Os sistemas de irrigação localizada requerem, obrigatoriamente sistemas de filtração para um tratamento mínimo da água. Os filtros são fundamentais à qualidade da água utilizada na agricultura irrigada, promovendo melhor desempenho dos sistemas de irrigação e seus componentes. Neste trabalho, estudou-se a perda de carga em função da vazão, em filtros de tela e de discos e determinou-se a bateria de filtros de mínimo custo anual total para diferentes vazões de projeto. Os ensaios foram realizados no laboratório de irrigação do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, utilizando-se filtros comerciais da marca AMIAD, com elemento filtrantes de tela (modelos 3/4", 1", 1 ½" e 2") de discos (modelos 1", 1 ½" e 2"). A vazão máxima utilizada no ensaio, para cada modelo de filtro, foi àquela recomendada pelo fabricante. Para todos os filtros analisados no laboratório observaram-se altos valores dos coeficientes de determinação (R2) indicando uma forte relação potencial entre as variáveis vazão e perda de carga. Considerando as condições em que o estudo foi realizado e com base nos resultados obtidos, conclui-se que: o modelo matemático potencial descreve adequadamente a variação da perda de carga nos filtros de tela e discos em função da variação da vazão; os filtros de tela proporcionam menor perda de carga que os filtros de discos; a filtragem da água utilizando filtros de discos apresenta maior custo anual total; para os limites de vazão estudados e para as perdas de carga máximas permitidas, em geral as baterias compostas por filtros de 2" apresentaram o menor custo mínimo anual total; de forma geral, para os filtros estudados, as curvas de perda de carga em função da vazão apresentadas no catálogo do fabricante não representaram fielmente as curvas obtidas nesse trabalho, em ensaio de laboratório. / Drip irrigation systems always require filtration systems for a basic water treatment. The filters are fundamental for the water quality used in irrigated farming, providing better performance of irrigation systems and their components. It was studied in this work the loading loss according to the flow in net and disc filters and it was determined the filter sets with the minimum cost for different flows. The trials were carried out in the irrigation laboratory of the Rural Engineering Department of the Superior School of Agriculture "Luiz de Queiroz", São Paulo University, using AMIAD brand commercial filters, with net filtration elements (models 3/4", 1", 1 ½" ", and 2"), and discs (models 1", 1 ½" and 2").The maximum flow used in the trial, for each filter model, was that recommended by the manufacturer. It was observed for all the analyzed filters in the laboratory high values of determination coefficient (R2) indicating a strong potential relation between the flow and loading loss variables. Considering the conditions in which the study was carried out and based on the results obtained, it was concluded that: The potential mathematical model describes adequately the loading loss variation in the net and disc filters according to the flow variation; the net filters provide less loading loss than the disc filters; the water filtration using disc filters show higher total annual cost; for the studied flow limits and for the maximum allowed loading loss, in general the sets composed of 2" filters present the lowest total annual cost, overall, for the filters studied, the loading loss curves according to the flow showed in the manufacturer’s catalogue did not present accurately the curves obtained on this work in laboratory trial.

A bacia hidrográfica do Rio Grande de Ubatuba (26Km2) encontra-se quase que totalmente recoberta com vegetação nativa da Mata Atlântica, e grande parte está inserida no interior do Parque Estadual da Serra do Mar. O Rio Grande é um manancial estratégico para o município, pois abastece 88% da população, que recebe água tratada de serviço público. Com o propósito de conhecer a potencialidade hídrica do manancial de forma a subsidiar tecnicamente a elaboração do Plano de Manejo para a bacia, o presente estudo foi conduzido para gerar a série histórica de vazão, usando o Modelo SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) e analisar o balanço entre a disponibilidade e a demanda de água. Com apenas quatro anos incompletos de dados fluviométricos e com a série histórica de 67 anos de dados de precipitação, foi possível calibrar os parâmetros e validar o modelo com uma correlação de 0,838 entre as vazões estimada e observada e por último gerar a serie histórica de vazão. Com a série histórica de vazão gerada foi feita a análise temporal do balanço entre a disponibilidade e demanda que permitiram identificar a insuficiência hídrica para atender a demanda para abastecimento público ou para manutenção dos processos ecológicos do manancial, considerando três aspectos: a flutuação da população, a ocorrência de anos hídricos secos e, mesmo nos anos hídricos normais, ocorrência de períodos de meses secos prolongados. Com base na análise conjunta dos resultados, algumas ações consideradas compatíveis para a prevenção de possível escassez de água no futuro foram formuladas, visando proporcionar melhor qualidade de vida à população. / The Rio Grande Watershed of Ubatuba (26km2 ) is almost completely covered with native Atlantic Rainforest vegetation, and a large part is within the bounds of the Serra do Mar State Park. The Rio Grande is a strategic water source for the municipality, supplying 88% of the population demand with treated water via a public service. In order to analyse the water potential of the source and to acquire technical information for the preparation of the Watershed Management Plan, this study was carried generate streamflow historic data, using the SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) model. This, in turn, permitted to analyse the balance between demand and availability of water.With only 4 years of incomplete streamflow data and 67 years of rainfall data, it was possible to calibrate the parameters and validate the model with a correlation of 0.838 between the estimated and observed flows, and finally produce a streamflow history.To produce the streamflow history, a time analysis was carried out with the balance between availability and demand, which allowed the identification of water shortages for public supply, as well as for the maintenance of the stream ecological processes, considering the following three aspects: population fluctuations, the occurrence of drought years and, even in normal years, the occurrence of extended periods of drought.

A utilização do sensor medidor de vazão mássica de ar (MAFS) para controlar a vazão em massa de ar admitida pelo motor de combustão interna é relativamente nova no Brasil. Dentre os veículos comercializados no mercado brasileiro é possível encontrar uma série de exemplos que aplicam tal tecnologia. Acredita-se ainda, que este sensor em breve será adotado pela totalidade dos fabricantes de veículos nacionais. Este trabalho aborda uma metodologia prática para instalação robusta deste sensor em sistemas de admissão de ar para motores de combustão interna veiculares. Esta metodologia foi baseada em recentes projetos de desenvolvimento de sistemas de admissão de ar realizados por uma das principais montadoras brasileiras que utiliza este tipo de sensor para auxiliar no gerenciamento do sistema eletrônico de controle do motor. Este trabalho inclui ainda informações sobre os principais testes de validação para a instalação do sensor nos sistemas de admissão veicular, bem como algumas das práticas adotadas na execução do processo de desenvolvimento. Além disso, serão abordados também os efeitos de modificações realizadas nos sistemas de admissão e como estas afetam os resultados obtidos. / The usage of Mass Air Flow Sensor (MAFS) to control the mass air flow intake by the internal combustion engine is relatively new in Brazil. Among the vehicles sold in the Brazilian market it is possible to find a number of examples that apply this technology. It is believed, however, that this sensor will soon be embraced by all domestic vehicle manufacturers. This document presents a practical methodology for robust installation of this sensor in air intake systems for a vehicle internal combustion engine. This methodology was based on recent development projects of air intake systems developed by one of the main Brazilian companies that use this type of sensor to help the electronic control system to manage the engine. This work also includes information about the main validation tests for installing the sensor in the vehicle air intake systems, as well as some of the practices adopted in the implementation of the development process. There will also be addressed the effects of modifications in the intake systems and how these modifications affect the results.

A variabilidade climática é um objeto característico da Geografia já que anomalias positivas ou negativas de seus elementos, principalmente precipitação e temperatura, podem afetar de forma significativa a vida da população atingida. Na presente pesquisa, a variabilidade da vazão na bacia amazônica brasileira para o período de 1976 a 2010 é estudada por meio de técnicas estatísticas, tais como correlação linear, regressão linear simples e múltipla, análise de agrupamento e análise de ondeletas. Campos de componentes atmosféricos são apresentados para a compreensão da circulação atmosférica anômala que leva a anomalias de vazão. O objetivo é compreender com mais profundidade possíveis associações entre a variabilidade da vazão fluvial e da temperatura da superfície do mar, TSM, em regiões oceânicas específicas, reconhecendo-se para isso o acoplamento oceano-atmosfera que modula a variabilidade climática global. Este estudo compreendeu o uso de dados de vazão e precipitação do sistema Hidroweb/ANA, dados de TSM, radiação de onda longa e vento do conjunto de dados da Reanálise I, do NCEP/NCAR, e dados de precipitação do Global Precipitation Climatology Project, GPCP. A maior parte das análises considerou o tratamento de dados na escala mensal. O estudo verificou que há variabilidade espacial para a resposta da correlação linear entre a TSM e a vazão na bacia amazônica brasileira, verificada em cada uma das sub-regiões homogêneas definidas para esta pesquisa. Diferenças espaciais também foram verificadas nos resultados dos testes para tendência linear, identificando-se um padrão de tendência positiva da vazão na parte norte da bacia amazônica brasileira, e, negativa na porção sul. Sugere-se que a tendência negativa na porção sul esteja, em parte, associada à expansão das áreas agrícolas e, portanto, à intensificação do desmatamento. Cada uma das sub-regiões apresentou padrões espaciais de correlação linear diferenciados com os oceanos, mas, de forma geral, verifica-se que os eventos ENOS são importantes na definição da variabilidade da bacia amazônica, sendo mais efetivos nas anomalias de vazão das sub-regiões Norte, Amazonas-Foz e Sul, enquanto que a variabilidade da temperatura da superfície do mar no Atlântico Tropical Norte está bem associada à variabilidade da vazão nas sub-regiões Central e Oeste. A análise dos campos atmosféricos médios para anos caracterizados por ENOS neutros permitiu identificar que a sub-região Oeste apresentou resultados de influência de processos climáticos regionais que influenciaram anomalias positivas e negativas de vazão. Desta forma, a hipótese da tese de que, observando-se as particularidades de associação entre a temperatura da superfície do mar e a vazão fluvial para cada sub-região amazônica seria possível elaborar um modelo estocástico de previsão mais adequado a cada sub-região, sendo cada um mais apropriado a cada subregião, exprimindo maior acurácia e significância estatística, foi confirmada. Cada uma das sub-regiões consideradas apresenta intervalos de tempo preferenciais em que a correlação com a superfície dos oceanos é máxima. Assim, conclui-se que a bacia amazônica não pode ser considerada como um todo quanto à análise climática, já que foram confirmadas variabilidades espaciais de tendência linear dos dados de vazão, correlação entre vazão e precipitação e correlação com anomalias da temperatura da superfície do mar. / Climate variability is a characteristic object of geography, as positive or negative anomalies of its elements, especially precipitation and temperature may significantly affect the lives of the population. In this research, the variability of flow in the Brazilian Amazon basin for the period 1976-2010 is studied through statistical techniques such as linear correlation, simple and multiple linear regression, cluster analysis and wavelet analysis. Fields of atmospheric components are presented for comprehending the anomalous atmospheric circulation which leads to flow abnormalities. The objective is to understand more deeply possible associations between the variability of river flow and sea surface temperature, SST, in specific ocean regions, in order to recognize ocean-atmosphere coupling that modulates the global climate variability. This study has encompassed the use of flow and precipitation data of Hidroweb system/ANA, SST data, longwave radiation and wind of NCEP/NCAR Reanalysis I dataset, and precipitation data of Global Precipitation Climatology Project, GPCP. Most of the analyzes considered the treatment of data in the monthly scale. The study found that there is spatial variability to the response of the linear correlation between SST and the flow in the Brazilian Amazon basin seen in each one of the homogeneous subregions defined for this research. Spatial differences were also verified in the results of tests for linear trend, identifying a pattern of positive trend of the flow in the northern part of the Brazilian Amazon basin, and negative in the southern portion. It suggests that the negative trend in the southern portion is partly associated with the expansion of agricultural areas and therefore, the intensification of deforestation of forested areas. Each one of the subregions showed different spatial patterns of linear correlation with the oceans, but in general, ENSO events are important in defining the variability of the Amazon basin, being more effective in flow anomalies of North, Amazonas-Foz and South subregions, whereas the variability of sea surface temperature in the Tropical North Atlantic is well associated with the variability of flow in the Central and West subregions. The analysis of average atmospheric fields for years characterized by neutral ENSO was able to identify that the West subregion presented results of influence of regional climate processes which influenced anomalies of positive and negative flow. Thus, the hypothesis of the thesis that, by observing the association of the particularities between sea surface temperature and river flow for each Amazon subregion would be possible to develop a more appropriate stochastic model to each subregion, being each one more adequate to every subregion, expressing greater accuracy and statistical significance, was confirmed. Each one of the subregions considered presents preferential time intervals at which the correlation to the ocean surface is maximal. Therefore, it is concluded that the Amazon basin cannot be considered as a whole regarding its climate analysis, seeing that spatial variabilities of linear trend of flow data were confirmed, correlation between flow and precipitation and correlation with sea surface temperature anomalies.

A expansão das áreas de reflorestamento colocam em evidência os possíveis efeitos destas nos recursos hídricos. Tendo como principal característica o crescimento acelerado, as florestas plantadas apresentam elevadas taxas de evapotranspiração, e, embora não sejam consideradas usuárias de água, o consumo das mesmas modifica a produção de água na microbacia. Buscando entender este cenário, o objetivo do estudo foi identificar alternativas de corte raso em mosaico a serem utilizadas para mitigar os efeitos das florestas plantadas nos recursos hídricos. Foram testados variáveis de intensidade e configuração espacial do corte raso e seus efeitos obtidos por meio de simulações chuva-vazão na microbacia experimental de Itatinga. O estudo foi dividido em duas partes, a primeira foi referente à análise do consumo por meio da curva de permanência do deflúvio em diferentes cenários de intensidade de corte, e a segunda pela simulação hidrológica distribuída de cenários de corte variáveis tanto na intensidade quanto na localização. A partir dos resultados obtidos foram realizadas comparações com as vazões mínimas de referência (Q7.10 e Q90) para quantificação do consumo de água das florestas ao longo do tempo. Os resultados mostraram que quando totalmente coberta com floresta o consumo de água sempre ficava além do recomendado, conforme o corte da cobertura simulado era intensificado (até 100% de corte) os valores de consumo caiam, sendo que a partir de cinquenta porcento de corte o deflúvio ficava abaixo dos dois índices de vazão mínima de referência analisados. Na segunda parte do estudo os cenários de intensidade e localização do corte (30, 50 e 70% de corte nas cotas baixas e altas) foram comparados com a referência - cobertura total com floresta - e os resultados analisados quanto ao escoamento total, pico de vazão e volume dos eventos. Foi também simulado um cenário para a análise do efeito da vegetação ripária na redução dos impactos. Os resultados mostraram que os efeitos das diferentes intensidades de corte raso estão relacionados a altura total precipitada, pois apresentaram diferenças significativas para os menores eventos de chuva, não tendo as intensidades diferenças no corte para os maiores eventos (lâminas de chuva acima de 15 mm). A localização do corte nas cotas baixas da bacia resultou em picos de vazão e volume maiores do que o cenário referência para uma mesma intensidade de corte. Quando os cortes foram realizados nas cotas altas os resultados não diferiram significativamente do cenário referência em nenhuma porcentagem de corte, com exceção para a altura precipitada entre 4 e 8 mm. As simulações dos efeitos da floresta ripária mostraram que quando mantida ao longo do rio a vegetação diminui o escoamento direto, no entanto, este efeito depende da intensidade do evento de chuva, não sendo significativo para grandes eventos. Por meio dos dados foi possível concluir que o corte em mosaico é uma ferramenta que deve ser utilizada no manejo das florestas plantadas, pois por meio deste é possível diminuir o consumo através da intensidade e mitigar os efeitos do aumento do escoamento por meio da localização do corte. / The expansion of areas of planted forests shows possible effects they have on water resources. Due to the characteristics of accelerated growth, commercial reforestations have high rates of evapotranspiration. Although planted forests are not considered water users, their consumption modifies water production in the watershed. Seeking to understand this scenario, the objective of this study was to identify alternatives to clear-cutting in mosaic that can be used to mitigate the effects of planted forests in water resources. Variables of intensity and spatial configuration of clear-cutting and its effects obtained through rain-flow simulations were tested in the experimental watershed of Itatinga. The study was divided into two parts, the first consisted of the analysis of consumption through the flow permanence curve in different scenarios of cut intensity, and the second was characterized by hydrological simulation of distributed variable cutting scenarios both in intensity and in location. The results were used to compare with the minimum flow rates of reference (Q7.10 and Q90) to quantify water consumption of forests over time, measuring the relationship between consumption and minimum reference flow. The results showed that when fully covered with forest, water consumption was always beyond the recommended, and as the simulated cut of the vegetation cover was enhanced (until 100% cutting), consumption values dropped. After 50 percent of cutting, runoff remained below two rates of minimum flow reference analyzed. In the second part of the study, the scenarios of intensity and location of cuts (30, 50 and 70% of cut in downstream and upstream) were compared with reference - complete forest cover - and the results were analyzed in terms of total runoff, peak flow and volume of events. It was also simulated a scenario for the analysis of the effects of riparian vegetation on the reduction of impacts caused by the clear-cutting of the planted forest. The effects of different intensities of clear-cutting are related to the size of the event of rain, because they showed significant differences for smaller rain events, however, no differences in the intensities were observed for greater events (precipitation above 15 mm). The location of the cut in downstream scenarios resulted at peak flow and volume larger than the reference scenario for the same cut intensity. When the cuts were made in upstream, the results did not differ significantly from the reference scenario in any percentage of cut, except for the rain size between 4 and 8 mm. Simulations of the effects of riparian forest showed that when they are kept along the river, the vegetation decreases the direct runoff, however, this effect depends on the intensity of the rain event, not being significant for large events. The use of data allowed to conclude that the cut in mosaic is a tool that could be used in the management of planted forests, as it decreases consumption through intensity and mitigates the effects of increased runoff due to the location of the cut.

A cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis, uns dos microrganismos fotossintetizantes mais estudados e cultivados no planeta, tem uma composição particular de biomassa que inclui: elevado conteúdo de proteínas, ácidos graxos poliinsaturados, pigmentos naturais e outras substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. Estudos recentes demonstram que devido a sua composição de biomassa, está sendo estudada para a extração de biocompostos e para a produção de biocombustíveis. O uso de fontes de nitrogênio de baixo custo, como a uréia, pode contribuir para a viabilização da produção deste microrganismo. A. platensis foi cultivada em fotobiorreatores tubulares fechados de capacidade de 3,5 L, com intensidade luminosa de 120 µmol fótons.m-2.s-1 utilizando processo descontinuo alimentado com uréia como fonte de nitrogênio com adição intermitente. O planejamento experimental utilizado foi de modelo fatorial 22, acrescido dos pontos centrais, mais configuração estrela que permitiu avaliar o efeito das variáveis independentes temperatura (T) e vazão molar de alimentação diária de uréia (K). Os resultados foram avaliados com auxílio da metodologia de superfície de resposta que permitiu verificar, através da otimização simultânea das variáveis independentes, uma condição ótima de T = 32 °C e K = 1,16 mM.dia-1 para o crescimento de A. platensis durante 8 dias de cultivo, conseguindo-se nestas condições, concentração celular máxima de 4186 ± 39 mg.L-1, produtividade celular de 757 ± 8 mg.L-1.d-1 e fator de conversão de nitrogênio em células de 14,3 ± 0,1 mg.mg-1. Os valores de Xm obtidos experimentalmente correspondem a 0,4 % a menos do que os valores máximos estimados pelo modelo matemático. O teor de lipídeo da biomassa não foi influenciado pelas condições experimentais adotadas neste trabalho, sendo os valores obtidos dentro da faixa citada na literatura para este microrganismo (aproximadamente 7 %). O teor de proteína da biomassa foi dependente da temperatura e da vazão molar de alimentação diária de uréia. Para vazões molares de uréia até 0.717 mM. dia-1, o aumento da temperatura diminui o teor de proteínas na biomassa. Por outro lado, para valores de vazão de uréia maiores (≥ 0,883 mM.dia-1), o aumento da temperatura leva ao aumento do teor de proteínas na biomassa. O maior valor de teor de proteína obtido neste trabalho foi de 39,49 % (T = 33 ºC, K = 1,879 mM.dia-1). / The cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, ones of the most studied and cultivated photosynthetic microorganisms in the planet, has a unique biomass composition that includes: high protein content, polyunsaturated fat acids, natural pigments and other substances of interest in food, pharmaceutical and cosmetic industries. Recent studies demonstrate that due to its biomass composition, it has being studied for biocomponents extraction and bio-fuels production. The use of low cost nitrogen sources, such as urea, can contribute to the viability of this microorganism production. A. platensis was cultivated in 3.5-liters closed tubular photobioreactors, under luminous intensity of 120 µmol fótons.m-2.s-1, using fed-batch cultivation process with urea as nitrogen source, added intermittently. The utilized experimental design was one of a factorial model 22, increased of the central points and star configuration, which allowed evaluating the effect of the independent variables, such as temperature (T) and urea daily molar flow-rate (K). The results were evaluated with response surface methodology (RSM) that allowed verifying, through the simultaneous optimization of the independent variables, an optimum condition of T = 32 °C and K = 1.16 mM.dia-1 for the growth of A. platensis during 8 days of culture, obtaining maximum cellular concentration of 4186 ± 39 mg.L-1, cellular productivity of 757 ± 8 mg.L-1.d-1 and nitrogen-to-cells factor of 14.3 ± 0.1 mg.mg-1. The Xm values obtained experimentally corresponds to 0.4 % less than the maximum values estimated by the mathematical model. The biomass lipid content was not influenced by the experimental conditions adopted in this work, being the obtained values within the range mentioned in the literature for this microorganism (approximately 7 %). The biomass protein content was dependent of the temperature and urea molar flow-rate. For the latter parameter, values up to 0.717 mM.dia-1, the increase in temperature diminished biomass protein content. On the other hand, for higher urea molar flow-rate values (≥ 0,883 mM.dia-1), the increase of temperature leads to increase of biomass protein content. The highest value of biomass protein content obtained in this work was of 39.49 % (T = 33 ºC, K = 1.879 mM.dia-1).

O presente trabalho desenvolve uma proposta para a avaliação da redução da vazão de pico do hidrograma do método racional, no contexto de bacias hidrográficas topograficamente planas. Entendem-se como planas aquelas localidades, cujas declividades médias características e/ou projetadas são inferiores a 0,5%. Pretende-se também neste trabalho apresentar metodologias e práticas de projeto de drenagem usualmente adotadas em regiões de características topográficas semelhantes. No desenvolvimento do estudo, foram discutidas as bases teóricas do Método Racional e outros métodos de avaliação hidrológica que procuram levar em conta o amortecimento da vazão durante o seu escoamento sobre o leito das vias. Apresentam-se também as bases científicas para a criação de um modelo hidrodinâmico a ser usado no estudo para a determinação do fator de redução da vazão de pico do hidrograma racional. A capacidade de escoamento em vias urbanas é então discutida, de forma a se justificar as relações criadas como conclusão do trabalho. O resultado final apresentado é o estabelecimento de uma relação entre a variação do pico da vazão do Método Racional, com a capacidade de armazenamento ou amortecimento de cheias existente nessas vias. Relações estas que, para fins práticos, significam tanto o incremento positivo no período de retorno do projeto, quanto a redução da vazão para efeito de dimensionamento de galerias. Tais resultados são demonstrados de forma prática por meio do estudo de caso no município de Praia Grande, o litoral sul paulista. / This work presents a proposal for estimating the reduction of the Peak Flow Rate determined by the Rational Method, considering flat basins as a main characteristic. It is considered flat, all of those basins in which the average slope on the streets are smaller than 0,5 %. It is also intentions of this work discuss methods and practices adopted to flat areas as urban drainage solutions and best management practices. Within this work, we also present all the theoretical basis of the Rational Method, among others, that try to fuse the street storm water storage capacity whit the conveyance capacity of a usual street. It is also presented theoretical basis of hydrodynamic models to be used as the main tool to determine de peak flow reduction factor of the Rational Method Hydrogram. Conveyance capacity of a usual street is discussed, street storm water conveyance capacity is also discussed in order to justify the relations proposed as a conclusion of this work. As a result of this work it is established a relationship between the Peak flow rate determined by the Rational Method and the street storm water storage capacity. In addition, this peak reduction can be used as a positive increment on the Recurrence Interval or as flow rate reduction when designing the sewerage system, which means implementation costs reduction. An application to the city of Praia Grande, located the Sao Paulo State, is presented and used as a case of study.

Este trabalho aborda o problema de modelagem de séries de vazões afluentes aos aproveitamentos hidrelétricos. A previsão de vazão natural fluvial é realizada semanalmente para 158 usinas hidrelétricas do Sistema Interligado Nacional (SIN), pois trata-se de insumo fundamental para o planejamento e operação do sistema elétrico brasileiro. Diversos modelos são utilizados na determinação destas previsões, entre os quais podem ser citados os modelos físicos, os estatísticos e aqueles que aplicam sistemas inteligentes. Apesar de contínuos aprimoramentos terem sido incorporados ao processo de previsão de vazão, existem alguns aproveitamentos hidrelétricos para os quais os resultados de estimação têm apresentado grandes desvios. Neste contexto, com a motivação de se obter uma resposta acurada, investigam-se os sistemas fuzzy como modelos concorrentes aplicados à previsão de vazões semanais. O objetivo do trabalho é reduzir os erros de estimação para uma usina piloto, incorporando à previsão de vazão os dados de precipitação. Para a construção da série histórica de precipitação média da bacia hidrográfica, fez-se uma exaustiva pesquisa por estações pluviométricas, seguida por tratamento de dados de medição e método de interpolação. Ao final do trabalho, é apresentada uma análise comparativa entre os resultados obtidos com o Modelo Autorregressivo Periódico (PAR) e o sistema de inferência fuzzy. Com base no desempenho observado, superior ao modelo autorregressivo, comprova-se a adequação do modelo proposto para a modelagem do processo hidrológico. / This work addresses the modelling problem of hydropower plants reservoir streamflow series. The natural streamflow forecasting for 157 hydroelectric power plants of the National Interconnected System - NIS is updated on a weekly basis, which is an essential input for the planning and operation of the Brazilian Electric Power System. Several models are used to determine this prediction, such as physicals, statisticals and the ones that use intelligent systems. Despite the improvements to natural streamflow forecasting, substantial deviation has been found for the expected results of some hydropower plants. Highlighted the importance of this variable, fuzzy systems applied to weekly streamflows forecasts will be investigated as alternative models, in order to obtain better results. The purpose of this work is to reduce the estimation errors for a pilot hydropower plant, incorporating precipitation data into the forecast. Therefore, an exhaustive research to acquire data from hydrometeorological stations was conducted. After being treated, a variable selection method was applied to the data, defining the most relevant input variables for the prediction model. At the end, a comparative analysis shows that the fuzzy model presents a better performance than the periodic autoregressive model used by ONS to plan the operation of the electric power system.

Neste estudo, foi realizada uma revisão dos problemas observados na modelagem chuva-vazão, que influenciam a incerteza das condições iniciais dos processos de previsão de vazão. Foi realizada, também, uma revisão do estado da arte de alguns dos modelos de previsão de vazão de curto prazo utilizados no Brasil e, por último, uma revisão das metodologias de atualização de dados empregadas em trabalhos passados. Mas o principal enfoque deste estudo foi à elaboração de uma metodologia de atualização de dados de entrada, baseada na correção do desvio entre a vazão de saída de um modelo hidrológico e a vazão observada, por meio da perturbação dos dados de entrada de precipitação. O estudo de caso está composto por três bacias: Bacia do rio Ijuí, Bacia do rio Tesouras e a Bacia do rio Canoas. Estas bacias foram escolhidas, pois apresentam características distintas, tanto físicas quanto climáticas e, além disso, pela existência de estudos prévios com o modelo hidrológico utilizado neste trabalho. O processo de avaliação do método foi realizado em três etapas: 1) utilizando séries sintéticas; 2) utilizando séries reais; 3) previsão de vazões com atualização de dados. As duas primeiras etapas utilizaram o modelo em modo atualização (“off-line”) e, a última, o modelo em modo de previsão (“on-line”). Para a aplicação do método é necessário estabelecer condições de parada, sendo então, propostos dois conjuntos de critérios de parada. Com isto, foi estabelecido um conjunto adequado de critérios para que estes fiquem fixos para possibilitar futuras aplicações em outros modelos ou em outros estudos de casos. A técnica de previsão de vazão de curto prazo utilizada foi com base na chuva prevista, sendo adotada a previsão de chuva conhecida ou perfeita. Foram geradas previsões diárias de até 7 dias, durante 20 dias contínuos, escolhendo-se dois eventos de diferentes características em cada uma das bacias do estudo de caso. Em modo previsão os resultados se mostraram promissores, o objetivo desejado inicialmente foi atingido pelos dois conjuntos de critérios de parada propostos. Conseguiu-se ter um ganho significativo até o quarto dia de previsão, como, também, melhoras nos períodos de subidas do hidrograma, porém nos períodos de estiagens o ganho foi quase nulo. Além disso, este trabalho mostrou a viabilidade da utilização do modelo IPH II para a geração de previsões de vazões baseadas em previsão de chuva. / In this study a review of the problems observed in rainfall-runoff modeling has been made, which influence the uncertainty of initial conditions of flow forecasting processes, as well as a review of the state of the art of some of the short-term flow forecasting models used in Brazil and the data update methodologies used in many past jobs. However the focus of this study has been the development of a data entry update methodology based on the correction of the deviation between the output flow of a hydrological model and the observed flow, by means of the disruption of rainfall input data. The case study is composed of the three river basins: River Ijuí, River Tesouras and Canoas. These basins have been chosen due to their different characteristics, both physical and climate, besides having been used in previous studies of the hydrological model used. The evaluation process of the method is done in three steps: 1) using synthetic series; 2) using real series; 3) stream flow forecasting with data update, the first two with the model in update mode ("off-line") and the last in predict mode ("on-line"). For the application of this method is necessary to establish stopping conditions for application, and for this have been proposed two sets of stop criteria. With this, intended to establish an appropriate set of criteria so that they become fixed to permit future applications in other models. The short-term flow forecasting technique used has been based on the forecast rain, adopted the rain forecast known or perfect. Predictions have been generated daily up to 7 days, for 20 consecutive days, choosing two events of different features in each case study basins. In predict mode the results have been promissory, the desired goal initially achieved by the two sets of proposed stopping criteria. It was possible to have a significant gain until the fourth day forecast also improvements in periods of hydrograph increases but not during periods of drought the gain was almost nil. This work has also showed the ability to generate predictions of rain forecast based flow as the IPH II model in real time.

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.