Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

O estudo experimental dos processos de dispersão atmosférica de poluentes permite a análise de problemas específicos e a avaliação dos modelos teórico-numéricos. Os custos da experimentação de campo conduzem à realização de estudos de laboratório em modelos reduzidos. Este trabalho tem por objetivo principal a reprodução dos ventos atmosféricos e dos processos de dispersão em escala reduzida em túnel de vento. Foram estabelecidos os requerimentos gerais de modelagem para os diversos problemas relacionados com o estudo experimental da dispersão de poluentes atmosféricos, incluindo a simulação da camada limite atmosférica e da fonte de emissão. A partir desta análise, foram desenvolvidos e avaliados diversos modelos experimentais dos ventos turbulentos na camada limite atmosférica neutral utilizando velocidades médias muito baixas que permitam cumprir os requerimentos de semelhança do processo de dispersão. As simulações incluem ventos turbulentos sobre terrenos homogêneos a diferentes escalas. Na avaliação experimental foram utilizados dados da literatura e comparações diretas com resultados de campo para a condição de atmosfera em estabilidade neutra. Foram estudados escoamentos turbulentos mais complexos nas proximidades de um modelo simples de uma edificação e em um entorno urbano não homogêneo. Para os estudos da difusão atmosférica, foi estabelecida a prioridade da modelagem de problemas locais de dispersão. Foi modelada uma fonte de emissão pontual de baixa altura representativa de uma chaminé que permita a modificação das condições de empuxo da pluma. A análise do processo de dispersão e das concentrações foi realizada considerando diversas configurações que incluem a fonte de emissão isolada num escoamento homogêneo, a consideração dos efeitos da esteira próxima ao modelo de uma edificação, e finalmente de um terreno urbano não homogêneo. Foram determinadas as concentrações médias e as flutuações de concentração na pluma. Estes resultados permitiram obter os campos de concentração e, a partir das funções de densidade de probabilidade e funções de densidade espectral, analisar as zonas de intermitência no campo de concentração. Comparações com resultados da literatura e com modelos teóricos complementam o estudo realizado. É dada ênfase na análise das flutuações de concentração e na intermitência dos processos de dispersão, dada a importância do seu conhecimento para o desenvolvimento de modelos bem como à escassa informação experimental na bibliografia. Os resultados deste trabalho permitem estabelecer a viabilidade da simulação da camada atmosférica neutral e dos estudos de dispersão em túnel de vento, determinando vantagens e limitações dos modelos reduzidos. A influência das características do escoamento turbulento, das configurações próximas do terreno e das características da emissão no processo de dispersão foi estudada. Finalmente, são analisadas as condições de intermitência associadas aos escoamentos turbulentos e, em particular, aos campos de concentração próximos a uma fonte de emissão. / The experimental study of the pollutant dispersion processes allows the analysis of specific problems as well as the evaluation of theoretical models. The costs related to full scale measurements make the experimental studies over reduced scaled models a better research tool. This work has the aim of modeling some kinds of atmospheric winds and related dispersion processes in wind tunnels. The general modeling laws related to the experimental study of pollutants dispersion were followed, including the boundary layer simulation and the emission source. Several experimental models of the turbulent winds in neutral boundary layers were developed and evaluated by using very low wind velocities, allowing the fulfillment of the similitude laws of the dispersion process. The simulations include turbulent winds over homogeneous terrains at different scales. Literature data were used in the experimental evaluation as well as direct comparisons with field results for the atmosphere under neutral stability conditions. Also, more complex turbulent flows were studied in the close proximities of a simple building model in a non homogeneous surrounding. For the atmospheric diffusion studies, it was decided to model local dispersion situations. A single, punctual type of emission source was modeled, representing the conditions at a low height chimney and allowing the modification of the plume buoyancy conditions. The analysis of the dispersion process and concentrations was performed under several configurations including the isolated source emission in a homogeneous flow, the consideration of the wake effects close to a building model, and finally of a non homogeneous urban terrain. The mean and fluctuating components of the plume concentration were obtained. These results allowed the characterization of the concentration fields. From the probability and spectral density functions it was possible to analyze the intermittence of the concentration field. Comparisons with literature results and with theoretical models complement the study. Special care is taken in the analysis of the fluctuations of the concentration and in the intermittence of the dispersion processes, due to its importance to the development of theoretical models as well as the lack of experimental information in the open literature.

Seafood represents the most important source of long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs) in the human diet. However, consuming fish can present risks from persistent organic pollutants (POPs) that bioaccumulate in edible tissues following dietary exposure. In farmed fish, POPs accumulate as a result of feeding diets based on fish oil (FO). Fish oil substitution can reduce POP accumulation, but also results in loss of beneficial LC-PUFAs. Fish oil-based finishing diets at the end of production can restore LC-PUFAs, but this strategy also increases POPs. The present study assessed the use of saturated fatty acid (SFA)-rich lipids to replace fish oil in grow-out feeds in conjunction with a fish oil-rich finishing diet to determine if this strategy could produce hybrid striped bass with equal production performance, equivalent LC-PUFA levels, and reduced POP concentrations. Triplicate tanks of hybrid striped bass were raised on diets containing fish oil (100% FO), fish oil spiked with additional POPs (100% FO Spike), or blends (50/50 or 25/75) of FO and coconut (CO) or palm (PO) oils (50% CO, 50% PO, 75% CO, 75% PO) with and without an eight week finishing period with the 100% FO diet prior to harvest. Production performance, fillet LC-PUFA, and POP content were assessed. Production performance was not adversely affected by any of the feeding regimens. However, fatty acid profile was altered, with fillets of fish consuming less fish oil having lower LC-PUFA and POP levels. Finishing yielded a modest increase in fillet LC-PUFAs and POPs, but POPs accumulated more readily than LC-PUFAs during finishing. However, harvest fillet POP and LC-PUFA levels in the experimental groups were lower relative to levels in the 100% FO group. Replacing fish oil in aquafeeds can produce fish with reduced LC-PUFAs, and also reduced POPs. Feeding fish oil results in more rapid accumulation of POPs than LC-PUFA. Overall, the 75% fish oil replacement feeds yielded fish with the highest ratio of LC-PUFAs to POPs. Despite lower LC-PUFA content, fillets of fish fed the 75% fish oil replacement feeds could be incorporated into a weekly meal plan with other dietary sources of LC-PUFAs to meet dietary recommendations for these essential nutrients.

Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

O estudo experimental dos processos de dispersão atmosférica de poluentes permite a análise de problemas específicos e a avaliação dos modelos teórico-numéricos. Os custos da experimentação de campo conduzem à realização de estudos de laboratório em modelos reduzidos. Este trabalho tem por objetivo principal a reprodução dos ventos atmosféricos e dos processos de dispersão em escala reduzida em túnel de vento. Foram estabelecidos os requerimentos gerais de modelagem para os diversos problemas relacionados com o estudo experimental da dispersão de poluentes atmosféricos, incluindo a simulação da camada limite atmosférica e da fonte de emissão. A partir desta análise, foram desenvolvidos e avaliados diversos modelos experimentais dos ventos turbulentos na camada limite atmosférica neutral utilizando velocidades médias muito baixas que permitam cumprir os requerimentos de semelhança do processo de dispersão. As simulações incluem ventos turbulentos sobre terrenos homogêneos a diferentes escalas. Na avaliação experimental foram utilizados dados da literatura e comparações diretas com resultados de campo para a condição de atmosfera em estabilidade neutra. Foram estudados escoamentos turbulentos mais complexos nas proximidades de um modelo simples de uma edificação e em um entorno urbano não homogêneo. Para os estudos da difusão atmosférica, foi estabelecida a prioridade da modelagem de problemas locais de dispersão. Foi modelada uma fonte de emissão pontual de baixa altura representativa de uma chaminé que permita a modificação das condições de empuxo da pluma. A análise do processo de dispersão e das concentrações foi realizada considerando diversas configurações que incluem a fonte de emissão isolada num escoamento homogêneo, a consideração dos efeitos da esteira próxima ao modelo de uma edificação, e finalmente de um terreno urbano não homogêneo. Foram determinadas as concentrações médias e as flutuações de concentração na pluma. Estes resultados permitiram obter os campos de concentração e, a partir das funções de densidade de probabilidade e funções de densidade espectral, analisar as zonas de intermitência no campo de concentração. Comparações com resultados da literatura e com modelos teóricos complementam o estudo realizado. É dada ênfase na análise das flutuações de concentração e na intermitência dos processos de dispersão, dada a importância do seu conhecimento para o desenvolvimento de modelos bem como à escassa informação experimental na bibliografia. Os resultados deste trabalho permitem estabelecer a viabilidade da simulação da camada atmosférica neutral e dos estudos de dispersão em túnel de vento, determinando vantagens e limitações dos modelos reduzidos. A influência das características do escoamento turbulento, das configurações próximas do terreno e das características da emissão no processo de dispersão foi estudada. Finalmente, são analisadas as condições de intermitência associadas aos escoamentos turbulentos e, em particular, aos campos de concentração próximos a uma fonte de emissão. / The experimental study of the pollutant dispersion processes allows the analysis of specific problems as well as the evaluation of theoretical models. The costs related to full scale measurements make the experimental studies over reduced scaled models a better research tool. This work has the aim of modeling some kinds of atmospheric winds and related dispersion processes in wind tunnels. The general modeling laws related to the experimental study of pollutants dispersion were followed, including the boundary layer simulation and the emission source. Several experimental models of the turbulent winds in neutral boundary layers were developed and evaluated by using very low wind velocities, allowing the fulfillment of the similitude laws of the dispersion process. The simulations include turbulent winds over homogeneous terrains at different scales. Literature data were used in the experimental evaluation as well as direct comparisons with field results for the atmosphere under neutral stability conditions. Also, more complex turbulent flows were studied in the close proximities of a simple building model in a non homogeneous surrounding. For the atmospheric diffusion studies, it was decided to model local dispersion situations. A single, punctual type of emission source was modeled, representing the conditions at a low height chimney and allowing the modification of the plume buoyancy conditions. The analysis of the dispersion process and concentrations was performed under several configurations including the isolated source emission in a homogeneous flow, the consideration of the wake effects close to a building model, and finally of a non homogeneous urban terrain. The mean and fluctuating components of the plume concentration were obtained. These results allowed the characterization of the concentration fields. From the probability and spectral density functions it was possible to analyze the intermittence of the concentration field. Comparisons with literature results and with theoretical models complement the study. Special care is taken in the analysis of the fluctuations of the concentration and in the intermittence of the dispersion processes, due to its importance to the development of theoretical models as well as the lack of experimental information in the open literature.

O objetivo deste trabalho é propor metodologias que permitam estimar e avaliar a dimensão dos impactos no meio ambiente de baías com porto, tendo com área referencial a baía de Paracas no Peru. Nos últimos 40 anos, a baía de Paracas tem sido submetida a uma imensa pressão ambiental em função das descargas das diversas atividades antrópicas desenvolvidas na região e que colocam em risco o ecossistema da única reserva ecológica costeira da costa leste do Pacifico Sul. A degradação nessa baía tem-se visto intensificada pela explosão demográfica, necessidade de crescimento econômico regional e carência de metodologias de desenvolvimento sustentável. É precisamente esta lacuna que motivou o desenvolvimento desta pesquisa, a qual adotou os princípios estabelecidos na norma ISO-14001:2004, e tem como intuito servir de subsidio aos gestores políticos para a implementação de políticas econômicas, sociais e ambientalmente corretas. A pesquisa iniciou-se fazendo uma abordagem panorâmica da política ambiental, focalizando sua aplicação na América Latina e, especificamente, no Peru. Primeiramente foi realizada uma pesquisa exploratória buscando informações técnicas, ambientais e jurídicas utilizadas pelos órgãos intervenientes na gestão ambiental. Seguindo a lógica da norma ISO-14001 foi realizado o diagnóstico ambiental da área de influência da baía, fazendo uso de dados georeferenciados obtidos pelo programa Google Earth; nesta foram identificadas as principais atividades que despejam seus efluentes na baía e identificados os principais aspectos e impactos ambientais, os quais foram caracterizados segundo a nomenclatura do CONAMA, e propostas medidas mitigadoras junto à legislação peruana aplicável. Ainda o trabalho foi complementado com um estudo sobre a circulação dos poluentes na baía, implementado através de modelagem numérica aplicada na equação advecção-dispersão (lei de Fick) e simulados no software Matlab. Finalmente, com base dos dados obtidos em campo, foi feita a caracterização da qualidade da água na baía segundo os parâmetros estabelecidos pelo IQA da National Sanitation Foundation. De acordo com os resultados, conclui-se que a baía está sendo muito prejudicada pelos despejos sólidos, líquidos e gasosos; os níveis obtidos ultrapassam os limites permissíveis da Lei Geral das Águas para cada área estudada; o elevado nível e contaminação na baía tem relação direta com as doenças na região (doenças respiratórias e gastrointestinais); a característica física da baía tem influência direta na recuperação desta, e seu processo de autodepuração está comprometido. Diante disso, como contribuição, este trabalho preocupou-se em propor alguns planos e programas que visem o desenvolvimento sustentável das atividades antrópicas e respeito ao meio ambiente. / The aim of this work is to propose methodologies that allow us to estimate and evaluate the dimension of the impacts on the environment of bays with harbour, having Paracas Bay in Peru as an area of reference. Over the last forty years, Paracas Bay has been submitted to a huge environmental pressure as a result of discharges from numerous human activities developed in the region, which threatens the ecosystem of the only ecological reservation on the east coast of the South Pacific Ocean. The environmental degradation on this bay has been intensified by the demographic explosion, the necessity of a regional economic growth and the deficiency of methodologies of sustainable development. This gap is precisely what motivated the development of this research which adopted the principles established by the ISO- 14001:2004 standard and it is aimed at aiding political managers for the implementation of correct environmental, social and economic policies. The research started with a panoramic approach of the environmental policy focusing on its application in Latin America, specifically in Peru. Firstly, an exploratory research was conducted, looking for judicial, environmental and technical information used by the intervening agencies in the environmental management. Following the reasoning of the ISO-14001 standard, an environmental examination of the bay\'s catchment area was carried out, making use of georeferencing data obtained by Google Earth. The main activities that pour their effluents on the bay were identified in this area, as well as the major aspects and environmental impacts which were characterised according to CONAMA standard, and mitigating measures were proposed by the applicable Peruvian legislation. This work was also supported by the examination of the flux of pollutants on the bay, enhanced through the numerical modelling applied in the advection-dispersion equation (Fick\'s Law) and simulated by the MATLAB software. Finally, the water quality\'s characterisation was based on the data obtained in the field, in conformity with the parameters established by the National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSFWQI). According to the results, we can draw the conclusion that the bay is being heavily damaged by discharges of gas, liquid and solid materials. The level of contaminants exceed the permissible limits of the \" General Water Law\" for each analysed area. The high level of contamination of this bay is directly related with some local diseases (gastrointestinal and respiratory diseases). The bay\'s geographic feature has a direct influence on its recovery, although the self-depuration process of the water body is highly compromised. In view of that, as a contribution, this work was devoted to proposing some plans and programmes which aim at the sustainable development of human activities and the respect for the environment.

nÃo hà / O entendimento de como ocorre o transporte de solutos em Ãguas subterrÃneas à fundamental para o correto gerenciamento deste recurso cada vez mais sujeito a pressÃes antrÃpicas. Para a modelagem deste processo, um parÃmetro fundamental à o coeficiente de dispersÃo hidrodinÃmica, cujo componente mais importante, em meio poroso, à a dispersividade longitudinal (αL). A determinaÃÃo de αL ocorre normalmente atravÃs de experimentos com aplicaÃÃo restrita Ãs Ãreas de interesse e resultados normalmente imprecisos. O presente trabalho teve como objetivo principal calibrar αL em aquÃferos atravÃs do MÃtodo Iterativo do Gradiente de ConcentraÃÃo (MIGC) elaborado a partir de uma adaptaÃÃo da metodologia proposta para o MÃtodo Iterativo do Gradiente HidrÃulico (MIGH). O processo se inicia a partir da simulaÃÃo hidrodinÃmica, posteriormente sÃo inseridas concentraÃÃes obtidas em campo ou hipotÃticas no modelo de simulaÃÃo de transporte de solutos. Em seguida à gerada uma matriz de concentraÃÃes que servirà de base para o processo iterativo do MIGC. Foram estruturados dois modelos, um denominado modelo observado ou fixo, no qual as concentraÃÃes de campo sÃo fixadas e outro modelo denominado de calculado ou nÃo fixo. Ao longo do processo de calibraÃÃo sÃo geradas matrizes de concentraÃÃes que permitem calcular os gradientes espaciais de concentraÃÃo nos modelos fixo e nÃo fixo. A mÃdia dos Ãngulos entre os gradientes de concentraÃÃes observados e calculados e o erro mÃdio quadrÃtico sÃo os critÃrios de convergÃncia para aferir o processo de calibraÃÃo. Nas cinco modelagens apresentadas, os resultados para estes dois critÃrios indicam a eficiÃncia do mÃtodo de calibraÃÃo. Seguindo a metodologia clÃssica de calibraÃÃo de parÃmetros, no MIGC as iteraÃÃes continuam enquanto os valores mÃnimos para os referidos critÃrios nÃo forem atingidos e ocorre, por conseguinte, a alteraÃÃo dos valores da dispersividade longitudinal entre as iteraÃÃes. Este mecanismo à baseado na razÃo entre os gradientes de concentraÃÃes observados e calculados em cada uma das cÃlulas do modelo. Os resultados foram obtidos a partir do uso de concentraÃÃes de nitrato em dois exemplos hipotÃticos com graus de complexidade diferenciados e um caso real aplicado na regiÃo do municÃpio do Crato, inserido na Bacia Sedimentar do Araripe, situada no sul do estado do CearÃ, Brasil. Para os casos estudados houve uma convergÃncia expressiva das mÃdias dos Ãngulos formados entre os gradientes de concentraÃÃo observados e calculados e do erro mÃdio quadrÃtico das concentraÃÃes, obtendo-se, como resultado final, uma matriz com a maioria dos valores de αL prÃximos aos determinados inicialmente. O MIGC se apresenta como um mÃtodo prÃtico e rÃpido para a calibraÃÃo da dispersividade longitudinal. Sugere-se o desenvolvimento de um programa computacional que automatize o MIGC para que o mesmo seja otimizado em situaÃÃes mais complexas. / The understanding of how the transport of solutes in ground water occurs is critical to the proper management of this resource increasingly subjected to thropogenic pressures. In order to model this process, a key parameter is the coefficient of hydrodynamic dispersion, whose most important component in porous environments is the longitudinal dispersivity (αL). The determination of αL usually takes place through experiments restricted to areas of interest and with often inaccurate results. Numerical methods are also used in order to attain parameter estimation. This study aimed mainly at calibrating αL in aquifers through the Iterative Method of the Gradient of Concentration (IMGC) derived from an adaptation of the methodology proposed for the Iterative Method of Hydraulic Gradient (IMHG). The process starts from the hydrodynamic simulation. Later, concentrations obtained from fields or in a hypothetic way are inserted using the model of simulation of solute transportation. Then, a matrix of concentrations is generated, which will work as the basis for the iterative process of IMGC. Two models were structured: one called observed or fixed model in which the concentration field is fixed and another model named calculated or not fixed. Throughout the calibration process arrays of concentrations are generated and used for calculating the spatial concentration of gradients in fixed and not fixed models. The average angle between the gradients of observed and calculated concentrations and the mean squared error are the convergence criteria to assess the calibration process. In the five models presented in this research, the results for these two criteria indicate the efficiency of the calibration method. Following the classical methodology of parameter calibration in the IMGC iterations continue as the minimum values for these criteria are not attained, therefore, the change of the longitudinal dispersivity varies among iterations. This mechanism is based on the ratio between the observed and calculated gradients of concentrations at each model cells. The results were obtained from the use of nitrate concentrations at two hypothetical samples with different degrees of complexity and also with a real case applied int he municipality of Crato, inserted in the Sedimentary Basin region of Araripe. For the cases analyzed in this study, there was a significant decay of the average angle formed between the gradients of observed and calculated concentration and the mean squared error of concentrations, obtaining as a result, a matrix with αL values close to those initially stipulated. IMGC presents itself as a practical method. It is suggested the development of a computer program that automates IMGC so that it is better used in more complex situation.

O estudo experimental dos processos de dispersão atmosférica de poluentes permite a análise de problemas específicos e a avaliação dos modelos teórico-numéricos. Os custos da experimentação de campo conduzem à realização de estudos de laboratório em modelos reduzidos. Este trabalho tem por objetivo principal a reprodução dos ventos atmosféricos e dos processos de dispersão em escala reduzida em túnel de vento. Foram estabelecidos os requerimentos gerais de modelagem para os diversos problemas relacionados com o estudo experimental da dispersão de poluentes atmosféricos, incluindo a simulação da camada limite atmosférica e da fonte de emissão. A partir desta análise, foram desenvolvidos e avaliados diversos modelos experimentais dos ventos turbulentos na camada limite atmosférica neutral utilizando velocidades médias muito baixas que permitam cumprir os requerimentos de semelhança do processo de dispersão. As simulações incluem ventos turbulentos sobre terrenos homogêneos a diferentes escalas. Na avaliação experimental foram utilizados dados da literatura e comparações diretas com resultados de campo para a condição de atmosfera em estabilidade neutra. Foram estudados escoamentos turbulentos mais complexos nas proximidades de um modelo simples de uma edificação e em um entorno urbano não homogêneo. Para os estudos da difusão atmosférica, foi estabelecida a prioridade da modelagem de problemas locais de dispersão. Foi modelada uma fonte de emissão pontual de baixa altura representativa de uma chaminé que permita a modificação das condições de empuxo da pluma. A análise do processo de dispersão e das concentrações foi realizada considerando diversas configurações que incluem a fonte de emissão isolada num escoamento homogêneo, a consideração dos efeitos da esteira próxima ao modelo de uma edificação, e finalmente de um terreno urbano não homogêneo. Foram determinadas as concentrações médias e as flutuações de concentração na pluma. Estes resultados permitiram obter os campos de concentração e, a partir das funções de densidade de probabilidade e funções de densidade espectral, analisar as zonas de intermitência no campo de concentração. Comparações com resultados da literatura e com modelos teóricos complementam o estudo realizado. É dada ênfase na análise das flutuações de concentração e na intermitência dos processos de dispersão, dada a importância do seu conhecimento para o desenvolvimento de modelos bem como à escassa informação experimental na bibliografia. Os resultados deste trabalho permitem estabelecer a viabilidade da simulação da camada atmosférica neutral e dos estudos de dispersão em túnel de vento, determinando vantagens e limitações dos modelos reduzidos. A influência das características do escoamento turbulento, das configurações próximas do terreno e das características da emissão no processo de dispersão foi estudada. Finalmente, são analisadas as condições de intermitência associadas aos escoamentos turbulentos e, em particular, aos campos de concentração próximos a uma fonte de emissão. / The experimental study of the pollutant dispersion processes allows the analysis of specific problems as well as the evaluation of theoretical models. The costs related to full scale measurements make the experimental studies over reduced scaled models a better research tool. This work has the aim of modeling some kinds of atmospheric winds and related dispersion processes in wind tunnels. The general modeling laws related to the experimental study of pollutants dispersion were followed, including the boundary layer simulation and the emission source. Several experimental models of the turbulent winds in neutral boundary layers were developed and evaluated by using very low wind velocities, allowing the fulfillment of the similitude laws of the dispersion process. The simulations include turbulent winds over homogeneous terrains at different scales. Literature data were used in the experimental evaluation as well as direct comparisons with field results for the atmosphere under neutral stability conditions. Also, more complex turbulent flows were studied in the close proximities of a simple building model in a non homogeneous surrounding. For the atmospheric diffusion studies, it was decided to model local dispersion situations. A single, punctual type of emission source was modeled, representing the conditions at a low height chimney and allowing the modification of the plume buoyancy conditions. The analysis of the dispersion process and concentrations was performed under several configurations including the isolated source emission in a homogeneous flow, the consideration of the wake effects close to a building model, and finally of a non homogeneous urban terrain. The mean and fluctuating components of the plume concentration were obtained. These results allowed the characterization of the concentration fields. From the probability and spectral density functions it was possible to analyze the intermittence of the concentration field. Comparisons with literature results and with theoretical models complement the study. Special care is taken in the analysis of the fluctuations of the concentration and in the intermittence of the dispersion processes, due to its importance to the development of theoretical models as well as the lack of experimental information in the open literature.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Costa Gonzalez.pdf: 254133 bytes, checksum: 055398796e1b2193f444144c41185e0f (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / In the last decades, environmental problems have become more serious and frequent, especially due to the expansion of industrial activities. Those occupy the second position on total water consumption and generate alteration in its quality because of pollutant release, causing eutrophication and pollution of water resources. Therefore, it is necessary to raise sustainable technologies that praise environmental conservation and the use of natural resources, making possible a more efficient use of water, reducing costs and saving it to different sectors. Thus, having in mind the several benefits as the improvement of water quality, better distribution and rationing of it, allied to water waste treatment required by environmental control agencies, this research aimed to evaluate and to compare the efficiency of two aquatic macrophyte species on the removal of polluting substances from brewery wastewater, in order to provide an alternative technology, which is also clean, efficient, aesthetic and with low energetic costs. An experimental system was carried out in mesocosms with two treatments composed by the species Salvinia molesta and Limnobium laevigatum, with four replicates each one. Each mesocosm was filled with 80 liters of brewery wastewater 25% diluted and 40g of macrophytes. The experiment was conducted during 28 days and the wastewater was weekly sampled to measure limnological characterizes in laboratory. Moreover, macrophytes were weekly weighed, and leaf area was measured to monitor the biomass development. It was possible to observe that both macrophytes species used in this biological treatment were able to clarify wastewater, to eliminate great portion of smell and to significantly reduce the pollutant charge, which parameters, at some point, were in conformity with Brazilian legislation, except for phosphorus. It was also possible to notice that in the first week the removal percentage was quick, but in the second and the third week the variable concentrations analyzed practically were not altered e and started to raise, demonstrating that the macrophytes reached their tolerance limit. Hence, trying to reduce even more the analyzed parameters concentrations, especially for phosphorus, it is suggested that the plants should be replaced in that period. It could be concluded that these macrophytes species have a great potential on pollutant removal and biomass production. So, they are recommendable in biological technologies for the treatment of wastewater, making possible the reuse of the treated water and the biomass. / Nas últimas décadas os problemas ambientais têm se tornado cada vez mais críticos e frequentes, principalmente devido à expansão das atividades industriais. Estas ocupam a segunda posição no consumo total de água e geram alterações em sua qualidade, pela liberação de poluentes, causando eutrofização e poluição dos recursos hídricos. Assim, é necessário promover tecnologias sustentáveis que preconizem a conservação ambiental e o uso dos recursos naturais, possibilitando utilizar a água de maneira mais eficiente, reduzindo os custos e poupando-a para outros setores. Dessa forma, tendo em vista os vários benefícios, como a melhoria da qualidade da água, melhor distribuição e racionalização desta, aliadas a exigência do tratamento de efluente pelos órgãos de controle ambiental, a pesquisa teve como objetivo avaliar e comparar a eficiência de duas espécies de macrófitas, na remoção de substâncias poluidoras de efluente de cervejaria, no intuito de proporcionar uma alternativa tecnológica limpa, eficiente, estética e de baixos custos energéticos. Foi montado um sistema experimental em mesocosmos com dois tratamentos compostos pelas espécies Salvinia molesta e Limnobium laevigatum em quatro réplicas. Em cada mesocosmo foi acondicionado 80 litros de efluente bruto diluído a 25% e 40g de macrófitas. O experimento foi conduzido por 28 dias, com coletas semanais do efluente para mensuração das variáveis limnológicas em laboratório. Além disso, as macrófitas foram pesadas semanalmente e a área foliar foi mensurada a fim de monitorar o desenvolvimento da biomassa. Foi possível observar que ambas as espécies de macrófitas utilizadas no tratamento biológico, clarificaram a água, praticamente eliminaram o odor e reduziram significativamente as cargas poluentes, cujos parâmetros, em algum momento do experimento ficaram dentro dos valores permitidos pela legislação brasileira vigente, exceto o fósforo. Foi possível observar também que na primeira semana a porcentagem de remoção foi rápida, porém entre a segunda e terceira semana, as concentrações das variáveis analisadas no efluente, praticamente não alteraram ou começaram a se elevar, mostrando que as macrófitas chegaram em seu limite de tolerância. Portanto, buscando diminuir ainda mais as concentrações dos parâmetros analisados, em especial do fósforo, sugere-se que faça a troca das plantas neste período. Concluiu-se que estas macrófitas possuem grande potencial na remoção de poluentes, além de obterem boa produção de biomassa, sendo recomendável a utilização das mesmas em tecnologias biológicas para tratamento de efluente, possibilitando a reutilização da água tratada e a biomassa.

O presente trabalho teve como objetivo a análise do transporte de poluentes atmosféricos gerados na queima da cana-de-açúcar no estado de São Paulo durante o ano de 2010, pois a cultura canavieira no estado é muito forte, abastecendo o mercado alimentício, energético e de bebidas. Porém, apresenta um grave problema com a queima da plantação antes da colheita, gerando poluição e enfraquecendo o argumento de energia limpa. Baseado nas teorias: dos Sistemas e dos Geossistemas, na dinâmica atmosférica e no uso de modelagem como instrumento de análise; além do levantamento dos dados atmosféricos e de poluição aferidos, mapeamento da área e das queimadas, concluiu-se que há áreas com picos de poluição ao longo do ano; a pluma de poluentes normalmente vai para outros estados como Minas Gerais e Mato Grosso do Sul e ocorreram eventos generalizados de queima de biomassa, principalmente entre agosto e setembro, porém com a mudança na direção do vento, geralmente quando está prestes a chegar uma frente fria, quando esses poluentes são direcionados para a Região Metropolitana de São Paulo e Campinas; confirmando a hipótese observando a distribuição e concentração de poluentes segundo os dados de circulação atmosférica e de poluição / This study has the objective to analyze the air pollution transport from sugarcane burn in Sao Paulo State in 2010, as the planted areas are very vast, it supplies the food, energy and beverage industry. By the other hand, it presents severe problem of burning culture before the harvest period, it causes air pollution and disqualify the clean energy argument. Based on the System and Geosystem theories, on atmospheric dynamic and using models as analysis instrument; in addiction getting atmospheric and pollution data observed, mapping sugarcane and the burned area, it was concluded there were parts with peaks of pollution during this year, the plume of pollutants normally are transported to other States as Minas Gerais and Mato Grosso do Sul and also there were several and generalized events of biomass burn principally in August and September, despite the wind change generally when it is upcoming a cold front, those pollutants are directed to Metropolitan Region of Sao Paulo and Campinas; confirming the hypothesis observing the concentration and distribution of them by the air circulation and pollutants data