O aproveitamento da energia solar para produção de água quente sanitária (AQS) reveste-se, por numerosas razões, de importância crescente. Objetivo deste trabalho consiste em avaliar o contributo da energia solar na produção de água quente sanitária. Para este estudo foram elaborados modelos de sistema convencional de AQS e sistema solar de AQS através do programa de simulação TRNSYS 18. Os desempenhos dos sistemas modelados foram analisados usando como caso de estudo uma casa de uma família típica de 5 pessoas em Maputo, Moçambique. As simulações numéricas dos desempenhos anuais foram realizadas com base nos dados meteorológicos do referido local considerando um ano meteorológico típico. Os sistemas foram projetados para atender a demanda de 200 litros de AQS diário a temperatura de 60 º C. O sistema convencional (Aquecedor elétrico com tanque de armazenamento), que serviu como caso base, é constituído por um tanque de armazenamento de 200 litros com uma resistência de 2,5 kW. O sistema solar modelado é o sistema de circulação forçada, constituído por coletores de placa plana com área de 3,5 m2 e tanque de armazenamento de 200 litros dotado de um sistema auxiliar elétrico para atender a demanda de AQS na ausência da radiação solar. O modelo do sistema solar foi otimizado tendo os seus resultados comparados com resultados do sistema convencional. O consumo de energia elétrica e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) do sistema convencional, foram comparados com os de sistema solar. O payback que resultaria na implementação do sistema solar foi determinado a partir da análise financeira. Os resultados mostraram que os sistemas solares contribuem significativamente na redução dos consumos de energia elétrica e nas emissões de GEE em relação aos sistemas convencionais. A utilização do sistema solar resultou na redução de 80% de consumos de energia elétrica, e emissões de CO2 em relação ao sistema convencional. O payback foi estimado em 6,8 anos. O sistema solar otimizado reduziu o consumo de energia elétrica e emissões de CO2 em 86%. | The use of solar energy for the production of domestic hot water (DHW) is, for many reasons, of increasing importance. The objective of this work is to evaluate the contribution of solar energy in the production of domestic hot water. For this study, models of conventional DHW system and solar DHW system were developed using the TRNSYS 18 simulation program. The performances of the modelled systems were analysed using a typical family house of 5 people in Maputo, Mozambique as a case study. The numerical simulations of the annual performances were performed based on the meteorological data of that place considering a typical meteorological year. The systems were designed to meet the demand for 200 litres of daily DHW at a temperature of 60 º C. The conventional system (Electric heater with storage tank), which served as a base case, consists of a 200 litres storage tank with a resistance of 2.5 kW. The modelled solar system is the forced circulation system, consisting of flat plate collectors with an area of 3.5 m2 and a 200 litres storage tank equipped with an electrical auxiliary system to meet the demand in the absence of solar radiation. The solar system model was optimized, and its results were compared with results of the conventional system. Electricity consumption and greenhouse gas (GHG) emissions from the conventional system were compared with those from the solar system. The payback that would result in the implementation of the solar system was determined from the financial analysis. The results showed that solar systems contribute significantly to reducing electricity consumption and GHG emissions compared to conventional systems. The use of the solar system resulted in a reduction of 80% in electricity consumption, and CO2 emissions in relation to the conventional system. The payback was estimated at 6,8 years. The optimized solar system reduced electricity consumption and CO2 emissions by 86%. | Mestrado em Sistemas Energéticos Sustentáveis

Dissertação de mest., Aquacultura, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2003 | Neste trabalho avaliou-se a influência de uma piscicultura marinha de gaiolas na qualidade da água da zona envolvente através da monitorização e modelação do sistema com o modelo Mohid. Determinaram-se vários parâmetros ambientais em cinco estações na zona da piscicultura e numa estação de referência. Neste estudo, apesar de se observar para a maioria dos parâmetros valores na zona da piscicultura significativamente diferentes dos observados na referência, estes valores não se revelam preocupantes uma vez que não são substancialmente diferentes dos considerados típicos de zonas costeiras, encontrando-se abaixo dos valores estipulados e aconselhados por várias organizações. Através da análise de componentes principais verificou-se que 38 % da variância dos resultados pode ser explicada pelo consumo de nutrientes pelo fitoplâncton, 34 % pela presença de diatomáceas e 16 % resultante da decomposição da matéria orgânica. Dos parâmetros determinados, verificou-se que os compostos azotados, em especial a amónia registaram valores mais elevados à superfície enquanto os fosfatos e os sólidos em suspensão registaram valores mais elevados no fundo. A aplicação do índice de eutrofização de nutrientes proposto por KARYDIS et al. (1983), para águas marinhas costeiras, permitiu classificar as estações da zona da piscicultura e a referência como oligotróficas ou mesotróficas. Este facto permite confirmar que a actividade da piscicultura neste local não causa um impacto negativo muito significativo, o que pode ficar a dever-se à dispersão e diluição dos resíduos gerados pela piscicultura, associadas ao hidrodinamismo do local. Este forte efeito de diluição, dispersão e hidrodinamismo foi também confirmado pela aplicação do modelo Mohid.

A identificação das necessidades de rega do milho, uma das principais culturas regadas em Portugal Continental, constitui uma medida de preparação para enfrentar as secas e a escassez de água. Definiram-se várias estratégias de rega com o objectivo de redução da procura de água de rega com impactos aceitáveis na produção. O modelo de balanço hídrico e de simulação de calendários de rega SIMDualKc, anteriormente calibrado e validado para a cultura do milho em Portugal, foi utilizado para simular as necessidades de água para condições de seca severa e extrema. Este estudo foi realizado para milho regado por aspersão e aplicado a várias localidades: Vila Real, Bragança e Miranda do Douro no Norte, Coimbra e Viseu no Centro, e Beja, Évora e Elvas no Sul. As alternativas de rega foram avaliadas tendo em consideração a poupança de água de rega e o impacto nas produções; para inferir a viabilidade económica da rega deficitária foram determinados indicadores da produtividade física e económica da água recorrendo a dados sobre o valor da produção e desempenho de sistemas. Os resultados mostram que as estratégias de rega deficitárias poderão ser viáveis quando os défices hídricos forem muito baixos. Como alternativa poder-se-á optar pela satisfação das necessidades totais da cultura mas diminuindo a área cultivada.

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão da Água | A implementação da Directiva-Quadro da Água, como nova estratégia de planeamento e gestão de recursos hídricos, baseia-se numa abordagem ecológica, e possui, como objectivo primordial, o alcance do bom estado para as massas de água dos Estados-Membros da União Europeia. O bom estado para as massas de água artificiais ou fortemente modificadas, compreende o bom potencial ecológico e o bom estado químico. A classificação do potencial ecológico resulta da combinação de vários elementos de qualidade, nomeadamente, elementos de qualidade biológicos, físico-químicos e hidromorfológicos. Para a definição do bom potencial ecológico verificam-se, essencialmente, duas abordagens: a Abordagem Convencional, baseada nos elementos de qualidade biológicos, e a Abordagem de Praga, que assenta em medidas de mitigação. A escolha destas ou de outras metodologias está à consideração de cada Estado-Membro, consoante a melhor aplicação que elas revelem em cada circunstância pontual. As duas abordagens, individualmente ou em conjunto, foram testadas por alguns Estados-Membros, tendo-se verificado uma frequente aplicação de modelos e de expert judgment. O alcance do bom potencial ecológico é um objectivo comum para todos os Estados – Membros. Por conseguinte, a uniformização de metodologias e processos inerentes à definição do potencial ecológico é fundamental, no sentido de todos os países atingirem um objectivo comparável entre todos e alcançável por todos.

Abstract A surface water quality model was implemented as a first approach to mathematical modeling processes as an input for the integrated management of the middle basin of the Virilla River. The study was conducted in a 20 km-section covering from San Miguel de Santo Domingo to San Antonio de Belén, which is fed by the Tibás River as the main tributary and some discharges of wastewater resulting from various productive activities. The study used a quantitative approach and a MOHID Land model, as well as experimental and historical data of the variables needed for modeling. The model implemented is a numerical program that simulates the dynamics between water-soil and solute transport processes. For purposes of this study, two quality indicators, dissolved oxygen and biochemical oxygen demand, was the concentration modeled. The results obtained in the modeling presented a good adjustment in contrast to the data used for model validation; the error percentages obtained are rated as very good, good, and satisfactory, which can generally be described as an applicable model. Despite this, a more robust calibration needs to be developed along with a sensitivity analysis. There should be a greater dissemination of the use of this tool for the integrated management of water resources in the country. This study serves as a basis for the future modeling of other physicochemical parameters of water bodies, as well as its application in other similar rivers. | Resumo Foi realizada a implementação de um modelo de qualidade das águas superficiais, por meio do qual se buscava fazer uma abordagem inicial nos processos de modelação matemática como insumo para a gestão integrada da bacia média do rio Virilla. O estudo foi realizado especificamente em uma seção de 20 km que começa em San Miguel de Santo Domingo e termina em San Antonio de Belén, cujo principal afluente é o rio Tibás e a inclusão de algumas descargas de efluentes provenientes de várias atividades produtivas. A abordagem utilizada foi quantitativa, utilizando o modelo MOHID Land com a aplicação de dados experimentais e históricos das variáveis ​​necessárias para a modelação. O modelo implementado é um programa numérico, capaz de simular a dinâmica existente entre água-solo e os processos de transporte de solutos; nesse caso, optou-se por modelar a concentração de dois indicadores de qualidade: o oxigênio dissolvido e a demanda bioquímica de oxigênio. Os resultados obtidos na modelação apresentaram um bom ajuste em contraste com os dados utilizados para a validação do modelo, e as porcentagens de erro obtidas são classificadas como muito boas, boas e satisfatórias, que, de modo geral, podem ser descritas como um modelo aplicável. Apesar disso, é necessário desenvolver uma calibração mais robusta acompanhada de uma análise de sensibilidade. É importante, em nível nacional, haver uma maior disseminação do uso dessa ferramenta para a gestão integrada dos recursos hídricos, e que este estudo sirva de base para a futura modelação de outros parâmetros físico-químicos do corpo d'água, bem como sua aplicação em outros rios semelhantes. | Resumen Se realizó la implementación de un modelo de calidad del agua superficial, a través del cual se procuraba hacer un primer acercamiento a los procesos de modelado matemático como insumo para la gestión integrada de la cuenca media del río Virilla. El estudio se desarrolló específicamente en un tramo de 20 km que inicia en San Miguel de Santo Domingo y finaliza en San Antonio de Belén, se tiene como principal afluente el río Tibás y la inclusión de algunas descargas de aguas residuales provenientes de diversas actividades productivas. El enfoque que se utilizó fue cuantitativo, mediante el modelo MOHID Land con la aplicación de datos experimentales e históricos de las variables necesarias para el modelado. El modelo implementado es un programa numérico capaz de simular la dinámica existente entre agua-suelo y los procesos de transporte de solutos; en este caso, se eligió modelar la concentración de dos indicadores de calidad: el oxígeno disuelto y la demanda bioquímica de oxígeno. Los resultados obtenidos en la modelación presentaron un buen ajuste en contraste con los datos utilizados para la validación del modelo, los porcentajes de error obtenidos son calificados como muy buenos, buenos y satisfactorios, lo que en general se puede describir como un modelo aplicable. A pesar de esto, es necesario el desarrollo de una calibración más robusta que a su vez se acompañe de un análisis de sensibilidad. Es importante que en el nivel país exista una mayor diseminación del uso de esta herramienta para la gestión integrada del recurso hídrico, este estudio sirve como base para la futura modelación de otros parámetros fisicoquímicos del cuerpo de agua, así como la aplicación del mismo en otros ríos similares.

Localizada na parte sul da costa da Galiza, a ria de Arousa, tem um interesse particular devido à sua importante indústria de exploração de marisco, especialmente culturas de bivalves. O crescimento, qualidade e mortalidade destes bivalves não só são afetados por possíveis incidentes de poluição, mas também por episódios de grande run-off, que podem produzir decréscimos sazonais significativos de salinidade. Neste contexto, a presente dissertação pretende contribuir para uma melhor compreensão de como as plumas de água doce provenientes dos rios vão influenciar os gradientes de salinidade e temperatura no estuário da ria de Arousa. O objetivo é proceder a uma melhoria da previsão hidrodinâmica do modelo operacional oceanográfico desta ria, que é executado diariamente pela MeteoGalicia. Para atingir esse objectivo executaram-se simulações numéricas para diferentes cenários de forçamento. Foram escolhidos dois períodos com diferentes condições meteorológicas: um período de inverno, coincidindo com chuvas fortes e um período de verão, coincidindo com a ausência de precipitação. Foi aplicado o modelo hidrodinâmico MOHID (Hydrodynamic Model) para simular os processos físicos da ria de Arousa, utilizando a metodologia de modelos encaixados. O forçamento para a superfície foi imposto através do modelo atmosférico WRF (Weather Regional Forecast), que fornece as variáveis meteorológicas necessárias. Para fronteira terra, uma ferramenta hidrológica foi implementada, o modelo SWAT (Soil water Assessment Tool), este providencia as descargas de água doce para os principais rios da região. É feita neste trabalho uma descrição da implementação deste sistema, assim como a caracterização da área de estudo. Os resultados do modelo foram comparados com medidas provenientes de bóias oceanográficas e perfis de CTDs (Conductivity-Temperature-Depth instrument) em diferentes localizações.

Dissertação mest., Oceanografia, Universidade do Algarve, 2008 | Os processos actuantes sobre as arribas rochosas são variados, incluindo processos continentais, marinhos e intrínsecos ao próprio substrato rochoso. Por exemplo, a vulnerabilidade das rochas ao ataque directo das ondas, é directamente proporcional ao seu grau de alteração e inversamente proporcional à sua dureza. Por sua vez, a intensidade do ataque às arribas rochosas pelas ondas depende de características das ondas, batimetria, topografia das praias e plataformas de abrasão, orientação da linha de costa, existência de sobreelevação do nível do mar e amplitude das marés (Emery e Kuhn, 1982; Sunamura, 1983, 1992). O sector costeiro de arribas rochosas do Algarve central (Galé a Olhos de Água), proposto para estudo, expõe principalmente a Formação Carbonatada de Lagos- Portimão do Miocénico (Pais, 1982). Constitui excepção o sector entre as praias de S. Rafael e da Baleeira, onde as arribas litorais expõem margas do Cretácico e calcários do Jurássico (Marques, 1997; Albardeiro, 2004; Moura et al., 2006). Perceber a interacção entre todos os processos actuantes sobre as arribas rochosas, conjugado com o conhecimento da modelação de propagação da agitação marítima predominante, que consiste no objectivo principal deste trabalho, poderá ser a chave para definir qual o factor de primeira ordem na evolução das costas rochosas. Tendo em atenção o objectivo proposto, conjugou-se modelação numérica (propagação e incidência de ondas junto à costa) com a avaliação qualitativa de movimentos de massa e geoformas. No contexto de modelação numérica, foi usado o programa ArcGIS 9.2 como ferramenta de pré-processamento de dados, de forma a rearranjar os dados de entrada de acordo com os requisitos do programa de modelação da agitação marítima utilizado – SMS 9.2, com domínio de aplicação tipo STWAVE. Posteriormente à obtenção dos dados de saída das simulações, numa fase de pós-processamento de dados, foi utilizado o programa MATLAB R2007a, de forma a obter linhas de alturas significativas na rebentação e respectivos valores de energia das ondas, ao longo do troço costeiro em estudo. Uma vez que a linha de costa da área de estudo mostra uma forte variação longilitoral em relação à sua exposição às ondas, foram definidos cinco sectores com diferentes orientações. Dado a esta definição de troços de orientação diferenciada e à variabilidade longilitoral nas geoformas que os constituem, foi possível analisar a frequência de ocorrência de uma dada geoforma ao longo de troços com igual litologia mas diferente orientação à ondulação dominante. Os resultados deste trabalho apontam para uma clara diferenciação energética III entre troços costeiros, em função da sua orientação e do rumo de agitação (ex. SW versus SE). Sendo o sector II, um dos mais energéticos, e os sectores I e V, os menos energéticos. Foi ainda possível comprovar que existe uma correlação positiva entre os sectores energéticos e a percentagem de plataformas de abrasão, bem visível para as condições de onda mais severas/tempestade. Comprovando assim que a energia das ondas é determinante para a formação de plataformas de abrasão. Promontórios e plataformas de abrasão ocorrem maioritariamente nos sectores mais expostos à agitação tanto de SW (232º) como de SE (128º), enquanto as baías e praias encastradas se correlacionam positivamente com os sectores menos energéticos.