Aproveitamento de águas pluviais para rega

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica

Reutilização das águas residuais urbanas tratadas

As crescentes preocupações relativamente à escassez de água levam à necessidade de uma urgente reflexão sobre as aplicações actuais da água para consumo humano. Há que encontrar fontes de água alternativas para aplicações não potáveis. Nesta dissertação apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre a reutilização de água no Mundo e sobre a viabilidade de um projecto de reutilização de água residual urbana tratada (ARUT). São revistas as linhas de orientação para o uso de águas residuais na rega em Portugal e das tecnologias de desinfecção que se aplicam a este efluente e tipo de uso. São referidos os aspectos a considerar na segurança da distribuição e gestão do armazenamento da água residual urbana tratada. É apresentado um caso de estudo sobre a viabilidade de rega do Parque da Paz, em Almada, com águas residuais urbanas tratadas provenientes da ETAR da Mutela.

Caracterização e zonamento geotécnico preliminar de circuitos hidráulicos: aproveitamento hidroeléctrico de Padroselos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Geotecnia)

Utilização da Nanotecnologia para o desenvolvimento sustentável na indústria agro-alimentar

O crescimento populacional esperado para os próximos anos conduzirá à necessidade de aumentar a produção agrícola de modo a satisfazer o aumento da procura. Nos últimos anos tem-se assistido a uma evolução tecnológica nos sistemas de produção que tem permitido aumentar a produtividade agrícola, por vezes à custa de elevados consumos de energia e com práticas nem sempre ambientalmente corretas. Os desafios que se colocam atualmente são no sentido de melhorar a conservação de recursos escassos, como o solo e a água, de aumentar a eficiência de uso de fatores de produção, de encontrar novas culturas, do desenvolvimento da biotecnologia, da diminuição dos consumos energéticos e de melhorar ainda mais as tecnologias associadas à produção. De maneira a responder aos desafios emergentes da procura por alimentos, da escassez de terrenos agrícolas aráveis bem como da existência de pragas de insetos e de ervas daninhas, os pesticidas tem vindo a ser usados com maior frequência, tendo-se assistido a uma contaminação dos solos e águas subterrâneas, causando deste modo um risco para a saúde dos seres vivos. Neste sentido, vários fabricantes de pesticidas estão a desenvolver novas formulações contendo pesticidas encapsulados em nanopartículas como modo de aumentar a sua solubilidade em água, biodisponibilidade, volatilidade, estabilidade e eficácia. tendo por objetivo um desenvolvimento sustentável. Neste trabalho, procedeu-se ao estudo do encapsulamento do herbicida Oxadiargil (5-terc-butil-3-[2,4-dicloro-5-(2-propiniloxi)fenil]-1,3,4-oxadiazol-2(3H)-ona) com a 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD). O estudo da formação do complexo de inclusão Oxadiargil - HP-β-CD foi realizado em diferentes meios, água desionizada, tampão acetato pH = 3,46 e pH = 5,34 e tampão fosfato pH = 7,45, com o objetivo de determinar e comparar a sua constante de estabilidade. Verificou-se, em qualquer dos casos, a ocorrência de uma relação linear entre o aumento da solubilidade do Oxadiargil e o aumento da concentração de HP-β-CD, com um declive inferior a um, o que indicia a formação de um complexo na proporção estequiométrica de 1:1. Os resultados obtidos permitiram concluir que o processo de complexação Oxadiargil - HP-β-CD não é muito influenciado pela constituição e pelo pH do meio. De facto, as constantes de estabilidade obtidas para a água desionizada e soluções-tampão pH = 3,46, pH = 5,34 e pH = 7,45 foram de 919 ± 25, 685 ± 13, 623 ± 17 e 753 ± 9, respetivamente. A solubilidade do complexo obtido nos estudos realizados, em diferentes meios, é cerca de 23 a 32 vezes superior à observada para o Oxadiargil livre. De forma a caracterizar o complexo Oxadiargil - HP-β-CD procedeu-se à sua síntese utilizando o método de “kneading”. O composto obtido foi caracterizado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) tendo-se confirmado a formação de um complexo de inclusão na proporção estequiométrica de 1:1. O complexo obtido é mais solúvel e porventura mais estável quimicamente. O encapsulamento permite uma redução da aplicação dos pesticidas diminuindo assim os custos e o impacto negativo no ambiente. Com a nanotecnologia é possível a libertação controlada dos pesticidas, aumentando a sua eficácia e fornecendo os meios necessários para um desenvolvimento sustentável.

Sustentabilidade da construção de habitação social com recurso a liga metálica leve

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Construção

Mapeamento da antiga cobertura vegetal de várzea do Baixo Amazonas a partir de imagens históricas (1975-1981) do Sensor MSS-Landsat

Este estudo apresenta um mapa da cobertura vegetal da planície de inundação do Rio Amazonas entre as cidades de Parintins (AM) e Almeirim (PA), com base em imagens Landsat-MSS adquiridas entre 1975 e 1981. O processamento digital dessas imagens envolveu a transformação para imagens-fração de vegetação, solo e água escura (sombra), seguido da aplicação de técnicas de segmentação e classificação por região. O mapa resultante da classificação foi organizado em quatro classes de cobertura do solo: floresta de várzea, vegetação não-florestal de várzea, solo exposto e água aberta. A precisão do mapa foi estimada a partir de dois tipos de informações coletadas em campo: 1) pontos de descrição: para validação das classes de cobertura não sujeitas a grandes alterações, como é o caso dos corpos d'água permanentes, e identificação de indicadores dos tipos de cobertura original presentes na paisagem na ocasião da obtenção das imagens (72 pontos); 2) entrevistas com moradores antigos para a recuperação da memória sobre a cobertura vegetal existente há 30 anos (44 questionários). Ao todo foram coletadas informações em 116 pontos distribuídos ao longo da área de estudo. Esses pontos foram utilizados para calcular o Índice Kappa de concordância entre os dados de campo e o mapa resultante da classificação automática, cujo valor (0,78) indica a boa qualidade do mapa de cobertura vegetal da várzea. Os resultados mostram que a região possuía uma cobertura florestal de várzea de aproximadamente 8.650 km2 no período de aquisição das imagens.

Erosão Dos Solos Em Cabo Verde : Estudo Dos Processoa e Quantificação á Escala De Três Bacias Na Îlha De Santiago

estende do Atlântico ao Mar Vermelho. Desde então, várias décadas, Cabo Verde é afectado pela desertificação causada principalmente pela recessão climatica e a erosão do solo. Esses fatores, aliados à alta pressão humana sobre os recursos, a topografia acidentada e chuvas tropicais por vezes torrenciais, causam sérios danos aos solos. No entanto, desde sua independência em 1975, o Governo realizou um amplo programa de arborização, recuperação de áreas degradadas e a correcção dos leitos das ribeiras. No entanto, a investigação, muito pouco foi realizada para avaliar as acções de protecção e conservação do solo e da água. Portanto, não há dados sobre o problema da degradação das terras nem balanços. Como parte deste trabalho, foram estudados vários factores que controlam a erosão do solo pela água. Especificamente, buscou-se diferenciar os efeitos das actividades humanas, incluindo a agricultura, os factores climáticos, como chuva e geração de escoamento. Também estabeleceu os primeiros balanços das exportações de matérias em suspensão e em solução no contexto do arquipélago de Cabo Verde. O estudo foi realizado em três bacias hidrográficas da ilha de Santiago, Cabo Verde. Estas três bacias hidrográficas (Longueira, Grande e Godim) estão localizadas na parte central da ilha de Santiago e representam os diversos tipos de uso da terra e as diferentes zonas bioclimaticas da ilha. Existe um gradiente climático entre as três bacias hidrográficas. Na verdade, Longueira que abrange uma área de 4,18 km2, tem um declive médio de 47 %, uma zona florestada de 69% e uma área agrícola de 17 %. Grande com uma área de 1,87 km2, é localizada numa zona sub humida com um declive médio de 50%, é essencialmente agrícola. Godim, com uma área de 2,0 km2, é localizado numa zona semi-árida com um declive médio de 32%, é particularmente uma zona agricola. Para estes três bacias hidrográficas, as cheias foram medidas e amostradas de 2004 a 2009. A bacia de Longueira teve um maior acompanhamento, nomeadamente em termos de amostragem e monitoramento dos escoamentos. Em cada amostra foram feitas a determinação da concentração de matérias em suspensão e a análise dos principais elementos quimicos.

Érosion des sols au Cap Vert : étude des processus et quantification à l’échelle de trois bassins versants de l’île de Santiago

Erosão dos solos em Cabo Verde: estudo dos processos e quantificação à escala de três bacias hidrográficas O arquipélago de Cabo Verde é constituído por 10 ilhas vulcânicas pertence à zona do Sahel que se estende do Atlântico ao Mar Vermelho. Desde então, várias décadas, Cabo Verde é afectado pela desertificação causada principalmente pela recessão climatica e a erosão do solo. Esses fatores, aliados à alta pressão humana sobre os recursos, a topografia acidentada e chuvas tropicais por vezes torrenciais, causam sérios danos aos solos. No entanto, desde sua independência em 1975, o Governo realizou um amplo programa de arborização, recuperação de áreas degradadas e a correcção dos leitos das ribeiras. No entanto, a investigação, muito pouco foi realizada para avaliar as acções de protecção e conservação do solo e da água. Portanto, não há dados sobre o problema da degradação das terras nem balanços. Como parte deste trabalho, foram estudados vários factores que controlam a erosão do solo pela água. Especificamente, buscou-se diferenciar os efeitos das actividades humanas, incluindo a agricultura, os factores climáticos, como chuva e geração de escoamento. Também estabeleceu os primeiros balanços das exportações de matérias em suspensão e em solução no contexto do arquipélago de Cabo Verde. O estudo foi realizado em três bacias hidrográficas da ilha de Santiago, Cabo Verde. Estas três bacias hidrográficas (Longueira, Grande e Godim) estão localizadas na parte central da ilha de Santiago e representam os diversos tipos de uso da terra e as diferentes zonas bioclimaticas da ilha. Existe um gradiente climático entre as três bacias hidrográficas. Na verdade, Longueira que abrange uma área de 4,18 km2, tem um declive médio de 47 %, uma zona florestada de 69% e uma área agrícola de 17 %. Grande com uma área de 1,87 km2, é localizada numa zona sub humida com um declive médio de 50%, é essencialmente agrícola. Godim, com uma área de 2,0 km2, é localizado numa zona semi-árida com um declive médio de 32%, é particularmente uma zona agricola. Para estes três bacias hidrográficas, as cheias foram medidas e amostradas de 2004 a 2009. A bacia de Longueira teve um maior acompanhamento, nomeadamente em termos de amostragem e monitoramento dos escoamentos. Em cada amostra foram feitas a determinação da concentração de matérias em suspensão e a análise dos principais elementos quimicos. Os resultados mostram que a erosão mecânica nas três bacias hidrográficas é caracterizada por uma forte variabilidade espacial e temporal. Durante o período de 2005-2009, o balanço anual média para as bacias hidrográficas de Longueira, Grande e Godim é: 4266, 157 e 10,1 t.km2.an-1, respectivamente. A estação das chuvas de 2006 foi a mais erosiva para as três bacias, particularmente em Longueira, com 2 cheias excepcionais, que têm gerado uma concentração média de sólidos em suspensão superior a 100 g / l. Porém, as estações do ano de 2005 e 2008 foram de uma forma geral menos erosivas porque as concentrações médias não inferiores a 20 g / l. Além disso, não houve cheias para as temporadas 2005 e 2007 para a bacia do Godim. Na bacia de Longueira, o estudo dos fenómenos de histerese na caracterização das cheias mostrou que a evolução temporal das exportações de sólidos em suspensão durante a temporada é fortemente influenciada pelas atividades agrícolas. Na verdade, a primeira cheia causou uma exportação maciça de sedimento disponível e localizado no leito da ribeira. Assim, a segunda cheia exportou menos sedimentos. Um mês após as primeiras chuvas, a prática da monda que reduz a densidade da cobertura vegetal e destructura a camada superficial do solo, gerou uma grande quantidade de sedimento que novamente permitiu uma exportação muito forte de sedimentos durante a terceira forte cheia. Os resultados da erosão química na bacia de Longueira indicam que a taxa de erosão é de 45 t.km2.an-1 com uma forte variabilidade temporal. Na verdade, as temporadas de 2006 e 2007 são as mais erosivas, enquanto 2005 teve uma exportação de matérias disolvidas baixa. A utilização do modelo EMMA (End- Members Mixing Analysis) mostra que os escoamentos hipodermico e profundo, alimentandos os fluxos de elementos dissolvidos são os principais factores da erosão química. É mostrado que esses fluxos causam mais de 90% dos fluxos de erosão química. O escoamento superficial, que contribui com cerca de 70% na formação das cheias, é o maior factor da erosão mecânica do solo.

A Luta Contra a Desertificação em Cabo Verde

O problema da seca, dos processos de desertificação e da fome são particularmente acutilantes no arquipélago de Cabo Verde, onde a irregularidade das chuvas associada ao carácter insular e às características do relevo, muito acentuado nas ilhas com maior potencial agrícola, constituem desafios avassaladores, que no passado implicavam a morte por fome de percentagens significativas da população. Após as fomes da década de 1940, começaram a ser implementadas um conjunto de infra-estruturas de combate à desertificação, baseadas na conservação do solo e da água, que hoje são omnipresentes na paisagem da ilha de Santiago e das ilhas com maior vocação agrícola, e que em muito contribuem para que desde então os períodos de seca não tenham degenerado em crises alimentares sérias. Neste trabalho fazemos o inventário das diferentes técnicas usadas num esforço colectivo que ganhou um fôlego acrescido depois da independência, e que constitui um dos pilares da sociedade Cabo Verdiana no caminho para o desenvolvimento sustentável.

Barragem Canto da Cagarra e Sistema de Adução - Vale da Garça - Ilha de santo Antão

A Barragem do Canto da Cagarra é uma obra que se insere no plano de desenvolvimento de recursos hídricos lançado pelo Governo de Cabo Verde, visando armazenar e mobilizar o maior volume de água possível no apoio ás actividades agrícolas, minimizando assim a dependência das exportações destas matérias. Este projecto está inserido num pacote de 6 barragens, financiados por uma linha de crédito disponibilizada pelo Governo Português, estando o projecto de Canto de Cagarra avaliado em 575.000.000$00. A infra-estrutura em desenvolvimento contempla a fase I e fase II, respectivamente a construção do paramento principal e a construção dos sistema de adução. Ao nível socioeconómico estima-se que durante a fase de obra serão gerados cerca de 200 empregos directos e 100 indirectos, prevendo-se a criação de muitos mais empregos e oportunidades de negócio no pleno funcionamento da infra-estrutura. A empreitada terá a duração contratual de 24 meses, estando á responsabilidade da Prospectiva como entidade Fiscalizadora dos trabalhos e do Consórcio Armando Cunha /Tâmega como entidade construtora. Os dados gerais da empreitada caracterizam este projecto como um sistema moderno de armazenamento, captação e distribuição de águas, com uma barragem capaz de armazenar 420 mil m3 de água, uma altura de paramento de 32 metros mais 20 metros de fundação, um sistema de adução com 12 quilómetros e com 5 reservatórios intermédios para armazenamento de água.

Perdas por erosão e rendimentos de soja e de trigo em diferentes sistemas de preparo de um latossolo roxo de Dourados (MS)

Avaliaram-se as perdas de solo e de água por erosão, em um latossolo roxo muito argiloso, com 0,03 m m-1 de declividade, da área experimental da Embrapa-Centro de Pesquisa Agropecuária do Oeste, em Dourados (MS), entre junho de 1987 e maio de 1995. Os tratamentos, aplicados antes da semeadura de trigo e de soja, cultivados em sucessão, foram: (i) escarificação + gradagem niveladora (ES), (ii) gradagens pesada + niveladora (GP), (iii) plantio direto (PD) e (iv) aração com arado de discos + duas gradagens niveladoras, sem cobertura vegetal (DE). O preparo de solo e a semeadura foram realizados no sentido do declive. O PD foi o tratamento mais eficiente, tanto no controle de perdas de solo e de água quanto em rendimentos de grãos de soja e de trigo. As perdas médias de solo e de água por erosão, relativas aos sistemas PD, ES, GP e DE, foram, respectivamente, de: 0,8; 2,8; 5,3 e 7,3 t ha-1 ano-1 e 27, 80, 112 e 149 mm ano-1. O PD, quando comparado ao DE, controlou 89% das perdas de solo e 82% das de água. O PD mostrou rendimentos médios de grãos, tanto de soja como de trigo, 17% superiores aos do GP. O ES apresentou rendimentos médios 5% superiores em soja e 12% superiores em trigo, quando comparados aos do GP. Este último, dos tratamentos cultivados, foi o menos eficaz, seja no controle à erosão, seja nos rendimentos de soja e trigo. O fator erosividade, R, foi estimado em 6.411 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, e a erodibilidade, K, foi de 0,0045 t h MJ-1 mm-1. Entre junho/94 e maio/95, o período de maior intensidade de perdas por erosão por unidade de tempo foi do preparo de solo à semeadura da soja, e o de maiores perdas absolutas foi o de 30 a 60 dias após a semeadura dessa cultura. Isso demonstra a importância de adequada cobertura do solo, entre novembro e março, e reforça a recomendação do Sistema de Plantio Direto para a região de Dourados (MS).

Influência da mineralogia da fração argila nas propriedades físicas de latossolos da região sudeste do Brasil

Visando avaliar a influência da mineralogia da fração argila nas propriedades físicas de Latossolos do sudeste brasileiro, selecionaram-se sete Latossolos, representativos deste grupamento, ocorrentes nos estados de Minas Gerais e Espírito Santo, apresentando distintas feições morfológicas associadas à estrutura do solo. A amostragem dos solos foi efetuada no horizonte B latossólico, sendo retiradas amostras deformadas e indeformadas. No laboratório, foram efetuadas análises químicas, físicas e mineralógicas. Estudos de regressão e correlação levados a efeito com os resultados das diversas caracterizações mostraram que as propriedades físicas associadas à estrutura foram marcadamente influenciadas pela composição mineralógica da fração argila dos Latossolos. O efeito do Al sobre as propriedades físicas estudadas foi mais pronunciado do que o do Fe. Latossolos cauliníticos apresentaram maior densidade do solo, menor estabilidade de agregados em água, menor macroporosidade e menor permeabilidade quando comparados com Latossolos gibbsíticos. A permeabilidade dos Latossolos estudados aumentou com o teor de argila.

Lixiviação de íons inorgânicos em solos repetidamente tratados com biossólido

A lixiviação de nitratos e dos metais K, Ca, Mg, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb e Zn, em solos repetidamente tratados com biossólido, foi avaliada num experimento em vasos, segundo um delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos e quatro repetições, subdividindo as parcelas em aplicações. A adição de biossólidos foi feita aos vasos com capacidade para 0,5 m³ de terra, que continham Latossolo Amarelo distrófico (LAd) e Latossolo Vermelho distrófico (LVd), a cada dois meses, num total de 388 Mg ha-1. Após a aplicação do resíduo, foi feita sua incorporação na camada de 0-0,20 m do solo contido nos vasos. As aplicações de biossólidos foram sempre precedidas de amostragem de solo. Toda a água drenada através dos vasos, oriunda da precipitação atmosférica, num período de 12 meses, foi quantificada e amostrada para determinação do teor dos metais presentes, enquanto o teor de NO3- foi determinado apenas nas amostras coletadas após a primeira e a última aplicação do biossólido. As repetidas aplicações de biossólidos, em doses médias de 78 Mg ha-1, proporcionaram aumento da condutividade elétrica dos solos e das quantidades lixiviadas, pela ordem, de K > Mg > Ca. A quantidade de N-NO3- lixiviada atingiu valores de até 96 mg L-1, o que indica que a quantidade de biossólido a ser aplicada no solo agrícola depende do teor de N contido no resíduo. Não foi observada lixiviação de metais pesados, o que demonstra o poder de acumulação desses metais nos Latossolos utilizados.

Avaliação de um modelo para a estimativa da lâmina máxima de escoamento superficial

A erosão hídrica é um dos principais processos associados à degradação ambiental, sendo a desagregação e o transporte das partículas do solo decorrentes, principalmente, da energia cinética proveniente do impacto das gotas da chuva sobre o solo e do escoamento superficial. Tendo em vista as perdas na produção agrícola resultantes da erosão hídrica, aliadas ao alto custo de adoção e manutenção de sistemas de conservação de solos, é fundamental que estes sejam instalados de maneira adequada. Visando otimizar o projeto e adotar sistemas de conservação de solos, Pruski e colaboradores desenvolveram um modelo com vistas em obter a lâmina máxima de escoamento superficial em condições típicas de áreas agrícolas. Neste trabalho, procedeu-se à avaliação deste modelo pela comparação dos valores calculados com os obtidos experimentalmente, tendo-se evidenciado pequenas diferenças percentuais e altos coeficientes de correlação entre os valores obtidos experimentalmente e os calculados. Esses valores indicam que o modelo avaliado mostra-se eficiente para prever a lâmina máxima de escoamento superficial.

Perdas de nutrientes por erosão em diferentes métodos de melhoramento de pastagem nativa no Rio Grande do Sul

A paralisação do crescimento da pastagem nativa no período do inverno no Rio Grande do Sul tem incentivado a introdução de espécies hibernais para aumentar a oferta de forragem aos animais. Com o objetivo de estudar as perdas de nutrientes por erosão influenciadas por métodos de melhoramento da pastagem nativa, realizou-se um estudo na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, no município de Eldorado do Sul (RS), em um Argissolo Vermelho distrófico típico, submetido ao uso prolongado com pastagem nativa. Uma mistura de espécies hibernais composta por aveia preta (Avena strigosa), azevém (Lolium multiflorum) e trevo vesiculoso (Trifolium vesiculosum) foi introduzida sobre parcelas de 3,5 x 11,0 m e declividade média de 0,107 m m-1. Aplicou-se uma chuva simulada de 64 mm h-1, durante 75 minutos, em três épocas: 55 dias após o preparo do solo e semeadura; 125 dias após o preparo do solo e semeadura (logo após o primeiro pastejo) e 175 dias após o preparo do solo e semeadura (logo após o segundo pastejo). O delineamento experimental foi completamente casualizado com cinco tratamentos para a introdução das espécies hibernais: Testemunha, Gradagem, Plantio Direto, Convencional e Subsolagem. Em amostras compostas de enxurrada, coletadas de 15 em 15 min durante cada chuva, determinou-se a concentração dos nutrientes fósforo, cálcio, magnésio e potássio disponíveis, utilizando o método de extração por resinas de troca iônica. Houve diferenças entre as épocas de aplicação das chuvas e entre os tratamentos quanto às concentrações e perdas de nutrientes na enxurrada. As maiores perdas ocorreram na primeira época. No geral, as maiores perdas de nutrientes foram verificadas no tratamento Testemunha e as menores no Convencional, as quais não foram diretamente relacionadas com as perdas de solo e de água na enxurrada, porém determinadas pelas condições de superfície do solo e modo de aplicação do calcário e dos fertilizantes.