Contribuição para o estudo de um sistema integrado de abastecimento de água e tratamento de água residual doméstica. Caso de estudo: Cidade da Praia

O problema de escassez de água em muitas regiões do globo acompanhado do acelerado crescimento da população e das decorrentes alterações climáticas, constituem um conjunto de preocupações ligadas à gestão dos recursos hídricos, principalmente no que diz respeito à satisfação das necessidades de consumo quer em termos quantitativos, quer em termos qualitativos. Tanto o abastecimento de água para o consumo humano, como a descarga e reutilização de águas residuais urbanas, requerem, à priori, um conjunto de processos e operações de tratamento tanto mais exigentes quanto maior o nível de qualidade final pretendido, tendo sempre em consideração aspectos como a saúde e a exposição humana como também o tipo de actividade a que se destina a água. Com o presente trabalho pretende-se dar um contributo para a avaliação da viabilidade de implementação de um sistema integrado de abastecimento de água e de tratamento de águas residuais domésticas na cidade da Praia, em Cabo Verde, tendo por base a situação actual, e um ano horizonte de 20 anos (2015 a 2035). Cabo Verde é um país com sérios problemas no que se refere aos recursos hídricos uma vez que carece de chuva e de reservas de águas subterrâneas. Circundado pelo mar, quase a totalidade dos municípios é abastecida pela água proveniente de processos de dessalinização da água do mar, através de tecnologias de membranas - Osmose Inversa (OI). Neste estudo, através de inquérito directo (260 inquéritos) e visitas presenciais a instituições, empresas e directamente à população, fez-se a caracterização dos sistemas de gestão da água e de águas residuais da referida cidade, por forma a perceber o funcionamento dos mesmos. Em 2014, cerca de 90% da água distribuída à população da Praia (10.000 m3.dia-1) proveio da água dessalinizada na central da ELECTRA. No mesmo ano, o caudal médio diário de água residual afluente à ETAR do Palmarejo foi de 2245 m3.dia-1. A deficiente cobertura da rede de drenagem de águas residuais da cidade (26,5%, segundo resultados do inquérito) é a principal razão pela baixa afluência à ETAR. Neste trabalho, procedeu-se ainda, à avaliação comparativa de custos para produção de água para a rega de áreas verdes da cidade, quer a partir de técnicas de dessalinização quer a partir da reutilização de água residual tratada. Com a reutilização de água residual tratada na rega das áreas verdes da cidade da Praia (92,4 ha), concluiu-se que, ao fim dos próximos 21 anos, poupar-se-á, na dessalinização, cerca de 32 milhões de euros (3.520 milhões de ECV). Da análise efectuada, concluiu-se que o volume necessário para o sistema de armazenamento da água residual tratada (estimado com base no mês de maior necessidade de rega do ano horizonte, Junho de 2035, assumindo um tempo de retenção hidráulico de um dia) é de 5.000 m3.

Dimensionamento mecânico de um equipamento de aproveitamento de energia das ondas pelo sistema YOYOGEN

Nos últimos anos tem havido um grande investimento nas energias renováveis tendo como principal objetivo a redução das emissões de dióxido de carbono. Em vários ramos das renováveis a tecnologia já atingiu um estado de maturidade, como no caso da energia hídrica, eólica e solar. No entanto o mesmo não se passa com a energia das ondas onde ainda não se encontrou uma solução viável, que juntamente com o ele-vado potencial para a produção de energia elétrica abre o caminho para o estudo de abordagens alternativas a esta fonte de energia. O principal objetivo deste trabalho foi o dimensionamento do sistema mecânico do equipamento de aproveitamento de energia das ondas YOYOGEN, composto por um veio e vários geradores e engrenagens planetárias. Foi utilizado o software SolidWorks® para modelar em 3D todos os componen-tes do sistema mecânico. Nos cálculos para dimensionamento das engrenagens foram utilizadas as normas Britânicas e para os cálculos dos outros componentes as fórmulas da resistência dos materiais. Os resultados obtidos mostram que embora do ponto de vista dinâmico o sistema funcione, os requisitos de projeto para que o sistema funcione submerso durante 20 anos sem manutenção resultaram numa solução com engrenagens de dimensões e peso consideráveis. Estes resultados poderão por em causa a viabilidade do projeto visto que o sistema mecânico tem de se mover dentro de água com uma largura de aproxi-madamente 4 metros e uma massa a rondar as 3 toneladas.

Proposta e avaliação termodinâmica de soluções para o aproveitamento da exergia na regaseificação de GNL

Uma vez que o gás natural liquefeito (GNL) é transportado a uma temperatura criogénica de -162 °C e como os gasodutos recebem o gás natural (GN) à temperatura ambiente, existe neste sistema exergia que pode ser usada na produção de energia elétrica. A presente dissertação consiste na proposta, avaliação e comparação termodinâmica de diferentes ciclos para produção de energia elétrica, através do aproveitamento da exergia do GNL, aquando da sua transformação em GN, para introdução nos gasodutos. Neste trabalho, considerou-se como caso de estudo o terminal de GNL de Sines, em Portugal, que atualmente não tem implementada nenhuma solução para o aproveitamento da exergia disponível. Considerando os critérios de projeto, definidos de acordo com as características do terminal de Sines e, usando água do mar como fonte de calor, simularam-se e compararam-se os seguintes tipos de ciclos: o ciclo existente no terminal (CE), sem produção de energia; o ciclo de expansão direta do GN (CED); os ciclos tipo Rankine (CTR); os ciclos tipo Rankine com expansão direta (CTR+ED); e os ciclos tipo Rankine com apoio de energia solar (CTRS). Consideraram-se sete fluidos de trabalho (FT) diferentes: propano, etano, etileno, dióxido de carbono, R134a, R143a e propileno. As potências líquidas máximas obtidas para cada ciclo demonstram que: com o CE gastam-se cerca de 1182 kW para fazer o processamento de GNL; com o CED é possível gastar apenas 349 kW; com os CTR é possível obter uma potência líquida positiva ao processar o GNL, produzindo até 2120 kW (usando propileno como FT); com os CTR+ED é possível produzir 2174 kW (também usando propileno com FT); e com os CTRS é possível produzir até 3440 kW (valor médio anual) (usando etano como FT). Fez-se a otimização multi-objetivo dos ciclos tendo-se considerado alguns aspetos económicos. Além da maximização da potência líquida, para os CED, CTR e CTR+ED minimizou-se a área de transferência de calor total dos permutadores de calor e para os CTRS minimizou-se a área de coletores solares instalada.

Relações entre fluxos de água subterrânea e superficial em bacia hidrográfica caracterizada por cobertura florestal amazônica.

O experimento foi conduzido em uma bacia hidrográfica de 1,3 km2, drenada pelo igarapé Barro-Branco, localizada na Reserva florestal Ducke, à cerca de 30 km de Manaus. A cobertura vegetal dessa bacia e caracterizada, em quase sua totalidade, por floresta amazônica do tipo "Terra-firme". A coleta de dados e respectivos cálculos estenderam-se no período de maio de 1981 a dezembro de 1983. Para o período em questão, os resultados obtidos mostraram que, em termos médios, o escoamento total do igarapé representou 32,3% da chuva, dos quais apenas 2,8% se deram na forma de escoamento superficial direto, implicando numa evapotranspiração da ordem de 67,7% do total precipitado. Considerando-se um valor médio de 22% para o total da chuva interceptada pela cobertura florestal, a transpiração dada pela floresta pode ser estimada como sendo de cerca de 45,7% da precipitação. Acredita-se que o corte indiscriminado e irracional da Floresta Amazônica, visando-se a sua ocupação, deverá alterar significativamente as relações encontradas, trazendo como conseqüências, sérios problemas de erosão, transporte de sedimentos, menor tempo de residência da água na bacia e outros problemas que certamente irão interferir no atual equilíbrio ecológico da maior reserva florestal do mundo.

Variação temporal de nutrientes na água escorrida pelo caule em floresta primária explorada no nordeste do Pará

Foi enfocada a contribuição de nutrientes da água escorrida pelo caule (CE), na ciclagem hidroquímica em floresta primária explorada, em Benevides, PA. A concentração de nutrientes na CE foi avaliada de dezembro de 1993 a abril de 1995, mediante coletores tipo colarinho, construídos com espuma de silicone, acoplados por tubos a recipientes plásticos. O monitoramento de CE se restringiu a doze árvores, nas quais foram coletadas mensalmente amostras para análise química de K+, Na+, Ca2+ e Mg2+ por espectrofotometria de absorção atômica, o N-NH4+, N-NO3 - e P-PO4 3- por colorimetria, em espectofotômetro de fluxo contínuo, o N-total por micro Kjeldahl e pH por potenciometria. A quantidade de nutrientes trazidos pela CE foi maior no início da época chuvosa, exibindo marcante variabilidade temporal para K+, Na+, Ca2+, Mg2+, N-total, SO4 2-, enquanto que o oposto aconteceu com PO4 3-. A magnitude na concentração dos nutrientes decresceu na seguinte ordem: K+ > Na+ > Ca2+ > N-t > SO4 2- > Mg2+ > PO4 3-. A distribuição e a intensidade de chuva não influenciam marcantemente o pH na CE.

Uso de água subterrânea em sistema de abastecimento público de comunidades na várzea da Amazônia central

O paradoxo das águas marca as populações amazônicas que habitam as várzeas. Se na cheia as águas abundam, na seca escasseiam, chegando desfalcar os ribeirinhos seja pela insuficiência e/ou por condições impróprias para consumo. Esse trabalho descreve o aproveitamento do manancial subterrâneo para abastecimento público, através de poço tubular construído na comunidade de várzea de Santo Antônio, no município de Urucará, Estado do Amazonas. O estudo demonstrou a ocorrência de variações nas características físico-químicas da água do poço durante um ciclo das de superfície da região, principalmente a elevação do teor de ferro total no período de cheia máxima, sendo esse um indicativo de falha no processo construtivo do poço, uma vez que a água subterrânea local apresenta condições satisfatórias para o consumo humano. O aproveitamento do manancial subterrâneo em sistemas de abastecimento de água em comunidades de várzea na Amazônia é tecnicamente viável, entretanto, carece de obras de captação corretas, visando a conservação da qualidade da água desse rico ecossistema.

Aproveitamento de alimentos de origem animal pela tartaruga-da-amazônia: Podocnemis expansa criada em cativeiro

Foi realizado um trabalho para determinar o aproveitamento alimentar da farinha de carne e ossos (FCO), farinha de vísceras de aves (FVA) e farinha de peixe (FP) em tartaruga-da-amazônia, por meio dos coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE) e energia bruta (EB). Os animais experimentais foram 136 filhotes provenientes do Projeto Quelônios da Amazônia, no estado do Mato Grosso, mantidos em caixas com renovação de água e temperatura média de 29ºC. Os CDA foram determinados com dietas contendo 0,1% do marcador óxido de crômio III (Cr2O3). Os CDA da MS, PB, EE e EB foram, respectivamente, de 79,10; 87,61; 93,83 e 79,61% para FCO; 92,45; 94,89; 96,55 e 92,71% para FV e 93,53; 95,13; 94,05 e 93,18% para FP. Os melhores coeficientes foram obtidos com a farinha de peixe e a farinha de vísceras de aves.

Aplicação da metodologia TRIZ a um sistema de aproveitamento de águas pluviais de uma unidade hospitalar

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

A irrigação por gotejamento I parte: influência sobre as relações solo-água

Por meio de colunas de terra, convenientemente preparadas em laboratório, em tubos cilíndricos, estudou-se a distribuição da umidade no momento da infiltração, aplicando-se água em forma de gotas, simulando chuva, a oito diferentes intensidades, com duas repetições para cada tratamento. Verificou-se que quando se reduzia a intensidade de aplicação da água, a intervalos mais ou menos constantes, aquele teor de umidade também decrescia, e vice-versa. Constatou-se também que, quando as intensidades de gotejamento eram muito pequenas, o teor de umidade se reduzia com menor intensidade, caminhando para um limite, ao qual se atribuia com lógica e senso, ser a capacidade de campo do solo.

Variação estacional da composição centesimal do peixe de água doce, Pimelodus darias Bloch (Mandi)

O presente trabalho teve por objetivo verificar a variação, com a época de captura, na composição em umidade, proteína, lípides e cinza da carne do peixe, a fim de se conhecer quais os meses em que o mandi se presta melhor ao aproveitamento tecnológico. Foi verificado que a composição centesimal varia durante o ano e como média para os 12 meses encontrou-se: 65,15 g/100 g de umidade, 17,92 g/100 g de proteína, 15,51 g/100 g de lípides e 1,34 g/100 g de cinza. O mandi é peixe gordo e os meses escolhidos para a captura dos peixes destinados ao processamento foram os de junho e julho.

Percepções das Comunidades Rurais sobre os Diques de Contenção de Sedimentos e Água na Bacia Hidrográfica de Águas Belas

Na sequência do projecto “Ordenamento e Valorização da Bacia Hidrográfica de Águas Belas”, da ilha de Santiago, que visou a construção de estruturas de conservação do solo e água para combater a erosão hídrica e a desertificação, disponibilizar recursos hídricos para consumo doméstico e agricultura e proteger o ambiente, estudou-se o modo como as comunidades rurais percepcionam as funções, gestão e conservação dessas estruturas, bem como o aproveitamento de recursos a elas associados. No estudo utilizou-se a informação contida no original do projecto referido, realizou-se o levantamento de dados de campo, aplicou-se um inquérito às populações beneficiadas pelas infra-estruturas construídas e utilizaram-se programas relativos a sistemas de informação geográfica. Constatou-se que as comunidades beneficiadas percepcionam os diques como infra-estruturas que disponibilizam mais meios de produção, como água para rega e abastecimento doméstico, solo e área de cultivo e a retenção de solo e água, ou seja, meios que têm uma estreita ligação com a actividade agrícola e as necessidades de sobrevivência. Observou-se igualmente que os mais jovens e as mulheres valorizam mais a segurança e, estas últimas, a maior disponibilidade de água para rega e uso doméstico. Para ajustar os usos que as comunidades fazem destas estruturas são necessárias acções de sensibilização e informação junto das comunidades sobre as funções e requisitos de manutenção das estruturas de conservação do solo e água.

Percepções das Comunidades Rurais sobre os Diques de Contenção de Sedimentos e Água na Bacia Hidrográfica de Águas Belas

Na sequência do projecto “Ordenamento e Valorização da Bacia Hidrográfica de Águas Belas”, da ilha de Santiago, que visou a construção de estruturas de conservação do solo e água para combater a erosão hídrica e a desertificação, disponibilizar recursos hídricos para consumo doméstico e agricultura e proteger o ambiente, estudou-se o modo como as comunidades rurais percepcionam as funções, gestão e conservação dessas estruturas, bem como o aproveitamento de recursos a elas associados. No estudo utilizou-se a informação contida no original do projecto referido, realizou-se o levantamento de dados de campo, aplicou-se um inquérito às populações beneficiadas pelas infra-estruturas construídas e utilizaram-se programas relativos a sistemas de informação geográfica. Constatou-se que as comunidades beneficiadas percepcionam os diques como infra-estruturas que disponibilizam mais meios de produção, como água para rega e abastecimento doméstico, solo e área de cultivo e a retenção de solo e água, ou seja, meios que têm uma estreita ligação com a actividade agrícola e as necessidades de sobrevivência. Observou-se igualmente que os mais jovens e as mulheres valorizam mais a segurança e, estas últimas, a maior disponibilidade de água para rega e uso doméstico. Para ajustar os usos que as comunidades fazem destas estruturas são necessárias acções de sensibilização e informação junto das comunidades sobre as funções e requisitos de manutenção das estruturas de conservação do solo e água.

BACIA DA TRINDADE: ANÁLISE DOS RISCOS HIDROLÓGICOS PARA A CIDADE DA PRAIA

A inundação urbana é um evento tão antigo quanto as cidades ou aglomerações urbanas. Este evento pode ocorrer devido ao comportamento natural dos cursos de água, quando o excesso do volume da chuva que não consegue ser drenado ocupa a várzea e inunda, em função da topografia, as áreas próximas aos cursos de água (inundações ribeirinhas), ou pode ocorrer pelo efeito da alteração produzida pelo homem através da urbanização devido à impermeabilização das superfícies e canalização dos rios. Um conjunto de factores pode ser relacionado quanto à ocorrência das inundações. Certamente, um dos mais preocupantes é a falta de planeamento para ocupação de bacias hidrográficas, resultando a ocupação de áreas consideradas de risco de inundação. A população de maior poder aquisitivo tende a habitar os locais seguros ao contrário da população carente que ocupa as áreas de alto índice de inundação, provocando problemas sociais que se repetem por ocasião de cada cheia na região. A cidade da Praia, enquanto cidade ribeirinha, está sujeita a riscos de inundações de certas áreas que hoje estão ocupadas. Esta tese é reforçada pelo facto de Cabo Verde se situar numa zona de influência de um clima muito instável, podendo em curtos períodos de tempo produzir precipitações de tal forma intensas com consequências imprevistas. Neste trabalho fez-se uma análise da problemática de inundações em áreas ribeirinhas a jusante da bacia hidrográfica da Trindade, onde está localizada a cidade da Praia, a capital administrativa de Cabo Verde, cuja população sofre ocasionalmente com a força dos cursos de água que desaguam no Oceano Atlântico, à luz de uma proposta de construção de uma barragem de retenção de águas superficiais desenvolvida em 1992. Buscou-se, portanto, soluções práticas e eficientes para o melhor aproveitamento das áreas a fim de evitar transtornos, possibilitando melhor qualidade de vida para o meio urbano da capital do país, para além de se ter apresentado propostas de aproveitamento dos recursos hídricos da bacia da Trindade para utilização diversa. Conclui-se com a realização deste trabalho que os riscos hidrológicos associados à bacia da Trindade são neste momento bastante consideráveis quando se consideram os dados dos cálculos hidrológicos para períodos de retorno acima de Dissertação de Mestrado em Ordenamento & Desenho do Território 5 50 anos pois, os níveis de inundações seriam tais que punham em risco habitações e infra-estruturas na cidade da Praia localizadas na zona jusante da bacia. A falta de planeamento e a ausência de uma gestão integrada dos recursos hídricos na bacia hidrográfica da Trindade são factores que contribuem potencialmente para um aumento nos prejuízos associados a evento chuvoso. É importante ressaltar que, as soluções para a protecção e o controlo das inundações devem ser incorporadas nos Planos Directores Municipais através de Planos Directores de Drenagem. A bacia da Trindade, pela sua dimensão e contributo para fenómenos de enchentes, deveria ser alvo de uma abordagem integrada e sistémica de modo a perceber melhor o comportamento hidráulico no seu interior e, delinear um plano de intervenção que permita minimizar os impactos negativos desse tipo de fenómenos sobre as populações com base em estudos aprofundados que permitam o dimensionamento do conjunto das infra-estruturas a serem construídas.

Monitorização e gestão dos Recursos Geológicos e seus impactes ambientais no concelho de São Domingos, ilha de Santiago - Cabo Verde, com ênfase na qualidade da Água

A água é um recurso natural essencial à vida fortemente suscetível de degradação, pelo que é fundamental a sua gestão e o controlo da sua qualidade. Os usos da água dependem das suas propriedades e composição. Estas, por sua vez, resultam de processos de interação água-rocha e da introdução antrópica de substâncias que podem afetar a sua qualidade e, assim, condicionar os usos. A presente investigação tem como objetivo a avaliação do estado de qualidade da água e potencialidades de uso no concelho de S. Domingos, Ilha de Santiago, Cabo Verde. Foram colhidas 22 amostras de água, sujeitas as medições in situ de parâmetros expeditos: pH, condutividade elétrica (CE), sólidos dissolvidos totais (TDS) e temperatura. A caracterização foi completada com a análise da componente aniónica (cloreto, brometo, fluoreto, nitrato, nitrito, fosfato e sulfato), de alcalinidade, oxidabilidade, sólidos suspensos totais e metais. Os resultados obtidos mostram, de uma maneira geral, o carácter mineralizado destas águas, com valor médio de condutividade de 1361µS/cm. A classificação hidroquímica, de acordo com diagrama de Piper, conduziu à discriminação dos seguintes tipos: águas mistas bicarbonatadas, equivalendo a 50% das amostras, mistas cloretadas (22,7%) e mistas sódicas (cloretadas e bicarbonatadas), correspondendo a 27% das amostras. Considerando o que está estabelecido no Decreto-Lei n.º 236/98, de 1 de agosto de Portugal e no Decreto-Lei nº8/2004 de Cabo Verde, que definem os valores paramétricos de qualidade da água, verificou-se que apenas 36% das amostras têm qualidade suficiente para consumo humano, cumprindo na íntegra os padrões de potabilidade estabelecidos. No que respeita à utilização da água para rega, segundo o Diagrama U. S. Salinity Laboratory, 68% das amostras mostram evidências de perigo salinização alto a muito alto e 32% apresentam risco médio. Quanto à alcalinização apenas 9% das amostras apresentam perigo médio, enquanto as restantes não indicam qualquer restrição de uso na agricultura. A análise estatística dos resultados pôs em evidência processos naturais de evolução hidroquímica, particularmente a salinização de amostras situadas em aluviões e praias fósseis. De maneira similar, o estudo efetuado revelou a existência de processos de degradação desencadeados por contaminação fecal. Visando a proteção da saúde da população do concelho, recomenda-se a implementação de medidas que proporcionem o aproveitamento sustentado e seguro dos recursos hídricos que passam, desde logo, pela elaboração de um plano de monitorização da qualidade de água para todo o concelho.

Contribuição para o Estudo de um Sistema Integrado de Abastecimento de Água e Tratamento de Água Residual Doméstica. Caso de Estudo: Cidade da Praia

O problema de escassez de água em muitas regiões do globo acompanhado do acelerado crescimento da população e das decorrentes alterações climáticas, constituem um conjunto de preocupações ligadas à gestão dos recursos hídricos, principalmente no que diz respeito à satisfação das necessidades de consumo quer em termos quantitativos, quer em termos qualitativos. Tanto o abastecimento de água para o consumo humano, como a descarga e reutilização de águas residuais urbanas, requerem, à priori, um conjunto de processos e operações de tratamento tanto mais exigentes quanto maior o nível de qualidade final pretendido, tendo sempre em consideração aspectos como a saúde e a exposição humana como também o tipo de actividade a que se destina a água. Com o presente trabalho pretende-se dar um contributo para a avaliação da viabilidade de implementação de um sistema integrado de abastecimento de água e de tratamento de águas residuais domésticas na cidade da Praia, em Cabo Verde, tendo por base a situação actual, e um ano horizonte de 20 anos (2015 a 2035). Cabo Verde é um país com sérios problemas no que se refere aos recursos hídricos uma vez que carece de chuva e de reservas de águas subterrâneas. Circundado pelo mar, quase a totalidade dos municípios é abastecida pela água proveniente de processos de dessalinização da água do mar, através de tecnologias de membranas - Osmose Inversa (OI). Neste estudo, através de inquérito directo (260 inquéritos) e visitas presenciais a instituições, empresas e directamente à população, fez-se a caracterização dos sistemas de gestão da água e de águas residuais da referida cidade, por forma a perceber o funcionamento dos mesmos. Em 2014, cerca de 90% da água distribuída à população da Praia (10.000 m3.dia-1) proveio da água dessalinizada na central da ELECTRA. No mesmo ano, o caudal médio diário de água residual afluente à ETAR do Palmarejo foi de 2245 m3.dia-1. A deficiente cobertura da rede de drenagem de águas residuais da cidade (26,5%, segundo resultados do inquérito) é a principal razão pela baixa afluência à ETAR. Neste trabalho, procedeu-se ainda, à avaliação comparativa de custos para produção de água para a rega de áreas verdes da cidade, quer a partir de técnicas de dessalinização quer a partir da reutilização de água residual tratada. Com a reutilização de água residual tratada na rega das áreas verdes da cidade da Praia (92,4 ha), concluiu-se que, ao fim dos próximos 21 anos, poupar- se-á, na dessalinização, cerca de 32 milhões de euros (3.520 milhões de ECV). Da análise efectuada, concluiu-se que o volume necessário para o sistema de armazenamento da água residual tratada (estimado com base no mês de maior necessidade de rega do ano horizonte, Junho de 2035, assumindo um tempo de retenção hidráulico de um dia) é de 5.000 m3.