MODELO DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA NUM FLUXO DE ÁGUA COM ALTA PRESSÃO PARA DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA OU/E GERAÇÃO DE ELETRICIDADE

Este trabalho apresenta uma configuração alternativa para a dessalinização de água e geração de energia elétrica com recurso à energia eólica. Trata-se de um modelo físico que permite armazenar água do mar ou água salobra sob a forma de energia potencial gravitacional, através do seu bombeamento até um reservatório a uma determinada altura. O bombeamento é feito com o recurso à energia do vento. Uma vez, tendo a água sido acumulada no reservatório, sua energia potencial gravitacional EPG é usada para a sua dessalinização ou/e para a geração de eletricidade. O referido modelo é semelhante a um grupo de bombas de pistões. Os pistões possuem formato especial de modo que se consiga obter pressões elevadas suficientes quer para a dessalinização de água por osmose reversa, quer para a geração de eletricidade através de turbinas Pelton. Consegue-se o movimento alternado dos pistões a partir da transferência da energia da água acumulada (EPG) através dum sistema de roldanas e contrapesos. Assim sendo, provar que o modelo é capaz de transformar a EPG de baixa pressão (inferior a 2 bar) em energia cinética de um fluxo com alta pressão (superior a 55 bar) se apresenta como o foco principal deste trabalho. Com esse foco em mira, construiu-se um protótipo com o objetivo de demonstrar a viabilidade técnica da proposta. Imagens do protótipo são apresentadas neste trabalho. Em relação à osmose reversa, a referida configuração difere do que é convencional em plantas de dessalinização que usam esse processo, pelo fato de contemplar o uso de EPG. Com o modelo proposto, consegue-se um fluxo à entrada dos módulos de membrana (ou à saída do injetor da turbina Pelton) com pressão suficiente para a osmose reversa (ou para geração de eletricidade). Em relação à captação da energia eólica para o bombeamento de água, o modelo é divido em dois sistemas. O primeiro (sistema 1) usa cataventos tradicionais e o segundo (sistema 2) aerogeradores. É feita a comparação qualitativa entre os dois sistemas com base em alguns parâmetros tais como área ocupada, versatilidade etc.

Érosion des sols au Cap Vert : étude des processus et quantification à l’échelle de trois bassins versants de l’île de Santiago

Erosão dos solos em Cabo Verde: estudo dos processos e quantificação à escala de três bacias hidrográficas O arquipélago de Cabo Verde é constituído por 10 ilhas vulcânicas pertence à zona do Sahel que se estende do Atlântico ao Mar Vermelho. Desde então, várias décadas, Cabo Verde é afectado pela desertificação causada principalmente pela recessão climatica e a erosão do solo. Esses fatores, aliados à alta pressão humana sobre os recursos, a topografia acidentada e chuvas tropicais por vezes torrenciais, causam sérios danos aos solos. No entanto, desde sua independência em 1975, o Governo realizou um amplo programa de arborização, recuperação de áreas degradadas e a correcção dos leitos das ribeiras. No entanto, a investigação, muito pouco foi realizada para avaliar as acções de protecção e conservação do solo e da água. Portanto, não há dados sobre o problema da degradação das terras nem balanços. Como parte deste trabalho, foram estudados vários factores que controlam a erosão do solo pela água. Especificamente, buscou-se diferenciar os efeitos das actividades humanas, incluindo a agricultura, os factores climáticos, como chuva e geração de escoamento. Também estabeleceu os primeiros balanços das exportações de matérias em suspensão e em solução no contexto do arquipélago de Cabo Verde. O estudo foi realizado em três bacias hidrográficas da ilha de Santiago, Cabo Verde. Estas três bacias hidrográficas (Longueira, Grande e Godim) estão localizadas na parte central da ilha de Santiago e representam os diversos tipos de uso da terra e as diferentes zonas bioclimaticas da ilha. Existe um gradiente climático entre as três bacias hidrográficas. Na verdade, Longueira que abrange uma área de 4,18 km2, tem um declive médio de 47 %, uma zona florestada de 69% e uma área agrícola de 17 %. Grande com uma área de 1,87 km2, é localizada numa zona sub humida com um declive médio de 50%, é essencialmente agrícola. Godim, com uma área de 2,0 km2, é localizado numa zona semi-árida com um declive médio de 32%, é particularmente uma zona agricola. Para estes três bacias hidrográficas, as cheias foram medidas e amostradas de 2004 a 2009. A bacia de Longueira teve um maior acompanhamento, nomeadamente em termos de amostragem e monitoramento dos escoamentos. Em cada amostra foram feitas a determinação da concentração de matérias em suspensão e a análise dos principais elementos quimicos. Os resultados mostram que a erosão mecânica nas três bacias hidrográficas é caracterizada por uma forte variabilidade espacial e temporal. Durante o período de 2005-2009, o balanço anual média para as bacias hidrográficas de Longueira, Grande e Godim é: 4266, 157 e 10,1 t.km2.an-1, respectivamente. A estação das chuvas de 2006 foi a mais erosiva para as três bacias, particularmente em Longueira, com 2 cheias excepcionais, que têm gerado uma concentração média de sólidos em suspensão superior a 100 g / l. Porém, as estações do ano de 2005 e 2008 foram de uma forma geral menos erosivas porque as concentrações médias não inferiores a 20 g / l. Além disso, não houve cheias para as temporadas 2005 e 2007 para a bacia do Godim. Na bacia de Longueira, o estudo dos fenómenos de histerese na caracterização das cheias mostrou que a evolução temporal das exportações de sólidos em suspensão durante a temporada é fortemente influenciada pelas atividades agrícolas. Na verdade, a primeira cheia causou uma exportação maciça de sedimento disponível e localizado no leito da ribeira. Assim, a segunda cheia exportou menos sedimentos. Um mês após as primeiras chuvas, a prática da monda que reduz a densidade da cobertura vegetal e destructura a camada superficial do solo, gerou uma grande quantidade de sedimento que novamente permitiu uma exportação muito forte de sedimentos durante a terceira forte cheia. Os resultados da erosão química na bacia de Longueira indicam que a taxa de erosão é de 45 t.km2.an-1 com uma forte variabilidade temporal. Na verdade, as temporadas de 2006 e 2007 são as mais erosivas, enquanto 2005 teve uma exportação de matérias disolvidas baixa. A utilização do modelo EMMA (End- Members Mixing Analysis) mostra que os escoamentos hipodermico e profundo, alimentandos os fluxos de elementos dissolvidos são os principais factores da erosão química. É mostrado que esses fluxos causam mais de 90% dos fluxos de erosão química. O escoamento superficial, que contribui com cerca de 70% na formação das cheias, é o maior factor da erosão mecânica do solo.

Águas de abastecimento público na ilha do Fogo - Concelho de São Filipe

A água é o constituinte mais característico da terra; ingrediente essencial à vida, a água é o recurso mais precioso que a terra fornece à Humanidade. Vivemos num planeta de água, já que cerca de 70% da sua superfície está coberta por uma camada de água. Cerca de 97% da água está concentrada nos oceanos e menos de 3% está em terra, e a maior parte desta sob a forma de gelo e neve ou abaixo da superfície (águas subterrâneas). Apenas cerca de 1% de toda água está directamente disponível ao Homem e aos outros organismos, sob a forma de rios, lagos ou como humidade presente no solo, na atmosfera e como componente dos mais diversos organismos. Normalmente a água surge no estado liquido, mas facilmente se solidifica ou passa para o estado gasoso. Ela consiste numa combinação de oxigénio e hidrogénio, cuja fórmula é dada por H2O. A água é a maior componente do volume das plantas e animais, incluindo os humanos. Estes estão compostos de aproximadamente 65% de água. O sangue contém aproximadamente entre 80 e 90% de água, e os músculos são compostos de, aproximadamente, 75% de água. Para manter o corpo funcionando necessitamos de 2,6 a 2,8 litros de água diariamente. Ainda que a uma pessoa lhe bastaria para subsistir 3,75 litros de água ao dia para beber, cozinhar e lavar, isto raramente ocorre. Além de entrar na constituição dos tecidos, a água é o dissolvente que transporta as substâncias não aproveitadas pelo organismo. A falta de água provoca a debilidade ou até a morte dos seres vivos. O homem necessita ingerir líquido numa quantidade diária de dois a quatro litros. Pode sobreviver 50 dias sem comer, mas perece após 4 dias sem água, em média. A água de abastecimento público tem de ser potável, isto é, aquela que pode ser consumida pelo Homem, sem perigo para a sua saúde. Esta água caracteriza-se como sendo incolor (sem cor), inodora (sem cheiro) e de sabor agradável, e quanto à origem podem ser águas subterrâneas ou águas de origem superficial. A distribuição de água no mundo é muito desigual, e uma grande parte do planeta (África, Médio Oriente, Austrália, etc), está situada em regiões com carência deste líquido precioso. Paralelamente à carência, este liquido é constantemente poluído, tornando necessário o seu tratamento antes da distribuição para o abastecimento público. Segundo a empresa Águabrava (empresa intermunicipal de água do Fogo e da Brava), o concelho e São Filipe é abastecido quase a 100% por águas subterrâneas de boa qualidade. Mas, devido ao crescimento económico, agrícola e populacional, torna-se necessário estudar e analisar a qualidade da água que se consome neste concelho, visto que, a ingestão, e não só, de água contaminada causa graves problemas à saúde, principalmente em crianças, pelo que é uma obrigação tratar a água antes de usá-la. Neste contexto, decidi realizar este trabalho de pesquisa que irá permitir, sem dúvida, conhecer melhor a qualidade da água que se consome neste concelho, nomeadamente sua origem, distribuição, poluição e tratamento. Este trabalho irá, também, ajudar no processo de tomada de consciência, por parte da população, sobre o controlo da poluição e os processos de tratamento de água para o abastecimento públic

Qualidade da água de consumo humano no Concelho de Santa Cruz

Com a finalidade de analisar alguns aspectos ligados à qualidade da água de consumo humano realizou-se o presente estudo. Efectuaram-se recolhas de amostras de água de 10 furos de abastecimento, no Concelho de Santa Cruz, durante os meses de Agosto de 2005 e Abril de 2006. Essas amostras foram posteriormente analisadas, com o objectivo de se identificar e avaliar alguns parâmetros físico-químicos determinantes da qualidade de água. Realizou-se a medição de parâmetros físico-químicos como: a Condutividade, Sólidos Totais Dissolvidos, Salinidade, pH, Cloretos, Fosfatos, Nitratos, Carbonatos e Bicarbonatos, Nitritos, Cálcio Magnésio, Potássio, Sódio, etc. Com os resultados obtidos das análises realizadas efectuou-se a comparação desses resultados com os Valores Máximos Recomendados e os Valores Máximos Admissíveis pela legislação. Baseando-se nos parâmetros analisados, pode-se afirmar que as amostras de água estudada são de, uma maneira geral, de boa qualidade, excepto as dos Furos, FT-9, FT-47 e FT-65 que apresentam alguns parâmetros fora da Norma.

Tecnologias de gestão e uso do solo para melhoria da eficiência no uso da água pluvial na Bacia Hidrográfica de Ribeira Seca

A produção de alimentos em ambientes secos, como Cabo Verde, é severamente afectada pela chuva insuficiente e irregular, secas recorrentes, eventos de alta intensidade, perdas de água através de escoamento rápido e altas taxas de evaporação do solo, resultando em baixa eficiência na utilização da água pluvial. Apesar dos investimentos em técnicas de conservação do solo e da água em Cabo Verde, a produtividade das culturas pluviais permanece baixa. O projecto de pesquisa propõe investigar tecnologias de gestão e uso da terra para condições de sequeiro de Cabo-Verde para aumentar a eficiência do uso da água de chuva e rendimento das culturas, combinando conhecimentos científicos e tradicionais numa abordagem participativa no campo. Ensaios de campo a escala de parcelas foram instalados para testar os efeitos de técnicas integradas no rendimento das culturas, nutrientes do solo e no balanço hídrico. As experiencias de campo foram concebidas e estão a ser executadas em estreita colaboração com os agricultores locais e os resultados avaliados utilizando indicadores biofísicos e económicos. O enfoque recai sobre as técnicas acessíveis de gestão e uso da terra que sejam viáveis e eficientes, aumentando a eficiência no uso da água pluvial e o rendimento das culturas de sequeiro.

Viabilidade da Substituição da Água dos Furos pela Água Dessalinizada Através da Osmose Inversa no Colonato do Tarrafal de Santiago

O trabalho monográfico apresentado, pretende evidenciar a viabilidade da substituição da água dos furos pela água dessalinizada através de osmose inversa para irrigação da agricultura no Colonato de Chão Bom. Entende-se que a agricultura no Colonato tem grande potencial para o desenvolvimento de Concelho do Tarrafal mas devido a problemáticas dos recursos hídricos este potencial não está sendo evidenciado o quanto poderia, e neste sentido apresenta-se uma nova tecnologia (dessalinização por osmose inversa), para a produção de água apto para irrigação em vez da utilização de águas subterrâneas que apesar de apresentar algumas vantagens não apresenta uma boa qualidade para irrigação devido a exploração incorrecta (sobre exploração) dessas águas, que por sua vez traz algumas agressão sobre o meio ambiente. Em suma, concluímos que não há a necessidade de substitui água dos furos pela água dessalinizada mas simplesmente adiciona-las porque um tem maior custo e outro tem maior riscos ambientais e assim estando a investir na melhoria de agricultura nesse local mas com um bom senso, criando assim uma harmonia entre o desenvolvimento económico e problemas ambientais.

O Processo de Intrusão Salina a jusante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca. A Inversão do Processo e Impactos da Barragem

Os recursos hídricos na Bacia hidrográfica da Ribeira Seca não têm sido explorados numa base auto-sustentável. Como consequência, verifica-se a deterioração da qualidade da água dos poços e dos furos como resultado da intrusão salina que chega a avançar à volta dos quatro quilómetros para o interior da bacia hidrográfica. Na tentativa de mitigar os efeitos de uma exploração desequilibrada dos recursos em água, muitos projectos de conservação do solo e água foram levados a cabo, destacando-se o Projecto de Desenvolvimento de Bacias Hidrográficas, “Watershed Development Project” – financiado no quadro da USAID na década de 80, (mais concretamente em 1984) e que contemplava todas as bacias hidrográficas da ilha de Santiago. As principais actividades levadas a cabo no âmbito do “Watershed Development Project” foram essencialmente as seguintes: 1. Infra-estruturas hidráulicas de captação, armazenamento, adução e distribuição de água para a rega e consumo doméstico; 2. Infra-estruturas de correcção do leito da ribeira, de espalhamento e recarga das águas de escoamento superficial; 3. Instalação de bombas eólicas para bombagem da água dos poços; 4. Adaptação ao regadio de terrenos de cultura e construção de terraços; 5. Arborização das encostas em dispositivos anti-erosivos (banquetas, muretes, caldeiras, etc.) 6. Sistemas de “water harvesting/runoff farming” (incluindo construção de grandes reservatórios, diques de captação de águas de escoamento superficial); 7. Plantação de feijão Congo (Cajanus cajan) em muretes e banquetas nas encostas. No quadro do projecto de Desenvolvimento de Bacias Hidrográficas, “Watershed Development Project”, dois projectos de luta contra a intrusão salina foram elaborados. Um dos projectos contemplou a Ribeira de Saltos e outro na Ribeira Seca. Só o da Ribeira de Saltos foi executado sob a orientação do coordenador técnico do projecto e os resultados, embora evidentes, estão sendo quantificados no âmbito de um trabalho por nós conduzido. O projecto de luta contra a intrusão salina na Ribeira Seca não foi implementado e bem assim, os projectos considerados no PDH-Ribeira Seca financiados no quadro da Cooperação Austríaca.Pretende-se com este trabalho de fim de curso não só analisar os efeitos da degradação ecológica dos terrenos de cultura localizados a jusante e submetidos à intrusão salina, como também, quantificar os impactos das infra-estruturas hidráulicas executadas a jusante da Ribeira Seca, mais concretamente, o efeito da construção da Barragem de Poilão na melhoria das condições hidrológicas do troço da bacia hidrográfica a jusante.