Modelação hidráulica de um sistema adutor em alta

Este relatório é fruto de um trabalho desenvolvido por um período de seis meses onde é apresentada uma breve introdução da empresa, bem como as políticas pelas quais ela funciona. São também descritas as formações obtidas e o plano de trabalhos seguido. Relativamente ao trabalho em si, o tema principal do trabalho desenvolvido, e tal como é apresentado no título deste relatório, é a modelação hidráulica de um sistema adutor em alta, isto é, onde foi elaborado um modelo para uma rede de abastecimento de água recorrendo aos registos de consumos fornecidos pela empresa Águas do Douro e Paiva, S.A.. É realizada uma descrição dos vários passos que levaram à sua elaboração e são apresentadas as conclusões relativas aos resultados obtidos. Uma vez que o trabalho incidiu sobre o funcionamento e aprendizagem de software apropriado, foram também retiradas conclusões/sugestões que poderão ser tomadas de forma a melhorar a experiência entre programas e utilizadores. Apesar do tempo disponível para a realização do plano de trabalhos ter demonstrado ser o suficiente para o cumprimento dos vários requisitos, foi também suficiente para permitir a realização de outros trabalhos que proporcionaram a aquisição de mais experiência no desenvolvimento de modelos em EPANET.

Gestão de sistemas de abastecimento de água através de modelação hidráulica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente - Perfil Engenharia Sanitária

Sistema de apoio à gestão da segurança e saúde no trabalho na cadeia de abastecimento alimentar – sistema SHIELD

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

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.

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.

Implementação de um sistema de abastecimento logístico numa empresa de cilindros de aço

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial

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.

Comportamento erosivo de um sistema pedológico de Umuarama, noroeste do estado do Paraná

O município de Umuarama, noroeste do estado do Paraná, apresenta solos de textura arenosa e média, associados aos arenitos da Formação Caiuá do Cretáceo Superior. Além da fragilidade natural desses solos, o desmatamento, o uso e a ocupação generalizados contribuíram para a intensificação dos processos erosivos. Uma vertente próxima à área urbana foi escolhida para estudo em toposseqüência, visando à caracterização pedológica macro e micromorfológica, acompanhada de caracterização físico-hídrica dos horizontes pedológicos. Os dados permitiram chegar a algumas conclusões importantes, quanto ao comportamento dos materiais, dos fluxos hídricos e quanto à dinâmica erosiva dos solos, bem como permitiram distinguir os setores inferiores da vertente como os de maior risco à erosão linear.

Balanço da adubação nitrogenada sólida e fluida de cobertura na cultura de milho, em sistema plantio direto no Triângulo Mineiro (MG)

Foi desenvolvido um experimento com as fontes uréia e uran aplicadas superficialmente ou incorporadas (5-7 cm) na cobertura nitrogenada de milho, no sistema plantio direto, com o objetivo de efetuar, na colheita, um balanço do N-uréia (15N) e quantificar as perdas por volatilização de N-NH3 nesses tratamentos, assim como nos adicionais, testemunha e misturas de uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), na formulação 6-0-9 (N-P2O5-K2O), aplicadas somente em superfície. Os tratamentos originaram-se de um fatorial 1 + (2 x 2) + 2, sendo a testemunha + o fatorial 2 x 2 (duas fontes; uréia e uran x duas formas de localização) + dois tratamentos adicionais, misturas uréia + KCl (sólida) e uran + KCl (fluida), dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. O ensaio foi realizado em Latossolo Vermelho-Escuro muito argiloso fase cerrado relevo plano, no Centro de Pesquisa Novartis - Seeds do município de Uberlândia (MG). Cerca de 100 kg ha-1 de N foram aplicados no estádio fenológico de seis a oito folhas. Após 26 dias da adubação, as perdas acumuladas de N-NH3 nos tratamentos em superfície foram de 54, 41, 17 e 14% do N aplicado, para uréia, uréia + KCl, uran e uran + KCl, respectivamente. Quando a uréia e o uran foram incorporados ao solo, as perdas acumuladas de N-NH3 foram de 5,0 e 3,5% do N aplicado, respectivamente. Na colheita, o N da uréia absorvido pela planta (raízes + colmos + folhas + grãos) foi de 19,9 kg ha-1 (20,8% do N aplicado) e de 29,5 kg ha-1 (29,5% do N aplicado), quando aplicado na superfície e incorporado, respectivamente. O N-uréia do uran absorvido pela planta foi de 11,4 kg ha-1 (26,1% do N aplicado) e de 11,7 kg ha-1 (26,8% do N aplicado), quando aplicado na superfície ou incorporado, respectivamente. O N da uréia imobilizado na camada de 0-45 cm de profundidade foi, em média, de 9,9 kg ha-1 (10,0% do N aplicado), da aplicação superficial ou incorporada, e do N-uréia do uran foi de 3,3 kg ha-1 (7,6% do N aplicado). O N-mineral no solo derivado do N da uréia e do N-uréia do uran aplicados na superfície, no perfil de 0-150 cm, foi, respectivamente, de 2,4 e 3,2%, e de 5,9 e 2,5%, com as fontes incorporadas. No balanço global de N, em média, 13,7 e 50,3% do N da uréia não foram recuperados no sistema solo-planta, respectivamente, para a aplicação superficial ou incorporada; para o N-uréia do uran, obtiveram-se, respectivamente, 47,7 e 57,6%.

Balanço de água no volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros

A produtividade das culturas agrícolas, associada às condições climáticas e edáficas, depende da disponibilidade de água e nutrientes no solo em época e quantidades apropriadas. A falta ou excesso de água no solo são fatores limitantes ao crescimento vegetal e podem diminuir a produtividade. Portanto, estudos que levem a um melhor entendimento de como a água se comporta na zona radicular de uma cultura agrícola no campo são de importância indiscutível ao adequado manejo agrícola. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o método do balanço de água no solo aplicado ao volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros, considerando cinco profundidades de solo e cinco distâncias horizontais do tronco em duas direções a partir do tronco (uma ao longo e outra perpendicular à linha de plantas) e, então, verificar a contribuição de cada uma das camadas de solo avaliadas à evapotranspiração real da planta. O experimento foi realizado num Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico argissólico em um pomar de citros, no município de Piracicaba (SP), durante dois períodos, um seco (40 dias) e um chuvoso (37 dias). Para atender ao objetivo proposto, um conjunto de 25 tensiômetros (cinco profundidades x cinco distâncias do tronco) foi instalado ao longo da linha e um outro, idêntico, perpendicular à linha, em direção à entrelinha. A armazenagem foi calculada a partir das leituras dos dois conjuntos de 25 tensiômetros cujos potenciais mátricos determinados foram convertidos em umidades volumétricas pelas curvas de retenção da água no solo. A drenagem interna e a ascensão capilar foram estimadas a partir das leituras diárias dos tensiômetros e da função K(fim) (condutividade hidráulica em função do potencial mátrico), por meio da equação de Darcy-Buckingham. Esta função K(fim) para cada profundidade foi determinada pelo método do perfil instantâneo realizado em área adjacente. A precipitação pluvial foi medida por pluviômetro com aquisição automática de dados instalado na área. Os resultados obtidos mostraram que o método do balanço de água proposto foi adequado para avaliar quanto cada camada de solo da zona radicular da planta contribuiu para o consumo total de água (evapotranspiração real) da planta, nos dois períodos estudados. Nesse sentido, a camada de 0,00 a 0,60 m de profundidade mostrou ser a que a planta deva apresentar maior volume de raízes ativas, de acordo com sua maior contribuição ao consumo de água pela planta.

Compactação do solo e produção de cultivares de milho em latossolo vermelho: II - intervalo hídrico ótimo e sistema radicular

Este trabalho teve como objetivo avaliar, no campo, a resposta de duas cultivares de milho em um Latossolo Vermelho, em seis níveis de compactação, quanto ao desenvolvimento do sistema radicular, bem como caracterizar a compactação do solo a partir do intervalo hídrico ótimo (IHO). O experimento foi realizado em faixas, no delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Utilizaram-se os híbridos de milho DKB 390 e DAS 2B710. Após a semeadura do milho, coletaram-se amostras indeformadas de solo para a determinação de propriedades físicas do solo e do IHO. No estádio do pendoamento do milho, retiraram-se três amostras por parcela na entrelinha, nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, em cada parcela, para determinação de diâmetro médio, densidade do comprimento radicular e massa de matéria seca das raízes. O IHO foi igual a zero quando o solo atingiu a densidade crítica de 1,46 kg dm-3, correspondente a 92 % da densidade máxima do solo. Com a compactação, houve aumento da produção de matéria seca das raízes, da densidade do comprimento radicular e do diâmetro radicular e na profundidade de 0-10 cm, o aumento da massa de matéria seca e da densidade radicular se dá até a resistência do solo à penetração de 1,23 e 1,43 MPa, respectivamente. Houve correlação negativa entre a massa de matéria seca, a densidade e o diâmetro radicular com a produtividade do milho irrigado, mostrando que essas variáveis são bons indicadores da compactação do solo.

Simulação do balanço de água no solo cultivado com trigo com modificação de dois modelos

O trigo é a principal cultura de inverno do estado do Rio Grande do Sul e o cálculo do balanço de água no solo é parte importante de modelos de crescimento, desenvolvimento e rendimento de culturas. O objetivo deste trabalho foi obter melhor estimativa do balanço de água no solo cultivado com trigo, modificando dois modelos de balanço de água nesse solo. Mediu-se o conteúdo de água no solo pelo método gravimétrico durante a estação de cultivo de dois cultivares de trigo em três datas de semeadura, em Santa Maria - RS, e a água disponível para a cultura foi representada pela fração de água no solo disponível para as plantas (FADS). O desempenho das versões originais e modificadas dos modelos de balanço de água no solo de Campbell & Diaz e de Amir & Sinclair foi avaliado pela raiz do quadrado médio do erro (RQME). O modelo de Campbell & Diaz modificado é mais realístico e com maior possibilidade de desempenho satisfatório em regiões de clima distinto daquele em que foi desenvolvido, mas o modelo de Amir & Sinclair modificado estimou melhor a água disponível no solo para a cultura do trigo na região do estudo. A profundidade máxima do sistema radicular de 0,30 m é mais apropriada para a simulação da fração de água disponível no solo, para a unidade de mapeamento de solo São Pedro.

Intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto em sistema de integração lavoura-pecuária

O intervalo hídrico ótimo (IHO) é considerado um moderno indicador da qualidade física do solo para o crescimento e desenvolvimento das plantas. O objetivo deste estudo foi determinar o IHO para avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho distroférrico sob plantio direto em sistema de integração lavoura-pecuária. A área de estudo é constituída de um sistema de integração lavoura-pecuária com cultivo de soja no verão e aveia (Avena strigosa Schreb) + azevém (Lolium multiflorum Lam) no inverno, manejado com diferentes alturas de pastejo: 7, 14, 21 e 28 cm de altura e testemunha sem pastejo. Foram retiradas amostras indeformadas nas camadas de 0-7,5 e 7,5-15 cm, nas quais foram determinadas a densidade do solo (Ds), as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração e estimado o IHO. A densidade do solo crítica (Dsc) foi tomada como aquela em que o IHO = 0. Independentemente dos tratamentos, foi constatado que com o aumento da densidade do solo são necessários maiores teores de água para que a resistência do solo à penetração não seja maior que 2,5 MPa, bem como menores teores de água, para que a aeração do solo não se torne limitante. Nos tratamentos com 21 e 28 cm de altura de pastejo, verificou-se maior amplitude do IHO em relação à testemunha, sugerindo que a integração lavoura-pecuária cria um ambiente físico positivo no solo, desde que se mantenha uma carga animal adequada para evitar o sobrepastejo das áreas. No tratamento com 7 cm, a degradação física do solo é muita elevada na camada superficial e certamente predispõe as culturas a estresses de resistência sob secamento do solo e de aeração com elevados teores de água sob períodos prolongados. Verificou-se redução progressiva da proporção de amostras com valores de Ds > Dsc do tratamento com 7 cm para a testemunha, indicando que o pisoteio excessivo dos animais resulta numa perda da qualidade física do solo na camada de 0-7,5 cm do tratamento com 7 cm. Para manter qualidade física do solo adequada sob pastejo de aveia e azevém no inverno, na camada de 0-7,5 cm, a altura de pastejo deve ser mantida acima de 21 cm da superfície do solo.

Qualidade física e intervalo hídrico ótimo em latossolo e cambissolo, cultivados com cafeeiro, sob manejo conservacionista do solo

Cafeicultores da região fisiográfica do Alto São Francisco, MG, Brasil, vêm adotando novo sistema de cultivo, considerado conservacionista do solo, cujos efeitos na qualidade física do solo precisam ser avaliados. Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a qualidade física de um Latossolo e um Cambissolo, localizados em áreas contíguas, sob cultivo comercial de café. A área localizada no topo da paisagem é recoberta por Cambissolo Háplico Tb distrófico latossólico; a outra, no terço médio, é recoberta por Latossolo Vermelho distrófico. Em cada área foram amostradas as profundidades de 0-0,05 e 0,75-0,80 m, nas posições linha e entrelinha do cafeeiro, totalizando quatro situações em cada solo. Para cada situação, foram coletadas 21 amostras com estrutura preservada destinadas à determinação do intervalo hídrico ótimo (IHO), que foram distribuídas em sete potenciais matriciais, com três repetições. Em todas as situações, o sistema de manejo conservacionista assegurou boa qualidade física, principalmente na linha da cultura, para as duas classes de solos estudadas, pois o IHO teve como limite superior e inferior a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente, respectivamente. A boa qualidade física foi confirmada pelos valores de macro e microporosidade, volume total de poros, densidade do solo e resistência do solo à penetração e produtividades acima da média do Estado de Minas Gerais.

Intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho distrófico, após o primeiro período de pastejo contínuo de brachiaria ruziziensis, em sistema integração lavoura-pecuária

O intervalo hídrico ótimo (IHO) destaca-se como um dos melhores indicadores da qualidade física do solo, sob sistemas intensivos de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico típico por meio do IHO, após três safras agrícolas de lavoura e o primeiro ano de sistema integração lavoura-pecuária, em Xambrê, noroeste do Paraná. O experimento foi implantado em blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos consistiram de quatro alturas de pastejo (0,10; 0,20; 0,30; e 0,40 m) e um tratamento testemunha sem pastejo. A braquiária (BRACHIARIA RUZIZIENSIS) foi semeada em março de 2010 e o pastejo contínuo de bovinos foi realizado durante 110 dias (março-setembro). Em outubro desse ano, coletaram-se 90 amostras de solo com cilindros metálicos (0,05 m de altura e 0,05 m de diâmetro) no centro das camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,30 m. Essas amostras foram utilizadas para obter a curva de retenção de água, a curva de resistência do solo à penetração e a densidade do solo (Ds); a partir dessas, foi calculado o IHO e obtida a densidade crítica do solo (Dsc). Utilizaram-se os limites críticos de -80 hPa, para a capacidade de campo (θcc); -15.000 hPa, para o ponto de murcha permanente (θpmp); 2,5 MPa, para a resistência do solo à penetração (θrp); e 0,10 m³ m-3, para a porosidade de aeração (θpa). O IHO foi maior a 0-0,10 m e a RP foi o fator de maior limitação do IHO em todas as camadas, especialmente a 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. As Dsc decresceram em profundidade de 1,66; 1,64; e 1,62 Mg m-3, respectivamente, para as camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,30 m. O manejo desse solo sob sistema integração lavoura-pecuária com altura de pastejo de 0,10 m apresentou a maior frequência de amostras de solo com Ds ≥ Dsc.