Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research aimed to estimate the recharge and groundwater water table fluctuation in areas with withdrawals of groundwater and surface water related to the variation of groundwater levels and rainfall events. The two areas of study was inserted within the Cacequi Municipality, which is located in the Rio Grande do Sul state, southwestern Brazil, in the Guarani Aquifer System outcrops zone in the Paraná Sedimentary Basin. These two areas were selected because they have great applicability to the subject (water table fluctuation and recharge). The study was conducted in different areas of water withdrawals (surface and groundwater). It was installed a Monitoring Network, composed of three monitoring wells. The period of analysis was from February 01/2011 to 21/2012. During this hydrological period, there were executed campaigns for collection of information stored and biweekly checks of the conditions of automated dataloggers and the accuracy of records. Was used the Water Table Fluctuation (WTF) method for estimating groundwater recharge in uncofined aquifer. WTF is based on the variation of groundwater water table fluctuation recorded in automatic 3 dataloggers and 1 barologger, installed in three wells and measurements from hour to hour. Were performed in laboratory physical analyzes of the soil/rock characteristics (particle size and porosity). Were determined the values of specific yield - Sy and the sum of the values of water table fluctuations for each curve extrapolated recession - Δh used by the WTF method. The effective recharge estimated in the area with surface withdrawals accounted for between 11.5% and 13.9% of precipitation (1,572 mm) occurred during the hydrological 386 days, the range of the water table fluctuation obtained in this area from 1.17 to 5.15 meters, while the effective recharge the estimate was estimated in the area with groundwater exploitation represents about 25% of the precipitation (778.1 mm) occurring during a period of 243 days, and the range of fluctuation of the water table was between 8.4 to 16.46 meters. The present results provide subsidies for the sustainable management of groundwater resources, and also illustrate the development of new research on the exploitation of groundwater in the uncofined aquifer outcrops zone. / Esta pesquisa visou estimar a recarga e a flutuação dos níveis da água subterrânea em áreas com retiradas de águas subterrâneas e superficiais, relacionadas à variação dos níveis freáticos e aos eventos de precipitação pluviométrica. As duas áreas de estudo encontra-se no município de Cacequi-RS, que localiza-se no sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul, em Zona de Afloramentos do Sistema Aquífero Guarani, na Bacia Sedimentar do Paraná. Estas áreas foram selecionadas por terem uma ótima aplicabilidade ao tema (flutuação de nível e recarga). O estudo foi desenvolvido em áreas distintas de retiradas da água (superficial e subterrânea). Foi instalada uma Rede de Monitoramento, composta por 3 poços de monitoramento do nível da água. O período de análise foi do dia 01/02/2011 até o 21/02/2012. Durante este período hidrológico, realizaram-se campanhas para coleta das informações armazenadas e verificações quinzenais das condições dos medidores automáticos e da precisão dos registros. O método utilizado foi o Water Table Fluctuation (WTF) ou da Superfície Livre para estimativa da recarga em aquíferos livres. Está fundamentado na variação do nível freático registrada em sensores automáticos de hora em hora, instalados nos três poços. Realizaram-se em laboratório as análises das características físicas de solo/rocha (granulometria e porosidade total). Foram determinados os valores de rendimento específico - Sy e o somatório dos valores do nível da água extrapolados para cada curva de recessão - Δh, utilizados pelo método WTF. A recarga efetiva estimada na área com explotação superficial representou entre 11,5% e 13,9% da precipitação (1.572 mm) ocorrida durante o período hidrológico de 386 dias, a faixa de flutuação do nível obtida nesta área variou entre 1,17 a 5,15 metros, enquanto que a recarga efetiva estimada na área com explotação subterrânea representou cerca de 25% da precipitação (778,1 mm) ocorrida durante em um período hidrológico de 243 dias, e a faixa de flutuação do nível ocorreu entre 8,4 a 16,46 metros. Os resultados apresentados fornecem subsídios para uso sustentável dos recursos hídricos subterrâneos, e também ilustram o desenvolvimento de novas pesquisas referentes a explotação das águas subterrâneas em Zona de Afloramentos de Aquífero livre.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:55:28Z No. of bitstreams: 1 JOÃO DEHON DE ARAÚJO PONTES FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3164932 bytes, checksum: ca3f762e9350a916f6bb046e39613cd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO DEHON DE ARAÚJO PONTES FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3164932 bytes, checksum: ca3f762e9350a916f6bb046e39613cd8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Grande parcela dos escassos recursos hídricos do semiárido brasileiro estão armazenados nos aquíferos aluviais, servindo como importante fonte para o abastecimento de comunidades rurais e a irrigação de pequeno porte, diante da intermitência dos rios da região. Apesar da importância desses aquíferos, esgoto doméstico, tratado ou não, é depositado nos leitos secos desses rios, gerando uma recarga não gerenciada desses aquíferos que pode provocar impactos negativos, fato que demanda a criação de estratégias em busca de possibilitar o correto manejo desse sistema. Uma opção é realizar a recarga gerenciada desses aquíferos, aproveitando-se da infraestrutura hídrica existente, formada por barragens associadas aos sistemas de tratamento de esgoto. Para formulação de tal estratégia nesse estudo, buscou-se um local que possuísse características representativas da região. Foram levantados dados litológicos e monitorados o nível estático e a qualidade da água do aquífero, assim como sua relação com a precipitação. Dessa forma, o sistema, formado pelo aquífero do Rio Sucuru, o açude Sumé e o esgoto produzido pela cidade de Sumé-PB, foi estudado e observou-se que a concentração de cloreto, utilizado como traçador para indicar a presença de esgoto, manteve-se elevada na zona urbana, devido à falta de saneamento. Porém, tanto seus valores, como a variação deles ao longo do tempo, vão diminuindo com o transcorrer do fluxo subterrâneo. Ainda, em busca de entender a efetividade do tratamento solo-aquífero na região, comparou-se as análises de nutrientes e de indicador bacteriológico do poço com maior presença de cloreto e do esgoto tratado, obtendo-se resultados melhores para o efluente após passagem pelo solo do que pelo sistema de lagoas de estabilização. Apesar dessa aparente capacidade de tratamento do aquífero para tais parâmetros, o mesmo não possui capacidade de remoção de cloreto, o que mostra a necessidade de realizar recarga com águas de menores concentrações, objetivando garantir seus usos e evitar risco de salinização. Diante disso, a estratégia proposta foi dividida em quatro medidas, duas utilizando o esgoto e duas recursos hídricos superficiais, as quais consideram os desafios financeiros e operacionais que podem surgir, de modo a promover: (i) reuso de águas servidas, (ii) diminuir as perdas por evaporação, e, consequentemente, (iii) aumentar a oferta. Sendo assim, essa proposta de promoção da gestão integrada dos recursos hídricos da região atuará no sentido de atingir os objetivos de desenvolvimento do milênio. / Great amount of scarce water resources from Brazilian semiarid are stored at alluvial aquifers, serving as important source to supply rural communities and small irrigation, due to its intermittent rivers. Despite the importance of this aquifers, wastewater, treated or not, is disposed at dry riverbed, generating an un-managed aquifer recharge that can lead to negative impacts, demanding creation of strategy searching for correct management of this system. One option is to manage recharge this aquifers, taking advantage of hydric works, made by dams, in conjunction with treated wastewater. To formulate this strategy, a site that possess representative characteristics of the region was chosen, in which lithologic data and of water quality and hydraulic heads were monitored, as their relationship with precipitation. Therefore, the system made by Sucuru River, Sumé Dam and wastewater produced by the city of Sumé, in the State of Paraíba, were studied. It was observed that chloride concentration, used as a tracer to indicate wastewater presence due to lack of sanitation, kept high at the urban zone. However, its values and variation with time decrease along the aquifer. Seeking to understand the effectivity of soil-aquifer treatment, the presence of nutrients and bacteriological indicator were compered between the well with highest amount of chloride and the effluent of the wastewater treatment plant and better results were found for the passage of wastewater through the soil than the system composed by stabilization lagoons. Despite this apparent capacity of treatment from the aquifer, it cannot remove chloride, demonstrating the need to use water with less concentration of this parameter in order to secure its uses and avoid salinization hazard. In face of that, the proposed strategy was divided in four measures, two utilizing wastewater and two superficial water resources available and they consider financial and operational challenges that may occur, in order to promote: (i) water reuse, (ii) reduce evaporation losses and, consequently, (iii) increase offer. This proposal to promote integrated management of existing water resources will act to achieve millennium development goals.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-23T20:18:46Z No. of bitstreams: 1 BrunoFreitasCardoso_DISSERT.pdf: 2542892 bytes, checksum: f8ca3fdc1914ca6dd06fa4b29fdc6892 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-27T20:50:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BrunoFreitasCardoso_DISSERT.pdf: 2542892 bytes, checksum: f8ca3fdc1914ca6dd06fa4b29fdc6892 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T20:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoFreitasCardoso_DISSERT.pdf: 2542892 bytes, checksum: f8ca3fdc1914ca6dd06fa4b29fdc6892 (MD5) Previous issue date: 2015-12-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Um tipo de solu??o de macrodrenagem largamente utilizado em ?reas com predomin?ncia de bacias fechadas (bacias sem exut?rios) ? a implanta??o de lagoas de deten??o e infiltra??o (LDI). Este tipo de solu??o tem como principal fun??o realizar o armazenamento de defl?vios superficiais e promover sua infiltra??o e consequentemente, promover a recarga do aqu?fero, quando existente. ? a pr?tica para se evitar inunda??es nos baixios da bacia de drenagem. A impermeabiliza??o da bacia reduz a recarga distribu?da de aqu?feros fre?ticos como a existente na cidade de Natal, RN. No entanto, a presen?a da LDI traz a vantagem de concentrar os defl?vios e promover uma recarga pontual que pode superar a recarga natural distribu?da. Neste trabalho se prop?s estudar uma pequena bacia de drenagem urbana, a bacia experimental de Mirassol (BEM), em Natal, RN, que tem como exut?rio uma LDI. Os processos de transforma??o da chuva em vaz?o, a acumula??o de ?gua na LDI e o processo de infiltra??o e percola??o no perfil do solo at? o len?ol fre?tico foram modelados e, atrav?s de observa??es dos eventos chuvosos, n?veis de ?gua na lagoa e do len?ol fre?tico, assim com levantamento de par?metros, possibilitaram a modelagem desses processos combinados. A modelagem matem?tica foi realizada a partir de dois modelos num?ricos. Foi utilizado o modelo de transforma??o da chuva em vaz?o, idealizado por RIGHETTO (2014), e, tamb?m, desenvolvido um modelo unidimensional que permite simular o processo de percola??o em condi??o de solo insaturado acoplado ao balan?o h?drico da LDI. Foi realizada a simula??o cont?nua ao longo de um per?odo de dezoito meses, com intervalos de tempo de um minuto. A BEM foi discretizada em quadras e trechos de rua e o perfil do solo em c?lulas verticais de 2 cm para um profundidade total de 30 m. Os hidrogramas gerados foram transformados em volumes afluentes ? lagoa. Na lagoa foi realizado o balan?o h?drico nesses intervalos de tempo, considerando-se a infiltra??o e percola??o de ?gua no perfil do solo. Como resultado, obteve-se a avalia??o da LDI no processo de armazenamento de ?gua, assim como a infiltra??o, redistribui??o de ?gua no solo e a recarga ao aqu?fero fre?tico, possibilitando simular a sequ?ncia temporal de distribui??o. Com as simula??es realizadas, verificou-se o desempenho da LDI na absor??o de cheias e sua contribui??o no processo de recarga local do aqu?fero (Aqu?fero Dunas / Barreiras). / A type of macro drainage solution widely used in urban areas with predomi-nance of closed catchments (basins without outlet) is the implementation of detention and infiltration reservoirs (DIR). This type of solution has the main function of storing surface runoff and to promote soil infiltration and, consequently, aquifer recharge. The practice is to avoid floods in the drainage basin low-lying areas. The catchment waterproofing reduces the distributed groundwater recharge in urban areas, as is the case of Natal city, RN. However, the advantage of DIR is to concentrate the runoff and to promote aquifer recharge to an amount that can surpass the distributed natu-ral recharge. In this paper, we proposed studying a small urban drainage catchment, named Experimental Mirassol Watershed (EMW) in Natal, RN, whose outlet is a DIR. The rainfall-runoff transformation processes, water accumulation in DIR and the pro-cess of infiltration and percolation in the soil profile until the free aquifer were mod-eled and, from rainfall event observations, water levels in DIR and free aquifer water level measurements, and also, parameter values determination, it is was enabled to calibrate and modeling these combined processes. The mathematical modeling was carried out from two numerical models. We used the rainfall-runoff model developed by RIGHETTO (2014), and besides, we developed a one-dimensional model to simu-late the soil infiltration, percolation, redistribution soil water and groundwater in a combined system to the reservoir water balance. Continuous simulation was run over a period of eighteen months in time intervals of one minute. The drainage basin was discretized in blocks units as well as street reaches and the soil profile in vertical cells of 2 cm deep to a total depth of 30 m. The generated hydrographs were transformed into inlet volumes to the DIR and then, it was carried out water balance in these time intervals, considering infiltration and percolation of water in the soil profile. As a re-sult, we get to evaluate the storage water process in DIR as well as the infiltration of water, redistribution into the soil and the groundwater aquifer recharge, in continuous temporal simulation. We found that the DIR has good performance to storage excess water drainage and to contribute to the local aquifer recharge process (Aquifer Dunas / Barreiras).

Este trabalho teve como objetivo avaliar a vulnerabilidade natural à contaminação do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG) no estado do Paraná, bem como realizar uma comparação dos métodos DRASTIC e GOD, visando estabelecer vantagens e desvantagens da aplicação cada método. A vulnerabilidade natural à contaminação indica a sensibilidade à poluição de um aquífero a partir de suas características intrínsecas. Para que fosse realizada a avaliação da vulnerabilidade pelo método DRASTIC, foi necessária a estimativa das taxas de recarga das águas subterrâneas na área de estudo. Para isso, foram aplicados e comparados dois métodos: balanço hídrico e separação do escoamento de base. No método DRASTIC, adaptações foram feitas nos parâmetros A (Meio Aquífero), em que foi utilizada a densidade de lineamentos; I (Impacto da Zona Vadosa), em que foi avaliada a aptidão dos solos para disposição de resíduos sólidos; e C (Condutividade Hidráulica), em que foram utilizados valores de transmissividade. Estas adaptações tiveram como objetivo adequar o método à avaliação da vulnerabilidade em aquíferos fraturados. Os mapas de vulnerabilidade pelos métodos DRASTIC e GOD foram comparados através da normalização dos índices, visando inseri-los em um mesmo intervalo. Para a estimativa de recarga, os resultados apresentaram taxas média por bacia variando de 156 a 489 mm/ano pelo método da separação do escoamento de base e de 179 a 365 mm/ano pelo método do balanço hídrico. As diferenças apresentadas podem ser consideradas como aceitáveis, se considerados as diversas incertezas envolvidas no processo de estimativa de recarga e o fato de que os métodos utilizam dados diferentes na análise. Quanto ao mapeamento da vulnerabilidade natural à contaminação, o método DRASTIC apresentou graus de vulnerabilidade baixa (5,01%), moderada (83,13%) e elevada (11,85%). Já o método GOD apresentou vulnerabilidades baixa (66,21%), moderada (0,67%), alta (14,32%) e extrema (18,81%). As principais diferenças relativas entre os dois métodos ocorreram em locais onde a vulnerabilidade é determinada por parâmetros que não são mútuos dos métodos. De maneira geral, o método DRASTIC se mostrou mais restritivo quanto ao uso e ocupação do solo que o método GOD, pois apresentou índices mais elevados de vulnerabilidade quando considerada a área de estudo como um todo. O método DRASTIC apresentou maior grau de detalhe na avaliação e mais valores intermediários. Já o método GOD apresentou variação brusca dos índices em muitas regiões. Isso se deve principalmente ao fato de que este utiliza apenas três parâmetros em sua avaliação, enquanto o DRASTIC utiliza sete. Apesar do método DRASTIC apresentar resultados mais satisfatórios, a escolha do método deve estar condicionada à disponibilidade de dados e de recursos humanos e financeiros. Ambos os métodos podem ser utilizados em estudos regionais, entretanto, os resultados aqui obtidos devem ser utilizados com cautela em estudos que requerem maior grau de detalhe. / This paper aimed to evaluate natural vulnerability to contamination on Serra Geral Aquifer System (SASG) in Paraná state, Brazil, as well as comparing DRASTIC and GOD methods, aiming to stablish advantages and disadvantages of each method. Natural vulnerability to contamination indicates the sensibility to pollution of an aquifer considering its intrinsic characteristics. In order to carry out the evaluation through DRASTIC method, it was necessary to estimate groundwater recharge rates in the study area. To do so, two methods were applied and compared: baseflow separation and water balance. Concerning the DRASTIC method, some adaptations were made in the following parameters: A (Aquifer Media), in which was used lineaments density; I (Impact of Vadose Zone), in which was considered the soil capacity to receive solid waste; and C (Hydraulic Conductivity), in which was used aquifer transmissivity. These adaptations aimed to adapt the method for vulnerability evaluation on fractured aquifers. Vulnerability maps by DRASTIC and GOD were compared through index normalization, inserting them at the same interval. For recharge estimation, results showed average values per basin of 156 to 489 mm/year by baseflow separation and 179 to 365 mm/year by water balance. The differences can be considered as acceptable when considered the various uncertainties involved and the fact that the methods uses different data on the analysis. Concerning the natural vulnerability to contamination mapping, DRASTIC method showed the following levels of vulnerability: low (5,01%), moderate (83,13%) and high (11,85%). GOD method showed the following levels: low (66,21%), moderate (0,67%), high (14,32%) and extreme (18,81%). The main differences related to both methods occurred in areas where the vulnerability is determined by mutual parameters. In general, DRASTIC method showed to be more restrictive in terms of land use than GOD, as it presented high indexes when considered all the study area. DRASTIC method showed a higher level of spatial detail and more intermediary values. The GOD method showed abrupt variation of indexes in many areas. This happens mainly because this method uses only three parameters on the evaluation, while DRASTIC uses seven. Although DRASTIC method presented more satisfactory results, the choice must be conditioned to data, human and financial resources availability. Both methods can be used in regional studies, but, the results showed in this paper must be used with caution in studies that requires higher levels of detail.

As maiores taxas de recarga subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) ocorrem nas áreas de afloramento das Formações Botucatu e Pirambóia. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar as taxas de recarga subterrânea e suas relações com as variações da precipitação e do uso do solo na bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, situada em área de afloramento do SAG. A variação do nível freático foi medida em 11 poços de monitoramento, distribuídos em diferentes culturas agrícolas na bacia, durante o período de estudo (Outubro de 2004 até Setembro de 2011). Técnicas de tratamento de imagens multiespectrais foram usadas para mapear o uso do solo na bacia. A recarga direta em cada poço foi estimada por um método de escala local (Water Table Fluctuation, WTF) um método de escala de regional (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Outro método de escala local foi avaliado (Chloride Mass Balance, CMB) em poços com cultura de pastagem. Foi estimado o armazenamento subterrâneo, o escoamento direto, o escoamento de base e a percolação profunda do aquífero em direção à Formação Botucatu. A espacialização da recarga direta para a bacia, usando os resultados do método WTF, foi feita de acordo com as áreas das culturas agrícolas. A recarga direta para a bacia foi estimada entre 80 mm e 359 mm, correspondente a 7% e 20% da precipitação anual de aproximadamente 1175 mm e de 1808 mm, respectivamente. A recarga direta, usando o método RCDM, variou entre 16% (229 mm) e 34% (~618 mm) da precipitação do ano 2009-2010 e 2010-2011, respectivamente. Foram observadas menores taxas de recarga nas áreas com cultura de eucaliptos em citros em relação às áreas com pastagem e cana-de-açúcar. Caso haja diminuição das precipitações e aumento das áreas de eucaliptos na bacia do Ribeirão da Onça, a recarga poderá sofrer diminuição, ocasionando menores escoamentos de base em direção ao Ribeirão da Onça. A avaliação contínua da recarga nas áreas de afloramento é essencial para a futura utilização das águas do SAG nas atividades agrícolas, industriais e de abastecimento público. / The major groundwater recharge rates of the Guarani Aquifer System (GAS) occur in the outcrop areas of Botucatu and Pirambóia Formations. This work aimed at estimating recharge rates and its relation with precipitation and land use in Ribeirão da Onça watershed, located in outcrop area of the GAS, during a seven years term monitoring (October 2004 until September 2011). The water table fluctuations were measured at 11 piezometers, located in different crops areas. Processing techniques for multispectral images were used to map the land use. Recharge was estimated trough a local-scale method (Water Table fluctuation, WTF) and a basin-scale method (Recession Curve Displacement Method, RCDM). Another local-scale method was used (Chloride Mass Balance, CMB) to estimate recharge rate in grassland area. The upscaling of recharge estimates using the results of WTF method for the watershed was performed, according to crop areas. Groundwater storage, quickflow, baseflow and deep percolation toward from the shallow aquifer to Botucatu Formation were also estimated. The results demonstrated that recharge estimates for areas with eucalyptus and citrus was lower than areas with grassland, sugar cane and citrus. Annual recharge rates estimated by WTF ranged from 80 mm (7%) to 359 mm (20%) for annual rainfall of about 1175 mm and 1808 mm, respectively. Recharge rates by RCDM ranged between about 229 (2009-2010) mm to 618 mm (2010-2011) for the entire watershed. CMB method provides mean recharge rate about 590 mm (2010-2011). These results suggest that if eucalyptus areas continue rising in the watershed, the recharge rates and baseflow would considerably decrease. The continuing assessment of recharge in outcrop areas is essential for future use of the GAS.

A Bacia do Alto Tietê (BAT) abriga uma população de 19,5 milhões de pessoas numa área de 5.985 km2, correspondendo aproximadamente ao contorno da região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A BAT é composta por dois sistemas aqüíferos principais: o Sistema Aqüífero Sedimentar (SAS) (1.452 km2) e o Sistema Aqüífero Cristalino (CAS) (4.238 km2). A importância da água subterrânea na RMSP tem crescido significativamente nos últimos 20 anos. Diversas indústrias e condomínios têm utilizado a água subterrânea como fonte complementar e muitas vezes exclusive de abastecimento de água, extraindo um volume que corresponde a cerca de 13% do volume total de água distribuído pelas companhias de abastecimento público. Apesar de sua importância, pouco se sabe sobre a qualidade e quantidade de água que abastece esses sistemas aqüíferos. Além disso, em áreas urbanas, a influência antrópica causa mudanças aos padrões de recarga natural dos sistemas aqüíferos. Este estudo teve os seguintes objetivos: i) estimar a recarga no SAS em duas áreas com diferentes padrões de ocupação urbana (alta e baixa densidade de impermeabilização), utilizando diferentes métodos (flutuação dos níveis de água, aproximações darcinianas, hidroquímica, isótopos estáveis); e ii) determinar a origem da água de recarga (vazamentos do sistema de água e esgoto ou infiltração natural de chuva). Os períodos mais chuvosos e mais secos para ambas as áreas foi janeiro e agosto, respectivamente, e a precipitação total para a área menos urbanizada. O método de flutuação dos níveis de água estimou um valor de recarga natural para a área menos urbanizada de 246 mm/a e 183 mm/a para a área densamente urbanizada. Um valor de 481 mm/a foi obtido pelas aproximações darcinianas para a área mais urbanizada e 311 mm/a para a área menos urbanizada e, se as estimativas forem precisas, a diferença entre os resultados dos diferentes métodos indica a soma das fontes de recarga antrópicas (respectivamente 298 mm/a e 65 mm/a). A análise dos dados químicos de Na+, Cl-, NO3 -, NH4 + e SO42- demonstrou a presença de vazamentos extensivos do sistema de esgoto em ambas as áreas. Os resultados dos isótopos em NO3 - para a área urbanizada (enriquecimento de ?15N e ?18O) e dados químicos (DOC, HCO3-) indicam que a desnitrificação tem papel importante na atenuação do nitrato no aqüífero. Os dados de níveis de água, da zona não saturada e isótopos ambientais indicam que chuvas menores que 20 mm/dia ou 100 mm/mês não são capazes de recarregar o aqüífero. Os dados de ?18O e ? 2H coletados em ambas as áreas apresentam-se sobre uma linha de mistura entre as assinaturas da chuva (maior que 100 mm/mês) e água do sistema de abastecimento público, indicando a contribuição destas fontes distintas na recarga dos aqüíferos (contribuição urbana de 14% na recarga da área menos urbanizada e 67% na área mais urbanizada, corroborando os resultados dos outros métodos). Os dados obtidos neste estudo indicam que vazamentos do sistema de esgoto e de água de abastecimento têm papel fundamental na recarga do aqüífero e na qualidade da água subterrânea. / The Upper Tiete Watershed (UTW) has a population of 19.5 million in an area of 5,985 km2, which corresponds approximately to the contour of the Metropolitan Region of Sao Paulo (MRSP), Brazil. The UTW is comprised of two major aquifer systems: the Sedimentary Aquifer System (SAS) (1,452 km2) and the Crystalline Aquifer System (CAS) (4,238 km2). The importance of groundwater in the MRSP has increased substantially during the last 20 years. Several industries and condominiums are using groundwater as a complementary and often exclusive source of water supply, extracting a volume that corresponds to approximately 13% of the total volume of water distributed by the public supply companies. Despite their importance, not much is known about the quality and quantity of the water that recharge these aquifer systems. Besides, in urban areas, the anthropogenic influence causes changes to the natural water recharge patterns of the aquifer systems. This study had the following objectives: i) estimating the recharge of the SAS in two areas with different land use patterns (high and low density of paved surfaces), using different methods (water table fluctuation, Darcyan approach, hydrochemistry, environmental isotopes); and ii) determining the origin of the recharge water (leakage of supply water and sewerage system or natural infiltration of rainfall). The rainiest and driest months for both areas were January and August, respectively, and the total precipitation for the densely paved area was 1,193 mm and 1,407 mm for the least-paved area. The water table fluctuation methodology estimated that natural recharge for the poorly urbanized area is 246 mm/a and 183 mm/a for the densely urbanized area. A value of 481 mm/a was obtained through the Darcyan approach for the more urbanized area and 311 mm/a for the less urbanized area and, if the estimations are accurate, the difference between the results of the different methods indicates the sum of the anthropogenic recharge sources (respectively 298 mm/a and 65 mm/a). Analysis of chemical data for Na+, Cl-, NO3 -, NH4 + and SO42- showed the presence of extensive sewerage leakage in both areas. Results from isotopes in NO3- for the urbanized area (enrichment of ?15N and ?18O) and chemical data (DOC, HCO3-) indicated that denitrification plays an important role in attenuating the nitrate in the aquifer. The data from water levels, the unsaturated zone and environmental isotopes indicate that rainfall volumes lower than 20 mm/day or 100 mm/month are not able to recharge the aquifer. Data from ?18O and ? 2H collected in both areas lie on a mixing line between the fingerprints of precipitation water (higher than 100 mm/month) and water from the public supply system, indicating the contribution of these distinct sources to the recharge of the aquifers (urban contribution of 14% for the recharge of the less urbanized area and 67% in the more urbanized area, corroborating the results of other methods). The data obtained in this study indicates that leakage of the sewage and water distribution system plays a major role in the recharge of the aquifer and groundwater quality.

Ingeniero Civil / La agricultura constituye una de las principales actividades económicas en la región de Arica y Parinacota. El Valle de Azapa alberga el área agrícola más importante de la región con cerca de 3.000 [ha] cultivadas, y como ocurre en todo el norte del país, el factor limitante para el desarrollo de dicha actividad es el recurso hídrico. En diferentes estudios el déficit hídrico se ha estimado entre 250 y 500 [l/s], y a raíz de aquello se han observado descensos continuos de los niveles de los pozos por periodos de hasta 20 años. El objetivo de este trabajo fue realizar una caracterización de la cuenca del río San José para determinar el potencial de implementar un sistema de recarga artificial de acuíferos en el Valle de Azapa, como alternativa para mitigar el déficit hídrico de la zona. Luego de analizar preliminarmente los antecedentes, tanto de metodologías de recarga existentes como las características propias del valle, se determinó que la infiltración de las aguas del río San José mediante lagunas de infiltración, y la recarga de las aguas residuales de Arica mediante pozos serían alternativas factibles de implementar en este caso. Se estimó la disponibilidad hídrica del río San José en base a la estadística de caudales diarios de las estaciones de monitoreo Ausipar y San José en Bocatoma Azapa. Se encontró que considerar un caudal de diseño de 0,6 [m3/s] sería razonable, lo cual permitiría infiltrar en promedio 2,45 [hm3] anualmente y se requerirían 15,9 [ha] para hacerlo mediante lagunas. Sin embargo, se requiere una importante remoción sedimentos para evitar problemas de colmatación y existe el riesgo de contaminar el acuífero con arsénico por sus elevadas concentraciones en el agua superficial. Las aguas residuales presentan una disponibilidad de 864 [l/s] y para infiltrarlas requieren tratamiento terciario y elevar el caudal hasta el punto de inyección. Se identificaron dos sectores de adecuada permeabilidad para la recarga: uno en la parte baja del Valle entre los kilómetros 5 y 12 del Camino Azapa con un potencial de almacenamiento de 6,2 [hm3] y otro en la parte alta entre los kilómetros 18 y 30 con un potencial para almacenar 18,5 [hm3]. Así, un buen lugar de emplazamiento para la infiltración por lagunas sería entorno al kilómetro 30 cercano a la Bocatoma Azapa, mientras que la infiltración por pozos sería recomendable emplazarla entorno al kilómetro 12. La infiltración por pozos asoma como la alternativa más recomendable por el mayor caudal que podría ser recargado y el alto grado de seguridad respecto de su disponibilidad, a diferencia de la infiltración por lagunas donde sería necesario remover el arsénico y los sedimentos que arrastra el río San José, la disponibilidad de terreno es limitada, no hay certeza respecto de la disponibilidad de agua y las crecidas del río constituyen un riesgo importante para las obras hidráulicas. Finalmente cabe destacar que para implementar un proyecto de este tipo se requiere mejorar de manera importante tanto la cantidad como la calidad de la información de caudales y aumentar la cobertura de monitoreo de la calidad química de las aguas subterráneas.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-07T17:45:41Z No. of bitstreams: 1 claudiomaiaalvesjose.pdf: 3912964 bytes, checksum: 205414dab15935347aeda610f25295b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T16:53:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 claudiomaiaalvesjose.pdf: 3912964 bytes, checksum: 205414dab15935347aeda610f25295b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:53:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 claudiomaiaalvesjose.pdf: 3912964 bytes, checksum: 205414dab15935347aeda610f25295b9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Múltiplos robôs autônomos executam tarefas que necessitam de uma cooperação entre os mesmos. Este trabalho trata um problema de coordenação de robôs móveis terrestres, os quais estão divididos em dois grupos: os robôs de serviço e os robôs de recarga. Os múltiplos robôs de serviço devem percorrer caminhos fechados que se interceptam em determinados pontos. Um controlador de alto nível atua diretamente nas velocidades médias destes veículos, evitando possíveis colisões e garantindo a segurança em suas tarefas. Os caminhos são percorridos em ciclos, os quais devem ser comensuráveis e de caráter persistente, ou seja, executados num horizonte de planejamento “infinito”, o que ultrapassa as limitações de cargas de suas baterias. Para isso, é introduzido um grupo de robôs dedicados que atua no processo de troca das baterias, tarefa esta designada aos robôs de recarga. A estratégia utilizada para que todos os robôs de serviço sejam recarregados é baseada em grafo. A coordenação dos múltiplos robôs (serviço e recarga) é resolvida por meio de dois otimizadores, ambos implementados com o solver LINGO, integrados ao ROS (Robot Operating System) utilizando a linguagem C++. Um dos otimizadores coordena o movimento dos robôs de serviço com o objetivo de evitar colisões entre os mesmos. Os resultados gerados nesta primeira etapa de otimização, são utilizados para que os dois grupos robóticos estejam em sintonia durante o processo de recarga. Os caminhos percorridos pelos robôs de serviço são constituídos de pontos nos quais podem ocorrer o contato destes com os robôs de recarga. Desta maneira, a segunda parte da otimização consiste em determinar os caminhos ótimos a serem traçados pelos robôs de recarga. Este problema é resolvido por meio de um programa linear inteiro misto (MILP), o qual tem por objetivo minimizar o tempo global para a tarefa de recarga. / Autonomous multi-robots can be used to perform tasks that require cooperation between them. This work consists at the coordination problem of land mobile robots, divided into two groups: working robots and recharge robots. The working multi-robots must travel by closed paths that intersect each other. A high-level controller acts directly on average speeds of these vehicles, avoiding possible collisions and ensuring security in their tasks. The paths are traversed in cycles, which should be commensurate and persistents, executed on a infinite planning horizon, which overcomes the limitations of charges your batteries. For this is added one dedicated group of robots that operates in the battery exchange process. This group is called recharge robots. The strategy used to recharge all working robots is based on graph. The coordination of multiples robots is resolved through two optimizers, both implemented with LINGO solver, integrated with ROS (Robot Operating System) using the C++ language. One of optmizers coordinates the movement of working robots in order to avoid collisions between them. The results obtained in this first optimization step are used for the two robotic groups, became they must remain in line during the charging process. Thus, the second part of the optimization is to determine the optimum paths to be traced by the recharge robots. This problem is solved by a mixed integer linear program (MILP), with the objective of minimizing the overall time for recharging task.

Orientador: Vania Silvia Rosolen / Resumo: No Brasil, a captação de água para irrigação é de aproximadamente 1000 m³/s, caracterizando o maior consumo de água do território nacional. Como possível ambiente de estoque natural de água que cobre quase 20% do território, as áreas úmidas vem sendo drasticamente reduzidas pela conversão do uso da terra. As áreas úmidas promovem a infiltração das águas superficiais e caracterizam áreas de recarga de aquíferos. Nesse sentido, medidas e modelos relacionados aos solos com propriedades hidromórficas e seu papel na recarga de aquíferos constituem um desafio para compreender a dinâmica entre solo e água, a fim de atender o desenvolvimento sustentável. Neste estudo, análises baseadas em sensoriamento remoto, com o uso de sensores ópticos de alta resolução espaço-temporal a bordo de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), associadas ao uso de técnicas não invasivas que permitem o mapeamento da arquitetura subsuperficial dos sistemas pedológicos (ensaios geofísicos de Eletrorresistividade, por Tomografia Elétrica), foram aplicadas para compreender a relação água-solo superficial e subsuperficial em uma área úmida da chapada sedimentar do oeste mineiro. A integração destes dados com ensaios in situ de permeabilidade e de densidade e granulometria dos solos, permitiu uma abordagem ampla e tridimensional do comportamento dos parâmetros hidrogeológicos na área úmida. Os resultados permitiram determinar que a área úmida estudada é uma depressão que possui três compartimentos com distinções... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-10-31T16:36:39Z No. of bitstreams: 1 John Jefferson Antunes Saldanha - 2017.pdf: 2295770 bytes, checksum: 7d9b5b6835d3e02633dca3155dd44fe7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-10-31T18:24:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 John Jefferson Antunes Saldanha - 2017.pdf: 2295770 bytes, checksum: 7d9b5b6835d3e02633dca3155dd44fe7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T18:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 John Jefferson Antunes Saldanha - 2017.pdf: 2295770 bytes, checksum: 7d9b5b6835d3e02633dca3155dd44fe7 (MD5) Previous issue date: 2017-09-28 / Uma difusão considerável p elo uso dos veículos elétricos plug-in (VEPs) tem sido promovida, de modo a reduzir as emissões poluentes dos veículos movidos a combustão, bem como preservar as fontes de energia fóssil. Entretanto, cabe ressaltar que os VEPs necessitam se conectar a rede elétrica para recarregar suas baterias. Nesse contexto, caso uma quantidade significativa de veículos elétricos plug-in solicitem recarga ao mesmo tempo, a operação do sistema elétrico de potência (SEP) será comprometida. Em contrapartida, os VEPs também podem auxiliar a rede elétrica através do controle da taxa de recarga e injeção de energia ativa. Assim, é importante realizar o controle da recarga dos VEPs. Dessa forma, este trabalho propõe um sistema inteligente fundamentado em duas interfaces para controlar a taxa de recarga dos VEPs. A primeira interface visa controlar a taxa de recarga de uma frota de veículos com base em um controlador lógico fuzzy projetado e posteriormente ajustado. Nesta interface, buscam-se atender os requisitos do consumidor. Na segunda, gerenciam-se diversas frotas de VEPs visando minimizar perdas de energia e desvios de tensão na rede elétrica. Os resultados da primeira interface mostram que ambos os controladores projetado e ajustado respondem ao cálculo da taxa de recarga levando em consideração as informações inseridas pelo consumidor. Em adição, a resposta do controlador ajustado é mais próxima da resposta desejada, comparando com o controlador projetado. Os resultados da segunda interface mostram que o método de otimização reduziu as perdas de energia elétrica e os desvios de tensão no sistema teste estudado. Concomitantemente, a energia entregue para os VEPs aumentou de maneira significativa. Desta forma, com o sistema desenvolvido, espera-se reduzir o impacto no sistema elétrico de potência e otimizar sua operação, beneficiando a concessionária local, a rede elétrica e o consumidor. / In the present work we investigated experimentally and theoretically the photophysical characterization of organic compounds of the type benzothiazoles, targeting applications in optoelectronic devices, mainly in organic light emitting diodes and photoelectric devices. The study was developed to identify the optical and structural properties of the compounds and the effect of the addition of an amine radical on the ring PhO (benzene-bound benzene) of the benzothiazole compound. Other variations were analyzed, such as changes in the positions of the amine radical added to said compound and absence of the hydroxyl radical. Absorption and photoluminescence experiments were carried out with the purpose of verifying the excitation and fluorescence energies of the compounds, as well as Stokes displacement. The photophysical characterization was also investigated theoretically by means of an ab initio or first principles computational model based on the Density Functional Theory (DFT), implemented in the Gaussian® program, which uses quantum mechanics to calculate the molecular structures and their vibrational properties. We investigated the molecular geometric structure, obtaining the interatomic distances, structure of electronic orbitals, diagrams of energy bands, molecular vibrations and frequency of vibrational modes. By means of Raman spectroscopy, the frequencies of the active Raman vibrational modes were obtained, allowing the comparison with the theoretical results of the simulations. The compounds 4HBS, 4HBSN and 5HBS have their first theoretical characterization from the study of this dissertation.