Sistema de suporte à decisão para subsídio à otimização de localização de pontos de lançamento de efluentes, à estimativa de eficiências de tratamento e à análise de solicitações de outorga de diluição em rios

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dc.contributor.advisor1Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4273-0266
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9841888526169409
dc.contributor.authorFortunato, Tatiana Candeia da Silva
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7938-1165
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8772001332861341
dc.contributor.referee1Reis, José Antônio Tosta dos
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9916-1469
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7828468159099998
dc.contributor.referee2Buarque, Diogo Costa
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2698-520X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8616432679482558
dc.contributor.referee3Silva, Fernando das Graças Braga da
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-3803-2257
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4077250337099004
dc.contributor.referee4Caiado, Marco Aurélio Costa
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-2658-3916
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7949976625744034
dc.date.accessioned2025-12-29T21:16:48Z
dc.date.available2025-12-29T21:16:48Z
dc.date.issued2025-12-03
dc.description.abstractThe main objective of this thesis was to develop a methodology to support decision-making related to the location of effluent discharges points, the definition of treatment efficiencies, and the analysis of respective requests for dilution permits in rivers. To this end, the QUAL-UFMG water quality model was integrated with a metaheuristic optimization technique (Genetic Algorithm) in the form of a decision support system (DSS). The system was implemented in the Python programming language, reproducing the mathematical formulations and conceptual and computational structures of the model, incorporating a database and communication interface. The interface allows for input data entry and graphical visualization of results, facilitating the analysis of the most suitable locations for effluent disposal, considering the hydraulic characteristics, self purification capacity, and classification classes of the water bodies under consideration. Additionally, two optimization models with distinct objectives were integrated into the system: (i) minimizing the sum of treatment efficiencies and (ii) minimizing inequality between effluent discharges, aiming to meet water quality standards for dissolved oxygen (DO) and biochemical oxygen demand (BOD) standards. The main reach of the Pardo River was selected for the application of the system, located in the state of Espírito Santo, Brazil. Based on hydrological and water quality information from this basin, three fictitious scenarios were defined, considering different framing classes, and the responses for each simulated scenario were evaluated. Based on the set of solutions obtained in the Pareto front for each simulated scenario, the relevance and applicability of the developed system are highlighted as a support tool for decisions related to the appropriate siting of effluent discharge points, compliance with water quality standards, determination of dilution flows, identification of the minimum total treatment efficiency, and equity among discharges, associated with the objective functions employed.
dc.description.resumoO objetivo principal desta tese foi desenvolver uma metodologia de apoio à tomada de decisão relacionada à localização de pontos de lançamento de efluentes, à definição de eficiências de tratamento e à análise das respectivas solicitações de outorga de diluição em rios. Para tanto, o modelo de qualidade da água do QUAL-UFMG foi integrado a técnica de otimização metaheurística (Algoritmo Genético) na forma de um sistema de suporte à decisão (SSD). O sistema foi implementado na linguagem de programação Python, reproduzindo as formulações matemáticas e as estruturas conceituais e computacionais do modelo, incorporando um banco de dados e uma interface de comunicação. A interface permite a entrada de dados e a visualização gráfica dos resultados, facilitando a análise dos locais mais adequados para o descarte de efluentes, considerando as características hidráulicas, a capacidade de autodepuração e as classes de enquadramento dos corpos d'água. Além disso, dois modelos de otimização com objetivos distintos foram integrados ao sistema: (i) minimizar a soma das eficiências de tratamento e (ii) minimizar a desigualdade entre os lançamentos de efluentes, buscando atender aos padrões de qualidade de água para oxigênio dissolvido (OD) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO). Para a aplicação do sistema foi escolhido o trecho principal do Rio Pardo, localizado no estado do Espírito Santo, Brasil. De acordo com as informações hidrológicas e de qualidade da água da bacia, foram definidos três cenários fictícios, considerando diferentes classes de enquadramento, e avaliadas as respostas para cada cenário simulado. Com base no conjunto de soluções obtidas na frente de Pareto para os cenários simulados, destaca-se a relevância e aplicabilidade do sistema desenvolvido para apoiar decisões relacionadas à localização adequada de pontos de lançamento de efluentes, ao atendimento aos padrões de qualidade da água, à obtenção das vazões de diluição, à determinação do menor somatório de eficiências de tratamento e a equidade entre lançamentos, associadas as funções objetivo empregadas.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20772
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectDescarga de efluentes
dc.subjectRios
dc.subjectOutorgas de água
dc.subjectAlgoritmo genético
dc.subjectFrente de Pareto
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleSistema de suporte à decisão para subsídio à otimização de localização de pontos de lançamento de efluentes, à estimativa de eficiências de tratamento e à análise de solicitações de outorga de diluição em rios
dc.typedoctoralThesis
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