Doutorado em Engenharia Civil
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Navegando Doutorado em Engenharia Civil por Autor "Azevedo, Rogério Cabral de"
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Item Metodologia para determinação de regimes ecológicos de vazões em rios tropicais(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-12-15) Léo, Verônica Bernardes de Souza; Santos, Hersília de Andrade e; Coelho, Lineker Max Goulart; http://lattes.cnpq.br/8891697482850065; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/9562141519885929; Santos, Hersília de Andrade e; Coelho, Lineker Max Goulart; Capel, Francisco Martínez; Melo, Marília Carvalho de; Azevedo, Rogério Cabral de; Mattos, Tailan MorettiA má gestão dos recursos hídricos aliada ao crescimento pela demanda de água e às mudanças climáticas são fatores impactantes no regime de vazões de rios, interferindo diretamente na biodiversidade dos ecossistemas aquáticos e dificultando o desenvolvimento das atividades econômicas locais. Neste contexto, estudos sobre vazão ecológica (magnitude da vazão) têm sido desenvolvidos em todo o mundo desde os anos 1970 e nos últimos anos, esta abordagem evoluiu para a determinação de um regime ecológico (hidrograma ambiental) com todas suas componentes. Existem mais de 200 metodologias relacionadas ao tema no mundo, sendo que, no Brasil, a legislação determina aplicação dos métodos mais simples (com abordagem hidrológica) para concessão de outorga de água. Recentes estudos no Brasil aplicam métodos mais complexos de determinação de vazão ecológica e até de regime ecológico, porém estes não propõem abordagem adaptativa que considere as particularidades de baixa disponibilidade de dados ecológicos em comparação à ampla biodiversidade das áreas tropicais e de escassez de recursos financeiros de países normalmente localizados nestas áreas. Assim, este trabalho buscou responder as seguintes perguntas de pesquisa: (1) Quais os principais métodos e estudos de vazão ecológica/hidrograma ambiental aplicados em regiões tropicais com baixa disponibilidade de dados ecológicos em comparação à biodiversidade local e com escassez de recursos financeiros? (2) A partir de quando iniciaram estes estudos e quais são as principais considerações destes estudos em relação à aplicação da metodologia por órgãos gestores de recursos hídricos? (3) Quais os principais índices alterados do regime de vazões de um trecho de rio sem presença de barramentos? (4) Existe correlação dos índices de alteração hidrológica do regime de vazões do rio escolhido para o estudo com parâmetros indicativos de mudanças climáticas e de alteração antrópica? (5) Quais espécies de peixes teriam a disponibilidade de habitat físico mais impactada por ações antrópicas e/ou climáticas sobre o regime de vazões? (6) Quais as implicações na disponibilidade de habitats nos cenários relacionados a ações antrópicas e/ou climáticas sobre o regime de vazões num rio? (7) Qual o método multicritério mais adequado para determinação de um hidrograma ambiental em regiões tropicais que considere critérios ecológicos, econômicos e sociais e que apresente praticidade de aplicação por órgãos reguladores do uso d’água? Para o desenvolvimento do trabalho, realizou-se uma pesquisa bibliográfica sistemática sobre o tema e foi escolhido um trecho do rio Preto, afluente do rio Paraíba do Sul, onde foram cumpridas as seguintes etapas: (1) caracterização da área de estudo, (2) coleta de informações em campo, (3) aplicação dos métodos de abordagem do alcance da variabilidade (em inglês RVA) e de correlação linear entre variáveis climáticas e antrópicas com o regime de vazões, (4) modelagem hidrodinâmica do trecho com aplicação da simulação de habitat das principais espécies neotropicais de peixes (em inglês PHABSIM) e (5) desenvolvimento e aplicação de nova metodologia para regimes ecológicos de vazões. Como resultados, o regime de vazões na área estudada apresentou IHA com elevada alteração em quatro componentes do rio (magnitude, frequência, duração e taxa de variação) ao longo do tempo. Ao relacionar as modificações encontradas no regime de vazões com métricas antrópicas e climáticas, mostrou-se forte correlação, no período mais atual, das vazões locais com alterações no comportamento do Oceano Atlântico (alteração climática) e com alterações na quantidade de bovinos existentes na região (alteração antrópica). Estes resultados implicaram na diminuição em aproximadamente 40% da descarga superficial devido aos efeitos da pecuária e 10% devido às mudanças climáticas globais. Ao serem simuladas, a partir do método PHABSIM, estas alterações na vazão para as curvas de aptidão desenvolvidas das 6 espécies locais encontradas com maior abundância indicaram que as espécies Brycon opalinus e Astyanax intermedius requerem maior atenção em cenários de maior comprometimento da quantidade de água em função de atividades antrópicas e mudanças climáticas. As vazões mínimas estabelecidas por legislação brasileira geram área de habitat físico disponível bastante diferente entre si, principalmente quando considerados diferentes cenários de impacto antrópico e climático. De posse dessas variáveis relacionadas ao regime ambiental de vazões, foi então desenvolvida a metodologia ARVE e ao aplicar a mesma chegou-se a resultados consistentes que indicam que o modelo multicritério proposto responde corretamente aos critérios ambientais, econômicos e sociais propostos, podendo ser utilizado por gestores da água para simular cenários já existentes ou até mesmo futuros. De forma geral, conclui-se que o regime de vazões em rios tropicais é altamente alterado pela atividade humana e intensificado pelas mudanças climáticas, podendo essas alterações ser simuladas para verificar e gerir melhor o regime hídrico. Sugere-se para pesquisas futuras considerar outras variáveis antrópicas (econômicas e sociais) e climáticas que impactam na dinâmica dos rios. A proposição do novo método para determinação do regime ecológico auxilia políticas públicas voltadas à gestão hídrica em áreas tropicais com baixa disponibilidade financeira e escassez dados ecológicos.Item Metodologia para mapeamento da suscetibilidade aos deslizamentos de taludes utilizando-se dados de acesso livre(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-11-29) Porto, Danielle Stefane Gualberto Fernandes; Azevedo, Rogério Cabral de; Villar, Lúcio Flávio de Sousa; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/2928814377495687; Azevedo, Rogério Cabral de; Villar, Lúcio Flávio de Sousa; Santos, Hersília de Andrade e; Parizzi, Maria Giovana; Simões, Gustavo FerreiraO crescimento acentuado dos centros urbanos requer significativo investimento em infraestrutura. No Brasil, boa parte das cidades de pequeno e médio porte não recebe financiamento suficiente em áreas básicas, como saneamento, drenagem e pavimentação. A ineficiência na prestação desses serviços públicos essenciais, combinadas com a construção irregular de habitações familiares de baixa renda em locais de riscos geológico-geotécnicos, favorecem a ocorrência de deslizamentos de taludes, principalmente nos períodos chuvosos. O poder público tem buscado propor políticas públicas, em parceria com a Defesa Civil, visando minimizar eventos de movimentos de massa e seus respectivos danos. Essa pesquisa propõe uma metodologia simples e eficaz para análise da suscetibilidade aos deslizamentos em municípios de pequeno e médio porte, utilizando-se plataforma SIG e dados de acesso livre. Para o desenvolvimento do trabalho, foram escolhidos os municípios de Ouro Preto, Mariana e Ouro Branco, todos pertencentes ao Quadrilátero Ferrífero, no estado de Minas Gerais. Para operacionalizar a proposta, o método multicritério de apoio a decisão AHP foi adotado, sendo possível, portanto, avaliar a relevância de cada critério escolhido, utilizando-se a opinião de especialistas. Para realização da álgebra de mapas, os fatores condicionantes desencadeadores dos deslizamentos de encostas utilizados e seus graus de importância relativos obtidos, foram: geologia (5,7%), geomorfologia (3,6%), pedologia (3%), declividade (37,8%), uso e ocupação do solo (9%), pluviosidade (33,2%) e direção das vertentes (7,7%). Na sequência, uma análise paramétrica de sensibilidade das notas atribuídas foi realizada, obtendo-se uma razão de consistência (RC) de 8,8% (satisfatório segundo a metodologia - RC<10%). Finalmente, o zoneamento realizado foi validado por meio de um inventário de cicatrizes de deslizamentos mapeado pelo Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM) e fotointerpretação, cuja acurácia para Ouro Preto, Mariana e Ouro Branco foi de, respectivamente, 97%, 46% e 100%. Para a análise de conformidade da metodologia proposta, admitiu-se como apropriado o somatório da frequência das ocorrências para as classes de suscetibilidade média, alta e muito alta. Finalmente, os mapas gerados foram comparados com produtos cartográficos oficiais da União, desenvolvidos e disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e SGB/CPRM. O produto desta pesquisa mostra-se como informação gratuita importante e objetiva para subsidiar a Defesa Civil no direcionamento de suas atividades, bem como auxiliar o gestor público na priorização de regiões que demandem de investimentos de infraestrutura, contribuindo, dessa forma, com o bem-estar da sociedade, em consonância com o Marco de Sendai e os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 da ONU.Item Rastreio de perdas de água em adutoras por meio da eletrorresistividade(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-10-15) Caetano, Tathiana Rodrigues; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/3955267292593890; Santos, Hersília de Andrade e; Van Dam, Remke Leander; Azevedo, Rogério Cabral de; Martinez, Carlos Barreira; Elis, Vagner RobertoO Brasil vem sofrendo com a escassez de água apesar de ser detentor de uma porcentagem considerável da água doce disponível no mundo. Para solucionar este problema, diversas medidas são estudadas, incluindo formas de melhoria dos sistemas de abastecimento de água. Estes sistemas são passíveis de perdas por vazamentos, e estas existem em todos os países do mundo. Na Dinamarca a perda de água é cerca de 7%, no Reino Unido, 20%, na África do Sul, 35%, na Itália e em Portugal, 36%, e no Brasil a perda de água é de aproximadamente 39% do total da água tratada no país. O foco do presente estudo foi analisar como os métodos geofísicos, em especial a eletrorresistividade (ERT), podem auxiliar a identificar vazamentos, ajudando a mitigar problemas relacionados a perda de água em adutoras. A ERT é um método geofísico que mede a resistividade elétrica do meio percorrido por uma corrente elétrica. Para isto, o equipamento conta com eletrodos que emitem a corrente elétrica e que permitem a medição do potencial elétrico (DV). A presente proposta realizou a aplicação de técnica de ERT em dois formatos: (1) a primeira em condições tradicionalmente utilizadas para identificar problemas na subsuperfície, ou seja, com eletrodos no solo próximo a tubulação com vazamento (tradicional) e (2) a segunda, em condições normalmente não aplicadas para este tipo de problema, com os eletrodos de corrente colocados dentro da tubulação (novo). Para tanto foram realizadas análises em campo e laboratório, bem como um estudo de revisão sistemática da literatura. Este trabalho sustentou como hipótese principal que a condução da corrente elétrica na água, dentro da tubulação, fornece um campo elétrico mais direcionado ao local do vazamento, o que tornará o segundo método mais preciso que o primeiro. Assim, foram perguntas de pesquisa dessa tese: (1) Os problemas relacionados a vazamentos em tubulações de água tratada internacionalmente são os mesmos que ocorrem no Brasil? (2) Quais são as técnicas de rastreamento de vazamentos aplicados internacionalmente e no Brasil? (3) Existe alguma relação entre os problemas de vazamento em tubulações de água tratada e o funcionamento hidráulico das mesmas bem como seus materiais de construção? (4) Qual a acurácia da ERT na identificação de vazamentos de adutoras de água? (5) A acurácia alcançada é comparável com outras técnicas geofísicas que podem ser aplicadas à vazamento em tubulações? (6) A aplicação do ERT no novo formato fornecer melhor acurácia que formato usual em situações laboratoriais em tubos preenchidos com carga hídrica estática? Como principais respostas tem-se que: (1) Existem diferentes questões relacionadas a vazamentos em diferentes partes do mundo, principalmente considerando formas funcionamento de tubulações; (2) As técnicas mais aplicadas para detecção de vazamentos são acústicas; (3) Existem relações entre as técnicas de detecção de vazamentos, materiais das tubulações e funcionamento hidráulico dos sistemas; (4) A acurácia dos resultados depende de fatores ambientais (umidade do solo e granulometria) e da duração associada a cada vazamento. No estudo em campo, foram identificadas zonas de vazamento com larguras de 6 a 15 m e profundidades de até 2,5 m; (5) As acurácias obtidas foram comparáveis a técnicas de GPR; (6) O cenário novo forneceu resultados mais precisos em laboratório na ordem de 70% dos valores medianos na determinação dos vazamentos. Acredita-se que a pesquisa aqui apresentada irá contribuir significativamente para o desenvolvimento de metodologias avançadas de detecção de vazamentos, proporcionando ferramentas mais eficazes e sustentáveis para enfrentar os desafios contemporâneos na gestão de redes de distribuição de água.