ABSTRACT: Active learning is all pedagogical alternatives that place the focus of learning on the students. With the mediation of competent teachers, the students learn by discovery, by investigation, and by problems. Such methodologies commonly promote more content retention and comprehension once the students are engaged in activities, whether through research, group collaborations, discussion, and problem-solving. This work aimed to verify the temporal evolution of active learning methods in higher education Engineering courses, based on a systematic mapping of the literature. We observed which are the main researchers in this field, their geographic location, and which methodologies are preferred in the context of these courses. From the results, we observe a growth in scientific publications on active learning methodologies and Engineering Education, especially in the last five years of the period analysed (between 2015 and 2020). We also see research in this field on all continents, with a predominance of studies led by American and European researchers. In the mapped studies, the inverted classroom and problem-based learning were the most identified methodologies. It indicates a concern of teachers in this area to promote activities with high involvement, which allow the development of personal and professional skills and competencies, even during their training period.

RESUMEN: Las metodologías activas pueden entenderse como alternativas pedagógicas que ponen el foco del aprendizaje en los alumnos. Con la mediación de profesores competentes, los alumnos aprenden a partir del descubrimiento, la investigación y los problemas. Estas metodologías suelen promover una mayor retención y comprensión de los contenidos enseñados, ya que el alumno participa en actividades, ya sea a través de la investigación, la colaboración en grupo, el debate y la resolución de problemas. Este trabajo tuvo como objetivo verificar la evolución temporal del uso de las metodologías activas en el contexto de los cursos de educación superior en Ingeniería, a partir de un mapeo sistemático de la literatura. A partir de un protocolo de investigación establecido, se buscó verificar cuáles son los principales investigadores en esta área, su ubicación geográfica y cuáles son las metodologías preferidas en el contexto de estos cursos. A partir de los resultados, se pudo observar que el crecimiento en el número de publicaciones científicas sobre metodologías activas en el contexto de la Enseñanza de la Ingeniería, especialmente en los últimos cinco años del período analizado (entre 2015 y 2020). Se puede observar la realización de investigaciones en este contexto en todos los continentes, con un predominio de estudios dirigidos por investigadores americanos y europeos. En los estudios mapeados, el aula invertida y el aprendizaje basado en problemas fueron las metodologías más identificadas. Esto indica una mayor preocupación entre los profesores de la zona por promover actividades con alta implicación que permitan el desarrollo de habilidades y competencias personales y profesionales durante el periodo de formación.

RESUMO: As metodologias ativas podem ser entendidas como alternativas pedagógicas que colocam o foco do aprendizado nos estudantes. Com mediação de docentes competentes, os alunos aprendem a partir da descoberta, da investigação e por problemas. Tais metodologias comumente promovem uma maior retenção e compreensão de contéudos ensinados, uma vez que o aprendiz se encontra engajado nas atividades, seja por meio de pesquisa, colaborações em grupo, discussão e resolução de problemas. Este trabalho teve como objetivo verificar a evolução temporal do uso de metodologias ativas, no contexto dos cursos superiores de Engenharia, a partir de um mapeamento sistemático da literatura. A partir de um protocolo de pesquisa estabelecido, buscou-se verificar quais os principais pesquisadores desta área, sua localização geográfica e quais as metodologias preferidas no contexto destes cursos. A partir dos resultados, foi possível observar que o crescimento do número de publicações científicas sobre metodologias ativas no contexto da Educação em Engenharia, em especial nos últimos cinco anos do período analisado (entre 2015 e 2020). Pode-se notar a realização de pesquisas neste contexto em todos os continentes, com predomínio de estudos liderados por pesquisadores americanos e europeus. Nos estudos mapeados, a sala de aula invertida e a aprendizagem baseada em problemas foram as metodologias mais identificadas. Isso indica uma maior preocupação dos professores da área em promover atividades com elevado envolvimento, que permitam o desenvolvimento de habilidades e competências pessoais e profissionais, ainda no período de formação.

Active learning is all pedagogical alternatives that place the focus of learning on the students. With the mediation of competent teachers, the students learn by discovery, by investigation, and by problems. Such methodologies commonly promote more content retention and comprehension once the students are engaged in activities, whether through research, group collaborations, discussion, and problem solving. This work aimed to verify the temporal evolution of active learning methods in higher education Engineering courses, based on a systematic mapping of the literature. We observed which are the main researchers in this field, their geographic location and which methodologies are preferred in the context of these courses. From the results, we observe a growth of scientific publications on active learning methodologies and Engineering Education, especially in the last five years of the period analysed (between 2015 and 2020). We also see researchs on this field in all continents, with a predominance of studies led by American and European researchers. In the mapped studies, the inverted classroom and problem-based learning were the most identified methodologies. It demonstrates a concern of teachers in this area to promote activities with high involvement, which allow the development of personal and professional skills and competencies, even during their training period.

Las metodologías activas pueden entenderse como alternativas pedagógicas que ponen el foco del aprendizaje en los alumnos. Con la mediación de profesores competentes, los alumnos aprenden a partir del descubrimiento, la investigación y los problemas. Estas metodologías suelen promover una mayor retención y comprensión de los contenidos enseñados, ya que el alumno participa en actividades, ya sea a través de la investigación, la colaboración en grupo, el debate y la resolución de problemas. Este trabajo tuvo como objetivo verificar la evolución temporal del uso de las metodologías activas en el contexto de los cursos de educación superior en Ingeniería, a partir de un mapeo sistemático de la literatura. A partir de un protocolo de investigación debidamente definido, se buscó verificar cuáles son los principales investigadores en esta área, su ubicación geográfica y cuáles son las metodologías preferidas en el contexto de estos cursos. A partir de los resultados, se pudo observar que el crecimiento en el número de publicaciones científicas sobre metodologías activas en el contexto de la Enseñanza de la Ingeniería, especialmente en los últimos cinco años del período analizado (entre 2015 y 2020). Se puede observar la realización de investigaciones en este contexto en todos los continentes, con un predominio de estudios dirigidos por investigadores americanos y europeos. En los estudios mapeados, el flipped classroom y el aprendizaje basado en problemas fueron las metodologías más identificadas. Esto demuestra una mayor preocupación entre los profesores de la zona por promover actividades con alta implicación que permitan el desarrollo de habilidades y competencias personales y profesionales durante el periodo de formación.

As metodologias ativas podem ser entendidas como alternativas pedagógicas que colocam o foco do aprendizado nos estudantes. Com mediação de docentes competentes, os alunos aprendem a partir da descoberta, da investigação e por problemas. Tais metodologias comumente promovem uma maior retenção e compreensão de contéudos ensinados, uma vez que o aprendiz se encontra engajado nas atividades, seja por meio de pesquisa, colaborações em grupo, discussão e resolução de problemas. Este trabalho teve como objetivo verificar a evolução temporal do uso de metodologias ativas, no contexto dos cursos superiores de Engenharia, a partir de um mapeamento sistemático da literatura. A partir de um protocolo de pesquisa devidamente definido, buscou-se verificar quais os principais pesquisadores desta área, sua localização geográfica e quais as metodologias preferidas no contexto destes cursos. A partir dos resultados, foi possível observar que o crescimento do número de publicações científicas sobre metodologias ativas no contexto da Educação em Engenharia, em especial nos últimos cinco anos do período analisado (entre 2015 e 2020). Pode-se notar a realização de pesquisas neste contexto em todos os continentes, com predomínio de estudos liderados por pesquisadores americanos e europeus. Nos estudos mapeados, a sala de aula invertida e a aprendizagem baseada em problemas foram as metodologias mais identificadas. Isso demostra uma maior preocupação dos professores da área em promover atividades com elevado envolvimento, que permitam o desenvolvimento de habilidades e competências pessoais e profissionais, ainda no período de formação.

RESUMO Este trabalho visa apresentar como o monitoramento contínuo e sistemático de bacias representativas e experimentais pode contribuir para formação de profissionais e pesquisadores qualificados em recursos hídricos, a partir de um estudo de caso da Bacia do Ribeirão da Onça (BRO). Por meio de um levantamento histórico da rede de monitoramento e dos trabalhos desenvolvidos na área, buscou-se identificar as pessoas e mapear sua localização geográfica e profissional, a fim de analisar o impacto e a importância desta área para a comunidade de recursos hídricos. Foi possível quantificar 90 trabalhos científicos já desenvolvidos na BRO, que permitiram a formação de 22 mestres e 4 doutores, além de envolver outros 33 colaboradores externos. Considerando os profissionais formados, observa-se que 85% deles seguem exercendo funções relacionadas aos recursos hídricos, em instituições públicas e privadas, espalhadas pelo Brasil e no exterior. Destaca-se ainda a importância do suporte financeiro de agências de fomento e outros órgãos de pesquisa, tanto para a expansão da rede de monitoramento quanto para o apoio aos alunos de pós-graduação. Acredita-se que o envolvimento de programas de pós-graduação da área de recursos hídricos pode ser uma forma de aumentar o número de bacias experimentais e representativas monitoradas no Brasil.

ABSTRACT This study aims to present how continuous and systematic monitoring in representative and experimental watersheds can help form high-level professionals and researchers in water resources, based on a case study of the Onça Creek Watershed (OCW). Through a historical survey of the monitoring network and the scientific studies carried out in the area, we identified people and map their geographical and professional location, to analyze the impact and importance of this area for the water resources community. We identified 90 scientific studies already developed at the OCW, which resulted in 22 masters and 4 Ph.D. students formed, involving another 33 external collaborators. We observed that 85% of the trained professionals continue to exercise functions related to water resources, in public and private institutions, throughout Brazil and abroad. We highlight the importance of financial support from research and development agencies, both for the monitoring network expansion and the training students' scholarships. We believe that the involvement of water resources graduate programs can be a way to increase the number of experimental and representative watersheds monitored in Brazil.

RESUMO O uso da temperatura como traçador natural em hidrologia é observado desde a década de 1960. Nos últimos anos, foi possível observar um resgate do uso desta propriedade física na investigação do ciclo da água. As principais razões são a redução de custos na medição de temperatura e o desenvolvimento da medição de temperatura distribuída. A partir deste contexto, este trabalho apresenta um estudo da interação rio-aquífero, na Bacia do Ribeirão da Onça (afloramento do Sistema Aquífero Guarani), a partir do uso de dados de vazão do curso principal e utilizando a temperatura como traçador natural. Duas calhas Parshall foram instaladas a uma distância de 1,2 km entre si, de forma a quantificar a vazão do curso principal e determinar a contribuição de água subterrânea. Um cabo de fibra ótica foi empregado para identificar regiões de contribuição da água subterrânea ao curso superficial, assim como uma sonda de temperatura, com termistores, foi utilizada para medir o gradiente de temperatura vertical e estimar as taxas de troca entre estes meios. Os resultados indicam uma diferença de vazão de ~250 m3.h-1 entre as calhas, o que pode ser interpretado como contribuição do fluxo de base ao rio. O sistema de medição distribuído de temperatura (DTS) permitiu a identificação de regiões de contribuição de água subterrânea, em virtude da diferença de temperatura entre água subterrânea e superficial. Taxas de descarga de 200 a 300 mm.dia-1 foram obtidas a partir das medições pontuais de temperatura, que concordam com os valores obtidos a partir da medição de vazão. O trabalho demonstra que a temperatura pode ser utilizada como um traçador natural, mesmo em áreas tropicais, em que a temperatura da água subterrânea é superior à da água superficial, especialmente nos períodos de inverno.

ABSTRACT The use of temperature as a natural tracer in hydrology is noticed since the 1960s. In recent years, there has been a revival of the use of this physical property in the investigation of water cycle. The main reasons are the cost reduction of temperature measurements and the development of distributed temperature sensing. Here, we present a study of the groundwater-surface water interaction in the Onça Creek Watershed (Guarani Aquifer System outcrop) using stream discharge data and temperature as a natural tracer. Two Parshall flumes were installed 1.2 km apart to quantify stream discharge and determine groundwater contribution. We used an optic fiber cable to identify interaction locations and a probe with thermistors to measure the vertical temperature gradient and estimate flux rates. The results show a discharge difference of ~250 m3.h-1 between both flumes, which we interpret as baseflow contribution. The distributed temperature sensing allowed the identification of regions with gaining behavior. Discharge rates between 200 and 300 mm.day-1 were determined from vertical temperature measurements, which agrees with the streamflow data. The study demonstrated that temperature is attractive as natural tracer in tropical conditions, where the groundwater temperature is higher than the surface water temperature, especially during the winter.

RESUMO Este trabalho visa avaliar a pegada hídrica (PH) das culturas temporárias produzidas no munícipio de São Carlos/SP, no período entre 2004 e 2017. O cálculo da pegada hídrica foi desenvolvido seguindo a metodologia da Water Footprint Newtwork (WFN) e o modelo CROPWAT. Os resultados foram comparados com as médias mundiais e outros estudos que analisaram as mesmas culturas. Foram aplicados alguns testes estatísticos para verificar o comportamento dos dados ao longo do tempo e calculou-se os coeficientes de correlação entre as componentes de pegada hídrica e as produtividades de cada cultura. Os resultados indicam baixos valores de PH total para a cana-de-açúcar (valor médio total de 166.2 m3 ton-1) e tomate (valor médio total de 97.2 m3 ton-1), enquanto arroz (valor médio total de 5212.4 m3 ton-1) e amendoim (valor médio total de 3865.8 m3 ton-1) apresentam valores elevados. Em geral, os componentes da PH não seguem uma tendência monotônica; uma distribuição normal dos dados pode ser assumida ao longo dos anos; e existe uma diferença estatisticamente significante entre quando comparando os resultados calculados e os valores médios globais. Tais resultados ratificam a importância da realização de estudos locais de pegada hídrica, especialmente no Brasil, considerando sua importância no mercado agrícola global e o respectivo uso da água para tal fim.

ABSTRACT This paper aims to evaluate the water footprint (WF) of temporary crops produced in the municipality of São Carlos, Brazil, between 2004 and 2017. The WF calculation was developed following the Water Footprint Network approach (WFN) and using CROPWAT model. The results were compared with the world averages and other studies that analyzed the same crops. We applied statistical tests to verify data behavior over the years and calculated correlation coefficients between WF components and crop yields. The results indicated low values of total WF for sugarcane (total average of 166.2 m3 ton-1) and tomato (total average of 97.2 m3 ton-1), while rice (total average of 5212.4 m3 ton-1) and groundnut (total average of 3865.8 m3 ton-1) showed the opposite. In general, WF components do not follow a monotonic trend, a normal distribution can be assumed and there is a statistically significant difference when comparing our findings with global mean values. These results ratify the importance of local WF studies, especially in Brazil, considering its importance in global agricultural market and the respective use of water resources.

RESUMO: A gestão de recursos hídricos no Brasil é prejudicada pela carência de informações hidrológicas, que pode ser suprida pelos modelos hidrológicos que simulam o comportamento das bacias hidrográficas. Entretanto, muitos modelos não geram bons resultados quando executados fora da área de estudo onde foram criados. Por isso, devido à sua adaptabilidade, o modelo J2000 inserido no framework Jena Adaptable Modelling System (JAMS) foi avaliado para simulação de duas bacias hidrográficas inseridas na zona de afloramento do Sistema Aquífero Guarani, a Bacia Hidrográfica do Ribeirão da Onça (BRO) e a Microbacia do Córrego Cavalheiro (BCC), nos municípios de Brotas e Analândia, respectivamente, no estado de São Paulo. O framework JAMS apresentou-se como um sistema simplificado para uso, flexível diante das adaptações necessárias para compatibilização com as características climatológicas e hidrológicas das áreas de estudo. O modelo J2000 mostrou-se eficiente na predição da resposta hidrológica das bacias hidrográficas, apresentando um coeficiente de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0,76 e 0,81, para os períodos de calibração e validação da BRO; e 0,76 e 0,56, para os períodos de calibração e validação da BCC, respectivamente. O erro absoluto, calculado pelo valor da raiz do erro quadrático médio, foi considerado baixo por apresentar valores de 0,14 e 0,18 m³.s-1 para os períodos de calibração e validação da BRO; e 0,02 e 0,03 m³s-1 para os períodos de calibração e validação da BCC, respectivamente. Portanto, o J2000/JAMS mostrou-se como um candidato potencial para modelagem hidrológica de bacias hidrográficas do estado de São Paulo, podendo ser utilizado para estudos sobre as relações entre a localização do uso do solo na bacia hidrográfica e a geração de escoamento.

ABSTRACT: The water resources management in Brazil is affected by the lack of hydrological information, which can be filled by hydrological models that simulate the behavior of watersheds. However, it was noticed that many models do not generate good results when performed outside of the study area where they were created. Therefore, due to its adaptability, the J2000 model linked into the Jena Adaptable Modelling System (JAMS) framework was evaluated for simulating two basins at the outcrop zone of the Guarani Aquifer System, the Ribeirão da Onça watershed (BRO) and the Córrego Cavalheiro watershed (BCC), located at Brotas and Analândia cities, respectively, in the state of São Paulo, Brazil. The JAMS framework was presented as a flexible and easy to use system, admitting all the necessary adaptations for compliance with the climatological and hydrological characteristics of the study areas. The J2000 model proved to be effective in predicting the hydrological response of watersheds, with a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.76 and 0.81, for periods of calibration and validation of the BRO; and 0.76 and 0.56, for periods of calibration and validation of the BCC, respectively. The absolute error, calculated with the root of mean square error value, was considered low by the present values of 0.14 and 0.18 m³.s- 1, for periods of calibration and validation of the BRO; and 0.02 and 0.03 m³.s- 1, for periods of calibration and validation of the BCC, respectively. Therefore, the J2000/JAMS showed up as a potential candidate for hydrological modeling of watersheds in São Paulo, and may be used for studies on the relationship between the location of land use in the watershed and the generation flow.

Com o aumento das taxas de poluição e sobre-explotação, a disponibilidade de água em muitas regiões do mundo tem diminuído. Nesse contexto, o gerenciamento quali-quantitativo dos recursos hídricos disponíveis torna-se de primordial importância. Assim, este trabalho objetiva avaliar a aplicabilidade de dois métodos de medição de vazão de baixo custo, porém com precisão adequada: método eletromagnético e método do bueiro. Os métodos foram aplicados em campo (bacia do Ribeirão da Onça), visando à identificação de suas vantagens e desvantagens, tendo como referência o método tradicional de medição de vazão (molinete). Comparando as vazões com medições convencionais, o medidor eletromagnético apresentou um desvio médio de -5%, porém possibilitou a medição de velocidades em condições de turbulência, ocasionadas pelas paredes laterais do canal. O método do bueiro apresentou desvios de vazão de 2,1%, porém apresentou limitações em situações de cheia. Os dois métodos de baixo custo apresentaram bons resultados referente à determinação da vazão, porém é fundamental o conhecimento de suas limitações operacionais.

Increasing rates of pollution and over-exploitation have reduced the availability of water in many regions of the world. In this context, the qualitative and quantitative management of available water resources becomes paramount. Thus, this study evaluated the applicability of two low-cost discharge measurement methods that are adequately precise: the electromagnetic method and the culvert method. The methods were applied in the field (Ribeirão da Onça Basin) in order to assess their advantages and disadvantages with reference to the conventional method of discharge measurement. Compared with the traditional method, the electromagnetic method resulted in a deviation of -5%, but allowed velocity measurements in the turbulent conditions caused by the channel's side walls. The culvert method resulted in discharge deviations of 2.1%; however, it had limitations in high water situations. The two low-cost methods showed good results in determining the rate of discharge, but it is crucial to understand their operational limitations.

O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço‑temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos - muito profundos ou muito superficiais - e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.

The objective of this work was to evaluate extreme water table depths in a watershed, using methods for geographical spatial data analysis. Groundwater spatio‑temporal dynamics was evaluated in an outcrop of the Guarani Aquifer System. Water table depths were estimated from monitoring of water levels in 23 piezometers and time series modeling available from April 2004 to April 2011. For generation of spatial scenarios, geostatistical techniques were used, which incorporated into the prediction ancillary information related to the geomorphological patterns of the watershed, using a digital elevation model. This procedure improved estimates, due to the high correlation between water levels and elevation, and aggregated physical sense to predictions. The scenarios showed differences regarding the extreme levels - too deep or too shallow ones - and can subsidize water planning, efficient water use, and sustainable water management in the watershed.