[pt] Características são abstrações-chave para o desenvolvimento e manutenção de linhas de produto de software. Um desafio encarado na manutenção de linhas de produto de software é o entendimento das dependências que existem entre características. No código-fonte, uma dependência entre características ocorre sempre que um elemento de programa dentro dos limites de implementação de uma característica depende de elementos externos a esta característica. Exemplos são atributos ou métodos definidos na implementação de uma característica, mas utilizados no código responsável pela implementação de outra característica. A medida que desenvolvedores modificam o código-fonte associado com uma característica, eles devem garantir que outras características são consistentemente atualizadas com as novas mudanças – as chamadas propagações de mudanças. No entanto, a apropriada propagação de mudanças não é uma tarefa trivial, pois características geralmente não são modularizadas no código-fonte. Dessa forma, dado uma mudança em uma determinada característica, é desafiador revelar quais (partes de) outras características também devem ser alteradas. Propagação de mudanças se torna, portanto, um aspecto central e não-trivial da manutenção de linhas de produto de software. Desenvolvedores podem negligenciar partes importantes de código que deveriam ser revisadas ou alteradas, portanto não propagando mudanças de forma completa. Por outro lado, desenvolvedores também podem analisar de forma desnecessária partes de código que não são relevantes para a tarefa de manutenção de características, portanto aumentando o esforço de manutenção ou até propagando mudanças de forma indevida. A criação de um bom modelo mental da estrutura das dependências de características se torna essencial para ganhar compreensão sobre o complexo relacionamento de características com o objetivo de propagar mudanças de forma apropriada. Infelizmente, não existe entendimento no estado-da-arte sobre propriedades estruturais de dependências de características que afetam a propagação de mudanças. Este entendimento ainda não é possível, pois: (i) não existe meios de caracterização e quantificação para propriedades estruturais de dependências de características, e (ii) não existem investigações empíricas sobre a influência dessas propriedades na propagação de mudanças. Nesse contexto, esta tese apresenta três contribuições para superar os problemas acima mencionados. Primeiro, foi desenvolvido um estudo para entender a propagação de mudanças na presença de dependência de características em várias linhas de produto industriais. Segundo, é proposto um arcabouço de medidas com o propósito de quantificar propriedades estruturais de dependências de características. Nesse contexto, também foi desenvolvido um estudo revelando que métricas convencionais tipicamente aplicadas em trabalhos de linha de produto, tais como a métrica de acoplamento, não são indicadores efetivos da propagação de mudanças em linhas de produto de software. As métricas propostas nesta tese superaram consistentemente as métricas convencionais estudadas. Terceiro, esta tese propõe um método para auxiliar a propagação de mudanças encarando informações sobre a organização de dependência de características encarando-as como um problema de agrupamento. Foi avaliado se a organização de informações proposta nesta tese tem potencial para auxiliar desenvolvedores a propagar mudanças em linhas de produto de software. / [en] Features are the key abstraction to develop and maintain software product lines. A challenge faced in the maintenance of product lines is the understanding of the dependencies that exist between features. In the source code, a feature dependency occurs whenever program elements within the boundaries of a feature s implementation depend on elements external to that feature. Examples are either attributes or methods defined in the realisation of a feature, but used in the code realising other features. As developers modify the source code associated with a feature, they must ensure that other features are consistently updated with the new changes – the so-called change propagation. However, appropriate change propagation is far from being trivial as features are often not modularised in the source code. In this way, given a change in a certain feature, it is challenging to reveal which (part of) other features should also change. Change propagation becomes, therefore, a central and non-trivial aspect of software product-line maintenance. Developers may overlook important parts of the code that should be revised or changed, thus not fully propagating changes. Conversely, they may also unnecessarily analyse parts that are not relevant to the feature-maintenance task at hand, thereby increasing the maintenance effort or even mis-propagating changes. The creation of a good mental model based on the structure of feature dependencies becomes essential for gaining insight into the intricate relationship between features in order to properly propagate changes. Unfortunately, there is no understanding in the state of the art about structural properties of feature dependencies that affect change propagation. This understanding is not yet possible as: (i) there is no conceptual characterisation and quantification means for structural properties of feature dependency, and (ii) there is no empirical investigation on the influence of these properties on change propagation. In this context, this thesis presents three contributions to overcome the aforementioned problems. First, we develop a study to understand change propagation in presence of feature dependencies in several industry-strength product lines. Second, we propose a measurement framework intended to quantify structural properties of feature dependencies. We also develop a study revealing that conventional metrics typically used in previous research, such as coupling metrics, are not effective indicators of change propagation in software product lines. Our proposed metrics consistently outperformed conventional metrics. Third, we also propose a method to support change propagation by facing the organisation of feature dependency information as a clustering problem. We evaluate if our proposed organisation has potential to help developers to propagate changes in software product lines.

Made available in DSpace on 2016-04-25T20:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Augusto Cesar Salomao Mozine.pdf: 1379483 bytes, checksum: ec1c7f874bce78e35688f294c0cddee1 (MD5) Previous issue date: 2009-05-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To approach the subject of relationship between natural and social world from the construction of the modern way of life and its main elements based on rationality. This way, confronts the core of modernity historical project with the question of environmental rationality and of sustainable development, concerning the opposition between modernity and nature. In this context, study the nexus among sustainable development and modern and environmental rationalities in order to certify an environmental crisis expressed as a crisis of the current way of life. For that, analyzes the incorporation of the environmental question on the contemporary social debate, from international discussion initiated on 1970 s. In this sense, to demonstrate how the institutionalization of the discussion on global warming results in a policy on climate change, embodied on the implementation of Kyoto Protocol to United nations Framework-Convention on Climate Change and its mechanism. Finally, to approach the construction of a national regime on climate change in Brazil, from a legal-political bias, in which the sustainable question is inferred / Aborda a temática da relação entre mundos natural e social, através da construção do modo de vida moderno e seus principais elementos, calcados na racionalidade. Dessa maneira, confronta o âmago do projeto histórico da modernidade com a questão da racionalidade ambiental e do desenvolvimento sustentável, através da oposição entre modernidade e natureza. Nesse contexto, estuda o nexo entre desenvolvimento sustentável e racionalidades moderna e ambiental para se constatar uma crise ambiental, expressa como crise do modo de vida vigente. Para tanto, analisa a incorporação da questão do meio ambiente no debate social contemporâneo, a partir das discussões internacionais iniciadas na década de 1970. Nesse sentido, demonstra como a institucionalização da discussão sobre o aquecimento global resulta em uma política pública internacional sobre mudanças climáticas consubstanciada na implementação do Protocolo de Quito à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas e seus mecanismo. Por fim, aborda a construção de um regime nacional de mudanças climáticas no Brasil, por meio de um viés de jurídico-político, no qual se infere a questão da sustentabilidade

Made available in DSpace on 2016-04-26T14:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Augusto Cesar Salomao Mozine.pdf: 1379483 bytes, checksum: ec1c7f874bce78e35688f294c0cddee1 (MD5) Previous issue date: 2009-05-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To approach the subject of relationship between natural and social world from the construction of the modern way of life and its main elements based on rationality. This way, confronts the core of modernity historical project with the question of environmental rationality and of sustainable development, concerning the opposition between modernity and nature. In this context, study the nexus among sustainable development and modern and environmental rationalities in order to certify an environmental crisis expressed as a crisis of the current way of life. For that, analyzes the incorporation of the environmental question on the contemporary social debate, from international discussion initiated on 1970 s. In this sense, to demonstrate how the institutionalization of the discussion on global warming results in a policy on climate change, embodied on the implementation of Kyoto Protocol to United nations Framework-Convention on Climate Change and its mechanism. Finally, to approach the construction of a national regime on climate change in Brazil, from a legal-political bias, in which the sustainable question is inferred / Aborda a temática da relação entre mundos natural e social, através da construção do modo de vida moderno e seus principais elementos, calcados na racionalidade. Dessa maneira, confronta o âmago do projeto histórico da modernidade com a questão da racionalidade ambiental e do desenvolvimento sustentável, através da oposição entre modernidade e natureza. Nesse contexto, estuda o nexo entre desenvolvimento sustentável e racionalidades moderna e ambiental para se constatar uma crise ambiental, expressa como crise do modo de vida vigente. Para tanto, analisa a incorporação da questão do meio ambiente no debate social contemporâneo, a partir das discussões internacionais iniciadas na década de 1970. Nesse sentido, demonstra como a institucionalização da discussão sobre o aquecimento global resulta em uma política pública internacional sobre mudanças climáticas consubstanciada na implementação do Protocolo de Quito à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas e seus mecanismo. Por fim, aborda a construção de um regime nacional de mudanças climáticas no Brasil, por meio de um viés de jurídico-político, no qual se infere a questão da sustentabilidade

[pt] Seja ela a crise global da civilização, a crise da modernidade, ou mesmo uma simples resposta às exigências da globalização, para os mais conservadores, o nome dado ao período de transformações pelo qual atravessa a sociedade, há um consenso entre diversos autores, além de um movimento por parte de empresários, executivos e funcionários de diversas organizações, de que a mudança com respeito à forma como se enxerga a relação organizações e sociedade não é só primordial, mas um fato consumado. A sociedade atravessa uma fase na qual se depara com problemas em grande parte resultantes do seu próprio desenvolvimento. Essa problemática tem sido tema em diversos meios, desde acadêmicos, administrativos e políticos. Partindo de estudos e de experiências empresariais que já mostraram ser possível adotar uma perspectiva mais ética, humana e ecologicamente engajada, assim como de contribuições teóricas sobre a mudança transformadora, este trabalho teve por objetivo compreender a natureza das dificuldades e dos facilitadores inerentes a um processo de mudança organizacional transformadora. Com relação às considerações finais, devido à própria natureza da mudança paradigmática, os resultados da literatura corresponderam às nossas expectativas de que não fosse possível encontrar uma, e somente uma resposta possível para o problema. Parte dos autores dá maior ênfase às dificuldades nos processos de mudança, associadas normalmente aos valores da administração tradicional, enquanto que outra parte dá maior ênfase aos facilitadores da mudança, associados a valores éticos, de responsabilidade, cooperação, solidariedade e sustentabilidade. De qualquer forma, tanto dificuldades quanto facilitadores estão associados a valores, o que corresponde a aspectos de natureza axiológica. A análise dos dados, assim como a análise da pesquisa bibliográfica, nos levou, principalmente, às bases filosóficas do problema da mudança. Dentro da dimensão filosófica, o resultado da pesquisa empírica nos permitiu identificar as maiores freqüências também nas categorias de natureza axiológica. Entretanto, são as categorias de facilitadores as mais lembradas, no que diz respeito a sua freqüência e diversidade, tanto é que são três as de valores facilitadores e somente uma para dificuldades. / [en] Either global crisis of the civilization, crisis of modernity, or even a simple reply to the requirements of the globalization, for more the conservatives, the name given to the period of transformations for which crosses the society, there is a consensus among various authors, besides a movement of entrepreneurs, executives and employees of diverse organizations, that the change with respect to the form we see the relation organizations and society is not only primordial, but a consummated fact. The society crosses a phase in which it faces problems, most of them, resulted of its own development. This problematic issue has been subject of diverse areas, including academic, administration and politics. Considering previous studies and enterprise experiences that have already shown the possibility to adopt a more ethical, human and ecologically engaged perspective, as well as theoretical contributions on the transforming change, the purpose of this work was to understand the nature of the difficulties and the inherent incentives to a process of transforming organizational change. With regard to the final considerations, due to the particularly nature of the paradigm change, the results of literature corresponded to our expectations of that it was not possible to find only one single answer to the problem. A group of authors gives more emphasis to the difficulties in the change processes, usually associated to the values of the traditional administration, whereas another group gives more emphasis to the incentives of change, associated to ethical values, responsibility, cooperation and solidarity. Anyway, both difficulties and incentives are associated to values, those which correspond to the aspects of axiological nature. The analyses of the data, as well as the analysis of the bibliographical research, have led to the philosophical bases of the problem of change. In the philosophical perspective, the result of the empirical research allowed us to also identify the greatest frequencies in the axiological categories. However, the incentive categories are the most remembered, in regard to their frequency and diversity, for there were three incentive categories and only one difficulty category.

[pt] Nesta pesquisa nos voltamos para as narrativas jornalísticas de algumas rádios comunitárias do Rio de Janeiro. Identificamos de que forma tais emissoras lidam com este gênero, levando em consideração o modo como são produzidas as mensagens. No âmbito comunitário, demos visibilidade para histórias locais e reunimos características que consideramos como possibilidades de reconfiguração do radiojornalismo tradicional, tais como: presença da subjetividade, existência de textos sonoros híbridos e maior liberdade em explorar a linguagem do veículo. Recontamos a trajetória do rádio no Brasil com o intuito de inserir e legitimar as emissoras comunitárias neste processo. Processo que revela dificuldades das emissoras comunitárias em relação às seguintes questões: obtenção da licença, repressões, interrupção de atividades e nomenclatura atribuída ao segmento. Por outro lado, mostramos a organização dos militantes do movimento, assim como, o interesse da mídia convencional nas produções das rádios comunitárias. Estas abordagens só se concretizaram porque estaríamos diante de um contexto de mudanças paradigmáticas. O esfacelamento do discurso da modernidade como hegemônico possibilitou a emergência de narrativas plurais que vieram à tona. Entre estas vozes, até então recalcadas, estão as narrativas jornalísticas das rádios comunitárias. / [en] In this search, we focused on the journalistic narratives of some community radios in Rio de Janeiro. We identified how these broadcasting stations deal with this type of media, paying attention to the way the messages are produced. In the community sphere, we gave visibility to local stories, and united characteristics that we consider as possibilities of reconfiguring the traditional radiojournalism, such as: the presence of subjectivity, the existence of hybrid sound texts and the greater freedom to explore the radio`s language. We tell the trajectory of radio in Brazil to insert and legitimate the community broadcasting stations involved in this process. And this process reveals the difficulties that these stations face in relation to some topics: acquiring the license, the problem of repression, the interruption of the activities and the nomenclature given to the segment. On the other hand, we showed the organization of people that fight for these radios, as well as the interest of the traditional media in the production of the community radios. This approach is real only because we are facing a context that is going through paradigmatic changes. The dissolution of the modern discourse as homogeneous gave space to the arising of plural narratives. Among these voices, until then quite, are the journalistic narratives of the community radios.

[pt] A dissertação reconstrói o plano social formado em torno do debate público sobre os impactos de segurança das mudanças climáticas. Emprega para tanto o método de mapeamento de controvérsias desenvolvido por Pierre Bourdieu, que consiste no posicionamento dos agentes envolvidos no debate em um plano cartesiano, simbolizando as distâncias sociais entre os mesmos. Neste plano se cruzam um eixo horizontal, no qual os agentes são posicionados em função da caracterização que oferecem da ameaça climática (ênfase em segurança humana x ênfase em segurança geopolítica e militar), e um eixo vertical, no qual as coordenadas dos agentes são definidas a partir do tipo de medidas que advogam para o enfrentamento dos impactos de segurança do fenômeno (adaptação preventiva x adaptação reativa). Cruzando as tomadas de posição dos agentes nestes dois eixos, a pesquisa se propõe a avaliar a compatibilidade entre os resultados encontrados e os argumentos de Ulrich Beck, Didier Bigo, Jef Huysmans, Claudia Aradau e Rens Van Munster acerca dos impactos políticos do novo tipo de risco incomensurável que o fenômeno representa. Discute-se, em específico, a tese que associa a securitização das mudanças climáticas à transição de um modelo comunitarista de organização do sistema internacional rumo a um modelo centrado em um senso de pertencimento global. A dissertação tem como ambição, portanto, analisar os efeitos que as diferentes concepções de segurança climática vêm exercendo sobre a compreensão espaço-temporal moderna. Como conclusão, captura uma inclinação do debate em favor de uma concepção do global entendida como troca entre unidades particulares e uma predileção dos agentes por práticas de gerenciamento de risco. / [en] The dissertation maps the social space created around the public discussion concerning the security impacts of climate change. Pierre Bourdieu’s method of controversy mapping was applied, which consisted in positioning the agents involved in the debate on a Cartesian plane, symbolizing the social distances between them. The social map is formed by the intersection of two axes: first, the horizontal axis, in which actors are positioned according to how they frame the climate threat (emphasis on human security x emphasis on geopolitical and military security). Second, a vertical axis, in which agents are located according to the type of measures they advocate to deal with the security impacts of the phenomenon (preventive adaptation x reactive adaptation). By crossing agents’ positions in these two axes, the research tried to evaluate the consistency between its results and the arguments of Ulrich Beck, Didier Bigo, Jef Huysmans, Claudia Aradau and Rens van Munster concerning the political impacts of the new kind of unmanageable risk climate change represents. The dissertation evaluates, in particular, the hypothesis linking the securitization of climate change with the transcendence move from a communitarian international system towards a model based on a global sense of belonging. The research aimed, therefore, to analyze the effects that the different conceptions of climate security are having upon the modern understanding of space and time. As a conclusion, the dissertation identified an inclination among the analyzed agents towards a conception of the global understood as an exchange between well delineated particulars and a propensity towards practices of risk management.

Esta tese foi desenvolvida para avaliar os impactos das mudanças climáticas ao longo deste século sobre as demandas futuras de água para irrigação da soja na região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul sob uma abordagem estocástica e considerando diferentes projeções de modelos climáticos para o período de 2011-2100, comparando com o passado (1961-1990). As demandas de água para irrigação da soja (IWR) foram obtidas por simulação com o modelo SWAP. O aspecto estocástico desta avaliação foi conduzido pela incorporação da variabilidade espacial da condutividade hidráulica do solo (Ksat) e dos parâmetros da curva de retenção de água no solo (CR). Inicialmente, foi realizada uma análise estocástica destes atributos físico-hidráulicos na bacia do Arroio Donato (1,1 Km2), a qual serviu de área representativa dos solos e do uso do solo da região Noroeste. Foi empregada a técnica de simulação sequencial Gaussiana (SSG) para geração de 100 campos aleatórios de cada variável. Os resultados revelaram maiores incertezas para Ksat e o parâmetro α da CR e permitiu identificar que a grande heterogeneidade espacial e temporal das variáveis analisadas pode estar associada a fatores tais como clima, manejo e cobertura do solo, erros de amostragem, adensamento da malha amostral e também ao grau de compactação do solo. Em seguida foi feita uma investigação para detectar mudanças nos padrões de temperatura (T) e precipitação (P) na região Noroeste do RS (~65.000 Km2) pelo uso de diferentes modelos climáticos de circulação geral e regional (MCGs e MCRs, respectivamente). Sete distintas localizações na região foram consideradas, para as quais há dez diferentes projeções climáticas destes modelos. Adicionalmente, também foram investigadas a frequência e a intensidade de eventos de precipitação extrema utilizando-se de índices de eventos extremos. As projeções indicam um aumento na média anual de temperatura de quase 3ºC até o final do século, bem como um aumento na precipitação anual. Também foi realizada uma análise sazonal de T e P, a qual demonstrou que os maiores aumentos de temperatura são projetados para o inverno e início da primavera e, portanto, não coincidem com os meses de verão da principal cultura da região (soja). De posse das informações anteriores, o modelo SWAP foi utilizado para estimar as demandas de água para irrigação da soja (IWR), sem considerar perdas devido à eficiência de qualquer método de irrigação. Foram feitos também testes de hipóteses sobre as séries de IWR simuladas e os resultados suportam a premissa de que IWR a curto prazo (2025s) não será estatisticamente diferente do período base (1961-1990). Por outro lado, as IWR em 2055s e 2085s rejeitam esta hipótese. Por fim, avaliou-se a influência da distribuição espacial da condutividade hidráulica saturada (Ksat) e dos parâmetros do modelo da curva de retenção de água no solo (α, n e sat) sobre as demandas futuras de água para a irrigação da soja (IWR), segundo uma abordagem estocástica. Os valores simulados pelo método geoestatístico de simulação sequencial Gaussiana foram utilizados como dados de entrada no modelo SWAP. Como dados meteorológicos foram consideradas apenas as projeções do modelo climático regional ETA 20 e ETA 40 CTRL, bem como as projeções dadas pelo modelo climático global HADCM3 nas sete localizações na região. As estimativas obtidas pelo método estocástico foram então comparadas com as estimativas de IWR obtidas sem considerar a variabilidade espacial dos atributos físico-hidráulicos do solo. Os resultados indicaram grande variabilidade espacial dos valores de IWR. Além disso, observou-se que as menores incertezas de IWR foram obtidas a partir das projeções do modelo de melhor resolução espacial, o ETA 20, enquanto o modelo HADCM3 revelou as maiores diferenças entre os períodos futuros e o período atual (base). Os resultados também demonstraram que a maior incerteza é devido aos modelos climáticos, pois a abordagem estocástica praticamente não agregou incerteza aos valores de IWR simulados anteriormente. Por fim, as séries de IWR obtidas pela abordagem determinística e estocástica foram comparadas pelo teste de hipóteses de Kolmogorov-Smirnov, o qual comprovou que as séries só não diferem a curto prazo (2025s) e que, portanto, a variabilidade espacial do solo não pode ser negligenciada nas estimativas desta variável. / This Thesis has been developed to assess the impacts of climate change throughout this century on future water demands for soybean irrigation in the Northwest region of Rio Grande do Sul under a stochastic approach and considering different projections of climate models for the period 2011-2100, compared to the past (1961-1990). The water demands for irrigation (IWR) were obtained by simulation with the SWAP model. The stochastic aspect of this evaluation was conducted by incorporating the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (CR). Initially, a stochastic analysis of soil physical-hydraulic attributes (Ksat and CR parameters) in the Donato basin (1,1 Km2) was carried out. This basin served as a representative area of soils and land uses of the Northwest region. The Sequential Gaussian Simulation (SSG) technique was used to generate 100 random fields of each variable. The results revealed greater uncertainty for Ksat and for α parameter of the CR and identified that the large spatial and temporal heterogeneity of the variables may be associated with factors such as climate, management and land cover, sampling error, spatial density of the sampling grid and also the degree of soil compaction. After, an investigation was made to detect changes in temperature (T) and precipitation (P) patterns in the Northwest region of RS (~65.000 Km2) by using different global and regional circulation models (GCM and RCM, respectively). Seven distinct locations in the region were considered, for which there are ten different climate projections of these models. Additionally, it was also investigated the frequency and intensity of extreme rainfall events using extreme event indices. Projections indicate an increase in average annual temperature of almost 3 °C by the end of this century, as well as an increase in annual precipitation. It was also performed a seasonal analysis of T and P, which showed that the largest temperature increases are projected for the winter and early spring and, therefore, do not coincide with the summer months the main crop in the region (soy). Making use of the above information, the SWAP model was applied to estimate the water demand for soybean irrigation (IWR), excluding losses due to the efficiency of any method of irrigation. A hypothesis test for the simulated IWR series and the results supports the premise that in short-term IWR (2025s) is not statistically different from base period (1961-1990). On the other hand, IWR in 2055s and 2085s reject this hypothesis. Finally, the influence of the spatial distribution of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (α, sat and n) on IWR was evaluated, according to a stochastic approach. The simulated values form the geostatistical method of Sequential Gaussian Simulation (SGS) were used as input data in the SWAP model. Input data of meteorological information were provided by the projections of regional climate model ETA 20 and ETA 40 CTRL, as well as the projections given by global climate model HADCM3 for the seven locations in the region. Estimates obtained by the stochastic method were then compared with the IWR estimates obtained without considering the spatial variability of physical and hydraulic soil properties. The results indicated large spatial variability of IWR values. Furthermore, it was observed that the smallest uncertainties of IWR were obtained from the projections with better spatial resolution, the ETA 20 model, while the HADCM3 model revealed the highest differences between future periods and the current period (baseline). The results also showed that the greatest uncertainties are probably due to climate models, since the stochastic approach did not add uncertainties to the IWR values simulated previously. Finally, the series of IWR obtained by stochastic and deterministic approaches were compared by the hypothesis test of Kolmogorov-Smirnov, which proved that only the series in the short term (2025s) differ, and, therefore, the soil spatial variability may not be neglected when estimating this variable.

[pt] Para contribuir com a mitigação das mudanças climáticas, tecnologias com o intuito de promover a redução de emissões dos Gases de Efeito Estufa, como é o caso do dióxido de carbono, tem obtido grande destaque nas pesquisas ultimamente. Uma das alternativas para impedir que todo esse carbono seja liberado para a atmosfera é reinjetar o CO2 nos próprios reservatórios ou em outras formações geológicas próximas. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma tecnologia relacionada à captura e armazenamento geológico de CO2 e avalia o processo de injeção de dióxido de carbono em aquíferos salinos. O principal objetivo é avaliar o processo de injeção de dióxido de carbono em aquíferos salinos de rochas carbonáticas, numa escala de tempo de três mil anos, para avaliar o aprisionamento do CO2 em suas diferentes formas, incluindo o armazenamento mineral. Tal estudo também considera na modelagem, as reações químicas entre os componentes na fase aquosa e a difusão molecular do dióxido de carbono na fase aquosa, assim como as reações químicas de dissolução e precipitação mineral. A partir das informações obtidas em literatura, estabeleceu-se as premissas para a simulação do caso base, e gerou-se casos derivados variando individualmente cada uma das seguintes propriedades: difusividade, salinidade, pH e temperatura, no qual avaliou-se a contribuição de cada uma delas nas diferentes formas de armazenamento do CO2. Por fim, concluiu-se que a mineralização do CO2 iniciou-se após aproximadamente 200 anos de simulação. No entanto, devido às lentas taxas da reação de precipitação mineral, a predominância do armazenamento do CO2 ainda foi na forma dissolvida. As propriedades variadas que contribuíram para o aumento do armazenamento mineral de CO2, que é considerada a forma mais estável, foram: menor fator de difusividade, maior salinidade do aquífero, pH básico (pH igual a 8,0) e maior temperatura. / [en] In order to contribute to climatic changes mitigation, technologies aiming the reduction of pollution gases emissions, such as carbon dioxide, have been highlighted in recent researches. One of the alternatives to prevent all this carbon from being released into the atmosphere is to reinject CO2 into reservoirs or in other nearby geological formations. In this sense, this work presents a technology related to the capture and geological storage of CO2 and evaluates the carbon dioxide injection process into saline aquifers. The main objective is to evaluate the carbon dioxide injection process in saline aquifers of carbonate rocks, in a time scale of three thousand years, to evaluate the storage mechanism of CO2 in its different forms, including mineral storage. Such study also considers in the modeling, the chemical reactions between the components in the aqueous phase and the molecular diffusion of the carbon dioxide in the aqueous phase, as well as the chemical reactions of mineral dissolution and precipitation. From the research made and the information gathered in the literature, the premises for the simulation of the base case were established, and derivative cases were generated by individually varying each of the following properties: diffusivity, salinity, pH and temperature, in which the contribution of each property was evaluated on the different CO2 storage forms. Finally, it was concluded that the injected CO2 mineralization process started after approximately 200 years of simulation. However, due to slow rates of the mineral precipitation, the CO2 storage in the dissolved form was still predominant. The different properties that contributed to increase the CO2 mineral storage, which is considered the more estable one, were: lower diffusivity factor, higher aquifer salinity, basic pH (pH equal to 8.0) and higher temperature.

Esta tese foi desenvolvida para avaliar os impactos das mudanças climáticas ao longo deste século sobre as demandas futuras de água para irrigação da soja na região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul sob uma abordagem estocástica e considerando diferentes projeções de modelos climáticos para o período de 2011-2100, comparando com o passado (1961-1990). As demandas de água para irrigação da soja (IWR) foram obtidas por simulação com o modelo SWAP. O aspecto estocástico desta avaliação foi conduzido pela incorporação da variabilidade espacial da condutividade hidráulica do solo (Ksat) e dos parâmetros da curva de retenção de água no solo (CR). Inicialmente, foi realizada uma análise estocástica destes atributos físico-hidráulicos na bacia do Arroio Donato (1,1 Km2), a qual serviu de área representativa dos solos e do uso do solo da região Noroeste. Foi empregada a técnica de simulação sequencial Gaussiana (SSG) para geração de 100 campos aleatórios de cada variável. Os resultados revelaram maiores incertezas para Ksat e o parâmetro α da CR e permitiu identificar que a grande heterogeneidade espacial e temporal das variáveis analisadas pode estar associada a fatores tais como clima, manejo e cobertura do solo, erros de amostragem, adensamento da malha amostral e também ao grau de compactação do solo. Em seguida foi feita uma investigação para detectar mudanças nos padrões de temperatura (T) e precipitação (P) na região Noroeste do RS (~65.000 Km2) pelo uso de diferentes modelos climáticos de circulação geral e regional (MCGs e MCRs, respectivamente). Sete distintas localizações na região foram consideradas, para as quais há dez diferentes projeções climáticas destes modelos. Adicionalmente, também foram investigadas a frequência e a intensidade de eventos de precipitação extrema utilizando-se de índices de eventos extremos. As projeções indicam um aumento na média anual de temperatura de quase 3ºC até o final do século, bem como um aumento na precipitação anual. Também foi realizada uma análise sazonal de T e P, a qual demonstrou que os maiores aumentos de temperatura são projetados para o inverno e início da primavera e, portanto, não coincidem com os meses de verão da principal cultura da região (soja). De posse das informações anteriores, o modelo SWAP foi utilizado para estimar as demandas de água para irrigação da soja (IWR), sem considerar perdas devido à eficiência de qualquer método de irrigação. Foram feitos também testes de hipóteses sobre as séries de IWR simuladas e os resultados suportam a premissa de que IWR a curto prazo (2025s) não será estatisticamente diferente do período base (1961-1990). Por outro lado, as IWR em 2055s e 2085s rejeitam esta hipótese. Por fim, avaliou-se a influência da distribuição espacial da condutividade hidráulica saturada (Ksat) e dos parâmetros do modelo da curva de retenção de água no solo (α, n e sat) sobre as demandas futuras de água para a irrigação da soja (IWR), segundo uma abordagem estocástica. Os valores simulados pelo método geoestatístico de simulação sequencial Gaussiana foram utilizados como dados de entrada no modelo SWAP. Como dados meteorológicos foram consideradas apenas as projeções do modelo climático regional ETA 20 e ETA 40 CTRL, bem como as projeções dadas pelo modelo climático global HADCM3 nas sete localizações na região. As estimativas obtidas pelo método estocástico foram então comparadas com as estimativas de IWR obtidas sem considerar a variabilidade espacial dos atributos físico-hidráulicos do solo. Os resultados indicaram grande variabilidade espacial dos valores de IWR. Além disso, observou-se que as menores incertezas de IWR foram obtidas a partir das projeções do modelo de melhor resolução espacial, o ETA 20, enquanto o modelo HADCM3 revelou as maiores diferenças entre os períodos futuros e o período atual (base). Os resultados também demonstraram que a maior incerteza é devido aos modelos climáticos, pois a abordagem estocástica praticamente não agregou incerteza aos valores de IWR simulados anteriormente. Por fim, as séries de IWR obtidas pela abordagem determinística e estocástica foram comparadas pelo teste de hipóteses de Kolmogorov-Smirnov, o qual comprovou que as séries só não diferem a curto prazo (2025s) e que, portanto, a variabilidade espacial do solo não pode ser negligenciada nas estimativas desta variável. / This Thesis has been developed to assess the impacts of climate change throughout this century on future water demands for soybean irrigation in the Northwest region of Rio Grande do Sul under a stochastic approach and considering different projections of climate models for the period 2011-2100, compared to the past (1961-1990). The water demands for irrigation (IWR) were obtained by simulation with the SWAP model. The stochastic aspect of this evaluation was conducted by incorporating the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (CR). Initially, a stochastic analysis of soil physical-hydraulic attributes (Ksat and CR parameters) in the Donato basin (1,1 Km2) was carried out. This basin served as a representative area of soils and land uses of the Northwest region. The Sequential Gaussian Simulation (SSG) technique was used to generate 100 random fields of each variable. The results revealed greater uncertainty for Ksat and for α parameter of the CR and identified that the large spatial and temporal heterogeneity of the variables may be associated with factors such as climate, management and land cover, sampling error, spatial density of the sampling grid and also the degree of soil compaction. After, an investigation was made to detect changes in temperature (T) and precipitation (P) patterns in the Northwest region of RS (~65.000 Km2) by using different global and regional circulation models (GCM and RCM, respectively). Seven distinct locations in the region were considered, for which there are ten different climate projections of these models. Additionally, it was also investigated the frequency and intensity of extreme rainfall events using extreme event indices. Projections indicate an increase in average annual temperature of almost 3 °C by the end of this century, as well as an increase in annual precipitation. It was also performed a seasonal analysis of T and P, which showed that the largest temperature increases are projected for the winter and early spring and, therefore, do not coincide with the summer months the main crop in the region (soy). Making use of the above information, the SWAP model was applied to estimate the water demand for soybean irrigation (IWR), excluding losses due to the efficiency of any method of irrigation. A hypothesis test for the simulated IWR series and the results supports the premise that in short-term IWR (2025s) is not statistically different from base period (1961-1990). On the other hand, IWR in 2055s and 2085s reject this hypothesis. Finally, the influence of the spatial distribution of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (α, sat and n) on IWR was evaluated, according to a stochastic approach. The simulated values form the geostatistical method of Sequential Gaussian Simulation (SGS) were used as input data in the SWAP model. Input data of meteorological information were provided by the projections of regional climate model ETA 20 and ETA 40 CTRL, as well as the projections given by global climate model HADCM3 for the seven locations in the region. Estimates obtained by the stochastic method were then compared with the IWR estimates obtained without considering the spatial variability of physical and hydraulic soil properties. The results indicated large spatial variability of IWR values. Furthermore, it was observed that the smallest uncertainties of IWR were obtained from the projections with better spatial resolution, the ETA 20 model, while the HADCM3 model revealed the highest differences between future periods and the current period (baseline). The results also showed that the greatest uncertainties are probably due to climate models, since the stochastic approach did not add uncertainties to the IWR values simulated previously. Finally, the series of IWR obtained by stochastic and deterministic approaches were compared by the hypothesis test of Kolmogorov-Smirnov, which proved that only the series in the short term (2025s) differ, and, therefore, the soil spatial variability may not be neglected when estimating this variable.

Esta tese foi desenvolvida para avaliar os impactos das mudanças climáticas ao longo deste século sobre as demandas futuras de água para irrigação da soja na região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul sob uma abordagem estocástica e considerando diferentes projeções de modelos climáticos para o período de 2011-2100, comparando com o passado (1961-1990). As demandas de água para irrigação da soja (IWR) foram obtidas por simulação com o modelo SWAP. O aspecto estocástico desta avaliação foi conduzido pela incorporação da variabilidade espacial da condutividade hidráulica do solo (Ksat) e dos parâmetros da curva de retenção de água no solo (CR). Inicialmente, foi realizada uma análise estocástica destes atributos físico-hidráulicos na bacia do Arroio Donato (1,1 Km2), a qual serviu de área representativa dos solos e do uso do solo da região Noroeste. Foi empregada a técnica de simulação sequencial Gaussiana (SSG) para geração de 100 campos aleatórios de cada variável. Os resultados revelaram maiores incertezas para Ksat e o parâmetro α da CR e permitiu identificar que a grande heterogeneidade espacial e temporal das variáveis analisadas pode estar associada a fatores tais como clima, manejo e cobertura do solo, erros de amostragem, adensamento da malha amostral e também ao grau de compactação do solo. Em seguida foi feita uma investigação para detectar mudanças nos padrões de temperatura (T) e precipitação (P) na região Noroeste do RS (~65.000 Km2) pelo uso de diferentes modelos climáticos de circulação geral e regional (MCGs e MCRs, respectivamente). Sete distintas localizações na região foram consideradas, para as quais há dez diferentes projeções climáticas destes modelos. Adicionalmente, também foram investigadas a frequência e a intensidade de eventos de precipitação extrema utilizando-se de índices de eventos extremos. As projeções indicam um aumento na média anual de temperatura de quase 3ºC até o final do século, bem como um aumento na precipitação anual. Também foi realizada uma análise sazonal de T e P, a qual demonstrou que os maiores aumentos de temperatura são projetados para o inverno e início da primavera e, portanto, não coincidem com os meses de verão da principal cultura da região (soja). De posse das informações anteriores, o modelo SWAP foi utilizado para estimar as demandas de água para irrigação da soja (IWR), sem considerar perdas devido à eficiência de qualquer método de irrigação. Foram feitos também testes de hipóteses sobre as séries de IWR simuladas e os resultados suportam a premissa de que IWR a curto prazo (2025s) não será estatisticamente diferente do período base (1961-1990). Por outro lado, as IWR em 2055s e 2085s rejeitam esta hipótese. Por fim, avaliou-se a influência da distribuição espacial da condutividade hidráulica saturada (Ksat) e dos parâmetros do modelo da curva de retenção de água no solo (α, n e sat) sobre as demandas futuras de água para a irrigação da soja (IWR), segundo uma abordagem estocástica. Os valores simulados pelo método geoestatístico de simulação sequencial Gaussiana foram utilizados como dados de entrada no modelo SWAP. Como dados meteorológicos foram consideradas apenas as projeções do modelo climático regional ETA 20 e ETA 40 CTRL, bem como as projeções dadas pelo modelo climático global HADCM3 nas sete localizações na região. As estimativas obtidas pelo método estocástico foram então comparadas com as estimativas de IWR obtidas sem considerar a variabilidade espacial dos atributos físico-hidráulicos do solo. Os resultados indicaram grande variabilidade espacial dos valores de IWR. Além disso, observou-se que as menores incertezas de IWR foram obtidas a partir das projeções do modelo de melhor resolução espacial, o ETA 20, enquanto o modelo HADCM3 revelou as maiores diferenças entre os períodos futuros e o período atual (base). Os resultados também demonstraram que a maior incerteza é devido aos modelos climáticos, pois a abordagem estocástica praticamente não agregou incerteza aos valores de IWR simulados anteriormente. Por fim, as séries de IWR obtidas pela abordagem determinística e estocástica foram comparadas pelo teste de hipóteses de Kolmogorov-Smirnov, o qual comprovou que as séries só não diferem a curto prazo (2025s) e que, portanto, a variabilidade espacial do solo não pode ser negligenciada nas estimativas desta variável. / This Thesis has been developed to assess the impacts of climate change throughout this century on future water demands for soybean irrigation in the Northwest region of Rio Grande do Sul under a stochastic approach and considering different projections of climate models for the period 2011-2100, compared to the past (1961-1990). The water demands for irrigation (IWR) were obtained by simulation with the SWAP model. The stochastic aspect of this evaluation was conducted by incorporating the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (CR). Initially, a stochastic analysis of soil physical-hydraulic attributes (Ksat and CR parameters) in the Donato basin (1,1 Km2) was carried out. This basin served as a representative area of soils and land uses of the Northwest region. The Sequential Gaussian Simulation (SSG) technique was used to generate 100 random fields of each variable. The results revealed greater uncertainty for Ksat and for α parameter of the CR and identified that the large spatial and temporal heterogeneity of the variables may be associated with factors such as climate, management and land cover, sampling error, spatial density of the sampling grid and also the degree of soil compaction. After, an investigation was made to detect changes in temperature (T) and precipitation (P) patterns in the Northwest region of RS (~65.000 Km2) by using different global and regional circulation models (GCM and RCM, respectively). Seven distinct locations in the region were considered, for which there are ten different climate projections of these models. Additionally, it was also investigated the frequency and intensity of extreme rainfall events using extreme event indices. Projections indicate an increase in average annual temperature of almost 3 °C by the end of this century, as well as an increase in annual precipitation. It was also performed a seasonal analysis of T and P, which showed that the largest temperature increases are projected for the winter and early spring and, therefore, do not coincide with the summer months the main crop in the region (soy). Making use of the above information, the SWAP model was applied to estimate the water demand for soybean irrigation (IWR), excluding losses due to the efficiency of any method of irrigation. A hypothesis test for the simulated IWR series and the results supports the premise that in short-term IWR (2025s) is not statistically different from base period (1961-1990). On the other hand, IWR in 2055s and 2085s reject this hypothesis. Finally, the influence of the spatial distribution of the saturated hydraulic conductivity (Ksat) and the parameters of the soil water retention curve (α, sat and n) on IWR was evaluated, according to a stochastic approach. The simulated values form the geostatistical method of Sequential Gaussian Simulation (SGS) were used as input data in the SWAP model. Input data of meteorological information were provided by the projections of regional climate model ETA 20 and ETA 40 CTRL, as well as the projections given by global climate model HADCM3 for the seven locations in the region. Estimates obtained by the stochastic method were then compared with the IWR estimates obtained without considering the spatial variability of physical and hydraulic soil properties. The results indicated large spatial variability of IWR values. Furthermore, it was observed that the smallest uncertainties of IWR were obtained from the projections with better spatial resolution, the ETA 20 model, while the HADCM3 model revealed the highest differences between future periods and the current period (baseline). The results also showed that the greatest uncertainties are probably due to climate models, since the stochastic approach did not add uncertainties to the IWR values simulated previously. Finally, the series of IWR obtained by stochastic and deterministic approaches were compared by the hypothesis test of Kolmogorov-Smirnov, which proved that only the series in the short term (2025s) differ, and, therefore, the soil spatial variability may not be neglected when estimating this variable.