As estações de tratamento de água - ETAs são fundamentais para a melhoria do saneamento ambiental de um país. No Brasil, a avaliação dos impactos ambientais negativos em ETAs se limita normalmente aos resíduos gerados no tratamento da água. As alterações ambientais decorrentes da construção e operação são desconsideradas na escolha das tecnologias, fato que podem prejudicar o alcance da sustentabilidade ambiental. O trabalho desenvolveu um método baseado na adaptação do Método Battelle-Columbus visando a seleção das tecnologias de tratamento de água e dos seus resíduos conforme o critério de impacto ambiental mínimo. O método é válido para comunidades brasileiras de pequeno e médio porte, as quais podem ser beneficiadas com vazões de projeto das ETAs entre 10 L/s e 100 L/s. As combinações dos processos e operações de tratamento nas ETAs e estações de tratamento dos resíduos- ETRs- para cinco diferentes vazões de projeto (10, 20, 40, 70 e 100 L/s) possibilitaram a avaliação de 205 projetos - 180 projetos extraídos de Sabogal Paz (2007; 2010) e 25 elaborados nesta pesquisa com o filtro ascendente em areia grossa na ETA de dupla filtração (DF2). Apenas os impactos ambientais negativos foram considerados na avaliação ambiental. A estimativa da magnitude de cada aspecto ambiental foi baseada nos quantitativos referentes à construção (requerimentos de área, concreto, chapa de aço, meio filtrante e camada suporte) e operação (consumo de energia elétrica e produtos químicos, geração de resíduos líquidos e sólidos) das ETAs e ETRs. Os resultados foram condizentes com a literatura, pois as ETAs menos robustas apresentaram um menor potencial de degradação e as tecnologias com maior área de implantação e consumo de energia elétrica foram mais impactantes. De fácil interpretação, o método é uma ferramenta que auxilia na tomada de decisão das ETAs a serem instaladas nos municípios brasileiros e que contribui para a mudança na abordagem normalmente adotada na seleção das tecnologias de tratamento de água. Com a questão ambiental como parte integrante do processo de escolha, uma visão mais abrangente e sustentável é alcançada para o setor de saneamento no país. / The water treatment plants (WTPs) are fundamental for the improvement of the environmental sanitation in a country. In Brazil, the negative environmental impacts assessment is usually limited in to the sludge produced in water treatment processes. Environmental impacts that occur during construction and operation of water treatment plants are not considered in the selection of technologies, what might prejudice the achievement of environmental sustainability. This research has developed a method based on the adaptation of the Method Battelle-Columbus to select the technologies for water treatment and sludge, according to the minimum environmental impact criteria. The method is effective for small and medium Brazilian communities of the country that can benefit with project flows that uses project flows of WTP between 10 and 100 L/s. Combinations of treatment processes and operations in WTPs and in waste treatment plants, for five different project flows (10, 20, 40, 70 and 100 L/s) enabled the evaluation of 205 projects- 180 projects according to Sabogal Paz (2007, 2010) and 25 projects were elaborated in this research with coarse sand upflow filter on the WTP of double filtration (DF2). Only the negative environmental impacts have been considered in the environmental assessment. The estimation of the magnitude of each environmental aspect was based on quantitative concerning the construction (area requirements, concrete, steel, filter media and support layer) and operation (electric energy consumption and chemicals, liquid and solid residue generation) of WTPs and waste treatment plants. The results were consistent with the literature because the less robust WTPs had a lower potential of degradation and the technologies with greater implantation area and electric energy consumption were more impactful. Easy to be interpreted, the method is a tool that can assist in decision making of WTPs to be installed in Brazilian municipalities and contributes to the change in the approach usually adopted in the technologies selection. On the integration of environmental issues as part of the selection process, a more comprehensive and sustainable solution is achieved to the sanitation sector in the country.

As estações de tratamento de água - ETAs são fundamentais para a melhoria do saneamento ambiental de um país. No Brasil, a avaliação dos impactos ambientais negativos em ETAs se limita normalmente aos resíduos gerados no tratamento da água. As alterações ambientais decorrentes da construção e operação são desconsideradas na escolha das tecnologias, fato que podem prejudicar o alcance da sustentabilidade ambiental. O trabalho desenvolveu um método baseado na adaptação do Método Battelle-Columbus visando a seleção das tecnologias de tratamento de água e dos seus resíduos conforme o critério de impacto ambiental mínimo. O método é válido para comunidades brasileiras de pequeno e médio porte, as quais podem ser beneficiadas com vazões de projeto das ETAs entre 10 L/s e 100 L/s. As combinações dos processos e operações de tratamento nas ETAs e estações de tratamento dos resíduos- ETRs- para cinco diferentes vazões de projeto (10, 20, 40, 70 e 100 L/s) possibilitaram a avaliação de 205 projetos - 180 projetos extraídos de Sabogal Paz (2007; 2010) e 25 elaborados nesta pesquisa com o filtro ascendente em areia grossa na ETA de dupla filtração (DF2). Apenas os impactos ambientais negativos foram considerados na avaliação ambiental. A estimativa da magnitude de cada aspecto ambiental foi baseada nos quantitativos referentes à construção (requerimentos de área, concreto, chapa de aço, meio filtrante e camada suporte) e operação (consumo de energia elétrica e produtos químicos, geração de resíduos líquidos e sólidos) das ETAs e ETRs. Os resultados foram condizentes com a literatura, pois as ETAs menos robustas apresentaram um menor potencial de degradação e as tecnologias com maior área de implantação e consumo de energia elétrica foram mais impactantes. De fácil interpretação, o método é uma ferramenta que auxilia na tomada de decisão das ETAs a serem instaladas nos municípios brasileiros e que contribui para a mudança na abordagem normalmente adotada na seleção das tecnologias de tratamento de água. Com a questão ambiental como parte integrante do processo de escolha, uma visão mais abrangente e sustentável é alcançada para o setor de saneamento no país. / The water treatment plants (WTPs) are fundamental for the improvement of the environmental sanitation in a country. In Brazil, the negative environmental impacts assessment is usually limited in to the sludge produced in water treatment processes. Environmental impacts that occur during construction and operation of water treatment plants are not considered in the selection of technologies, what might prejudice the achievement of environmental sustainability. This research has developed a method based on the adaptation of the Method Battelle-Columbus to select the technologies for water treatment and sludge, according to the minimum environmental impact criteria. The method is effective for small and medium Brazilian communities of the country that can benefit with project flows that uses project flows of WTP between 10 and 100 L/s. Combinations of treatment processes and operations in WTPs and in waste treatment plants, for five different project flows (10, 20, 40, 70 and 100 L/s) enabled the evaluation of 205 projects- 180 projects according to Sabogal Paz (2007, 2010) and 25 projects were elaborated in this research with coarse sand upflow filter on the WTP of double filtration (DF2). Only the negative environmental impacts have been considered in the environmental assessment. The estimation of the magnitude of each environmental aspect was based on quantitative concerning the construction (area requirements, concrete, steel, filter media and support layer) and operation (electric energy consumption and chemicals, liquid and solid residue generation) of WTPs and waste treatment plants. The results were consistent with the literature because the less robust WTPs had a lower potential of degradation and the technologies with greater implantation area and electric energy consumption were more impactful. Easy to be interpreted, the method is a tool that can assist in decision making of WTPs to be installed in Brazilian municipalities and contributes to the change in the approach usually adopted in the technologies selection. On the integration of environmental issues as part of the selection process, a more comprehensive and sustainable solution is achieved to the sanitation sector in the country.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 aurelio.pdf: 7052556 bytes, checksum: 209649285da9d7e9789f5576368e72c7 (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / The quality of software design is directly related to the decisions taken during its execution, because wrong decisions may cause significant damage in a software project. Among the decisions to be performed by a software engineer, an important one would be the selection of technologies to be applied to software projects. Usually, these decisions are made taking into account the experience of the professionals involved in the task. Thus, we limit the exploration of other possibilities that could be most appropriate for such scenario, what could be offered by a scientific approach to support this decision making. This thesis presents a framework for instantiation of software technologies selection techniques by using search-based strategies. For this, the Software Technologies Selection Problem (STSP) was modeled as a combinatorial optimization problem (Minimum Dominanting Set) with the purpose of to attend different and real scenarios of Software Engineering. The proposed framework for the STSP was idealized as a mechanism to support software engineers who are not able to use other generic optimization frameworks in a software project due to tight deadlines and limited resources. It was designed to be integrated with the main meta-heuristic optimization frameworks, such as JMetal and Opt4J, that implement a large number of meta-heuristics. To analyze the feasibility of the proposed modeling and the developed framework, two case studies were conducted in complex and real optimization problems: (i) selection of model-based testing techniques; (ii) selection of requirements elicitation technique for critical embedded systems. The studies were performed using different meta-heuristics and their results indicate their feasibility to support the selection of software technologies. / A qualidade de um projeto de software está diretamente relacionada com as decisões tomadas durante suas diversas fases, pois decisões equivocadas podem causar danos significativos no projeto. Entre as decisões de um engenheiro de software, pode ser citada a escolha de tecnologias a serem aplicadas em um projeto de software. Geralmente estas decisões são tomadas levando-se em conta a experiência dos profissionais envolvidos nas tarefas. Assim, deixa-se de explorar outras soluções mais adequadas para tal cenário, algo que uma abordagem científica de apoio a tal seleção poderia oferecer. O trabalho apresenta um framework para instanciação de técnicas de seleção de tecnologias de software baseado em estratégias de busca. Para isso, o Problema de Seleção de Tecnologias de Software, do inglês Software Technologies Selection Problem (STSP) foi modelado como um problema de otimização combinatória (Conjunto Dominante Mínimo) com o objetivo de atender diferentes cenários reais de Engenharia de Software. O framework proposto para STSP foi idealizado como um mecanismo de apoio aos engenheiros de software que possuiriam dificuldades em usar outros frameworks de otimização genéricos durante um projeto de software, devido a prazos curtos e recursos limitados. Tal framework foi desenvolvido para ser integrado com os principais frameworks de meta-heurística de otimização identificados na literatura técnica, como JMetal e Opt4J, que implementam um grande número de meta-heurísticas. Para analisar a viabilidade da modelagem proposta para o STSP e do framework desenvolvido, foram realizados dois estudos de casos em problemas de otimização do mundo real: (i) seleção de técnicas de teste baseado em modelos; (ii) seleção de técnicas de elicitação de requisitos para sistemas embarcados. Os estudos foram realizados utilizando diferentes meta-heurísticas. Os resultados indicam sua viabilidade de apoio à seleção de tecnologias de software.

Os investimentos no setor de água potável no Brasil, apesar de significativos, ainda não apresentam os resultados esperados na melhoria da saúde e da qualidade de vida da população, especialmente nas pequenas comunidades do país. A aplicação de recursos continuará limitada enquanto não forem fortalecidos os aspectos técnicos, econômicos, institucionais, ambientais, sociais e culturais que permitam a seleção de obras sanitárias eficientes e sustentáveis. Neste contexto, foi desenvolvido um modelo conceitual de seleção de tecnologias de tratamento de água constituído por 17 sub-níveis que progressivamente \"filtram\" as opções tecnológicas aplicáveis em comunidades brasileiras inferiores a 20.000 habitantes. Os aspectos envolvidos no modelo se relacionam: i) ao risco presente na fonte de abastecimento superficial; ii) à eficiência das tecnologias para eliminar ou reduzir o risco a valores de acordo à Portaria no 518 (2004); iii) ao tratamento, aproveitamento e disposição dos resíduos gerados e iv) aos custos dos sistemas com vazões de projeto de 10 a 40 L/s. As principais conclusões da pesquisa foram: i) a aplicabilidade do modelo está restrita à estações de tratamento de água - ETAs que cumprem todos seus requisitos de domínio, ii) os valores-limite das variáveis de risco podem conduzir o engenheiro a uma seleção preliminar das possíveis alternativas de tratamento; entretanto, somente a partir de estudos de tratabilidade da água e de testes em instalação piloto será possível definir a ETA mais conveniente, iii) as seleções das tecnologias para tratamento, aproveitamento e disposição do resíduo não devem ser avaliadas de forma independente às empregadas nas ETA; iv) Os custos calculados pelo modelo dificilmente podem ser comparados com sistemas já existentes; v) os resultados do modelo variam em função dos dados de entrada; assim, o usuário deve ter consciência da qualidade da informação fornecida para obter resultados satisfatórios. / Despite being significant the investments in the brazilian drinking water sector still have not presented the expected results regarding the improvement of both health and population\'s life quality, especially in the small communities of the country. The application of resources will continue limited while the technical, economical, institutional, environmental, social and cultural aspects that allow for the selection of efficient and maintainable sanitary works are not strengthened. In this context, a conceptual model to select technologies for water treatment has been developed. It consists of 17 sub-levels that progressively \"filter\" the applicable technological options in brazilian communities of under 20.000 inhabitants. The aspects involved are related to: i) the risk present in the source of superficial supply; ii) the efficiency of the technologies to lither eliminate or reduce the risk to the values according law no 518 (2004); iii) the treatment, use and disposition of the generated residues and iv) the costs of the systems with project flows from 10 L/s to 40L/s. The main conclusions of the research were: i) the applicability of the model is restricted to water treatment plants - WTPs that accomplish all their domain requirements, ii) the limit values of the risk variables can lead the engineer to a preliminary selection of the possible treatment alternatives; however, only from studies of water treatment and tests in pilot installations it will be possible to define the most convenient WTP, iii) the selections of the technologies for treatment, use and disposition of residues should not be appraised in an independent way of the ones employed in WTPs, iv) the costs calculated by the model can hardly be compared with systems already existent; v) the results of the model vary in function of the input data; therefore, the user should be aware of the quality of the information supplied to obtain satisfactory results.

Os investimentos no setor de água potável no Brasil, apesar de significativos, ainda não apresentam os resultados esperados na melhoria da saúde e da qualidade de vida da população, especialmente nas pequenas comunidades do país. A aplicação de recursos continuará limitada enquanto não forem fortalecidos os aspectos técnicos, econômicos, institucionais, ambientais, sociais e culturais que permitam a seleção de obras sanitárias eficientes e sustentáveis. Neste contexto, foi desenvolvido um modelo conceitual de seleção de tecnologias de tratamento de água constituído por 17 sub-níveis que progressivamente \"filtram\" as opções tecnológicas aplicáveis em comunidades brasileiras inferiores a 20.000 habitantes. Os aspectos envolvidos no modelo se relacionam: i) ao risco presente na fonte de abastecimento superficial; ii) à eficiência das tecnologias para eliminar ou reduzir o risco a valores de acordo à Portaria no 518 (2004); iii) ao tratamento, aproveitamento e disposição dos resíduos gerados e iv) aos custos dos sistemas com vazões de projeto de 10 a 40 L/s. As principais conclusões da pesquisa foram: i) a aplicabilidade do modelo está restrita à estações de tratamento de água - ETAs que cumprem todos seus requisitos de domínio, ii) os valores-limite das variáveis de risco podem conduzir o engenheiro a uma seleção preliminar das possíveis alternativas de tratamento; entretanto, somente a partir de estudos de tratabilidade da água e de testes em instalação piloto será possível definir a ETA mais conveniente, iii) as seleções das tecnologias para tratamento, aproveitamento e disposição do resíduo não devem ser avaliadas de forma independente às empregadas nas ETA; iv) Os custos calculados pelo modelo dificilmente podem ser comparados com sistemas já existentes; v) os resultados do modelo variam em função dos dados de entrada; assim, o usuário deve ter consciência da qualidade da informação fornecida para obter resultados satisfatórios. / Despite being significant the investments in the brazilian drinking water sector still have not presented the expected results regarding the improvement of both health and population\'s life quality, especially in the small communities of the country. The application of resources will continue limited while the technical, economical, institutional, environmental, social and cultural aspects that allow for the selection of efficient and maintainable sanitary works are not strengthened. In this context, a conceptual model to select technologies for water treatment has been developed. It consists of 17 sub-levels that progressively \"filter\" the applicable technological options in brazilian communities of under 20.000 inhabitants. The aspects involved are related to: i) the risk present in the source of superficial supply; ii) the efficiency of the technologies to lither eliminate or reduce the risk to the values according law no 518 (2004); iii) the treatment, use and disposition of the generated residues and iv) the costs of the systems with project flows from 10 L/s to 40L/s. The main conclusions of the research were: i) the applicability of the model is restricted to water treatment plants - WTPs that accomplish all their domain requirements, ii) the limit values of the risk variables can lead the engineer to a preliminary selection of the possible treatment alternatives; however, only from studies of water treatment and tests in pilot installations it will be possible to define the most convenient WTP, iii) the selections of the technologies for treatment, use and disposition of residues should not be appraised in an independent way of the ones employed in WTPs, iv) the costs calculated by the model can hardly be compared with systems already existent; v) the results of the model vary in function of the input data; therefore, the user should be aware of the quality of the information supplied to obtain satisfactory results.