Sistemas de irrigação localizada são conhecidos pela economia no consumo de água. No entanto, por ser um sistema de rede fixa, os custos de instalação e de operação tendem a ser elevados e sua utilização inibida. O presente trabalho teve como objetivo principal otimizar redes de distribuição de água para irrigação localizada, frente a diferentes configurações de declividade do terreno (0% a 5%) e tarifação de energia elétrica (0,0884 R$/kW a 0,2652 R$/kW) e água (0,01 R$/\'M POT.3\' a 0,10 R$/\'M POT.3\'. As variáveis de decisão para otimização, com auxílio de algoritmos genéticos, foram os diâmetros de cada trecho da rede, pré-definidos por: dois para linhas laterais, quatro para linhas de derivação, quatro para linhas secundárias e um para linha principal. Foi desenvolvido um código em MatLab, considerando todas as perdas de energia distribuídas e localizadas entre o início da rede e o conjunto motobomba para uma rede de irrigação localizada padrão. A vazão em marcha ao longo das linhas laterais foi representada pela vazão de serviço de cada emissor. No final executou-se uma análise de sensibilidade. Os resultados mostram que o custo da rede varia entre 1816,42 a 2312,13 R$/ha.ano. Observa-se que o aumento da declividade do terreno e da tarifa de energia elétrica diminui o custo proporcional com equipamentos e aumenta o custo total anualizado da rede de irrigação e o custo proporcional com energia elétrica. / Low-pressure irrigation systems are known for the economical advantage in water consumption. However, the installation and operation costs tend to be high and its use inhibited. The present work has the objective to optimize distribution water networks in low-pressure irrigation systems with respect to different configurations of land declivity (between 0% and 5%), electric energy cost (between 0.0884 R$/kW and 0.2652 R$/kW) and water cost (between 0.01 R$/\'M POT.3\' and 0.10 R$/\'M POT.3\'. The decision variable for optimization, with genetic algorithms, was the diameter of each stretch of the network, predefined as: two options for drip lines, four for derivation lines, four for secondary lines and one for main line. An optimization code was developed in MatLab, considering all the distributed and punctual energy losses between the network beginning and the pumping device for a low-pressure irrigation standard network. The outflow rate throughout the drip lines was represented by the service outflow of each emitter. Finally a sensitivity analysis was executed. The results show that the network cost varies between 1816.42 and 2312.13 R$/ha.year. The increase of the slope land and the tariff of electric energy diminishes the proportional cost with equipment and increases the total cost of irrigation network and the proportional cost with electric energy.

Orientadores: Fernando Roberto Martins, Rafael Silva Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ArildodeSouza_D.pdf: 101885895 bytes, checksum: 1d2644f73311bbbaee1346d9d6c59e1b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Compreender como espécies de plantas diferenciam-se em relação a atributos funcionais para aquisição e utilização de recursos, e se a relação entre esses atributos varia em função de diferenças ambientais, como pluviosidade total e sazonalidade, e uma forma de construir uma ecologia mais preditiva no contexto das mudanças climáticas globais. Nesta tese investigamos como arvores e lianas se diferenciam em relação a atributos funcionais da folha dos ramos. Analisamos-nos se o relacionamento entre esses atributos diferia considerando a variação de pluviosidade e sazonalidade de duas fitofiosionomias da Floresta Atlântica, a floresta ombrofila densa (FO) e a floresta estacional semedicidua (FS). Encontramos diferenças não são na amplitude, mas também na forca do relacionamento entre os atributos funcionais foliares estudados. Essas diferenças parecem ser determinadas pela diferença ambiental entre as duas florestas estudadas e por características intrínsecas do habito de crescimento de lianas e arvores. A anatomia do xilema das espécies de lianas e arvores da FO difere em relação à das espécies da FS, mesmo quando consideramos o parentesco filogenético. Por investir pouco em tecidos de sustentação esperava-se menor conteúdo de lignina nos ramos de lianas, entretanto nosso resulto foi o oposto. Encontramos a razão S/G dos monômeros syringil e guaiacil que compõe a lignina menor que um para duas espécies de lianas. Indicando que ha maior deposição de lignina em vasos de xilema do que em fibras. Esse fato pode estar relacionado à maior eficiência em condutividade hidráulica de lianas ou a requerimentos biomecânicos específicos dos ramos de lianas. Em particular, ressalta-se o fato de que lianas foram mais eficientes em captar luz (menor MFA) e tiveram maior condutividade hidráulica potencial (Kp) do que arvores na FS. A maior competitividade de lianas frente arvores apenas na FS tem implicação importante no cenário de mudanças climáticas / Abstract: Understanding how plant species differentiated in functional traits for resources acquisition and use, and if the relationships among those traits vary in according with environmental characteristics such as rainfall and seasonality, could lead to a more predictive science in the context of global change. Here we investigate how trees and lianas differ in leaf and xylem anatomical traits related to water transport and hydraulic architecture. We analyze the relationships among those traits taking into account the variation in rainfall and seasonality between two types of Atlantic Forest, semediciduous seasonal forest (SF) and the dense ombrophilous forest (OF). We found differences not only in range, but in the strength of the relationship among leaf functional traits, which in turn could be related to environmental differences between the two forests studied. The xylem anatomy of lianas and tree species of OF differ compared to species of SF despite taking to account the phylogenetic relatedness. Since lianas have low investment in support tissues we expected lower lignin content in the branches of lianas. However, we found the opposite pattern. Another unexpected result found for two liana species was the ratio to the monomers syringyl and guayacil present at lignin (S/G) lower than one. This result indicates that there is more deposition of lignin in xylem vessel walls than fibers, what in turn would be linked to greater efficiency in hydraulic conductivity of lianas or to specific biomechanical requirements of the branches of lianas. In particular, we highlighted the fact that liana species are more efficient in light acquisition (lower LMA) and had higher hydraulic conductivity (Kp) relative to trees just in the SF. These lianas competitive advantages over trees have important implications in the context of climatic changes / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

Orientador: Rafael Silva Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eller_CleitonBreder_M.pdf: 21288842 bytes, checksum: a40ec901911bfd6ea80a8976e0a4dd1b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Florestas nebulares são ecossistemas importantes devido a sua alta biodiversidade, alta taxa de endemismo e funções ecossistêmicas. Plantas de florestas nebulares são constantemente expostas a eventos de neblina, entretanto as consequências ecofisiológicas dessa interação entre vegetação e neblina ainda não estão completamente elucidadas. Em nosso estudo pretendemos investigar como eventos de neblina influenciam as relações hídricas de Drimys brasiliensis, mediante a avaliação das respostas do fluxo de seiva do xilema das plantas em condições de campo e casa de vegetação. Nós também avaliamos as consequências ecofisiológicas da neblina sob condições de escassez de água no solo em experimentos com plantas em casa de vegetação. D. brasiliensis apresentou reversões no fluxo de seiva de alta magnitude (de até 26% da taxa transpiratória diurna máxima) no tronco e na raiz durante eventos de neblina. A frequência e magnitude dos fluxos reversos foram influenciadas pelo conteúdo volumétrico de água no solo. Durante o experimento em casa de vegetação, nebulizações noturnas mantiveram a água no solo e o potencial hídrico das plantas constantes ao longo do experimento mesmo sem irrigação no solo. As plantas nebulizadas também apresentaram maiores taxas de assimilação de carbono, condutância estomática e sobrevivência do que plantas que não foram nebulizadas, embora não tenhamos observado diferenças em taxas de crescimento entre os tratamentos. Nossos resultados sugerem que eventos de neblina são importantes para manutenção do desempenho ecofisiológico e sobrevivência de D. brasiliensis durante períodos de seca. Essa importância pode ser atribuída à capacidade de D. brasiliensis de usar a água da neblina não apenas para reidratar seus tecidos, mas também redistribuindo a água para a rizosfera. Esse processo de redistribuição pode ser importante em ecossistemas frequentemente expostos à neblina, porém mais estudos são necessários para avaliar sua ocorrência em outras espécies, assim como suas consequências ecológicas / Abstract: Cloud forests are considered important ecosystems due to its high biodiversity, endemism levels and ecosystem functions. Cloud forests vegetation is often subjected to fog, however the physiological processes that determines how the vegetation interacts with the fog are still not clearly understood. In this study we investigate how fog events can affect the water relations of Drimys brasiliensis, focusing on the xylem sap flow dynamics in plants at field and greenhouse conditions. We also evaluate the ecophysiological importance of fog during drought periods with greenhouse experiments. D. brasiliensis showed high magnitude reversals of sap flow (up to 26% of the maximum diurnal sap flow rate) on the roots and stem during fog events. The frequency and magnitude of reversals were influenced by the soil volumetric water content. During the greenhouse experiment overnight nebulizations led to maintenance in the soil volumetric water content and plant water status. The fogged plants also showed higher assimilation rates, stomatal conductance and survivability than plants that were not subjected to fog, however we didn't found any difference in the growth rates between the treatments. Our result suggests that fog is important to the maintenance of ecophysiological performance and survival of D. brasiliensis during drought periods. This importance may be attributed to D. brasiliensis capacity to use fog water to rehydrate its tissues and also redistribute the water all the way to the rizosphere. This hydraulic redistribution process can be important in ecosystems subjected to frequent fog events; however more studies are necessary to evaluate the occurrence of this process in other species and its ecological consequences / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Orientador: Jose Geraldo Pena de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:15:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evangelista_RodopianoMarques_M.pdf: 7123183 bytes, checksum: 7c1897285299e7d730c1a8b8034214d4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O abastecimento de água é um fator de extrema importância para o bem-estar da sociedade e, com o crescimento das cidades, os sistemas foram tornando-se cada vez mais complexos e diversificados, dificultando o controle e a operação como um todo. Com o elevado incremento da demanda de consumo nos últimos anos e também pelo uso irracional dos recursos hídricos houve a necessidade por parte das empresas de saneamento de todo mundo implantar programas de redução de perdas inseridos em seus sistemas, tais como: planejamento, cadastro técnico de informações confiáveis de água e esgoto, comandos de telemetria, aferição de hidrômetros, pesquisa de vazamentos, setorização etc. Neste contexto, houve também a necessidade destes elementos serem operados de forma integrada tornando cada vez mais eficaz o gerenciamento por parte destas empresas / Abstract: Water supply is an extremely important factor for the well being of society. As cities grew larger, water supply systems became more and more complex and diversified, making it difficult to control and operate them as a whole. With the high increment in consumption demand over the last years and the irrational use of water resources, public utilities all around the world felt the need to implement loss reduction programs, placed around their systems, such as planning, water supply and sewerage system reliable information technical dossier, telemetry commands, water-meter gauging, leak search, sectorization etc. In such context, it also became necessary for these elements to be operated in more integrated ways, what has made the management of such programs more efficient on the part of public utilities / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Elabora el diseño hidráulico del encauzamiento y desvío de la quebrada Pajayragra y del río Colcabamba de forma que no exista la posibilidad de ingreso de material sólido de arrastre al trampolín de descarga y a la poza de disipación de la Central Hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo para evitar erosión y daños a dichas estructuras. / Trabajo de suficiencia profesional

Elabora una propuesta técnica para el análisis y diseño de presas de gravedad pequeñas mediante el criterio técnico P.E.T (Presa Elemental Triangular), esta metodología es empleada generalmente en países desarrollados, en el diseño de presas de gravedad de gran envergadura (mayores a 15m de altura), sin embargo el presente trabajo de investigación propone una metodología que permite aplicar esta técnica en el diseño de presas pequeñas, considerándose pequeñas a aquellas presas con alturas menores a 15m, y que son las que con mayor frecuencia se requieren en el país. / Tesis

Ingeniero Civil Eléctrico / Una de las principales variables a controlar en un sistema eléctrico es la frecuencia. Para asegurar su estabilidad en las 2 etapas de control (control primario (CPF) y secundario de frecuencia (CSF)) se hace imprescindible un correcto ajuste de las ganancias de los reguladores involucrados. A través de esta memoria se busca proponer una metodología para el ajuste óptimo de reguladores PI encargados del CPF, los cuales pueden ser de frecuencia o potencia-frecuencia. Existe una infinidad de técnicas para definir los parámetros de los reguladores PI, no obstante no todas se ajustan al contexto de regulación de frecuencia utilizando centrales hidráulicas. En esta memoria se estudiaron 2 metodologías: ajuste según Bode y según Ziegler-Nichols. A través de un modelo lineal se aplicaron dichas metodologías al caso particular de la central Colbún. Luego, llevando los mismos ajustes a un modelo no lineal del sistema, se evaluó el desempeño de los reguladores para distintos escenarios y configuraciones: operación en isla y red; distintos niveles de potencia; diferentes niveles de cota de embalse. Para los casos en que la central opera con una cota alta y ésta se encuentra en la sección ancha de la chimenea de equilibrio que posee el sistema, los resultados muestran una respuesta que cumple con las exigencias presentadas en la Norma Técnica. Sin embargo, para cotas inferiores, cuando la cota pasa a la sección angosta de la chimenea, se observan respuestas no acorde a lo exigido. Para ello fue necesario proponer ajustes adicionales. De los resultados se observó que con el reajuste propuesto se cumplen con las exigencias de la Norma Técnica. Luego de establecer una comparación entre las respuestas del modelo no lineal y lineal, se obtuvo que para las condiciones de cota alta es posible utilizar el modelo lineal como una buena aproximación del no lineal. Luego, el análisis realizado para el CSF se realizó utilizando el modelo lineal. Se empleó un modelo de 2 centrales, con 2 generadores en cada una, donde una central se encarga exclusivamente del CPF mientras que la otra se encarga del CSF. Se ajustaron los principales parámetros del regulador encargado del CSF: la constante de tiempo del bloque integral y la tasa de toma de carga de las unidades. A través de las simulaciones se observó que el ajuste cumple con las exigencias fijadas por la Norma Técnica. El Artículo 3-17 de la Norma Técnica propone 2 alternativas para el control secundario de frecuencia: un control centralizado en el CDEC y uno localizado en una central (en este caso Colbún). Utilizando el sistema mencionado en el párrafo anterior, se estudiaron y compararon ambas alternativas. Se observó que la opción de un control localizado en una central es una solución simple, eficiente y viable, mientras que la alternativa de un control centralizado conlleva dificultades como lo son la presencia de oscilaciones sostenidas en el tiempo (ciclos límite), las cuales se deben a la presencia de retardos en el envío y recepción de las señales y a la difcultad de coordinación entre las tomas de carga de las unidades y la fijada por el CDEC.

Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Abstract: This thesis was motivated by the need to better understand time-dependent features related to mudflow evolution on natural sloped channels. Basically, the research is focused on events that are confined in channels formed due to the topography. The rain, source of the liquid discharge, generates the runoff flow which is responsible for wetting the soil surface, promoting reduction of soil cohesiveness and erosion of small particles such as clay and sand. From this point, the sediment transport can increase as small water flows merge and form greater streams. The scenario keeps its evolution until it reaches high concentration of particles in the fluid mixture. In the first part, to study the non-permanent feature of sediment transport, an open-channel experiment was designed for simulating runoff flow over a mobile bed. A measurement system was designed and constructed to instantaneously inspect the solid discharge of particles and the flow friction at the bed. This apparatus is further used to explore the influence of free-surface waves on the sediment transport. Hydraulic properties of flows are qualitatively and quantitatively studied and data are used to correlate characteristics of flow and sediment transport. A set of experimental runs is presented and explored. Analysis of results shows that for fixed flow conditions, waves induce an overall smaller quantity of transported sediment. In a second part, the dynamics of high concentrated flows is addressed and this the... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Dentro da temática de riscos naturais, mais precisamente no contexto das corridas de lama, esta tese surge da necessidade que existe na literatura em melhor se conhecer as características temporais destes eventos. A chuva, fonte da vazão liquida, conduz aos escoamentos superficiais, responsáveis pela redução da coesão do material sedimentar do solo (areia e argila) e seu consequente transporte. Em locais de topografia íngreme, de montante a jusante, a vazão sólida do escoamento principal pode, eventualmente, evoluir devido às contribuições laterais de pequenos escoamentos, alterando não só as propriedades reológicas do fluido e dinâmicas do escoamento, como se manter até que o transporte sólido atinja elevada concentração na composição do fluido. Na primeira parte desta tese, um experimento de superfície livre foi projetado para reproduzir escoamentos superficiais sobre um fundo móvel, com o objetivo de estudar propriedades não-permanentes do transporte de sedimentos. Um sistema de medição foi projetado e construído com o intuito de medir quase instantaneamente a vazão sólida e suas correlações com as propriedades hidráulicas do escoamento. Este aparato é também utilizado para observar a influência de instabilidades de superfície livre sobre o transporte. Um conjunto de resultados é apresentado e analisado e mostra que a presença de ondas pode, em média, reduzir a quantidade total de sedimentos transportada. Na segunda parte desta tese, a dinâmica de escoamentos com eleva... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Señala los puntos mencionados en el tramo del río Hualgayoc en Cajamarca, para el nuevo diseño del puente Hualgayoc debido al cambio de su ubicación por no satisfacer las necesidades de la vía. Evalúa las condiciones hidrológicas del sector de influencia a la estructura planteada. Estima el caudal de máxima avenida, define el nivel máximo alcanzado del río y analiza así la socavación que se presentaría en la estructura. / Trabajo de suficiencia profesional

La demanda mundial de agua ha ido aumentando y seguirá creciendo de manera significativa en los próximos años en función del aumento de la población, del desarrollo económico y los cambios en los patrones de consumo, entre otros factores. Los niveles extremadamente bajos de tratamiento de las aguas residuales en los países con ingresos medios-altos y medios-bajos, y la reducción del agua disponible muestran la imperiosa necesidad de realizar mejoras tecnológicas para contar con opciones seguras para la reutilización del agua. La composición de las aguas residuales municipales puede variar notoriamente, debido a la gran diversidad de contaminantes liberados por las distintas fuentes domésticas, industriales, comerciales e institucionales. Los hábitos de consumo de la sociedad actual generan una serie de contaminantes en el agua residual que anteriormente no eran conocidos y/o no detectados. Estos microcontaminantes (MCs) se introducen a diario en el medio ambiente en muy bajas concentraciones, principalmente a través de los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) actuales. El constante aumento en el uso de MCs requiere tecnologías de tratamiento más eficientes para lograr su reducción o eliminación en las aguas residuales. En las grandes y medianas aglomeraciones urbanas el procedimiento más habitual para el tratamiento de los vertidos líquidos es el de lodos activados, en sus distintas modalidades, que desde sus primeras aplicaciones a principios del siglo XX se ha convertido en el tratamiento mundialmente más extendido. No obstante, con el objetivo de mejorar la calidad del efluente obtenido en este tratamiento convencional y promover su reutilización, en los últimos años se intensificaron las investigaciones de otras posibles tecnologías para el tratamiento de las aguas residuales. La tecnología MBR (Membrane Biological Reactor o Membrane Bioreactor) es conocida por producir efluentes de elevada calidad y eliminar eficazmente una amplia gama de MCs, incluidos algunos compuestos que son resistentes al proceso de lodos activados y otros procesos convencionales. Los MBR incluyen dos procesos principales: la unidad biológica, responsable de la degradación de la materia orgánica presente en el agua residual (biodegradación), y la unidad de filtración, encargada de llevar a cabo la separación sólido-líquido del licor mezcla. En el campo de tratamiento de aguas residuales, los MBR son muy valorados por sus ventajas, aunque también presentan algunos inconvenientes. A pesar de los numerosos avances tecnológicos logrados a lo largo de los años, el ensuciamiento de la membrana sigue siendo uno de los mayores desafíos en la aplicación de esta tecnología. Esta desventaja se debe a múltiples causas, principalmente derivados de las características de las membranas, de la biomasa y del afluente, así como de las condiciones de operación. Estudios recientes reportan que para incrementar la eliminación de los contaminantes más recalcitrantes se puede combinar este proceso con otras tecnologías. Así, algunos trabajos realizados en casi su totalidad con aguas sintéticas, demuestran que la integración de procesos electroquímicos (electrocoagulación, EC) con la tecnología MBR ofrece prometedoras ventajas. La electrocoagulación es una tecnología bastante conocida y utilizada desde hace muchos años principalmente en el tratamiento de aguas residuales industriales. El proceso se lleva a cabo mediante la generación in situ de coagulantes debido a la aplicación de una corriente eléctrica que provoca la oxidación electrolítica de un material anódico apropiado, comúnmente de aluminio o de hierro. En este sentido surge un sistema innovador, el Electro-Biorreactor de Membrana (EMBR) que combina las ventajas de las tecnologías MBR (tratamiento biológico y filtración de membrana) y electrocoagulación. La aplicación de la EC puede ser capaz de reducir la adhesión de sustancias en la superficie de la membrana y mejorar la eficiencia de eliminación de diversos contaminantes. Esta investigación aborda la puesta en marcha y operación de un EMBR piloto para el tratamiento de aguas residuales reales, con el objetivo general de verificar si se reduce el ensuciamiento de la membrana, en relación con un MBR sin electrocoagulación, y si se mejora de la calidad del efluente. La planta piloto EMBR se ubicó en dos depuradoras distintas, realizándose por tanto la investigación en dos etapas, primero en la EDAR de Santomera (Murcia, España) y posteriormente en la EDAR de Monte Orgegia (Alicante, España). Se verificó de esta manera el comportamiento del EMBR con distintas características del afluente y factores estacionales. En la EDAR de Santomera, la planta piloto se alimentó con un agua residual municipal que incorpora un significativo componente industrial, mientras que en la EDAR de Monte Orgegia el agua residual urbana no tiene aporte industrial. La temperatura varió entre 12 y 30°C, el pH entre 6,7 y 8,0 y la conductividad entre 1.500 y 4.000 µS/cm. En las dos etapas de la investigación se evaluó el impacto de la densidad de corriente (DC) aplicada sobre la calidad del efluente, las propiedades del lodo y el ensuciamiento de la membrana, y los resultados fueron comparados con el sistema MBR convencional. Para analizar la calidad del efluente se verificó el grado de reducción de materia orgánica (DQO), nutrientes (nitrógeno total, amonio, fósforo total) y de un total de 22 microcontaminantes (9 fármacos, 4 parabenos, 3 hormonas, 2 surfactantes, 1 plastificante, 1 producto de higiene personal y 2 pesticidas). Respecto a las propiedades del lodo, se analizaron los parámetros biocinéticos, los bioindicadores, los sólidos suspendidos (MLSS), la viscosidad, el índice volumétrico (IVF), la morfología flocular y las sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Para la medición del ensuciamiento de la membrana se verificó la evolución de la presión transmembrana (PTM). Los resultados obtenidos en cada fase fueron contrastados mediante análisis estadístico. En relación a la mejora de calidad del efluente, los resultados demostraron que el sistema EMBR incrementó su calidad, principalmente respecto a la eliminación de fósforo, y los contaminantes carbamazepina, claritromicina y diclofenaco. En relación a la eficiencia en la reducción del ensuciamiento de la membrana, el sistema EMBR presentó un impacto positivo en las propiedades del lodo y consecuentemente en el ensuciamiento de la membrana. El índice volumétrico de fango (IVF), la viscosidad y las fracciones de proteínas y carbohidratos de las EPS solubles presentaron reducciones significativas respecto al MBR. Por su parte, se logró disminuir la PTM hasta un 73%, con una DC de 5 A/m2 lo que nos indica que con un bajo consumo energético (0,16 kWh/m3) es posible lograr una buena sinergia entre las tecnologías MBR y la electrocoagulación.