Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Luis Gentelini.pdf: 1181211 bytes, checksum: 52d87460c18b71f3e2128d705863b662 (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of the recent research was to evaluate the efficiency of a system of aquatic treatment being used macrophytes Eichhornia crassipes (water hyacinth) and Egeria dense (egeria) in three times of hydraulic detention, the removal of pollutants of the effluent one of organic culture of tilápias of the Nile (Oreochromis niloticus), and to get given of production of biomass of the aquatics macrophytes. The work was carried through in the Paturi farm, Terra Roxa city, state of the Paraná, during the period of 6 weeks. The system was composed for 18 experimental tanks of 2.00 x 1.00 x 0.65m length, width and depth respectively, coated with polypropylene canvas. An entirely randomized 2 macrophytes x 3 hydraulic detention times (HDT) and 3 repetitions. The used HDT had been of 04h, outflow of &#8776; 4.15 L.min-1, 08h, outflow of &#8776; 2.10 L.min-1 and 12h, outflow of &#8776; 1.40 L.min-1. The samples were collected in inlet and outlet of the system, in intervals of five days, being evaluated total nitrogen (NT), total phosphorus (PT), ammonia, nitrite, nitrate, turbidity, DQO, pH and electric conductivity. The temperature was measures daily. The biomass production was evaluated to the end of the experiment. For NT in such a way the water hyacinth and would egeria as it biggest removal (P<0.05) 39.90% and 37.38%, respectively was observed in the HDT of 12 hours, not differing from the HDT of 8 hours. The best removals of PT (P<0.05) 41.57% and 43.42% had been observed in the HDT of 12 hours for the water hyacinth and would egeria respectively. In the case of the turbidez, biggest removal 62.74% (P<0.05) was observed in the HDT of 12 hours for the water hyacinth, not differing from the HDT of 8 hours, already for it would egeria optimum resulted (P<0.05) was observed in the HDT of 12 hours with 81.81%. For the DQO, as much the water hyacinth as it would egeria it, the best ones resulted of removal (P<0.05) 63.61% and 62.64% had been observed in the HDT of 12 not differing from the HDT of 8 hours. For the biomass production the water hyacinth presented the best ones resulted, being greater 8.95 kg.m-2 for the HDT of 4 hours, followed for the HDT of 12 and 8 hours, already for would egeria optimum 0.05kg.m-2 in the HDT of 12 hours result, followed for the HDT of 8 and 4 hours. One concludes that for removal of NT, PT, turbidez and DQO the TDH of 12 hours was what it presented better resulted for both the macrophytes. The water hyacinth produced more biomass that egeria in these conditions in all the TDH. / O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de um sistema de tratamento utilizando macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes (aguapé) e Egeria densa (egeria) em três tempos de detenção hidráulica, na remoção de poluentes do efluente de cultivo orgânico de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) e obter dados sobre a produção de biomassa das macrófitas aquáticas. O trabalho foi realizado na fazenda Paturi, município de Terra Roxa, estado do Paraná, durante o período de 6 semanas. O sistema foi composto por 18 tanques experimentais de 2,00 x 1,00 x 0,65 m de comprimento, largura e profundidade, respectivamente, revestidos com lona de polipropileno. O delineamento foi inteiramente casualizado, 2 macrófitas x 3 tempos de detenção hidráulica (TDH) e 3 repetições. Os TDH utilizados foram de 4 h, vazão de &#8776; 4,15 L.min-1, 8 h, vazão de &#8776; 2,10 L.min-1 e 12 h, vazão de &#8776; 1,40 L.min-1. As amostras foram coletadas na entrada e saída do sistema, em intervalos de cinco dias, avaliando-se o nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), amônia, nitrito, nitrato, turbidez, DQO, pH e condutividade elétrica. A temperatura foi medida diariamente. A produção de biomassa foi avaliada ao final do experimento. Para NT, tanto para o aguapé como para a egeria, a maior remoção (P<0,05) foi de 39,90% e 37,38%, respectivamente, observada no TDH de 12 horas, não diferindo do TDH de 8 horas. As melhores remoções de PT (P<0,05) 41,57% e 43,42% foram observadas no TDH de 12 horas para o aguapé e egeria, respectivamente. No caso da turbidez, a maior remoção 62,74% (P<0,05) foi observada no TDH de 12 horas para o aguapé, não diferindo do TDH de 8 horas. Para a egeria o melhor resultado (P<0,05) foi observado no TDH de 12 horas com 81,81%. Para a DQO, tanto o aguapé como a egeria, os melhores resultados de remoção (P<0,05) 63,61% e 62,64% foram observados no TDH de 12 horas, não diferindo do TDH de 8 horas. Para a produção de biomassa o aguapé apresentou os melhores resultados, sendo o maior 8,95 kg.m-2 para o TDH de 4 horas, seguido pelo TDH de 12 e 8 horas. Para a egeria o melhor resultado 0,05 kg.m-2 no TDH de 12 horas, seguido pelos TDH de 8 e 4 horas. Conclui-se que. para remoção de NT, PT, turbidez e DQO, o TDH de 12 horas foi o que apresentou melhor resultado para ambas as macrófitas. O aguapé produziu mais biomassa que a egeria nessas condições em todos os TDH.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elisangela_texto_completo.pdf: 1937716 bytes, checksum: 8866fb537e08ee2dff81046a562d5d7e (MD5) Previous issue date: 2011-07-07 / The liquid effluent of the starch factories causes serious damage to the environment if discharged without being previously treated, due to the high organic loads and to the presence of cyanide and hydrocyanic acid, which interfere with the respiratory chain of living beings. One alternative treatment for this residue is the implementation of anaerobic reactors, which may enable increase in commercial value through the production of biogas. To provide a high retention of biomass in the system and increase the contact area of the microorganisms with the effluent, inert support means are used, which allow the application of higher loads and reduce the hydraulic detention time. Thus, this study aims to evaluate the performance of anaerobic treatment of starch wastewater, using two reactors with different support means, bamboo and PVC rings. The experiment was conducted in the Laboratory of Environmental Sanitation of the Western Paraná State University Campus Cascavel, using wastewater from the starch in the city of Toledo (PR). Two reactors used PVC with a diameter of 15 cm and 90 cm of length, resulting in a 1:6 ratio. As a conduit, 52 bamboo support rings were used, with an average of 10 cm in length, in one reactor and 325 rings of conduit with 4 cm of average length, resulting in a working volume of 6.00 and 7.98 L, respectively. All thirteen applied loads were gradually increased from 1.675 to 15.158 gL-1.d-1, until reaching the maximum load bearable by the reactors. When the system was stabilized, for each condition of applied load, the collecting of data was carried out for a period of fifteen days, through daily sampling at the entrance and at the exit of the reactors. The samples were analyzed for parameters: COD, total solids, pH, alkalinity, volatile acidity and biogas production. To determine the parameters COD and total, fixed and volatile soils, the methods described in the 2540B and 5220D Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998) were used; volatile acids and alkalinity was assessed according to the methodology proposed by Silva (1997). Five sampling points were installed along the length of the reactors to evaluate the process of digestion in the reactor. At these points, samples were collected in duplicate at the end of the period of data collection for each condition of applied load, as well as being analyzed according to parameters such as COD, acetic acid, propionic, and butyric acid, which were determined by high performance liquid chromatography, according to the methodology proposed by Leong & Shui (2002). Some instability in the system was observed in load 12 (12.394 gL-1.d-1), with values of AV / AT above 0.5 and a reduction in pH, but the system started showing signs of stability in the next load. The COD removal did not differ between the two reactors, reaching values of 99.72%. The reactor filled with bamboo had a higher biogas production, with a total production of up to 1.57 LL-1.d-1 and the reactor filled with PVC presented higher removal of total solids: 87.40%. Through the identification of volatile fatty acids from the samples collected along the the reactor, only acetic and propionic acid were found. / O efluente líquido das fecularias causa sérios danos ao meio ambiente quando lançado sem tratamento, devido às elevadas cargas orgânicas e à presença de cianeto e ácido cianídrico, que interferem na cadeia respiratória dos seres vivos. Uma das alternativas de tratamento para esse resíduo é a implantação de reatores anaeróbios, que podem permitir a agregação de valor através da produção de biogás. Para proporcionar uma elevação da retenção da biomassa no sistema e aumentar a área de contato dos microorganismos com o efluente, são utilizados meios suportes inertes, que permitem a aplicação de cargas mais elevadas e a redução do tempo de detenção hidráulico. Desta forma, este estudo teve por objetivo avaliar o desempenho do tratamento anaeróbio de efluente líquido de fecularia, utilizando dois reatores com meios suportes diferentes, de anéis de bambu e de PVC. O experimento foi realizado no laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade Estadual do Oeste do Paraná Campus Cascavel, utilizando água residuária proveniente de fecularia localizada no município de Toledo (PR). Foram utilizados dois reatores de PVC com diâmetro de 15 cm e comprimento de 90 cm, resultando em uma relação entre largura e comprimento de 1:6. Como meios suportes foram utilizados 52 anéis de bambu, com média de 10 cm de comprimento, em um dos reatores e 325 anéis de PVC com 4 cm de comprimento médio, resultando em volume útil de 6,00 e 7,98 L, respectivamente. As 13 cargas orgânicas volumétricas aplicadas foram aumentadas gradativamente, de 1,675 a 15,158 g.L-1.d-1, até se atingir a carga máxima suportável pelos reatores. Observada a estabilização do sistema, para cada condição de carga aplicada foi iniciada a coleta de dados por um período de 15 dias, através de amostragens diárias na entrada e saída dos reatores. As amostras foram analisadas quantos aos parâmetros: DQO, sólidos totais, fixos e voláteis, pH, alcalinidade total, acidez volátil e produção de biogás. Para a determinação dos parâmetros DQO e sólidos totais, fixos e voláteis foram utilizados os métodos 2540B e 5220D descritos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998), ácidos voláteis e alcalinidade foram determinados de acordo com metodologia proposta por Silva (1997). Foram instalados cinco pontos de amostragem ao longo do comprimento dos reatores para avaliar o processo de digestão no perfil do reator. Nestes pontos foram coletadas amostras em duplicata, no final do período de coleta de dados de cada condição de carga aplicada, sendo os mesmos analisados quanto aos parâmetros DQO, ácido acético, propiônico e butírico, que foram determinados através da cromatografia líquida de alto desempenho, conforme metodologia proposta por Shui e Leong (2002). Foi observada uma instabilidade no sistema na carga 12 (12,394 g.L- 1.d-1), com valores de AV/AT acima de 0,5 e redução do pH; porém, o sistema voltou a mostrar sinais de estabilidade na carga seguinte. A remoção de DQO não apresentou diferença entre os dois reatores, chegando a valores de 99,72%. O reator preenchido com bambu apresentou maior produção de biogás, com produção de até 1,57 L.L-1.d-1 e no reator preenchido com PVC foi observada maior remoção de sólidos totais: 87,40%. Na identificação de ácidos graxos voláteis das amostras coletadas ao longo do perfil do reator, somente foram identificados o ácido acético e propiônico.

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O modelo de regionalização foi estabelecido, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio principal. O modelo foi validado através do procedimento de Jack-knife. O melhor ajuste do modelo cúbico foi representado matematicamente pelos erros quadráticos relativos médios percentuais (ϵ%), coeficientes de Nash-Sutcliffe (Nash) e pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. A otimização do modelo, seguindo o método da tentativa e erro, deu-se pelo agrupamento das estações por área de drenagem e pela inserção de estações sintéticas. O número de estações sintéticas inseridas no modelo foi avaliado pelo Root Mean Square Error (RMSE), coeficiente de Nash e pelo ϵ%. Para os grupos I e II o número ótimo de estações sintéticas, que se juntaram às já consideradas nos grupos, foi 6 e 3, respectivamente. No grupo III somente o método de agrupamento em relação às áreas de drenagem foi suficiente para um bom desempenho do modelo de regionalização. O bom desempenho do modelo calibrado, validado e otimizado demonstrou o potencial deste na estimativa das curvas de permanência dos rios que cortam o Pará. As coordenadas geográficas das estações sintéticas, que otimizaram o modelo, podem servir como sugestão para o poder público de onde instalar novas estações. O número de novas estações seria limitado aos resultados da otimização, racionalizando-se recursos e aproveitando o modelo desenvolvido para determinar curvas de permanência de vazão para todo o estado do Pará. Nesse caso, as novas estações instaladas, também ajudariam, futuramente, a melhorar o desempenho do modelo. / Due to lack of data flow in the State of Pará, the regionalization of streamflow duration curves, presents itself as an important technique, allowing the estimation of flow in sites with insufficient or no data. Hus, this paper aims to propose the optimization of a model of regionalization of streamflow retention curves for the Para region. The model was based on data at 43 gauged stations distributed in the state of Pará. The flow duration curves were calibrated using 5 regression models: power, exponential, logarithmic, quadratic and cubic. Regionalization model was established using the multiple regression technique. The spatial variation of each parameter was explained in terms of the drainage area, mean annual precipitation, length and slope of the main river. The model was validated using the Jack -knife procedure. The best fit of the cubic model was mathematically represented by the quadratic mean relative errors (ϵ%), coefficients of Nash-Sutcliffe (Nash) and the graphics settings the simulated and observed streamflow. The optimization model was achieved by insertion of synthetic stations and cluster stations by drainage area. The number of synthetic stations included in the model were evaluated by Root Mean Square Error (RMSE), the coefficient of Nash and the ϵ%. For groups I and II the optimal number of synthetic stations, who joined those already considered in the groups, it was 6 and 3, respectively. In group III only the clustering method in relation to drainage areas was sufficient for good performance of the regionalization model. The good performance of the calibrated, validated and optimized model demonstrated the potential of this in the estimation of retention curves of the rivers that cross the Para. The geographic coordinates of synthetic stations, which optimized the model can serve as a suggestion to the government where to install new stations. The number of new stations would be limited to the results of optimization, streamlining resources and building up the model developed to determine retention curves flow for the entire state of Para. In this case, the new installed stations, would also help in the future to improve the model performance.

Este estudo teve como objetivo avaliar a partida de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), em escala real, no tratamento de esgoto sanitário, sob condições hidráulicas desfavoráveis. O reator UASB faz parte do sistema de tratamento da ETE Água Vermelha, e é seguido de um biofiltro aerado submerso e de uma unidade de desinfecção por ultravioleta. Foi utilizado metade do volume do reator (117 \'M POT.3\'), possibilitando menor tempo de detenção hidráulica (TDH). A pesquisa foi dividida em duas fases, uma sem a adição de inóculo (fase I) e outra com inoculação (fase II). Na fase I, foram aplicados vazão de 480 \'M POT.3\'/dia e carga orgânica volumétrica (COV) de 1,74 kgDQO/\'M POT.3\'.dia com TDH de 6 horas. Para a fase II, estes valores foram de 600 \'M POT.3\'/dia, 2,88 kgDQO/\'M POT.3\'.dia e 5 horas. Os resultados mostraram que as excessivas velocidades ascensionais não permitiram que o reator tivesse desempenho satisfatório. Ocorreu remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos apenas na fase II, com exceção dos sólidos suspensos voláteis, que apresentaram remoção nas duas fases. Os lançamentos indevidos de lodo de fossas à que a ETE está submetida, provocaram aumento de sólidos dissolvidos e alcalinidade no efluente. Os leitos de lodo formados nas fases I e II possuíam concentrações semelhantes de sólidos, porém o segundo apresentou maior eficiência de tratamento. Na fase I a remoção de matéria orgânica foi pequena e não ocorreu a formação da manta de lodo. Na fase II ocorreu o provável início da estabilização do processo, aproximadamente 60 dias após a inoculação, a partir de quando a remoção de matéria orgânica dissolvida foi considerada constante e foi observada a formação da manta de lodo. O descarte de 8,5 \'M POT.3\' de lodo pode ser feito a cada 30 dias. / The objective of this study was to evaluate the start-up of a full-scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, treating domestic sewage, under unfavorable hydraulic conditions. The UASB reactor is part of the wastewater treatment plant of Água Vermelha (São Carlos, SP, Brazil), and it is followed by a submerged aerated biofilter and an ultraviolet radiation disinfection unit. Half of the reactor volume was used (117 \'M POT.3\'), making it possible to work with a low hydraulic retention time (HRT). The research was divided in two phases, one without reactor seeding (phase I), and another when the reactor was seeded (phase II). At phase I, a flow rate of 480 \'M POT.3\'/d and a volumetric loading rate of 1,74 kgDQO/\'M POT.3\'.d were applied, with 6 hours of HRT. At phase II, this values were 600 \'M POT.3\'/d; 2,88 kgDQO/\'M POT.3\'d and 5 hours. The results showed that excessive upflow velocities prevented satisfactory performance of the reactor. Removal efficiencies of COD, BOD and TSS were obtained only in phase II, except for VSS, which showed removal in both stages. Unauthorized inputs of septic tanks sludge caused increase in dissolved solids and alkalinity in the effluent. The sludge beds obtained in phases I and II had similar solids concentration; however, the second presented better treatment efficiency. At phase I, organic matter removal efficiency was low and the blanket sludge was not observed. At phase II, the process likely stabilized 60 days after inoculation (operations\' day 240). From then on, dissolved organic matter digestion was constant and the sludge blanket was observed. The removal of the excess sludge can be done every other 30 days.

O conhecimento da condutividade hidráulica do solo é essencial para qualquer modelagem que envolva o movimento da água no solo. Além de variar com a umidade, a condutividade hidráulica do solo (K) apresenta alta variabilidade espacial, tanto em determinações no campo como no laboratório, podendo ser representada em função da umidade (&#952;) ou do potencial matricial (&#968;m). Conforme indica a Lei de Poiseuille, a condutância de poros individuais é altamente sensível ao seu diâmetro. Como a distribuição dos diâmetros de poros de um solo é descrita pela sua curva de retenção e o maior poro que contém água define o potencial matricial, a hipótese do presente trabalho é que, expressando-se K para um &#952; fixo, sua variabilidade é maior que para um &#968;m fixo. Para testar tal hipótese, foi conduzido um experimento empregando-se o método do perfil instantâneo sem evaporação (durante 1050 horas) e com evaporação (durante 401 horas) em períodos diferentes, obtendo-se a condutividade hidráulica não saturada em 48 baterias distanciadas de 1 m entre si e dispostas em linha reta em um Latossolo Vermelho-amarelo, dentro do Campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Os valores de potencial matricial foram obtidos por tensiometria em cinco profundidades (de 0,075 a 0,675 m) para cada bateria e transformados em umidade por curvas de retenção determinadas próximas a cada bateria. Os dados foram processados conforme procedimento padrão. O experimento com evaporação permitiu a obtenção nas camadas mais superficiais de valores de condutividade hidráulica em uma faixa de umidade abaixo daquela obtida no experimento sem evaporação. Os valores estimados de K(&#952;) e de K(&#968;) foram submetidos à análise estatística descritiva e, após a verificação da não normalidade dos dados, foram submetidos à transformação logarítmica para a normalização da densidade de distribuição. Com a comprovação da não normalidade dos dados procedeu-se à estimativa do coeficiente de variação do logaritmo da condutividade hidráulica, observando-se menor variabilidade de K(&#968;) do que K(&#952;), na maioria dos casos, sustentando a hipótese desta tese. Na faixa de umidade avaliada, o coeficiente de variação dos valores de condutividade hidráulica aumentou com a umidade e com o potencial matricial. / The knowledge of the soil hydraulic conductivity is essential to modeling soil water movement. Soil hydraulic conductivity (K) varies with water content and has a high spatial variability as well, either in field or in laboratory determinations. It can be represented as a function of water content (&#952;) or pressure head (&#968;m). According to Poiseuille´s Law, the conductance of individual pores is strongly dependent on their diameters. Pore size distribution in a soil is described by its water retention curve, and the largest water containing pore defines pressure head. Therefore, the hypothesis of the present study is that if K is expressed at a fixed &#952; value, its variability is higher than if expressed at a fixed &#968;m value. With the purpose of testing the hypothesis, an experiment was carried out using the instantaneous profile method without evaporation (for 1050 hours) and with evaporation (for 401 hours) in different periods. The soil hydraulic conductivity was estimated at 48 locations, 1 m distant from each other on a straight line in a Typic Hapludox soil at the ESALQ/USP campus in Piracicaba/SP - Brazil. Pressure heads were obtained through tensiometry in five depths (from 0,075 to 0,675 m) and transformed in water contents by water retention curves determined close to each location. Data were processed by standard routines. The test with evaporation allowed the soil hydraulic conductivity estimation in surface layers at water contents lower than in the test without evaporation. The estimated values for K(&#952;) and K(&#968;) were submitted to a descriptive analysis, and normalized by a log-transformation. As the density distribution was lognormal, the coefficient of variation was estimated to the log-transformed K values, and it was observed that in most cases the K(&#968;) variability was less than the K(&#952;), in agreement with the hypothesis of this study. The coefficient of variation of the K values increased with the water content and the matric potential within the range of water contents evaluated.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Determina los conceptos necesarios, recomendaciones para realizar una buena gestión y mantenimiento de los equipos perforadores hidráulicos en minería. Así los encargados del área de mantenimiento podrán realizar una buena gestión de los equipos. Entiende el estado actual del problema, saber que es gestión y que es mantenimiento. Determina en forma precisa y clara los conceptos básicos para la gestión y mantenimiento de los equipos perforadores hidráulicos en minería, así como los tipos de mantenimiento, el TPM, el RCM, el mantenimiento usado en minería; conocer la administración del mantenimiento y los indicadores de gestión, igualmente describir el concepto de perforadora, y su clasificación. Definió que es un equipo perforador hidráulico, busca conocer los componentes, y descripción de los sistemas de los equipos rocket boomer y Axera 5. Conoce cómo se realiza el mantenimiento de cada componente del equipo perforador hidráulico, así como realizar el mantenimiento preventivo con las recomendaciones del fabricante. Genera las gráficas de disponibilidad mecánica, la utilización, y calcular los indicadores en la evaluación de los criterios de intervención y gestión. / Trabajo de suficiencia profesional

El objetivo es la implementación de sistemas inteligentes para ajustar modelos hidrológicos, comparando las series temporales con redes neuronales, que permitan el aprendizaje y ajuste de parámetros para la obtención de modelos que realicen predicciones óptimas de alturas del río Paraná, en períodos de inundaciones. El interés radica en su aplicación en la provincia de Corrientes, Argentina, afectada por inundaciones que ocasionan pérdidas en la economía regional. Se realiza un análisis previo con series temporales que permite establecer las variables y factores que determinan las alturas hidrométricas, en períodos de inundación en la localidad de Corrientes. Posteriormente se presenta un pronóstico a corto plazo en períodos de crecidas, que predice las alturas hidrométricas a tres días implementando redes neuronales con función de penalización modificada. Se finaliza con un pronóstico a mediano plazo, para períodos de inundación, de alturas hidrométricas a siete días que se realiza con redes neuronales con diferentes arquitecturas. / The aim is the implementation of intelligent systems to adjust hydrological models comparing time series and neural networks which allow learning and setting parameters for models that make optimal predictions of the Paraná river heights in flood periods. The interest lies in its implementation in the province of Corrientes, Argentina, hit by floods causing losses in regional economy. We performed a time-series analysis to discover the variables and factors that influence the hydrometric height in flood periods in the town of Corrientes. Subsequently we present a short-term prediction for flood periods, which predicts the hydrometric heights three days in advance, using neural networks with a modified penalty function. Then we obtain a medium-term forecast for flood periods, seven days in advance, using neural networks with different architectures.

El uso de cámaras de video para obtener información de la zona costera se ha extendido en los últimos años, debido al alcance espacial y temporal y el bajo costo del equipo. Con esto se han desarrollado técnicas para realizar mediciones en las imágenes. Estas requieren supervisión, lo que limita el número de imágenes que pueden ser analizadas. En este trabajo se desarrolló una metodología para clasificar imágenes digitales según las características morfodinámicas observadas y reducir el conjunto de imágenes a unos prototipos representativos de todo el conjunto. Esta clasificación se realiza por medio de mapas auto-organizativos. Los mapas auto organizativos son redes neuronales competitivas no supervisadas diseñadas para trabajar en espacios multidimensionales. La metodología desarrollada se aplico en dos playas; la primera, macromareal, se estudio la evolución morfodinámica según el modelo de Wright y Short 1984. En la segunda, micromareal, se estudio, la evolución de la línea de costa. / The use of video cameras to study the coastal zone has been developed in the last years, due to the spatial and temporal possibilities. A large number of techniques to obtain measurements of images were developed too. Most of these techniques require the human supervision, this limit the number of images to be analyzed. In this Thesis, a methodology to classify digital images based on the morphodynamic and reduce the number of images to a few prototypes is proposed. The classification is done by means of Sel-Organizative Maps (SOMs). The SOMs are a competitive and unsupervised neural networks, specifically designed to deal with high dimensional data The methodology proposed was applied to two beaches. In the first one, macrotidal, the morphodynamic evolution was studied using the Wright and Short Model 1984. In the last one, a microtidal beach, the coastline evolution was studied.

El objetivo del presente trabajo es proporcionar una metodología escalonada con un grupo de herramientas numéricas seleccionadas y/o desarrolladas con el fin de establecer dónde se requiere una zona de mezcla y determinar su tamaño y aceptabilidad con un nivel de detalle apropiado de acuerdo a su relevancia para cada vertido industrial descargado por boca única situado en un estuario. Esta propuesta puede ser aplicada tanto por los Estados miembros como las industrias a la hora de delimitar zonas de mezcla según lo establecido en la Directiva 2008/105/EC y la Directiva 2013/39/EU. La estructura de la tesis se organiza en seis capítulos de la siguiente manera: • Capítulo 1 Introducción. En este capítulo se introduce al lector los contenidos de todos los demás capítulos de la tesis. En primer lugar, se presentan las motivaciones para llevar a cabo la investigación, explicando su importancia y las razones que llevaron al desarrollo de esta tesis. En segundo lugar, se presenta el objetivo general de la tesis y, por último, se explica su estructura. • Capítulo 2. Estado del Arte. Con el objetivo general en mente, se lleva a cabo una revisión de la literatura con el fin de evaluar los diferentes enfoques metodológicos utilizados en la práctica diaria en todo el mundo, de exponer los temas de actualidad en estuarios (hidrodinámica y mezcla) y, por último, de revisar las herramientas numéricas disponibles utilizadas para estudiar la hidrodinámica y de mezcla de vertidos en estuarios. Esta revisión destaca los puntos fuertes y las deficiencias encontradas en los enfoques actuales y permite la definición de los objetivos específicos de la presente obra. • Capítulo 3. Metodología general. En este capítulo, se describe la metodología escalonada desarrollada mediante el uso de cinco pasos. En el Paso 1, se recopila la información requerida sobre el área de estudio y las descargas de sustancias tóxicas. El Paso 2 identifica la relevancia del vertido en la zona de estudio. A continuación, el Paso 3 evalúa el efecto generado por los vertidos y delimita las zonas de mezcla a partir de un cálculo simplificado, que tiene en cuenta unas condiciones fijas de los forzamientos. El Paso 4 evalúa el efecto generado por las descargas y delimita las zonas de mezcla durante el año más seco de acuerdo con el caudal del río. Finalmente, en el Paso 5, se 'reevalua' el efecto generado por las descargas y se ‘redelimitan’ las zonas de mezcla con base en el caso real de dilución y teniendo en cuenta la variabilidad de los forzamientos ambientales. • Capítulo 4. Herramientas numéricas. En este capítulo, se presenta una revisión de los modelos numéricos usados y de todas las herramientas matemáticas de desarrollo propio que permiten la integración, la transferencia, la comunicación y la representación gráfica de la información requerida y obtenida a lo largo de la metodología expuesta. • Capítulo 5. Resultados: Aplicación en el estuario de Suances. En este capítulo, se ilustra la implementación/aplicación en el estuario de Suances de la metodología desarrollada en el capítulo 3, usando las herramientas numéricas propuestas y descritas en el capítulo 4. • Capítulo 6. Conclusiones y futuras líneas de investigación. Al final del documento, se detallan las conclusiones del presente trabajo junto con algunas propuestas para futuros temas de investigación que pueden complementar el presente estudio y la metodología desarrollada. Por último, se listan todas las aportaciones realizadas por esta tesis. / The main objective of the present study is to make a step forward in the assessment of mixing zones of single-port industrial discharges in estuaries by developing and implementing a stepped methodology according to the significance of the considered discharge. Thereby, this methodology establishes where a mixing zone is required and determines its size and acceptability for each point discharge based on numerical models and mathematical tools. Thus, in this thesis a “Stepped Approach” has been developed to document the policy decision tree (methodology) that may be adopted by Member States and/or Industries when setting Mixing Zones (MZs) under Directive 2008/105/EC and Directive 2013/39/EU. The structure of the thesis is organized in six chapters as follows: • Chapter 1. Introduction. This chapter has introduced the reader in all other chapters of the thesis. Firstly, the motivations for research, explaining their importance and the reasons that led to the development of this thesis, are displayed. Secondly, the general aim of the thesis is presented and, finally, the organization of this thesis is explained. • Chapter 2. State of the Art. With the general aim in mind, a literature review is carried out in this chapter in order to evaluate the different methodological approaches used in daily practice around the globe, to state the contemporary issues in estuarine physics (hydrodynamics and mixing) and, finally, to gather the available numerical tools used to study estuarine hydrodynamics and mixing. This review highlights the strengths and deficiencies found in current approaches and allows the definition of the final objectives of the present work. • Chapter 3. Overall Methodology. In this chapter, the developed methodology, involving five steps, has been described. In Step 1, we collect the required information about the study area and the toxicant discharges. Step 2 identifies the significance of the discharge or discharges in the study zone. Next, Step 3 evaluates the effect generated by discharges and delimitates MZs from a simplified calculation that takes into account fixed conditions. Step 4 evaluates the effect generated by discharges and delimitates MZs during the driest year according to the river flow. Finally, in Step 5, we ’reevaluate’ the effect generated by discharges and ’redelimitate’ MZs according to a real case of dilution taking into account the variability of the environmental forcings. • Chapter 4. Numerical Tools. In this chapter, a review of the used numerical models and all the self-developed mathematical tools for integrating, transferring, communicating and plotting the required and obtained information along the overall methodology is presented. • Chapter 5. Results: Application to Suances Estuary. The implementation/application to Suances Estuary of the developed methodology in Chapter 3, using the proposed numerical tools described in Chapter 4, is presented. • Chapter 6. Conclusions and Future Research Topics. At the end of the document the conclusions of the present work are presented together with some proposals for future research topics that may complement the present study and the proposed methodology. Lastly, all the contributions made by this thesis were itemized.

Em virtude da existência de falhas em séries históricas hidrológicas ou até mesmo da não existência de dados monitorados nas bacias de interesse, a regionalização hidrológica se configura como uma ferramenta propícia para preencher essa lacuna, tornando-se útil para o conhecimento e a gestão dos recursos hídricos. Existe na literatura da hidrologia uma gama de metodologias que abordam a regionalização de dados ambientais, como a análise de agrupamento, a curva de permanência, a regressão múltipla, entre outros. No entanto, o objetivo do presente trabalho foi regionalizar vazões máximas a partir do hidrograma unitário instantâneo geomorfológico em bacias embutidas, com inserção da geometria hidráulica e geometria fractal. Para tal, propõe-se uma metodologia, inserindo ao modelo do Hidrograma Unitário Instantâneo Geomorfológico (GIUH), novos parâmetros de “entrada”, a geometria hidráulica (GH), a geometria fractal (GF) e a precipitação média anual (Pma). Aplicou-se esta metodologia na bacia do rio Ijuí, localizada na região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Para isto, foram necessárias as seguintes etapas de trabalho: determinar o comportamento pluviométrico da bacia em estudo; determinar as relações matemáticas (expoentes e coeficientes) da GH na seção transversal do exutório de cada bacia; determinar os valores da GF para cada bacia e inserir as informações da GH e da GF no GIUH. Os dados utilizados no presente estudo (dados de precipitações diárias, perfil topobatimétrico das seções, dados diários de cota, e dados diários de vazões e medições de vazões medidas em campo) foram observados e medidos em nove sub-bacias embutidas à bacia do rio Ijuí, monitoramento realizado por CPRM e IPH-UFRGS. Estes dados foram utilizados para determinar a precipitação média anual, parâmetros (expoentes e coeficientes) de GH e de GF. Com dados observados de sete eventos, ocorridos simultaneamente nas respectivas bacias, calibrou-se o modelo GIUH. Após calibrado o modelo, através de uma regressão multivariada, foram ajustadas equações lineares e potenciais que relacionam (velocidade) com parâmetros de GH, GF e Pma, visando regionalizar que é um parâmetro de entrada para a geração do GIUH. Com a inserção destes novos parâmetros validou-se o modelo, aplicando-o em outro evento distinto, no qual se pode observar que o modelo apresentou bons resultados quando comparado com os valores observados. / Because of the lack in hydrological time series or even the shortage of monitored data in the basins of interest, hydrological regionalization is configured as a good tool to fill this shortage, making it useful for water resource understanding and its management. In hydrology, there are methodologies that address the regionalization of environmental data, such as cluster analysis, the flow duration curve, multiple regression, etc. However, the main objective of this study is to develop a method of regionalization to estimate peak flows in watersheds. Thus, a method to use the model Geomorphological Instant Unit Hydrograph (GIUH), with the insertion of new input parameters, that is, hydraulic geometry (HG), fractal geometry (FG) and mean annual rainfall (Pma) was proposed. As a case study, this method was applied to the Ijuí river basin, located in the northwestern region of Rio Grande do Sul State. For this, several specific objectives were: Verification of the spatial homogeneity of the rainfall regime in the basin; determination of the mathematical relationships of HG in the cross section of outfall of each basin; determination of FG values for each basin; insertion of HG and FG information into GIUH. The data used in this study (daily rainfall data, cross sections profile, daily water-level data, daily discharge data) were observed and measured in nine embedded sub-basins inside the Ijuí river basin. The monitoring was carried out by CPRM and IPH-UFRGS. These data were used to determine the Pma, parameters (exponents and coefficients) of HG and FG. With data observed in seven events, occurred simultaneously in the respective basins, the GIUH model was calibrated. After the model calibration, linear and potential equations relating (speed) with parameters of HG, FG and Pma, that aimed to regionalize which is an input parameter for the generation of GIUH, were adjusted through a multivariate regression. With the insertion of these new parameters, the model was validated in another distinct event occurred in the basin, in which it can be observed the model showed good results when compared with observed values.