Submitted by ROGÉRIO GEROLINETO FONSECA null (rogeriogfonseca@yahoo.com.br) on 2018-01-03T14:27:02Z No. of bitstreams: 1 RISCO_HIDROLOGICO_PRECIPITACOES_EXTREMAS_ENCHENTES_E_ALAGAMENTOS_NA_CIDADE_DE_ITUIUTABA_MG.pdf: 10330534 bytes, checksum: b95ceb5e240dacedaa2b614729085529 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2018-01-05T10:43:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fonseca_rg_me_rcla.pdf: 9246593 bytes, checksum: cbd5879270cf75f0e834161707e18c48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T10:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fonseca_rg_me_rcla.pdf: 9246593 bytes, checksum: cbd5879270cf75f0e834161707e18c48 (MD5) Previous issue date: 2017-11-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As inundações constituem um dos impactos ambientais mais observados nas áreas urbanas. A incidência destes eventos varia conforme as características climáticas e socioambientais das cidades. Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar o risco a enchentes, a alagamentos e ao escoamento superficial concentrado na área urbana de Ituiutaba (MG), a partir de suas condicionantes físicas e de suas características socioespaciais, inerentes ao processo de urbanização. Para isto, realizaram-se análises do geossistema urbano; da variabilidade pluvial com enfoque na recorrência das precipitações extremas; das ocorrências de transtornos associados ao impacto pluvial e da percepção do problema por parte da população atingida e do poder público municipal. Verificou-se que os impactos hidrometeóricos concentram-se durante os meses da primavera e do verão, quando as chuvas são mais abundantes. Em média, treze episódios chuvosos com volume a partir de 30mm/24h acontecem a cada ano, representando, assim, um potencial de danos ao ambiente urbano. De forma mais esporádica, acontecem ainda precipitações mais intensas, por volta de 90mm/24h, com potencial de impacto muito maior. Os arquivos das ocorrências do Corpo de Bombeiros e as reportagens publicadas pela imprensa local constituíram importantes fontes para o mapeamento e análise dos impactos. Como consequência desses eventos, tem-se na área central da cidade e bairros adjacentes, que são mais impermeabilizados, as ocorrências de escoamento superficial concentrado e os alagamentos. Além disso, a rede de galerias pluviais é insuficiente para drenar os locais onde os problemas são mais evidentes, principalmente em quatro áreas, sendo estas as avenidas José João Dib, Minas Gerais, Dezessete e Prof. José Vieira de Mendonça. Na primeira, observam-se alagamentos devido à deficiência na drenagem do escoamento superficial, que não consegue direcionar as águas para dentro da canalização do Córrego São José. Nos demais locais o problema é o escoamento superficial concentrado, que forma um fluxo ao longo das vertentes, suficiente para arrastar pessoas e veículos, além de provocar danos na pavimentação de ruas e calçadas. No tocante à população afetada pelas inundações, a maior parcela é formada por pessoas de baixa renda, cujas residências são mais vulneráveis ao acúmulo/escoamento de água em superfície. Este cenário demanda a atuação efetiva da administração pública no sentido de elaborar planos estratégicos para a gestão das águas pluviais. / Floods are one of the most observed environmental impacts in urban areas. The incidence of these events varies according to the climatic and socio-environmental characteristics of the cities. The main objective of this research was to evaluate the risk to the overflows, the floods and the concentrated surface runoff in the urban area of Ituiutaba (MG), based on its physical conditioning aspects and its socio-spatial characteristic, which are inherent in the urbanization process. For that purpose, some analyzes of the urban geosystem, the rainfall variability with focus on the recurrence of the extreme precipitations, the occurrences of disturbances associated with the rainfall impact and the perception of the problem by the affected population and the municipal public power were carried out. It was found that the hydrometeoric impacts are concentrated in the spring and summer months, when the rains are more abundant. On average, thirteen rainy episodes with a volume from 30mm/24h happen each year, which represents a potential for damages to the urban environment. More sporadically, there are some intense precipitations, around 90mm/24h, with a much greater potential impact. The Fire Department's archives and the news published in the local press were important sources for the mapping and analysis of the impacts. As a consequence of these events, there are in the city centre area and adjacent neighborhoods, which are more waterproofed spaces, the occurrences of concentrated surface runoff and flooding. In addition, the rain gutter network is insufficient to drain the places where the problems are more evident, mainly in four areas, which are the avenues José João Dib, Minas Gerais, Dezessete and Prof. José Vieira de Mendonça. At the José João Dib Avenue, floods are observed due to the deficiency in drainage of the surface runoff, that cannot direct the water into the canalization of the São José stream. In the other avenues, the problem is the concentrated runoff which forms a flow along the slopes that is enough to drag people and vehicles as well as cause damage to the paving of streets and sidewalks. With regard to the population affected by the floods, the majority is made up of low-income people, whose homes are most vulnerable to surface water accumulation / runoff. This scenario demands an effective action from the public administration in an effort to elaborate strategic plans for the management of the rainwater. / CNPq: 134118/2015-4

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:28:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285079.pdf: 5965589 bytes, checksum: 76c9f10aa5788a1ef639d5402adc6cc5 (MD5) / O uso de águas pluviais é uma importante forma de otimizar os recursos hídricos e promover o desenvolvimento sustentável. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de economia de água potável, por meio do uso de água pluvial, para a lavagem de carros em concessionárias de veículos na cidade de Belo Horizonte. Obteve-se dados de precipitação de estações meteorológicas próximas, realizou-se o levantamento de áreas para coleta de águas pluvial, pesquisou-se o histórico do número de veículos lavados, assim como o consumo de água potável. A demanda de água pluvial foi considerada como uma percentagem do consumo de água potável utilizada para essa atividade. O estudo foi realizado utilizando-se o Netuno, um programa computacional para análise de volume de reservatório e percentagem de economia de água potável com uso de água pluvial. Para esse estudo foram realizadas simulações dos volumes dos reservatórios inferiores de cada concessionária em análise em intervalos de 10.000 litros e, em cada caso, obteve-se um volume ideal de reservatório inferior, e o correspondente percentual de economia de água potável. Adicionalmente, foram realizadas novas simulações, com aumentos dos volumes dos reservatórios inferiores de cada concessionária, até atingir o limite máximo do potencial de economia de água potável. A análise de viabilidade econômica foi realizada por meio do cálculo do valor presente líquido, do tempo de retorno dos investimentos e da taxa interna de retorno, tendo em conta o potencial de economia de água potável para um período de 15 anos de vida útil do projeto. Para calcular os índices financeiros utilizou-se a taxa média de atratividade igual à inflação calculada, a partir da média dos últimos quatro anos, fixada no valor de 0,36% ao mês. A principal conclusão obtida com este trabalho foi a de que, usando-se a água pluvial para a lavagem de veículos em concessionárias de veículos em Belo Horizonte, pode-se economizar entre 9,74% e 26,80% de água potável, com investimentos viáveis e atrativos. Para todos os casos analisados, obteve-se valor presente líquido positivo, tempo de retorno de investimento entre 75 e 143 meses, e taxas internas de retorno compreendidas entre 0,63% e 1,52% a.m. / The use of rainwater is an important way to optimize water resources and promote sustainable development. The aim of this study is to assess the potential for potable water savings by using rainwater for washing cars at car dealers in the city of Belo Horizonte. Rainfall data from weather stations nearby, roof areas available for collecting rainwater, average number of vehicles washed as well as the consumption of potable water were obtained. Demand for rainwater was considered a percentage of potable water consumption. The study was conducted using the Netuno, a computer software for analysis of rainwater tank capacity and percentage of potable water savings due to the use of rainwater. Volume simulations of the lower tanks in each studied car dealer have been held, considering 10,000 liters# intervals, and, in each case, were reached an optimum level of the lower tank, and the corresponding savings in the use of potable water. Additionally, further simulations have been undertaken, considering increases in the volume of the lower tanks for each car dealer, in order to reach the maximum potential for potable water savings. The investment feasibility analysis was performed by calculating the net present value, payback period and internal rate of return taking into account the potential for potable water savings for a period of 15 years - the project#s life span. So as to calculate the financial ratios, the average rate of attractiveness has equaled inflation, based on the average value for the past four years of 0.36% per month. The main conclusion of this work is that by using rainwater for car wash at car dealers in Belo Horizonte, one can save between 9.74% and 26.80% of potable water through totally viable and attractive investments. For all examined cases we have obtained positive net present value. The payback period ranged between 75 and 143 months, with internal rates of return varying between 0.63% and 1.52% per month.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:43:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287387.pdf: 932068 bytes, checksum: 40422ef9dba3ff91935fd0f6df4dbab4 (MD5) / O aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis em edificações tem se mostrado uma alternativa que proporciona redução da demanda de água potável minimizando problemas relacionados à disponibilidade dos recursos hídricos. Entretanto, a instalação de um sistema de aproveitamento de água pluvial em uma edificação implica em maior quantidade de materiais e equipamentos, e, conseqüentemente, maior consumo de matérias-primas e energia embutida nas etapas do ciclo de vida dos seus componentes. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um método para avaliar a viabilidade ambiental e econômica de sistemas de aproveitamento de água pluvial, por meio de conceitos da Análise de Ciclo de Vida (ACV). Neste método propõe-se a realização de avaliação ambiental e econômica em edificações, verificando dois cenários através de indicadores de viabilidade: um cenário em que existe somente sistema hidráulico predial que utiliza água potável da rede pública, e outro cenário em que a edificação possui sistema hidráulico predial complementado por aproveitamento de água pluvial. Os indicadores de viabilidade são índices quantitativos que possibilitam realizar análises comparativas para verificar qual sistema é mais viável ambiental e economicamente. Na fase de avaliação ambiental são avaliadas as matériasprimas, energia embutida, emissões e os resíduos gerados pelos principais equipamentos e componentes dos sistemas. Na fase de avaliação econômica, são verificados os custos de materiais, equipamentos, mão-de-obra, custosoperacionais, custos de utilização da água potável, benefício monetário e período de retorno do investimento. Para comprovar a aplicabilidade do método proposto, foram realizados estudos de caso para três projetos de edificações residenciais (baixo, médio e alto padrão) localizadas em Florianópolis/SC. Em cada estudo de caso foram analisadas três opções de sistemas, sendo que cada opção apresentou o reservatório inferior de armazenamento de água pluvial composto por um material diferente: plástico reforçado com fibra de vidro, polietileno de alta densidade e concreto armado. O volume ideal para os reservatórios inferiores de armazenamento de água pluvial e o potencial de economia de água potável foi verificado por meio de simulações realizadas com auxílio do programa Netuno. Os resultados do trabalho apontam que dentre as opções de sistemas complementados por aproveitamento de água pluvial analisadas, os sistemas mais viáveis em aspecto ambiental são os que possuem reservatório inferior de armazenamento de água pluvial em plástico reforçado com fibra de vidro. Enquanto que os sistemas com reservatório inferior de armazenamento de água pluvial em concreto armado são os mais viáveis economicamente. A principal conclusão do trabalho é que o método proposto é adequado para avaliar a viabilidade ambiental e econômica de sistemas de aproveitamento de água pluvial em edificações. / The use of rainwater for non-potable uses in buildings has become an alternative that provides a reduction in potable water demand and minimizes problems related to availability of water resources. However, the installation of a rainwater harvesting system in a building requires greater amount of materials and equipment. Thus, there is a higher consumption of raw materials and embodied energy in the life cycle of the system components. The main objective of this work is to assess the environmental impact and investment feasibility analysis of rainwater harvesting systems by using the concepts of Life Cycle Analysis (LCA). In this method it is proposed to carry out environmental and investment feasibility for two scenarios, i.e., a scenario in which there is only a potable water system supplied by the water utility, and another scenario in which the potable water system is complemented by use of rainwater. For the environmental assessment, raw materials, embodied energy, emissions and waste generated by the major components of the systems were evaluated. As for the investment feasibility analysis, costs of materials, wages, operating costs, monetary benefit and corrected payback period were assessed. In order to assess the applicability of the proposed method, three case studies related to residential buildings design (low, medium and high standard) located in Florianópolis were conducted. Three types of rainwater storage tanks of were analyzed: plastic reinforced with glass fiber, high density polyethylene and reinforced concrete. The optimum rainwater tank capacity and the potential for potable water savings were verified by simulations performed using Neptune computer program. Results indicate that plastic tanks reinforced with glass fiber are more feasible in the environmental aspect, while concrete tanks are economically more feasible. The main conclusion is that the proposed method is suitable for assessing the environmental and investment feasibility of systems with rainwater utilization.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298392.pdf: 4909601 bytes, checksum: 91a4852a6cfb0025df841c600bcde576 (MD5) / No contexto da crescente pressão exercida sobre os recursos hídricos, que traz conseqüências tanto em relação aos aspectos quantitativos quanto qualitativos, o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para sistemas de aproveitamento de água da chuva surge como uma alternativa promissora. Este trabalho tem como principal objetivo propor e avaliar tecnologias inovadoras para sistemas de aproveitamento de água da chuva, com enfoque no reservatório de armazenamento e nos dispositivos de descarte de sólidos e desvio dos primeiros escoamentos. No desenvolvimento das tecnologias aqui propostas, são apresentados três reservatórios com placas de ardósia, de 50, 80 e 250 m3, e um reservatório de chapas de aço galvanizado de 200 m3. Os dois primeiros foram executados em escolas públicas (sistemas piloto S1 e S2) e armazenam água da chuva para fins não-potáveis. Os outros dois foram construídos em instalações suinícolas e armazenam água da chuva para dessedentação animal e higienização das instalações (sistemas piloto S3 e S4). Após a execução dos sistemas piloto, foi calculada a eficiência dos mesmos. Paralelamente, foram feitas análises físico-químicas e bacteriológicas da água da chuva em diversos pontos dos sistemas piloto a fim de verificar sua qualidade ao longo do percurso no sistema, com enfoque na qualidade da água armazenada nos reservatórios. Nessa perspectiva, realizou-se um ensaio de potabilidade com o objetivo de verificar se os materiais utilizados em contato com a água armazenada nos reservatórios comprometem a potabilidade da água. Com os resultados de qualidade de água de chuva, foi possível calcular a eficiência dos conjuntos de dispositivos desenvolvidos e utilizados neste trabalho para tratamento físico da água da chuva. Por fim, foi realizada uma análise comparativa de custos entre os reservatórios de ardósia, os reservatórios de chapas de aço galvanizado e outros tipos de reservatórios comumente encontrados na região de estudo. Também foram verificados os custos dos dispositivos de descarte de sólidos e desvio dos primeiros escoamentos aqui desenvolvidos e propostos. Observando os resultados obtidos no cálculo da eficiência dos sistemas piloto, constatou-se que os sistemas piloto S1 e S2 atendem a 100% das demandas de água da chuva, respectivamente. Já os sistemas piloto S3 e S4 atendem a 41 e 40% das demandas, respectivamente. Na etapa de monitoramento da qualidade da água da chuva, pode-se concluir que a água armazenada nos reservatórios é de excelente qualidade. A grande maioria dos parâmetros estava de acordo com os padrões de potabilidade da Portaria no 518 do MS e observaram as condições ou padrões para as águas de classe 3 da Resolução CONAMA 357. Em alguns casos, somente o pH e/ou o teor de coliformes totais estavam fora dos padrões. A água da chuva, após passar pelo processo de desinfecção, se apresentou com melhor qualidade que as águas superficiais também fornecidas aos animais. Os resultados também comprovam que a água armazenada nos reservatórios, sem desinfecção, também se apresentou com melhor qualidade que as águas superficiais, para praticamente todos os parâmetros. O ensaio de potabilidade mostrou que a grande maioria dos elementos verificados se apresentou bem abaixo dos valores máximos permitidos pela Portaria no 518, do MS. Dois parâmetros, o ferro e o alumínio, apresentaram valores superiores ao máximo permitido pela Portaria. Porém, seus respectivos brancos também ficaram acima do máximo permitido, com exceção de dois dias de coleta, para o ferro. Isso significa que o problema pode não estar relacionado com os materiais imersos na água, e sim com o próprio branco. Apesar dos valores mais elevados destes dois elementos, verificou-se que a ardósia e a chapa metálica, em contato com a água, não comprometem sua qualidade. Os conjuntos de dispositivos de tratamento físico instalados neste trabalho apresentaram boa eficiência de remoção, todos acima de 50%. O método construtivo do reservatório de ardósia possibilitou a execução do mesmo com facilidade e rapidez, bom desempenho estrutural, e baixo custo de execução. O reservatório de aço é também uma boa opção devido à disponibilidade de empresas capacitadas, que trabalham com materiais similares, na execução de silos metálicos na região. Este reservatório apresentou maior facilidade e rapidez na execução, embora tenha apresentado um custo mais elevado em comparação ao reservatório de ardósia. Os dispositivos de descarte de sólidos e dispositivos de desvio dos primeiros escoamentos, desenvolvidos neste trabalho, e portanto, inovadores, também apresentaram baixo custo de execução, viabilidade técnica e ambiental / In the context of the increasing pressure on water resources, bringing consequences both in relation to qualitative and quantitative aspects, the development of appropriate technologies for rainwater harvesting systems emerges as a promising alternative. This work aims to propose and evaluate innovative technologies to rainwater harvesting systems, focusing on storage tank and on devices for solid disposal and first flush diverter. In the development of the technologies proposed, three slate tanks of 50, 80 and 250 m3 and one galvanized steel tank of 200 m3 are presented here. The first two were executed in public schools and they store rainwater to non-potable purposes (pilot systems S1 and S2). The other two were built in pig installations and they store rainwater to livestock drinking and sanitation farms (pilot systems S3 and S4). After the execution of the pilot systems, the efficiency of them was calculated. Parallel, physical-chemical and bacteriological analysis were made of rainwater at various points of pilot systems in order to verify the water quality along the system, with a focus on the quality of stored water in tanks. From this perspective, a potability test was realized in order to ascertain whether the materials used in contact with stored rainwater in tanks commit the drinking water. The efficiency of the sets of devices developed and used in this work to physical treatment of rainwater was evaluated. With the results of rainwater quality, it was possible to calculate the efficiency of the sets of devices developed and used in this work for rainwater physical treatment. Ultimately, a comparative analysis of costs between slate tanks, galvanized steel tanks and other types of tanks commonly found in the area of study was realized. The costs of devices for solid disposal and first flush diverter here proposed and developed were also verified. Observing the results obtained in calculating the efficiency of pilot systems, it was found that the pilot systems S1 and S2 meet 100% of rainwater demands, respectively. Already the pilot systems S3 and S4 meet 41 and 40% of demand, respectively. In the step of monitoring the rainwater quality, it can be concluded that the stored water in tanks has excellent quality. Most of parameters was in accordance with the standards of potability of Ordinance 518 of of Ministry of Health and observed the conditions or standards for Class 3 waters of CONAMA Resolution 357. In some cases, only the pH and / or the content of total coliforms were not in accordance with the standard. The rainwater, after passing through the disinfection process, performed with better quality than surface water also supplied to the animals. The results also prove that the stored water in reservoirs, without disinfection, also performed with better quality than surface water, for almost all parameters. The potability test showed that the vast majority of items checked performed below the maximum allowed by Ordinance 518. Two parameters, iron and aluminum, had values above the maximum allowed by Ordinance. However, in these days its respective whites had also been above of the allowed maximum, with exception of two days of collection, for the iron. This means that the problem may not be related to the materials immersed in water, but with the control sample. Despite the higher values of these two elements, it was found that slate and metal plate in contact with water, do not compromise quality. The sets of physical treatment devices installed in this work showed good removal efficiency, all above 50%. The constructive method of slate tank allowed the execution with ease and speed, good structural performance, and low cost of implementation. The steel tank is also a good option due to the availability of qualified companies who work with similar materials, in the performance of metal silos in the region. This reservoir has greater ease and speed of execution, although he has presented a higher cost in comparison to slate tank. Alternative devices were also developed for solid disposal and diversion devices of the first flush, which have provided low cost of implementation. The steel tank is also a good option because of the wide range of material in the region, to the ease and speed of execution, even showing a higher cost in comparison to slate tank. The devices for solid disposal and first flush diverter developed in this work, innovative, also had low cost of implementation, technical and environmental feasibility

O aproveitamento de água de chuva no meio urbano vem ganhando interesse por parte da sociedade devido aos benefícios que esta prática proporciona, tais como: econômico, ambiental e contra alagamentos urbanos. Este interesse pode ser percebido pelo surgimento de regulamentações governamentais e comercialização no mercado nacional de produtos específicos para a captação, tratamento e armazenamento de água. Assim, quantificar os beneficios é um ponto chave para que o aproveitamento de água de chuva torne-se popular no ambiente urbano. Dentre os benefícios mensuráveis, a redução de alagamentos urbanos é o menos abordado, e, com frequência, para casos específicos, que não permitem a transferência dos resultados ou da metodologia de quantificação. O presente trabalho teve como motivador a escassez de trabalhos que abordassem o efeito do aproveitamento de água de chuva na vazão da rede pluvial, que a princípio de sua concepção metológica careceu de um método de dimensionamento que permitisse a obtenção de índices de desempenho esperados para o sistema de aproveitamento de água de chuva. Foi proposta então, uma metodologa de dimensionamento por meio de ábacos, estes por sua vez, foram criados a partir da técnica de Monte Carlo para séries sintéticas usadas na simulação de balanço de massa no reservatório de água de chuva para a obtenção de índices de desempenho em função do volume e da demanda estimada por água não potável. Os ábacos foram produzidos para todas as capitais brasileiras mais o distrito federal como forma de verificação da sua aplicabilidade para os diversos regimes pluviométricos existentes no Brasil. A partir do método de dimensionamento foi possível estabelecer cenários e premissas de projeto de sistemas de aproveitamento de água de chuva que, juntamente com dados observados de demandas por água para padrões de habitação popular e de classe alta no município de Porto Alegre, forneceram garantias de permanência do volume de espera para reservatórios em lotes residenciais. Os volumes de espera constituíram a condição inicial para simulação hidráulica de bacias hipotéticas com 10 e 25ha, escala compatível com a de loteamentos residenciais, porém para chuvas de projeto com duração crítica para a escala das bacias urbanas de Porto Alegre (1h). Os resultados da simulação apontaram para uma ineficácia na redução do pico de vazão, sendo observada apenas uma pequena redução no volume do hidrograma, em que o caso de habitações padrão popular apresentou os maiores descontos (~6% para 75% de garantia). A ineficiência em redução do pico de vazão na rede pluvial, para as características pluviométricas, de consumo e hidrológicas das bacias urbanas de Porto Alegre pode ser explicada pelo próprio propósito do aproveitamento de água de chuva que é o de apenas atender à demanda de água, não garantindo volumes de espera suficientes para causar tal efeito no pico de vazão da rede pluvial. / There is an increasing interest from the society in rainwater harvesting and use in urban areas, due to the benefits that this practice provides, such as: economic, environmental and urban flooding control. This interest may be perceived by the emergence of government regulations and increased availability of specific products in the domestic market for the capture, processing and storage of water. Consequently, quantifying the benefits is a key element for allowing the use of rainwater to become popular in the urban environment. Among the measurable benefits, the use of rainwater as a contribution to the reduction of urban flooding is the least discussed; when available, the results are often valid only for specific cases, do not allowing their generalization and application to different scenarios and configurations. The present work was motivated by the scarcity of studies that addressed the effect of the use of rainwater in the reduction of urban runoff, and the lack of design methods that could allow the estimation of performance indicators for the rainwater harvesting and use systems. A graphical design method (using abacuses) is proposed. Abaci were created from the application of the Monte Carlo technique, applied to synthetic series used in the mass balance simulation of rainwater reservoirs, to obtain performance indices as function of the volume and the estimated demand for non-potable water. The abaci were produced for all Brazilian capitals and also the Federal District, in order to verify their applicability to different rainfall regimes existing in Brazil. The use of the graphical design method allowed creating different scenarios and assumptions for designing systems for rainwater use. The combination of these scenarios with observed data of water demand, applied to two different urbanization patterns (low income dwellings and upper class habitation), in the municipality of Porto Alegre, allowed the assessment of the probability of different retention volumes for reservoirs in residential lots. The expected volumes constituted the initial condition for hydraulic simulation of hypothetical watersheds with 10 and 25ha, scale compatible with the residential subdivisions of urban catchments in Porto Alegre, using critical rain durations (1h). The simulation results implied an ineffectiveness in reducing the peak flow, as only a small reduction in the volume of the hydrograph was obatained, with the higher reduction (~ 6% to 75% guarantee) observed for the low-income dwellings. The inefficiency in reducing the peak flow for the rainfall and consumption Porto Alegre characteristics, as well the hydrological characteristics of their urban watersheds, can be explained by the purpose of the rainwater harvesting that is the only meet the demand for water, not ensuring sufficient available volume to cause such effect on the peak flow in the conducts.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:21:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338947.pdf: 5597103 bytes, checksum: 116ff6b00bbc8e5f5b72e7db1a1c8048 (MD5) Previous issue date: 2015 / As estruturas de infiltração pluvial visam o controle do escoamento superficial e da poluição difusa. No Brasil existe uma lacuna no sentido de integrar os impactos no ambiente subterrâneo com o estudo da drenagem urbana no que se refere tanto aos volumes infiltrados, qualidade do solo e quanto à qualidade das águas do escoamento superficial. Neste contexto esta dissertação visa avaliar o desempenho quali-quantitativo de uma vala de infiltração pluvial, instalada no Município de Florianópolis-SC, por intermédio da análise do comportamento hidráulico da estrutura e da caracterização quali-quantitativa do escoamento superficial. Este projeto foi realizado em acordo de cooperação com a prefeitura de Florianópolis-SC, implementando-se um laboratório de campo em escala real no Distrito do Campeche, para auxiliar a Prefeitura no refinamento de seus sistemas infiltração pluvial, adotados. A avaliação da estrutura foi composta pela instrumentalização e monitoramento quali-quantitativo da água do escoamento pluvial, para os seguintes parâmetros: condutividade, pH, turbidez , sólidos totais, sólidos dissolvidos, sólidos suspensos, demanda química de oxigênio, Carbono orgânico total (COT), nutrientes (nitrito, fósforo total), metais pesados (Cd, Cu, Pb, Zn, Cr, Fe e Mn). Para as amostras de solo foram realizadas às análises de granulometria, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), pH em H20 e em KCl, teor de matéria orgânica, teor de Argila Dispersa em à gua, e teor total dos metais cádmio, chumbo, cobre, cromo, manganês, níquel e zinco. No controle do escoamento superficial a vala apresentou um ótimo desempenho hidráulico como técnica compensatória de Infiltração. Na caracterização qualitativa do solo este apresentou valores acima do valor de referência de qualidade, para todos os metais pesados, os valores de pH foram atípicos em consequência dos altos teores de matéria orgânica. Os valores turbidez, Cd, Pb e Cr na água do escoamento superficial ficaram acima do valor limite estabelecidos pelo CONAMA 357. Na Análise dos Componentes Principais da qualidade do escoamento superficial na ACP1 foi identificado o fenômeno de acumulo de sedimentos nos período de estiagem, sendo a deposição de sólidos diretamente proporcional ao volume de escoamento na entrada da vala de infiltração. E uma segunda ACP2 foi caracterizada pela correlação da turbidez com matéria orgânica. Assim, a vala funciona como fonte de contaminantes para o ambiente subterrâneo devido ao tipo de solo arenoso e a alta concentração de contaminantes na água do escoamento superficial.<br> / Abstract : The rain infiltration structures seek to control superficial runoff and diffuse pollution. In Brazil, there is a gap to integrate the impacts on underground environment with the study of urban drainage in relation to both infiltrated volumes, soil quality and the quality of the water runoff. In this context, this dissertation aims to assess the qualitative and quantitative performance of a rainwater infiltration trench, located in the municipality of Florianopolis-SC, through the hydraulic behavior analysis of the structure and qualitative and quantitative characterization of surface runoff. This project was conducted in cooperation agreement with the Municipality of Florianópolis, SC, implementing a full-scale field laboratory in the District of Campeche, to assist the City Hall in the refinement of their rainwater infiltration systems adopted.The evaluation of the structure was composed by instrumentation and qualitative and quantitative monitoring of water from runoff, for the following parameters: conductivity, pH, turbidity, total solids, dissolved solids, suspended solids, chemical oxygen demand, total organic carbon (TOC) , nutrients (nitrite, total phosphorus), heavy metals (cobalt, chromium, cadmium, copper, lead, nickel, zinc, manganese and iron).For soil samples, it was conducted particle size analysis, Cation Exchange Capacity (CEC), pH in water (H20) and potassium chloride (KCl), organic matter content, dispersed clay content in water, and the total content of the following metals, cadmium, lead, copper, chromium, manganese, nickel and zinc. In controlling runoff, the drainage trench had a great hydraulic performance as a compensatory technique of infiltration. In the qualitative characterization of soil, it showed values above the quality reference value for all heavy metals, and pH values were atypical because of high levels of organic matter. The turbidity values, Cd, Pb and Cr in the water runoff were above the limit set by CONAMA 357. Analysis of the principal components of quality of runoff in ACP1 has identified the phenomenon of accumulation of sediments in the dry season, and the deposition of solids directly proportional to the volume flow at the entrance of the infiltration trench. In addition, the second ACP2 was characterized by correlation of the turbidity with organic matter. Thus, the infiltration trench functions as a source of contaminants to the subterranean environment due to the sandy soil type and the high concentration of contaminants in the water runoff.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338875.pdf: 3652646 bytes, checksum: 7f752bed8a39fb754074173cde0ba8fd (MD5) Previous issue date: 2015 / O objetivo deste trabalho é desenvolver e validar um método baseado na Análise de Ciclo de Vida (ACV) para quantificar e avaliar o impacto ambiental devido à implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza em habitações residenciais unifamiliares. A primeira etapa do método é a definição do escopo do estudo, onde são determinadas a função e configuração dos sistemas, a unidade funcional e o horizonte de tempo da análise. Na etapa de diagnóstico de água e esgoto são analisados o consumo de água e a produção de esgoto na habitação, e estimados o potencial de economia de água potável e a redução de esgoto. A avaliação do impacto social é uma etapa opcional que visa analisar a aceitabilidade das fontes alternativas de água adotadas. No inventário são catalogados os dados de entrada e saída relacionados aos sistemas por meio de equações propostas para quantificação dos efeitos ambientais. Na fase de avaliação de impacto de ciclo de vida, os dados quantificados no inventário são traduzidos em impactos ambientais com o auxílio de programas computacionais específicos para ACV. Uma consulta a um painel de especialistas foi realizada para o aperfeiçoamento do método proposto, e para comprovar a aplicabilidade do método foi realizado um estudo de caso. Com a aplicação do método avaliou-se comparativamente os efeitos ambientais da implantação de um sistema integrado de aproveitamento de água pluvial e água cinza em relação ao sistema hidráulico predial convencional de abastecimento de água potável. O desenvolvimento do estudo se deu por meio de levantamentos in loco em habitações de interesse social na região metropolitana de Florianópolis, sul do Brasil, e também parcialmente por meio de análise teórica. No estudo de caso, verificou-se que por meio da integração de aproveitamento de água pluvial e água cinza, o potencial médio de economia de água potável seria de 41,9%, enquanto o máximo potencial de economia, 53,4%. O potencial de economia de água potável obtido como o uso exclusivo de água cinza seria 19,4% do consumo total de água, e o potencial de redução de esgoto 40%. Na avaliação de impactos de ciclo de vida pelos métodos ReCiPe H e CML 2 baseline 2000 gerenciados pelo programa SimaPro, versão 7.3, verificou-se que os efeitos ambientais mais significativos estavam relacionados à fase de operação dos sistemas. O método se mostrou válido e adequado para avaliação do impacto ambiental da implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza residenciais. As principais contribuições do método dizem respeito à avaliação ambiental dos impactos de sistemas alternativos de água e à geração de subsídios para tomada de decisão, em diferentes níveis de atuação e por diferentes envolvidos no processo de inovação. Portanto, poderá servir como ferramenta de apoio a decisão para projetistas, empresários, pesquisadores e gestores do setor de abastecimento de água. Além disso, o método poderá contribuir para recomendação de potenciais medidas de mitigação de impactos ambientais. Também poderá contribuir para o desenvolvimento de políticas públicas específicas para incentivo do uso residencial de fontes alternativas de água.<br> / Abstract : The objective of this study is to develop and validate a method by using the concepts of LCA to quantify and assess the environmental impact due to the implementation of integrated rainwater harvesting systems and greywater in houses. The first phase of the method is the definition of the scope of the study, where the function and configuration of the systems, the functional unit and the lifespan of the analysis are determined. At the phase of diagnosis of water and wastewater, the consumption of water and wastewater generation in the house are analysed, and the potential for potable water savings and wastewater reduction are estimated. The social impact assessment is an optional step that aims to examine the social acceptability of alternative water sources. In the inventory, input and output data related to the systems by means of equations to quantify the environmental effects are catalogued. In the life cycle impact assessment phase, data quantified in the inventory are converted into environmental impacts using specific computer programmes for LCA. A consultation with a panel of experts was conducted in order to improve the proposed method; and a case study was carried out to check the applicability of the method. By applying the proposed method the environmental effects of implementing a rainwater and greywater integrated system compared to a conventional water supply system was assessed. The development of the study was based on on-site survey in low-income houses in Florianópolis, Southern Brazil, and also on theoretical analysis. The average potential for potable water savings through the integrated use of rainwater and greywater in the case study was 41.9%, while the maximum potential savings was 53.4%. The potential for potable water savings obtained for the use of greywater was 19.4% of total water consumption, and the potential for wastewater reduction was 40%. The most significant environmental effects in the assessment of the life cycle by using the methods Recipe H and CML 2 baseline 2000 managed by software SimaPro version 7.3 were related to the operational phase. The method was valid and appropriate to assess the environmental impact of the implantation of integrated rainwater harvesting and residential greywater systems. The main contributions of the method are related to the environmental assessment of alternative water systems and generation of subsidies for decision making at different levels of action and different stakeholders in the innovation process. Therefore, it can serve as a decision support tool for designers, researchers and managers of the water supply sector. Furthermore, the method can contribute to the recommendation of potential mitigation of environmental impacts. It can also contribute to the development of specific public policies to encourage residential use of alternative water sources.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312943.pdf: 1791512 bytes, checksum: 9f4b00af108a4e63af691ceed3c80382 (MD5) / Problemas de abastecimento de água são cada vez mais frequentes, devido principalmente ao crescimento populacional aliado ao aumento da demanda no consumo de água e à poluição de recursos hídricos, fatores que também podem ser indicados como os principais agravantes na escassez da água de qualidade. Dentro deste contexto nota-se claramente a necessidade de alguma medida para amenizar tal situação, como a busca por fontes alternativas de água. O aproveitamento da água de chuva se mostra como uma alternativa eficaz para o suprimento das demandas domésticas por água, além de diminuir a dependência das companhias de abastecimento. O presente trabalho apresenta um estudo sobre o tratamento da água de chuva, através da tecnologia de filtração com membranas, objetivando utilizar a água de chuva para fins potáveis, visto que o abastecimento público de água é deficitário em algumas regiões do país. A água de chuva geralmente possui boa qualidade, com baixos teores de materiais dissolvidos e/ou suspensos, necessitando de um tratamento mais simplificado que o convencional para torná-la potável. O objetivo deste trabalho é analisar o desempenho de um piloto de microfiltração no tratamento da água de chuva, visando a potabilização, com base em alguns padrões estabelecidos pela Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. A metodologia compreendeu coletas de água de chuva no período de Agosto de 2011 a Janeiro de 2012, com ensaios de microfiltração e análises físico-químicas (pH, alcalinidade total, dureza, cor e turbidez) e bacteriológicas (coliformes totais e termotolerantes) da água coletada do telhado e da água de chuva filtrada (permeado). A partir dos resultados foi possível verificar a eficiência do sistema na remoção das impurezas presentes, assim como encontrar as melhores condições de operação do piloto de microfiltração. A água da chuva se mostrou atraente como fonte alternativa de água e o sistema de microfiltração apresentou um bom desempenho no tratamento da água de chuva, removendo os principais parâmetros de interesse na potabilização.<br> / Abstract : Problems of water supply are becoming more frequent, mainly due to population growth with increased demand on water consumption and pollution of water resources, factors that may also be indicated as the main aggravating the scarcity of quality water. Within this context there is clearly a need for some measure to alleviate this situation, as the search for alternative sources of water. The use of rainwater is shown as an effective alternative for the supply of domestic water demands and to reduce dependence on supply companies. This paper presents a study on the treatment of rain water for drinking, since it is public water supply is deficient in some regions of the country. The rainwater usually has good quality with low levels of dissolved and / or suspended materials, requiring a more simplified than the conventional one to make it drinkable. The aim of this paper is to analyze the performance of a pilot microfiltration for the treatment of rain water in order to purifiers, based on standards established by the Resolution 2914/2011 from Ministry of Health. The methods included rainwater harvesting from 2011August to 2012 January, with microfiltration essays and physical-chemical (pH, total alkalinity, hardness, color and turbidity) and bacteriological analysis (total coliform and thermotolerant) of rainwater collected from the roof and filtered rainwater (permeate). It was possible to verify the efficiency of the removal of parameters. Rainwater has proved attractive as an alternative source of water, and microfiltration pilot had a good performance in the treatment of rain water, removing the main parameters of interest in the purifiers.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342197.pdf: 5733690 bytes, checksum: 092ee4fcfd2a8cc08f8dd13726c70b5c (MD5) Previous issue date: 2016 / De acordo com o relatório divulgado pela ONU (2015), o planeta enfrentará um déficit de água de 40% até 2030, o que reacende os debates sobre a gestão deste recurso. O aproveitamento da água de chuva é uma alternativa utilizada por vários países para suprir demandas de água cujo uso é menos nobre. O objetivo deste estudo foi avaliar, sob as óticas econômica e ambiental, o aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em uma indústria mecânica localizada no município de Belo Horizonte / MG. Foram caracterizadas as instalações físicas da indústria, identificadas às demandas de água não potável para os processos e os requisitos de qualidade da mesma. O uso pretendido com a coleta da água de chuva foi para fins sanitários, irrigação dos jardins e limpeza do piso da fábrica. A simulação para dimensionamento do reservatório e a análise de viabilidade do sistema foi realizada através do software Netuno, um programa computacional utilizado para simulação de sistemas de captação de águas pluviais. A análise de viabilidade econômica realizada através do Netuno foi baseada no cálculo no valor presente líquido (VPL), tempo de retorno dos investimentos e taxa interna de retorno (TIR) para um período de 10 anos de vida útil do projeto. A estrutura física da indústria favorece a implantação do sistema por se tratar de um galpão com 2.536,52 m² e ter espaço suficiente para alocação de reservatórios de armazenamento. O percentual de utilização de água potável que pode ser substituída por água pluvial foi de 58,46 %. O reservatório inferior indicado após a realização das simulações foi de 10.000 litros e o percentual de economia obtido foi de 28,98%. O resultado econômico foi favorável à implantação do sistema, pois a TIR obtida foi maior que a taxa média de atratividade (TMA) definida na análise, o tempo de retorno do investimento foi inferior ao tempo de vida útil do projeto e o VPL significativo, tornando atrativa a realização deste investimento. Sob a ótica ambiental, com a implantação deste sistema haverá uma redução das emissões de CO2, no período de 10 anos, de 0,289 tCO2. Os benefícios obtidos para o Sistema de Gestão Ambiental da indústria serão: a certificação em sustentabilidade ambiental de empreendimentos de Belo Horizonte, com a possível obtenção do selo Ouro, o fortalecimento do Marketing Verde e o atendimento à Política de Gestão Integrada definida pela indústria.<br> / Abstract : According to the report released by UN (2015), the planet will face a water deficit of 40% till 2030, and it reignites the debates about the management of this resource. The utilization of the rain water is an alternative utilized by many countries to supply water demands which its usage is less noble. The objective of this study is to evaluate, economically and environmentally, the use of rain water in undrinkable utilization in a mechanical industry which is located in Belo Horizonte / MG. The industry physical installations were characterized and the demands of undrinkable water in the process and requirements quality were identified. The intention was to use the rain water stored in sanitary uses, garden irrigation and in the cleaning of the plant floor. The simulation for storage tank dimension and the viability analysis of the system was made in Netuno software. The analysis of the economic viability made in Netuno was based in the calculation of the net present value, the time of the investiment return and the internal return rate (IRR) for a period of 10 years of the project?s lifespan. The industry?s physical structure favors the implementation of the system once it is a 2.536,52 m² warehouse and it has enough area to allocate the storage tanks. The percentage of potable water utilization that can be substituted for rain water is 58,46 %. The lower tank indicated after the simulations was 10.000 liters and the percentage of economy was 28,98%. The economic result was favorable to the implementation of the system, considering that the IRR achieved was higher than the attractiveness average rate that was defined in the analysis, the time of the return rate was lower than the project?s lifespan and the net present value was significant, making the implementation of this investment attractive. From the environmental perspective, the implementation of this system will reduce CO2 emissions in 0,289 tCO2 in a period of ten years. The benefits for the Environment Management System of the industry were surveyed, they will be: the certification in enterprises environmental sustainability of Belo Horizonte, with a possible acquisition of the Gold Seal, the strengthening of the Green Marketing and the compliance to the integrated management system defined by the industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338947.pdf: 5597103 bytes, checksum: 116ff6b00bbc8e5f5b72e7db1a1c8048 (MD5) Previous issue date: 2015 / As estruturas de infiltração pluvial visam o controle do escoamento superficial e da poluição difusa. No Brasil existe uma lacuna no sentido de integrar os impactos no ambiente subterrâneo com o estudo da drenagem urbana no que se refere tanto aos volumes infiltrados, qualidade do solo e quanto à qualidade das águas do escoamento superficial. Neste contexto esta dissertação visa avaliar o desempenho quali-quantitativo de uma vala de infiltração pluvial, instalada no Município de Florianópolis-SC, por intermédio da análise do comportamento hidráulico da estrutura e da caracterização quali-quantitativa do escoamento superficial. Este projeto foi realizado em acordo de cooperação com a prefeitura de Florianópolis-SC, implementando-se um laboratório de campo em escala real no Distrito do Campeche, para auxiliar a Prefeitura no refinamento de seus sistemas infiltração pluvial, adotados. A avaliação da estrutura foi composta pela instrumentalização e monitoramento quali-quantitativo da água do escoamento pluvial, para os seguintes parâmetros: condutividade, pH, turbidez , sólidos totais, sólidos dissolvidos, sólidos suspensos, demanda química de oxigênio, Carbono orgânico total (COT), nutrientes (nitrito, fósforo total), metais pesados (Cd, Cu, Pb, Zn, Cr, Fe e Mn). Para as amostras de solo foram realizadas às análises de granulometria, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), pH em H20 e em KCl, teor de matéria orgânica, teor de Argila Dispersa em Água, e teor total dos metais cádmio, chumbo, cobre, cromo, manganês, níquel e zinco. No controle do escoamento superficial a vala apresentou um ótimo desempenho hidráulico como técnica compensatória de Infiltração. Na caracterização qualitativa do solo este apresentou valores acima do valor de referência de qualidade, para todos os metais pesados, os valores de pH foram atípicos em consequência dos altos teores de matéria orgânica. Os valores turbidez, Cd, Pb e Cr na água do escoamento superficial ficaram acima do valor limite estabelecidos pelo CONAMA 357. Na Análise dos Componentes Principais da qualidade do escoamento superficial na ACP1 foi identificado o fenômeno de acumulo de sedimentos nos período de estiagem, sendo a deposição de sólidos diretamente proporcional ao volume de escoamento na entrada da vala de infiltração. E uma segunda ACP2 foi caracterizada pela correlação da turbidez com matéria orgânica. Assim, a vala funciona como fonte de contaminantes para o ambiente subterrâneo devido ao tipo de solo arenoso e a alta concentração de contaminantes na água do escoamento superficial.<br> / Abstract : The rain infiltration structures seek to control superficial runoff and diffuse pollution. In Brazil, there is a gap to integrate the impacts on underground environment with the study of urban drainage in relation to both infiltrated volumes, soil quality and the quality of the water runoff. In this context, this dissertation aims to assess the qualitative and quantitative performance of a rainwater infiltration trench, located in the municipality of Florianopolis-SC, through the hydraulic behavior analysis of the structure and qualitative and quantitative characterization of surface runoff. This project was conducted in cooperation agreement with the Municipality of Florianópolis, SC, implementing a full-scale field laboratory in the District of Campeche, to assist the City Hall in the refinement of their rainwater infiltration systems adopted.The evaluation of the structure was composed by instrumentation and qualitative and quantitative monitoring of water from runoff, for the following parameters: conductivity, pH, turbidity, total solids, dissolved solids, suspended solids, chemical oxygen demand, total organic carbon (TOC) , nutrients (nitrite, total phosphorus), heavy metals (cobalt, chromium, cadmium, copper, lead, nickel, zinc, manganese and iron).For soil samples, it was conducted particle size analysis, Cation Exchange Capacity (CEC), pH in water (H20) and potassium chloride (KCl), organic matter content, dispersed clay content in water, and the total content of the following metals, cadmium, lead, copper, chromium, manganese, nickel and zinc. In controlling runoff, the drainage trench had a great hydraulic performance as a compensatory technique of infiltration. In the qualitative characterization of soil, it showed values above the quality reference value for all heavy metals, and pH values were atypical because of high levels of organic matter. The turbidity values, Cd, Pb and Cr in the water runoff were above the limit set by CONAMA 357. Analysis of the principal components of quality of runoff in ACP1 has identified the phenomenon of accumulation of sediments in the dry season, and the deposition of solids directly proportional to the volume flow at the entrance of the infiltration trench. In addition, the second ACP2 was characterized by correlation of the turbidity with organic matter. Thus, the infiltration trench functions as a source of contaminants to the subterranean environment due to the sandy soil type and the high concentration of contaminants in the water runoff.