Dissertações em Engenharia Civil (Mestrado) - PPGEC/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2304

O Mestrado Acadêmico foi aprovado pela CAPES em 1999 e inicou-se em 2001 pertente ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Adsorção de lixiviado em carvão de caroço de açaí (Euterpe Olerácea)
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-23) LESSA, Luana Cristina Pedreira; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; ALMEIDA, Hélio da Silva; http://lattes.cnpq.br/0071472719215354
Neste estudo investigou-se a adsorção de lixiviado em papel de filtro com adsorvente em pó (carvão de açaí e lama vermelha) e a adsorção de lixiviado previamente filtrado e posteriormente adsorvido em coluna de adsorção com leito fixo granular (carvão de açaí). O carvão utilizado é de origem vegetal gerado via processo de craqueamento termo-catalítico de caroço de açaí (Euterpe Olerácea), impregnado com hidróxido de sódio 2 mol.L-1 (NaOH). Os caroços de açaí foram coletados de estabelecimentos comerciais localizados no bairro do Guamá no município de Belém-PA. O lixiviado foi coletado no Central de Processamento e Tratamento de Resíduos Urbanos – CPTR em períodos considerando a sazonalidade da região. Obteve-se que para a caracterização físico-química do lixiviado bruto a sazonalidade interfere nas concentrações do lixiviado. Os valores médios da relação de DBO5/DQO indicam que o lixiviado possui elementos recalcitrantes e com característica de baixa biodegradabilidade. Com o emprego da lama vermelha nos ensaios preliminares de adsorção concluiu-se que é um passivo ambiental a ser considerado para tratamento de lixiviado por adsorção, uma vez que reduziu a concentração de sólidos totais. Nos ensaios preliminares de adsorção realizados em batelada em série e nos ensaios de adsorção em coluna também em série ocorreram a lixiviação de carvão de açaí no efluente a ser adsorvido, aumentando assim a concentração de sólidos totais no efluente final. Após ensaios de adsorção em coluna de adsorção houve aumento nos valores de pH, alcalinidade e sólidos totais, entretanto, ocorreu a redução das concentrações de DQO e cloreto. Os gráficos de carta de controle, para a variação da concentração de DQO ao longo do tempo, mostraram que os processos de adsorção se mantiveram sob o controle segundo o método. A adsorção à massa de 1000 g de lixiviado filtrado apresentou o melhor percentual de eficiência de remoção para DQO, com 75%. O modelo de isoterma de adsorção que foi melhor ajustado aos dados experimentais após linearização foi o modelo de Freundlich, com R2 de 0,9985. Entretanto, por esse modelo a isoterma de adsorção foi considerada como desfavorável, ou seja, a altas concentrações de soluto o carvão não realiza adsorção favorável. Os resultados obtidos denotam viabilidade técnica de tratamento de lixiviado mediante o emprego do carvão de açaí impregnado com NaOH a 2 mol.L-1 e lama vermelha bruta.
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Análise comparativa de modelos digitais de terreno (MDT) como apoio no dimensionamento de projetos de saneamento
(Universidade Federal do Pará, 2018-08-21) MESQUITA, Daniel Alvino; DUARTE, André Augusto Azevedo. Montenegro; http://lattes.cnpq.br/1135221873341973; FERNANDES, Lindemberg Lima; http://lattes.cnpq.br/4641468846318922
No Brasil, quando trata-se de informações sobre característica do relevo terrestre, principalmente nas regiões Norte e Nordeste, depara-se com carência de dados planialtimétricos, algo que indiretamente dificulta a gestão e o planejamento das cidades, em relação à concepção e elaboração de projetos de saneamento. Desta forma, há possibilidade de estudar métodos e técnicas que reduzam o custo-benefício, destacando a aplicação de Modelos Digitais de Terreno (MDT) para melhor representação da superfície terrestre. Este trabalho tem como objetivo principal a comparação de MDTs elaborados a partir de diferentes técnicas, bem como avaliar as implicações desses no projeto de abastecimento de água e na delimitação de bacia hidrográfica e drenagem. Adotou-se a sede municipal de Ipixuna do Pará - Pá como área de estudos e aplicou-se duas técnicas para obtenção de dados altimétricos, a saber: através de imagens SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) e por levantamento topográfico com Estação Total. Aplicou-se o método kriging de interpolação para geração das curvas de nível, visando subsidiar a geração de MDT. Apesar da boa correlação obtida entre os dois MDTs gerados. Os índices de correlação de Pearson de 0,85, índice de concordância de 0,97 e o índice de desempenho de 0,82 indicaram que há uma ótima correlação entre os dados altimétricos possibilitando a utilização de imagem SRTM em projetos de engenharia. No entanto, 72,5 % dos pontos apresentaram cotas obtidas por imagem SRTM superiores aos dados altimétricos da Estação Total, com diferença entre as fontes de 2,06 metros, identificando que em virtude da resolução espacial da SRTM há uma discordância na delimitação das bacias hidrográficas para áreas menores de1,73 km².
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Análise da disponibilidade hídrica da região hidrográfica do Tapajós como ferramenta de suporte à decisão para a outorga de recursos hídricos
(Universidade Federal do Pará, 2018-12-12) ROCHA, Gabrielle Souto da; FERNANDES, Lindemberg Lima; http://lattes.cnpq.br/4641468846318922
Este trabalho apresenta uma análise da disponibilidade hídrica na região hidrográfica Tapajós, localizada no estado do Pará. Para a análise da disponibilidade foram trabalhados dados das séries históricas de 5 estações fluviométricas da região hidrográfica Tapajós, considerando um período de 20 anos (1987-2007), assim como informações das outorgas e dispensas de outorga concedidas aos usuários de recursos hídricos da região. Após a análise das séries fluviométricas foram obtidas as curvas de permanência com o programa Siscah 1.0 para determinação das vazões de referência Q90 e Q95. Também se utilizou o programa para realizar os cálculos estatísticos para a obtenção da Q7,10 para cada estação fluviométrica. Para a determinação das sub-bacias e área de drenagem, para obtenção das vazões remanescentes, foi utilizado o método de Otto Pfafstetter, com detalhamento até o nível 4. Observando os resultados apresentados, verificou-se que para as vazões de referência Q90 e Q95 para uma vazão máxima de 70%, para cada método, a vazão remanescente nas subbacias não configuram um cenário de escassez ou estresse hídrico, enquanto que a Q7,10 apresentou um cenário de criticidade para os usos outorgáveis. Em relação aos usos concedidos na região hidrográfica Tapajós, verificou-se que os municípios com maior número de processos outorgados são Itaituba e Jacareacanga, e o maior número de dispensas de outorga está distribuído entre os municípios de Itaituba e Rurópolis. Identificou-se que o uso dos recursos hídricos para a região hidrográfica Tapajós, com base nas finalidades de outorgas e dispensas de outorga solicitadas, é para o atendimento de obras de terraplanagem, compactação e umectação de vias na região. Tais usos estão diretamente ligados à expansão da região através de obras como portos, centrais hidrelétricas e abertura de novas vias para aumento do fluxo de escoamento de produtos agropecuários.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da tendência de precipitação e vazão na bacia hidrográfica do Rio Amazonas
(Universidade Federal do Pará, 2022-02-24) DIAS, Luanna Costa; FERNANDES, Lindemberg Lima; http://lattes.cnpq.br/4641468846318922
Estudar as tendências de precipitação e vazão é importante para compreender a variabilidade hidrológica e para determinar o que têm influenciado nos aumentos ou decaimentos das mesmas. O presente estudo analisa as tendências das séries anuais, espaço-temporais, de precipitação (totais anuais de precipitação e precipitação máxima anual) e vazão (médias, máximas e mínimas) na Bacia Hidrográfica do Rio Amazonas através de testes não paramétricos de Mann-Kendall e Sen’s Slope para cinco períodos distintos (1975-2014, 1980-2014, 1985-2014, 1995- 2014 e 2000-2014). Os resultados apontam que as séries de vazões médias estão aumentando na Bacia Amazônica para todos os períodos analisados. Nas sub-bacias da margem direita do rio Amazonas, Tapajós e Madeira, o período mais recente (2000- 2014) registra as maiores tendências de aumento da vazão média anual a partir de 1998 e que atingem os maiores valores já observados. Nas séries de vazão máxima, a estação de Óbidos teve taxa de aumento crescente nos cinco períodos analisados para eventos extremos de cheia, que afeta diretamente a população que reside nestas áreas. Tendências de decaimento da vazão média foram encontradas em seis estações das sub-bacias do Tapajós e Madeira. Quanto a precipitação, há tendências significativas de aumento e decaimento distribuídas em várias regiões distintas da bacia. As estações com maiores tendências positivas de precipitação tiveram aumento significativo a partir de 1997 atingindo os maiores picos em 2013. A comparação da magnitude das tendências pelo teste de Sen’s Slope mostra que há comportamento de aumento das taxas de vazão em toda bacia amazônica e quanto a precipitação há áreas de aumento e decaimento, ou seja, a precipitação não é a única variável que influencia nas vazões da bacia hidrográfica do Rio Amazonas.
Desconhecido
Análise de viabilidade técnica da conservação de água no cilo produtivo de indústria de refrigerante
(Universidade Federal do Pará, 2019-06-07) CUNHA, Bruno José Costa da; TEIXEIRA, Luiza Carla Girard Mendes; http://lattes.cnpq.br/9773700229115395
Este trabalho teve como objetivo desenvolver protocolo de engenharia contendo procedimentos técnicos necessários para otimizar o consumo de água em indústrias de bebidas, mediante a avaliação do potencial de conservação da água, determinação de indicadores de desempenho ambiental e econômico, bem como a proposição de cenários de uso água. A fim de explorar as oportunidades de conservação de água, foi realizado um balanço hídrico com a ajuda de métodos de medição de vazão. As análises do uso da água foram efetuadas para determinar as áreas e processos onde existe um potencial significativo de economia de água. Com base nas avaliações, investigações, práticas de reciclagem e reutilização foi observado que o setor produtivo da fábrica de refrigerantes, principalmente a etapa de envase, têm potencial para a redução do consumo de água. Os cenários propostos podem proporcionar ao empreendimento uma redução do consumo específico de água de 2,53 para 1,92 m³água/m³refrigerantes, reduzindo a captação de água subterrâneas da empresa em 24,1%. Assim, levando-se em conta a produção média de refrigerantes, a economia diária de água pode ser de até 81,4m³, enquanto a geração específica de efluentes da empresa pode ser reduzida em 36,7m³/d, equivalente a 24,1% de redução. Além disso, os custos de operação da ETE e ETA podem ser abatidos em R$ 39.272,83 por ano, o que representa uma economia de 24,5%. Desta forma, este estudo provou que a reutilização de água pode ser implementada com sucesso na indústria de refrigerantes como uma abordagem sustentável de gerenciamento de água industrial, pois o protocolo de engenharia estabelecido neste trabalho se mostrou adequado para o levantamento de informações necessários para o controle e otimização do uso d’água.
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Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP): identificação das dificuldades docentes para a utilização do método no curso de Engenharia Civil.
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-28) SILVA, Sidnei Silva e; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179; NEVES, Renato Martins das; http://lattes.cnpq.br/6538317425557058
A formação essencialmente técnica dos professores engenheiros traz consigo uma dificuldade em mediar de forma didática o processo de construção de conhecimentos, o que pode influenciar negativamente na formação do estudante. Para minimizar esses efeitos, utiliza-se a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) como uma alternativa. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo apresentar as dificuldades identificadas na percepção do docente para a utilização do método no curso de engenharia civil por meio da construção de uma proposta de implementação em duas disciplinas numa universidade pública na cidade de Marabá. A pesquisa é caracterizada como pesquisa ação e foi desenvolvida em onze ciclos propostos nas disciplinas. Esses problemas foram construídos com base nos conteúdos propostos para essas disciplinas e visita técnica realizada em instituição de ensino que utiliza a ABP como base curricular. Além disso, utilizou-se observações de estudos semelhantes desenvolvidos sobre a utilização do método ABP. Os resultados demonstram a viabilidade da utilização do método, especialmente pela boa aceitação tanto do professor quanto dos alunos envolvidos na pesquisa, e bom rendimento dos alunos ao fim de cada disciplina, no entanto, observou-se algumas dificuldades, entre elas destacam-se elementos culturais, o currículo, a falta de algumas competências docentes como fatores que podem dificultar a utilização da ABP seja por parte do aluno ou do próprio docente. A partir desses resultados pode-se concluir que, o estudos demonstra a viabilidade da utilização do método, no entanto, importantes elementos presentes no processo educacional precisariam ser aperfeiçoados para que o ABP pudesse ser plenamente utilizada dentro da instituição, dessa forma, pesquisas que trabalhem elementos como a formação de professores, ou questões relacionadas a currículo poderiam contribuir no desenvolvimento do tema abordado nesse estudo.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação a suscetibilidade de deslizamento de terra na bacia hidrográfica do Rio Trombetas via lógica fuzzy
(Universidade Federal do Pará, 2018-04-03) VIEIRA, Artur Sales de Abreu; PESSOA, Francisco Carlos Lira; http://lattes.cnpq.br/8031687016215046
Os escorregamentos de terra são definidos como rápidos movimentos de massa, que apresentam um plano de ruptura bem definido causando anualmente grandes danos sociais e econômicos no mundo inteiro. Os fenômenos de instabilização de massa são condicionados por muitos fatores, como o clima, a litologia e as estruturas das rochas, pedologia, a morfologia, a ação antrópica e outros. As ações de prevenção como o efetivo sistema de alerta e o estabelecimento de áreas suscetíveis a esses processos são importantes, pois podem minimizar as perdas e danos por esses desastres. Nesse sentido, o objetivo desta pesquisa foi elaborar um mapeamento de suscetibilidade de deslizamento de terra para a bacia hidrográfica do Rio Trombetas por meio da lógica fuzzy, uma vez que a área de estudo é de grande interesse econômico, principalmente ao que se refere a exploração mineral. Foi utilizado um software de ambiente em Sistema de Informação Geográfica (SIG) e o MATLAB em Sistema de Inferência Fuzzy (FIS) do tipo Mamdani para o desenvolvimento de um modelo qualitativo na previsão de suscetibilidade e limiares críticos de cenários de alerta a escorregamentos de terra. Foram incluídos 7 (sete) parâmetros de entrada no modelo caracterizando as condições topográficas, pedológica e ambiental. Os resultados mostraram que na bacia do Rio Trombetas existem áreas classificadas com: muito baixa (14,11%), baixa (47,23%), moderada (35,08%), alta (0,20%) e muito alta (3,39%) suscetibilidade de escorregamento de terra.
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Avaliação da presença de antiflamatórios não esteroides no sistema de abastecimento de água Bolonha Belém/PA
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-12) RIBEIRO, Caroline Mascarenhas; TEIXEIRA, Luiza Carla Girard Mendes; http://lattes.cnpq.br/9773700229115395; https://orcid.org/0000-0002-0204-6825
O presente estudo teve por objetivo investigar a ocorrência de Anti-inflamatórios não esteroides - AINEs no complexo Bolonha, Belém-Pa, a partir de amostras de água coletadas no Reservatório Bolonha (água bruta) e após as unidades de filtração e desinfecção da ETA Bolonha, além de verificar possíveis relações entre os AINEs do estudo e os parâmetros de qualidade da água. A determinação dos AINEs foi feita com base no método de extração em fase sólida, na GC-MS (Cromatografia Gasosa acoplada a espectometria de massas) para a identificação dos compostos Ibuprofeno (IBU) e Paracetamol (PAR), e LCMS/MS (Cromatografia Líquida acoplada a espectometria de massas sequencial) para obtenção do Naproxeno (NAP) e Diclofenaco (DFC). Os resultados obtidos indicaram a presença dos quatros fármacos PAR, IBU, NAP e DFC no complexo Bolonha. No ponto AB, os três primeiros fármacos, respectivamente, apresentaram média anual de 3,7 ng/L, 9,1 ng/L e 351,8 ng/L. No ponto AF, os mesmos fármacos obtiveram, na mesma ordem, média anual de concentração 14 ng/L, 231,2 ng/L e 1932,2 ng/L. Já no ponto AT, apenas o IBU e DFC foram detectados, com médias anuais de 0,9 e 35,9 ng/L, respectivamente. Verificou-se que a principal etapa responsável pela eliminação dos fármacos foi a cloração, principalmente no período chuvoso, equivalente à eficiência de remoção anual de 100% nos casos do PAR e NAP, e 94%, referente ao IBU. Nas correlações, não foi identificada forte relação entre os fármacos detectados nos pontos de água bruta (AB), filtrada (AF) e tratada (AT). No Ponto AB, destaca-se aproximação do NAP com as variáveis cor pH, cor aparente, ferro total, turbidez e E-coli. No ponto AF, o mesmo fármaco apresentou correlação com a cor aparente no período chuvoso, entretanto no período seco não apresentou fortes correlações com nenhumas das variáveis analisadas. No ponto AT, o DFC destacou-se com a aproximação das variáveis pH, turbidez e alcalinidade. De modo geral, a avaliação da presença de AINEs mostrou-se importante para a melhor compreensão sobre a temática dos microcontaminantes na Amazônia e além disso, confirmou a hipótese da presença de AINEs em diferentes pontos da ETA Bolonha, a qual pode estar relacionada com o lançamento de esgotos sem tratamento da população vizinha.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da qualidade de água do sistema de aproveitamento de água da chuva instalado no Campus de Belém da Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2017-09-18) PACHECO, Paulo Rodrigo da Costa; TEIXEIRA, Luiza Carla Girard Mendes; http://lattes.cnpq.br/9773700229115395
Este trabalho teve como objetivo principal analisar a qualidade de água de chuva em uma unidade experimental de captação e tratamento de água de chuva (UETAC) com ênfase no tratamento por filtração em dois diferentes meios filtrantes: areia mais carvão ativado de caroço de açaí (misto) e carvão ativado de caroço de açaí. A pesquisa foi desenvolvida em três etapas: 1) montagem dos dois filtros e caracterização dos meios filtrantes; 2) monitoramento da qualidade de água de chuva na UETAC, considerando as variáveis cor aparente, turbidez, condutividade elétrica, pH, alcalinidade total, coliformes totais e E.coli, e a investigação da presença de microrganismos no reservatório; 3) avaliação dos custos envolvidos na implantação do sistema, considerando as duas alternativas de filtração. A areia apresentou diâmetro efetivo de 0,62mm, coeficiente de uniformidade de 1,42 e massa específica de 2.632 kg/m3. O carvão ativado teve diâmetro efetivo de 6,9mm, coeficiente de uniformidade de 0,73, umidade de 2,10% e densidade aparente de 0,358 g/cm3. O filtro de carvão ativado apresentou vazão de 0,35 m³/h, sendo superior ao filtro misto (0,20 m³/h), assim como a taxa de filtração foi maior (34,26 m³/m2.dia) e a do filtro misto de 19,19 m³/m2.dia. O telhado contribuiu na degradação da qualidade de água de chuva, aumentando os valores de cor aparente, turbidez, condutividade elétrica e alcalinidade total em relação a água atmosférica, o que já era esperado; a autolimpeza não apresentou desempenho favorável, já que houve aumento no valor das variáveis cor aparente, turbidez, coliformes totais e E. Coli em comparação com a água coletada após o telhado; o reservatório foi a unidade do sistema que melhor contribuiu para a melhoria da qualidade de água da chuva, onde houve a diminuição de valores das variáveis cor aparente, turbidez e condutividade elétrica em relação a água após a autolimpeza; o filtro misto e o filtro de carvão ativado não tiveram desempenho favorável, já que interferiram negativamente na qualidade de água vinda do reservatório para todas as variáveis analisadas. O filtro misto alcançou resultados melhores do que o filtro de carvão ativado. O filtro misto também foi a melhor alternativa no sistema considerando o custo de implantação. Na preservação foram encontrados cerca de 7 microrganismos diferentes, entre eles: zooplânctons, frústulas de algas e esporos de fungos. A UETAC não produziu água de chuva para fins potáveis, pois houve presença de microrganismos patogênicos, além de ter valores de variáveis acima do limite da portaria 2914 (BRASIL, 2011), havendo a necessidade de desinfecção no final do processo de tratamento.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da utilização de comporta em eventos extremos de precipitação pluviométrica e de maré no canal de drenagem da Tamandaré
(Universidade Federal do Pará, 2019-04-24) NYLANDER, João Diego Alvarez; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
Simulação hidrodinâmica do impacto de eventos de inundação em canal de drenagem urbana ocasionados por coincidência de precipitações pluviométricas e oscilações de maré. A área de estudo foi a bacia de drenagem da Tamandaré, localizada na região central do município de Belém/PA. A pesquisa foi desenvolvida em três etapas. Inicialmente, foram investigadas as principais informações relacionadas ao manejo de águas pluviais na bacia estudada, sendo obtidos dados de topografia, hidrológicos e do sistema de drenagem. Em seguida, no software Storm Water Management Model 5.0 foram realizadas 14 simulações de cenários de escoamento na estrutura de macrodrenagem, considerando: a) precipitação pluviométrica, com duração de 1,5 h, 3 h, 6 h e 12 h; b) maré, condição de maré alta e baixa; e c) precipitação pluviométrica com efeitos de maré. Finalmente, foram realizadas novas simulações com a utilização de comporta nos cenários que apresentaram inundações. Com a pesquisa foi constatado que a área de contribuição da bacia da Tamandaré é menor do que a apresentada em fontes oficiais, bem como que ocorrem precipitações pluviométricas intensas, grande elevação do nível de maré e inundações de vias. Com os resultados das simulações foi verificado que a capacidade do canal da Tamandaré é suficiente para escoar, isoladamente, os volumes precipitados e os volumes de maré baixa. Contudo, quando a maré alta é acima de 3,39 m ocorre inundação, situação agravada na coincidência com precipitação pluviométrica. O cenário com maior magnitude de inundação ocorreu durante precipitação pluviométrica de 6 h e maré alta atingindo 3,44 m, gerando nível de água de até 1,07 m acima do solo nas vias próximas ao canal da Tamandaré. Apesar da utilização de comporta ter amenizado essa condição, também foram verificados eventos de inundações, com a pior situação ocorrendo durante precipitação pluviométrica de 12 h e maré alta, formando nível de água de até 0,69 m sobre o terreno. Assim, a aplicação de comporta deve ser complementada por outros dispositivos técnicos de contenção e/ou de bombeamento do volume excedente de água pluvial, para evitar a ocorrência de inundações na coincidência de eventos intensos de precipitação pluviométrica e de maré alta nesse canal de drenagem da área urbana densamente ocupada do município de Belém.

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