Dissertações/Teses

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2022
Dissertações
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  • ELINA WANESSA RIBEIRO LOPES
  • Utilização de Linguagem Python para Modelagem e Simulação do Modelo de Silva e Cerqueira no Tratamento de Efluentes por Microalgas

  • Orientador : CARLOS EDUARDO DE FARIAS SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS EDUARDO DE FARIAS SILVA
  • DANIELE VITAL VICH
  • FLÁVIA BARTIRA PEDRO DA SILVA ALMEIDA
  • RENATA MARIA ROSAS GARCIA ALMEIDA
  • Data: 16/03/2022

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  • A presença excessiva de nutrientes como nitrogênio e fósforo em corpos hídricos é alvo atual de preocupação ambiental, utilizar microalgas na remoção desses nutrientes surge como uma alternativa promissora. A aplicação de ferramentas computacionais, permite desenvolver algoritmos que avaliem o comportamento e otimizem a eficácia dessa remoção. O presente estudo realizou a modelagem cinética do crescimento microalgal através do modelo clássico de Monod e do modelo de Silva e Cerqueira, encontrando as constantes cinéticas características e permitindo a modelagem e simulação de bioprocessos de tratamento de efluentes por microalgas. Foram empregados dados de literatura para dois estudos, no primeiro foi avaliada a remoção de nutrientes (contaminantes) por Chlorella sp. para o efluente proveniente de um combinado de digestão anaeróbia e um efluente de digestão anaeróbia de um tanque de decantação primário. No segundo estudo foi avaliada a remoção de nutrientes de um efluente urbano por um mix de microalgas (Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus e Chlamydomonas reinhardtii). O algoritmo adotado mostrou-se adequado em ambos os estudos. Para solução do problema proposto o algoritmo PSO (Particle Swarm Optimization) foi implementado no software Spyder (ambiente de desenvolvimento integrado de código aberto para programação em Python), e o kit de ferramentas de pesquisa PYSWARMS foi utilizada para a otimização (biblioteca). Os parâmetros do modelo foram estimados minimizando a soma dos erros quadrados calculados e para avaliar o desvio da curva simulada e dos pontos experimentais utilizou-se o conceito de erro preditivo do modelo (MPE – Model Predictive Error) (%). Para a remoção de contaminantes a equação de ordem n mostrou-se mais adequada com ordem intermediária entre 1ª e 2ª sendo utilizada (ou seja, 1 < n < 2) e com constante 0 < k < 0,2 obtendo-se MPE entre 15-28% semelhante a visto em literatura. Utilizando o Modelo de Monod o algoritmo foi capaz de determinar μmax e Ks que se mostraram nos intervalos: 0 < μmax < 4 dia-1 e 0 < Ks < 50 mg/L com MPE entre 15-28%. Essas constantes puderam ser aplicadas no modelo de Silva e Cerqueira e se estudar a delimitação de m e p, que são específicas desse modelo. De fato, o modelo se mostrou muito sensível a essas constantes, conseguindo-se delimitar um intervalo para convergência: 0 < p < 0,5 e 0 < m < 2, obtendo-se para os mesmos dados testados em Monod um MPE entre 4-15% para Silva e Cerqueira (significativamente menor). m e p mostraram influência significativa na magnitude e curvatura da curva de crescimento microalgal. Os resultados mostraram houve bom ajuste do crescimento microalgal e que é possível associar vários contaminantes a o crescimento celular de microalgas.


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  • The excessive presence of nutrients such as nitrogen and phosphorus in water bodies is a current target of environmental concern, using microalgae to remove these nutrients appears as a promising alternative. The application of computational tools allows the development of algorithms that evaluate the behavior and optimize the effectiveness of this removal. The present study carried out the kinetic modeling of microalgal growth through the classic Monod model and the Silva and Cerqueira model, finding the characteristic kinetic constants and allowing the modeling and simulation of bioprocesses of effluent treatment by microalgae. Literature data were used for two studies, in the first one the removal of nutrients (contaminants) by Chlorella sp. for effluent from a combined anaerobic digestion (CAD) and an anaerobic digestion effluent from a primary settling tank (PS). In the second study, the removal of nutrients from an urban effluent by a mix of microalgae (Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus and Chlamydomonas reinhardtii) was evaluated. The adopted algorithm proved to be adequate in both studies. To solve the proposed problem, the PSO (Particle Swarm Optimization) algorithm was implemented in Spyder software (an open source integrated development environment for programming in Python), and the PYSWARMS research toolkit was used for optimization (library). The model parameters were estimated by minimizing the sum of the calculated square errors and to evaluate the deviation of the simulated curve and of the experimental points, the concept of model predictive error (MPE – Model Predictive Error) was used (%). For the removal of contaminants, the equation of order n proved to be more suitable with intermediate order between 1st and 2nd being used (ie, 1 < n < 2) and with constant 0 < k < 0.2, obtaining MPE between 15 -28% similar to that seen in literature. Using the Monod Model, the algorithm was able to determine μmax and Ks that were shown in the intervals: 0 < μmax < 4 day-1 and 0 < Ks < 50 mg/L with MPE between 15-28%. These constants could be applied in the Silva and Cerqueira model and the delimitation of m and p, which are specific to this model, could be studied. In fact, the model proved to be very sensitive to these constants, managing to define an interval for convergence: 0 < p < 0.5 and 0 < m < 2, obtaining for the same data tested in Monod an MPE between 4 -15% for Silva and Cerqueira (significantly lower). m and p showed a significant influence on the magnitude and curvature of the microalgal growth curve. The results showed that there was a good adjustment of microalgae growth and that it is possible to associate several contaminants with the cellular growth of microalgae.

2
  • LUIS PAULO LIMA CARDOSO
  • Simulação preliminar da geração de subprodutos em reatores biológicos tratando vinhaça.

  • Orientador : ANTONIO PEDRO DE OLIVEIRA NETTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO PEDRO DE OLIVEIRA NETTO
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • NORMA CANDIDA DOS SANTOS AMORIM
  • TANIA MARIA GOMES VORONKOFF CARNAUBA
  • Data: 29/03/2022

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  • Diversos problemas relacionados ao saneamento básico e ao não atendimento da demanda energética vem sendo enfrentados no Brasil, atualmente. Com isso a digestão anaeróbia se mostra como uma solução, tanto para suprir a demanda por tratamento de resíduos de origem residência e comercial, quanto para gerar energia elétrica de forma indireta, através do gás metano e hidrogênio. Portanto, diversos estudos vêm sendo realizados afim de verificar o potencial que cada resíduo tem na geração desses gases por meio de duas abordagens: uma abordagem experimental e uma abordagem de modelagem matemática, que busca simular o comportamento real da digestão anaeróbia, afim de proporcionar uma economia de tempo e recursos por meio da adequada calibração dos modelos obtidos. Dentre os resíduos mais promissores na geração de hidrogênio e metano, estão os resíduos agroindustriais, principalmente os que possuem quantidades elevadas de carboidratos, como é o caso da vinhaça. Assim sendo, este estudo realizou a análise cinética através do cálculo das constantes cinéticas e posterior simulação de modelos matemáticos, em dois reatores contínuos fluidificados em série (um acidogênico (RALF1) e o outro metanogênico (RALF2), tratando resíduo agroindustrial proveniente da cana-de-açúcar (vinhaça) para a produção de metano e hidrogênio. Para a simulação dos modelos adaptados foi utilizado o software Vensim PLE ®. Para cada reator e variável analisada (DQO, ácido butírico, ácido acético e ácido propiônico) foram considerados comportamento hidráulico de fluxo pistão e mistura completa, e ordens de reação 1 para DQO e 1 e 2 para os demais, também foram analisados nos diferentes TDHs a que foram submetidos no experimento (12 e 16 para RALF1 e 12, 6 e 4 para RALF2). A aderência das curvas geradas através das simulações foi realizada através do coeficiente de correlação de Pearson, que teve uma correlação forte com valores de 0,90 a 1, para a degradação da DQO e alguns situações dos metabólitos em questão.


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  • Several problems related to basic sanitation and not meeting the energy demand are currently being faced in Brazil. Thus, anaerobic digestion is shown as a solution, both to meet the demand for residential and commercial waste treatment and to generate electricity indirectly, through methane and hydrogen gas. Therefore, several studies have been conducted in order to verify the potential that each waste has in generating these gases through two approaches: an experimental approach and a mathematical modeling approach, which seeks to simulate the actual behavior of anaerobic digestion in order to provide a saving of time and resources through proper calibration of the models obtained. Among the most promising residues for hydrogen and methane generation are agro-industrial waste, especially those with high amounts of carbohydrates, as is the case of vinasse. Therefore, this study performed a kinetic analysis by calculating the kinetic constants and subsequent simulation of mathematical models, in two continuous fluidized reactors in series (one acidogenic (RALF1) and the other methanogenic (RALF2)), treating agroindustrial waste from sugarcane (vinasse) for the production of methane and hydrogen. For the simulation of the adapted models, the Vensim PLE ® software was used. For each reactor and variable analyzed (COD, butyric acid, acetic acid and propionic acid) the hydraulic behavior of piston flow and complete mixing were considered, and reaction orders 1 for COD and 1 and 2 for the others, were also analyzed in the different TDHs to which they were submitted in the experiment (12 and 16 for RALF1 and 12, 6 and 4 for RALF2). The adherence of the curves generated through the simulations was performed through Pearson's correlation coefficient, which had a strong correlation with values of 0.90 to 1, for the degradation of COD and some situations of the metabolites in question.

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  • LOURENÇO TIBÚRCIO NETO
  • Produção de metano a partir da codigestão anaeróbia de vinhaça e melaço

  • Orientador : EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • DANIELE VITAL VICH
  • FERNANDA SANTANA PEITER
  • INAÊ ALVES
  • Data: 30/03/2022

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  • Este estudo teve como objetivo determinar a produção de metano a partir da co-digestão da vinhaça e melaço, utilizando biodigestor em batelada e lodo de reator UASB de uma estação de tratamento de esgoto doméstico, como inóculo. No experimento realizado foram variados três fatores, sendo eles a proporção dos substratos vinhaça/melaço, a DQO dos substratos e por fim a quantidade de alcalinizante utilizada em cada reator. A vinhaça e o melaço utilizados nos reatores foram diluídos até alcançarem as DQO de 3000, 6000 e 9000 mg/L. As proporções de vinhaça e melaço empregados foram de 25/75, 50/50 e 75/25. O bicarbonato de sódio foi usado como alcalinizante seguindo as relações de 0,50, 1,00 e 1,50 g/gDQO. Os reatores utilizados possuíam volume útil de 310 ml e volume reacional de 150 ml (headspace de aproximadamente 50%), e foram mantidos em temperatura mesofílica de 35 °C e sob agitação constante de 120 rpm. O rendimento obtido na co-digestão anaeróbia para a produção de metano variou entre 33,75 - 297,85 mLCH4/gSV e a remoção de DQO alcançou até 59%. Notou-se que as maiores produções de biogás ocorreram nos reatores que possuíam menos alcalinizante (0,50 gNaHCO3/gDQO), o que indica que nos reatores que possuíam mais bicarbonato de sódio ocorreu certa inibição da produção de metano. Os valores obtidos indicam que a co-digestão entre os dois substratos é viável contudo, a utilização do alcalizante comprometeu a análise dos outros dois fatores usados na pesquisa.


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  • This study aimed to determine the methane production from the co-digestion of vinasse and molasses, using batch digester and sludge from UASB reactor of a domestic sewage treatment plant as inoculum. In the experiment, three factors were varied: the proportion of substrates vinasse/molasses, the COD of the substrates and the amount of alkalinizer used in each reactor. The vinasse and molasses used in the reactors were diluted until they reached the COD of 3000, 6000 and 9000 mg/L. The proportions of vinasse and molasses used were 25/75, 50/50 and 75/25. Sodium bicarbonate was used as an alkalinizer following the ratios of 0.50, 1.00 and 1.50 g/g COD. The reactors used had a useful volume of 310 ml and a reaction volume of 150 ml (approximately 50% of headspace), and were kept at a mesophilic temperature of 35 °C and under constant agitation of 120 rpm. The yield obtained in anaerobic co-digestion for methane production ranged from 33.75 - 297.85 mLCH4/gSV and the COD removal reached up to 59%. It was noted that the highest biogas productions occurred in the reactors that had less alkalinizer (0.50 gNaHCO3/g COD), which indicates that in the reactors that had more sodium bicarbonate some inhibition of methane production occurred. The values obtained indicate that the co-digestion between the two substrates is viable, however, the use of alkali compromised the analysis of the other two factors used in the research.

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  • DIEGO ALMEIDA LEVINO
  • Subsídios para gestão de resíduos em Campi universitários: Estudo de caso para o Campus A. C. Simões da Universidade Federal de Alagoas


  • Orientador : NELIA HENRIQUES CALLADO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL PINTO FERNANDES
  • ELIZABETH REGINA HALFELD DA COSTA
  • IVETE VASCONCELOS LOPES FERREIRA
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • Data: 30/03/2022

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  • No Brasil a partir de 2011 foi instituído o Plano Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), criado com o intuito de trabalhar a não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição final ambientalmente adequada dos resíduos. Esse trabalho visou criar subsídios para a elaboração do Plano de Gestão de Resíduos Sólidos (PGRS) do Campus A. C. Simões (CACS) da UFAL, a partir da análise de experiência de gestão de resíduos em outras instituições federais. A metodologia aplicada envolveu duas fases, a primeira foi um levantamento das ações que já são realizados no CACS, e em outras instituições de ensino, estudo esse realizado por meio de pesquisas em sites e periódicos, e levantamento de dados junto ao Núcleo de Gestão de Resíduos da Superintendência de Infraestrutura (SINFRA) da UFAL. A segunda foi a realização do diagnóstico da gestão dos resíduos do CACS para subsidiar a elaboração do PGRS/CACS, baseado nos modelos de outras IES. A pesquisa literária identificou três IES que possuem plano completo de gestão de resíduos e que podem servir de referência para o CACS, todos elaborados a partir de pesquisas de mestrado e doutorado nas áreas de gestão de resíduos, com destaque para a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). O levantamento no CACS revelou que não há iniciativa institucional de segregação de resíduos na sua origem, sendo os resíduos potencialmente recicláveis descartados juntamente com os demais resíduos. A composição gravimétrica foi determinada por estimativa, resultando em 26,20 % orgânicos, 32,10 % papel/papelão, 19,60 % plástico, 4,30 % metal, 0,8 % vidro e 17%,10 outros, com geração pecapita variando de 0,046 kg/hab.dia a 0,092 kg/hab.dia. Nas lanchonetes e restaurantes, os principais problemas são o desperdício de alimentos e o descarte inadequado de óleos empregados na cozinha. No Restaurante Universitário (RU) o desperdício chega 454,6 kg/dia, com valor percapita de 117 g/pessoa.dia, valor semelhante ao encontrado nos demais restaurantes e lanchonetes do CACS (113 g/pessoa.dia). Estes estabelecimentos geram cerca de 60 L/dia de óleos usados. Os resíduos de laboratórios e os resíduos de construção civil, apresentam um processo de quantificação e caracterização na sua origem. Dos resíduos de laboratório, o Biotério Central e o Laboratório do Instituto de Química são os que geram maior volume, o primeiro produz semanalmente cerca de 27 bombonas de 200L de resíduo biológico e o segundo 24 bombonas de 200 L de resíduos químicos. Os resíduos de construção civil são reutilizados na obra e o que sobra é descartado nos contêineres para coleta. Os resíduos de inservíveis, pilhas, lâmpadas e baterias, não são quantificados, os inservíveis são acumulados no almoxarifado central da UFAL, sendo separados por blocos, como resto de computadores e eletrônicos e metais. As lâmpadas queimadas são também acumuladas no almoxarifado central e em 2019 chegaram à quantidade de 3.881 lâmpadas. Os resíduos de pilhas e baterias a UFAL não tem nenhuma iniciativa institucionalizada para a suas coletas, ficando a cargo de algumas iniciativas pontuais, onde os resíduos são acumulados e recolhidos, tendo como destinação final uma empresa de catadores de lixo. Os resíduos de podas e varrições são gerados independentemente das atividades acadêmicas, nesse sentido chegou-se a quantia média de 424,28 kg/ dia de folhas que são retiradas do campus. Por fim, o trabalho visou também a sugestão de uma nova rota tecnológica, que objetiva a separação dos resíduos recicláveis, num processo de triagem e uma compostagem dos resíduos orgânicos antes do descarte final no Aterro Sanitário de Maceió.


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  • In Brazil, as of 2011, it was established the National Solid Waste Plan (PNRS), created in order to work the non-generation, reduction, reuse, recycling, treatment and final disposal of waste environmentally appropriate. This work aimed to create subsidies for the preparation of the Solid Waste Management Plan (PGRS) of the Campus A. C. Simões (CACS) of UFAL, from the analysis of waste management experience in other federal institutions. The methodology applied involved two phases, the first was a survey of the actions that are already performed in CACS, and in other educational institutions, this study was conducted through research on websites and journals, and data survey with the Waste Management Center of the Superintendence of Infrastructure (SINFRA) of UFAL. The second was the performance of the CACS waste management diagnosis to support the preparation of the PGRS/CACS, based on models from other HEIs. The literature search identified three HEIs that have complete waste management plans that can serve as a reference for CACS, all of which were developed from master's and doctoral research in the areas of waste management, with emphasis on the Federal University of Pernambuco (UFPE). The survey at CACS revealed that there is no institutional initiative to segregate waste at its origin, with potentially recyclable waste being discarded along with other waste. The gravimetric composition was determined by estimation, resulting in 26.20% organic, 32.10% paper/cardboard, 19.60% plastic, 4.30% metal, 0.8% glass and 17%.10% others, with pecapita generation varying from 0.046 kg/inhabitant per day to 0.092 kg/inhabitant per day. In the cafeterias and restaurants, the main problems are the food waste and the inadequate disposal of cooking oils. In the University Restaurant (RU) the waste reaches 454.6 kg/day, with a percapita value of 117 g/person/day, similar to that found in other restaurants and cafeterias of the CACS (113 g/person/day). These establishments generate around 60 L/day of used oils. The laboratory waste and the civil construction waste, present a process of quantification and characterization in their origin. From the laboratory waste, the Central Animal Facility and the Chemical Institute Laboratory are the ones that generate the biggest volume, the first one produces weekly about 27 drums of 200L of biological waste and the second one produces 24 drums of 200L of chemical waste. Civil construction waste is reused in the building site and what is left over is disposed of in containers for collection. The unserviceable waste, batteries, lamps and batteries, are not quantified, the unserviceable are accumulated in the central warehouse of UFAL, being separated by blocks, as rest of computers and electronics and metals. Burnt lamps are also accumulated in the central warehouse and in 2019 reached the quantity of 3,881 lamps. The waste of batteries, UFAL does not have any institutionalized initiative for its collections, being in charge of some occasional initiatives, where the waste is accumulated and collected, having as final destination a company of rubbish collectors. The pruning and sweeping residues are generated independently of the academic activities, in this sense it was reached the average amount of 424.28 kg/day of leaves that are removed from the campus. Finally, the work also aimed at the suggestion of a new technological route, which aims at the separation of recyclable waste, in a process of sorting and a composting of organic waste before final disposal in the Landfill of Maceió.

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  • CLEBSON CARVALHO DE FARIAS
  • RECONHECENDO EVENTOS HIDROLÓGICOS: INDISSOCIANDO MAGNITUDE EXTREMA, DURAÇÃO E PERÍODO DE OCORRÊNCIA NA ANÁLISE DE FREQUÊNCIA (RARIDADE)

  • Orientador : CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • CHRISTOPHER FREIRE SOUZA
  • ANDREA SOUSA FONTES
  • Data: 31/03/2022

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  • Com a necessidade de se analisar os aspectos de eventos com métodos que apresentam menores
    incertezas. Este trabalho tem como objetivo propor uma nova abordagem com o intuito de
    diminuir as incertezas nas análises de eventos hidrológicos considerando as diferentes variáveis
    de um evento como interdependentes, assim, obtendo mais informações sobre os eventos. O
    estudo foi aplicado na bacia do Rio São Francisco, o rio da integração nacional sofre com
    diferentes ações antrópicas, a partir da estação de Xingó com os dados de vazões observados
    fornecido pela Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF)/SAR da ANA, e as naturais
    reconstituída pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), os dados são disponíveis
    no período de 1976-2018 para os dados observados e 1931-2018 para os dados naturais. As
    análises de eventos consideram usualmente uma variável, magnitude máximas ou mínimas
    por ano. Atualmente o uso de funções cópulas vem aumentando em analise multivariada de
    eventos hidrológicos, pois, é sabido a necessidade de considerar mais informações sobre os
    eventos. No Indicadores de Alterações Hidrológicas (IHA), método para obter informações
    sobre alteração de um regime por ações antrópicas, são analisadas as frequências dos aspectos
    (agregação de variáveis) de um evento considerando as variáveis independentes. Contudo, neste
    trabalho, foi aplicado funções cópulas para analisar os aspectos (variável agregadora) de um
    evento considerando as suas variáveis como sendo dependentes. As variáveis vazão, duração
    e período de ocorrência são as escolhidas para este trabalho, e as distribuições marginais para
    cada variável, respectivamente, Generalizada de Pareto (GP), Pearson 3, e Von Mises (cheias) e
    Normal (estiagens). A cópula Gaussiana apresentou os melhores resultados nos testes de bondade
    de ajustes para modelar os eventos de cheias e estiagens, enquanto as cópulas arquimedianas
    tiveram resultados satisfatórias para os eventos de cheias e insatisfatórios para os eventos de
    estiagens. Uma nova abordagem para análise de alteração do regime hidrológica foi introduzida,
    assim, mostrando as alterações no regime de vazão do rio São Francisco.


  • Mostrar Abstract
  • With the need to analyze the aspects of events with methods that present fewer uncertainties.
    This work aims to propose a new approach in order to reduce the uncertainties in the analysis
    of hydrological events considering the different variables of an event as interdependent, thus
    obtaining more information about the events. The study was applied to the São Francisco
    River basin, the river of national integration that suffers from different anthropic actions, from
    the Xingó station with observed flow data provided by the Companhia Hidrelétrica do São
    Francisco (CHESF)/SAR of ANA, and natural data reconstituted by the Operador Nacional
    do Sistema Elétrico (ONS), the data are available for the period 1976-2018 for observed data
    and 1931-2018 for natural data. Event analyses usually consider one variable, maximum or
    minimum magnitude per year. Currently, the use of copula functions is increasing in multivariate
    analysis of hydrological events, as it is known that it is necessary to consider more information
    about the events. In Hydrological Alteration Indicators (HAI), a method to obtain information
    about alteration of a regime by anthropic actions, the frequencies of the aspects (aggregation
    of variables) of an event are analyzed considering the independent variables. However, in
    this work, copula functions were applied to analyze the aspects (aggregating variable) of an
    event considering its variables as being dependent. The variables flow, duration and period of
    occurrence are the ones chosen for this work, and the marginal distributions for each variable,
    respectively, Generalized Pareto (GP), Pearson 3, and Von Mises (floods) and Normal (droughts).
    The Gaussian copula showed the best results in the goodness of fit tests for modeling the flood
    and drought events, while the Archimedean copulas had satisfactory results for the flood events
    and unsatisfactory results for the drought events. A new approach for hydrological regime change
    analysis was introduced, thus showing changes in the flow regime of the São Francisco River.

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  • RAFAEL DOS SANTOS MATIAS
  • Avaliação do impacto de mudanças no uso e cobertura do solo na geração de energia na bacia hidrográfica do rio São Francisco

  • Orientador : CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANO ROLIM DA PAZ
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • VLADIMIR CARAMORI BORGES DE SOUZA
  • Data: 31/03/2022

  • Mostrar Resumo
  • A matriz energética brasileira apresenta um montante expressivo de geração de energia hídrica, modalidade que é suscetível às condições hidroclimáticas da região ainda que o sistema de cascata vise mitigar esse risco. A bacia hidrográfica do rio São Francisco (BHRSF), altamente importante para o contexto energético da região nordeste, vem sofrendo os impactos do desmatamento que podem potencializar as condições adversas que fazem com que as usinas hidrelétricas precisem reduzir a vazão mínima efluentes dos reservatórios. Mudanças no uso e cobertura do solo podem aumentar a frequência e intensidade do escoamento superficial e/ou reduzir a recarga dos aquíferos, que sustentam os rios em períodos de estiagem. Entre as técnicas utilizadas para mensurar essa influência, a modelagem hidrológica se apresenta como uma ferramenta eficaz, inclusive pela escala da bacia estudada. Neste contexto, o presente trabalho realizará a análise do impacto de mudanças no uso e cobertura do solo na geração de energia na BHRSF através da simulação hidrológica realizada pelo Modelo de Grandes Bacias do Instituto de Pesquisas Hidráulicas (MGB-IPH). A eficiência da simulação será avaliada pelos Coeficiente de Nash e Sutcliffe (R²) e a raiz do erro médio quadrático (RMSE). Para lidar com a qualidade dos dados de precipitação, serão aplicadas três metodologias de preenchimento de falhas. O estudo será realizado de acordo os cenários denominados caminhos socioeconômicos compartilhados (SSP, do inglês “Shared Socioeconomic Pathways”), que contêm cinco possíveis tendências de desenvolvimento sociais, econômicas, ambientais e tecnológicas. As diferenças entre os resultados de cada cenário serão avaliadas através da análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey. Espera-se contribuir para o entendimento da dinâmica hidrológica na bacia perante as mudanças no uso e cobertura do solo e até que ponto isto afeta o setor energético da região.


  • Mostrar Abstract
  • The Brazilian energy matrix has an expressive amount of hydropower generation, a modality that is susceptible to the region's hydroclimatic conditions, although the waterfall system aims to mitigate this risk. The São Francisco river basin (BHRSF), highly important for the energy context of the northeast region, has been suffering the impacts of deforestation that can potentiate the adverse conditions that make hydroelectric plants need to reduce the minimum effluent flow from reservoirs. Changes in land use and cover can increase the frequency and intensity of surface runoff and/or reduce the recharge of aquifers, which sustain rivers in periods of drought. Among the techniques used to measure this influence, hydrological modeling is presented as an effective tool, including the scale of the basin studied. In this context, the present work will analyze the impact of changes in land use and cover on energy generation in the BHRSF through the hydrological simulation carried out by the Large Basin Model of the Instituto de Pesquisas Hidráulicas (MGB-IPH). The simulation efficiency will be evaluated by the Nash and Sutcliffe coefficients (R²) and the root mean squared error (RMSE). To deal with the quality of the precipitation data, three gap filling methodologies will be applied. The study will be carried out according to scenarios called Shared Socioeconomic Pathways (SSP), which contain five possible trends in social, economic, environmental and technological development. Differences between the results of each scenario will be evaluated through analysis of variance (ANOVA) and Tukey's test. It is expected to contribute to the understanding of the hydrological dynamics in the basin in the face of changes in land use and cover and to what extent this affects the region's energy sector.

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  • ANA KAROLINE DE ALMEIDA SILVA
  • Sistemas de tratamento biológico descentralizados, com diferentes configurações, tratando efluentes sanitários: Avaliação do desempenho técnico e operacional

     

  • Orientador : NELIA HENRIQUES CALLADO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL PINTO FERNANDES
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • ELIZABETH REGINA HALFELD DA COSTA
  • MARIA RAPHAELLA DOS SANTOS VASCONCELOS
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • Data: 31/03/2022

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  • Embora o marco regulatório do saneamento, Lei 11.445/2007 atualizada pela Lei 14.026/2020, que preconiza a universalização dos serviços de saneamento no Brasil, o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) aponta que Alagoas atende com rede coletora de esgotos, apenas 28,1% da população urbana e sua capital, Maceió, apenas 42,2% da população total (urbana e rural) é efetivamente atendida por redes coletoras de esgoto, com estimativa de que 14,7 milhões de m³ de esgoto são descartados sem tratamento. Apesar a privatização dos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário de Maceió, ocorrido em set/2020, ser a responsável pela ampliação da cobertura da rede coletora de esgoto para 90% até 2033, as ETEs compactas, instaladas em empreendimentos comerciais e residenciais, também contribuem para o alcance dessas metas. No entanto a operação e o monitoramento desses sistemas ainda é um desafio para os que dispõem de infraestrutura e recursos financeiros limitados, tendo como alternativa a terceirização destes serviços, a fim de garantir que o efluente produzido atenda a legislação vigente. Nesse sentido, as ETEs compactas devem ser simples, eficientes, sustentáveis e economicamente viáveis. Assim, o presente trabalho teve por objetivo, avaliar quatro estações compactas de tratamento de esgoto, com tratamento anaeróbio seguido de pós-tratamento aeróbio, com configurações distintas (três aeradas mecanicamente e uma com aeração natural), visando identificar como são operadas e monitoradas, suas principais limitações, e se os efluentes tratados atendem aos padrões de lançamento da CONAMA 430/2011. Os resultados mostraram que todas elas conseguem enquadrar o efluente tratado aos padrões de lançamento, com procedimentos operacionais padronizados e aplicação de hipoclorito de sódio para desinfecção. Em três delas o lodo em excesso é retirado por caminhões limpa fossas com efluente tratado descartado no solo e apenas uma utiliza leito de secagem para desidratação do lodo em excesso com efluente tratado em reuso urbano não potável. O monitoramento da qualidade do efluente tem objetivo apenas de verificar o cumprimento dos padrões de descarte sem preocupação com o monitoramento dos processos anaeróbio e aeróbio. A principal limitação ocorre pela ausência de medição de vazão afluente as ETEs o que impede verificar os parâmetros operacionais e o ajuste da dosagem de hipoclorito de sódio. A eficiência média de remoção de matéria orgânica das quatro ETEs foi de 87,1±2,2%.


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  • Although the sanitation regulatory mark, Law 11.445/2007 updated by Law 14. 026/2020, which advocates the universalization of sanitation services in Brazil, the National Information System on Sanitation (SNIS) indicates that Alagoas is served by sewage collection networks, only 28.1% of the urban population and its capital, Maceió, only 42.2% of the total population (urban and rural) is effectively served by sewage collection networks, with an estimate that 14.7 million m³ of sewage are disposed of without treatment. Although the privatization of the water supply and sanitary sewage services in Maceió, which occurred in Sep/2020, is responsible for the expansion of the sewage collection network coverage to 90% by 2033, the compact ETEs, installed in commercial and residential developments, also contribute to the achievement of these goals. However, the operation and monitoring of these systems is still a challenge for those who have limited infrastructure and financial resources, having as an alternative the outsourcing of these services, in order to ensure that the effluent produced meets the current legislation. In this sense, compact WWTPs should be simple, efficient, sustainable and economically feasible. Thus, this study aimed to evaluate four compact sewage treatment plants, with anaerobic treatment followed by aerobic post-treatment, with different configurations (three mechanically aerated and one with natural aeration), in order to identify how they are operated and monitored, their main limitations, and whether the treated effluents meet the release standards of CONAMA 430/2011. The results showed that all of them can fit the treated effluent to the release standards, with standard operating procedures and application of sodium hypochlorite for disinfection. In three of them the excess sludge is removed by tank cleaning trucks with treated effluent disposed on the soil and only one of them uses a drying bed for dehydration of the excess sludge with treated effluent in non-potable urban reuse. The monitoring of the effluent quality is aimed only at checking compliance with discharge standards without concern for monitoring the anaerobic and aerobic processes. The main limitation occurs due to the lack of measurement of the affluent flow of the ETEs, which prevents the verification of operational parameters and the adjustment of the dosage of sodium hypochlorite. The average efficiency of organic matter removal of the four ETEs was 87.1±2.2%

8
  • MARCONE CORREIA DE OLIVEIRA LIMA FILHO
  • Performance de modelos semiempíricos para estimativa remota da concentração de CDOM em um estuário tropical produtivo

  • Orientador : CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSICLEDA DOMICIANO GALVINCIO
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • DANIELE VITAL VICH
  • REGINA CAMARA LINS
  • Data: 27/04/2022

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  • A matéria orgânica dissolvida colorida (CDOM) é uma grande responsável pela absorção da luz solar e afeta os processos fotobiológicos e ecológicos de sistemas aquáticos. Os sistemas estuarinos são suscetíveis a altas concentrações devido ao carbono terrestre proveniente da bacia hidrográfica. Assim, há necessidade de um monitoramento regular deste parâmetro nestes sistemas aquáticos visando um adequado funcionamento ecossistêmico. O uso de sensoriamento remoto é uma excelente alternativa devido sua capacidade de monitorar corpos hídricos a um baixo custo, em áreas amplas e intervalos de tempo adequados. No entanto, ainda há necessidade de algoritmos mais robustos para estimativa de CDOM em sistemas opticamente complexos como é o caso de sistemas estuarinos. Nesse trabalho, buscou-se desenvolver modelos semiempíricos para estimativa remota de CDOM em um sistema estuarino-lagunar tropical produtivo. Para isso, foram utilizados dados coletados in situ de reflectância espectral e medições da concentração de CDOM. A partir desse conjunto de dados, foram desenvolvidos modelos semiempíricos baseados na razão de duas, três e quatro bandas. A busca pelas bandas foi realizada de forma automática por algoritmo genético. Foram avaliados a regressão linear simples, Support Vector Machine (SVM) e o método de regressão linear robusta RANSAC. Foram testadas diversas razões de bandas e os melhores ajuste foram obtidos utilizando modelo de duas bandas, R(702)/R(539), e três bandas, [R(539) -1 - R(699)-1]xR(716), com R2 de 0.917 e 0.923, respectivamente. Observou-se que a escolha de bandas tem um papel crítico para o desenvolvimento de bons modelos para estimativa de CDOM, e o uso de algoritmo genético permite automatizar a tarefa. Além do mais, o uso de duas bandas selecionadas adequadamente é suficiente para obtenção de boas estimativas. Por fim, a aplicação de regressão linear robusta demonstrou lidar bem com dados provenientes de sensores reais, por ser mais tolerante a presença de outliers.


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  • Colored dissolved organic matter (CDOM) is largely responsible for the absorption of sunlight and affects the photobiological and ecological processes of aquatic systems. Estuarine systems are susceptible to high concentrations due to terrestrial carbon coming from the watershed. Thus, there is a need for regular monitoring of this parameter in these aquatic systems aiming at an adequate ecosystem operation. The use of remote sensing is an excellent alternative due to its ability to monitor water bodies at a low cost, in wide areas and adequate time intervals. However, there is still a need for more robust algorithms for estimating CDOM in optically complex systems such as estuarine systems. In this work, we sought to develop semi-empirical models for remote estimation of CDOM in a productive tropical estuarine-lagoon system. For this, data collected in situ of spectral reflectance and measurements of CDOM concentration were used. From this dataset, semi-empirical models based on the ratio of two, three and four bands were developed. The search for bands was performed automatically by a genetic algorithm. Simple linear regression, Support Vector Machine (SVM) and the RANSAC robust linear regression method were evaluated. Several band ratios were tested and the best fit was obtained using a two-band model, R(702)/R(539), and three bands, [R(539)-1-R(699)-1]xR(716 ), with R2 of 0.917 and 0.923, respectively. It was observed that the choice of bands plays a critical role in the development of good models for estimating CDOM, and the use of a genetic algorithm allows automating the task. Furthermore, the use of two properly selected bands is sufficient to obtain good estimates. Finally, the application of robust linear regression proved to deal well with data from real sensors, as it is more tolerant of the presence of outliers.

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  • THAYSE FARIAS DE BARROS
  • Produção de metano a partir da codigestão do caldo do capim elefante e vinhaça

  • Orientador : EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDERSON CARLOS MARAFON
  • DAYANA DE GUSMAO COELHO
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • JULIANA SILVA MARTINS
  • Data: 30/05/2022

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  • A produção de energia por fontes fósseis acarreta grandes danos ao meio ambiente, elevando-se drasticamente ao decorrer dos anos. Uma forma de diminuir esses danos é usando a biomassa como fonte de energia como por exemplo o caldo de capim elefante (CCE) e vinhaça, ambos possuindo grande potencial para geração de energia. No entanto, o uso dessas biomassas em conjunto para produção de metano, ainda possuem desafios tecnológicos a serem superados. Um destes obstáculos diz respeito a necessidade de reduzir o efeito negativo da redução abrupta de pH provocada pelo caldo de capim-elefante. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a codigestão dos substratos citados, na produção de metano, utilizando reatores em batelada e lodo de reator UASB (Upflow Anaeróbic Sludge Blanket) de ETE, como inóculo. Para isso, a montagem dos reatores foi executada a partir do planejamento experimental do tipo Box-Behnken que foi escolhido a fim de otimizar o experimento. Esse planejamento consiste em três fatores, sendo eles a adição de bicarbonato, proporção de mistura e porcentagem de inóculo. Foram escolhidos três níveis de cada fator: 0,05, 0,15 e 0,25 gHCO3:gCOD, para adição de bicarbonato de sódio; 25:75, 50:50 e 75:25, para a proporção de CCE e Vinhaça (E:V); e 10, 15 e 20% de concentração de inóculo, referente ao volume de reação. Através do planejamento foi possível fornecer uma superfície de respostas a fim de avaliar a interação entre os fatores e a produção de metano (CH4). Os reatores foram operados por 33 dias o que resultou em uma produção acumulada de CH4 variando entre 372 e 1092 mLCH4/gSV. O planejamento experimental forneceu uma equação de regressão quadrática com alta representatividade dos resultados dado pelo R2 de 0,9213. Apesar de todos os fatores serem representativos para o modelo, o bicarbonato se destacou, o que mostra a necessidade do mesmo para garantir o tamponamento do pH. Através do modelo, foi possível obter os pontos ótimos de cada fator para a melhor produção de CH4 acumulado, sendo eles 0,19 gHCO3:gDQO, 50,78/49,22 (C/V) e 15,60% para bicarbonato, proporção mistura e taxa de inóculo respectivamente, esses pontos ótimos se assemelham a um dos reatores que mais produziram CH4 acumulado. Além disso, as maiores produções de CH4 acumulado tiveram a adição de bicarbonato próximo ao ótimo sendo assim, pode-se compreender que o bicarbonato é um fator limitante no aumento da produção de CH4 acumulado.


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  • The production of energy by environmental sources can lead to great environmental
    damage over the years. One way to reduce these damages is to use biomass as an
    energy source, such as elephant grass broth (EGB) and vinasse, both of which have
    great potential for energy generation. However, the use of these biomasses together
    for methane still has technological challenges to be overcome. One of these obstacles
    concerns the need to reduce the negative effect of the abrupt pH reduction caused by
    elephant grass broth. Thus, the present study aimed to evaluate the anaerobic
    codigestion of these substrates to produce methane, using batch reactors and the
    sludge from a UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) as inoculum. The
    assembly of the reactors was carried out based on the Box-Behnken Design of
    Experiment, which was chosen to optimize the experiment. This design consists of
    three factors: addition of sodium bicarbonate; the proportion of substrates mix; and
    inoculum concentration. Three levels of each factor were chosen: 0.05, 0.15 and 0.25
    gHCO3:gCOD, for addition of sodium bicarbonate; 25:75, 50:50 and 75:25, for the
    proportion of EGB and Vinasse (E:V); and 10, 15 and 20% of inoculum concentration,
    in reference to the reaction volume. Through Box-Behnken planning, it was possible
    to provide a response surface to evaluate the interaction between the factors and the
    production of methane (CH4). The reactors were operated for 33 days, which resulted
    in an accumulated production of CH4 varying between 372 and 1092 mLCH4/gSV. The
    experimental design provided a quadratic regression equation with high representation
    of the results given by the R2 of 0.9213. Although all factors were representative of the
    model, the factor of sodium bicarbonate addition stands out, which shows its relevance
    to pH buffering. Through the model, it was possible to obtain the optimal points of each
    factor for the best production of accumulated CH4, being 0.19 gHCO3:gCOD,
    50.78/49.22 (C/V) and 15.60%, respectively for sodium bicarbonate rate, substrates
    proportion and inoculum concentration; these optimal points resemble one of the
    reactors that produced the most accumulated CH4. In addition, the largest values of
    CH4 production were related to the addition of sodium bicarbonate close to optimal

    point, thus indicating that this factor could be a limiting factor in the increase of
    accumulated CH4.

2021
Dissertações
1
  • AMANDA LIMA MORAES DOS SANTOS
  • Cadeia de Processamento de Mandioca: Tendências Mundiais de Tratamento dos Efluentes e Oportunidades de Melhorias na Linha de Produção de Uma Casa de Farinha no Estado de Alagoas

  • Orientador : DANIELE VITAL VICH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIELE VITAL VICH
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • THEO SYRTO OCTAVIO DE SOUZA
  • Data: 25/02/2021

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  • A cadeia de beneficiamento da mandioca é potencialmente sustentável e pode contribuir ativamente na mudança em direção à economia circular. Neste trabalho, objetivou-se avaliar as tendências mundiais acerca do tratamento da água residuária do processamento de mandioca e identificar oportunidades de melhorias na linha de produção de uma casa de farinha no estado de Alagoas. Para compreender as tendências da pesquisa científica, realizou-se uma análise bibliométrica sobre digestão anaeróbia e produção de biogás utilizando a base de dados Scopus. Para verificar as oportunidades de aperfeiçoamento na cadeia produtiva, avaliou-se a gestão de água, resíduos, efluentes e energia e as emissões de gases de efeito estufa em uma casa de farinha do agreste alagoano. Os resultados mostraram que foram publicados 632 trabalhos sobre o tema ao longo de 41 anos. O interesse das pesquisas cresceu exponencialmente a partir de 2001 e está voltado principalmente para a recuperação de bioprodutos, tais como: metano, biogás, hidrogênio, bio-óleo, bioetanol, ácido propriônico e ácido butírico. O tratamento anaeróbio do efluente já alcançou a escala plena em países como Índia, China e Tailândia. Na casa de farinha, a compreensão dos fluxos de matéria e energia ao longo da cadeia produtiva permitiu identificar etapas com deficiência e apontar melhorias como o tratamento de efluentes, reuso da água residuária e substituição da fonte de energia térmica. No cenário melhorado, houve diminuição de 25% do consumo de eletricidade e de 34% das emissões relacionadas a queima de biomassa para alimentar os fornos utilizados para torrar farinha.


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2
  • VALÉRIA CARNEIRO DOS SANTOS
  • Avaliação de sistema de aproveitamento de águas pluviais de telhado via simulação contínua com dados subdiários

  • Orientador : MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • VLADIMIR CARAMORI BORGES DE SOUZA
  • ALFREDO AKIRA OHNUMA JÚNIOR
  • Data: 24/09/2021

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  • A drenagem sustentável propõe técnicas compensatórias que promovam regimes de vazões mais próximos do natural. Neste aspecto, o aproveitamento de águas pluviais pode promover a atenuação de vazões máximas além de suprir a parcela não potável da demanda de água. Assim, neste trabalho, objetivou-se avaliar o comportamento de um sistema de aproveitamento de água de chuva quanto ao impacto na geração do escoamento superficial e o método de simulação com dados diários, utilizado comumente no dimensionamento de reservatórios de aproveitamento de águas pluviais. Para isso, dados de monitoramento de precipitação e vazão, constituintes de uma série contínua de pouco menos de um ano, com discretização em intervalos de tempo de 1 minuto, foram utilizados para calibração e validação do modelo SWMM. Em seguida, uma série contínua de precipitação de aproximadamente sete anos, com mesma discretização, foi utilizada para simular o sistema telhado – reservatório de descarte – reservatório principal para diferentes cenários de demanda, avaliando-se com indicadores de eficiência de economia de água, taxa de desperdício de água de chuva, confiabilidade plena do sistema, redução de volume e redução de vazões de pico. Na etapa de calibração, foi verificado um bom ajuste do modelo, com coeficientes de eficiência de Nash-Sutcliffe acima de 0,94 na simulação contínua do sistema completo. Na avaliação do sistema no período de monitoramento, de julho de 2018 a março de 2019, as reduções de volume e vazões máximas foram de 34% e 98%, respectivamente, sendo usados os volumes de água de chuva pelos moradores equivalentes a 1,2% do consumo total médio de janeiro. No período simulado, de 2014 a 2020, as reduções foram de 45% a 48% (volume) e de 98% (vazão máxima) nos seis cenários simulados. O melhor cenário, em termos de atendimento à demanda, foi o cenário 1 em que a eficiência de economia de água foi de 0,38 e a confiabilidade plena foi 37%. Quanto ao método da simulação com dados diários, obteve-se para uma confiabilidade plena de 90% uma demanda diária de 4,3 litros/dia, ao passo que na simulação contínua com o modelo SWMM a demanda foi de 2,4 litros/dia, uma diferença de aproximadamente 40%. Para esse cenário de 90% de confiabilidade plena, as reduções de volume e vazões máximas foram de 13% e 95%, respectivamente. Observaram-se ainda a importância do monitoramento do reservatório de descarte, pois ele capta boa parte das precipitações menos intensas, e a importância de se simular séries contínuas com discretização mais refinada, quando comparada com métodos mais simplificados que utilizam dados diários sem dados de evaporação, por exemplo. Ao final do trabalho, foi possível concluir que embora existam desafios para conciliar os usos de sistemas de aproveitamento de águas pluviais, a adoção dessa técnica pode ser vantajosa na atenuação de escoamento superficial e que, a partir da referência simulação contínua com o SWMM, o método da simulação com dados diários pode superestimar os volumes.


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  • Sustainable urban drainage proposes alternative techniques that promotes hydrological regimes closer to their natural states. Hence, rainwater harvesting supplement water for non-potable uses and, at the same time, contributes to control storm water runoff at the source. Therefore, the aim of this study was to assess the performance of a rainwater harvesting system (RHS) in storm water runoff control and also the simulation method with daily data, commonly used in design of rainwater harvesting reservoirs. For this, 1 minute time interval rainfall and flow rate continuous series were used for SWMM 5.1 calibration. Then, a continuous series of seven years of gauged precipitation was used to simulate the whole system (roof - "first-flush" tank - main tank) for different non-potable water demand scenarios and this serie also used data with 1 minute time interval. The assessment was based in terms of water saving efficiency, rainwater waste ratio, reliability and peak and volume reduction rates. At calibration phase, the Nash-Sutcliffe coefficient values obtained at continuous simulation of RHS were high (>0.94). At the assessment of the RHS at monitoring months, from July 2018 to March 2019, the volume and peak reductions were equal to 34% and 98%, respectively, being used rainwater volume by residents equivalents to 1.2% of average total consumption on january. At simulated period, from 2014 to 2020, the reduction rates were 45% to 48% (volume) and 98% (peak) in the six simulated scenarios. The best scenario, in terms of demand, was scenario 1 where the water saving efficiency was 0.38 and the reliability was 37%. As for the simulation method, with daily interval, for a full reliability of 90%, a daily demand of 4.3 liters/day was obtained, whereas in the continuous simulation, using SWMM, the demand was 2.4 liters/day, difference of approximately 40%. For the 90% reliability scenario, the volume and peak reductions were 13% and 95%, respectively. The relevance of monitoring the "first discharge" tank and also of the continuous simulations series with appropriate resolution was observed. The "first discharge" tank captures a part of the low intensity events and the used way of continuous simulation can represent hidden aspects at more simplified methods using daily data series without evaporation data for example. At the end of this study, it was possible to conclude that although there are challenges to reconcile the uses of rainwater harvesting, the adoption of this technique can be advantageous in storm water runoff mitigation and that, from continuous simulation with SWMM as reference, the simulation method with daily data can overestimate the volumes.

3
  • WALLISSON MOREIRA DE CARVALHO
  • Avaliação de um produto de precipitação estimado por satélite para o Brasil e sua aplicabilidade na modelagem hidrológica de uma bacia tropical/subtropical de larga escala.

  • Orientador : CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • FABIO FARIAS PEREIRA
  • REGINA CAMARA LINS
  • ANDERSON LUIS RUHOFF
  • Data: 02/12/2021

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  • Os dados de precipitação da missão Global Precipitation Measurement (GPM) fornecem uma nova fonte de informações com uma alta resolução espaço-temporal que supera as limitações das informações de uma rede de monitoramento pluviométrico convencional. Este estudo avalia o desempenho do produto Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG) V06 Final Run sobre o Brasil e investiga a sua aplicabilidade de simulação hidrológica através de simulações realizadas numa bacia de grande escala submetida ao clima tropical/subtropical. Os resultados mostraram que o GPM-IMERG apresenta uma tendência para subestimar a quantidade de precipitação para maiores intensidades de precipitação, e que a sua capacidade de detecção é espacialmente variável e sensível às variações de longitude. Além disso, o GPM-IMERG mostrou melhores desempenhos em regiões sob climas subtropicais. No contexto do uso do GPM-IMERG para modelagem hidrológica, os resultados mostraram que o GPM-IMERG foi capaz de levar o modelo hidrológico a captar o padrão de precipitação sazonal e representar as variações espaciais e temporais das vazões.


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  • Rainfall data from the Global Precipitation Measurement (GPM) mission provide a new source of information with a high spatiotemporal resolution that overcomes the limitations of ground-based rainfall information worldwide. This study evaluates the performance of the Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG) V06 Final Run product over Brazil and investigates its applicability hydrological simulation by performing in a large-scale tropical/subtropical basin. The results showed that GPM-IMERG presents a tendency to underestimate the amount of precipitation for higher precipitation intensities, and its detection ability is spatially variant and sensitive for longitude. Moreover, GPM-IMERG showed better performances in regions under subtropical climates. The GPM-IMERG application for hydrological modeling context showed that GPM-IMERG could drive the hydrological model to capture the seasonal rainfall pattern and represent the spatial and temporal streamflow variations.

4
  • ANA LUIZA DE SOUSA CASTRO
  • USO DO CAPIM-ELEFANTE COMO BIOCOMBUSTÍVEL: TENDÊNCIAS DE PESQUISAS MUNDIAIS E POTENCIAL PARA GERAÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DE ALAGOAS

  • Orientador : DANIELE VITAL VICH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIELE VITAL VICH
  • IVETE VASCONCELOS LOPES FERREIRA
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • THEO SYRTO OCTAVIO DE SOUZA
  • Data: 10/12/2021

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  • A crescente demanda por energia e a consequente ameaça à segurança energética tornaram o uso de fontes renováveis uma necessidade mundial. Nesse contexto, o uso de culturas energéticas mostra-se uma alternativa promissora. Destaca-se aqui o capim-elefante (Pennisetum purpureum), uma gramínea com elevada produção de biomassa e alta adaptabilidade, podendo ser cultivada em diversos tipos de solo, inclusive degradados, não competindo com culturas alimentares. Essas características o tornaram atrativo para o mercado energético em diversos cenários, a exemplo da produção de biogás. Este trabalho objetivou analisar sistematicamente pesquisas científicas acerca da digestão anaeróbia a partir do capim-elefante para a produção de biogás e avaliar a viabilidade teórica de produção de energia a partir de co-digestão de silagem da gramínea com resíduos da bovinocultura, suinocultura e avicultura no Estado de Alagoas. Visando entender as tendências mundiais acerca do tema, foi realizada uma análise bibliométrica utilizando a base de dados Scopus. Para avaliação do potencial teórico de produção de energia a partir do biogás em Alagoas, foram levantados dados de efetivos de rebanho de bovinos leiteiros, suínos e galináceos nas microrregiões alagoanas. O quantitativo de capim-elefante foi calculado a partir da relação C/N da mistura. Posteriormente, partindo do pressuposto que o plantio da gramínea não é exequível em todo o Estado, foram levantados hectares disponíveis para cultivo do capim considerando dados de colheita da cana-de-açúcar fornecidos pelo IBGE. As áreas requeridas e disponíveis foram confrontadas. As áreas resultantes do confronto foram utilizadas para a estimativa da produção de energia. Foram publicados 143 documentos ao longo de 36 anos, mas somente algumas publicações foram voltadas para avaliação da idade ótima de colheita do capim-elefante para produção de biogás, aplicação de pré-tratamentos para superar a hidrólise lenta e uso da gramínea como segundo substrato em processos de co-digestão anaeróbia. No que tange ao potencial energético em Alagoas, o cenário onde houve a co-digestão de silagem de capim-elefante e dejetos de avicultura apresentou melhor desempenho. Quanto à microrregião, destacou-se a de Arapiraca, em especial o município de São Sebastião. Ao final do trabalho, foi possível concluir que, com base no número de publicações, a produção de biogás a partir do capim-elefante ainda está pouco difundida na comunidade científica. Em Alagoas, Arapiraca apresenta-se como um potencial polo de produção de energia alternativa, contribuindo assim para a diversificação da matriz energética do Estado. 


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5
  • WILLIAN SUZARTE CRUZ
  • Análise de ciclo de vida do sistema de tratamento de lixiviado em um aterro sanitário municipal.

  • Orientador : KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL PINTO FERNANDES
  • FERNANDA SANTANA PEITER
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MATEUS HENRIQUE ROCHA
  • Data: 18/12/2021

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  • A Estação de Tratamento de Lixiviado (ETL) de aterro sanitário possui a função de tratar o lixiviado bruto e cumprir os padrões de lançamento requeridos na legislação ambiental federal (Resoluções CONAMA nº 357/2005 e 430/2011) e as respectivas legislações estaduais, nesse caso, a Instrução Normativa nº 01/2018 de Alagoas. Apesar de contemplar os padrões de lançamento, as legislações não consideram uma visão ampliada de todos os impactos ocasionados durante o ciclo de vida operacional da ETL. Nesse sentido, buscou-se avaliar o desempenho ambiental da operação do sistema de tratamento de lixiviado proveniente da Central de Tratamento de Resíduos Benedito Bentes (CTR/BB), em Maceió – AL, por meio da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Foram considerados seis cenários de operação da ETL, sendo um cenário real e cinco hipotéticos. O cenário real foi baseado na concepção original: lagoa anaeróbia, lagoa de pré-aeração, lagoa aerada, sistema físico-químico por coagulação, floculação e decantação, sistema de filtração por carvão ativado e zeólita e sistema de nanofiltração. Já os cenários hipotéticos, foram baseados na substituição do sistema de tratamento biológico para UASB-Wetland, e no aproveitamento de recursos e ganhos ambientais, isto é, aproveitamento do biogás para geração de energia elétrica e diminuição dos gases de efeito estufa. Para a realização da ACV, foram obtidos dados primários e secundários empregados na construção dos Inventários de Ciclo de Vida (ICVs), sendo utilizados dados da CTR/BB, bem como do banco de dados Ecoinvent v. 3.5, compilados através do software OpenLCA. O método de avaliação escolhido foi o CML – IA baselineWorld 2000, o qual avaliou as seguintes categorias de impacto: depleção abiótica, depleção abiótica (combustíveis fósseis), acidificação, eutrofização, ecotoxicidade de água doce, aquecimento global (GWP100a), toxicidade humana, ecotoxicidade marinha, destruição da camada de ozônio, oxidação fotoquímica e ecotoxicidade terrestre. Os resultados mostraram que o Cenário 6 (hipotético) foi o que apresentou o melhor desempenho da pesquisa, tornando-se o sistema com menor impacto ambiental. Já o Cenário 1 (real), apresentou o pior desempenho da ACV, exceto para as categorias: Aquecimento Global (AG) e Oxidação Fotoquímica (OF). A pesquisa também evidenciou o Cloreto de Polialumínio (PAC) como principal fator causador de impacto ambiental em todos os cenários e o Metano (CH4) como o segundo fator para alguns cenários. Apesar disso, o Metano permitiu um maior aproveitamento de recursos e ganho ambiental, deixando de ser liberado diretamente na atmosfera para ser aproveitado como fonte de geração de energia elétrica. Essa mudança ocasionou uma diminuição do impacto em mais de 70% para as categorias AG e OF. Dessa forma, a ETL pode ser otimizada em termos de desempenho ambiental, não somente com a diminuição dos impactos ambientais do sistema operacional, mas também a partir do aproveitamento de recursos presentes no lixiviado.


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2020
Dissertações
1
  • DIEGO DA SILVA LIMA
  • MODELO PARA GESTÃO FINANCEIRA DA DRENAGEM URBANA

  • Orientador : VLADIMIR CARAMORI BORGES DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VLADIMIR CARAMORI BORGES DE SOUZA
  • VALMIR DE ALBUQUERQUE PEDROSA
  • MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • CARLOS DE OLIVEIRA GALVAO
  • Data: 17/02/2020

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  • A presente dissertação consiste na proposição de modelo de financiamento para a drenagem urbana, avaliada em Maceió/AL e Paulo Jacinto/AL. A partir dos conceitos de déficit, e de dados de investimentos realizados nos últimos cinco anos na área de estudo, foram simuladas três técnicas de cobrança, a partir das formulações de Tasca (2016), Tucci (2002) e Semasa (1997). Os resultados desta pesquisa estimam um prejuízo anual de R$8,2 bilhões por ano, no Brasil, oriundo do déficit de aporte financeiro em ações de drenagem urbana. O valor médio mensal da cobrança, obtido para um lote de 100 metros quadrados, é de R$ 1,65 para o município de Maceió/AL e de R$0,91 para a cidade de Paulo Jacinto/AL. O valor obtido é inferior a média de valores obtidos em experiências internacionais, em decorrência de dois pontos: o menor nível de investimento realizado, bem como da renúncia em recuperar os custos de investimento, pois foram considerados somente o montante referente à operação e manutenção do sistema de drenagem.


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  • This dissertation consists of proposing a financing model for urban drainage, evaluated in Maceió/AL and Paulo Jacinto/AL. Based on the concepts of deficit and investment data made in the last five years in the study area, three models were simulated, based on the formulations of Tasca (2016), Tucci (2002) and Semasa (1997). The results of this research estimate an an-nual loss of R$ 8.2 billion per year, in Brazil, due to the deficit of financial contribution in urban drainage actions. The average monthly fee, obtained for a 100 square meter lot, is R$ 1.65 for the city of Maceió/AL and R$ 0.91 for the town of Paulo Jacinto/AL. The value obtained is lower than the average of values obtained in international experiences, as a result of two points: the lower level of investment made, as well as the refusal to recover investment costs, since only the amount referring to the operation and maintenance of the drainage system.

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  • ANTONIONI DUARTE LINS GUERRERA
  • COMPORTAMENTO DA CAFEÍNA EM MEIO NÃO SATURADO, UTILIZAÇÃO DE ENSAIOS DE COLUNA PARA SEDIMENTOS DA FORMAÇÃO BARREIRAS E DEPÓSITOS LITORÂNEOS

  • Orientador : CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • JAIME JOAQUIM DA SILVA PEREIRA CABRAL
  • Data: 17/02/2020

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  • Uma forma de verificar a origem de um potencial contaminante é através da presença da cafeína no meio, uma vez que a mesma é um indicador direto de contaminação por efluentes domésticos. É neste sentido que este estudo buscou compreender a relação da quantidade de cafeína encontrada nas águas subterrâneas com a quantidade que é lançada em superfície. Para tal, foi necessário analisar a presença da cafeína em poços de captação de água subterrânea e entender o comportamento da mesma em meio não saturado, utilizando sedimentos das unidades geológicas aflorantes da Formação Barreiras e dos Depósitos Litorâneos, onde foram realizados ensaios de coluna em três diferentes tamanhos (0,5 / 1,0 e 2 metros) e lançada solução de cafeína pré-definida em cada uma delas (para cada tipo de sedimento específico) e coletado em seu final, permitindo assim obter a capacidade de retenção desses sedimentos. Os resultados mostram que para a formação Barreiras, a cafeína foi retida apenas no primeiro metro de sedimentos, próxima dos 100 mg/l, onde a partir daí, tais sedimentos não foram mais capazes de agir em sua remoção. Já os Depósitos Litorâneos removeu a cafeína de maneira progressiva, permitindo deduzir que quanto maior for a profundidade dos sedimentos, maior será sua capacidade de reter. Quando analisado tais resultados com a quantidade de cafeína presente nos poços de águas subterrâneas, o valor abaixo do limite de quantificação de análise permitiu deduzir que para os Depósitos litorâneos a quantidade de cafeína lançada nas proximidades do poço foi inferior a 350 mg/L, Já para os poços localizados na formação Barreiras, a quantidade foi inferior a 100 mg/L ou, caso tenha sido superior, a zona saturada foi a responsável por reter a mesma


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  • Uma forma de verificar a origem de um potencial contaminante é através da presença da cafeína no meio, uma vez que a mesma é um indicador direto de contaminação por efluentes domésticos. É neste sentido que este estudo buscou compreender a relação da quantidade de cafeína encontrada nas águas subterrâneas com a quantidade que é lançada em superfície. Para tal, foi necessário analisar a presença da cafeína em poços de captação de água subterrânea e entender o comportamento da mesma em meio não saturado, utilizando sedimentos das unidades geológicas aflorantes da Formação Barreiras e dos Depósitos Litorâneos, onde foram realizados ensaios de coluna em três diferentes tamanhos (0,5 / 1,0 e 2 metros) e lançada solução de cafeína pré-definida em cada uma delas (para cada tipo de sedimento específico) e coletado em seu final, permitindo assim obter a capacidade de retenção desses sedimentos. Os resultados mostram que para a formação Barreiras, a cafeína foi retida apenas no primeiro metro de sedimentos, próxima dos 100 mg/l, onde a partir daí, tais sedimentos não foram mais capazes de agir em sua remoção. Já os Depósitos Litorâneos removeu a cafeína de maneira progressiva, permitindo deduzir que quanto maior for a profundidade dos sedimentos, maior será sua capacidade de reter. Quando analisado tais resultados com a quantidade de cafeína presente nos poços de águas subterrâneas, o valor abaixo do limite de quantificação de análise permitiu deduzir que para os Depósitos litorâneos a quantidade de cafeína lançada nas proximidades do poço foi inferior a 350 mg/L, Já para os poços localizados na formação Barreiras, a quantidade foi inferior a 100 mg/L ou, caso tenha sido superior, a zona saturada foi a responsável por reter a mesma

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  • CARLOS ANDRÉ SILVESTRE MEDEIROS DE ALMEIDA
  • Prospecção do lodo de ETE com capim elefante e óleo de cozinha residual como alternativa energética a produção de Pellets

  • Orientador : KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • IVO DA SILVA
  • JOHNNATAN DUARTE DE FREITAS
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • Data: 18/02/2020

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  • A correta destinação de resíduos é de extrema importância para a sociedade e o para o meio ambiente. Para alcançar esse propósito novas pesquisas de reuso destes são convenientes. A utilização de pellets tem difundido com este propósito, fornecendo alternativas energéticas com satisfatórios resultados. O objetivo desse trabalho foi determinar as características elementares, químicas e energéticas de pellets produzidos com lodo de ETE combinado com capim elefante e óleo de cozinha residual para a concepção energética, para isso também aplicou-se a técnica de torrefação nos pellets e analisados com intuito de aumento de poder calorífico. Adotou-se diferentes proporções de lodo e capim. Foram analisados os parâmetros de umidade, densidade a granel, composição elementar, análise química imediata (cinzas, teor de voláteis e carbono fixo), poder calorífico, teor de finos, resistência e durabilidade mecânica. Os pellets com maior proporção de lodo apresentaram menor poder calorífico e maior teor de cinzas, porém maior densidade a granel, maior resistência e durabilidade mecânica e menor teor de finos. O óleo conferiu nos pellets aumento de poder calorífico, assim como a técnica de torrefação. Os pellets apresentaram boa qualidade em quase todos os parâmetros determinados pela norma de pellets EN 14961-6.


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  • A correta destinação de resíduos é de extrema importância para a sociedade e o para o meio ambiente. Para alcançar esse propósito novas pesquisas de reuso destes são convenientes. A utilização de pellets tem difundido com este propósito, fornecendo alternativas energéticas com satisfatórios resultados. O objetivo desse trabalho foi determinar as características elementares, químicas e energéticas de pellets produzidos com lodo de ETE combinado com capim elefante e óleo de cozinha residual para a concepção energética, para isso também aplicou-se a técnica de torrefação nos pellets e analisados com intuito de aumento de poder calorífico. Adotou-se diferentes proporções de lodo e capim. Foram analisados os parâmetros de umidade, densidade a granel, composição elementar, análise química imediata (cinzas, teor de voláteis e carbono fixo), poder calorífico, teor de finos, resistência e durabilidade mecânica. Os pellets com maior proporção de lodo apresentaram menor poder calorífico e maior teor de cinzas, porém maior densidade a granel, maior resistência e durabilidade mecânica e menor teor de finos. O óleo conferiu nos pellets aumento de poder calorífico, assim como a técnica de torrefação. Os pellets apresentaram boa qualidade em quase todos os parâmetros determinados pela norma de pellets EN 14961-6.

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  • THAÍS PEIXOTO SOUZA
  • Análise de métodos de outorga considerando os aspectos qualitativos e quantitativos

  • Orientador : CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • JOANA DARC FREIRE DE MEDEIROS
  • MARLLUS GUSTAVO FERREIRA PASSOS DAS NEVES
  • Data: 18/02/2020

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  • Como instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos, a outorga de direito de uso dos recursos hídricos assegura o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direitos de acesso à mesma. O usuário outorgado se apropria de determinado volume do recurso hídrico, seja captando água ou lançando efluentes, deixando este volume indisponível para outros usuários. Diante disto, surge a dificuldade de adotar uma metodologia que, utilizando dados disponíveis, retrate a capacidade de um determinado corpo hídrico receber novas descargas de efluentes. Diversos métodos têm sido aplicados por órgãos gestores a fim de garantir uma alocação ótima da água para os usuários sem comprometer a qualidade dos recursos hídricos. Este trabalho avaliou métodos distintos de análise da disponibilidade hídrica em termos de quantidade e qualidade, afim de encontrar a metodologia mais eficaz e precisa, com resultados mais próximos da realidade. O estudo de caso foi feito na bacia hidrográfica de domínio federal Paraíba do Meio, localizada entre os estados de Pernambuco e Alagoas. Os resultados mostram que quando considerados os aspectos qualitativos (lançamento de efluentes) em relação à disponibilidade hídrica, o número de trechos comprometidos é significativamente maior. Observou-se também que a utilização de modelagem hidrológica acoplada a um SIG fornece resultados mais precisos e de melhor visualização, facilitando a tomada de decisão do órgão gestor.


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  • Como instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos, a outorga de direito de uso dos recursos hídricos assegura o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direitos de acesso à mesma. O usuário outorgado se apropria de determinado volume do recurso hídrico, seja captando água ou lançando efluentes, deixando este volume indisponível para outros usuários. Diante disto, surge a dificuldade de adotar uma metodologia que, utilizando dados disponíveis, retrate a capacidade de um determinado corpo hídrico receber novas descargas de efluentes. Diversos métodos têm sido aplicados por órgãos gestores a fim de garantir uma alocação ótima da água para os usuários sem comprometer a qualidade dos recursos hídricos. Este trabalho avaliou métodos distintos de análise da disponibilidade hídrica em termos de quantidade e qualidade, afim de encontrar a metodologia mais eficaz e precisa, com resultados mais próximos da realidade. O estudo de caso foi feito na bacia hidrográfica de domínio federal Paraíba do Meio, localizada entre os estados de Pernambuco e Alagoas. Os resultados mostram que quando considerados os aspectos qualitativos (lançamento de efluentes) em relação à disponibilidade hídrica, o número de trechos comprometidos é significativamente maior. Observou-se também que a utilização de modelagem hidrológica acoplada a um SIG fornece resultados mais precisos e de melhor visualização, facilitando a tomada de decisão do órgão gestor.

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  • JANIARA ALVES BATISTA
  • Influência das distintas dominialidades das águas no Brasil na gestão dos recursos hídricos - Estudo de caso

  • Orientador : CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLEUDA CUSTODIO FREIRE
  • VALMIR DE ALBUQUERQUE PEDROSA
  • JAILDO SANTOS PEREIRA
  • Data: 18/02/2020

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  • A dominialidade das águas é considerada um fator de complexidade na gestão das águas no Brasil. Embora a Lei nº 9.433/1997 redija sobre a necessidade de se realizar uma gestão integrada, essa ainda não é a realidade do país. A dominialidade em conjunto com a não integração entre os órgãos gestores de recursos hídricos das diferentes esferas pode refletir no comportamento dos usuários de água. As regulamentações estaduais sobre cobrança e outorga são agentes motivadores de uma eventual alternância entre fontes de captação, principalmente devido à possibilidade da existência ou não da cobrança, bem como ao fato das águas superficiais apresentarem um maior avanço na implementação deste instrumento em relação às subterrâneas. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento dos usuários de recursos hídricos no Brasil de uma bacia hidrográfica de domínio federal em decorrência dos critérios adotados para outorga e cobrança em cada unidade federativa – UF da bacia. Nesse intuito, foi realizado o levantamento das legislações pertinentes à gestão de águas nas UF, bem como das outorgas superficiais e subterrâneas concedidas. A partir do reconhecimento dos usuários mais expressivos em cada unidade, foi realizada uma análise com a finalidade de observar os reflexos da dominialidade e da gestão realizada na bacia sobre o comportamento do usuário. Constatou-se que a dominialidade reflete no comportamento dos usuários de recursos hídricos de forma que estes migram entre fontes de captação ou reduzem suas demandas diante da implementação da cobrança e buscam fontes que possam ofertar maiores volumes para concessão.


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  • A dominialidade das águas é considerada um fator de complexidade na gestão das águas no Brasil. Embora a Lei nº 9.433/1997 redija sobre a necessidade de se realizar uma gestão integrada, essa ainda não é a realidade do país. A dominialidade em conjunto com a não integração entre os órgãos gestores de recursos hídricos das diferentes esferas pode refletir no comportamento dos usuários de água. As regulamentações estaduais sobre cobrança e outorga são agentes motivadores de uma eventual alternância entre fontes de captação, principalmente devido à possibilidade da existência ou não da cobrança, bem como ao fato das águas superficiais apresentarem um maior avanço na implementação deste instrumento em relação às subterrâneas. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento dos usuários de recursos hídricos no Brasil de uma bacia hidrográfica de domínio federal em decorrência dos critérios adotados para outorga e cobrança em cada unidade federativa – UF da bacia. Nesse intuito, foi realizado o levantamento das legislações pertinentes à gestão de águas nas UF, bem como das outorgas superficiais e subterrâneas concedidas. A partir do reconhecimento dos usuários mais expressivos em cada unidade, foi realizada uma análise com a finalidade de observar os reflexos da dominialidade e da gestão realizada na bacia sobre o comportamento do usuário. Constatou-se que a dominialidade reflete no comportamento dos usuários de recursos hídricos de forma que estes migram entre fontes de captação ou reduzem suas demandas diante da implementação da cobrança e buscam fontes que possam ofertar maiores volumes para concessão.

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  • FAUSTO DINIZ DE SOUZA
  • A influência das obras de adequação da capacidade rodoviária na qualidade da água dos corpos hídricos

  • Orientador : KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • IVETE VASCONCELOS LOPES FERREIRA
  • MARCIO GOMES BARBOZA
  • NEYSON MARTINS MENDONÇA
  • Data: 19/02/2020

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  • Empreendimentos rodoviários possuem importância no desenvolvimento socioeconômico de uma região. No entanto, geram diversos impactos ao meio ambiente, e parte desses pode estar diretamente relacionada com a qualidade da água dos corpos hídricos interceptados, que pode ser considerada um importante indicador de passivos ambientais, provenientes das obras ou não, possibilitando a identificação de locais problemáticos e sua remediação. Este estudo verificou a influência das obras de duplicação da BR-101 na qualidade da água de vinte cursos d’água interceptados por essa rodovia em Alagoas, onde, através de dados obtidos referentes as análises físico-químicas e exames microbiológicos da água, de acordo com a resolução Conama 357/2005. Foi avaliada a variação temporal de 26 parâmetros relacionados à qualidade da água, e a análise de variância apontou alterações significativas e favoráveis para oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, DBO, sólidos dissolvidos totais, pH, sólidos fixos, sólidos totais, coliformes termotolerantes, coliformes totais, clorofila-a, nitrito, fósforo, ferro e mercúrio. Nos demais rios que não foram observadas alterações significativas através da análise de variância, ainda sim, houve mudança na classificação de alguns, sendo essas tanto favoráveis quanto desfavoráveis. Utilizou-se os valores dos parâmetros obtidos para avaliar o Índice de Qualidade da Água (IQA), que além de caracterizar a água como de boa qualidade durante as fases da obra em praticamente todos os rios, apontou que, dos 11 corpos hídricos que tiveram suas obras concluídas, 8 obtiveram aumento desse índice quando comparados ao período anterior às obras.


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  • Empreendimentos rodoviários possuem importância no desenvolvimento socioeconômico de uma região. No entanto, geram diversos impactos ao meio ambiente, e parte desses pode estar diretamente relacionada com a qualidade da água dos corpos hídricos interceptados, que pode ser considerada um importante indicador de passivos ambientais, provenientes das obras ou não, possibilitando a identificação de locais problemáticos e sua remediação. Este estudo verificou a influência das obras de duplicação da BR-101 na qualidade da água de vinte cursos d’água interceptados por essa rodovia em Alagoas, onde, através de dados obtidos referentes as análises físico-químicas e exames microbiológicos da água, de acordo com a resolução Conama 357/2005. Foi avaliada a variação temporal de 26 parâmetros relacionados à qualidade da água, e a análise de variância apontou alterações significativas e favoráveis para oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, DBO, sólidos dissolvidos totais, pH, sólidos fixos, sólidos totais, coliformes termotolerantes, coliformes totais, clorofila-a, nitrito, fósforo, ferro e mercúrio. Nos demais rios que não foram observadas alterações significativas através da análise de variância, ainda sim, houve mudança na classificação de alguns, sendo essas tanto favoráveis quanto desfavoráveis. Utilizou-se os valores dos parâmetros obtidos para avaliar o Índice de Qualidade da Água (IQA), que além de caracterizar a água como de boa qualidade durante as fases da obra em praticamente todos os rios, apontou que, dos 11 corpos hídricos que tiveram suas obras concluídas, 8 obtiveram aumento desse índice quando comparados ao período anterior às obras.

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  • OLGA ELIZA ROCHA E SILVA
  • Produção de biogás a partir da co-digestão anaeróbia de capim-elefante com vinhaça em reator em batelada

  • Orientador : EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
  • DANIELE VITAL VICH
  • ANDERSON CARLOS MARAFON
  • NORMA CANDIDA DOS SANTOS AMORIM
  • Data: 20/02/2020

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  • Este estudo teve como objetivo determinar a produção de biogás a partir da co-digestão do capim-elefante e vinhaça, utilizando biodigestor em batelada e lodo de reator UASB tratando efluentes domésticos, como inóculo. O capim-elefante foi testado na forma de caldo, prensado com concentração de DQO da ordem de 8.534,21 mg/L. O caldo foi misturado a vinhaça, que apresentou cerca de 30.000 mg/L de DQO, em diferentes proporções %v/c (A - 25/75, B - 50/50, C - 75/25, D - 100/0, E - 0/100) no ensaio I. Além disso foi testado o efeito da diluição dos substratos, como também a adição de alcalinizante as condições que apresentaram a maior produção de metano (ensaio II). Foram utilizados reatores de 106 mL e bicarbonato de sódio como alcalinizante em diferentes concentrações. O rendimento da co-digestão do biogás foi avaliado para as proporções de mistura e para cada um dos substratos separadamente, o rendimento de produção de metano acumulou valores de 7,63 – 370,94 mLCH4/gSV e foi possível verificar que a proporção que dentre as condições experimentais avaliadas, B - 50/50 apresentou a maior produção de biogás acumulada chegando a 370,94 mLCH4/gSV. As condições experimentais testadas no ensaio II apresentaram valores maiores de produção de metano que o ensaio I. A avaliação do potencial metanogênico faz parte de um projeto de pesquisa realizado junto a outras instituições do país, com o apoio da Empresa Brasileira de Pesquisa em Agropecuária (EMBRAPA). O trabalho atual pode fornecer informações para a otimização do projeto e operação, porém a produção de metano utilizando os substratos utilizados pode variar de acordo com as condições operacionais e concentrações estudadas.


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  • Este estudo teve como objetivo determinar a produção de biogás a partir da co-digestão do capim-elefante e vinhaça, utilizando biodigestor em batelada e lodo de reator UASB tratando efluentes domésticos, como inóculo. O capim-elefante foi testado na forma de caldo, prensado com concentração de DQO da ordem de 8.534,21 mg/L. O caldo foi misturado a vinhaça, que apresentou cerca de 30.000 mg/L de DQO, em diferentes proporções %v/c (A - 25/75, B - 50/50, C - 75/25, D - 100/0, E - 0/100) no ensaio I. Além disso foi testado o efeito da diluição dos substratos, como também a adição de alcalinizante as condições que apresentaram a maior produção de metano (ensaio II). Foram utilizados reatores de 106 mL e bicarbonato de sódio como alcalinizante em diferentes concentrações. O rendimento da co-digestão do biogás foi avaliado para as proporções de mistura e para cada um dos substratos separadamente, o rendimento de produção de metano acumulou valores de 7,63 – 370,94 mLCH4/gSV e foi possível verificar que a proporção que dentre as condições experimentais avaliadas, B - 50/50 apresentou a maior produção de biogás acumulada chegando a 370,94 mLCH4/gSV. As condições experimentais testadas no ensaio II apresentaram valores maiores de produção de metano que o ensaio I. A avaliação do potencial metanogênico faz parte de um projeto de pesquisa realizado junto a outras instituições do país, com o apoio da Empresa Brasileira de Pesquisa em Agropecuária (EMBRAPA). O trabalho atual pode fornecer informações para a otimização do projeto e operação, porém a produção de metano utilizando os substratos utilizados pode variar de acordo com as condições operacionais e concentrações estudadas.

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  • JOSÉ CARLOS DA SILVA JÚNIOR
  • Inventário e Gerenciamento das Emissões de Gases de Efeito Estufa: Estudo de Caso em Companhia de Saneamento

  • Orientador : KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIELE VITAL VICH
  • KARINA RIBEIRO SALOMON
  • MARCIO GOMES BARBOZA
  • STOÉCIO MALTA FERREIRA MAIA
  • Data: 20/02/2020

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  • Os inventários de emissões de Gases de efeito Estufa (GEE) são ferramentas estratégicas de gestão ambiental que estimam as emissões por fontes específicas em área geográfica e intervalo de tempo determinado. O desenvolvimento de um inventário é a primeira etapa na criação de programas voltados para melhora da qualidade do ar. Essa pesquisa teve como objetivo elaborar um inventário de GEE e propor um gerenciamento de suas emissões decorrentes das atividades da Companhia de Saneamento de Alagoas (Casal) na Unidade Capital, instalada no município de Maceió, Alagoas. A metodologia empregada envolveu análise da literatura para identificar o método mais apropriado para elaboração do inventário, a coleta de dados em diversas unidades da empresa, entrevista com gestores e contabilização dos GEE. A metodologia utilizada para estimativa foi a indicada pelo Programa Brasileiro GHG Protocol, complementada com as orientações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) para o caso do tratamento de esgotos. Os resultados do inventário de emissões de GEE indicam que no ano de 2018, a Casal, unidade Capital emitiu 31.099,33tCO2e, sendo 86,76% (26.980,70tCO2e) oriundas das emissões diretas, enquanto as indiretas representaram 13,24% (4.118,63tCO2e). A principal fonte de emissão foi o tratamento de esgoto. Como medidas mitigadoras para reduzir as emissões da empresa, foram sugeridas a utilização de combustíveis produzidos a partir de fontes renováveis e reflorestamento com árvores nativas. Bem como a utilização do biogás oriundo das estações de tratamento de esgoto. Além disso, foram identificadas oportunidades de melhoria para aperfeiçoamento do inventário elaborado e apontadas medidas para criação de um gerenciamento das emissões na empresa.


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  • Os inventários de emissões de Gases de efeito Estufa (GEE) são ferramentas estratégicas de gestão ambiental que estimam as emissões por fontes específicas em área geográfica e intervalo de tempo determinado. O desenvolvimento de um inventário é a primeira etapa na criação de programas voltados para melhora da qualidade do ar. Essa pesquisa teve como objetivo elaborar um inventário de GEE e propor um gerenciamento de suas emissões decorrentes das atividades da Companhia de Saneamento de Alagoas (Casal) na Unidade Capital, instalada no município de Maceió, Alagoas. A metodologia empregada envolveu análise da literatura para identificar o método mais apropriado para elaboração do inventário, a coleta de dados em diversas unidades da empresa, entrevista com gestores e contabilização dos GEE. A metodologia utilizada para estimativa foi a indicada pelo Programa Brasileiro GHG Protocol, complementada com as orientações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) para o caso do tratamento de esgotos. Os resultados do inventário de emissões de GEE indicam que no ano de 2018, a Casal, unidade Capital emitiu 31.099,33tCO2e, sendo 86,76% (26.980,70tCO2e) oriundas das emissões diretas, enquanto as indiretas representaram 13,24% (4.118,63tCO2e). A principal fonte de emissão foi o tratamento de esgoto. Como medidas mitigadoras para reduzir as emissões da empresa, foram sugeridas a utilização de combustíveis produzidos a partir de fontes renováveis e reflorestamento com árvores nativas. Bem como a utilização do biogás oriundo das estações de tratamento de esgoto. Além disso, foram identificadas oportunidades de melhoria para aperfeiçoamento do inventário elaborado e apontadas medidas para criação de um gerenciamento das emissões na empresa.

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  • DÊNIS JOSÉ SILVESTRE COSTA
  • POLÍTICA DE TARIFAS E GESTÃO PARA SERVIÇOS AUTÔNOMOS MUNICIPAIS DE ÁGUA E ESGOTO

  • Orientador : VALMIR DE ALBUQUERQUE PEDROSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JAILDO SANTOS PEREIRA
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • VALMIR DE ALBUQUERQUE PEDROSA
  • Data: 28/02/2020

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  • Os serviços de água e esgotos são, em sua maioria, prestados por concessionárias ou empresas públicas estaduais, cuja regulação e fiscalização são delegadas às agências reguladoras, o que retira do Município a competência de gerir uma parte essencial de sua infraestrutura. No entanto, a titularidade sobre o saneamento básico foi definida na Constituição Federal de 1988 como atribuição dos municípios, que podem inclusive optarem pela prestação indireta dos serviços por meio de autarquias denominadas Serviço Autônomos de Água e Esgoto (SAAE). O grande desafio dos municípios autônomos têm sido alcançar a sustentabilidade econômico-financeira por meio de preços acessíveis tendo em vista a grandiosidade das perdas na operação de redes e na gestão comercial dos serviços, provenientes da falta de planejamento e de questões políticas sobrejacentes que evidenciam carências que já não podem esperar por serem solucionadas. Os resultados são altos custos fixos e variáveis para manutenção dos serviços que limitam a capacidade de investimentos e impactam em preços mais elevados para os menores usuários, da categoria residencial e das primeiras faixas de consumo, que por sinal, são responsáveis por 96,43% do faturamento e por mais de 80% da arrecadação anual. O atual modelo tarifário brasileiro trai o prognóstico de garantir distribuição de renda, recuperação dos custos e incentivar o consumo consciente, mostrando inconveniência e regressividade, motivo pelo qual se justifica a reestruturação do setor, que proporcione a satisfação dos usuários e uma atuação estritamente técnico-profissional dos prestadores de serviços. A nova política mostra-se mais do que um estrutura de cobrança para municípios de pequeno porte, mas também um instrumento para gestão dos serviços, ao definir diretrizes para compliance e atendimento da Política Nacional de Saneamento Básico, que ainda não se cumpre na realidade do SAAE Cajueiro/AL.


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  • Os serviços de água e esgotos são, em sua maioria, prestados por concessionárias ou empresas públicas estaduais, cuja regulação e fiscalização são delegadas às agências reguladoras, o que retira do Município a competência de gerir uma parte essencial de sua infraestrutura. No entanto, a titularidade sobre o saneamento básico foi definida na Constituição Federal de 1988 como atribuição dos municípios, que podem inclusive optarem pela prestação indireta dos serviços por meio de autarquias denominadas Serviço Autônomos de Água e Esgoto (SAAE). O grande desafio dos municípios autônomos têm sido alcançar a sustentabilidade econômico-financeira por meio de preços acessíveis tendo em vista a grandiosidade das perdas na operação de redes e na gestão comercial dos serviços, provenientes da falta de planejamento e de questões políticas sobrejacentes que evidenciam carências que já não podem esperar por serem solucionadas. Os resultados são altos custos fixos e variáveis para manutenção dos serviços que limitam a capacidade de investimentos e impactam em preços mais elevados para os menores usuários, da categoria residencial e das primeiras faixas de consumo, que por sinal, são responsáveis por 96,43% do faturamento e por mais de 80% da arrecadação anual. O atual modelo tarifário brasileiro trai o prognóstico de garantir distribuição de renda, recuperação dos custos e incentivar o consumo consciente, mostrando inconveniência e regressividade, motivo pelo qual se justifica a reestruturação do setor, que proporcione a satisfação dos usuários e uma atuação estritamente técnico-profissional dos prestadores de serviços. A nova política mostra-se mais do que um estrutura de cobrança para municípios de pequeno porte, mas também um instrumento para gestão dos serviços, ao definir diretrizes para compliance e atendimento da Política Nacional de Saneamento Básico, que ainda não se cumpre na realidade do SAAE Cajueiro/AL.

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  • NELSON DE MELO COSTA NETO
  • Comparação do desempenho de remoção de algas com e sem lise celular, em estações de tratamento de água

  • Orientador : NELIA HENRIQUES CALLADO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DAYSY LIRA OLIVEIRA CAVALCANTI
  • ELIZABETH REGINA HALFELD DA COSTA
  • MARIA RAPHAELLA DOS SANTOS VASCONCELOS
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • Data: 31/03/2020

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  • A contaminação dos recursos hídricos e dos mananciais de abastecimento público oriunda das atividades humanas tem sido um fator de risco devido, inclusive, à floração de algas e cianobactérias, que produzem toxinas prejudiciais à saúde humana e ambiental. Para remoção de cianotoxinas de águas para abastecimento humano tem sido empregada tecnologias com e sem lise celular. No entanto trabalhos que estudem ambas tecnologias para águas naturais com baixas e elevadas concentrações de cianobacterias ainda são escassas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar o desempenho das duas tecnologias utilizadas na remoção destes organismos, com cloração para pré-oxidação promovendo a lise celular seguida por adsorção em CAP (carvão ativado em pó) para remoção de clorofila a e cianotoxinas, e a tecnologia de coagulação com sulfato de alumínio e o PAC (cloreto de polialumínio) para remoção de cianobacterias intectas, em dois tipos de água com a presença de cianobacterias abaixo de 20.000 cel/mL (água tipo 1) e acima de 150.000 cel/mL (agua tipo 2). Os resultados mostraram que para água tipo 1 a aplicação da tecnologia de remoção de cianobacterias com células intactas é mais viável, enquanto que para águas semelhante a do tipo 2, com elevadas concentrações de clorofila-a e algas os resultados sugerem a que a utilização de pré-oxidação com adsorção em CAP é a alternativa que promove maior remoção de cianobacterias e metabolidos.


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  • The contamination of water resources and public supply springs from human activities
    has been a risk factor due to the flowering of algae and cyanobacteria, which produce toxins
    harmful to human and environmental health. Technologies with and without cell lysis have been
    employed to remove cyanotoxins from water for human supply. However, studies of both
    technologies for natural waters with low and high cyanobacterial concentrations are still scarce.
    In this sense, this work aimed to analyze the performance of the two technologies used in the
    removal of these organisms, with chlorination for pre-oxidation promoting cell lysis followed
    by adsorption in PAC (activated carbon powder) for the removal of chlorophyll a and
    cyanotoxins, and the coagulation technology with aluminum sulfate and PAC (polyaluminium
    chloride) for the removal of whole cyanobacteria in two types of water with the presence of
    cyanobacteria below 20,000 cel/mL (water type 1) and above 150,000 cel/mL (water type 2).
    The results showed that for type 1 water the application of cyanobacteria removal technology
    with intact cells with aluminum sulfate is more feasible, while for type 2 water with high
    concentrations of chlorophyll-a and algae the results suggest that only the use of aluminum
    polychloride (PAC) is the alternative that promotes removal within the parameters of the
    legislation for cyanobacteria.

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  • DANIEL LUIS GOMES ARAUJO
  • SONDA ÓTICA DE BAIXO CUSTO PARA MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA: OTIMIZAÇÃO E VALIDAÇÃO

  • Orientador : CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS RUBERTO FRAGOSO JUNIOR
  • NELIA HENRIQUES CALLADO
  • CARLOS EDUARDO DE FARIAS SILVA
  • DAVID MANUEL LELINHO DA MOTTA MARQUES
  • Data: 08/04/2020

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  • O monitoramento da qualidade das águas é uma ferramenta muito utilizada no controle dos corpos hídricos e para avaliar os processos de tratamento de águas de abastecimento e residuárias. Por serem de rápida determinação, os parâmetros físicos cor e turbidez são muito úteis no monitoramento da qualidade da água. Outro parâmetro importante é a clorofila visto que este é uma forma indireta de avaliar a presença de algas em efluentes tratados e em corpos de água devido ao processo de eutrofização. Porém, os métodos laboratoriais para análise desses parâmetros têm pouca praticidade para uso em campo. O uso de sondas de campo capazes de monitorar esses parâmetros continuamente diminui os altos custos associados à coleta, transporte e tratamento laboratorial de amostras, além do tempo necessário para que os resultados sejam disponibilizados. Apesar de algumas sondas não terem a precisão dos equipamentos laboratoriais, ou até de outras soluções de análise de campo, a continuidade do monitoramento produz dados extremamente úteis para a avaliação de eventos transitórios ou que indiquem problemas que precisam de correção imediata. Assim, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma sonda óptica de baixo custo, visando facilitar o monitoramento da qualidade da água, por meio de análises de cor, turbidez e clorofila-a, com a validação de seu uso em um corpo de água natural e numa estação de tratamento de efluente por lagoas de estabilização. Os resultados mostram que o equipamento desenvolvido tem a capacidade de realizar o monitoramento ambiental das características propostas na estação de tratamento de efluentes, desde que este seja devidamente calibrado e sejam respeitadas suas faixas de medição. Os resultados, porém, foram inconclusivos na aplicação do equipamento no ambiente natural, pois, devido à complexidade das características óticas do ecossistema utilizado como modelo.


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  • The monitoring of water quality is a tool widely used in the control of water bodies and to
    evaluate the treatment processes of supply and wastewater. Because they are of fast
    determination, the physical parameters color and turbidity are very useful in monitoring water
    quality. Another important parameter is chlorophyll since this is an indirect way to evaluate the
    presence of algae in treated effluents and water bodies due to the eutrophication process.
    However, laboratory methods for analysis of these parameters have little practicality for field
    use. The use of field probes capable of continuously monitoring these parameters decreases the
    high costs associated with collecting, transporting and treating samples in the laboratory, as
    well as the time required for results to be available. Although some probes do not have the
    accuracy of laboratory equipment, or even other field analysis solutions, the continuity of
    monitoring produces extremely useful data for the evaluation of transient events or indicating
    problems that need immediate correction. Thus, this work aimed to develop a low-cost optical
    probe to facilitate the monitoring of water quality through analysis of color, turbidity and
    chlorophyll-a, with the validation of its use in a natural water body and in an effluent treatment
    plant by stabilization ponds. The results show that the equipment developed has the capacity to
    perform the environmental monitoring of the characteristics proposed in the effluent treatment
    station, provided that it is properly calibrated and its measuring ranges are respected. The
    results, however, were inconclusive in the application of the equipment in the natural
    environment, due to the complexity of the optical characteristics of the ecosystem used as a
    model.

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