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Lineamientos de política de uso de agua para las actividades productivas de subsistencia en la zona rural andina. Full text
2019
Corrales Marín, Silvia Milena | Restrepo Tarquino, Inés
Desde tiempos remotos, los usos tradicionales del agua en las zonas rurales de Colombia son las actividades domésticas, pero también actividades productivas de las cuales depende la subsistencia de las familias rurales campesinas. El agua es utilizada para la cría de animales y el riego de cultivos en pequeña magnitud, que permiten garantizar la seguridad alimentaria, no solo de las familias que las realizan, sino del resto de la población del país. No obstante, estos usos del agua de sistemas de abastecimiento como los acueductos son prohibidos por la legislación colombiana (RAS 2017; Ley 142 de 1994; Decreto 1898 de 2016) ya que se especifica que los acueductos son solo para consumo humano y doméstico, por lo que a través del desarrollo de lineamientos de política de uso de agua para las actividades productivas de subsistencia en la zona rural andina se busca generar argumentos para permitir el uso del agua para actividades productivas a partir de abastecimientos considerados hoy en día como exclusivos para usos humanos. En este sentido, esta propuesta pretende mostrar la importancia de incluir en la política pública los diferentes usos del agua de los campesinos en las zonas rurales, vital para garantizar la seguridad y soberanía alimentaria del país. | Doctorado | DOCTOR(A) EN CIENCIAS AMBIENTALES
Show more [+] Less [-]Re-Ingeniería de "filtro casero" para la reducción de contaminantes (AS y F) en agua para consumo humano Full text
2019
Santa Cruz, Hernán dir.
En San José de Boquerón, Santiago del Estero, la gente de monte adentro se abastece de agua de perforaciones contaminadas con arsénico y flúor, estas sustancias generan gravísimas enfermedades crónicas, como ser el Hidroarsenisismo Crónico Regional Endemico (HACRE) y las fluorosis ósea o esquelética.El propósito del proyecto es el desarrollo de un sistema eficaz y simple, en lo posible con materiales disponibles en la zona (naturales o reciclados), con mínimo costo, para el armado de un filtro para obtener agua segura para el consumo diario de una familia inserta en el monte santiagueño.En experiencias anteriores, el primer filtro diseñado y probado exitosamente fue a base de lana de acero (virulana). En 2017 se hizo una reingeniría del mismo utilizando clavos y una capa de carbón de hueso donde se logró reducir el arsénico y el flúor a valores aceptables, lo que mejoró el filtro inicial considerablemente. No obstante, se pretende seguir mejorando este dispositivo intermitente y pasar a una nueva fase de desarrollo para hacer un filtro continuo, para colocar en la línea de agua/tanque de las casas/ranchos. La idea es brindar una solución que sea vialble para los pobladores de la zona, y factible desde lo económico e ingenieril. Se busca que todos los parámetros del agua para consumo estén bajo los valores que propone la Organización Mundial de la Salud (OMS).El objetivo de proyección social es que, desde la cátedra de OPQ y con los alumnos, podamos llevar el nuevo filtro a la zona, transmitir y promocionar su uso. Se propone insertarlo desde la escuela hacia los hogares. La importancia de la participación de la UCC es la prevención de gravísimas enfermedades crónicas a través de una solución simple y económica, que es lo que recomienda la OMS frente a la imposibilidad de otro tipo de solución.
Show more [+] Less [-]Diseño del sistema de monitoreo de ecosistemas de agua dulce y su biodiversidad asociada : producto 4, informe final Full text
2019
Ochoa Quintero, José Manuel - Supervisor | Sánchez Clavijo, Lina María - Supervisora | Batista Morales, Angélica María - Coordinadora | Roa Cubillos, Margarita María - Coordinadora | Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt
Definimos el siguiente objetivo para el sistema de monitoreo: “Evaluar la salud de los ecosistemas acuáticos en la macrocuenca, para orientar la toma de decisiones hacia la protección de ecosistemas estratégicos y la implementación de modelos de desarrollo territorial sostenibles”. Para lograr este objetivo, el sistema debe seguir unos principios transversales, como los son ser multiescalar, multidisciplinario, incluyente, adaptativo y contar con un soporte científico sólido. | Bogotá D.C. | Proyecto manejo sostenible y conservación de la biodiversidad en la Cuenca del rio Magdalena
Show more [+] Less [-]Ecoeficiencia en el uso de los recursos energía eléctrica, agua y papel en el Gobierno Regional de Junín Full text
2019
Benito Ramos, Evelin Yeni | Cairampoma Garcia, Gabriela Isabel | Paucar Carrión, Juana M.
La Investigación se desarrolló en el Gobierno Regional de Junín en el periodo 2017 y 2018, a fin de proponer un Plan de Ecoeficiencia Institucional. La metodología desarrollada fue acorde a la Guía de ecoeficiencia para el sector público MINAM (2016), se recopiló los recibos de energía eléctrica, agua y los requerimientos de papel, se realizó un inventario y caracterización de los equipos eléctricos y sanitarios, luego se aplicó las encuestas al azar a los trabajadores del Gobierno Regional de Junín, se procesó en Excel, SPSS y se analizó la información. El consumo anual de energía eléctrica en el 2017 fue 195396 kWh con S/. 41321.7 soles, en el 2018 el consumo anual fue 196572 kWh con S/. 44267.4 soles; el consumo anual de agua en el 2017 fue 4459 m3 con S/. 11029.2 soles, en el 2018 el consumo anual fue 12097 m3 con S/. 31126.8 soles y el consumo anual de papel en el 2017 fue 4928.6 kg con S/. 24,038 soles, en el 2018 el consumo anual fue 5462.5 kg con S/. 30,206.55 soles; en los resultados se evidenció que del 2017 al 2018 hay incremento del consumo y a la vez mayor gasto, es por ello que la institución no fue ecoeficiente. Además, en el Plan de ecoeficiencia, se identificó medidas como: apagar los equipos ofimáticos al momento de retirarse, disponer avisos sobre el buen uso, realizar la limpieza periódica de luminarias y ventanas, la impresión a doble cara, realizar charlas informativas, entre otros. | Tesis
Show more [+] Less [-]Efeitos da água residuária do café em plantas e no substrato de cultivo de aveia, milho e alface. Full text
2019 | 2010
SOARES, S. F. | MORELI, A. P. | DONZELES, S. M. L. | PREZOTTI, L. C. | ROCHA, A. C. da. | Sammy Fernandes Soares, Embrapa Café; Aldemar Polonini Moreli, Incaper; Sérgio Maurício Lopes Donzeles, Epamig; Luiz Carlos Prezotti, Incaper; Aledir Cassiano da Rocha, Incaper.
Caracterización de la calidad del agua superficial en las subcuencas Quebrada Honda y Chiz-Maravilla, Cartago, Costa Rica Full text
2019
Alfaro Arrieta, Jorge Ernesto
Alfaro Arrieta, J. (2019). Caracterización de la calidad del agua superficial en las subcuencas Quebrada Honda y Chiz-Maravilla, Cartago, Costa Rica. (Tesis de Licenciatura). Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. | El agua es el recurso de mayor importancia para el desarrollo de la vida en el planeta, es indispensable para la subsistencia, ya que es el constituyente principal de todos los organismos vivos, permite el establecimiento de diversos ecosistemas, asimismo participa en muchas actividades metabólicas, biológicas y naturales, entre otras (Bolaños et al. 2015). Costa Rica es un país con un valioso recurso hídrico, influenciado por la topografía y la posición geográfica que provocan altos niveles de precipitación a lo largo del año, los cuales influyen directamente en la cantidad de agua que fluye por los ríos y en la cantidad que se escurre o se infiltra, provocando aumentos en los niveles de agua subterránea y agua superficial (Montero-Sánchez et al. 2016). El agua superficial se encuentra sobre la tierra, ya sea en reposo o circulando en diferentes formas, tanto naturales como artificiales (Jiménez y Vélez 2006). Estas aguas son las proveniente de las precipitaciones, que no se infiltran ni regresan a la atmósfera por evaporación, proviniendo de manantiales o nacimientos que se originan de las aguas subterráneas y logran estar fluyendo constantemente, como los ríos o estar en reposo como los lagos y lagunas (Martínez-Bastida et al. 2007). La calidad del agua superficial puede variar espacial y temporalmente, en función de los procesos morfológicos, hidrológicos, químicos, biológicos y sedimentológicos naturales (Mora-Alvarado y Portuguez-Barquero 2018). Es importante proteger el agua ya que, según Peña (2017) cualquier probabilidad que altere la calidad del agua de una fuente superficial es una amenaza porque puede acrecentar las cargas de contaminación. De igual modo, se aminora la capacidad natural de autodepuración del sistema hídrico que las recibe, lo cual ocasiona la pérdida de las cualidades para sus usos específicos y altera la calidad de los beneficios ambientales propios de estos sistemas hídricos. | Water is the most important resource for the development of life on the planet, it is essential for subsistence, since it is the main constituent of all living organisms, it allows the establishment of various ecosystems, it also participates in many metabolic activities, biological and natural, among others (Bolaños et al. 2015). Costa Rica is a country with a valuable water resource, influenced by the topography and geographical position that cause high levels of precipitation throughout the year, which directly influence the amount of water that flows through rivers and the amount that it runs off or infiltrates, causing increases in groundwater and surface water levels (Montero-Sánchez et al. 2016). Surface water is found on the ground, either at rest or circulating in different forms, both natural and artificial (Jiménez and Vélez 2006). These waters are those from rainfall, which do not infiltrate or return to the atmosphere by evaporation, coming from springs or springs that originate from groundwater and manage to be constantly flowing, like rivers or be at rest like lakes and lagoons (Martínez-Bastida et al. 2007). The quality of surface water can vary spatially and temporally, depending on the natural morphological, hydrological, chemical, biological and sedimentological processes (Mora-Alvarado and Portuguez-Barquero 2018). It is important to protect water since, according to Peña (2017), any probability that it alters the quality of the water from a surface source is a threat because it can increase pollution loads. Similarly, the natural capacity for self-purification of the water system that receives them is reduced, which causes the loss of the qualities for their specific uses and alters the quality of the environmental benefits of these water systems. | Universidad Nacional (Costa Rica) | Escuela de Ciencias Biológicas
Show more [+] Less [-]Avaliação ecotoxicológica de água subterrânea contaminada por hidrocarbonetos derivados de petróleo: uma contribuição ao processo legal de licenciamento Full text
2019
Speck, Victor | Soares, Carlos Henrique Lemos | Universidade Federal de Santa Catarina
Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Perícias Criminais Ambientais, Florianópolis, 2019. | Levantamentos realizados por Estados da Federação indicam que a atividade de comércio de combustíveis líquidos é a responsável pela maior quantidade de áreas contaminadas por hidrocarbonetos derivados de petróleo. Estima-se que aproximadamente um terço desses empreendimentos licenciados pelo órgão ambiental Estadual (IMA-SC), possuem contaminação derivada do combustível fóssil que, não raro, estão situadas próximas de áreas de preservação permanente, como rios, lagoas, mangues ou até mesmo no entorno de unidades de conservação. A ecotoxicologia, por meio de testes, busca conhecer a conseqüência da liberação de substâncias químicas no ambiente, sobre os organismos nele existentes. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos ecotoxicológicos de amostras de água subterrânea de uma área contaminada por derivados de petróleo, utilizando organismos de dois níveis tróficos diferentes, microcrustáceo e peixes. Visou, sobretudo, definir se os critérios empregados pelo IMA para classificar como aceitáveis os resultados do processo de remediação do solo contaminado são corretos. Os resultados da avaliação ecotoxicológica demonstraram que houve influência da contaminação no desenvolvimento dos organismos. Não é possível especificar quais compostos químicos estão afetando o desenvolvimento dos microcrustáceos e dos peixes, demonstrando que os níveis das substâncias químicas de interesse definidas para o órgão ambiental não é suficiente para garantir a recuperação da área contaminada. Os organismos Daphnia magna e Danio rerio demonstraram-se adequados à aplicação do teste em áreas contaminadas por derivados de petróleo, com respostas aos estressantes químicos do meio (água), coincidentes com os pontos de maiores contaminações (hotspot). A D. magna se mostrou mais sensível às variações de concentração das amostras. O Teste de produção de machos de D.magna ajudou a confirmar suspeita de contaminação por outros poluentes na área do posto.<br> | Abstract : Surveys carried out by Federation States indicate that the activity of trading liquid fuels is responsible for the largest amount of areas contaminated by oil-derived hydrocarbons. It is estimated that approximately one-third of these enterprises licensed by the state environmental agency (IMA-SC) have contamination derived from fossil fuels, which are often located near permanent preservation areas such as rivers, lagoons, mangroves or even in the environment of conservation units. Ecotoxicology, through tests, seeks to know the consequence of the release of chemical substances in the environment, on the organisms in it. The objective of this work was to evaluate the ecotoxicological effects of groundwater samples from an area contaminated by petroleum products, using organisms of two different trophic levels, microcrustaceans and fish. Aimed, above all, to determine if the criteria used by the IMA to classify as acceptable the results of the contaminated soil remediation process are correct. The results of the ecotoxicological evaluation showed that there was influence of the contamination in the development of the organisms. It is not possible to specify which chemical compounds are affecting the development of microcrustaceans and fish, demonstrating that the levels of the chemicals of interest defined for the environmental organ are not enough to guarantee the recovery of the contaminated area. The organisms Daphnia magna and Danio rerio proved to be adequate for the application of the test in areas contaminated by petroleum products, with responses to the chemical stresses of the medium (water), coincident with the points of greatest contamination (hotspot). D. magna was more sensitive to the concentration variations of the samples. The D.magna males test helped confirm suspicion of contamination by other pollutants in the post area.
Show more [+] Less [-]Aplicação de lodo de estação de tratamento de água e de resíduos de fundição na composição de cerâmicas Full text
2019
Mine, João Henrique, 1982- | Pawlowsky, Urivald, 1940- | Mymrine, Vsévolod | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental
Orientador: Prof. Dr. Urivald Pawlowsky | Coorientador: Prof. Dr. Vsévolod Mymrine | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 29/05/2019 | Inclui referências: p. 152-159 | Resumo: A busca por soluções de reinserção dos resíduos urbanos e industriais nos ciclos produtivos, a fim de minimizar os impactos da extração de recursos naturais virgens e da disposição, pressiona a sociedade pelo desenvolvimento de novas tecnologias capazes de transformar subprodutos indesejáveis em matérias-primas, conectando indústrias em um modelo circular sustentável. Com o objetivo de desenvolver cerâmicas tecnicamente viáveis e ambientalmente seguras, para uso na construção civil, a partir do lodo de estação de tratamento de água (LTA) e de resíduos de fundição, foram realizados ensaios de caracterização para determinação do teor de umidade, granulometria e composição química. Esses resultados suportaram a decisão quanto à aplicação e no desenvolvimento de fluxos de beneficiamento mínimo desses resíduos em matérias-primas para cerâmicas. O LTA foi submetido às operações de secagem e moagem com classificação granulométrica, obtendo umidade de 0,18% e granulometria de 0,25 mm. Três areias de fundição (AF), originalmente isentas de umidade, passaram pela limpeza e classificação em 0,42 mm antes da mistura e homogeneização, compondo matériaprima única. Já a escória (ESC-Fe) teve a redução granulométrica executada através de operações de britagem e moagem intercaladas por classificação e separação eletromagnética, tendo o seu teor de ferro metálico reduzido de 39,78% para 6,39% e granulometria ajustada em 0,25 mm. Nestas condições, os materiais foram introduzidos ao processo de obtenção de placas cerâmicas prensadas, com cerca de 12 g e dimensões de 60 mm x 20 mm x 5 mm, em 22 composições diferentes submetidas ao processo de queima por duas horas, em sete temperaturas variando em 50°C, partindo de 950°C até 1250°C. As peças com fração inferior a 20% de AF e superior a 40% de ESC-Fe, obtidas em temperaturas a partir de 1100°C, desenvolveram os melhores valores de resistência à flexão, porosidade aparente e absorção de água. O produto G1250, composto por 45% LTA, 15% AF e 40% ESC-Fe, atingiu resistência à flexão de 16,66 MPa e absorção de água de 3,69%, atendendo às normas técnicas para placas de revestimento cerâmico ABNT NBR 13.817/1997 e telhas ABNT NBR 15.310/2005. Foram identificadas algumas correlações da fração dos componentes e da temperatura de queima com as propriedades físicas desenvolvidas pelos produtos, explicadas com suporte de análises mineralógicas mais aprofundadas por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A segurança ambiental do produto foi avaliada preliminarmente com referência à norma ABNT NBR 10.004/2004 através da análise das concentrações de contaminantes na massa bruta e nos extratos solubilizado e lixiviado. Ao final, as operações e processos unitários desenvolvidos resultaram em cerâmicas cujas propriedades indicam potencial de aplicação na construção civil. Palavras-chave: difratometria de raios X. economia circular, microscopia eletrônica de varredura, placas cerâmicas, reinserção de resíduos. | Abstract: The quest for solutions to reintroduce urban and industrial wastes in the productive cycles, in order to minimize environmental impacts from waste disposal and natural resources depletion, presses society to develop new technologies able to transform undesirable by-products into interesting raw materials, connecting industries in a sustainable circular model. A few characterization tests were carried out to determine the moisture content, grain size and chemical compositions of water treatment plant sludge (WTS) and foundry wastes, aiming the development of reliable and environmentally safe ceramics for use in civil construction. These results supported the application decision and the development of unitary operations to convert the original residues into new raw materials for ceramics. The WTS was submitted to drying and milling operations with granulometric classification, reaching humidity of 0.18% and grain size of 0.25 mm. Three foundry spent sands (FSS), originally free of moisture, were cleaned and classified in the 0.42 mm sieve before mixing and homogenization to compose a single raw material. The foundry slag (FS) had the granulometric reduction carried out through crushing and milling operations, interspersed by electromagnetic classification and separation, thus its metallic iron content was reduced from 39.78% to 6.39% and granulometry was set in 0.25 mm. Under these conditions, the raw materials were introduced to the pressed ceramic plates process, comprising about 12 g plates with dimensions of 60 mm x 20 mm x 5 mm of 22 different compositions submitted to the firing process for two hours at seven temperatures, varying in steps of 50°C from 950°C to 1250°C. The ceramics with less than 20% of FSS, more than 40% of FS in composition and produced at temperatures starting from 1100°C, reached the best values for flexural strength, apparent porosity and water absorption. The product tagged G1250, composed of 45% WTS, 15% FSS and 40% FS, reached flexural strength of 16.66 MPa and water absorption of 3.69%, complying with the technical standards for ceramic plates ABNT NBR 13.817/1997 and tiles ABNT NBR 15.310/2005. Some correlations of components fraction and firing temperature with the physical properties reached by the products were reported and explained by detailed mineralogical analysis by X ray diffractometry and scanning electron microscopy. The environmental safety of the product was evaluated with reference to ABNT NBR 10.004/2004 technical standard by the analysis of contaminants concentrations in the gross mass and in the solubilized and leached extracts. Finally, the developed unitary operations and processes approaching the studied wastes resulted in ceramics which properties indicate potential application in civil construction. Keywords: ceramic plates, circular economy, scanning electron microscopy, waste reuse. X-ray diffraction.
Show more [+] Less [-]Disponibilidade hídrica e água de reúso : uma nova abordagem para a gestão de recursos hídricos em bacias urbanas Full text
2019
Stefan, Elisa, 1988- | Fernandes, Cristovão Vicente Scapulatempo | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental
Orientador: Prof. Cristóvão V. S. Fernandes, PhD | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 24/05/2019 | Inclui referências: p. 99-103 | Resumo: A gestão dos recursos hídricos se desenvolveu de modo linear. Entretanto, o potencial cenário atual de escassez hídrica e a economia mundial indicam a necessidade da transição para um modelo econômico circular. O reúso da água torna o modelo em circular dos sistemas de gestão de recursos hídricos, e com isso impacta positivamente a disponibilidade hídrica das bacias hidrográficas, uma vez que atuam diretamente reduzindo a necessidade de retirada de água e diminuindo o retorno. Foram usadas séries históricas fluviométricas e dados monitorados de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) do rio Iguaçu na região metropolitana de Curitiba, a fim de estudar a disponibilidade hídrica que inclua qualidade variável dos recursos hídricos, e a introdução de sistema de reúso como uma fonte alternativa de água. Entretanto, devido à escassez de dados de qualidade, foram utilizadas duas abordagens para a composição de séries temporal mensais de DBO. O método de regressão de vazão com a DBO obteve o melhor resultado para ajustes de funções exponencias de um termo. As regressões da vazão com a DBO apresentaram baixos resultados, com o coeficiente de determinação (r2) variando de 1% a 16%, mas os dados gerados com a função apresentaram médias próximas as das concentrações amostradas. A segunda abordagem consistiu na simulação das concentrações de outorga com auxílio do software AcquaNet que usa as equações de Streeter-Phelps em sua base de cálculo. As concentrações de DBO no rio com essa simulação apresentaram valores menores que as amostradas, o que se deve a não consideração das fontes difusas de poluentes. Essa abordagem possibilitou avaliar que apenas as concentrações outorgadas já são responsáveis por deixar a qualidade da água na classe 2, segundo o enquadramento do CONAMA 357/2005. As séries de concentrações foram analisadas quanto a frequência nas faixas de concentrações estabelecidas pelo enquadramento dos recursos hídricos, o que resultou em uma classificação variável do rio Iguaçu. A fim de avaliar a disponibilidade hídrica com a introdução de sistema de reúso para a finalidade industrial foram estudadas taxas de reciclagem dos efluentes oriundos da ETE Cachoeira, e do polo industrial e taxas de captação, de forma a compor 10 cenários. A série gerada através da regressão demonstrou a necessidade de tratamento da água para uso industrial em 100% do tempo, enquanto a série de concentrações obtidas através da simulação das outorgas ficaram dentro do limite, e deste modo não necessitaria de tratamento prévio. O aumento da captação, aumentando a diluição da mistura da água com os efluentes, diminuiu a eficiência de tratamento necessário para o uso. A partir da captação de 50% do volume possível de ser captável, as concentrações de DBO devido ao reúso passam estar diluídas na proporção de que a eficiência requerida de tratamento é próxima a necessária para o cenário sem o reúso. Essa pesquisa demonstrou a necessidade da contemplação da variabilidade da qualidade da água e a inserção de sistemas de reúso na avaliação da disponibilidade hídrica, e deste modo subsidiar a tomada de decisões da alocação dos recursos hídricos. Palavras-Chave: Disponibilidade Hídrica, qualidade da água variável, Reúso de água | Abstract: The Brazilian water resources management has developed in a linear way. However, the current scenario water scarcity and a world economy showed that is necessary for the transition to circular economy. model. Water reuse allow change the model to circular economy, and thus positively impacts the watershed's water availability. Hydrological historical series and BOD measurements from the Iguassu river in Curitiba's metropolitan area were used to study its water availability, considering variable quality of the water resources, and the introduction of water reuse systems as an alternative water source. However, due to the scarcity of quality data, two approaches were used to compose synthetic monthly BOD series. The correlation method between water flow and BOD obtained the best result for one term exponential equation adjustments. Correlations between water flow and BOD showed r2 varying between 1% and 16%, but data generated with the equation showed averages values close to the sampled concentrations. The second approach used the Streeter-Phelps equations with software AcquaNet to simulate the concentrations of granted concessions. The river's BOD concentrations presented lower values than the sampled concentrations, which happened because the the diffuse pollution sources were not considered. This approach allowed to evaluate that the granted concentrations alone are enough to turn the water quality to class 2, in accordance to the CONAMA 357/2005 framework. The concentrations series were analyzed for concentration frequency in the ranges established by the water resources framework, which resulted in a variable classification of the Iguassu river. In order to evaluate the water availability with the introduction of a reuse system for the industrial purpose, effluent recycling rates from ETE Cachoeira and the industrial area and catchment rates were studied and with them were composed 10 scenarios. The series generated through correlation demonstrated the need to treat water for industrial use in 100% of the time, while the series of concentrations obtained through the simulation of the grant's concentrations were within the limit, and thus would not require prior treatment. Increasing the catchment affects the effluent dilution, so decreased the treatment efficiency required for the use. From the 50% catchment of the total available volume, the BOD's concentrations due to reuse become diluted in the proportion that the required treatment efficiency is close to that required for the scenario without the reuse. Key-words: Water availability, variable water quality, Water reuse
Show more [+] Less [-]Proposição de modelo de predição de desempenho de estações convencionais de tratamento de água utilizando redes neurais artificiais Full text
2019
Juscelino Alves Henriques | Marcelo Libanio | Veber Afonso Figueiredo Costa | Luiz Rafael Palmier | Cesar Rossas Mota Filho | Frederico Keizo Odan | Angela Di Bernardo Dantas
Water treatment plants (WTP) have a fundamental and strategic role in the control of waterborne diseases through the potabilization of water, in order to meet the needs of the population that is supplied by it. In this context, evaluating the performance of these stations is paramount, particularly for the entities responsible for the water quality control stage, since WTP must present and operate with minimum conditions necessary to achieve its objective. As a way of anticipating adverse situations, as well as in the search to help decision makers and managers responsible for such operations, several models of WTPs performance prediction were proposed, making use of a series of tools, notably computational modeling, an important area of Artificial Intelligence (AI). As a contribution to this, this PhD thesis aimed to propose performance prediction models of conventional water treatment stations using Artificial Neural Network (ANN), with turbidity and apparent color of the treated water as control parameters. For its development (five ANN models were developed, two for small WTPs, two for medium-sized WTPs and one for large WTPs), data on raw and treated water quality were used. and hydraulic parameters of 12 water treatment plants, four with flows of up to 50 L.s-1, three with flows between 50 L.s-1 - 500 L.s-1 and five with flows above 500 L.s-1. The models were developed using RStudio®, from the artificial neural network multilayer backpropagation, with logistic activation function. The models presented determination coefficients of 0.66 and 0.67 for the turbidity and the apparent color of the treated water of small stations, respectively. The R² values were 0.21, 0.33 and 0.60, respectively, for the medium (Models 3 and 4) and large (Models 5). In the comparison of the results, models were also developed in multiple linear regression, being found that the models in ANN presented better performance. The results corroborate the application of AI techniques, particularly ANN, in WTPs, in order to optimize the process, reduce consumption of chemicals and generate waste, as well as to make the operation more efficient and safer by offering a product more reliable to the population supplied. | As estações de tratamento de água (ETA) possuem papel fundamental e estratégico no controle de doenças de veiculação hídrica por meio da potabilização da água, com vistas ao atendimento dos anseios da população que por elas é abastecida. Nesse contexto, avaliar o desempenho dessas estações é primordial, particularmente para os entes responsáveis pela etapa de controle da qualidade da água, tendo em vista que a ETA deve apresentar e operar com condições mínimas necessárias que atendam aos padrões de potabilidade. Como forma de antever situações adversas, bem como na busca de auxiliar os tomadores de decisão e gestores responsáveis por tais operações, foram propostos diversos modelos de predição de desempenho de ETAs, fazendo uso de uma série de ferramentas, notadamente da modelagem computacional, importante área da Inteligência Artificial (IA). Nesse contexto, essa pesquisa teve por objetivo propor modelos de predição de desempenho de estações convencionais de tratamento de água utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA), tendo como parâmetros de controle a turbidez e a cor aparente da água tratada. Para o seu desenvolvimento foram elaborados cinco modelos em RNA, dois para ETAs de pequeno porte, dois para ETAs de médio porte e um para ETAs de grande porte. Os dados utilizados referem-se à qualidade da água bruta e tratada, aspectos operacionais e parâmetros hidráulicos de 12 estações de tratamento de água, quatro com vazões de até 50 L.s-1, três com vazões entre 50 L.s-1 a 500 L.s-1 e cinco com vazões acima de 500 L.s-1. Os modelos foram desenvolvidos utilizando o RStudio®, a partir da rede neural artificial multilayer backpropagation, com função de ativação logistic. Os modelos apresentaram coeficientes de determinação (R²) de 0,66 e 0,67 para a turbidez e a cor aparente da água tratada de estações de pequeno porte, respectivamente. Já para as ETAs de médio (Modelos 3 e 4) e grande (Modelos 5) porte os valores de R² foram 0,21, 0,33 e 0,60, respectivamente. Na comparação dos resultados, também foram desenvolvidos modelos em regressão linear múltipla, sendo constatado que os modelos em RNA apresentaram melhor desempenho. Os resultados corroboram para a aplicação de técnicas de IA, particularmente RNA, em ETAs, com vista à otimização de processo, menor consumo de produtos químicos e geração de resíduos, bem como para possibilitar operação mais eficiente e segura.
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