Abstract In view of the complexity of the processes associated to water quality, this study objective is to identify the main factors related to spatial and seasonal variability in water courses of the Lobo Stream River Basin. To this, multivariate statistical techniques were used. Data collection for water quality and streamflow variables were carried out monthly, from May 2018 to April 2019, at 10 monitoring points along basin’s tributaries. The results show that, during the dry season, the main causes for water quality decrease are related to erosion process on the river margins, which is intensified by inadequate handling in livestock activities in some monitoring points. In the rainy season, the main causes are related to soil leaching in agricultural areas that increases the nitrogen compounds concentration and reduces water quality. However, in addition to this, it was noted that regardless the environmental conditions, the most impactful factor is the point pollution from the effluent discharge of Itirapina City sewage treatment plant, responsible for nutrient concentration increase, organic contamination, OD reduction, and, consequently, water quality deterioration. With this, the study shows how multivariate statistical analysis enables more relevant evaluation of water quality data variability and supports further studies in the basin.

RESUMO A irradiância solar global é a fonte fundamental de energia na Terra. Apesar da sua importância, os dados de insolação ou irradiância solar raramente estão disponíveis em estações meteorológicas. Na ausência de dados disponíveis, há métodos empíricos que podem ser utilizados para estimar a irradiância solar. O estudo objetivou estimar os parâmetros e avaliar os desempenhos de quatro modelos empíricos de estimativa de irradiância solar diária (Chen, Hargreaves, Hunt e Richardson) a partir de dados de temperatura do ar para oito localidades do Estado do Paraná. Foram obtidos dados do Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP). Para comparação de médias entre os modelos, foi utilizado o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis, e o teste de comparação múltipla de Dunn para analisar quais modelos apresentaram médias distintas entre si. O desempenho de cada modelo foi avaliado por meio dos índices: coeficiente de correlação de Pearson (r), erro médio de viés (MBE), raiz quadrada do quadrado médio do erro (RMSE), índice de concordância de Wilmott (d), índice de desempenho (c) e coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE). Constatou-se que os modelos propostos por Chen e por Hunt apresentaram os melhores desempenhos na estimativa da irradiância solar global para as localidades paranaenses estudadas, por se aproximarem mais dos dados históricos observados.

ABSTRACT Global solar irradiance (GSI) is a fundamental source of energy on Earth. Despite its importance, sunshine or solar irradiance data are rarely available from weather stations. In the absence of available data, there are empirical methods that can be used to estimate solar irradiance. The objective of this study is to calibrate the parameters and to evaluate the performance of four empirical models of solar irradiance estimation (those of Chen, Hargreaves, Hunt, and Richardson) from air temperature data for eight localities in the state of Paraná, Brazil. Data were obtained from the Meteorological Database for Teaching and Research (BDMEP). For the comparison of means among the models, the Kruskal-Wallis non-parametric test was used. Dunn’s multiple comparison tests were used to analyze which models presented different means from the others. The performance of each model was assessed using the indices Pearson correlation coefficient (r), mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE), Wilmott concordance index (d), performance index (c) and the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) coefficient. It was observed that the models proposed by Chen and Hunt presented the best performances in the estimation of GSI for the studied Paraná state localities, given that they yielded results which are closer to the observed historical data.

Este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho dos modelos CLIGEN, LARS-WG e PGECLIMA_R na simulação de séries diárias de temperatura máxima do ar para localidades do Estado do Paraná. Foram utilizadas séries históricas de temperatura máxima do ar das localidades de Campo Mourão, Castro, Curitiba, Ivaí, Londrina, Maringá e Paranaguá. Foram geradas cinco séries de temperatura máxima do ar para cada modelo, nas localidades avaliadas, que foram confrontadas com as respectivas séries históricas. O processo de validação foi composto de análises estatísticas através de testes de significância (sobre as médias mensais (teste t), sobre a variância das médias mensais (teste F), sobre a forma das distribuições de frequência (teste K-S)), de gráficos de tendência anual, de tabelas com os índices "r" de Pearson, "d" de Willmott e “c” de Camargo-Sentelhas. Na simulação de temperatura máxima do ar, os modelos PGECLIMA_R e LARS-WG não diferiram em desempenho, obtendo poucas rejeições e bons resultados nos índices “c”, “d” e “r”. No entanto, o CLIGEN obteve resultado abaixo do esperado, superestimando as temperaturas máximas do ar em dias úmidos e, subestimando-as em dias secos, nas localidades avaliadas.

This study aimed to evaluate the performance of the models CLIGEN, LARS-WG and PGECLIMA_R in the simulation of daily series of maximum air temperature for localities in the state of Parana, Brazil. It was used time series of maximum air temperature in the localities of Campo Mourão, Castro, Curitiba, Ivaí, Londrina, Maringa and Paranaguá. The validation process consisted of statistical analysis using significance tests (on the monthly average (t test), on the variance of monthly average (F test), on the shape of frequency distributions (K-S test)), of annual trend graphics, of tables with the "r" index of Pearson, "d" index of Willmott and "c" index of Camargo-Sentelhas. In the simulation of maximum air temperature the PGECLIMA_R and LARS-WG generators were not different in performance, obtaining fewer rejections and good results for the "c", "d" and "r" indexes. However CLIGEN obtained the worst results, overestimating the maximum temperatures on wet days and underestimating them on dry days in the localities evaluated in the state of Parana.

A implantação de microcentrais hidrelétricas é uma das alternativas para suprir com energia comunidades pequenas e isoladas, situadas normalmente na área rural. O aproveitamento de potenciais hidráulicos de pequeno porte é uma alternativa cada vez mais viável devido não só à falta de recursos financeiros para os grandes empreendimentos, mas também pelo imenso potencial de geração em centrais de pequeno porte, que pouco tem sido aproveitado. O objetivo deste trabalho foi de apresentar uma metodologia simples de engenharia para estimar o custo das Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) utilizadas em microcentrais hidrelétricas, que possam ser usadas em estudos preliminares de novos aproveitamentos hidrelétricos, sem uma investigação detalhada dos lugares onde se pretende implantar. Os custos foram obtidos consultando-se diretamente os fabricantes de equipamentos e o mercado da praça de Ponta Grossa - PR. Os resultados mostraram que, para as microcentrais hidrelétricas, sempre que os custos constituírem o aspecto dominante, e para potências até 50 kW, a opção por Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) deve ser considerada em lugar das turbinas hidráulicas.

The implantation of micro hydroelectric power stations is one of the alternatives to supply energy to small and isolated communities, normally located in rural areas. The use of small load hydraulic potential is an alternative more feasible nowadays, not only because it lacks financial resources for big undertakings, but also, due to the small hydro power station hydraulic generation potential, which just a very small part has been taken advantage of. The objective of this study was to show a simple engineering methodology in order to estimate the electro-mechanic (generating set) equipment costs used in micro hydroelectric power plants, which can be applied on preliminary studies about new hydroelectric power stations to be built, without detailed investigation about the places where they should be implanted. Pumps As Turbines (PAT) have been studied. These equipment costs were obtained by consulting directly the manufacturers, and also the Ponta Grossa - PR city, Brazil, market. The results have shown that, concerning the micro hydroelectric power plants, whenever the costs constitute the major aspect and always considering units until 50 kW power, the option to PAT must be considered instead of hydraulic turbines.