Interação solo-estrutura é o objeto de estudo deste trabalho. O principal objetivo é verificar a verdadeira importância desse fenômeno na análise estrutural de edifícios usuais em concreto armado sobre fundações diretas. Inicialmente apresenta-se um estudo sobre o comportamento do solo. Logo após são descritos os processos de dimensionamento de fundações superficiais, com base na NBR 6122 (1996). Descrevem-se em seguida os elementos barra e sapata rígida, utilizados na modelagem do sistema superestrutura-subestrutura-maciço de solos. Discute-se a modificação do elemento sapata rígida, que representa fundação e solo, para a consideração de uma camada indeslocável no interior do solo. De acordo com a teoria apresentada, dois exemplos são submetidos a duas análises, com ou sem a consideração da interação sol-estrutura, para que os resultados sejam comparados. Aplicam-se separadamente as ações verticais e horizontais. A influência duma camada indeslocável no interior do solo e os efeitos da seqüência construtiva dos edifícios também são analisados. / Soil-structure interaction is the subject of this work. The foremost aim is to verify the real importance of that phenomenon on the structural analysis of usual reinforced concrete buildings on shallow foundations. At first, it is presented a study of soil behaviour. Design procedures of shallow foundations based on NBR 6122 (1996) are described afterwards. Then, the beam and rigid footing elements, used for modelling the superstructure-infrastructure-foundation soil system, are described. It is discussed the modification of the rigid footing element, which represents foundation and soil, to consider a rigid layer within soil. According to the theory above presented, two examples are subjected to two analysis, with or without the consideration of soil-structure interaction, in order to compare the results. Vertical and horizontal loads are separately applied. The influence of a rigid layer within soil and the effects of the sequence of buildings construction are also analysed.

Discute o pós-tratamento de efluente de lagoas facultativas visando à remoção de nitrogênio amoniacal. Para isso, foram utilizadas unidades terciárias em escala piloto. A escolha do tipo de unidades para o pós-tratamento do efluente levou em consideração a questão do baixo custo e simplicidade de operação. Desta forma, para o estudo, fez-se opção por lagoas rasas e filtros percoladores como unidades de pós-tratamento. O objetivo principal do trabalho foi associar as taxas de aplicação superficial e volumétricas com as remoções de nitrogênio amoniacal nessas unidades. Para lagoas em escala piloto, foram adotadas profundidades de 0,5 m e 1,0 m. As lagoas rasas foram submetidas a diferentes taxas de aplicação e TDH. Para os filtros percoladores, foram escolhidos dois materiais diferentes como meio suporte, pedra britada e anel plástico. Os filtros foram submetidos a diferentes condições operacionais. Para os dois tipos de unidades complementares de tratamento, foram verificados os efeitos das condições ambientais sobre as eficiências de remoção. Na lagoa de 0,5 m foram observadas concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L para tempos de detenção de 5 dias e taxas de aplicação superficial de 50 kgDBO/ha.d. Na lagoa de 1,0 m, concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L só foram possíveis com taxas de aplicação de 50 kgDBO/ha.d e TDH de 10 dias. A lagoa de 0,5 m apresentou uma eficiência maior na remoção de nitrogênio amoniacal do que a lagoa de 1,0 m. Os efluentes dos filtros apresentaram concentrações de nitrogênio amoniacal acima de 20 mg-N/L com taxas acima de 0,20 kgDBO/m³.d. Para taxas de aplicação hidráulica acima de 18 m³/m².d e 0,70 kgDBO/m².d houve o encerramento do processo de nitrificação nos filtros. Os valores de pH e as concentrações de NH3 no efluente da lagoa facultativa submeteram os filtros a operar dentro da faixa de inibição da nitratação, devido ao NH3, sendo observadas concentrações significativas de nitrito no seu efluente. Os filtros percoladores não foram adequados como unidades de pós-tratamento de efluente de lagoa. Embora as lagoas rasas não tenham atendido aos aspectos de múltiplas qualidades do efluente, elas foram mais adequadas ao pós-tratamento de efluente de lagoa facultativa do que os filtros percoladores. / This study discusses the post treatment of effluent ponds aiming at removing the ammonia nitrogen. To this end, tertiary units were used in a pilot scale. The choice of units for the post treatment of the effluent took into consideration the issue of low cost and simplicity of operation. Thus, for this study, we chose shallow ponds and trickling filters as post-treatment units. The main objective of this study was to associate the superficial and the volumetric application rates with the removal of ammonia nitrogen of these units. For the ponds on a pilot scale, two depths were adopted: a pond of 0.5 m and another one of 1.0 m depth. The shallow ponds were subjected to different loading rates and HRT. For the trickling filters, two different kinds of materials were chosen as a medium support: crushed stone and plastic ring. The filters were also subjected to different operating conditions. For both types of additional treatment units it was observed the effects of the environmental conditions on the removal efficiencies. In the pond of 0.5 m depth, it was observed concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L for detention times of 5 days and superficial application rates of 50 kgBOD/ha.d. In the pond of 1.0 m depth, concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L were only possible with application rates of 50 kgBOD/ha.d and HRT of 10 days. The 0.5m-depth pond showed a better efficiency in the removal of ammonia nitrogen than then1.0m-depth pond. The filters had concentrations above 20mg-N/L with rates above 0.20 kgBOD/m³.d. For hydraulic application rates above 18m³/m².d and 0.70kgBOD/m².d there was the cessation of the nitrification process in the filters. The pH values and the concentrations of NH3 in the effluent of the facultative pond made the filters operate within the range of inhibition of nitration, due to the NH3, and it was observed significant concentrations of nitrite in the effluent of the filters. The trickling filters were not suitable as units of post-treatment pond effluent. Although the shallow ponds have not met the multiple aspects of quality of the effluent, they were more adequately for facultative pond effluents post-treatment than trickling filters.

[pt] Escoamentos aerodinâmicos externos sobre membranas e aerofólios finos representam um enorme desafio para simulações numéricas, tendo em vista os diversos e complexos regimes de escoamento presentes, que incluem separa ção da camada limite, transição da camada de mistura para regime turbulento, recolamento, relaminarização da camada limite, e formação de bolhas de recirculação primárias e secundárias. Uma maior compreensão sobre estas estruturas é obtida através da simulação numérica de grandes escalas (LES) do escoamento sobre placas planas e finas, com ângulos de incidência entre um e três graus e número de Reynolds superior a 105. A necessidade do emprego de malhas não uniformes, geralmente imposta por escoamentos externos, provoca instabilidades numéricas em esquemas não dissipativos, sendo duas possíveis soluções apresentadas nesse trabalho. A primeira delas é baseada num modelo sub-malha tradicional, onde a estabilidade numérica é alcançada através de um esquema numérico misto, no qual o esquema de diferenças centrais é empregado em regiões com intensas atividades turbulentas, enquanto que um esquema dissipativo é empregado nas regiões onde a malha sofre grandes variações espaciais e a atividade turbulenta é desprezível. Uma segunda solução baseia-se num termo de forçamento idealizado para atenuar apenas as menores escalas. Quando comparadas a estudos prévios utilizando médias de Reynolds (RANS), ambas as alternativas se mostraram adequadas, disponibilizando resultados bem mais precisos para perfis de velocidade, flutuações turbulentas e pressões médias. Em particular, o comprimento da bolha de recirculação foi previsto com menos de 5% de discrepância em relação a dados experimentais, contrastando com valores maiores que 20%, obtidos com o modelo RANS K - W / [en] Aerodynamic flows around thin airfoils and membranes are very challenging to simulate accurately because of complex flow structures, including geometry-induced separation of the boundary layer, shear layer transition to turbulent behavior, reattachment, relaminarization of the boundary layer, and formation of primary and secondary recirculation bubbles. A physical insight on these structures can be obtained through the numerical Large Eddy Simulation (LES) of the flow around a simpler geometry, the thin flat plate, at shallow incidences of one and three degrees and Reynolds number above 105, which is the focus of this investigation. In order to avoid the numerical instabilities associated with the mesh spreading generally required by such external flow, two solutions have been developed and tested. The first one consists of the traditional sub-grid model used along with a mixed numerical scheme, in which a stable but dissipative part is active only in turbulence-free zones where mesh is highly non-regular, while an unstable but non-dissipative scheme is employed in turbulence- crytical zones, where the mesh is as regular as possible. The second solution, developed and validated in the current investigation, is based on a damping force, aimed to eliminate the smaller scales while preserving as much as possible all other structures. Compared to previous investigations using Reynolds Average (RANS) equations, both solutions provided more accurate and detailed information about the flow, including velocity, pressure and turbulent fluctuations mean profiles, allowing a deeper physical understanding. In particular, the main bubble reattachement lenght was predicted within 5% of the experimental data, while K - W RANS results were found to disagree in more than 20%.

A previsão de áreas suscetíveis a escorregamentos translacionais rasos tem como fundamental etapa a investigação dos fatores condicionantes e dos mecanismos de ruptura. Algumas destas propriedades, como os parâmetros físicos e hidrológicos dos solos, são determinantes para a instabilização de encostas que estão sujeitas a eventos pluviométricos intensos. Uma destas propriedades é a condutividade hidráulica saturada, cujo comportamento pode influenciar no desenvolvimento de poro-pressão positiva ou levar à perda de sucção dos solos, ocasionando rupturas. Desta forma, o objetivo principal desta pesquisa foi analisar a distribuição lateral e vertical da condutividade hidráulica saturada (Ksat) dos solos e sua influência nos escorregamentos translacionais rasos na Serra do Mar (SP). Para tanto, foi selecionada uma bacia representativa da Serra do Mar e nela foram escolhidas três cicatrizes acessíveis e com limites bem preservados para a realização dos ensaios in situ. As profundidades onde foram realizados os ensaios foram definidas a partir da caracterização morfológica dos mantos de alteração nas trincheiras abertas no topo, no centro e na lateral das cicatrizes (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 e 2.50 m). Finamente, foram realizados os ensaios in situ utilizando-se o Permeâmetro de Guelph, utilizando-se duas cargas hidráulicas H para a que fosse possível calcular a Ksat empregando-se as equações de Richards, Laplace e a análise de Elricket al. (1989), embora tenha sido utilizada esta última para a análise da variação dos valores. A partir dos valores de Ksat, das propriedades físicas dos materiais (distribuição granulométrica, micro e macroporosidade, porosidade total. Além disso, foi analisada a tendência de variação entre 10-4 e 10-7 m/s, predominando da Ksat com a profundidade. Foram obtidos 41 valores de Ksat, os quais variaram entre as ordens de grandeza 10-5 e 10-6 m/s (82,5% dos valores), que mostraram a pequena variabilidade da Ksat nos perfis de alteração investigados, se comparada às diferenças observadas nas propriedades dos solos e corroboram com os trabalhos desenvolvidos na Serra do Mar. Quando confrontado com as propriedades físicas dos materiais (por exemplo, granulometria e porosidade total), observou-se, principalmente, a correlação positiva com a fração areia. De forma geral, foi possível identificar uma tendência de aumento da Ksat com a profundidade, assim como a existência de algumas descontinuidades hidráulicas significativas, tanto de redução quanto de aumento brusco da Ksat em uma pequena profundidade. / The prediction of landslides-prone areas has as fundamental step researching controlling factors and failure mechanisms. Some of these properties, such as the physical and hydrological soil properties are crucial to the instability of slopes subject to intense rainfall events. One of these properties is the saturated hydraulic conductivity, whose behavior can influence and lead to the development of positive pore-pressure or the loss of soil suction, causing failures. The main objective of this research was to analyze the lateral and vertical hydraulic conductivity (Ksat) of soils and their influence on shallow landslides in the Serra do Mar (SP). Therefore, we selected a representative basin in the Serra do Mar and there three accessible scars, well preserved, were chosen for in situ measurements. Was also performed the topographical characterization of the scars (slope angle, curvature and orientation and contributing area). The depths where the measurements were performed were defined from the morphological characterization of soil profiles in opened trenches at the top, at the lateral and inside the scars (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 and 2.50 m). At last, were performed the in situ measurements using the Guelph Permeameter, using two heads H for calculating Ksat using Richards equations, Laplace equations and Elrick et al. (1989) analysis, although the latter has been used to analyze the range of values. From the Ksat values and physical soil properties (e. g. grain size distribution, micro and macroporosity, total porosity) we discussed the role played by them in Ksat values. Moreover was analyzed the trend of Ksat variation with depth. We obtained 41 Ksat values, which varied between 10-4 e 10-7 m/s, mostly among the orders of magnitude 10-5 e 10-6 m/s (82.5% values), that showed the small variability of Ksat in the soil profiles if compared to the observed differences in soil properties, and corroborate with studies developed in the Serra do Mar. When confronted with the physical properties of materials (eg, grain size and total porosity), we observed mainly the positive correlation with the sand content. In general, we observed a tendency of increase of Ksat with depth, as well as the existence of some significant hydraulic discontinuities, both the sudden decrease as the increase in Ksat in a small depth.

[pt] Nesse trabalho é avaliada a solução numérica do colapso na frente de escavação em túneis rasos, através da teoria de análise limite numérico, usando o teorema do limite inferior, a partir da condição de equilíbrio para as condições plásticas, além de considerar o comportamento do material rígido perfeitamente plástico. O teorema de limite inferior implica em maximizar o fator multiplicador na carga atuante, por isso a análise limite se torna um problema de otimização, nele tem que se usar a programação matemática para ser resolvido. É avaliada a solução numérica tridimensional da análise limite através do método dos elementos finitos, usando malha de elementos hexaédricos de oito nós, a análise dos elementos finitos é feita com o próprio código gerado na linguagem de programação do MATLAB 2017.As metodologias de programação matemática empregadas são: programação cônica de segunda ordem e programação semidefinida. Antes deve-se adaptar os critérios de ruptura de Drucker Prager à programação cônica de segunda ordem e Mohr-Coulomb tridimensional à programação semidefinida. Para a otimização se usa o algoritmo comercial MOSEK Aps 7.1 baseado no método do ponto interior em grande escala, na linguagem do MATLAB 2017. Além disso, obteve-se o mecanismo de colapso através da propriedade da dualidade do problema de otimização, dualidade que é cumprida pelos teoremas de limite superior e inferior. / [en] In this work the numerical solution of the collapse in the front of excavation in shallow tunnels is evaluated through the theory of numerical limit analysis, using the lower limit theorem, from the equilibrium condition for the plastic conditions, considering the behavior of the perfectly plastic rigid material. The lower limit theorem implies maximizing the multiplier factor in the acting load, so that the limit analysis becomes an optimization problem. The three-dimensional numerical solution of the limit analysis using the finite element method is evaluated using a mesh of eight-node hexahedral elements. The finite element analysis is done using the code generated in the MATLAB 2017 programming language. The mathematical programming methodologies used are: second order conic programming and semidefinite programming. The Drucker-Prager three-dimensional criteria should be adapted to the conic programming of the second order and Mohr-Coulomb three-dimensional to the semidefinite programming. For the optimization, the MOSEK Aps 7.1 commercial algorithm based on the large-scale interior point method is used in the MATLAB 2017 language. In addition, the collapse mechanism was obtained through the duality property of the optimization problem, duality that is fulfilled by the upper and lower limit theorems.

Pesquisas recentes têm mostrado que a utilização de camada de reforço em solo-cimento é uma alternativa para o aumento da capacidade de carga e redução dos recalques de fundações superficiais em solos de baixa resistência. Os métodos para previsão da capacidade de carga em sistemas de dupla camada encontrados na literatura trazem implícita a premissa de que a camada superior é contínua ou suficientemente maior que a largura da fundação. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um novo método para o cálculo de capacidade de carga de fundações superficiais assentes sobre uma camada de reforço em solo-cimento, considerando sua extensão lateral. Para tanto, foram realizados ensaios em modelos reduzidos de fundações contínuas assentes sobre um solo arenoso fofo, bem como, análises numéricas através do método dos elementos finitos. Observaram-se dois tipos distintos de ruptura. No primeiro, a camada de reforço é puncionada para dentro do solo natural, sem apresentar fissuras, até o deslocamento correspondente à capacidade de carga do solo natural No segundo, após um recalque inicial, a camada de reforço rompe com o aparecimento de uma fissura, que pode localizar-se junto à borda ou no eixo da fundação, e se propaga de baixo para cima, à medida que aumentam os recalques. Verificou-se que a máxima tensão de tração na camada de reforço é função da reação do solo na base do reforço e da relação Tr/Hr, onde Tr é a distância horizontal entre a borda da fundação e a borda do reforço e Hr é a espessura do reforço. A partir destas observações, foi desenvolvido um novo método de cálculo com a premissa de que a ruptura ocorra no solo e não na camada de reforço. Assim, é possível calcular a capacidade de carga considerando que fundação e reforço atuam como um elemento único, apoiado na mesma profundidade de assentamento do reforço. Ao mesmo tempo, é apresentada uma equação para previsão da máxima tensão de tração que atuará no reforço, a partir da qual, se pode dimensioná-lo com segurança. / Recent researches have shown that the use of soil-cement reinforcement layer is an alternative to increase bearing capacity and reduce settlements of shallow foundations in low resistance soils. The existing methods for predicting bearing capacity of double layer systems implicitly assume that the top layer is continuous or sufficiently greater than the foundation width. This study aims to develop a new method for bearing capacity calculation of shallow foundations supported by a soil-cement reinforcing layer, considering its lateral extension. Therefore, small scale tests of continuous foundations on a loose sandy soil, as well as, numerical analysis by the finite element method were carried out. It was observed two distinct types of failure. In the first, the reinforcement layer is punched through the sandy soil, without showing any cracking, up to a settlement which corresponds to the sand bearing capacity. In the second, after an initial settlement, the reinforcement layer breaks up, showing a fissure, which may be located near the edge or the axis of foundation, and propagates upward as the settlements continues. It was found that the maximum tensile stress in the reinforcement layer is a function of soil reaction on the reinforcement and the ratio Tr/Hr, where Tr is the horizontal distance between the edge of the foundation and the edge soil-cement layer and Hr is the thickness of the soil-cement layer. From these observations, it was developed a new calculation method, with the assumption that the failure occurs in the soil and not in the reinforcement layer. Thus, it is possible to calculate the bearing capacity considering that foundation and reinforcement act as a single element, supported at the same depth of the reinforcement base. In order to design the soil-cement layer, an equation for the maximum tensile stress prediction is provided.

Introdução: O grande desafio da descontinuação da VM esta em identificar corretamente os pacientes aptos a extubação com sucesso. O índice de respiração rápida e superficial (IRRS) tem sido o mais utilizado dentro desse processo em pacientes de unidade de terapia intensiva (UTI). Objetivos: O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho do ponto de corte, medidas seriadas e melhor método de obtenção do IRRS em predizer o insucesso de extubação para pacientes graves sob VM prolongada com fatores de risco para falha de extubação. Métodos: Estudo prospectivo, incluindo pacientes com 72h ou mais de ventilação mecânica (VM), prontos para o desmame, de acordo com critérios clínicos. O IRRS foi obtido diariamente, a partir do primeiro dia de desmame, com o paciente recebendo suporte ventilatório (IRRS_MIN) (PS 5cmH2O e PEEP 5cmH2O) e pelo ventilômetro em respiração espontânea (IRRS_ESP). Para os pacientes que passaram pelo processo de desmame com sucesso e foi indicada a extubação, o IRRS foi obtido anteriormente ao teste de respiração espontânea (TRE) através do ventilômetro (IRRS_PRE_TUBO_T), e em seguida colocado em TRE por 30 min. Após 30 min se o paciente não apresentou sinais de intolerância a desconexão da VM, o IRRS foi obtido em respiração espontânea (IRRS_PÓS_TUBO_T) e o paciente foi prontamente extubado. Os resultados foram analisados agrupando os pacientes de acordo com o desfecho do desmame: Grupo traqueostomia (GT); Grupo insucesso de extubação (GI), Grupo sucesso de extubação (GS). Resultados: 45 pacientes finalizaram o estudo, sendo 15 (33%) do GT, 11 (37%) do GI e 19 (63%) do GS. Fatores como tempo de intubação, tempo para iniciar o desmame e tempo de desmame foram maiores nos grupos GT e GI (p<0,05). Um novo ponto de corte foi calculado para essa população ( 74 ciclos/min/L), com especificidade de (0,64) e valor preditivo negativo de (0,54), que melhor identificou os pacientes com falha de extubação (FE). Quanto ao método de obtenção, em todos os grupos, o IRRS_MIN foi menor (GT=68,60 ± 35,16; GI=38,64 ± 12,31; GS=34,79 ±14,67) quando comparado ao IRRS_ESP (GT=141,60 ± 70,13; GI=80,09 ± 20,71; GS=60,95 ± 24,64) (p<0,05). As medidas diárias do IRRS apresentaram oscilações no GT, enquanto que nos GS e GI houve uma tendência de melhora. O IRRS_POS_TUBO_T quando comparado a IRRS_PRE_TUBO_T aumentou no GS e GI (GS: 60.95±24.64 e 69.79±22.67; GI: 80.09±20,71 e 87,09±13,28), com valores menores para o GS (p<0,5). As medidas obtidas em respiração espontânea, com o novo ponto de corte e após 30 minutos de TRE identificaram a FE em 90% dos pacientes. Conclusão: Em pacientes graves, as medidas do IRRS em respiração espontânea, com ponto de corte 74 ciclos/min/L e após o TRE melhora a identificação dos pacientes que poderão evoluir com falha de extubação. / Introduction: One of the challenges in the discontinuation of mechanical ventilation (MV) is ability to correctly identify patients able for a successfully extubation. The Rapid Shallow Breathing Index (IRRS) has been widely used in this process in patients of intensive care unit (ICU). Objectives: The aim of this study was to evaluate the performance of the cutting point, serial measurements and best method of obtaining the IRRS in predicting extubation failure in critically ill patients for prolonged MV and with risk factors for extubation failure. Methods: Prospective study, including patients with 72h or more of MV, ready for weaning according to clinical criteria. The IRRS was daily obtained since the first day of weaning, with the patient receiving ventilatory support (IRRS_MIN) (PS 5cmH2O 5cmH2O and PEEP) and spontaneous breathing in the spirometer (IRRS_ESP). For patients who have gone successfully through the process of weaning and the extubation was indicated, the IRRS was obtained prior to the Spontaneous Breathing Test (SBT) through the spirometer (IRRS_PRE_TUBO_T) and then placed on SBT for 30 min. After 30 minutes, if the patient showed no signs of intolerance to disconnect the VM, the IRRS was obtained in spontaneous breathing (IRRS_PÓS_TUBO_T) and the patient was readily extubated. The results were analyzed by grouping patients according to the outcome of weaning, Tracheostomy Group (TG), Unsuccess Extubation Group (UEG), Success Extubation Group (SEG). Results: 45 patients finished the study, 15 (33%) of TG, 11 (37%) of UEG and 19 (63%) of SEG. Factors such as intubation time, time to start weaning and weaning time were higher in UEG and TG groups (p <0.05). A new cut-off point was calculated for this population ( 74 breaths/min/L), with a specificity of 0.64 and negative predictive value of 0.54, which best identified patients with extubation failure (EF). Regarding the method for obtaining the IRRS, IRRS_MIN was lower (TG=68,60 ± 35,16; UEG=38,64 ± 12,31; SEG=34,79 ±14,67) compared to IRRS_ESP) (TG=141,60 ± 70,13; UEG=80,09 ± 20,71; SEG=60,95 ± 24,64) (p<0,05) in all groups. The daily measurements of the IRRS showed oscillations in UEG, while there was a trend decrease in the SEG and SEG. The IRRS_POS_TUBO_T increased in the SEG and UEG compared to IRRS_PRE_TUBO_T (SEG: 60.95 ± 24.64 and 69.79 ± 22.67, UEG 80.09 ± 20.71 and 87.09 ± 13.28), with lower values for UEG (p <0.5). The measurements obtained in spontaneous breathing identified the EF in 90% of patients when using the new cut-off point and after 30 minutes of SBT. Conclusion: In critically ill patients, the measures of IRRS in spontaneous breathing, with a cutoff 74 breaths/min/L and after SBT improves the identification of patients who may evolve with extubation failure.

Discute o pós-tratamento de efluente de lagoas facultativas visando à remoção de nitrogênio amoniacal. Para isso, foram utilizadas unidades terciárias em escala piloto. A escolha do tipo de unidades para o pós-tratamento do efluente levou em consideração a questão do baixo custo e simplicidade de operação. Desta forma, para o estudo, fez-se opção por lagoas rasas e filtros percoladores como unidades de pós-tratamento. O objetivo principal do trabalho foi associar as taxas de aplicação superficial e volumétricas com as remoções de nitrogênio amoniacal nessas unidades. Para lagoas em escala piloto, foram adotadas profundidades de 0,5 m e 1,0 m. As lagoas rasas foram submetidas a diferentes taxas de aplicação e TDH. Para os filtros percoladores, foram escolhidos dois materiais diferentes como meio suporte, pedra britada e anel plástico. Os filtros foram submetidos a diferentes condições operacionais. Para os dois tipos de unidades complementares de tratamento, foram verificados os efeitos das condições ambientais sobre as eficiências de remoção. Na lagoa de 0,5 m foram observadas concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L para tempos de detenção de 5 dias e taxas de aplicação superficial de 50 kgDBO/ha.d. Na lagoa de 1,0 m, concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L só foram possíveis com taxas de aplicação de 50 kgDBO/ha.d e TDH de 10 dias. A lagoa de 0,5 m apresentou uma eficiência maior na remoção de nitrogênio amoniacal do que a lagoa de 1,0 m. Os efluentes dos filtros apresentaram concentrações de nitrogênio amoniacal acima de 20 mg-N/L com taxas acima de 0,20 kgDBO/m³.d. Para taxas de aplicação hidráulica acima de 18 m³/m².d e 0,70 kgDBO/m².d houve o encerramento do processo de nitrificação nos filtros. Os valores de pH e as concentrações de NH3 no efluente da lagoa facultativa submeteram os filtros a operar dentro da faixa de inibição da nitratação, devido ao NH3, sendo observadas concentrações significativas de nitrito no seu efluente. Os filtros percoladores não foram adequados como unidades de pós-tratamento de efluente de lagoa. Embora as lagoas rasas não tenham atendido aos aspectos de múltiplas qualidades do efluente, elas foram mais adequadas ao pós-tratamento de efluente de lagoa facultativa do que os filtros percoladores. / This study discusses the post treatment of effluent ponds aiming at removing the ammonia nitrogen. To this end, tertiary units were used in a pilot scale. The choice of units for the post treatment of the effluent took into consideration the issue of low cost and simplicity of operation. Thus, for this study, we chose shallow ponds and trickling filters as post-treatment units. The main objective of this study was to associate the superficial and the volumetric application rates with the removal of ammonia nitrogen of these units. For the ponds on a pilot scale, two depths were adopted: a pond of 0.5 m and another one of 1.0 m depth. The shallow ponds were subjected to different loading rates and HRT. For the trickling filters, two different kinds of materials were chosen as a medium support: crushed stone and plastic ring. The filters were also subjected to different operating conditions. For both types of additional treatment units it was observed the effects of the environmental conditions on the removal efficiencies. In the pond of 0.5 m depth, it was observed concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L for detention times of 5 days and superficial application rates of 50 kgBOD/ha.d. In the pond of 1.0 m depth, concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L were only possible with application rates of 50 kgBOD/ha.d and HRT of 10 days. The 0.5m-depth pond showed a better efficiency in the removal of ammonia nitrogen than then1.0m-depth pond. The filters had concentrations above 20mg-N/L with rates above 0.20 kgBOD/m³.d. For hydraulic application rates above 18m³/m².d and 0.70kgBOD/m².d there was the cessation of the nitrification process in the filters. The pH values and the concentrations of NH3 in the effluent of the facultative pond made the filters operate within the range of inhibition of nitration, due to the NH3, and it was observed significant concentrations of nitrite in the effluent of the filters. The trickling filters were not suitable as units of post-treatment pond effluent. Although the shallow ponds have not met the multiple aspects of quality of the effluent, they were more adequately for facultative pond effluents post-treatment than trickling filters.

Na cidade de São Paulo, é freqüente a ocorrência de escorregamentos, causando a destruição de moradias e muitos danos econômicos com vítimas fatais e aumentando, a cada ano, o número de áreas de risco. O objetivo geral desta pesquisa é analisar o grau de risco e a suscetibilidade a escorregamentos translacionais rasos na bacia do rio Limoeiro, localizada na cabeceira da bacia do rio Aricanduva, uma das principais da cidade de São Paulo. Especificamente, objetiva-se, identificar e analisar as principais intervenções antropogênicas (classes de uso do solo) no período 1973-2007, identificar em escala de zoneamento e caracterizar espacialmente as áreas de risco, caracterizar e analisar o papel dos parâmetros topográficos e avaliar a concordância entre o mapa de risco e o de suscetibilidade. No mapeamento de risco, foi elaborada uma ficha de campo para avaliar o grau de risco em quatro escalas: R1 (baixo risco), R2 (médio), R3 (alto) a R4 (muito alto). A análise evolutiva do uso do solo foi realizada pela interpretação de fotografias aéreas. A partir de um Modelo Digital do Terreno foram gerados os mapas de ângulo, aspecto, curvatura e área de contribuição e calculada a Freqüência de Distribuição (FD), que foram correlacionados com o mapa de risco, gerando-se dois índices: Concentração de Risco (CR) e Potencial de Risco (PR). Na análise da suscetibilidade a escorregamentos foi utilizado o modelo matemático SHALSTAB (Shallow Landsliding Stability) e calculados os índices de FD, de CR e de PR. A última etapa consistiu numa análise conjunta entre os mapas de risco e de suscetibilidade, na qual foi verificada a concordância ou discordância em cada setor de risco. A análise evolutiva do uso do solo, mostrou uma redução de 36% de cobertura vegetal e o aumento de 23% de áreas urbanas no período 1973-2007. Foram mapeados 16 setores de risco contendo aproximadamente 1872 moradias, sendo 6 setores com grau muito alto de risco (R4). Topograficamente, as áreas mais suscetíveis foram aquelas com ângulos superiores a 16,8°, orientadas para SW, com formas côncavas e com os maiores valores de área de contribuição. O mapa de suscetibilidade apresentou 41% de áreas Estáveis e 20% de áreas Incondicionalmente Instáveis que, embora em menor proporção, apresentaram uma CR de 40% com PR de 12%. Concluiu-se que houve concordância entre as áreas previstas como instáveis pelo modelo com as áreas de risco mapeadas, acreditando-se que a combinação destes métodos possa ser aplicada na avaliação final do risco a escorregamentos em áreas urbanas, podendo subsidiar a gestão pública na definição de áreas instáveis para a ocupação. / In the city of São Paulo, landslides occur frequently, causing the destruction of houses and economic damage with fatalities and the number of areas threatened by landslides has been increasing each year. The general objective of this research is to analyze the probability of risk and susceptibility to shallow landslides in the Limoeiro River basin, which is located at the head of the Aricanduva River basin, one of the main in the city of São Paulo. Specifically, the objective is to identify and analyze major anthropogenic interventions (land use classes) in 1973 to 2007 period, identify scale zoning and characterize spatially the risk areas, characterize and analyze the role of topographic parameters and assess the correlation between the risk areas and susceptibility maps. To map risk areas, we created a cadastral survey form to evaluate landslide risk in the field into four levels: R1 (low risk), R2 (average risk), R3 (high risk), and R4 (very high risk). To land use evolutionary analyses, was made the aerial photographs interpretation. From a Digital Elevation Model were generated slope angle, aspect, curvature and contributing area maps and calculated the Frequency Distribution (FD), that subsequently, these maps were correlated with the risk map, generating two indexes: Risk Concentration (RC) and Risk Potential (RP). To analyze susceptibility to landslides, we used the SHALSTAB (Shallow Landsliding Stability) mathematical model and calculated the FD, RC and RP. The last step was a joint analysis of the risk areas and of the susceptibility maps, which was verified the agreement or disagreement on each risk sector. From the land use evolutionary analysis, there was a 36% reduction of plant cover and increase of 23% in urban areas in the period 1973-2007. We mapped 16 risk sectors containing approximately 1872 at-risk homes, with 6 sectors with very high risk degree (R4). Topographically, the most susceptible areas those located at slope angles above 16,8°, oriented southwest quadrant, with concave forms with the largest contributing area. In the susceptibility map, 41% of the area was classified as stable and 20% as unconditionally unstable. Although the latter category accounted a smaller proportion of the total area, it contained a RC of 40% with a RP of 12%. We found that the locations of areas predicted to be unstable coincided with the risk areas mapped and this combination of methods can be applied to evaluate the landslides risk in urban areas and can assist public managers in defining areas that are unstable for occupation.

Esta dissertação tem por objetivo a implementação de um código para simular problemas hidrodinâmicos, bem como a possibilidade de controlar as elevações de onda resultantes numa determinada região por meio de uma vazão ótima controlada dentro do sistema estudado. O algoritmo implementado é baseado nas equações de águas rasas, as quais são aplicáveis em situações onde a altura d’água é de ordem muito menor do que as dimensões do sistema, que é discretizado espacial e temporalmente pelo Método dos Elementos Finitos e pelo método CBS (Characteristic Based-Split), respectivamente. O método de controle consiste na busca de uma curva de vazão de controle ótima que minimize a função objetivo, a qual compara os valores de altura d’água que se deseja encontrar em uma região especificada com os calculados pela simulação numérica. Para isso, utiliza-se um algoritmo evolutivo SCE-UA (Shuffled Complex Evolution – University of Arizona), que busca otimizar parâmetros de geração das curvas de vazão de controle, podendo estas serem modeladas por NURBS (Non- Uniform Rational B-Splines), que são capazes de encontrar a solução ótima, ou modeladas com curvas de forma triangular (linear) ou parabólica (quadrática) que apresentam uma solução aproximada de fácil implementação. Por fim, várias aplicações são realizadas, tanto para a simples simulação, quanto para o controle de problemas hidrodinâmicos, a fim de validar os algoritmos desenvolvidos e os resultados obtidos mostraram que os objetivos foram alcançados, encontrando uma forma eficiente de se fazer o controle de enchentes. / Implementation of a computational code for the numerical simulation of hydrodynamic problems as well as the ability to control the resulting wave elevations in a specific area, using an optimal flow controlled within the studied system are the aims of this work. The implemented algorithm is based on the shallow waters equations, which are applicable in situations where the water height is much smaller than the system dimensions, and are spatial and temporally discretized by the Finite Element Method and the CBS method (Caractheristic Based-Split), respectively. The control method consists in finding an optimal control flow curve that minimizes the objective function, which compares the objective value of water elevations in a specified region with those calculated by numerical simulation. An evolutionary algorithm called SCE-UA (Shuffled Complex Evolution - University of Arizona), which looks for optimize parameters of control flow curves generation, is used. These curves may be modeled by NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) which are able to find the optimal solution, or by curves of triangular (linear) or parabolic quadratic forms, which are an approximate solution easy to implement. Finally, several applications are performed for both simulation and control of hydrodynamic problems in order to validate the developed algorithms, and the results showed that the aims of this work were reached, finding an efficient way to control floods.