there is similarity in the behavior of the stations depending on their specialization along the sub basins, which presented higher pluviometric indexes between the months of December to June, in some cases prologando up to the month of August.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-09-03T18:03:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoHidroenergetico.pdf: 2326573 bytes, checksum: 833b4db1f77c5150786565be917c7d2f (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-09-03T18:04:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoHidroenergetico.pdf: 2326573 bytes, checksum: 833b4db1f77c5150786565be917c7d2f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T18:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoHidroenergetico.pdf: 2326573 bytes, checksum: 833b4db1f77c5150786565be917c7d2f (MD5) Previous issue date: 2018-05-29 / Água e energia são dois dos recursos mais importantes associados à sustentabilidade de municípios, regiões e países. Dentro desse contexto este trabalho tem como objetivo analisar a eficiência hidroenergética em sistemas de abastecimento de água. A pesquisa foi realizada em três etapas, tendo como área de estudo o setor Guanabara do SAA Utinga – Bolonha, localizado no município de Ananindeua/PA. Inicialmente foram obtidos dados operacionais e comerciais em documentos técnicos e realizadas visitas de campo. Em seguida, os dados levantados foram sistematizados e detalhados por unidade e grupo de unidades. Na última etapa foi empregada a matriz SWOT para analisar as forças, fraquezas, oportunidades e ameaças para a eficiência hidroenergética no setor Guanabara. Nos resultados foi verificado que grande parte do volume de água bombeado é perdido em vazamentos e/ou ligações clandestinas ou encaminhado para outras áreas. Também foi constatado o grande consumo de energia elétrica nos CMBs nos horários de ponta de tarifação, o que eleva as despesas e reduz a eficiência hidroenergética no setor Guanabara. Com a análise SWOT foi possível observar que, mesmo no atual cenário desfavorável, o SAA Utinga – Bolonha – Setor Guanabara pode alcançar índice de sustentabilidade hidroenergética adequado, desde que implementadas ações nos ambientes interno e aproveitadas as oportunidades no ambiente externo. Na pesquisa foi observado que o detalhamento dos dados é importante, bem como que a matriz SWOT pode ser utilizada para a análise da eficiência hidroenergética de sistemas de abastecimento de água. / Analyze the Hydroenergetic Efficiency in Water Supply Systems. The research was carried out in three stages, having as study area the Guanabara sector of SAA Utinga - Bologna, located in the municipality of Ananindeua / PA. Initially, operational and commercial data were obtained in technical documents and field visits were carried out. Then, the data collected were systematized and detailed by unit and group of units, as recommended by Pereira and Condurú (2014). In the last step, the SWOT matrix was used to analyze the strengths, weaknesses, opportunities and threats to hydroenergy efficiency in the Guanabara sector. In the results it was verified that much of the volume of pumped water is lost in leaks and / or clandestine connections or routed to other areas. It was also verified the great consumption of electric energy in the CMBs in the peak times of charging, which raises expenses and reduces the hydroenergetic efficiency in the Guanabara sector. With the SWOT analysis, it was possible to observe that, even in the current unfavorable scenario, the SAA Utinga - Bologna - Sector Guanabara can reach adequate hydroenergetic sustainability index, provided that actions are implemented in the internal environments and the opportunities in the external environment are taken advantage of. In the research it was observed that the detail of the data is important, as well as that the SWOT matrix can be used for the analysis of the hydroenergetic efficiency of water supply systems.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T12:29:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModeloVazaoVelocidade.pdf: 7237230 bytes, checksum: d46e07c193f9f0b9a8748df691536082 (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T12:29:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModeloVazaoVelocidade.pdf: 7237230 bytes, checksum: d46e07c193f9f0b9a8748df691536082 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-04T12:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModeloVazaoVelocidade.pdf: 7237230 bytes, checksum: d46e07c193f9f0b9a8748df691536082 (MD5) Previous issue date: 2018-05-25 / A rede de informações hidrológicas brasileira disponibiliza dados de vazões diários, contudo, as informações de velocidades diárias não estão disponíveis em séries históricas. O inventário de velocidades dos rios é importante para muitas aplicações, e uma delas é o estudo de potencial hidrocinético, inclusive a jusante de centrais hidrelétricas. Portanto, o trabalho propõe um modelo denominado VazãoVelocidade que determina a velocidade média diária, a forma geométrica e a distribuição do perfil logarítmico de velocidade da seção transversal de rios a partir de dados de vazão diária. O modelo foi aplicado inicialmente em uma pequena bacia hidrográfica com dados de vazão e a validação foi realizada utilizando o erro médio quadrático – RMSE, o erro médio quadrático relativo - RRMSE, a razão do desvio padrão de observação – RSR e a porcentagem de viés – PBIAS. Posteriormente, o modelo foi aplicado às bacias hidrográficas dos rios Amazonas, São Francisco e Paraná (maiores bacias do Brasil), usando a maior e menor vazão da série histórica. A maior e menor velocidade média encontrada no rio Amazonas foi de 2,27 ms-1 e 0,735 ms-1 na seção transversal de Óbidos para uma vazão de 266 897 m³s-1 e 72 480 m³s-1, respectivamente. Os principais contribuintes do rio Amazonas, com exceções dos rios Trombetas, Madeira e Xingu, apresentam velocidades médias diárias abaixo de 2 ms-1 para o período de cheia, porém, no período de estiagem as velocidades médias diárias de todos são abaixo de 0,5 ms-1. O rio São Francisco, nas seções transversais estudadas ao longo de sua extensão, apresenta velocidades entre 3,087 ms-1 a 1,679 ms-1 para o período de cheia e no período de estiagem as velocidades estão entre 0,437 ms-1 a 0,116 ms-1. Já no rio Paraná, as velocidades estão entre 2,167 ms-1 a 1,504 ms-1 e 0,594 ms-1 a 0,118 ms-1 para a maior e menor vazão, na devida ordem. Verificou-se que o rio Amazonas tem potencial hidrocinético que pode ser explorado durante o ano todo. Na bacia do São Francisco, somente no período de maiores vazões há potencial para a instalação de turbinas hidrocinéticas, idem para a bacia do rio Paraná. É claro que, em pontos dos rios onde existam centrais hidrelétricas essa avaliação deve mudar devido ao despacho das centrais. / The Brazilian hydrological information network provides daily flow data; however, daily velocity information is not available in historical series. The inventory of river velocities is important for many applications, and one of them is the study of hydrokinetic potential, including downstream of hydroelectric plants. Therefore, the work proposes a model called Flow-Velocity that determines the average daily velocity, the geometric form and the distribution of the logarithmic velocity profile of the cross section of rivers from daily flow data. The model was initially applied in a small river basin with flow data and the validation was performed using the mean square error (RMSE), the relative mean square error (RRMSE), the standard deviation of observation (RSR) and the percentage of bias PBIAS. Subsequently, the model was applied to the river basins of the Amazonas, São Francisco and Paraná rivers (Brazil's largest basins), using the highest and lowest flows in the historical series. The highest and lowest average speed found in the Amazon River was 2.27 ms-1 and 0.735 ms-1 in the Óbidos cross-section for a flow of 266 897 m³s-1 and 72 480 m³-1, respectively. The main contributors to the Amazon River, with the exception of the Trombetas, Madeira and Xingu rivers, present average daily speeds below 2 ms-1 for the flood period, but in the dry season the average daily speeds of all are below 0.5 ms-1. The São Francisco river, in the transversal sections studied along its length, presents velocities between 3.09 ms-1 to 1.68 ms-1 for the period of flood and in the period of drought the speeds are between 0,44 ms-1 to 0,12 ms-1. In the Paraná River, velocities are between 2.17 ms-1 to 1.50 ms-1 and 0,59 ms-1 to 0,12 ms-1 for the greater and smaller flow, in due order. It was verified that the Amazon river has hydrokinetic potential that can be explored all year round. In the São Francisco basin, it is only in the period of higher flows that there is potential for the installation of hydrokinetic turbines, similar to the Paraná river basin. Of course, at points in rivers where there are hydroelectric plants, this assessment should change due to the dispatch of power plants.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-05T14:51:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoQualidadeAgua.pdf: 1998206 bytes, checksum: d6f32f22b6271357ca76b2f45bd1f455 (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-05T14:51:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoQualidadeAgua.pdf: 1998206 bytes, checksum: d6f32f22b6271357ca76b2f45bd1f455 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T14:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoQualidadeAgua.pdf: 1998206 bytes, checksum: d6f32f22b6271357ca76b2f45bd1f455 (MD5) Previous issue date: 2017-09-18 / Este trabalho teve como objetivo principal analisar a qualidade de água de chuva em uma unidade experimental de captação e tratamento de água de chuva (UETAC) com ênfase no tratamento por filtração em dois diferentes meios filtrantes: areia mais carvão ativado de caroço de açaí (misto) e carvão ativado de caroço de açaí. A pesquisa foi desenvolvida em três etapas: 1) montagem dos dois filtros e caracterização dos meios filtrantes; 2) monitoramento da qualidade de água de chuva na UETAC, considerando as variáveis cor aparente, turbidez, condutividade elétrica, pH, alcalinidade total, coliformes totais e E.coli, e a investigação da presença de microrganismos no reservatório; 3) avaliação dos custos envolvidos na implantação do sistema, considerando as duas alternativas de filtração. A areia apresentou diâmetro efetivo de 0,62mm, coeficiente de uniformidade de 1,42 e massa específica de 2.632 kg/m3. O carvão ativado teve diâmetro efetivo de 6,9mm, coeficiente de uniformidade de 0,73, umidade de 2,10% e densidade aparente de 0,358 g/cm3. O filtro de carvão ativado apresentou vazão de 0,35 m³/h, sendo superior ao filtro misto (0,20 m³/h), assim como a taxa de filtração foi maior (34,26 m³/m2.dia) e a do filtro misto de 19,19 m³/m2.dia. O telhado contribuiu na degradação da qualidade de água de chuva, aumentando os valores de cor aparente, turbidez, condutividade elétrica e alcalinidade total em relação a água atmosférica, o que já era esperado; a autolimpeza não apresentou desempenho favorável, já que houve aumento no valor das variáveis cor aparente, turbidez, coliformes totais e E. Coli em comparação com a água coletada após o telhado; o reservatório foi a unidade do sistema que melhor contribuiu para a melhoria da qualidade de água da chuva, onde houve a diminuição de valores das variáveis cor aparente, turbidez e condutividade elétrica em relação a água após a autolimpeza; o filtro misto e o filtro de carvão ativado não tiveram desempenho favorável, já que interferiram negativamente na qualidade de água vinda do reservatório para todas as variáveis analisadas. O filtro misto alcançou resultados melhores do que o filtro de carvão ativado. O filtro misto também foi a melhor alternativa no sistema considerando o custo de implantação. Na reservação foram encontrados cerca de 7 microrganismos diferentes, entre eles: zooplânctons, frústulas de algas e esporos de fungos. A UETAC não produziu água de chuva para fins potáveis, pois houve presença de microrganismos patogênicos, além de ter valores de variáveis acima do limite da portaria 2914 (BRASIL, 2011), havendo a necessidade de desinfecção no final do processo de tratamento. / This research has main objective to analyze the rainwater quality in an experimental unit of rainwater harvesting and treatment (EURHT) with emphasis on the treatment by filtration in two different filters: sand plus activated carbon of açaí seed (mixed) and activated carbon of açaí seed. The research was developed in three steps: 1) installation of the two filters and characterization of the filter composition; 2) rainwater quality monitoring of EURHT, considering the variables: apparent color, turbidity, electrical conductivity, pH, total alkalinity, total coliforms and E.coli, and the investigation of the presence of microorganisms in the tank; 3) evaluation of the costs involved in the implementation of the system, considering two filtration alternatives. The sand had effective diameter of 0.62mm, uniformity coefficient of 1.42 and specific gravity of 2,632 kg/m3. Activated carbon had an effective diameter of 1.8mm, coeficiente uniformity of 0.58, a humidity of 2.10%, and density of 0.358 g/cm3. Activated carbon filter had a flow rate of 0.35 m³/h, higher than the mixed filter (0.20 m³/h), even as the filtration rate was higher (34.26 m³/m2.d) and the Mixed filter of 19.19 m³/m2.d. The roof contributed to rainwater quality degradation, increasing the values of apparent color, turbidity, electrical conductivity and total alkalinity in relation to atmospheric water, which was already expected; The self-cleaning didn’t had a proptious performance, because there was increase in the variables value apparent color, turbidity, total coliforms and E. Coli in relation to water collected after the roof; The tank was the part of system that best contributed to the improvement of rainwater quality, because there was a decrease in the variables value apparent color, turbidity and electrical conductivity in relation to water after self-cleaning; The mixed filter and the activated carbon filter didn’t had a proptious performance, because decrease the water quality arriving from the tank for all variables. The mixed filter get better results than activated carbon filter. The mixed filter was also the best financial alternative in the system. In the tank were found about 7 different microorganisms, between them: zooplankton, algae frustules and fungal spores. EURHT didn’t produce rainwater for drinking purposes, because there were pathogenic microorganisms, besides values of variables above the limit of the ordinance 2914 (BRASIL, 2011), and there is a requirement for disinfection at end of the treatment process. Keywords: Rainwater haversting. Rainwater quality. Rainwater filtration

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-05T13:18:40Z No. of bitstreams: 1 Jeferson Müller Timm.pdf: 22708335 bytes, checksum: 0e6767a349a961cd7763953f3abd4e6a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-05T13:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeferson Müller Timm.pdf: 22708335 bytes, checksum: 0e6767a349a961cd7763953f3abd4e6a (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Na busca por sistemas de tratamento de esgotos domésticos que atendam os princípios do desenvolvimento sustentável, os Wetlands Construídos apresentam-se como tecnologias de interesse. Esse trabalho avalia o desempenho de seis diferentes configurações de Wetlands Construídos descentralizados no tratamento de efluentes domésticos na região do Vale do Sinos e Serra gaúcha. Foram estudados dois wetlands de fluxo horizontal (WFH) comunitários, três wetlands de fluxo vertical (WFV) residenciais e um wetland de pré-tratamento com macrófitas flutuantes (WMF) Comunitário. Este trabalho avalia o desempenho dos sistemas, a eficiência na remoção da carga orgânica e desinfecção do esgoto frente à legislação, clima, cenário e condições de operação. Após 5 meses de monitoramento, todos os sistemas se mostraram eficientes na remoção da carga orgânica e turbidez, atendendo a legislação brasileira e apresentando concentrações médias na saída das unidades para DBO de 26,3; 12, 5 e 134,0 mg/L nos WFH, WFV e WMF, respectivamente. Em termos de DQO os resultados médios na saída das unidades foram de 160, 5 mg/L; 156, 5 mg/L e 134,0 mg/ L para os WFH, WFV e WMF respectivamente. Os WFH e WFV apresentaram remoção superior a 70% da carga orgânica mesmo nos sistemas saturados. Os WFV atenderam às necessidades de remoção da carga de nutrientes e apresentaram médias de 0,6 mg/L e remoção de 72% para fósforo total e 7,8 mg/L e 7,7 mg/L para nitrogênio total e amoniacal, respectivamente e remoção superior a 90% da carga nitrogenada. Os WFH não atenderam a legislação na remoção de nutrientes, diminuindo em média 39% da carga de fósforo, 52% de nitrogênio total e 37% de nitrogênio amoniacal, com médias de 5,8; 52,9 e 50,1 mg/L respectivamente no efluente tratado. Somente os WV1 e WV3 atenderam a legislação na desinfecção de E.coli e somente o WV3 para Coliformes Totais. O decréscimo de Coliformes totais foi de 73% nos WFH e 87% nos WFV, com médias na saída das unidades de 2,97E+04 e 3,38E+04 NMP/100 mL, respectivamente, nos WFH e WFV. Em termos de E. coli o decréscimo médio foi de 90% nos WFH e 84% nos WFV, com resultados de 2,86E+04 e 2,58E+03 nas saídas das respectivas unidades estudadas. Os fatores climáticos indicaram influência na dinâmica de funcionamento dos wetlands. Todos os WFV se mostraram efetivos para o fim a que se destinam e se mostraram adequados como sistemas de tratamento de esgoto on site. Os WFH evidenciaram a necessidade de um correto dimensionamento, acompanhamento técnico e manutenção dos sistemas coletivos. / In the search for treatment systems for domestic sewage that attend to principles of sustainable development, the Constructed Wetlands present itself as technologies of interest. This study evaluates the performance of six different configurations of decentralised constructed wetlands in domestic effluent treatment in the region of Sinos Valley and Rio Grande do Sul's Sierra. There were two community systems of horizontal flow (HFWs), three residential systems of vertical flow (VFWs) and a community system of pre-treatment with floating macrophytes (FMW). This work evaluates the performance of the systems, the efficiency in the removal of organic load and disinfection of sewage relative to legislation, climate, scenery and operation conditions. After 5 months of monitoring, all systems were shown to be effective in the removal of organic load and turbidity, attending to brazilian legislation and presenting mean concentrations at the outlet of the units for BOD of 26,3; 12,5 and 134,0 mg/L in HFWs, VFWs and FMW, respectively. In terms of COD average results in the outlet of the units were 160,5 mg/L; 156,5 mg/L and 234,2 mg/L for the HFWs, VFWs and FMW respectively. The HFWs and VFWs presented removing greater than 70% of organic load, even in saturated systems. The VFWs reached the needs of removing of nutrients load and presented an average of 0,6 mg/L and removal of 72% for total phosphorus, and 7,8 mg/L and 7,7 mg/L for total and ammoniacal nitrogen, respectively, removing over than 90% of nitrogen load. The HFWs operated with overload of application and did not attending the legislation in the removal of nutrients, decreasing on means of 39% of phosphorus load, 52% of total nitrogen and 37% of ammoniacal nitrogen, with averages of 5,8; 52,9 and 50,1 mg/L respectively in the treated effluent. Only the VW1 and VW3 attended to the legislation for the disinfection of E. coli and only the VW3 for total coliform. The mean removal of total coliforms was 73% in HFWs and 87% in VFWs, with means at the outlet of the units of 2,97E+04 e 3,38E+04 NMP/100 mL, respectively, in HFWs and VFWs. In terms of E. coli the average efficiency was 90% in HFWs and 84% in VFWs, with results of 2,86E+04 e 2,58E+03 in the respective outputs of the studied units. The climatic factors indicated influence in dynamic operation of wetlands. All VFWs were effective for the purpose for which it is intended and showed itself appropriate as systems of sewage treatment on site. The HFWs showed the need for a correct dimensioning, technical monitoring and maintenance of collective systems.

O consumo de energia dispendido pelos sistemas de bombeamento apresenta valores elevados e que podem onerar a operação dos sistemas de abastecimento de água realizada pelas companhias de saneamento. Assim, esta pesquisa está centrada no desenvolvimento de uma metodologia para análise da eficiência energética desses sistemas. O procedimento metodológico foi desenvolvido para uma tipologia genérica de sistema composta de dois reservatórios, inferior e superior, um conjunto motobomba e uma adutora, responsável pelo transporte de água entre eles. Foram avaliadas 96 possibilidades geométricas para esse sistema, formadas a partir da combinação de diferentes alturas geométricas, comprimentos e diâmetros da linha adutora. Ainda, foram estudados três formatos de curva, com quatro volumes de consumo diário distintos, em duas situações, início e fim de projeto. O algoritmo Shuffled Complex Evolution – SCE-UA foi empregado para obter a regra de operação otimizada do sistema de bombeamento e a função-objetivo foi formulada para representar os custos de energia para 20 anos de operação somado aos custos de instalação do sistema de bombeamento (adutora, reservatório superior e conjunto motobomba). Além disso, foram calculados índices e indicadores para facilitar o entendimento e a avaliação da eficiência energética de sistemas de bombeamento. A partir da análise dos resultados dos sistemas cuja operação foi otimizada, e dos resultados dos índices e indicadores, foram estabelecidos critérios e equações que podem ser utilizados para análise da operação, dimensionamento e eficiência energética de sistemas de bombeamento de água. Também, foi desenvolvida uma metodologia para a estimativa da energia mínima que um sistema de bombeamento pode consumir se todos os critérios de eficiência energética forem satisfeitos, ou seja, quando todas as grandezas que compõem o cálculo da energia forem determinadas a partir de critérios otimizados. Essa metodologia foi aplicada em dois cenários: projetos de sistemas de bombeamento de água e diagnóstico de sistemas de bombeamento de água existentes. Na primeira abordagem, o indicador se mostrou útil para inferir sobre consumo de energia e, inclusive, definir o diâmetro ótimo da linha adutora com maior ponderação. Já na segunda abordagem, o indicador tem potencial para ser utilizado na definição da linha de base do sistema e pode auxiliar a tomada de decisão e gestão hidroenergética desses sistemas. / The energy consumed by the pumping systems has high values and can overload the operation of the water supply systems carried out by the sanitation companies. Thus, this research is focused on the development of a methodology to analyze the energy efficiency of these systems. The methodological procedure was developed for a generic system composed of two reservoirs, upper and lower, pumping system and a pipeline, responsible for transporting water between the reservoirs. It was evaluated 96 geometric possibilities for this system, formed from the combination of different static heights, lengths and diameters of the pipeline. Also, three curve formats were studied, with four distinct daily consumption volumes, in two situations, beginning and end of the project. The Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) algorithm was employed to obtain the optimal operating rule for the pumping system and the objective function was formulated to represent the energy costs for 20 years of operation plus the pumping system installation costs (pipeline, upper reservoir and pumping system). In addition, indexes and indicators were calculated to facilitate the understanding and evaluation of the energy efficiency of pumping systems. Based on the analysis of the results of the systems whose operation was optimized, and the results of indexes and indicators, criteria and equations were established that can be used to analyze the operation, design and energy efficiency of water pumping systems. Also, a methodology was developed to estimate the minimum energy that a pumping system can consume if all the energy efficiency criteria are met, that is, when all the quantities that compose the energy calculation are determined from optimized criteria. This methodology was applied in two scenarios: projects of water pumping systems and diagnosis of existing water pumping systems. In the first approach, the indicator was useful to infer about energy consumption and, even, to define the optimum diameter of the most heavily weighted pipeline. In the second approach, the indicator has the potential to be used in the definition of the baseline of the system and may help decision making and hydropower management of these systems.

A água é um recurso cada vez mais escasso, seja pelo crescimento populacional, com o aumento da demanda, seja pela redução da oferta, especialmente pela poluição dos mananciais. Uma das alternativas para enfrentar este problema é o reúso de água, importante instrumento de gestão dos recursos hídricos e detentor de tecnologias já consagradas para a sua adequada utilização. O presente trabalho visa estabelecer um protocolo para se utilizar a prática de reúso de água não potável em condomínios residenciais fechados, estilo de moradia em ascensão, localizado normalmente em áreas periféricas urbanas, de difícil acesso ao abastecimento público de água e esgotamento sanitário e com restrições para o lançamento dos esgotos, mesmo tratados, em corpos d\'água. Devido a legislação para regulamentação do reúso ainda ser limitada e a incerteza quanto aos riscos à saúde pública inerentes à esta prática, faz-se necessária a adoção do Princípio da Precaução. Com base neste princípio, pode-se adotar a prática do reúso de água contanto que procedimentos e tecnologias adequadas sejam aplicadas. Um gerenciamento de riscos baseado em medidas preventivas como o APPCC (Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle) é uma boa opção para avaliar os programas de reúso de água. Através de uma revisão bibliográfica, da aplicação da metodologia APPCC e do acompanhamento de um estudo de caso no Residencial Valville I, localizado na cidade de Santana do Parnaíba/SP, um conjunto de diretrizes foi elaborado para a adoção da prática de reúso de água não potável em condomínios residenciais. Nesta proposta de diretrizes foram levantados os perigos e os pontos críticos de controle de um sistema de reúso de água em condomínios, as ações emergenciais, sugestões de parâmetros de qualidade da água de reuso e também as formas de conscientização e envolvimento da comunidade. Isto por sua vez contribui para o melhor entendimento da necessidade de regulamentação mais detalhada dos programas de reúso de água exigidos em normas estabelecidas em alguns municípios. / Water is about to become a scarce resource, due to the population growth that increases the demand or even because of the offer reduction, especially due to water springs´ pollution. One of the alternatives to face this problem is the Water Reuse technique, an important instrument to water management and owner of high technologies to its properly utilization. The aim of this paper is to establish a protocol for using the Non-potable Water Reuse practice in residential condominiums, an upcoming stile of living, usually located at big cities surroundings, where the public potable water supply and the sewage transport are inaccessible. Besides that, there are restrictions to discharge these treated effluents into water courses. Considering the limitation of Brazilian water reuse legislation, and the uncertainties about the public health´s risks concerning the reuse practice, it is necessary to adopt the Precautionary Principle, in which the option of reuse can be employed if the adequate practices and technologies are applied to this purpose. A risk management based on preventive measures like the HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point) consists in one of the best options for the evaluation of water reuse practice. By bibliography review, HACCP´s method application and data collection of a real case study on Valville I - a residential condominium in Santana do Parnaíba/SP, a proposal of guidelines was elaborated to adopt the non-potable water reuse practice inside the residential condominiums. These guidelines considered the hazards and critical control points in a water reuse system in a condominium, the emergency procedures, suggestions of quality parameters for the reuse water and also some ways of teaching and involving the community. This is a contribution for a better understanding of a more detailed regulation for water reuse programs that are enforced by law in some cities.

A falta de sistemas de saneamento ambiental acarreta muitos problemas de saúde, elevando significativamente, os gastos públicos e privados no setor, principalmente, os públicos, no que se refere ao tratamento de enfermidades, como por exemplo, a malária, a dengue, doenças de chagas, diarréias e febre tifóide, entre outras. Muitos estudos têm mostrado a relação intrínseca dos investimentos em infra-estrutura, especificamente da implantação de sistemas de saneamento ambiental, com a saúde pública, sendo que a implantação de sistemas de saneamento contribui decisivamente na melhoria do bem estar físico e mental dos indivíduos e, também, com a diminuição dos gastos públicos e privados com a Saúde. O equacionamento dos problemas de natureza sanitária e ambiental vem sendo perseguido ao longo dos anos pelos órgãos competentes, mas sempre com alcance limitado, tornando-se uma tarefa que parece cada vez mais difícil, em especial nos países ditos em desenvolvimento. As Comunidades isoladas, localizadas nas zonas rurais e/ou urbanas, sem oferta de serviços de saneamento pelas companhias públicas e com limitação de recursos financeiros e humanos, padecem e são mais susceptíveis às enfermidades relacionadas à falta de estruturas adequadas de saneamento ambiental. Dada esta singularidade e considerando o insucesso de programas de saneamento propostos pelos órgãos públicos e agências internacionais de fomento e de desenvolvimento, o escopo deste trabalho foi o desenvolvimento de um modelo para implantação de um Sistema de Saneamento Ambiental por meio do Programa de Apropriação de Tecnologias de Saneamento Ambiental (Aptsa), de modo a priorizar a participação de moradores das comunidades na identificação, implantação e gestão de opções compatíveis com a sua realidade. Para se chegar ao modelo de Aptsa, procedeu-se: à identificação das tecnologias de saneamento existentes para as três grandes áreas (abastecimento de água, coleta, tratamento e destinação de esgoto e coleta e a disposição do lixo), ressaltando suas vantagens e desvantagens, visando a melhorar a escolha da opção que deveria se adequar às demandas específicas da comunidade; à análise de programas de saneamento ambiental proposto para comunidades isoladas, identificando-se o sucesso e fracasso; e por fim, a estudos das características das comunidades. Após o desenvolvimento do Programa Aptsa, procurou-se avaliar a sua aplicabilidade em uma Comunidade Tradicional da Praia de Goés, Guarujá/SP, que já havia sido objeto de um estudo de opções para o desenvolvimento de uma estrutura de saneamento ambiental. Como resultado desta atividade foi constatado a necessidade de um comprometimento entre os agentes envolvidos na busca por soluções dos problemas vivenciados pelas comunidades, com a implantação de soluções para os problemas existentes. Esta conclusão pode ser obtida em função da resistência apresentada pela comunidade, através de seus líderes, em colaborar com o programa proposto. / The environmental sanitation systems absence causes many problems of health, elevating significantly private and public expenses in the sector, mainly in the latter, concerning the handling of illnesses, as malaria, dengue, illnesses of Chagas, diarrheas, typhoid fever, among many others. Many studies have shown the intrinsic relation of the investments in infrastructure, specifically of the environmental sanitation systems implementation, with the public health, in a way that it was perceived that the sanitation systems contributed decisively to the improvement of the welfare of the individuals, and also, to the reduction of public and private expenses with health. The pursuit for environmental and sanitary problems solutions has been faced all over the years by the competent agencies, but it was never very successful, in a way that it became a task that seems very distant to be accomplished, mainly in the countries namely of the so-called Third World. Isolated communities, located in rural and/or urban zones, with no offer of sanitation services by public companies and with limitation of human and financial resources, suffer and are more susceptible to the illnesses related to the lack of environmental sanitation system. Given this singularity and considering the failure of the programs of sanitation proposed by the competent public organs and international agencies of development, the purpose of this work was to develop a model for implementation of environmental sanitation systems through the Program of Appropriation of Technologies of Environmental Sanitation (Aptsa), prioritizing the participation of the communities residents in the identification, setting up, and management of sanitation options compatible with its reality. Getting to the model of Aptsa implied: the identification of the sanitation technologies of the three great areas (water supply, sewage collection, handling and destination of, and garbage collection and disposal), identifying their advantages and disadvantages, aiming at helping in the process of choice of the option that would better adjust to the specific demands of the community; the analysis of programs of environmental sanitation proposed for isolated communities, identifying their success or failure; and, finally, the study of the characteristics of the communities. After the elaboration of the Aptsa Program, it was sought to apply it in a traditional community in Guarujá/SP, in the Beach of Goés, which had already been the object of a study of options for the development of a structure for environmental sanitation. As a result, it was noted the need for a compromise between those involved in the search for solutions of the problems experienced by communities, with the deployment of solutions to existing problems. This conclusion can be achieved if we consider the resistance presented by the community, through its leaders, in supporting the proposed program.