Projeto de um controlador Fuzzy Takagi-Sugeno para uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados

Este trabalho propõe o projeto de um controlador Fuzzy do tipo Takagi-Sugeno em uma estação de tratamento de esgoto por lodos ativados. Este tipo de tratamento ocorre na presença de oxigênio, pois microorganismos aeróbios presentes no licor misto irão proporcionar a remoção tanto da matéria carbonácea quanto nutrientes formados por compostos à base de nitrogênio. O controlador atua via mecanismo de aeração e foi projetado para interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de três controladores fixos locais que, por sua vez, foram projetados a partir da linearização de um modelo contínuo de balanço de massa de oxigênio. O controlador auxiliará manter a concentração de oxigênio dissolvido desejável na faixa de operação do processo para que ocorra a nitrificação, reação química de oxiredução que transforma amônio em nitrito, que é fundamental para o sucesso do processo, e poderá também economizar energia elétrica utilizada pelo mecanismo de aeração. Os ensaios foram realizados via simulação computacional em quatro cenários idealizados comparando o desempenho do controlador fuzzy e o desempenho de um controlador fixo projetado em um ponto de operação diferente do qual se utilizou como valor de referência na planta. Ao aplicar um degrau no valor de referência estabelecido no cenário de análise, observou-se o tempo de subida, o tempo de acomodação e o erro em regime. Após os ensaios, observou-se que o desempenho do controlador fuzzy nos quesitos tempo de subida e tempo de acomodação em relação ao controlador fixo foi melhor, enquanto nos quesitos sobressinal e erro em regime foi semelhante. Após as análises, concluiu-se que a estratégia de controle escolhida neste trabalho é viável, pois de acordo com o valor auferido de oxigênio dissolvido na entrada da planta, o controlador fuzzy irá interpolar os ganhos proporcionais e integrativos de um controlador fixo projetado na vizinhança deste valor e assim, atuar de forma bastante satisfatória.

Assessment of surface water in two Amazonian rivers impacted by industrial wastewater, Barcarena City, Pará State (Brazil)

No ano de 2007, águas superficiais foram coletadas a partir de 21 pontos de amostragem na cidade de Barcarena, Região Norte, Brasil: um ponto de amostragem localizado em um pequeno córrego que recebe descarga de resíduos a partir da indústria de beneficiamento do caulim e deságua no Rio Curuperê, três pontos de amostragens localizados próximos de fontes que emergem na margem esquerda e deságuam no Rio Curuperê, nove pontos de amostragem no Rio Curuperê, que deságua no Rio Dendê, e oito no Rio Dendê, afluente da margem esquerda do Rio Pará. Para todas as amostras de água foram quantificadas 14 variáveis físico-químicas e níveis de 12 metais. Os resultados nos pontos próximos das fontes do Rio Curuperê apresentaram perfil físico-químico e níveis de metais típicos para águas superficiais e esses valores foram utilizados como referência para comparar e identificar possíveis alterações nas características químicas para os demais pontos de amostragem. Quando os resultados das fontes do rio Curuperê foram comparados com os resultados do ponto próximo a descarga de resíduos industriais foram observadas fortes alterações nos valores de 6 variáveis físico-químicas (pH, condutividade elétrica (EC), total de sólidos suspensos (TDS), nitrogênio amoniacal (N-NH4), sulfato (SO4) e salinidade) e aumento em magnitude dos níveis de quatro metais (Al, Fe, Mn e Zn), caracterizando que esses resíduos eram descarregados no ambiente sem tratamentos adequados. Os resultados nos demais pontos de amostragem demonstraram que estas condições anômalas também foram encontradas ao longo dos Rios Curuperê e Dendê, principalmente durante a maré baixa. A partir desta caracterização química das águas foram identificadas condições prejudiciais aos ecossistemas aquáticos e potencial risco à saúde da população local que usa os rios para consumo, recreação e transporte.