Reaproveitamento de águas e efluentes inorgânicos de uma indústria petroquímica

A escassez de água, o alto custo do tratamento de efluentes e a iminente cobrança pelo uso e descarte da água vêm preocupando a sociedade e incentivando pesquisas na área de otimização do uso da água e minimização de efluentes. O setor industrial é um dos setores que mais tem se preocupado e se empenhado em encontrar soluções para este problema, pois vivencia os dois problemas ao mesmo tempo, a alta demanda de água e o tratamento dos efluentes gerados. É neste contexto que este trabalho se insere, através de um estudo de caso na Companhia Petroquímica do Sul (Copesul), mais especificamente no setor de utilidades. Neste estudo, foi feita uma análise dos principais processos envolvidos, desde a captação da água até seus consumidores finais, para a identificação da demanda de água e dos locais com maior potencial de reaproveitamento. Para tanto, foi necessária a realização de um balanço hídrico da unidade de tratamento de água usando combinações de dados de planta, estimativas e medições em campo, que foram ajustados através de reconciliação de dados. Os resultados obtidos para esta primeira etapa foram satisfatórios, obtendo uma redução do consumo de água estimada em 40 m3.h-1 e economia anual com o tratamento da água e efluentes de aproximadamente R$ 80.000,00. Também foram apresentadas duas propostas de configurações na planta para a aplicação destas alternativas de reaproveitamento. Numa segunda etapa, realizou-se um balanço de massa e energia para a torre de resfriamento, objetivando reduzir tanto o consumo de água de reposição como o descarte de efluente. O potencial de redução obtido na taxa volumétrica de purga do sistema, considerando apenas o efeito evaporativo e estado estacionário, foi estimado em 20 %. As iniciativas de reuso das águas de lavagem e enxágüe dos equipamentos, bem como da otimização do sistema de resfriamento, conduzem a uma redução da demanda de água e da geração de efluentes, trazendo benefícios econômicos e ambientais para a indústria.

APSEE-Tail : um modelo de apoio à adaptação de processos de software

O crescimento experimentado pela indústria do software nas últimas décadas, trouxe consigo o aumento das exigências do mercado. É exigido das organizações de software, que os sistemas sejam construídos de acordo com prazo e custos determinados, obedecendo-se certos padrões de qualidade. Para atender tais exigências e assim obter o diferencial competitivo, tornou-se necessário investir no processo de desenvolvimento de software, dada a relação cada vez mais evidente entre a qualidade do produto de software e a eficiência e eficácia do processo de desenvolvimento adotado. Uma estratégia na busca pela maturidade em termos de processos é a definição e adoção de um processo único a ser seguido em todos os projetos de uma organização, denominado processo padrão. Levando-se em consideração a singularidade de cada novo projeto de software, é natural presumir que o processo padrão tenha de ser adaptado para as necessidades específicas de cada situação, de forma a ser aceito, ter seu uso maximizado e garantir a qualidade do software a ser produzido. Este trabalho apresenta, assim, o APSEE-Tail, um modelo para apoiar o engenheiro de processos na tarefa de adaptar o processo padrão de uma organização de software para as particularidades de cada um de seus projetos, possibilitando maior efetividade e eficiência no uso do mesmo. Sua abordagem de adaptação é livre, orientada à atividades e baseada no raciocínio, através da combinação das técnicas de interpretação de regras e CBR (Case Based Reasoning), sobre o conhecimento necessário. Tal conhecimento, neste trabalho, é agrupado em três categorias: diretrizes de adaptação do processo padrão, tipos de característica usados para definir os projetos de software e informações sobre adaptações realizadas anteriormente. Os diferentes componentes envolvidos na definição do APSEE-Tail foram especificados algebricamente, o que constituiu uma base semântica de alto nível de abstração e possibilitou a construção de um protótipo, implementado no ADS (Ambiente de Desenvolvimento de Software) Prosoft-Java e fracamente acoplado ao APSEE, um ambiente de engenharia de software centrado no processo também prototipado no Prosoft-Java, tornando-se assim parte do meta-processo adotado pelo mesmo. O texto apresenta ainda alguma fundamentação teórica sobre a área de Adaptação de Processos de Software, considerações sobre as abordagens pesquisadas, enfatizando as que mais influenciaram o APSEE-Tail, e um exemplo de aplicação do protótipo construído. Por fim, são apresentadas as contribuições e limitações da proposta, na visão do autor, bem como os trabalhos futuros vislumbrados.

Aplicação de instrumentos de gestão de recursos hídricos na bacia do rio Paranhana

As Políticas Nacional e Estadual de Recursos Hídricos – Lei Federal nº. 9.433, de 8 de janeiro de 1997 e Lei Estadual nº. 10.350, de 30 de dezembro de 1994, dispõem sobre uma série de instrumentos de gestão de recursos hídricos – outorga de direito de uso, enquadramento de corpos d’água em classes, cobrança pelo uso da água, planos de recursos hídricos e outros. No entanto, a operacionalização destes instrumentos, para que sejam aplicados de forma conjunta em uma bacia, necessita da proposição, aplicação e validação de metodologias que integrem tais instrumentos, através de ferramentas técnicas e de articulação institucional entre os componentes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Este trabalho procura abordar a aplicação dos instrumentos de outorga de direito de uso, enquadramento de corpos d’água e rateio de custos. São analisados critérios de outorga de direito de uso e proposto um plano de investimentos em tratamento de efluentes na bacia do rio Paranhana-RS, de modo que as classes em que os corpos d’água da bacia estão enquadrados sejam atendidas ao menor custo para a bacia. Isto é realizado por meio de uma proposta de otimização dos níveis de tratamento de efluentes na bacia aliada a um esquema de rateio de custos e compensação financeira entre os usuários.Conclui-se que o critério de outorga que melhor sinaliza ao órgão gestor os níveis de atendimento às demandas é o critério da garantia de suprimento, que também consegue contemplar todos os setores usuários com garantias variadas, atendendo aos usos prioritários com maiores garantias, em detrimento aos usos menos prioritários. A proposta otimizada de investimentos em tratamento de efluentes na bacia resulta no atendimento às classes propostas pelo enquadramento com custos inferiores, para a bacia como um todo, aos necessários para o atendimento aos padrões de concentração dos lançamentos de efluentes exigidos pelo órgão ambiental. O esquema de compensação financeira entre usuários também torna a alternativa otimizada de níveis de tratamento de efluentes atrativa a cada um dos usuários, quando comparada aos custos que cada usuário teria ao cumprir os padrões de lançamento exigidos pelo órgão ambiental.

Simulação do movimento da água no solo utilizando modelo numérico

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.

A questão da água como um fenômeno econômico e sua possível exploração racional : uma consolidação de idéias

Este trabalho consiste em apresentar idéias, dados e informações sobre a água, e a ameaça que a sua escassez representa para a humanidade se o consumo e uso continuarem sendo realizados de forma indiscriminada, sem qualquer planejamento, dado a sua disponibilidade limitada. Inicialmente, o trabalho centra seu foco na questão da escassez física da água no mundo, até suas implicações de ordem sócio-econômicas entre as nações. O tema também é aprofundado sob a ótica da Teoria Econômica, considerando a água como um bem econômico que é produzido pela natureza, e exige emprego de recursos para sua exploração. A partir da sua análise como um Bem Público, com suas características de externalidades – fonte de desvio na eficiência, surge como questão, a fixação do seu preço. Mostra, no cenário internacional, a política de agências internacionais, o papel dos poderes públicos e a questão dos recursos hídricos. Cita as alternativas possíveis para o Brasil, focando questões como: a participação da iniciativa privada, a educação ambiental, a política nacional de águas, a utilização das águas subterrâneas, e a transformação deste bem, como uma “commodity”de exportação. O problema é grave e requer a atenção das sociedades, instituições e governantes de todo mundo, no sentido de amenizar esse quadro, através da educação ecológica dos povos e sólidos projetos de exploração ordenada. Pois, a quantidade de água existente no planeta é finita, não sendo possível sua produção pelo homem, apesar de toda a sua inteligência e evolução tecnológica.

Desidratação de lodos de estação de tratamento de água

As estações de tratamento de água (ETAs), que utilizam sulfato de alumínio férrico e possuem sistema de extinção para a cal, geram dois principais resíduos: o lodo de ETA, retido nos decantadores durante a etapa de clarificação da água, constituído principalmente por hidróxidos de alumínio, argilas, siltes, areia fina, material húmico e microrganismos e o resíduo de cal, impureza insolúvel removida do processo de extinção da cal virgem, constituído principalmente de carbonato e hidróxido de cálcio. A pesquisa realizada no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS, em conjunto com o Departamento Municipal de Água e Esgotos (DMAE), avaliou se a adição de resíduo de cal ao lodo de ETA acelera o desaguamento do mesmo. Paralelamente, também foi avaliada a eficiência de uma modificação estrutural nos leitos de secagem convencionais, utilizando-se tijolos cerâmicos na base do mesmo, com o objetivo de avaliar se a capilaridade dos tijolos auxilia o desaguamento do lodo. Uma vez que a quantidade de água presente no lodo da ETA diminua, a utilização deste resíduo na indústria talvez seja economicamente viável. No primeiro experimento foram montados 12 (doze) leitos de secagem, seis convencionais e seis modificados. Foi analisado o teor de umidade nos leitos em função do tempo, bem como monitorado o teor de umidade relativa do ar O segundo experimento foi realizado em escala de bancada, utilizando-se 18 (dezoito) leitos de secagem forrados internamente com manta geotêxtil do tipo bidim (OP-20). Os leitos possuíam um dreno de fundo, para captura do líquido percolado. O experimento foi conduzido em triplicata, nas proporções de 0,0%; 2,5%, 5,0%, 7,5%, 10,0% e 100,0% em peso de resíduo de cal. Foi monitorado o volume de percolado em função do tempo para cada leito. Também foi analisado o pH e a umidade inicial e final dos leitos, bem como o pH e a turbidez do líquido percolado. No resíduo sólido remanescente nos leitos de secagem foi realizada análise de fluorescência de RX. No experimento de modificação estrutural da base dos leitos com uso de tijolos, não foi observada nenhuma melhora no desaguamento do lodo. Acredita-se que os poros capilares dos tijolos saturaram no início do experimento, perdendo seu poder de sucção. No segundo experimento, foi observada uma melhora muito significativa em relação ao volume de líquido percolado em função do tempo, comprovando que a adição de resíduo de cal ao lodo favoreceu a rápida desidratação do mesmo (chegando a ser 40 vezes maior) A relação ótima foi verificada nos leitos que continham 5,0 % em massa de resíduo de cal. Todos os leitos que sofreram a adição de resíduo de cal aumentaram bruscamente o pH e solubilizaram o íon alumínio; porém aprisionaram os íons ferro e magnésio. Tanto a análise de fluorescência de raio X do lodo puro, bem como da mistura com resíduo de cal, remanescentes nos leitos de secagem, identificaram a presença de óxidos de cálcio, alumínio, ferro e sílica. Isso indica que estes resíduos (lodo ou lodo mais cal) podem ser incorporado à matéria-prima do cimento. Ter-se-ia, desta forma, um destino ecologicamente correto para os lodos de ETAs, que deixaria de ser lançado em corpos d’água. A incorporação do lodo de ETA ao cimento traria como principal vantagem o aumento da vida útil das jazidas de argila e de calcáreo, reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna.

Avaliação do coagulante orgânico Veta Organic utilizado em uma estação de tratamento de água para abastecimento público

O presente trabalho, desenvolvido na estação de tratamento de água de Novo Hamburgo, avalia uma alternativa aos tradicionais coagulantes metálicos. Esta alternativa é um coagulante orgânico de origem vegetal produzido na região metropolitana de Porto Alegre. Este coagulante a base de tanino extraído da acácia negra tem o nome comercial de Veta organic. Foi verificada, além da qualidade da água tratada, do custo do tratamento e do impacto ambiental gerado durante o processo de potabilização da água, a operacionalidade da ETA com o coagulante. Foram pesquisados os fenômenos físico-químicos que ocorrem na coagulação. Foram feitas análises dos principais resíduos do tratamento (água de lavagem dos filtros e lodo dos decantadores), definindo alguns parâmetros para sua disposição no solo. A caracterização dos efluentes do tratamento confirmou alguns preceitos da literatura, como a relação DBO/DQO e o alto teor de umidade. Outros parâmetros apresentaram valores divergentes dos publicados em outros trabalhos, sendo, provavelmente, o principal motivo a substituição do coagulante. Foi traçado um comparativo com o sulfato de alumínio, determinando vantagens e desvantagens da substituição do sulfato de alumínio pelo Veta organic. Este comparativo considerou aspectos relacionados à operação e manutenção da ETA, segurança e salubridade dos envolvidos com o processo de tratamento, qualidade e quantidade da água tratada, volume e contaminação dos resíduos do tratamento, custo para tratar um metro cúbico de água e adequação às leis, normas e portarias referentes a abastecimento público de água e poluição por despejos industriais. Os resultados deste trabalho permitiram verificar a redução na concentração de alumínio na água tratada e nos resíduos oriundos do tratamento com Veta organic em relação ao tratamento com sulfato de alumínio. Também, constatou-se a redução no volume de lodo gerado nos decantadores com o uso do Veta organic se comparado com os valores para quantidade de produção de lodo com sulfato de alumínio definidos em literatura. Foi determinado o aumento no custo do tratamento na ETA-NH com a introdução do novo coagulante. Além disso, foram feitas sugestões referentes à operação da estação que podem aumentar a eficiência do tratamento com o Veta organic, tendo sido abordadas questões relativas ao processo de tratamento, verificadas durante o trabalho de campo, com uso deste produto. A alteração mais importante na operação da ETA e que trouxe mais benefícios no tratamento com Veta organic foi a utilização de ar na retrolavagem dos filtros, tendo sido verificada a redução da cor e turbidez da água de lavagem dos filtros, com o auxílio do ar na lavagem, até valores estáveis.

Estudo do desempenho de um sistema de aquecimento de água por energia solar e gás

A energia solar esta sendo cada vez mais utilizada para o aquecimento de água, tanto para o uso industrial, comercial e residencial, apresentando, esta última, um crescimento muito expressivo nos últimos anos, devido às ações de marketing de algumas empresas do setor. Para manter a temperatura da água do reservatório nas condições estabelecidas para o uso é necessário à utilização de uma fonte de energia auxiliar. As duas fontes de energia auxiliar mais empregadas nos sistemas de aquecimento de água por energia solar são a eletricidade e o gás. A escolha do gás como fonte auxiliar de energia, apesar de apresentar um investimento inicial superior ao da energia elétrica, representa um menor custo operacional em longo prazo. Na presente dissertação foram realizadas simulações computacionais para a cidade de Porto Alegre - RS, através do aplicativo TERMOSIM, com a finalidade de analisar o comportamento energético de um sistema de aquecimento de água por energia solar, por circulação natural (termossifão), utilizando como fonte de energia auxiliar o gás. Esta análise foi desenvolvida com a variação de parâmetros construtivos, de parâmetros de utilização e dos parâmetros de qualidade dos materiais e, ainda, com a caracterização dos componentes da instalação. Para a execução do trabalho foram realizadas 3456 simulações. Considerando os resultados obtidos foram elaboradas tabelas e gráficos, por meio dos quais verificou-se a influência do número de coletores, do volume do reservatório, da altura do termostato, da razão de aspecto do reservatório, do consumo de água quente e da qualidade dos coletores sobre a eficiência do sistema. O aplicativo demonstrou coerência nos resultados gerados, motivo pelo qual foi possível identificar, por meio da análise dos mesmos, quais os parâmetros que exercem maior influência no desempenho do sistema de aquecimento de água. Combinando os resultados, foi desenvolvida uma equação para estimar a eficiência média mensal do sistema.