Uma Metodologia de Estudo de Simulação Tridimensional de Escoamento Turbulento Estratificado no Reservatório de Plantas Hidrelétricas.

Uma simulação numérica que leva em conta os efeitos de estratificação e mistura escalar (como a temperatura, salinidade ou substância solúvel em água) é necessária para estudar e prever os impactos ambientais que um reservatório de usina hidrelétrica pode produzir. Este trabalho sugere uma metodologia para o estudo de escoamentos ambientais, principalmente aqueles em que o conhecimento da interação entre a estratificação e mistura pode dar noções importantes dos fenômenos que ocorrem. Por esta razão, ferramentas de simulação numérica 3D de escoamento ambiental são desenvolvidas. Um gerador de malha de tetraedros do reservatório e o modelo de turbulência algébrico baseado no número de Richardson são as principais ferramentas desenvolvidas. A principal dificuldade na geração de uma malha de tetraedros de um reservatório é a distribuição não uniforme dos pontos relacionada com a relação desproporcional entre as escalas horizontais e verticais do reservatório. Neste tipo de distribuição de pontos, o algoritmo convencional de geração de malha de tetraedros pode tornar-se instável. Por esta razão, um gerador de malha não estruturada de tetraedros é desenvolvido e a metodologia utilizada para obter elementos conformes é descrita. A geração de malha superficial de triângulos utilizando a triangulação Delaunay e a construção do tetraedros a partir da malha triangular são os principais passos para o gerador de malha. A simulação hidrodinâmica com o modelo de turbulência fornece uma ferramenta útil e computacionalmente viável para fins de engenharia. Além disso, o modelo de turbulência baseado no número de Richardson leva em conta os efeitos da interação entre turbulência e estratificação. O modelo algébrico é o mais simples entre os diversos modelos de turbulência. Mas, fornece resultados realistas com o ajuste de uma pequena quantidade de parâmetros. São incorporados os modelos de viscosidade/difusividade turbulenta para escoamento estratificado. Na aproximação das equações médias de Reynolds e transporte de escalar é utilizando o Método dos Elementos Finitos. Os termos convectivos são aproximados utilizando o método semi-Lagrangeano, e a aproximação espacial é baseada no método de Galerkin. Os resultados computacionais são comparados com os resultados disponíveis na literatura. E, finalmente, a simulação de escoamento em um braço de reservatório é apresentada.

Previsão de vazão em tempo real no rio Uruguai com base na previsão meteorológica

A operação de reservatórios para geração de energia, ou controle de cheias é definida em função dos volumes afluentes que são resultantes das chuvas que ocorrem sobre a bacia. Devido à aleatoriedade e às próprias incertezas envolvidas na ocorrência das precipitações e vazões; a produção de energia, a segurança das barragens e o controle das cheias à montante e jusante ficam comprometidas. Para que as incertezas sejam reduzidas é necessário o aprimoramento das previsões de vazões de afluência em tempo real. A previsão em tempo real pode se realizada com base na vazão de postos de montante e jusante, na precipitação observada e, ou, na precipitação prevista. A previsão de precipitação é necessária para aumentar a antecipação da previsão e melhoria de resultados para tempos futuros além do tempo de concentração da bacia. Esta pesquisa tem como objetivo a avaliação do ganho da previsão de vazão com uso integrado de previsão de precipitação através de uso de um modelo meteorológico regional (meso-escala) com um modelo hidrológico distribuído. Os resultados do modelo meteorológico regional foram fornecidos pelo Laboratório de Planejamento Energético (LabPlan) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), onde está sendo utilizado, de forma operacio nal, o Modelo Numérico Regional ARPS (Advanced Regional Prediction System). O modelo hidrológico de transformação chuva-vazão utilizado é um modelo distribuído com discretização em módulos para grandes bacias - MGB (Modelo de Grandes Bacias). O estudo de caso foi realizado na bacia do rio Uruguai até a Usina Hidrelétrica de Machadinho, cuja área de drenagem é de, aproximadamente, 32.000 km2. Diversos cenários de previsão foram simulados. Para o período de 2001 e 2002 foi feita a análise das previsões de eventos isolados, segundo a disponibilidade de dados de previsão meteorológica. Para o período de 2003, durante 6 meses, foi feita a análise das previsões contínuas. Para este período, através de algumas estatísticas, avaliou-se o ganho hidrológico obtido, em termos de vazão prevista com utilização do modelo hidrológico chuva -vazão considerando chuva futura zero e considerando a previsão da chuva com modelo meteorológico regional. Para o período de 2001 a 2003 avaliou-se, também, a importância da rede de pluviógrafos para previsão em tempo real. Formas de atualização simples das variáveis de estado foram testadas e mostraram significativa melhora das previsões. Os resultados da previsão por eventos mostraram ganhos significativos na previsão de vazão quando a previsão de chuva foi incorporada. Já no período de previsão contínua o mesmo não foi observado, porém este período foi bastante seco com poucos eventos de cheia prejudicando a análise do uso das previsões de chuva no modelo hidrológico para previsão. A análise da importância da rede de pluviógrafos destacou a região sul da bacia como a região mais importante em termos de geração de escoamento rápido ao reservatório de Machadinho. Além disso, uma análise simplificada mostrou que uma rede de pluviógrafos distribuídos na bacia, segundo as recomendações da Organização Meteorológica Mundial (OMM), poderia reduzir em aproximadamente 25% o erro padrão nas previsões de vazão com 12 horas de antecedências em Machadinho.

Influência de parâmetros físicos no dimensionamento de chaminés de equilíbrio simples de usinas hidrelétricas

Tendo em vista que as chaminés de equilíbrio são estruturas importantes na proteção dos circuitos hidráulicos das usinas hidrelétricas contra os fenômenos transientes que ocorrem rotineiramente durante sua operação, realizou-se uma investigação sobre a influência dos parâmetros físicos no desempenho e conseqüentemente no dimensionamento de chaminés de equilíbrio simples localizadas a jusante das turbinas, caso aplicado a Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa. Os parâmetros estudados foram: área da chaminé, comprimento e área do túnel de fuga, perda de carga, vazão, nível no canal de fuga e tempo de manobra. Foram coletados dados na Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa e em uma estrutura laboratorial existente no LAHE, ambas pertencentes a FURNAS Centrais Elétricas S.A, referentes a situações de regimes permanentes (operação normal) e de regimes transientes. Estes dados foram utilizados na determinação da perda de carga linear nos túneis e das características das oscilações em suas chaminés de equilíbrio. Para o estudo da perda de carga linear em túneis, também foram feitas medições, em regime permanente, na Usina Hidrelétrica de Salto Forqueta – CERTEL - Cooperativa de Eletrificação Teutônia, e utilizados os dados da Usina Hidrelétrica Bugres fornecidos pela CEEE – Companhia Estadual de Energia Elétrica –RS. Com estes dados foram estabelecidas relações entre o coeficiente de atrito e o número de Reynolds para cada estrutura e realizada a sua comparação com valores teóricos Verificou-se, através da comparação com dados experimentais que os quatro modelos numéricos disponíveis estavam aptos à aplicação na seqüência da pesquisa, porém, elegeu-se o modelo CHAMINE-IPH devido a sua maior versatilidade e simplicidade de uso. Com a análise dos resultados das simulações numéricas realizadas foi possível a identificação da influência dos parâmetros físicos no comportamento do nível d’água em chaminés de equilíbrio simples durante regimes transientes. Constatou-se que para a reprodução numérica de fenômenos transitórios em chaminés de equilíbrio a jusante das turbinas, é fundamental a consideração da oscilação do nível no canal de fuga e dos coeficientes de perda de carga adequados.

Investigação de concretos afetados pela reação álcali-agregado e caracterização avançada do gel exsudado

A crescente preocupação com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanços na tecnologia do concreto, porém existem muitas questões ligadas aos processos de deterioração ainda a serem esclarecidas. Entre os vários processos que afetam a durabilidade do concreto, encontra-se a reação álcali-agregado (RAA), um fenômeno bastante complexo, mas que foi descoberto há muitos anos, porém responsável por ter afetado mais de 140 barragens no mundo. Ainda não se dispõe de uma maneira totalmente eficiente e econômica de combater a reação, uma vez instalada no concreto. A presente pesquisa aborda, do ponto de vista científico e tecnológico, o tema RAA. A investigação se deu em três etapas. Na primeira, o objetivo principal foi estudar aproximadamente cem testemunhos de concreto, provenientes de uma estrutura de usina hidrelétrica já afetada pela RAA, e verificar o reflexo desta patologia nas suas propriedades como a resistência à compressão, à tração, módulo de elasticidade, velocidade de pulsos ultra-sônicos e permeabilidade. Em conjunto, foram realizados ensaios para avaliar expansões residuais e investigações microscópicas com o objetivo de verificar os agentes causadores da reação. Na segunda etapa, o agregado quartzito, proveniente da região da usina hidrelétrica avaliada, foi estudado, desde análises microscópicas, ensaios de expansão em argamassas e concretos até a determinação das propriedades de concretos confeccionados em laboratório. As propriedades avaliadas foram as mesmas dos testemunhos. Nas duas primeiras etapas realizadas, o papel do lítio também foi abordado com o objetivo de verificar a sua eficiência no combate a RAA Por fim, na terceira etapa, foi realizado um amplo estudo do gel exsudado coletado na superfície do concreto da estrutura deteriorada pela RAA. O estudo envolveu desde a sua simples caracterização através da determinação de suas propriedades até uma caracterização avançada fazendo-se o emprego de técnicas como a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia de ressonância nuclear magnética. Nesta etapa, o lítio também foi abordado com o objetivo de se verificar o seu efeito no gel exsudado. Os resultados com os testemunhos de concreto indicam que houve reflexos negativos em algumas propriedades devido a RAA, destacando o módulo de elasticidade. Verificou-se ainda a existência de expansões residuais nos testemunhos de concreto extraídos quando expostos a determinadas condições ambientais. Nos ensaios de expansão com os testemunhos, o lítio se mostrou capaz de reduzir em parte as expansões residuais nos testemunhos de concreto estudados. Adicionalmente, o agregado quartzito provou ser bastante reativo, chegando a expansões de 0,24% nas argamassas pelo método acelerado e 0,09% nos prismas de concreto, nas idades de 16 e 365 dias, respectivamente. Entre as propriedades estudadas nos concretos moldados, e atacados em laboratório, verificou-se também que o módulo de elasticidade foi a propriedade mais afetada no tempo. Ainda o lítio nesta etapa também mostrou algum efeito positivo nas expansões. No estudo do gel exsudado, foi possível caracterizá-lo como um silicato de potássio hidratado com grande potencialidade para expandir. A partir principalmente da ressonância nuclear magnética, verificou-se que o potássio faz parte da estrutura do gel enquanto que o sódio se apresenta combinado na forma de trona, um produto cristalizado que se encontra segregado na rede do silicato de potássio amorfo. O lítio em contato com o gel se mostrou capaz de afetar a sua estrutura através das alterações observadas por ressonância nas ligações do silício.

Discursos de desenvolvimento no Supremo Federal : a participação indígena na autorização parlamentar para o aproveitamento hidrelétrico Belo Monte

Nesta pesquisa estudamos o caso Belo Monte – entendido como a disputa judicial sobre o Aproveitamento Hidrelétrico Belo Monte, travada no Supremo Tribunal Federal –, para saber se existe uma relação entre os discursos de desenvolvimento mobilizados pelas partes litigantes e pelo STF e a interpretação dada por esses atores para o parágrafo 3º do artigo 231 da Constituição Federal de 1988. Partimos da seguinte hipótese: interpretações que restringem os direitos de participação política dos povos e comunidades indígenas e que impõem poucas condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União são acompanhadas por discursos preocupados com o desenvolvimento econômico; interpretações que reconhecem amplo direito de participação política para povos e comunidades indígenas e que impõem maiores condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União não são acompanhados por discursos de desenvolvimento. Confirmando parcialmente nossa hipótese, chegamos à seguinte conclusão: em primeiro lugar, parece existir uma tendência para que, quando mobilizados discursos de desenvolvimento, a interpretação dada ao parágrafo 3º do artigo 231 da Constituição Federal imponha menos condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União e reduza, ou desconsidere, os direitos de participação política dos povos e comunidades indígenas; por outro lado, alguns discursos de desenvolvimento foram mobilizados num sentido aposto, e serviram tanto para afirmar os direitos políticos de povos e comunidades indígenas, quanto para impor mais condições para o exercício da discricionariedade dos Poderes da União.

Prevalence and histopathology of Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) in Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836 from Volta Grande Reservoir, MG, Brazil

O presente trabalho estudou a prevalência e a histopatologia de Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) em curimbatá, Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836. Dezoito peixes com comprimento total médio de 46,7 + 1,1 cm e peso médio de 1.674,8 + 75,6 g foram coletados com rede, bimestralmente, de dezembro de 1995 a dezembro de 1996 na usina hidrelétrica do Reservatório de Volta Grande (Cemig), Minas Gerais, Brasil. Dos peixes analisados, 15 estavam infectados com acantocéfalos no intestino (prevalência de 83,3%). A maior intensidade média ocorreu em agosto de 1996, com 66,5 (16 a 208) parasitos. A análise histopatológica revelou completa descamação do epitélio intestinal com severa hiperplasia e hipertrofia das células caliciformes. Observou-se, ainda, forte reação inflamatória na submucosa, deslocamento de feixes, associado a edemas, bem como infiltração mononuclear e eosinofílica.

Eficiência de fluridone no controle de plantas aquáticas submersas e efeitos sobre algumas características ambientais

O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência do herbicida fluridone no controle de plantas aquáticas submersas (Egeria densa, Egeria najas e Ceratophyllum demersum), assim como seus efeitos sobre algumas características ambientais. A pesquisa foi conduzida no reservatório da Usina Hidrelétrica Eng. Souza Dias (Jupiá), região noroeste do Estado de São Paulo, em uma reentrância denominada lagoa Vírgula. A lagoa foi dividida em nove faixas e seis delas receberam uma aplicação inicial de fluridone para se obter uma concentração de 20 ppb. As aplicações subseqüentes foram dimensionadas para recompor esta concentração. Para o estudo do carreamento do herbicida pelo fluxo de água, foi efetuado o monitoramento das suas concentrações nas nove faixas da lagoa (com e sem aplicação) e em áreas a jusante e a montante. Foram analisados os efeitos do fluridone sobre características ambientais como: turbidez, temperatura da água, condutividade elétrica, concentração de oxigênio, pH e resíduos de fluridone. A eficácia do controle foi avaliada visualmente (pelos sintomas de fitointoxicação nas três espécies estudadas) e pela amostragem de biomassa. Observou-se que o fluridone controlou de forma satisfatória E. najas e E. densa. Quando cessou o efeito do fluridone, aconteceu a reinfestação de E. densa e E. najas. Não houve controle de C. demersum. O fluridone não produziu efeitos adversos sobre as características de qualidade ambiental estudadas.

Espaço e subjetividade: estudo com ribeirinhos

Nesta pesquisa, investigamos as transformações vividas por uma comunidade afetada pela construção de uma usina hidrelétrica no rio Paraná. Utilizando procedimentos da etnografia, realizamos várias visitas à comunidade, reassentada numa vila planejada e construída para substituir a antiga vila que foi submersa. Estabelecemos contatos com os moradores mais antigos e produzimos, com eles, diálogos entabulados em situações diversas, como em visitas às próprias casas e rodas de conversa ocorridas nas calçadas. Nas falas dos ribeirinhos, a mudança do espaço é sentida como algo negativo, em todos os planos da vida. Ressentem-se da perda do rio, da pesca farta, da caça realizada nas matas, das terras férteis cultivadas nas barrancas, da socialidade e de toda produção de subjetividade que mantinham naquele lugar marcado pela proximidade com o rio e suas águas.

O direito ambiental na sala de aula: significados de uma prática educativa no ensino médio

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeitos na atividade microbiana e fertilidade em cultivo de barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Adubação química e orgânica na recuperação da fertilidade de subsolo degradado e na micorrização do Stryphnodendron polyphyllum

Com a construção da usina hidrelétrica de Ilha Solteira no final da década de 1960, algumas áreas foram desmatadas, servindo como área de empréstimo. Os solos dessas áreas foram retirados e estas adquiriram características físicas, químicas e biológicas distantes das ideais. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos da aplicação da adubação química e orgânica na fertilidade do subsolo degradado e micorrização de Stryphnodendron polyphyllum (barbatimão). A área localiza-se na fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE) da UNESP/Ilha Solteira, em Selvíria - MS. Com delineamento de blocos ao acaso, em parcelas de 250 m² (10 x 25 m), foram avaliados 10 tratamentos: testemunha; calagem; adubação N + P; calagem + N + P; N + P + aguapé; N + P + bagaço de cana; N + P + aguapé + bagaço de cana; calagem + N + P + aguapé; calagem + N + P + bagaço de cana; e calagem + N + P + bagaço de cana + aguapé. Avaliaram-se as características químicas do solo e o crescimento do barbatimão em cinco períodos (junho, agosto, novembro e dezembro de 2005 e março de 2006), e a micorrização, em março de 2006. Observou-se que o subsolo continuou apresentando caráter ácido e pobreza em nutrientes após um ano de avaliação. O crescimento da planta aumentou ao longo do período, com os maiores valores para os tratamentos que receberam calagem, adubação e resíduos orgânicos, especialmente o aguapé. A colonização micorrízica foi influenciada positivamente pela presença de resíduos orgânicos, e o número de esporos, pelos tratamentos com presença de aguapé.

Recuperação de área degradada por construção de hidroelétrica com adubação verde e corretivo

As áreas de empréstimo em hidrelétricas são as áreas remanescentes da construção da fundação da barragem e podem ser consideradas áreas degradadas, pois delas foram retirados os horizontes superficiais do solo. Este trabalho teve como objetivo estudar a recuperação de um Latossolo Vermelho distrófico, degradado por construção civil (Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira-SP), por meio de adubação verde e aplicação de calagem e gessagem. Os tratamentos constituíram-se de: testemunha (solo mobilizado e vegetação espontânea); mucuna-preta e guandu até 1994. Depois foram substituídos por feijão-de-porco; calcário + mucuna-preta; calcário + guandu até 1994. Nova substituição foi feita por feijão-de-porco; calcário + gesso + mucuna-preta e calcário + gesso + guandu até 1994. Outra substituição foi feita por feijão-de-porco. Esses tratamentos foram estabelecidos em blocos casualizados com quatro repetições: após quatro anos com os adubos verdes, um ano com milho, um ano com aveia-preta e dois anos com braquiária. Foram avaliados: pH, teores de Ca2+, Mg2+, P, K, capacidade de troca catiônica, saturação por bases e teor de matéria orgânica. Os tratamentos adotados estão recuperando os atributos químicos do solo degradado, e a mucuna-preta apresentou os melhores resultados, quando comparada ao guandu e feijão-de-porco. Os efeitos da recuperação dos atributos químicos do solo alcançaram a profundidade de 0,0-0,2 m. As técnicas adotadas para recuperação desses atributos químicos (adubação verde, calagem e gessagem) no primeiro ano atingiram a profundidade do solo de 0,0-0,1 m e, somente após cinco anos, de 0,0-0,2 m.

Densidade do solo e infiltração de água como indicadores da qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico em recuperação

A necessidade cada vez maior de alimentos, espaço e condições para sobrevivência faz com que as interferências antrópicas no ambiente sejam cada vez maiores. Solos intensivamente cultivados e de forma inadequada são degradados, assim como a construção de obras civis no meio rural sem atender à legislação pertinente tudo isso tem ocasionado problemas ao meio. Várias técnicas têm sido utilizadas para recuperar esses solos, sendo a principal delas a adição de MO. Contudo, informações sobre tempo para recuperação do solo, influência dos tipos de material orgânico e indicadores das alterações ainda são escassas. Este trabalho objetivou avaliar a recuperação das propriedades de um Latossolo Vermelho distrófico, de onde foi retirado material usado na terraplanagem e nas fundações da usina hidrelétrica de Ilha Solteira-SP, utilizando-se como indicadores de qualidade física a densidade do solo e a taxa de infiltração de água. A pesquisa foi feita em uma área onde se retirou uma camada de solo de 8,60 m. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com cinco repetições e cinco tratamentos: testemunha (solo exposto sem técnicas de recuperação); espécie arbórea gonçalo-alves (Astronium fraxinifolium Schott); gonçalo-alves + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis); gonçalo-alves + nabo forrageiro (Raphanus sativus); e gonçalo-alves + gramínea (Brachiaria decumbens) + lodo de esgoto (60 Mg ha-1). A densidade do solo foi avaliada antes e 356 dias após a implantação dos tratamentos, e a infiltração de água no solo foi determinada 188 dias depois da instalação dos tratamentos. Concluiu-se que ocorrem melhorias na qualidade do solo quando efetuado o seu preparo e a adição de lodo de esgoto e adubos verdes. A densidade do solo e a infiltração de água do solo são bons indicadores na avaliação dessas melhorias. As diferentes fontes de MO adicionadas ao solo e a ação do preparo deste interagem de maneira semelhante na recuperação da sua qualidade, porém a combinação lodo de esgoto mais braquiária proporciona maior altura de planta da espécie gonçalo-alves.

Recovery of soil physical properties by green manure, liming, gypsum and pasture and spontaneous native species

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Preliminary data on the feeding habits of the freshwater stingrays Potamotrygon falkneri and Potamotrygon motoro (Potamotrygonidae) from the Upper Paraná River basin, Brazil

As raias da família Potamotrygonidae representam um grupo singular da ictiofauna Neotropical. Apesar de serem antigos os relatos sobre o grupo, ainda são muitas as questões que permanecem sem resposta, sobretudo no que diz respeito à biologia das espécies que ocorrem na Bacia do Paraná-Paraguai. No presente trabalho foi analisada a dieta de Potamotrygon falkneri e Potamotrygon motoro, capturadas no Alto Rio Paraná, a jusante da Usina Hidrelétrica Engenheiro Souza Dias (UHE Jupiá). As duas espécies de raias apresentaram dieta diversificada, ingerindo 14 itens, entre moluscos, crustáceos, insetos e peixes, porém com predominância de insetos aquáticos em diversidade e abundância. Somente um indivíduo de cada espécie ingeriu peixe. Potamotrygon motoro consumiu principalmente Ephemeroptera, enquanto P. falkneri, principalmente Mollusca, Hemiptera e Trichoptera. Os dados aparentemente indicam uma dieta mais especializada de P. motoro, com maior consumo de Ephemeroptera (Baetidae), e uma dieta mais generalizada de P. falkneri. A análise dos indivíduos capturados em três micro-hábitats, que diferem quanto ao tipo de substrato e presença de vegetação marginal, sugere diferenças nos tipos de alimentos consumidos.