Les matériaux de construction par excellence que sont les matériaux à base cimentaire offrent une faible résistance à la traction ainsi qu’une faible capacité de déformation. Ils sont fragiles et particulièrement sensible à la fissuration, notamment la fissuration due au retrait dans le cas d’éléments à grande surface. Des joints de retrait judicieusement espacés permettent de localiser la fissuration et d’éviter le désordre apparent. Malheureusement, ils constituent aussi le point de départ de futurs désordres (pénétration d’agents agressifs, tuilage, etc.). Cette thèse est une contribution au développement d’un nouveau composite cimentaire présentant une capacité de déformation améliorée. Dans cet objectif, des granulats en caoutchouc (G.C.) issus du broyage de pneus usagés ont été utilisés en remplacement partiel du sable. Les résultats obtenus montrent que la présence de ces granulats est préjudiciable vis-à-vis de la rhéologie du matériau à l’état frais mais que l’utilisation d’un superplastifiant et d’un agent de viscosité permet de réaliser les corrections nécessaires. A l’état durci, une chute de la résistance mécanique et du module d’élasticité est observée, en contrepartie la capacité de déformation au stade de la localisation de la macrofissuration est significativement augmentée. Des essais dédiés permettent de démontrer que cette incorporation de G.C. permet de réduire la sensibilité à la fissuration de retrait avec un intérêt évident pour les applications à grande surface comme les chaussées et dallages sur terre-plein. L’influence de la présence de ces G.C. sur la cinétique de la fissuration a été analysée et confirmée par le biais d’une variable d’endommagement et par l’activité (émission) acoustique accompagnant le processus de fissuration.Le potentiel du composite dans les applications à grande surface comme les chaussées en béton a aussi été abordé par le biais de l’indice de qualité élastique qui a confirmé les promesses attendues. Compte tenu du rôle joué par le module d’élasticité du composite sur ces nouvelles propriétés et les applications potentielles, les outils prédictifs de ce module en fonction du dosage en G.C. présentent un intérêt pratique évident. Dans ce sens, cette thèse a permis de tester la pertinence de quelques modèles analytiques. Dans ce cadre, la borne inférieure de Hashin-Shtrikman qui reste perfectible s’est avérée la mieux indiquée.A côté de l’intérêt en termes d’application matériau Génie Civil, l’incorporation de G.C. constitue une voie de valorisation de pneus usagés non réutilisables et une contribution à la protection de l’environnement / Cement-based materials exhibit low tensile strength and poor strain capacity. They are brittle and are very sensitive to cracking particularly to shrinkage cracking in large area applications. Sawn joints allow shrinkage cracking to be localised a way to avoid unsightly cracking. Unfortunately they are also the starting point of future distress (ingress of aggressive agent, curling, etc.).This work is a contribution to the design of a cement-based material exhibiting an enhanced strain capacity. For a such objective rubber aggregates (RAs) obtained from grinding end of life tyres partly replacing natural sand have been used.Results showed that RAs are detrimental to the properties of the fresh materials (workability and segregation). However the use of optimized content of a superplasticiser and of a viscosity agent allows the required behaviour to be achieved.With regard to harden state, RAs reduce the strength and the modulus of elasticity of the composite but the strain capacity corresponding to the macrocracking formation is significantly improved. Specific tests showed that RAs reduced the propensity of the material for shrinkage cracking, offering an interest for large surface area such as pavements.Analysis by a scalar damage variable and by acoustic emission is in a good agreement with expected effect of RAs on the cracking kinetics and on the mechanical behaviour of the composite.The interest of the rubberized concrete in large area application such as concrete pavements has been studied and confirmed through the Elastic Quality Index. Given the major role of the modulus of elasticity of the composite on the new properties and expected applications, tools aimed to predict this modulus of elasticity as a function of RAs content are of practical benefit. With this purpose, the work allowed the relevance of some analytical models to be tested. In this context, the lower Hashin-Shtrikman bound which remains perfectible proved to be the most appropriate.Finally, apart from application of civil engineering material, the use of RAs from grinding end of life tyres is a solution of recovery of an industrial by-product and a contribution to a clean environment

A pressão antrópica crescente impõe a necessidade de um monitoramento sistemático da água e de seus ambientes aquáticos. O desenvolvimento de Índices de Qualidade de Água (IQAs) tem como objetivo transformar dados em informações acessíveis e de fácil entendimento para os gestores e usuários das águas, visando refletir a deterioração deste recurso em nível de bacia hidrográfica e ao longo do tempo. O Instituto Estadual do Ambiente (INEA) adotou um novo Índice de Qualidade de Água para ambiente lótico, baseado em lógica nebulosa, o IQAFAL, desenvolvido no âmbito do rio Paraíba do Sul. O objetivo principal deste estudo consiste em aplicar o IQAFAL aos rios dos Macacos, Cabeça e Rainha, contribuintes da bacia de drenagem da Lagoa Rodrigo de Freitas, de grande interesse sócio-político-ambiental para a cidade do Rio de Janeiro. Busca-se analisar a sua adequação em sintetizar a qualidade de água em bacias hidrográficas de pequeno porte e primordialmente urbana. Para tanto, utilizam-se dados físicos, químicos e biológicos do INEA, no período 2003 - 2010. Os resultados mostraram que o IQAFAL foi capaz de refletir a qualidade da água de modo satisfatório e compatível com os registros disponíveis e a percepção de especialistas acerca da real qualidade dos rios. Ou seja, este Índice se mostrou mais sensível às condições ruins, traduzindo a verdadeira condição destes corpos dágua, ao contrário do IQACETESB, que classifica estas águas como de qualidade mediana. Os resultados confirmam também as vantagens deste índice, observadas em estudos anteriores, sobretudo quanto à capacidade de identificar as variáveis de qualidade de água que são mais determinantes para o resultado final do Índice, através do estudo dos subíndices. / The increasing anthropogenic pressure imposes the need for a systematic monitoring of water and its aquatic environments. The development of Water Quality Indexes, WQIs (IQAs, acronym in Portuguese) aims to turn data into accessible and easy understandable information for managers and water users, in order to reflect the deterioration of this resource in terms of watershed, throughout the time. The State of Rio de Janeiro Environmental Institute (INEA) has adopted a new Water Quality Index for lotic environments, based on fuzzy logic, the WQI, developed for the study in the range of the Paraíba do Sul river. The main goal of this study is to apply IQAFAL to the dos Macacos, the Cabeça, and the Rainha rivers, which are tributary rivers of the drainage basin of the Rodrigo de Freitas Lagoon, of a great socio-political-environmental interest for the city of Rio de Janeiro. The aim is to analyze their suitability in synthesizing the water quality in small river basin and primordially urban. To this end, we used physical, chemical and biological data from INEA, in the period 2003 to 2010. The results showed that the WQI was able to evidence the water quality in a satisfactory way and consistent with the available records and the perceptions of experts about the real quality of the rivers. In other words, this index was more sensitive to bad conditions, showing the true condition of these water bodies, unlike WQICETESB, which classifies these waters as average quality ones. The results also confirm the advantages of this index, observed in previous studies, especially its ability to identify the variables of water quality which are more decisive for the index outcome, through the study of subindexes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No contexto do planejamento e gestão dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, é crescente a demanda por informações consistentes relativas ao estado do ambiente e pressões ambientais de forma integrada, para que possam informar à população e subsidiar atividades do setor público e privado. Essa demanda pode ser satisfeita com a modelagem e integração em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), com propriedades e funções de processamento que permitem sua utilização em ambiente integrado. Desta forma, neste trabalho é apresentada uma metodologia para a avaliação muticriterial dos recursos hídricos de bacias hidrográficas, que vai desde a seleção de indicadores e definição dos pesos, até a execução de avaliações e espacialização de resultados. Esta metodologia é composta por duas fases: avaliação da vulnerabilidade dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica a partir do uso de sistemas de suporte à decisão espacial, e, avaliação da qualidade das águas através da adaptação de um Índice de Qualidade das Águas. Foi adotada uma base de conhecimento, sistemas de suporte à decisão, SIG e uma ferramenta computacional que integra estes resultados permitindo a geração de análises com cenários da vulnerabilidade dos recursos hídricos. Em paralelo, a qualidade das águas das sub-bacias hidrográficas foi obtida a partir da adaptação do cálculo do Índice de Qualidade das águas proposto pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) e aplicação do Índice de Toxidez. Os resultados mostraram sub-bacias com seus recursos hídricos mais ou menos vulneráveis, bem como sub-bacias com toxidez acima da legislação. A avaliação integrada entre áreas mais vulneráveis e que apresentam menor qualidade e/ou maior toxidez poderá nortear a tomada de decisão e projetos visando a conservação dos recursos hídricos em bacias hidrográficas. / In the context of planning and management of water resources in river basins, there is growing demand for consistent information concerning the state of the environment and environmental pressures in an integrated manner, that can inform the population and support the activities of the public and private sectors. This demand can be satisfied with the modeling and integration in Geographic Information Systems, with properties and processing functions that allow their use in integrated environment. Thus, this dissertation presents a methodology for muticriterial assessing of water resources in river basins, from the selection of indicators and definition of the weights, to running assessments and spatial representation of the results. This methodology consists of two phases: assessing the vulnerability of water resources of a watershed from the use of spatial decision support systems, and assessment of water quality by adapting a Water Quality Index. Knowledge base, decision support systems, GIS and a computing tool were adopted to integrates these results and allow the generation of scenarios of the vulnerability of water resources. In parallel, the water quality of sub-basins is obtained by from an adaptation of calculation of the water quality index proposed by the Company of Environmental Sanitation Technology (CETESB) and applying the Toxicity Index. The results showed sub-basins, with its water resources more or less vulnerable, as well as sub-basins with toxicity above the permitted. Integrated assessment of vulnerable areas and have lower quality and / or greater toxicity may guide the decision making activities and projects aimed at conserving water resources in river basins.

Orientador: Sâmia Maria Tauk-Tornisielo / Banca: Ariovaldo José da Silva / Banca: Aurora Mariana Garcia de França Souza / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Carlos Renato Corso / Resumo: O objetivo deste estudo foi a determinação de indicadores microbiológicos, metais e IQA (Índice de Qualidade da Água) na microbacia do rio Cabeça, SP. Também foi realizada a avaliação da evolução do uso da terra e cobertura vegetal nesta microbacia visando a preservação não somente das águas, mas toda "teia complexa" das relações existentes entre parâmetros físicos, biológicos e antrópicos em uma bacia hidrográfica. A crescente degradação da qualidade dos recursos hídricos devido a ações antrópicas torna necessário o monitoramento da qualidade ambiental desses ecossistemas. O rio Cabeça é um afluente na bacia do rio Corumbataí, unidade ambiental de extrema importância econômica e social por apresentar potencial hídrico capaz de abastecer as cidades de Analândia, Corumbataí, Rio Claro, Santa Gertrudes, Ipeúna, Itirapina e Charqueada e ainda permitir a exportação de água para municípios localizados em bacias vizinhas, tais como Araras e Piracicaba, onde os problemas hídricos são bastante sérios. Cinco pontos de amostragem foram determinados ao longo do rio Cabeça além de outros dois pontos no corpo hídrico que recebe a suas águas, o rio Passa Cinco, um a montante e outro a jusante do ponto de encontro de ambos os rios. Coletas foram realizadas uma vez por mês durante o período de abril/2007 a março/2009. Os parâmetros DBO e Escherichia coli estiveram em desacordo com o estabelecido pelo Decreto Estadual 8468/1976 e pela Resolução CONAMA 357/2005 para rios de classe 2. Ferro e pH também desrespeitaram os padrões fixados na Resolução citada. Os metais Cu, Cr e Ni não foram detectados durante o período de estudo e Cd e Pb foram encontrados somente em algumas amostras. Há predomínio de pastagem e de cana-de-açúcar e uma tendência de aumento dessas atividades. O rio Passa Cinco não teve alterações significativas dos parâmetros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study, the microbiological indicators, metals and WQI (Water Quality Index) in the Cabeça river watershed, SP, were evaluated. The evolution of land use and vegetation cover was also studied to preserve not only the water, but the "complex web" of relations between physical, biological and social parameters in a watershed. Due the increasing degradation of water quality by the human activities is necessary to monitor the environmental quality of these ecosystems. The Cabeça river is a tributary in the Corumbataí river watershed, an environmental unit of extreme economic and social importance due the water potential able to supply the cities of Analândia, Corumbataí, Rio Claro, Santa Gertrudes, Ipeúna, Itirapina and Charqueada and allow to export water to cities located in neighboring watershed, such Araras and Piracicaba, where water problems are serious. Five sampling points were selected over the course of the Cabeça river and other two points on the Passa Cinco river, that receiving the water of that river, one point upstream and one downstream from the point of encounter between the two rivers. Samples were collected once a month during the period from April/2007 to March/2009. The results showed that the BOD and Escherichia coli were above the limits establishing to river class 2 by State Decree 8468/1976 and CONAMA 357/05 Resolution. Iron and pH were also out of the limits recommended by Resolution. The metals Cu, Cr and Ni were not detected during the study period and Cd and Pb were found only in a few samples. There is a predominance of pasture and cane sugar and a tendency to increase these activities. The Passa Cinco river had not significant changes in the water quality parameters, after receiving the waters from Cabeça river. The WQI showed that the water quality of the rivers studies is classified as good, but risks of degradation... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No contexto do planejamento e gestão dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, é crescente a demanda por informações consistentes relativas ao estado do ambiente e pressões ambientais de forma integrada, para que possam informar à população e subsidiar atividades do setor público e privado. Essa demanda pode ser satisfeita com a modelagem e integração em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), com propriedades e funções de processamento que permitem sua utilização em ambiente integrado. Desta forma, neste trabalho é apresentada uma metodologia para a avaliação muticriterial dos recursos hídricos de bacias hidrográficas, que vai desde a seleção de indicadores e definição dos pesos, até a execução de avaliações e espacialização de resultados. Esta metodologia é composta por duas fases: avaliação da vulnerabilidade dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica a partir do uso de sistemas de suporte à decisão espacial, e, avaliação da qualidade das águas através da adaptação de um Índice de Qualidade das Águas. Foi adotada uma base de conhecimento, sistemas de suporte à decisão, SIG e uma ferramenta computacional que integra estes resultados permitindo a geração de análises com cenários da vulnerabilidade dos recursos hídricos. Em paralelo, a qualidade das águas das sub-bacias hidrográficas foi obtida a partir da adaptação do cálculo do Índice de Qualidade das águas proposto pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) e aplicação do Índice de Toxidez. Os resultados mostraram sub-bacias com seus recursos hídricos mais ou menos vulneráveis, bem como sub-bacias com toxidez acima da legislação. A avaliação integrada entre áreas mais vulneráveis e que apresentam menor qualidade e/ou maior toxidez poderá nortear a tomada de decisão e projetos visando a conservação dos recursos hídricos em bacias hidrográficas. / In the context of planning and management of water resources in river basins, there is growing demand for consistent information concerning the state of the environment and environmental pressures in an integrated manner, that can inform the population and support the activities of the public and private sectors. This demand can be satisfied with the modeling and integration in Geographic Information Systems, with properties and processing functions that allow their use in integrated environment. Thus, this dissertation presents a methodology for muticriterial assessing of water resources in river basins, from the selection of indicators and definition of the weights, to running assessments and spatial representation of the results. This methodology consists of two phases: assessing the vulnerability of water resources of a watershed from the use of spatial decision support systems, and assessment of water quality by adapting a Water Quality Index. Knowledge base, decision support systems, GIS and a computing tool were adopted to integrates these results and allow the generation of scenarios of the vulnerability of water resources. In parallel, the water quality of sub-basins is obtained by from an adaptation of calculation of the water quality index proposed by the Company of Environmental Sanitation Technology (CETESB) and applying the Toxicity Index. The results showed sub-basins, with its water resources more or less vulnerable, as well as sub-basins with toxicity above the permitted. Integrated assessment of vulnerable areas and have lower quality and / or greater toxicity may guide the decision making activities and projects aimed at conserving water resources in river basins.

A divulgação de informação sobre qualidade das águas para um público não especialista é fundamental para subsidiar ações políticas e institucionais de gestão dos ambientes aquáticos. Para tanto, índices de qualidade de água têm sido propostos por serem capazes de sintetizar em um único valor ou categoria a informação normalmente descrita a partir de um conjunto extenso de variáveis químicas, físicas e biológicas de qualidade de água. A maioria das metodologias propostas para o desenvolvimento de índices de qualidade de água é baseada no conhecimento de especialistas quanto à escolha das variáveis a serem utilizadas, a ponderação da importância relativa de cada variável e métodos utilizados para agregar os dados das variáveis em um único valor. Este trabalho propõe um novo índice de qualidade de água, baseado em lógica nebulosa e direcionado para o ambiente lótico. Esse índice, o IQAFAL, foi desenvolvido com a colaboração de especialistas com ampla e comprovada experiência na área de qualidade de água. A essência do desenvolvimento de um índice, usando-se lógica nebulosa, está na capacidade dessa metodologia representar, de forma mais eficiente e clara, os limites dos intervalos de variação dos parâmetros de qualidade de água para um conjunto de categorias subjetivas, quando esses limites não são bem definidos ou são imprecisos. O índice proposto neste trabalho foi desenvolvido com base no conhecimento dos especialistas em qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente - INEA e aplicado aos dados de qualidade de água do Rio Paraíba do Sul, obtidos pelo INEA, nos anos de 2002 a 2009. Os resultados do IQAFAL mostraram que esse índice foi capaz de sintetizar a qualidade da água deste trecho do Rio Paraíba do Sul correspondendo satisfatoriamente às avaliações de qualidade de água descritas nos relatórios disponíveis. Verificou-se também que com essa metodologia foi possível evitar que a influência de uma variável em condições críticas fosse atenuada pela influência das outras variáveis em condições favoráveis produzindo um resultado indesejável no índice final. / The dissemination of information on water quality for a non-specialist audience is essential to support programs and institutional policies for the management of aquatic environments. Therefore, water quality indices have been proposed since they are able to synthesize into a single value or category information usually described from an extensive set of chemical, physical and biological water quality variables. Most of the proposed methodologies for the development of water quality indices are based on expert knowledge regarding the choice of variables used, weighting the relative importance of each variable, and methods used to aggregate data variables in a single value. This research proposes a new index of water quality, based on fuzzy logic and aimed at the lotic environment. This index, the IQAFAL, was developed through the collaboration of experts with broad and proven experience in the area of water quality. The essence of developing an index, using fuzzy logic is the ability of that methodology to represent, more efficiently and clearly, the limits of the ranges of the variables of water quality for a set of subjective categories, where these limits are not well defined or are inaccurate. The index proposed in this paper was developed based on knowledge of experts in water quality of the Rio de Janeiro Environmental Agency - INEA and applied to data of water quality of the Paraíba do Sul river, obtained by INEA, in the years 2002 to 2009. The results of IQAFAL showed that the index was able to synthesize the water quality of this stretch of the Paraíba do Sul, corresponding satisfactorily to the assessments of water quality described in the reports available. It was also noted that with this methodology it was possible to avoid the attenuation of the influence of a variable in critical condition by the influence of other variables in good conditions producing an undesirable result in the final index.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This study evaluated the capacity of self-depuration of the Jordão River considering the true contributions of the Brejo Alegre stream in time of drought and during the rainy period, having in sight the launching of effluents of part of Araguari town, Minas Gerais, in the stream using QUAL-UFMG model. There was the simulation of two situations, considering estimated pollutant loads of Sewage Treatment Plants and the low capacity of dilution of the river for the critical flow, using anaerobic lake treatment system followed by facultative lake (1st Situation) and by conventional activated sludge (2nd Situation), launched directly at the confluence of Brejo Alegre stream and Jordão River. Parallel to the study of self-depuration it was determined the key-curve in a specific point of the Jordão River, beyond the Water Quality Index in the Brejo Alegre stream right at the confluence with the Jordão River, and along the Jordão River, for the periods of drought and rain. In the tracing of the key-curve, the data measured adjusted well to the estimated ones of flow, reaching the equation Q = 9.804.(h+0.7)3.672, attributing the Coefficient of Determination to equal to 0.815 until the absence of rotation counter of the reel s helices in the beginning of the experimental activities. The study of Water Quality Index for the period of drought detected a good level for the Jordão River at all points, coinciding with the level encountered in the 2nd trimester of 2010, in according to the Instituto Mineiro de Gestão de Águas monitoring, resulting Water Quality Index equal to 66.92, 87.90, 86.73, 87.79 and 87.97, respectively, for the Brejo Alegre stream, points A, B, C and D of the Jordão River, from upstream to downstream. Yet in the rainy period it achieved medium level of Water Quality Index for the Brejo Alegre stream and point A of the Jordão River upstream from the confluence of the stream and a good level for the Jordão River downstream from the confluence, being equal to 57.77, 52.59, 86.29 and 77.73, respectively, for the Brejo Alegre stream, points A, B and D of the Jordão River, from upstream to downstream. The simulations for the drought period and rainy period presented satisfactory adjusts to the data measured to the estimated, showing the prevalence of the deoxygenating by carbonaceous demand over the nitrification and the importance of the natural repair in the self-depurating process. The dissolved oxygen, nitrogen and fractions, phosphorus and fecal coliform (Escherichia-coli in this study) parameters respected the limits recommended by the Conselho Nacional do Meio Ambiente, Resolution 357:2005, in all its extension, for the Class 2 rivers, classification in which the Jordão River fits. In regard to biochemical oxygen demand, the whole section is out of the regulation due to the reception of pollutant loads from the Brejo Alegre stream. As for the simulating of extreme situations, a pollution estimated for 7422 habitants for the 1st Situation and 14840 habitants for the 2nd Situation would guarantee the capacity of self-depuration of the Jordão River, respecting the recommendations of the Resolution 357:2005, considering the imprecision of the methodology of analysis of the biochemical oxygen demand and that in the simulations it was used a critical flow of the Jordão River 2.6 times inferior to the smallest flow measured in the period of drought. / Este trabalho avaliou a capacidade de autodepuração do rio Jordão considerando-se as contribuições reais do córrego Brejo Alegre em período de estiagem e chuvoso, tendo em vista o lançamento de efluentes brutos de parte da cidade de Araguari, Minas Gerais, no córrego, utilizando o modelo QUAL-UFMG. Também simulou-se dois cenários, considerando cargas poluidoras estimadas de Estações de Tratamento de Esgoto e a baixa capacidade de diluição do rio para a vazão crítica, utilizando sistema de tratamento por lagoa anaeróbia seguida por lagoa facultativa (1º Cenário) e por lodo ativado convencional (2º Cenário), lançadas diretamente na confluência do córrego Brejo Alegre com o rio Jordão. Paralelo ao estudo de autodepuração foi determinada a curva-chave em um ponto específico do rio Jordão, além do Índice de Qualidade das Águas no córrego Brejo Alegre logo na confluência com o rio Jordão, e ao longo do rio Jordão, para os períodos de estiagem e chuvoso. No traçado da curva-chave, os dados medidos ajustaram-se bem aos estimados de vazão, alcançando a equação Q = 9,804.(h+0,7)3,672, atribuindo o Coeficiente de Determinação igual a 0,815 à ausência de contador de rotações da hélice do molinete no início das atividades experimentais. O estudo do Índice de Qualidade das Águas para o período de estiagem detectou nível bom para o rio Jordão em todos os pontos, coincidindo com o nível encontrado no 2º trimestre de 2010, de acordo com o monitoramento do Instituto Mineiro de Gestão das Águas, resultando Índice de Qualidade das Águas igual a 66,92, 87,90, 86,73, 87,79 e 87,97, respectivamente, para o córrego Brejo Alegre, pontos A, B, C e D do rio Jordão, de montante a jusante. Já no período chuvoso alcançou-se nível médio do Índice de Qualidade das Águas para o córrego Brejo Alegre e ponto A no rio Jordão a montante da confluência com o córrego e nível bom para o rio Jordão a jusante da confluência, sendo igual a 57,77, 52,59, 86,29 e 77,73, respectivamente, para o córrego Brejo Alegre, pontos A, B e D do rio Jordão, de montante a jusante. As simulações para o período de estiagem e chuvoso apresentaram satisfatórios ajustes dos dados medidos aos estimados, evidenciando a prevalência da desoxigenação por demanda carbonácea sobre a nitrificação e a importância da reaeração natural no processo de autodepuração. Os parâmetros oxigênio dissolvido, nitrogênio e frações, fósforo e coliformes termotolerantes (Escherichia-coli neste trabalho) respeitaram os limites preconizados pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente, Resolução 357:2005, em toda a sua extensão, para rios de Classe 2, classificação em que o rio Jordão enquadra-se. Com relação a demanda bioquímica de oxigênio, todo o trecho encontrou-se fora da regulamentação devido ao recebimento de cargas poluidoras do córrego Brejo Alegre. Quanto à simulação dos cenários extremos, uma população estimada de 7422 habitantes para o 1o Cenário e 14840 habitantes para o 2º Cenário garantiriam a capacidade de autodepuração do rio Jordão, respeitando as preconizações da Resolução 357:2005, considerando-se as imprecisões da metodologia de análise da demanda bioquímica de oxigênio e que nas simulações adotou-se uma vazão crítica no rio Jordão 2,6 vezes inferior à menor vazão medida no período de estiagem. / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-10-31T13:52:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_AnaMorena.pdf: 8629764 bytes, checksum: 9e0826a52706b5b7aaa97fd329fcac22 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T13:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_AnaMorena.pdf: 8629764 bytes, checksum: 9e0826a52706b5b7aaa97fd329fcac22 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O estudo de parâmetros e processos hidrogeoquímicos, e do uso dos solos permite o balanço de massas/fluxos (BM) de contaminantes entre segmentos fluviais, hierarquizando-os e identificando possíveis atividades-fonte. O incremento de fluxos indica uma depreciação de capital natural (DCN), demandando medidas reparadoras e/ou preventivas, e.g. pagamento por serviços ambientais (PSA). A DCN é o cerne da abordagem proposta, integrando aspectos hidrogeoquímicos e o BM, custos econômicos e mecanismos de gestão. O objetivo geral do trabalho foi estimar a DCN de três bacias afluentes na Bacia Hidrográfica da Baía de Guanabara: Guapi-Macacu (menos impactada), Caceribu (intermediária) e Iguaçu-Sarapuí (altamente impactada). São bacias pequenas com baixo tempo de retenção (5 a 10 horas), de setor montante no geral florestado, com forte declive exportador de materiais, e um jusante tendendo à acumulação e inundação, com verão chuvoso e inverno seco. Foi confeccionado um banco de dados de qualidade de água fluvial (n=678), englobando o período 1992-2015. A estatística da composição das águas comparada à legislação mostrou coliformes acima do estabelecido e OD e DBO nos rios Guapi-Macacu e Caceribu com maioria dos dados conformes à legislação, o contrário do encontrado para o Iguaçú-Sarapuí. O Índice de Qualidade de Água (IQA) indicou que setores montante de meia encosta apresentaram qualidade média e os de jusante qualidade ruim a muito ruim, e uma tendência à melhor qualidade no inverno devido à menor ocorrência de enxurradas. Comparando inverno e verão entre os cinco rios, o pH e o nitrato apresentaram diferenças significativas (p < 0,05) e, comparando serra e baixada, OD, turbidez, pH, nitrato e fósforo total apresentaram diferenças significativas. Através de ACP foram identificados dois processos hidrobiogeoquímicos principais: aporte de matéria orgânica de efluentes domésticos e da agropecuária, e aporte de materiais da erosão laminar. Duas coletas (inverno e verão) em 2016 foram realizadas para avaliar a situação atual nas cabeceiras dos rios. Houve uma perda significativa (uma ordem de grandeza) de qualidade nas últimas duas décadas considerando a razão indicadora N-NO3:P-PO4. O BM conseguiu caracterizar e hierarquizar os segmentos medindo os incrementos de fluxo dos contaminantes. O gráfico-síntese proposto para o modelo da DCN considerou “custo de tratamento” de água versus o “parâmetro indicador IQA” - incluindo as classes legais de água doce plotadas em termos de IQA. A curva resultante foi a “curva de oferta de qualidade de água” capaz de expressar o mercado de tratamento da água nas bacias estudadas e medir o custo de recuperação da qualidade perdida (DCN). Aplicado a situações-exemplo observadas no estudo, o modelo mostrou ser capaz de estimar o custo de recuperação da DCN, tendo como referência a potabilidade da água e, com isso, subsidiar negociações entorno do conceito de PSA no contexto imprescindível de um Comitê de Bacia. O PSA mostrou ser mais adequado às áreas na zona de amortecimento das unidades de conservação nas cabeceiras dos rios, pouco povoadas por pequenos produtores, a montante de cidades. A DCN seguiu a ordem de contaminação dos rios e a influência de esgotos urbanos sobretudo. / The study of hydrogeochemical process and parameters and of the soil use allow the contaminants mass/fluxes balance (MB) among fluvial segments, ranking them and the source-activities. The fluxes increment shows a depreciation of natural capital (DNC), demanding remedial and/or preventive measurements, e.g. payments for environmental services (PES). The DNC is the main proposed approach, integrating hydrogeochemical aspects and MB, economic costs and management mechanisms. The aim of this work was to estimate the DNC in three affluent basin of the Guanabara Bay watershed: Guapi-Macacu (less impacted), Caceribu (intermediate) and Iguaçu-Sarapuí (highly impacted). These are small basins with a low retention time (5 to 10 hours), of a forested upstream, with a strong material exporting slope and downstream tending to accumulate and flooding, with a rainy summer and dry winter. A data base of fluvial water quality was created (n=678), corresponding to the period of 1992-2015. The statistics of the water composition compared to the legislation showed coliforms above established, pH in accordance, and DO and BOD in the Guapi-Macacu and Caceribu rivers with most of the data according with the legislation, contrary to Iguaçu-Sarapuí. The water quality index (WQI) showed that half slope’s upstream shows medium quality and the downstream’s bad to too bad quality -, and tending to better quality in the winter, due to less occurrence of floods. Comparing winter and summer among the five rivers, the pH and nitrate levels showed significant differences (p < 0,05) and, comparing ridge and lowland, DO, turbidity, pH, nitrate and phosphorus showed significant differences, too. Through PCA were identified two main hydrobiogeochemical processes: organic matter input of domestic sewage and farming, and material from laminar erosion inputs. In 2016, two data collect (winter and summer) were made to evaluate the current situation in the rivers headboards. There was a significant lost (one order of magnitude) of quality in the last two decades considering the indicator ratio N-NO3:P-PO4. The MB could distinguish and rank the segments measuring the increments of contaminants fluxes. The synthesis-graphic proposed to the model of the DNC considered water “treatments costs” versus “WQI indicator parameter” – including the legal classes of fresh water plotted in terms of WQI. The resulting curve was the “Water Quality Offer Curve” able to express the water treatment market in the studied basins and measure the regeneration cost of quality loss (DNC). Applied to example-situations observed in the study, the model showed to be able to estimate the regeneration cost of the DNC, by having as reference the water potability and, with it, to support negotiations around the PES concept in the essential context of Basin Committee. The PES showed to be more appropriate to the buffer zones of the Conservation Units (CU) in the rivers headboard, sparsely populated by small producers, upstream from the cities. The DNC followed the order of contamination of the rivers and the influence of urban sewage especially.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-08T17:21:12Z No. of bitstreams: 1 mariamagalyheidenreichsilvabucci.pdf: 6945557 bytes, checksum: 764cca9116f0ee9884720c7c5a5e9668 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-09T13:46:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mariamagalyheidenreichsilvabucci.pdf: 6945557 bytes, checksum: 764cca9116f0ee9884720c7c5a5e9668 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T13:46:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mariamagalyheidenreichsilvabucci.pdf: 6945557 bytes, checksum: 764cca9116f0ee9884720c7c5a5e9668 (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / A Represa Dr. João Penido é o principal manancial de abastecimento humano de Juiz de Fora (MG). O ecossistema aquático vem sofrendo com o mau uso e ocupação das terras de sua bacia hidrográfica. A abundância de macrófitas em vários pontos do espelho d’água e nas regiões dos tributários indica processos de eutrofização. Os objetivos deste trabalho foram calcular o Índice de Qualidade da Água (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET), investigar a presença de metais e agrotóxicos em cinco pontos de coleta na represa. Foram realizadas 4 amostragens para caracterizar o período seco e 4 para o chuvoso, no período entre 2011 e 2013. Os parâmetros físico-químicos e microbiológicos analisados foram: temperatura, pH, oxigênio dissolvido (OD), fósforo total (PT), nitrato (NO3-), nitrito (NO2-), amônio (NH4+), nitrogênio total (NT), sólidos totais (ST), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), cor, turbidez, condutividade, clorofila a, coliformes totais e coliformes termotolerantes; os metais investigados nas formas total e dissolvida foram: Cu, Cr, Cd, Pb, Ni, Zn, Mn, Fe, Na, K e Ca; os agrotóxicos foram aqueles definidos nas Portarias MS/GM 518/2004 e MS/GM 2.914/2011 do Ministério da Saúde. Houve predominância do IET “Mesotrófico” em todo o período observado e IQA “Bom” no período seco e “Médio” no chuvoso. A presença de metais na água é baixa, com exceção do Fe dissolvido que apresentou desconformidade com a Resolução CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005) em 27,5 %, de um total de 40 amostras analisadas. O Zn total extrapolou os limites legais em apenas uma amostra do ponto P2. Não foi constatada a presença de agrotóxicos no manancial, apesar das áreas de cultivo existentes na região. Espera-se que os estudos aqui apresentados possam contribuir para a implementação da Política Nacional dos Recursos Hídricos, possibilitando uma gestão integrada da bacia da represa, de forma a garantir a quantidade e qualidade da água oferecida para a população. / Dr. João Penido Reservoir is the main human supply source of Juiz de Fora (MG). The aquatic ecosystem has suffered from the bad use and occupation of the lands of their watershed. The abundance of macrophytes at various points of the water surface and in the tributaries regions indicates eutrophication processes. The objectives of this study were to calculate the Water Quality Index (WQI) and Trophic State Index (TSI), to investigate the presence of metals and agrotoxics in five sampling points in the dam. 4 samples were collected to characterize the dry period and 4 for rainy, between 2011 and 2013. The physical-chemical and microbiological parameters analyzed were: temperature, pH, dissolved oxygen (DO), total phosphorus (TP), nitrate ( NO3-), nitrite (NO2-), ammonium (NH4 +), total nitrogen (TN), total solids (TS), biochemical oxygen demand (BOD), color, turbidity, conductivity, chlorophyll a, total coliforms and thermotolerant coliforms; the metals investigated in the total and dissolved forms were: Cu, Cr, Cd, Pb, Ni, Zn, Mn, Fe, Na, K and Ca; agrotoxics were those defined in Ordinances MS / GM 518/2004 and MS / GM 2914/2011 of the Ministry of Health. There was a predominance of the TSI "Mesotrophic" throughout the observed period and WQI "Good" in the dry season and "Medium" in rainy. The presence of metals in water is low, with the exception of dissolved Fe that had disagreement with CONAMA Resolution 357/2005 (BRAZIL, 2005) in 27.5% of a total of 40 of the samples. The total Zn has extrapolated the legal limits in just a sample of the P2 point. There was no presence of agrotoxics in the reservoir, despite the existing growing areas in the region. It is expected that the studies presented here may contribute to the implementation of the National Water Resources, enabling integrated management of the reservoir basin, to ensure the quantity and quality water offered to the population.

This Master’s thesis deals with design of a new method for voltage quality benchmarking using voltage quality index. This index should determinate total voltage quality in the power grid and compare voltage quality in different places. There is design of several algorithms which value measured parameters in this thesis. The best suitable algorithm is selected. Program for this algorithm was compiled in GUI Matlab. The algorithm is verified by using measured parameters in this program. The last part of this thesis is focused on possible usage of created algorithm.