The knowledge of energy transfers between vegetated surface and the atmosphere is of great importance to characterize the local microclimate and identify interactions between environmental variables and vegetation. In Brazil, the research related to energy balance are restricted to forests and monocultures, leaving aside other vegetable surfaces as is the case of green roofs (TVs). In this sense, this paper presents an analysis of the energy balance on a TV, the extensive type, considering the input and output components of energy in this system. To achieve this objective, a field study was conducted in the experimental TV of the Federal University of Santa Maria (UFSM). The monitoring data were used in an energy balance model. The model considered the radiation balance, or power available, and even three different heat flows: latent, by conduction and convection. These flows were determined by monitoring the following variables: temperature of the plant and soil, air temperature, temperature of the internal environment of the TV, global solar radiation and reflected, and wind speed. These data were obtained from sensors installed on the roof and / or by meteorological station located at UFSM. This monitoring was carried out in two stages: August 2015 to December 2015, from 8h to 17h, with manual equipment; and from January to May 2016, 24 hours a day with automatic sensors. The energy balance of the TV and its components were determined for the time interval (hour), and the analysis was extended to the months of monitoring. The results showed that the available energy used in heat flows came from the short-wave radiation during the day, and long wave at night. This net energy available prioritized the latent heat flux (12%), mainly responsible for evapotranspiration, confirming that this is the predominant form of heat dissipation absorbed in TVs, as cited in other studies. Also, it was observed, on average, about 5% of the radiation is intended to balance heat flow by convection, and thus it was found that 17% of the incident energy available and returns to atmosphere. The energy that is transferred into the building (by conduction heat flux), this amounted on average 4% net radiation. The remaining, 79%, was retained in the cover system, showing the efficiency of the TVs as the energy storage and attenuation of temperature. It was also found that there exists an energy imbalance in this system, which is mainly influenced by the type of surface coverage and the particularities experiment. So, from the above, this study concluded that the methodology applied is satisfactory to reach the desired goal, and the experimental TV as the overall result of the energy balance, which showed positive values for the months analyzed, is gaining and retaining more energy than losing. / O conhecimento das trocas de energia entre uma superfície vegetada e a atmosfera é de grande importância para caracterizar o microclima local e identificar interações entre variáveis ambientais e a vegetação. No Brasil, as pesquisas relacionadas ao balanço de energia estão restritas a florestas e monoculturas, deixando de lado outras superfícies vegetais como é o caso dos telhados verdes (TVs). Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma análise do balanço energético em um TV, do tipo extensivo, considerando os componentes de entrada e saída de energia neste sistema. Para alcançar este objetivo, um estudo de campo foi realizado no TV experimental da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Os dados do monitoramento foram utilizados em um modelo de balanço de energia. O modelo utilizado considerou o saldo de radiação, ou energia disponível, e ainda três diferentes fluxos de calor: latente, por condução e por convecção. Estes fluxos foram determinados a partir do monitoramento das seguintes variáveis: temperatura da planta e solo, temperatura do ar, temperatura do ambiente interno do TV, radiação solar global incidente e refletida, e velocidade do vento. Estes dados foram obtidos com sensores instalados no telhado e/ou por meio da estação climatológica localizada na UFSM. Esse monitoramento foi realizado em duas etapas: de agosto de 2015 a dezembro de 2015, das 8h às 17h, contando com equipamentos manuais; e de janeiro a maio de 2016, 24h por dia, com sensores automáticos. O balanço de energia do TV e seus componentes foram determinados para o intervalo de tempo horário, e a análise foi estendida para os meses de monitoramento. Os resultados mostraram que a energia disponível utilizada nos fluxos de calor foi proveniente da radiação de onda curta, no período diurno, e de onda longa no período noturno. Essa energia líquida disponível priorizou o fluxo de calor latente (56%), principal responsável pela evapotranspiração, confirmando que esta é a forma predominante de dissipação do calor absorvido nos TVs, como citado em outros estudos. Ainda foi observado que, em média, aproximadamente 23% do saldo de radiação é destinado ao fluxo de calor por convecção, e com isso verificou-se que 79% da energia incidente e disponível retorna para a atmosfera. Quanto à energia que é transferida para o interior da edificação (fluxo de calor por condução), esta totalizou em média 1% do saldo de radiação. O restante, 20%, ficou retido no sistema de cobertura, demostrando a eficiência dos TVs quanto ao armazenamento de energia e atenuação da temperatura. Constatou-se também que existe um desequilíbrio energético neste sistema, o qual é influenciado principalmente pelo tipo de cobertura da superfície e particularidades do experimento. Portanto, a partir do exposto, a presente pesquisa permitiu concluir que a metodologia aplicada é satisfatória para se chegar ao objetivo pretendido, e que o TV experimental, conforme o resultado total do balanço de energia, que apresentou valores positivos para os meses analisados, está ganhando e retendo mais energia do que perdendo.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-03T21:32:56Z No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-09T14:53:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-09T14:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Considerando a situa??o ambiental atual das grandes cidades, bem como a impermeabiliza??o do solo, o que acaba por diminuir a capacidade de infiltra??o da ?gua, este trabalho apresenta o telhado verde como alternativa vi?vel e compensat?ria no controle do escoamento superficial urbano. Os telhados vivos, coberturas vegetadas ou ecotelhados como tamb?m s?o chamados, al?m de contribu?rem no controle do escoamento superficial urbano, proporcionam vantagens, como a diminui??o de ilhas de calor em centros urbanos, bom isolamento t?rmico em climas frios e quentes, melhora da qualidade do ar e outros. As coberturas verdes s?o relativamente populares na Europa, especialmente na Alemanha, pa?s onde h? uma ampla e crescente utiliza??o do sistema. Os geossint?ticos mostram-se importantes para o avan?o da t?cnica, podem ser utilizados com diferentes fun??es, como na impermeabiliza??o da base, na prote??o contra ra?zes, como filtro, na drenagem, no armazenamento de ?gua e na estabilidade do substrato. Como objetivo geral desta pesquisa, buscou-se a partir de modelos f?sicos experimentais e um simulador de chuvas, observar a capacidade de reten??o de ?gua para diferentes configura??es de telhados verdes. As varia??es foram no material geossint?tico utilizado como camada drenante e na inclina??o dos m?dulos. Aspectos construtivos e de funcionamento dos m?dulos tamb?m foram observados. Como resultados, comprovou-se que os telhados verdes mesmo que com 4 cm de altura de substrato, conseguem reter consider?vel quantidade de ?gua, que somado ao atraso no inicio do escoamento, os torna uma medida compensat?ria nos sistemas de drenagem urbana. A capacidade de reten??o, do m?dulo que teve uma geomanta como camada drenante ficou entre 47% quando inclinado e 65% quando plano. Essa reten??o foi obtida para intensidades de precipita??o de 44 mm/h e 42 mm/h respectivamente, para simula??es de 20 minutos. Para este mesmo m?dulo, o atraso no inicio de escoamento foi de 9 minutos quando inclinado e 15 minutos quando plano, comprovando que a inclina??o da cobertura verde influencia na capacidade de reten??o e no tempo de inicio de escoamento. O m?dulo em que apenas um geot?xtil separava o substrato da camada de impermeabiliza??o apresentou uma excelente capacidade de reten??o de ?gua, mas a capacidade de drenagem foi insuficiente, ou seja, a intensidade de precipita??o foi superior a vaz?o apresentada pelo sistema, levando-o a transbordar. No m?dulo com a geomanta como camada drenante o sistema funcionou perfeitamente, n?o apresentando transbordamento em nenhuma ocasi?o. Quanto ? utiliza??o dos geossint?ticos, eles possibilitaram a montagem dos m?dulos sem maiores problemas, de forma simples e r?pida, bastando apenas algumas horas para fixar os materiais e plantar a vegeta??o. / Considering the current environmental situation in large cities, as well as the soil sealing, which is responsible for reducing the soil infiltration capacity, this study presents the green roofing technique as a feasible and compensatory alternative in controlling urban runoff. Besides, the green roofs, also known as living roofs, vegetated roofs or ecoroofs, provide advantages such as reduction of heat islands in urban centers, good thermal insulation in hot and cold climates, improve the air quality and others. Green roofs are relatively popular in Europe, especially in Germany, where there is a wide and growing use of the system. Geosynthetic materials may play na importante role in technical improvements, since they can be used with different functions such as waterproofing the base, protection against roots, filter, drain, water storage and stability of the substrate. The main objective of this research was to register the water retention capacity of different configurations of green roofs through small scale green roof modules and a rain simulator. Different geosynthetics materials were used as drainage layer. In addition, plane and inclined conditions were tested. Construction and operational aspects of the modules were also observed. As a result, it was confirmed that green roofs, even with substrate height of 4 cm, can retain considerable amount of water, which added to the delay in the beginning of the flow. They can be used as a compensatory measure in urban drainage systems. The retention rate from the module that there was geomat as drainage layer was between 47% (inclined) and 65% (plane). Such water retention rate was obtained for precipitation intensities equal to 44 mm/h and 42 mm/h, respectively, subjected to 20-minute long rain simulation. This module presented a delay in the flow beginning equal to 9 minutes (inclined) and 15 minutes (plane). Thus, the slope of the green roof has shown a great influence in both the retention rate and the time necessary to start the flow of rainwater. The module in which only a geotextile nonwoven separates the substrate from the waterproofing layer presented excellent water retention capacity, yet a lower drainage capabiltiy. It means that the intensity of precipitation was higher than the flow rate supported by the system, causing overflowing. In the module with geomat as drainage layer, the system worked perfectly, showing no overflow at any occasion. Regarding the use of geosynthetics, it was possible to mount the modules without any problems, in a simple and quickly manner, requiring only a few hours to assemble the materials and vegetation.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-04T16:43:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mariah_Farias.pdf: 4143017 bytes, checksum: 85924ca0659c8886212fcc4f39828156 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mariah_Farias.pdf: 4143017 bytes, checksum: 85924ca0659c8886212fcc4f39828156 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / FACEPE / Nos últimos anos tem-se observado, em várias localidades, um crescimento populacional acelerado. A maior parte da população vive em áreas urbanas e enfrenta diversos problemas relacionados ao abastecimento precário de água e à ocorrência de eventos extremos, tais como estiagem prolongada e enchentes. Nesse contexto, se insere o aproveitamento de águas de chuva, que deverão ser captadas e acumuladas em reservatórios, de modo que a mesma possa ser consumida, de imediato ou após algum tempo, em determinados usos. A captação, o armazenamento e a utilização de água de chuva em áreas urbanas podem impactar positivamente no sistema de drenagem urbana, reduzindo o volume de água afluente ao sistema e também no sistema público de abastecimento, podendo diminuir a demanda e o consumo de água potável. Neste contexto, com base nos dados pluviométricos da região, e outras informações levantadas, realizou-se uma investigação sobre o potencial de captação de água de chuva. Por outro lado, considerando os benefícios, amplamente divulgados na literatura científica, do emprego dos telhados verdes, foram investigados os desempenhos destes com relação a um telhado convencional com as mesmas características. Dentre os benefícios identificados, a estrutura do telhado verde, que consiste no uso de vegetação plantada sobre coberturas com impermeabilização e com drenagem adequadas, destaca-se o ganho de conforto ambiental, a melhoria da qualidade do ar e a minimização do impacto pluvial, retendo parte da precipitação e retardando o início do escoamento superficial. Tais estruturas contribuem, portanto, para redução de problemas ambientais, especialmente os ligados à poluição e às enchentes e inundações. Neste trabalho, foi realizada a comparação em aspectos qualitativos e quantitativos de três superfícies de captação: um telhado convencional com telhas cerâmicas e dois telhados verdes, sendo um com vegetação grama-de-burro e outro com vegetação nativa, o cacto coroa-de-frade. No que se refere aos aspectos qualitativos foi analisada a qualidade da água escoada das três superfícies para investigação da influência dos telhados verdes (vegetação e substrato) sobre a mesma, para isso foram realizadas coletas quinzenais de amostras de água e análise dos seguintes parâmetros: cor, turbidez, temperatura, pH, alcalinidade, dureza, cloretos, ferro, nitrogênio, fósforo e oxigênio dissolvido. Com relação aos aspectos quantitativos, a investigação se baseou na comparação entre os volumes precipitados e os escoados por cada uma das estruturas para os respectivos tonéis de armazenamento, visando identificar assim o potencial de redução do volume de água que seria destinado ao sistema de drenagem urbana sem o uso do telhado verde. Além disso, foi realizado estudo sobre o potencial de captação de água de chuva e os resultados indicam que a captação de água de chuva por telhados com telhas cerâmicas pode constituir uma alternativa importante para suprir o déficit de abastecimento de água na região. Da análise dos aspectos qualitativos, observou-se que apesar das alterações apresentadas, devido principalmente à passagem pelo substrato, a água escoada dos telhados verdes pode ser empregada em usos menos nobres, como lavagem de pisos e irrigação de jardins. Da comparação dos volumes escoados pelas superfícies consideradas, verificou-se que os telhados verdes podem contribuir para a redução do escoamento superficial da água de chuva, sendo que os melhores resultados, neste aspecto, foram obtidos com o emprego da vegetação coroa-de-frade.

Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Nilton Nobuhiro Imai / Banca: Maurício Galo / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Resumo: As metodologias para a extração automática de telhados desempenham um papel importante no contexto de aquisição de informação espacial para Sistemas de Informação Geográficas (SIG). Neste sentido, este trabalho propõe uma metodologia para extração automática de contornos de telhado de edifícios utilizando dados de varredura a laser. A metodologia baseiase em duas etapas principais: 1) Extração de regiões altas (edifícios, árvores etc.) de um Modelo Digital de Elevação (MDE) gerado a partir dos dados laser; 2) Extração das regiões altas que correspondem a contornos de telhados. Na primeira etapa são utilizadas as técnicas de divisão recursiva, via estrutura quadtree e de fusão Bayesiana de regiões considerando Markov Random Field (MRF). Inicialmente a técnica de divisão recursiva é usada para particionar o MDE em regiões homogêneas. No entanto, devido a ligeiras diferenças de altura no MDE, nesta etapa a fragmentação das regiões pode ser relativamente alta. Para minimizar essa fragmentação, a técnica de fusão Bayesiana de regiões é aplicada nos dados segmentados. Utiliza-se para tanto um modelo hierárquico, cujas alturas médias das regiões dependem de uma média geral e de um efeito aleatório, que incorpora a relação de vizinhança entre elas. A distribuição a priori para o efeito aleatório é especificada como um modelo condicional auto-regressivo (CAR). As distribuições a posteriori para os parâmetros de interesse foram obtidas utilizando o Amostrador de Gibbs. Na segunda etapa os contornos de telhados são identificados entre todos os objetos altos extraídos na etapa anterior. Levando em conta algumas propriedades de telhados e as medidas de alguns atributos (por exemplo, área, retangularidade, ângulos entre eixos principais de objetos) é construída uma função de energia a partir do modelo MRF. / Abstract: Methodologies for automatic building roof extraction are important in the context of spatial information acquisition for geographical information systems (GIS). Thus, this work proposes a methodology for automatic extraction of building roof contour from laser scanning data. The methodology is based on two stages: 1) Extraction of high regions (buildings, trees etc.) from a Digital Elevation Model (DEM) derived from laser scanning data; 2) Building roof contour extraction. In the first stage is applied the recursive splitting technique using the quadtree structure followed by a Bayesian merging technique considering Markov Random Field (MRF) model. The recursive splitting technique subdivides the DEM into homogeneous regions. However, due to slight height differences in the DEM, in this stage the region fragmentation can be relatively high. In order to minimize the fragmentation, a region merging technique based on the Bayesian framework is applied to the previously segmented data. Thus, a hierarchical model is proposed, whose height values in the data depend on a general mean plus a random effect. The prior distribution for the random effects is specified by the Conditional Autoregressive (CAR) model. The posterior probability distributions are obtained by the Gibbs sampler. In the second stage the building roof contours are identified among all high objects extracted previously. / Doutor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento. / Green roofs are an interesting alternative to mitigate the risk of flooding given the huge area of unused roofs of impermeable surfaces in urban areas. Thanks to its ability to store water, green roofs can significantly reduce the peak flow events with higher rainfall. Investigations on the composition of substrates based on local materials and designs suitable for tropical climatic regions are less frequent. Vegetation and substrate are elements of a green roof that need to be adapted to each microclimate and not universalized. The objective of this study was to evaluate the performance of different substrate compositions based on local soil, coconut biomass, soil conditioner and commercial components in order to maximize retention capacity of rainwater and lower maintenance needs. A pre-test columns evaluated the water retention capacity and relative wet weight dry weight x 15 substrate compositions. The compositions were the best performing substrates S1 (15% soil + 55% + 30% coconut commercial components), S2 (30% soil + 40% + 30% coconut commercial components) and S3 (60% + 10% soil + coco 30% commercial components). The physicochemical characterization of substrates, soil and coconut fiber was performed. Then a test column evaluated the water retention capacity of the two substrates under precipitation conditions: a gentle (8.77 mm / h), and another strong (42.0 mm / h). The results showed that the substrates S2 and S3 showed better retention results for both intensities of rainfall. It was observed that S1, which showed better retention capacity in the pre-test, performance was inferior to the others which can be attributed to the higher concentration of coconut fiber composition and the consequent emergence of preferential paths along the profile of the column, through which water drained more quickly. In lighter precipitation events, the substrates while retaining 60-100% of the total applied. When applied a stronger intensity of precipitation, the band retention was between 40% and 59%. However, the variables analyzed to evaluate the quality of the water drainage of the substrates (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) were higher than the values generally found in the literature, indicating that the compositions here adopted for the substrates can bring in a source of water pollution. The substrates for use in green roofs presented in this study met its goal for retaining water, but the quality of percolated water makes its use impractical until now. There was the need to study further the quality of water leached for each component of the substrates individually in order to identify sources of the elements present in high concentrations become pollutants. It can be considered the removal of some (s) of the components present in the composition to achieve a satisfactory level of quality of the water flow.

This study aimed to experimentally evaluate the properties as sound absorbers of two modular green roof systems commonly used in Brazil: the Alveolar simple and the modular Hexa. This study emerged from the unification of two aggravating problems, being the environment degradation and the environmental noise, given the records that vegetated roofs generally have several environmental benefits, including acoustic. The two systems were evaluated with the same substratum, but with different features and using distinct plants and assembly modes, that is, grass on the Alveolar system and plants of the sedum genus on the Hexa modular system. Measuring experiments of sound absortion have been made for each of the systems, consisting of two measurings with different substratum thickness and one measuring of the systems with sedum plants. The chosen experimental procedure was the method of reverberation chamber in a diffuse sound field. It was found that substrata of all the combinations of investigated samples have interesting absorption properties, due their porosity. The maximum sound absorption coefficient α of the Alveolar system with 2.5cm thick substratum was 1.0 at 1kHz, and the lower frequency coefficient are close to 0.20. The Alveolar system with 4 cm of substratum and the Hexa modular system with sedum plants were those which had, in general, higher values for α in all frequency bands, as well as showing the highest NRC values, in other words: values of 0.80 and 0.81 respectively. The maximum α in the Alveolar system with a layer of 4 cm thick substratum reached the value of 0.89 at frequencies of 1 kHz, 2 kHz and 2.5 kHz, and at the low frequencies from 100 Hz to 200 Hz the sample reached α values between 0.25 and 0.32; whereas the Hexa modular system with a 6cm substratum plus sedum the α values were 0.94 at a frequency of 800Hz, and between 0.16 and 0.26 at low frequencies. The 4cm thick Alveolar system with grass was the system which had higher α values in the frequencies of 100Hz and 200Hz, between 0.31 and 0.38, therefore being most efficient for traffic noise absorption. In general, the absorption coefficients of all samples doubled the value at the range of 250Hz, in comparison to the 200Hz frequency. The obtained results show a high absorption coefficient for such systems, which indicates that using green roofs can be na effective alternative of urban noise control. / Este estudo teve como objetivo principal avaliar experimentalmente as propriedades como absorvedores sonoros de dois sistemas modulares de telhados verdes comumente utilizados no Brasil: alveolar simples e hexa. Este eclodiu da unificação de dois problemas agravantes, sendo a degradação do meio ambiente e ruído ambiental, partindo-se dos registros que telhados vegetados de forma geral possuem vários benefícios ambientais, inclusive acústicos. Foram analisados os dois sistemas com a mesma composição de substrato, porém com particularidades no esquema de montagem e plantas diferenciadas, isto é, grama no sistema alveolar e planta do tipo sedum no sistema hexa. Foram realizados experimentos de medição de absorção sonora de cada um dos sistemas, sendo duas medições considerando espessuras diferenciadas de substrato e uma medição do conjunto com planta. O procedimento experimental foi o método da câmara reverberante em campo difuso. Verificou-se que os substratos das amostras de todas as combinações investigadas possuem interessantes propriedades de absorção, por serem altamente porosos. O coeficiente de absorção sonoro (α) máximo do sistema alveolar com 2,5cm de substrato foi de 1,0 em 1 kHz, e nas baixas frequências tem coeficientes próximos de 0,20. Já o sistema alveolar com 4 cm de substrato e o sistema hexa com sedum foram os que apresentaram, no geral, maiores valores no α em todas as faixas de frequência, além de apresentarem em termos de NRC os maiores valores, ou seja: 0,80 e 0,81 respectivamente. O α máximo no sistema alveolar com 4 cm de espessura do substrato atingiu 0,89 nas frequências de 1kHz, 2kHz e 2,5 kHz, e nas baixas frequências valores de α entre 0,25 à 0,32 nas frequências de 100 à 200 Hz; já no sistema hexa com espessura do substrato de 6cm com sedum o α máximo foi de 0,94 na frequência de 800Hz, e nas baixas frequências entre 0,16 a 0,26. O sistema alveolar com espessura de 4 cm com grama foi o que obteve maiores α nas baixas frequências de100 a 200 Hz com valores de 0,31 a 0,38, sendo assim mais eficaz para absorção de ruído de tráfego. No geral, os coeficientes de absorção de todas as amostras dobraram o valor na faixa de 250 Hz em relação a 200 Hz. Os resultados obtidos indicam um alto coeficiente de absorção para tais equipamentos, o que sugere que a utilização de telhados verdes pode ser uma ótima alternativa de controle de ruído urbano.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento. / Green roofs are an interesting alternative to mitigate the risk of flooding given the huge area of unused roofs of impermeable surfaces in urban areas. Thanks to its ability to store water, green roofs can significantly reduce the peak flow events with higher rainfall. Investigations on the composition of substrates based on local materials and designs suitable for tropical climatic regions are less frequent. Vegetation and substrate are elements of a green roof that need to be adapted to each microclimate and not universalized. The objective of this study was to evaluate the performance of different substrate compositions based on local soil, coconut biomass, soil conditioner and commercial components in order to maximize retention capacity of rainwater and lower maintenance needs. A pre-test columns evaluated the water retention capacity and relative wet weight dry weight x 15 substrate compositions. The compositions were the best performing substrates S1 (15% soil + 55% + 30% coconut commercial components), S2 (30% soil + 40% + 30% coconut commercial components) and S3 (60% + 10% soil + coco 30% commercial components). The physicochemical characterization of substrates, soil and coconut fiber was performed. Then a test column evaluated the water retention capacity of the two substrates under precipitation conditions: a gentle (8.77 mm / h), and another strong (42.0 mm / h). The results showed that the substrates S2 and S3 showed better retention results for both intensities of rainfall. It was observed that S1, which showed better retention capacity in the pre-test, performance was inferior to the others which can be attributed to the higher concentration of coconut fiber composition and the consequent emergence of preferential paths along the profile of the column, through which water drained more quickly. In lighter precipitation events, the substrates while retaining 60-100% of the total applied. When applied a stronger intensity of precipitation, the band retention was between 40% and 59%. However, the variables analyzed to evaluate the quality of the water drainage of the substrates (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) were higher than the values generally found in the literature, indicating that the compositions here adopted for the substrates can bring in a source of water pollution. The substrates for use in green roofs presented in this study met its goal for retaining water, but the quality of percolated water makes its use impractical until now. There was the need to study further the quality of water leached for each component of the substrates individually in order to identify sources of the elements present in high concentrations become pollutants. It can be considered the removal of some (s) of the components present in the composition to achieve a satisfactory level of quality of the water flow.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Green roofs have increasingly become an integral part of urban environments, mainly due to their aesthetic benefits, thermal comfort and efficiency in controlling excess runoff. However, the effects of this emerging technology in the qualitative characteristics of rainwater is still poorly understood. In this study, we evaluated the quality of rain water runoff from two extensive green roofs and a roof built with corrugated fiber cement sheets (control roof) installed in Santa Maria - RS. In addition, we analyzed the performance of both types of roof for controlling storm water runoff. For qualitative analysis of water, were determined physical (turbidity, apparent color, true color, electrical conductivity, total solids, dissolved solids, suspended solids and temperature), chemical (pH, phosphate, total nitrogen, nitrate, nitrite, chloride, sulfates, BOD, and hardness), metal (copper, iron, zinc, lead and chromium) and microbiological parameters (total coliforms and E. coli). Differences in rain water quality obtained at collection points were assessed using parametric test (Test t) and non-parametric tests (Mann-Whitney and Kruskal-Wallis test) with a significance level of 5% probability. The control of storm water runoff was analyzed from the runoff coefficient (C) and the water portion stored in both types of coverage. The results showed that, in general, GRs have not improved water quality, as indicated by some authors. On both green roofs occurred an increase of chloride, electrical conductivity, color, BOD, hardness, total coliforms, E. coli, phosphate, sulfate and turbidity. However, it was observed that GRs are able to convert the slightly acidic rainfall into basic water, which confirms its potential to neutralize acid deposition. Except for a few parameters, the quality of the collected water from the control roof did not differ significantly compared to GRs water. By comparing the results with the Brazilian environmental legislation, we noted that the runoff from all three roofs have potential for non-potable uses, such as floor and sidewalks washing, garden irrigation, toilet flushing, among others. About the performance of roofs in controlling storm water runoff, there was a significant efficiency of green roofs compared to the roof built with corrugated fiber cement sheets. This result was typified by the average values of flow coefficient, about 0.43 for GRs and 0.83 for control roof. However, the efficiency of green roofs controlling runoff proved to be very sensitive to weather conditions and antecedent soil moisture. To a future study about performance and interaction of various factors that could influence green roofs water quality and in its efficiency and controlling storm water runoff, we suggest long-term studies with different types of substrates, plant species and installation of the structures in locations with other types of occupation and environmental conditions, different from those verified in this work. / Os telhados verdes (TVs) têm cada vez mais se tornado parte integrante dos ambientes urbanos devido, principalmente, aos seus benefícios estéticos, conforto térmico e diminuição do escoamento superficial de águas pluviais. Contudo, os efeitos dessa emergente tecnologia nas características qualitativas de águas de chuva ainda é pouco compreendido. Neste trabalho foi avaliada a qualidade de águas de pluviais escoadas a partir de dois telhados verdes extensivos e de um telhado de fibrocimento (telhado controle) instalados em Santa Maria-RS. Complementarmente, analisou-se o desempenho de ambos os tipos de coberturas no controle quantitativo do escoamento pluvial. Para a caracterização qualitativa da água, foram determinados os parâmetros físicos (turbidez, cor aparente, cor verdadeira, condutividade elétrica, sólidos totais, sólidos dissolvidos, sólidos suspensos e temperatura), químicos (pH, fosfato, nitrogênio total, nitrato, nitrito, cloretos, sulfatos, DBO, e dureza), metais (cobre, ferro, zinco, chumbo e cromo) e microbiológicos (coliformes totais e E. coli). As diferenças na qualidade da água de chuva obtidas nos diferentes pontos de coleta foram avaliadas utilizando teste paramétrico (Test t) e testes não paramétricos (Mann-Whitney e Kruskal-Wallis), com um nível de significância de 5% de probabilidade. O controle do escoamento pluvial foi analisado a partir do coeficiente de escoamento (C) e da parcela de água armazenada nos dois tipos de coberturas. Os resultados apontaram que, em geral, os TVs não melhoraram a qualidade da água, como indicado por alguns autores. Ambos telhados verdes atuaram como fonte de cloretos, condutividade elétrica, cor, DBO, dureza total, coliformes totais, E. coli, fosfato, sulfato e turbidez. Contudo, observou- que os TVs foram capazes de converter o caráter ligeiramente ácido da água pluvial para básico, confirmando o seu potencial na neutralização de deposições ácidas. Com exceção de alguns parâmetros, a qualidade da água coletada do telhado controle não se diferiu significativamente em comparação às dos TVs. A partir da comparação dos resultados com as legislações ambientais consultadas, observou-se que as águas escoadas dos dois tipos de telhados apresentam características com potencial para usos não potáveis, tais como lavagem de pisos, calçadas, irrigação de jardins, descargas de bacias sanitárias, dentre outros. Com relação ao desempenho dos telhados no controle do escoamento pluvial, constatou-se uma significativa eficiência das coberturas verdes comparativamente ao telhado de fibrocimento. Esse resultado ficou tipificado pelos valores médios do coeficiente de escoamento, cerca de 0,43 para os TVs e de aproximadamente 0,83 para o telhado controle. Para melhor investigar a atuação e interação dos diversos fatores que podem influenciar na qualidade da água dos telhados verdes e também na sua eficiência quanto ao controle do escoamento pluvial, sugere-se estudos de longo prazo e com diferentes tipos de substratos, espécies vegetais e a instalação dessas estruturas em locais com diferentes tipos de ocupações e outras condicionantes ambientais distintas das verificadas neste trabalho.

Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Resumo: Neste trabalho foi proposta uma metodologia para a extração de contornos de telhados de edifícios no espaço-objeto, a partir da integração de um estéreo par de imagens aéreas de alta resolução e modelos 3D aproximados de telhado obtidos a partir de dados de varredura a LASER. Um modelo matemático considerando as propriedades radiométricas e geométricas dos telhados foi formulado a fim de representar o contorno do telhado no espaçoimagem, tendo como base o modelo de contorno ativo Snake. Esse modelo foi então adaptado para descrever os contornos no espaço-objeto considerando um estéreo par de imagens aéreas. Finalmente, o polígono ótimo que representa um dado contorno do telhado foi determinado a partir da otimização, via Programação Dinâmica, da função de energia criada. A solução obtida é uma representação mais acurada para o correspondente contorno do modelo 3D do telhado. O método desenvolvido apresenta também mecanismos para realizar a compensação automática de três tipos de problemas comuns em ambientes urbanos e que podem prejudicar a extração automática de telhados: obstruções perspectivas causadas por edifícios elevados, obstruções diretas causadas por vegetação que se eleva acima do telhado e sombras adjacentes aos telhados, as quais podem ser confundidas com as bordas do telhado. Os experimentos foram realizados utilizando imagens aéreas com GSD ≈ 0,10 m e nuvem de pontos LASER com densidade média de 6 pontos/m2. Os resultados mostraram que o método funciona adequad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work a methodology was proposed for extracting building roof contours in the object-space, by integration of a high-resolution aerial images stereo pair and 3D roof models reconstructed from LASER scanning data. A mathematical model considering the radiometric and geometric properties of roofs was developed in order to represent the roof contour in the image-space, based on the Snake active contour model. Then, the model was adapted to represent the contours in the object space considering a stereo pair of aerial images. Finally, the optimal polygon representing a selected roof contour was obtained by optimizing the proposed energy function using Dynamic Programming algorithm. The solution obtained, i.e., a polygon representing each 3D roof contour, will be a higher accurate representation for the correspondent contour of the 3D roof model. The proposed method also presents mechanisms to perform the compensation of three types of common problems in urban environment and which can disturb the automatic roof extraction: perspective occlusions caused by high buildings, occlusions caused by vegetation that covers the roof and shadows that are adjacent to the roofs which can be misinterpreted as roof edges. The experiments were performed using aerial images with GSD ≈ 0,10 m and LASER point cloud with average density of 6 points/m2. The results showed that the proposed method works properly in contour extraction of roofs with occlusion and shadows areas, presenting complet... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

\"Tetos verdes\", ou a colocação de vegetação sobre coberturas de edifícios, têm se mostrado importantes ferramentas na mitigação de diversos problemas ambientais urbanos. Porém, seus benefícios coletivos apenas se tornam significativos após sua instalação em massa, sendo uma estratégia ambiental altamente dependente do agente privado -- os proprietários. Neste trabalho, buscou-se uma abordagem interdisciplinar com a Economia Ambiental e Comportamental, de modo a revelar os mecanismos de tomada de decisão dos indivíduos, tanto motivações econômicas (como sanções e subsídios), quanto motivações ditas \"irracionais\", como a imitação de comportamento. Depois, reconhecendo os tetos verdes como soluções polivalentes, faz-se uma abordagem múltipla para seu encaixe em políticas públicas existentes: clima urbano, economia de energia, poluição atmosférica, gerenciamento de águas pluviais e biodiversidade, cada uma envolvendo uma breve descrição da teoria e de políticas públicas existentes, desde o contexto mundial até o município de São Paulo. Como estudo de caso, aplica-se o índice ambiental alemão BFF (Biotopflächenfaktor, fator de superfícies ecológicas) a algumas tipologias marcantes de São Paulo, e conclui-se que o índice pode ser importante ferramenta na fomentação não só de tetos verdes, como de outras soluções ambientais de natureza pulverizada, devido à sua flexibilidade e facilidade de aplicação, podendo ser ajustada à realidade do município para melhores resultados. / The placement of vegetation on top of buildings, or \"green roofs\", has been shown to be an important mitigation tool for several environmental problems in cities. However, their collective benefits become more significant with widespread adoption, thus depending heavily on private agents, the building owners. This research took an interdisciplinary approach, making use of Environmental and Behavioral Economics in order to reveal the mechanisms that guide an individual\'s decision making process, including \"rational\" economic motivations (such as sanctions and subsidies) as well as \"irrational\" motivations, such as imitation of peers. Recognizing green roofs as versatile solutions, a multifaceted approach is taken to assess their suitability for inclusion into existing public policy; the approaches include urban climate, energy efficiency, air pollution, stormwater management, and biodiversity, each with a brief description of the theory and existing public policy, at several scales, from a global context to the Municipality of São Paulo. As a case study, the German environmental index BAF (biotope area factor) is applied to one block in different development typologies in Sao Paulo. It is concluded that the index could be an important tool for fostering not only green roofs, but many other pulverized environmental solutions, thanks to its flexibility and ease of implementation. For even better results, there is the possibility of carefullyadjusting the BAF index to Sao Paulo\'s reality.