Redes urbanas de drenagem

Tese de doutoramento em Engenharia Sanitária

Contribuição para o estudo da contaminação de solos por metais pesados

Dissertação de mestrado em Engenharia Sanitária

Contribuição para o estudo de odores em estações de tratamento de águas residuais urbanas

Os odores emitidos por estações de tratamento de águas residuais urbanas (ETAR) representam um problema potencial para a sua integração urbanística e ambiental. Por outro lado, os odores representam igualmente um perigo potencial para a saúde dos trabalhadores das ETAR, para a conservação das infraestruturas e para a eficiência de tratamento. Deste modo, o conhecimento sobre a sua ocorrência, contenção e tratamento é fundamental para a concepção, projecto e exploração das infraestruturas de saneamento. Com o objectivo de resumir e sistematizar a informação sobre o estado da arte relativo aos odores em ETAR, foi realizada uma revisão detalhada sobre os vários aspectos associados a este problema, nomeadamente formação e controlo de odores. De modo idêntico com o objectivo de procurar contribuir para a caracterização da situação em Portugal foram identificadas as principais ETAR existentes com desodorização, tendo sido organizados inquéritos e visitas a todas elas por forma a apurar a informação considerada mais relevante, nomeadamente no que diz respeito à tecnologia utilizada, bem como aspectos particulares de exploração e custos envolvidos. As principais conclusões do estudo efectuado incluem por um lado a importânica da concepção dos sistemas de contenção e ventilação como partes essenciais no controlo dos odores e, por outro, a baixa representatividade dos custos de investimento e de exploração do controlo de odores no total de uma ETAR. A tecnologia de tratamento mais aplicada é a absorção e oxidação química, seguida pela biofiltração e por adsorção em carvão activado e, aparentemente, a selecção das tecnologias não está relacionada nem com a dimensão da ETAR nem com o caudal de ar a tratar. Por outro lado, a monitorização dos odores e dos compostos odoríficos é poucas vezes efectuada, o que limita, de um modo muito significativo, a correcta avaliação dos processos de tratamento.

Metodologias para a quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos

A quantificação e caracterização física dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para efectuar uma correcta gestão de resíduos. Em Portugal, a metodologia para a quantificação e caracterização física dos RSU, encontra-se descrita no Documento Técnico nº 1 da DGQA (1989), sendo a metodologia oficial em vigor. No entanto, face aos objectivos actuais da gestão dos RSU, esta metodologia encontra-se desactualizada, não se adaptando ao novo conceito e práticas da gestão integrada de RSU. Por este motivo, é importante uma metodologia que tenha em conta a variabilidade da composição dos RSU e que seja prática e económica na implementação. É objectivo desta dissertação fazer um levantamento sobre o estado da arte nesta matéria, identificando quais as metodologias existentes. Também se pretende utilizar um caso de estudo de aplicação das referidas metodologias. O caso de estudo a utilizar será a Valorsul, que é, em Portugal, a empresa responsável pela valorização e tratamento de resíduos sólidos da área metropolitana de Lisboa (Norte). Por fim, tendo em conta as metodologias revistas e o caso de estudo analisado é proposta uma metodologia de amostragem e triagem manual de RSU.

A divulgação do ciclo urbano da água através da internet

Este estudo foi desenvolvido tendo em conta: a importância do ciclo urbano da água, para a formação de cidadãos mais responsáveis e para a preservação do meio ambiente; a escassa divulgação de informações sobre o ciclo urbano da água, na Internet e na escola; a importância da Internet, como recurso pedagógico,e do trabalho de projecto, como metodologia de ensino/aprendizagem, para a aquisição de conhecimentos e para o desenvolvimento de outras competências essenciais, previstas no currículo nacional do ensino básico. Foi neste contexto que se tentou responder às seguintes questões: Como é o ciclo urbano da água no concelho de Torres Novas?; Como divulgar o ciclo urbano da água de uma forma atractiva e educativa?; Como aplicar o ciclo urbano da água aos conteúdos do ensino básico?; Como é que os alunos do 3º ciclo do ensino básico reagem à consulta de informação sobre o ciclo urbano da água na Internet?; Que influência exerce a consulta de um site sobre o ciclo urbano da água, nas competências desenvolvidas pelos alunos durante o trabalho de projecto? Partindo destas questões, definiram-se um conjunto de objectivos e realizaram-se as seguintes actividades: Caracterização do ciclo urbano da água no concelho de Torres Novas;Recolha de recursos educativos em sites portugueses relacionados com a água e o seu ciclo urbano; Criação e divulgação de um site para a Divisão de Águas e Saneamento da Câmara Municipal de Torres Novas (www.cm-torresnovas.pt/das), de modo a disponibilizar na Internet a informação recolhida; Realização de projectos sobre o ciclo urbano da água, por alunos de uma turma do 8º ano, no âmbito das disciplinas de Ciências, e recorrendo à consulta do site; Análise das opiniões e das competências dos alunos referidos, de modo a avaliar o site e a recolher informações sobre como reagem à consulta de conteúdos sobre o ciclo urbano da água na Internet e ao trabalho de projecto. Os dados foram recolhidos e analisados de acordo com um estudo de caso. Utilizaram-se os seguintes instrumentos: documentos, inquérito por entrevista, inquérito por questionário e observação participante. A análise dos resultados permitiu chegar às seguintes conclusões: Em 2006, cerca de 98% da população do concelho de Torres Novas tinha acesso a água potável, através dos sistemas de abastecimento de água, enquanto que apenas cerca de 62% da população era servida pelos sistemas de saneamento de águas residuais; O site foi muito apreciado pelos alunos e professores, pelo modo como foi construído, pelos seus conteúdos didácticos e atractivos, e pelas informações sobre o ciclo urbano da água; A realização de projectos sobre o ciclo urbano da água, recorrendo à utilização do site, foi considerada muito útil pelos alunos, por ajudar a adquirir conhecimentos importantes e a compreender melhor os conteúdos, e por contribuir para o desenvolvimento de competências. Tendo em conta que a maioria dos alunos apresentou muitas dificuldades na realização dos projectos,estes devem ser realizados com mais frequência e em várias disciplinas.

Contribuição para o estudo da influência do dióxido de carbono no processo de biodegradação (reactor fed-batch proporcional)

O reactor “Fed-batch” Proporcional utiliza o aumento de pressão que se verifica no interior do reactor, provocado pela acumulação do dióxido de carbono produzido no decurso da degradação aeróbia de um composto orgânico, para adicionar substrato ao reactor, sendo a alimentação proporcional à velocidade ou taxa de degradação de substrato. Nestas circunstâncias, e pretendendo-se avaliar da fiabilidade daquele tipo de reactor, era necessário verificar se a reacção biológica era perturbada pela acumulação de dióxido de carbono. Assim, o presente trabalho teve por objectivo estudar a influência do dióxido de carbono, dissolvido na solução de fermentação, no crescimento microbiano e no consumo de substrato, através da comparação do funcionamento, em paralelo, de dois reactores “fed-batch”, sendo um proporcional e outro aberto. Constatou-se que os valores das constantes cinéticas, taxa específica de consumo de substrato (qobs) e coeficiente de rendimento celular (Y(X/S)), determinados no reactor “Fed-batch” Proporcional e num reactor “Fed-batch” Aberto, operados em condições equivalentes, eram semelhantes. Os valores da taxa de crescimento específica (μobs) apresentam diferenças mais significativas, no entanto a maioria dos testes estatísticos não-paramétricos aplicados demonstraram que o conjunto de valores de cada reactor pertencem à mesma distribuição. A taxa de consumo de oxigénio (OUR), que reflecte a viabilidade da biomassa, é normalmente superior no reactor “Fed-batch” Aberto. Os resultados obtidos no presente estudo não evidenciaram efeitos inibidores, para a reacção biológica, provocados pelo dióxido de carbono dissolvido, ou pelos iões bicarbonato que se acumulam no reactor “Fed-batch” Proporcional.

Descarga de águas residuais industriais nos sistemas públicos. Caso de estudo

O presente trabalho centra-se na metodologia que um regulamento de descarga industrial deverá possuir face à complexidade dos efluentes industriais afluentes aos colectores e às condições de tratamento dos sistemas de tratamento públicos subjacentes. O estudo é aplicado a uma situação concreta em que se procurou avaliar o impacte das descargas nos sistemas de tratamento públicos existentes e projectados para o concelho do Cartaxo. Para tal foi realizado um inventário junto das unidades industriais donde resultou informação de carácter geral e especifico relativo ao processo fabril que permitiram estimar ou obter dados directos da carga poluente e do caudal produzido. Complementarmente foi determinada a carga poluente e caudal produzido do sector doméstico que em conjunto com o sector industrial afluem aos sistemas de tratamento públicos. De acordo com as capacidades efectivas dos sistemas de tratamento e em função das afluências foi possível determinar, através de balanço de massas, a carga máxima de origem industrial em termos de matérias conservativas, oxidáveis e degradáveis. Determinados os valores limites de descarga industrial elaborou-se o regulamento de descarga industrial para o caso concreto do concelho do Cartaxo e estabeleceram-se as acções de implementação e monitorização do mesmo.

Contribuição para o desenvolvimento de uma estratégia integrada de gestão de resíduos industriais não perigosos

Tendo como objecto de estudo a actual gestão de resíduos industriais não perigosos na região de Santarém, o trabalho desenvolvido definiu como meta principal o desenvolvimento de uma estratégia para a gestão desses resíduos que é suportada por um modelo de gestão integrada. Esta estratégia assenta na maximização do desvio dos resíduos de aterro, através da sua valorização, utilizando para isso unidades de tratamento ou de processamento para resíduos sólidos urbanos, nomeadamente unidades de valorização orgânica e triagem. Na revisão da literatura procurou-se apresentar casos de estudo europeus em que foram definidas estratégias para a gestão de resíduos industriais, com especial destaque para aqueles que definem opções conjuntas de gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) e resíduos industriais banais (RIB). São também introduzidas algumas considerações acerca de incentivos estabelecidos para maximizar o desvio de resíduos de aterro, sendo dada especial atenção às políticas comunitárias que potenciam a valorização dos resíduos industriais em detrimento da sua deposição em aterro. Posteriormente são analisados vários modelos recentes no âmbito da gestão de resíduos sólidos, sendo apresentados essencialmente, os seus objectivos, potencialidades e resultados decorrentes da sua aplicação. É igualmente descrito e analisado o modelo “Integrated Waste Management 2” (IWM-2), desenvolvido por McDougall et al. (2001), que suporta a estratégia de gestão de resíduos industriais banais, estabelecida no presente estudo. A metodologia do estudo realizado centrou-se na recolha e análise de informação sobre as quantidades e características dos RIB produzidos na área de estudo e obtenção de dados que permitisse correr o modelo. Primeiro procedeu-se à consulta e análise das guias de pesagem desses resíduos nos aterro existentes na região. Seguiu-se um conjunto de acções tendentes a obter a informação complementar junto das indústrias através de inquérito (via fax e e-mail) e de visitas. Na metodologia foram equacionados diferentes cenários que permitiram a comparação entre a situação actual de gestão, que passa essencialmente pela deposição em aterro, e opções que contemplem a triagem dos resíduos para reciclagem e valorização orgânica. A pertinência desta última opção prende-se com a predominância de agro-indústrias e indústrias alimentares, na região de estudo. Os resultados deste estudo, obtidos através da corrida do modelo permitiram identificar algumas lacunas bem como oportunidades de melhoria do modelo IWM-2. Os resultados designadamente custos económicos e ambientais, resultantes da aplicação do modelo e decorrentes das diferentes soluções preconizadas reforçam que a actual gestão de resíduos apresenta as maiores cargas ambientais, quer em termos de emissões gasosas, efluentes produzidos, consumo de combustíveis, quer no se refere a custos. Por outro lado conclui-se que o cenário que contempla a triagem de resíduos, para reciclagem e valorização orgânica por digestão anaeróbia, com os menores custos ambientais e económicos em termos globais, assegura a optimização desejada para a gestão de RIB na área de estudo.

Técnicas para recuperação de resíduos depositados em antigas lixeiras

As lixeiras são locais onde foram depositados resíduos durante vários anos, de forma descontrolada e sem qualquer controlo ambiental. Como os solos não eram impermeabilizados e o biogás se libertava para a atmosfera, estes locais causavam enormes impactes ambientais. Assim, houve necessidade de se encerrar as lixeiras e substitui-las por aterros sanitários. Em 2002, as 341 lixeiras espalhadas por todo o país encontravam-se encerradas. No entanto, o facto de não ter sido efectuado uma reabilitação ambiental destes espaços, algumas lixeiras continuam a causar impactes ambientais negativos, ao nível da poluição dos lençóis freáticos e da atmosfera. Para além disto, com o desenvolvimento do país, cada vez mais se produzem resíduos, e assim os espaços destinados para a deposição de tais resíduos começam a tornar-se reduzidos. Assim é necessário encontrar uma solução para este problema. Existe uma técnica que já é utilizada noutros países, que consiste na escavação de lixeiras ou aterros que já se encontram inactivos. Esta técnica, denominada mineração de aterro, envolve a escavação e recuperação dos resíduos aterrados, conseguindo assim, não só mitigar o impacte ambiental que uma lixeira causa, como disponibilizar espaço para deposição de mais resíduos. Para estudar esta técnica e a sua viabilidade efectuaram-se estudos na lixeira da Moita. Foi necessário caracterizar a área onde a lixeira se encontra inserida, assim como os resíduos depositados na mesma. Para tal, realizou-se uma campanha de caracterização de resíduos recolhidos e contabilizou-se a quantidade de cada componente encontrado. Esta caracterização e as informações obtidas através da revisão bibliográfica, possibilitou a definição de cenários para destino final dos resíduos escavados. Assim, foram tidos em conta três cenários diferentes e foram estudadas as respectivas viabilidades económicas recorrendo a um modelo que permite verificar a rentabilidade de recuperação de resíduos, que cada um dos equipamentos consegue processar. Por último, e face aos resultados obtidos, comparou-se a eficiência e os custos necessários à concretização de cada cenário, podendo-se, de certo modo, avaliar a viabilidade económica da técnica de mineração.

Contribuição para uma melhoria na gestão de águas residuais de campi universitários

Nas últimas décadas, o conceito de desenvolvimento sustentável tem sido amplamente discutido em todos os quadrantes da sociedade, tendo vindo a marcar uma presença cada vez mais constante no seu quotidiano. Por outro lado, a importância das instituições de ensino superior na promoção dos princípios da sustentabilidade é, também, uma ideia recorrente. Assim, o presente trabalho enquadra-se no âmbito do Projecto Campus Verde, de modo a contribuir para uma melhor gestão das águas residuais da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT-UNL), avaliando-se, igualmente, a possibilidade de implementação de uma ETAR, bem como as suas mais-valias e contrapartidas, por forma a proporcionar um tratamento ao efluente do campus, localizado no Monte da Caparica, Almada. Deste modo, foi efectuada uma recolha de informação junto dos órgãos da FCT, e dos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento (SMAS) de Almada por forma a obter o cadastro da rede de drenagem do campus, o número de pessoas de cada departamento, o estado da arte do Projecto Campus Verde, que inclui apreciações sobre os vários descritores em estudo e as características de cada edifício. Verificou-se também que o efluente do campus drena para o rio Tejo, sem tratamento. Para além desta recolha de informação, foi efectuada uma campanha de amostragem ao efluente do campus que, de acordo com os resultados obtidos, permitiu concluir que se cumpriram todos os parâmetros do Regulamento de Águas e Águas Residuais do Município de Almada (RAARMA). Com estes dados, foi efectuada uma estimativa do caudal de águas residuais produzidas, bem como a sua distribuição mensal. Com base no caudal e nas cargas foi equacionada uma linha de tratamento, a área total de implantação, os seus custos e o período de retorno. Do presente estudo concluiu-se que a realização de um levantamento à rede de drenagem do campus é fundamental e que a melhoria da gestão das águas residuais do campus é um passo importante no caminho da certificação ambiental. Deve-se também levar a cabo uma campanha de sensibilização aos utentes do campus de modo a promover um bom procedimento a montante da descarga na rede de drenagem. No que respeita à ETAR sugerida, verifica-se que, para além das vantagens a nível académico, visto ir proporcionar aos alunos de Engenharia Sanitária um contacto directo com uma ETAR em funcionamento, iria também proporcionar uma imagem positiva da FCT. Por outro lado, seria responsável por grandes encargos a nível de custos.

Fouling of a drinking water system in relation to hydraulic circumstances and customer complaints

In a “perfect” drinking water system, the water quality for the consumers should be the same as the quality of the water leaving the treatment plant. However, some variability along the system can lead to a decrease in water quality (such as discolouration) which is usually reflected in the number of the customer complaints. This change may be related to the amount of sediment in the distribution network, leading to an increase in turbidity at the water supply. Since there is no such thing as a perfect drinking water system, the behaviour of particles in a drinking water network needs a suitable approach in order to understand how it works. Moreover, the combination of measurements, such as turbidity patterns and the Resuspension Potential Method (RPM) aid in the prevention of discoloured water complaints and intervention in the treatment upgrade or the network cleaning. Besides sediments there is also bacterial regrowth in the network, which is related to the water quality and distribution network characteristics. In a theoretical drinking water system higher velocities, temperature and shorter residences times lead to wider bacterial growth. In this study we observe velocity and residence steady-states and bacterial does not seem to be related to either. It can be concluded that adequate measurements of RPM, customer complaints and bacterial concentrations allow a wider knowledge on particle behaviour in drinking water systems.

Quantificação de metais em resíduos para valorização energética

Este trabalho tem como objectivo a quantificação de metais (Alumínio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cobalto, Cobre, Crómio, Estanho, Níquel, Potássio, Selénio, Sódio, Antimónio, Vanádio, Zinco e Mercúrio), em resíduos com potencial para valorização energética, em particular o refugo da estação de triagem do embalão de Palmela e o rejeitado do TMB da Central de Setúbal. A partir destes resíduos pode produzir-se RDF que é um combustível heterogéneo e de elevado PCI, que é utilizado em diversos países Europeus, como a Alemanha, a Itália e a Holanda como combustível alternativo. Este tipo de combustível tem especial pertinência devido ao Protocolo de Quioto e à Directiva das Energias Renováveis, que sugerem a substituição dos combustíveis fósseis. Assim, indústrias como cimenteiras, produtoras de gesso, termoeléctricas entre outras podem fazer uso destes combustíveis de forma a cumprir alguns dos requisitos exigidos nestes documentos. Neste trabalho estudou-se o comportamento dos resultados dos metais relativamente à distribuição Normal, e sempre que possível, associaram-se intervalos com 95% de confiança para as médias, e fez-se uma comparação final entre os dois resíduos estudados. Seguidamente, fez-se a comparação dos valores das médias e dos máximos obtidos para os metais, com a Norma CEN/TC 343, com as Normas da Secil, EURITS, Alemanha, Finlândia, Itália e Suécia. Verificaram-se incumprimentos em todas as Normas estudadas, para ambos os resíduos, com excepção da Norma CEN/TC 343 e da Norma da Finlândia, segundo as quais estes resíduos podem ser usados na produção de RDF.

Projecto “Berlenga – laboratório de sustentabilidade”

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Engenharia Sanitária

Estudo de potenciais efeitos na saúde pública resultantes da utilização de produtos químicos no tratamento de águas de abastecimento

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária