Dessalinização da Água do Mar Através da Energia Solar - Caso de Estudo Salamansa – Cabo Verde

principal objectivo deste trabalho é o estudo da viabilidade técnica e económica da dessalinização da água do mar, utilizando a energia solar, tomando como caso de aplicação uma pequena comunidade rural de Cabo Verde, a vila piscatória de Salamansa, local onde há graves problemas com a disponibilidade de água potável. No entanto, a proximidade do mar e a disponibilidade de energia solar sugerem a dessalinização como processo para mitigar a falta de água. A dessalinização da água do mar pode ser obtida através de diversas técnicas que podem ser agrupadas de acordo com os princípios em que estes processos se baseiam: processos de dessalinização térmica (destilação solar, destilação multi-estágio, destilação multi-efeito, etc.) e processos de dessalinização por membranas (electrodiálise e osmose inversa). A destilação solar passiva foi a tecnologia de dessalinização estudada neste trabalho e que se pode vir a tornar uma alternativa promissora para um fornecimento regular de água. Por outro lado, o uso de fontes alternativas de energia, como a solar, apresenta-se como uma solução para viabilizar a dessalinização em meios semi-áridos como o deste caso de estudo. Fez-se uma modelação matemática da unidade de destilação solar proposta utilizando o Engineering Equation Solver (EES) como ferramenta para ajudar a resolver as equações de balanço térmico. O projecto do destilador solar proposto poderá atender às necessidades de água doce para consumo de 18 famílias constituídas por 5 agregados (92 pessoas) e apresenta uma eficiência média diária de aproximadamente 78% no Verão e 77% no Inverno.

TRATAMENTO DE EFLUENTES DE TANQUES DE PISCICULTURA APLICANDO A TECNOLOGIA DE ELETROCOAGULAÇÃO

Para a realização deste trabalho, foi utilizada a técnica da eletrocoagulação (EC) para o tratamento de efluente de piscicultura. Um reator de EC em escala de laboratório, com capacidade de 1,5 L foi montado, utilizando um conjunto de quatro placas de eletrodos de alumínio, um agitador mecânico de alto torque microprocessado, fios condutores com garras de jacaré e uma fonte de tensão com potência regulável. Os eletrodos foram arranjados dentro da célula eletrolítica de forma monopolar, em paralelo e a uma distância de 11 mm. O efluente utilizado neste estudo foi coletado em tanques de piscicultura do centro de criação de peixes do Departamento de Engenharia de Pesca da Universidade Federal do Ceará. Para a determinação da melhor condição de operação do reator, foi feito um planejamento experimental por intermédio do Software “Statgrafics”, definindo, as variáveis operacionais e os seus respetivos intervalos de variação (pH inicial de 4 a 8, condutividade de 1000 a 4000 μS cm-1, tempo de eletrolise de 15 a 35 min., agitação de 200 a 600 rpm e corrente de 1 a 2,5 A), que combinadas entre si totalizaram um total de 35 ensaios experimentais. Com base nos resultados obtidos por meio das análises físico-químicas em laboratório, pode-se afirmar que o pH inicial=8, condutividade=1000 μS cm-1, tempo=35 min., agitação=200 rpm e corrente=2,5 A, são as condições ótimas de operação do reator. Nestas condições, alcançaram remoção de 84,95% para DQO, 98,06% para nitrito, 82,43% para nitrato, 98,05% para fósforo total e 95,32% para a turbidez, sendo o custo operacional de 4,59 R$/m3 de efluente tratado. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que alguns dos parâmetros analisados (pH, turbidez, temperatura, STD, nitrito, nitrato e fósforo total) estão de acordo com os padrões estabelecidos para água doce, classe 2, pela Resolução CONAMA nº 357/05, e de acordo com a Resolução CONAMA nº 430/2011 e a Portaria nº 154/2002 da SEMACE (CE), para lançamento do efluente final nos corpos receptores. A técnica de eletrocoagulação além de ser um método alternativo, eficiente e promissor para tratamento de efluentes de piscicultura, também mostrou ser ecologicamente correto por dispensar o consumo elevado de reagentes, ao contrário do que acontece no tratamento convencional.

A constituição e o funcionamento de uma comunidade de prática de professores em educação para o desenvolvimento sustentável

Os conceitos de desenvolvimento sustentável e de educação para o desenvolvimento sustentável estão ainda em evolução o que torna pertinente, hoje, a tentativa de uma clarificação conceptual e sua posterior operacionalização. Além de promover a definição e uso correto dos termos, compete também ao ensino criar e desenvolver as competências necessárias para a sua operacionalidade. Esta investigação pretende contribuir para a autoformação de professores, nomeadamente de professores de Física e Química, em educação para o desenvolvimento sustentável. Pretende que os professores, e aqueles que beneficiam da sua ação, possam ser cidadãos críticos e responsáveis, numa sociedade local e simultaneamente global, que vive num tempo concreto mas, cada vez mais, consciente das repercussões futuras das suas ações e decisões. Tendo por base este objetivo criou-se uma comunidade de prática virtual constituída por professores de Física e Química de Portugal e de países africanos de língua oficial portuguesa. A formação em educação para o desenvolvimento sustentável constituiu o domínio da comunidade de prática. A água foi o tema motivador e aglutinador, pois sendo essencial à vida, torna-se no contexto educativo, e concretamente em educação para o desenvolvimento sustentável, num desafio ético, simultaneamente social, económico, ambiental e político. A prática reflexiva constituiu uma ferramenta fundamental da atividade da comunidade. Da análise da prática desta comunidade, que constituiu o objeto desta investigação, verificámos que os diferentes contextos geográficos, educacionais, culturais e de desenvolvimento dos professores proporcionaram uma participação diversificada na comunidade de prática. Esta participação permitiu, aos membros da referida comunidade, a criação e/ou o desenvolvimento das competências requeridas em educação para o desenvolvimento sustentável. Apesar da pertinência do tema confrontámo-nos com a falta de projetos de investigação semelhantes ao desta investigação, o que constituiu um maior desafio à sua realização.

DETECÇÃO DE SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO COM CLORO EM ÁGUA DESSALINIZADA

A dessalinização da água do mar é um método usado para obter água potável. Na dessalinização da água também é necessária a desinfecção de água com o cloro. Esta desinfecção garante à água condições seguras em termos microbiológicos mas promove a formação de novas substâncias consideradas tóxicas, resultantes da reacção do cloro com a matéria orgânica presente na água. Essas substâncias são designados por subprodutos de desinfecção de água com o cloro (DBP) dos quais destacam-se os trihalometanos (THM), os ácidos haloacéticos (HAA), os haloacetonitrilos (HAN), as haloacetonas (HK). A concentração dessas substâncias em águas para consumo humano é muito baixa e constitui sempre um desafio a sua detecção e quantificação. Neste trabalho desenvolveu-se e optimizou-se métodos de análises de DBP em água para consumo humano. Os DBP voláteis foram analisados por headspace e cromatografia gasosa com detecção por captura electrónica (HS-GC-ECD) e por microextracção em fase sólida no headspace e cromatografia gasosa com detecção por captura electrónica (SPME-HS-GC-ECD). Para os DBP não voláteis (HAA) aplicou-se a extracção em fase sólida e cromatografia líquida com detector de fila de diodos (SPE-RPHPLC- DAD). Foram analisados os DBP na água dessalinizada por osmose inversa proveniente de Cabo Verde e na água da cidade de Porto, de forma a verificar as diferenças em termos qualitativos e quantitativos. Usou-se um planeamento factorial de Box-Behnken para a optimização de métodos analíticos. Este modelo foi igualmente aplicado na simulação laboratorial de dessalinização da água do mar por osmose inversa e desinfecção com o cloro, tendo como objectivo identificar os factores mais significativos na formação de DBP em água dessalinizada (pH, temperatura e tempo de desinfecção).

Gestão da cadeia de abastecimento de água potável. Estudo caso de Santo Antão

O abastecimento de água constitui um elemento essencial à vida. A sua importância na civilização é reconhecida desde a antiguidade. O homem precisa de água de qualidade e em quantidades suficientes para suprir todas as suas necessidades, não só para a protecção da sua saúde, como também para o desenvolvimento económico. Tendo em conta a enorme importância que a água tem para as populações, á nível da saúde e da melhoria da qualidade de vida, esta monografia tem por objetivo descrever como está estruturada a Gestão da Cadeia de Abastecimento de água potável na cidade do Porto Novo, analisando as características das actividades logísticas envolvidas, e qual o seu contributo para a melhoria desse processo. Entenderem em que medida as actividades logísticas possibilitam aos gestores, dessa cadeia, ampliar uma visão dos processos empresariais, contribuindo para melhorar o aprovisionamento dos recursos disponíveis na organização para o alcance dos melhores resultados operacionais e atender as exigências dos seus clientes. Para a elaboração do presente trabalho foi utilizada a seguinte metodologia: revisão bibliográfica para entender e fundamentar o conceito de Gestão da Cadeia de Abastecimento; Actividades Logísticas e outros conceitos relacionados com o tema; recolha de dados e informações em documentos fornecidos pelas entidades envolvidas no processo, e por fim, aplicação de questionários á alguns clientes finais da cadeia. Os resultados da pesquisa apontam que o processo de abastecimento de água potável em Porto Novo está devidamente dividida em actividades logísticas, iniciando com a extracção da água do mar; transformação da água salgada em água doce (através do processo de dessalinização); armazenagem da água doce em reservatórios na empresa produtora; bombagem da água para o reservatório central em Morro de Braz, distribuição da água aos clientes através da rede pública de distribuição; e por fim o atendimento do cliente nos balcões de cobrança no SAAS-PN. Constata-se que há uma necessidade de melhorar a gestão financeira do SAAS-PN, pois está empresa tem acumulado dívidas consideráveis perante á Águas de Porto Novo, o que tem colocado em risco o abastecimento de água na cidade.

Aplicação da Técnica de “NESTED PCR” Durante o Período Pré-Patente para Identificação de Schistosoma Mansoni no Hospedeiro Intermediário Biomphalaria Glabrata

Biomphalaria glabrata, molusco de água doce, desempenha um importante papel em Parasitologia Médica, por ser o hospedeiro intermediário de Schistosoma mansoni, tremátode digenético responsável pela schistosomose intestinal. A detecção de moluscos infectados pelo Schistosoma mansoni tem uma grande importância em Saúde pública, porque identifica focos de transmissão da schistosomose. As limitações dos métodos clássicos para o diagnóstico de infecções pré patentes fazem com que os métodos de biologia moleculares sejam vistos como possíveis alternativas através da detecção de ADN do S. mansoni em moluscos hospedeiros. A detecção de sequências específicas de ADN por reacção de polimerase em cadeia (PCR) tem-se verificado ser de extrema importância para a análise genética e diagnóstico de várias doenças infecciosas. Neste estudo foi aplicada a técnica de Nested-PCR, com o objectivo de identificar, no período pré-patente, S. mansoni em moluscos expostos a 1, 5 e 10 miracídios em diferentes períodos de tempo. Foram utilizados moluscos das estirpes albina e selvagem de B. glabrata. Para a realização das técnicas de PCR e de Nested–PCR (NPCR) foram utilizados dois pares de oligonucleótidos desenhados especificamente para detectar o ADN de S. mansoni . Verificou-se amplificação do fragmento de ADN do parasita em 80% das amostras analisadas, independentemente da dose de miracídios e do período de exposição. O método utilizado é altamente sensível, mostrando ser uma ferramenta útil na detecção de hospedeiros intermediários de S. mansoni, consequentemente na identificação de focos de schistosomose intestinal.

Aplicação da Técnica de “Nested Pcr” Durante o Período Pré-Patente para Identificação de Schistosoma Mansoni no Hospedeiro Intermediário Biomphalaria Glabrata

Biomphalaria glabrata, molusco de água doce, desempenha um importante papel em Parasitologia Médica, por ser o hospedeiro intermediário de Schistosoma mansoni, tremátode digenético responsável pela schistosomose intestinal. A detecção de moluscos infectados pelo Schistosoma mansoni tem uma grande importância em Saúde pública, porque identifica focos de transmissão da schistosomose. As limitações dos métodos clássicos para o diagnóstico de infecções pré patentes fazem com que os métodos de biologia moleculares sejam vistos como possíveis alternativas através da detecção de ADN do S. mansoni em moluscos hospedeiros. A detecção de sequências específicas de ADN por reacção de polimerase em cadeia (PCR) tem-se verificado ser de extrema importância para a análise genética e diagnóstico de várias doenças infecciosas. Neste estudo foi aplicada a técnica de Nested-PCR, com o objectivo de identificar, no período pré-patente, S. mansoni em moluscos expostos a 1, 5 e 10 miracídios em diferentes períodos de tempo. Foram utilizados moluscos das estirpes albina e selvagem de B. glabrata. Para a realização das técnicas de PCR e de Nested–PCR (NPCR) foram utilizados dois pares de oligonucleótidos desenhados especificamente para detectar o ADN de S. mansoni . Verificou-se amplificação do fragmento de ADN do parasita em 80% das amostras analisadas, independentemente da dose de miracídios e do período de exposição. O método utilizado é altamente sensível, mostrando ser uma ferramenta útil na detecção de hospedeiros intermediários de S. mansoni, consequentemente na identificação de focos de schistosomose intestinal.

Gestão de Águas Subterrâneas em Ambientes Insulares: Caso de Estudo da Ilha do Maio (Cabo Verde)

A gestão de águas subterrâneas em zonas costeiras assume particular relevância em ambientes insulares, devido a elevada proporção de terrenos adjacentes às massas de água oceânicas. Em ilhas planas, de reduzida dimensão e com clima árido ou semiárido, a problemática é ainda mais sensível, já que a escassa precipitação atmosférica e a elevada evapotranspiração potencial determinam reservas de água subterrânea muito limitadas. A estes aspectos de natureza climática, há que acrescentar a reduzida inclinação da interface água doce/água salgada e a consequente possibilidade de intrusão salina nas áreas costeiras. O presente estudo foi efectuado na ilha de Maio, a mais antiga e uma das mais planas ilhas do Arquipélago de Cabo Verde. Apresenta um comprimento máximo de 24,1 km e uma largura máxima de 16,3 km, ocupando uma área de, aproximadamente, 269 km2. A maior parte da ilha apresenta cotas muito baixas, frequentemente inferiores a 100 m. Constitui exceção o maciço central, onde se erguem algumas elevações, culminando no Monte Penoso com uma altitude de 436 m. Em termos hidrogeológicos, o escoamento geral é do tipo centrífugo e processa-se segundo gradientes hidráulicos que, nas regiões litorais, podem assumir valores muito baixos, favorecendo a intrusão salina. Não obstante, as captações de água subterrânea localizam-se essencialmente nestas zonas e acusam indícios de salinização, particularmente no sector setentrional. Numa perspectiva de gestão de recursos hídricos, sugere-se a construção de captações no maciço central, onde se aliam critérios de quantidade e qualidade dos recursos hídricos subterrâneos.

O Uso de Técnicas Isotópicas na Discriminação dos Processos Envolvidos na Mineralização das Águas Subterrâneas da Ilha de Maio (Cabo Verde): Contributo para a Gestão dos Recursos Hídricos Subterrâneos

ara além dos processos naturais, a mineralização das águas subterrâneas em ambientes costeiros e insulares pode ser influenciada diretamente pela massa de água oceânica. Este processo está relacionado com o equilíbrio da chamada interface água doce/água salgada que, mesmo em condições naturais, poderá contribuir para a salinização das águas doces continentais. O presente estudo foi realizado na ilha de Maio (Cabo Verde), uma das quatro ilhas pertencentes ao grupo do sotavento. É uma das mais planas ilhas do Arquipélago, atingindo uma altitude máxima de 436 m no Monte Penoso. Inserida na região Saheliana, a ilha de Maio apresenta um clima do tipo árido, com uma precipitação média anual de 124 mm e uma temperatura média de 24,4 ºC. Os aspectos climáticos da ilha do Maio e as suas características geológicas determinam uma mineralização relativamente elevada das águas subterrâneas, com valores de condutividade eléctrica maioritariamente superiores a 1 mS/cm. Além dos factores antes referidos, a mineralização destas águas parece estar, pelo menos em alguns casos, influenciada pela fraca inclinação da interface água doce/água salgada nas áreas litorais. Não obstante, subsistem dúvidas sobre a intervenção relativa dos diferentes processos na mineralização global das águas subterrâneas. As técnicas isotópicas têm-se revelado uma ferramenta útil na discriminação dos diferentes processos e na identificação do fenómeno de intrusão salina. Desta forma, no presente estudo apresentam-se resultados isotópicos de amostras de águas subterrâneas da ilha de Maio, no sentido de averiguar da existência de situações de salinização resultantes da intrusão das massas de água oceânicas.

Gestão de Águas Subterrâneas em Ambientes Insulares

A gestão de águas subterrâneas em zonas costeiras assume particular relevância em ambientes insulares, devido a elevada proporção de terrenos adjacentes às massas de água oceânicas. Em ilhas planas, de reduzida dimensão e com clima árido ou semiárido, a problemática é ainda mais sensível, já que a escassa precipitação atmosférica e a elevada evapotranspiração potencial determinam reservas de água subterrânea muito limitadas. A estes aspectos de natureza climática, há que acrescentar a reduzida inclinação da interface água doce/água salgada e a consequente possibilidade de intrusão salina nas áreas costeiras. O presente estudo foi efectuado na ilha de Maio, a mais antiga e uma das mais planas ilhas do Arquipélago de Cabo Verde. Apresenta um comprimento máximo de 24,1 km e uma largura máxima de 16,3 km, ocupando uma área de, aproximadamente, 269 km2. A maior parte da ilha apresenta cotas muito baixas, frequentemente inferiores a 100 m. Constitui exceção o maciço central, onde se erguem algumas elevações, culminando no Monte Penoso com uma altitude de 436 m. Em termos hidrogeológicos, o escoamento geral é do tipo centrífugo e processa-se segundo gradientes hidráulicos que, nas regiões litorais, podem assumir valores muito baixos, favorecendo a intrusão salina. Não obstante, as captações de água subterrânea localizam-se essencialmente nestas zonas e acusam indícios de salinização, particularmente no sector setentrional. Numa perspectiva de gestão de recursos hídricos, sugere-se a construção de captações no maciço central, onde se aliam critérios de quantidade e qualidade dos recursos hídricos subterrâneos.

Conservação e o Uso Sustentável dos Aquíferos Costeiros da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca – Cabo Verde - Definição e Estratégias de Intervenção

A República de Cabo Verde é uma nação insular, situada à 500km da costa Ocidental da África. Composta por 10 ilhas de origem vulcânicas, pertencentes a zona climática Saheliana árida, onde a precipitação anual é muito limitada e a estação das chuvas vai de Agosto a Outubro. Os aquíferos costeiros constituem um recurso importante de água doce cuja qualidade tem vindo a deteriorar devido ao incremento das necessidades de água, consequência directa do aumento demográfico, industrial e agrícola que se verifica nas zonas litorais. A exploração intensiva e prolongada em captações muito próximas do mar, onde não existe uma fonte de compensação destas extracções por recarga natural ou artificial do aquífero, pode provocar o avanço da interface água doce – água salgada no sentido dos furos e a sua posterior contaminação. O aumento de volume de água doce nos aquíferos consegue-se adoptando regras que controlem a extracção, planeando correctamente os locais de descarga dos sistemas de drenagens e tratamento de águas pluviais e residuais, promovendo políticas para a utilização racional da água, incrementando a recarga com água de superfície e implementando medidas que façam diminuir o volume de água salgada/salobra no aquífero. A área do estudo é a parte jusante da bacia hidrográfica de Ribeira Seca, situada na parte nordeste da ilha de Santiago (maior ilha da nação). De acordo com o Censo 2000, a população da bacia é estimada em 14.343 habitantes e está dividida em três sub-bacias Ribeira de Montanha, Ribeira de Mendes Faleiro Cabral e Ribeira Seca, perfazendo uma superfície total de 71,5Km2. Este trabalho pretende identificar o problema da sobre exploração de aquíferos costeiros, da contaminação das águas subterrâneas e propor estratégias de forma integrada visando a prevenção e controlo da poluição salina, problema que afecta principalmente a parte jusante da bacia devido principalmente a exploração dos aquíferos em quantidades superiores a recarga.

Predição da hidroquímica da água (qualidade de água) usando sondagens electromagnéticas transientes (TEM)

This work aims the applicability of the Transient electromagnetic method at an arid and semiarid environmental condition in the Santiago Island – Cape Verde. Some seashore areas of this island show an increasing salt contamination of the groundwater. The main objective of present work is to relate this water-quality condition with parameters taken from the transient sounding’s data. In this context, transient soundings have been acquired from 2005 through 2009, at several chosen valleys near the sea, in a mean rate of one field campaign each year. The first phase of this work was the understanding of the geophysical method details, problems and applicability, as the chosen and acquired equipment was the first one to be permanently available to the Portuguese geosciences community. This first phase was also accomplished with field tests. Interpretation of the transient sounding’s data curves were done by application of 1-D inversion methods already developed and published, as also with quasi 2-D and quasi 3-D inversion algorithms, where applicability was feasible. This was the second phase. The 2-D and 3-D approximation results are satisfactory and promising; although a higher spatial sounding’s density should certainly allow for better results. At phase three, these results have been compared against the available lithologic, hydrologic and hydrochemical data, in the context of Santiago’s island settings. The analyses of these merged data showed that two distinct origins for the observed inland groundwater salinity are possible; seashore shallow mixing with contemporary seawater and mixing with a deep and older salty layer from up flow groundwater. Relations between the electric resistivity and the salt water content distribution were found for the surveyed areas. To this environment condition, the electromagnetic transient method proved to be a reliable and powerful technique. The groundwater quality can be accessed beyond the few available watershed points, which have an uneven distribution.