Engenharia Sanitaria e Ambiental, Volume: 25, Issue: 1, Published: 2020
  • Avaliação da sensibilidade da função de distribuição de tamanho de partícula durante a floculação Artigo Técnico

    Moruzzi, Rodrigo Braga; Oliveira, André Luiz de

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Neste artigo, buscou-se avaliar a sensibilidade da função contínua de distribuição de tamanho de partículas (DTP) diante da modificação decorrente da floculação. Para tal, foram investigadas seis configurações discretas, subdivididas em 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 e 15 classes de tamanho. As configurações investigadas diferem na frequência de partículas presentes por faixa de tamanho e no comportamento, sendo este monotônico ou unimodal. O ajuste da função contínua na forma linearizada aos dados discretos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação (R2). O coeficiente de potência da função (β) e o centro de massa (C.M) da distribuição foram tomados como representativos da DTP para a análise de sensibilidade, realizada por meio do estudo da correlação múltipla entre as variáveis. Experimentos em escala de bancada foram conduzidos visando a avaliar a simulação. Os resultados demonstraram que os parâmetros β e C.M foram sensíveis às variações da DTP, todavia os ajustes das funções para distribuições unimodais carecem de aprimoramento.

    Abstract in English:

    ABSTRACT In this paper, the sensitivity of the continuous particle size distribution function (PSD) was evaluated, as flocculation occurs. To this end, six discrete configurations were investigated, subdivided into 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 and 15 classes. The distribution studied here differ in the particles presented by size range and behavior, whether monotonic or unimodal. The adjustment of the continuous function in linearized form to the discrete data was evaluated by means of R2. The power law coefficient (β) and the center of mass (C.M) were taken as representative of PSD during the sensitivity analysis, which was carried out by means of multiple correlation between the variables. Batch essays were performed in order to evaluate simulations. Results showed that β and C.M were both sensitive to PSD variations; however, the function adjustments for unimodal distributions need improvement.
  • Dinâmica da recuperação ambiental de pilhas de estéril em mineração de calcário por regeneração natural Artigo Técnico

    Lima, Marcelle Teodoro; Tonello, Kelly Cristina; Leite, Eliana Cardoso; Franco, Fernando Silveira; Corrêa, Carina Júlia Pensa

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a dinâmica da recuperação ambiental de pilhas de estéril de mineração de calcário por meio da análise da composição e estrutura fitossociológica da regeneração natural. O estudo foi conduzido em um empreendimento minerário localizado em Salto de Pirapora (SP), Brasil, com pilhas de estéril abandonadas desde 1994 e 2013, e um fragmento florestal nativo, totalizando três tratamentos. Em cada área, foram alocadas 12 parcelas de 10 × 10 m, onde todos os indivíduos arbustivo-arbóreos com altura acima de 1,30 m foram amostrados, identificados e avaliados quanto à composição e à estrutura fitossociológica. Foi constatada a ocorrência da regeneração natural nas pilhas de estéril com o aumento de indivíduos e espécies ao longo do tempo. Os resultados indicam que a vegetação presente nessas pilhas está em transição de floresta pioneira para um estágio sucessional mais avançado. Contudo, a Leucaena leucocephala estabeleceu-se mais expressivamente que as demais, inibindo o desenvolvimento de outras espécies. Por fim, sugerem-se ações de manejo para que a sucessão ecológica das pilhas de estéril não seja comprometida.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The present research had as objective to evaluate the dynamics of the environmental recovery of waste dumps in calcary mining by analyzing the composition and phytosociological structure of natural regeneration. The study was carried out in a waste dumo located in Salto de Pirapora, São Paulo, Brazil, with sterile piles abandoned since 1994 and 2013 and a native forest fragment, totaling three treatments. Twelve plots of 10 × 10 m were allocated to each area, where all shrub-tree individuals with height above 1.30 m were sampled, identified and evaluated for their composition and phytosociological structure. The occurrence of natural regeneration in the sterile cells was observed with the increased number of individuals and species over time. The results indicate that the vegetation present in the waste dumps is in transition from pioneer forest to a more advanced successional stage. However, Leucaena leucocephala has established itself more expressively than other species, inhibiting the development of other species. Finally, management actions are suggested so that the ecological succession of the waste dumps is not compromised.
  • Índice fuzzy de qualidade de água para ambiente lótico - IQAFAL Artigo Técnico

    Pessoa, Marco Antonio Ribeiro; Souza, Flavio Joaquim de; Domingos, Patrícia; Azevedo, José Paulo Soares de

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A divulgação de informações sobre qualidade das águas para um público não especialista é fundamental para subsidiar ações políticas e institucionais de gestão dos ambientes aquáticos. Para tanto, índices de qualidade de água têm sido propostos por serem capazes de sintetizar em um único valor ou categoria a informação, normalmente descrita a partir de um conjunto extenso de variáveis de qualidade de água. Este trabalho propõe um novo índice de qualidade de água, IQAFAL, baseado em lógica nebulosa, direcionado para o ambiente lótico, desenvolvido com a colaboração do quadro de especialistas da área de qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente (INEA). O índice proposto foi aplicado a dados de qualidade de água do Rio Paraíba do Sul, obtidos pelo INEA, nos anos de 2002 a 2009. Os resultados do IQAFAL mostraram que esse índice foi capaz de descrever a qualidade da água desse trecho do Rio Paraíba do Sul, correspondendo satisfatoriamente às avaliações de qualidade de água contidas nos relatórios disponíveis. Verificou-se também que com essa metodologia foi possível evitar que a influência de uma variável em condições críticas fosse atenuada pela influência das outras variáveis em condições favoráveis, produzindo um resultado impreciso no índice final.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The dissemination of information on water quality for a non-specialist audience is essential to support political and institutional actions for the management of aquatic environments. Therefore, water quality indices have been proposed since they are able to synthesize into a single value or category information, usually described from an extensive set of water quality variables. This research proposes a new water quality index, based on fuzzy logic, aimed at lotic environments, developed through the collaboration of experts in water quality of the Rio de Janeiro Environmental Agency (Instituto Estadual do Ambiente - INEA). The proposed index was applied to water quality data from the Paraíba do Sul River, obtained by INEA, in the years 2002 to 2009. The results of IQAFAL showed that the index was able to synthesize the water quality of this stretch of the Paraíba do Sul, satisfactorily matching the assessments of the water quality assessments contained in the reports available. It was also noticed that with this methodology it was possible to avoid the attenuation of the influence of a variable in critical condition was attenuated by the influence of other variables in favorable conditions, producing an inaccurate result in the final index.
  • Toxicidade aguda em área urbana da microbacia do córrego Água Boa (MS) Artigo Técnico

    Costa, Bárbara Ferreira Dalla; Roche, Kennedy Francis

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A bacia hidrográfica do córrego Água Boa (Dourados, MS) sofre grande influência antrópica, tais como urbana e industrial. Levando-se em consideração sua importância para a manutenção de fauna, flora, indústria e população local, o estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade de suas águas nos períodos seco e chuvoso de 2013, da nascente até próximo à sua foz, por meio de testes de toxicidade aguda com D. similis e D. rerio, além de análises físicas, químicas e de concentrações de metais pesados. Os resultados mostraram as variabilidades espacial e temporal dos parâmetros analisados. Além disso, constatou-se efeito tóxico no ponto 02 para D. rerio em ambos os períodos. As análises comprovaram a crítica situação de degradação do ambiente aquático estudado e alertam para os cuidados que deverão ser tomados. Portanto, sugere-se maior fiscalização por parte dos órgãos ambientais, bem como conscientização da população quanto às emissões de efluentes e resíduos no corpo hídrico, a fim de evitar sua degradação.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The watershed of Água Boa Stream (Dourados/MS) suffers great anthropic influence, such as urban and industrial. Taking into consideration its importance for maintenance of fauna, flora, industry and local population, this study aimed to: assess the toxicity of its waters during the dry and rainy seasons of 2013, near the source to its mouth, through acute toxicity essays with D. similis and D. rerio, as well as physical, chemical and heavy metal concentration analyses. The results showed spatial and temporal variability of the analyzed parameters. Furthermore, a toxic effect was found at point 02 for D. rerio in both periods. The analyses confirmed the critical situation of degradation of the aquatic environment studied, and warns that precautions should be taken. Therefore, it is suggested that greater supervision by environmental agencies, as well as public awareness of the issue of waste and residues in the water body, in order to avoid its degradation.
  • Capacidade metabólica de bactérias heterotróficas de sistemas de lodo ativado em ambientes aeróbios e anóxicos Artigo Técnico

    Santos, Elivânia Vasconcelos Moraes; Silva, Heraldo Antunes; Haandel, Adrianus Cornelius Van; Sousa, José Tavares

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Para projetos de sistemas de lodo ativado em países com temperaturas elevadas, como a do Brasil, sugere-se a introdução de um ou mais reatores anóxicos, visto que a nitrificação torna-se um fator quase inevitável. A desnitrificação é um processo capaz de reduzir custos com aeração em até 20%, recuperar a alcalinidade perdida com a nitrificação e ainda remover matéria orgânica e nitrogênio. Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade metabólica de bactérias heterotróficas desses sistemas em ambiente aeróbio e anóxico via nitrato e via nitrito. Para os testes foram comparadas duas configurações: Bardenpho e University of Cape Town (UCT). Os resultados mostraram significativa viabilidade da desnitrificação via nitrato, pois as taxas médias obtidas de consumo de oxigênio e oxigênio equivalente foram semelhantes para ambos os sistemas, indicando que, além da remoção do nitrogênio, a matéria orgânica é removida com a mesma eficiência de um reator aeróbio, possibilitando a redução de custos com aeração devido à possibilidade de limitá-lo apenas ao processo de nitrificação. Contudo, na desnitrificação pelo uso do nitrito, percebeu-se uma redução na capacidade de remoção de matéria orgânica em até 60%, que pode inferir em uma vantagem duvidosa na opção de um processo de nitrificação e desnitrificação simultâneo, mesmo que este apresente menor demanda de oxigênio dissolvido (OD). Entretanto, pode ser viável a sua utilização quando houver também a pretensão de remoção de fósforo via nitrito por organismos acumuladores de fósforo.

    Abstract in English:

    ABSTRACT For projects of activated sludge systems in countries with high temperatures such as Brazil, the introduction of one or more anoxic reactors is suggested, since nitrification becomes an almost inevitable factor. Denitrification is a process able to reduce aeration costs by up to 20%, recover the alkalinity lost with nitrification and still remove organic matter and nitrogen. This study aimed to evaluate the metabolic capacity of heterotrophic bacteria of these systems in aerobic and anoxic environment via nitrate and nitrite. Two configurations were compared for the tests: Bardenpho and University of Cape Town (UCT). The results showed significant viability of denitrification via nitrate, as the average rates obtained from oxygen consumption and oxygen equivalents were similar for both systems, indicating that beyond the removal of nitrogen, organic matter is removed with the same efficiency as an aerobic reactor enabling cost reduction with aeration due to the possibility of limiting it only to the nitrification process. However, denitrification by the use of nitrite showed a reduction in the ability of removal of organic matter by 60%, which may lead to a doubtful advantage in the option of a simultaneous nitrification and denitrification process, even if it presents minor oxygen demand. However, it may present exceptions, such as when there is also the claim of phosphorus removal via nitrite by phosphorus-accumulating organisms that may overcome the weakness of this rate.
  • Análise comparativa de eficiência de sistema de exaustão real em processo de eletrofusão Artigo Técnico

    Côrtes, Mariana Wached de Paiva; Turci, Luiz Felipe Ramos; Rodrigues, Marcos Vinícius

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Neste trabalho, analisou-se a eficiência de um sistema de exaustão de material particulado em um processo real de eletrofusão. Particularmente, realizaram-se análises de distribuição granulométrica em diferentes estágios do processo. Utilizando os dados da análise granulométrica, avaliou-se a eficiência do ciclone comparando-a com a eficiência de projeto - adicionalmente, a eficiência do ciclone foi também calculada com base no balanço de massa de todo o processo. Apesar de algumas medidas tomadas pela empresa a fim de melhorar a eficiência do sistema de exaustão, resultados indicam eficiência do ciclone da ordem de 50%, e perda de material particulado para atmosfera da ordem de 1 t a cada batelada do processo. Neste trabalho, apresentam-se detalhadamente as etapas da análise de eficiência do sistema de exaustão, particularmente do ciclone, e a proposta de redimensionamento do ciclone.

    Abstract in English:

    ABSTRACT In this work, we analyzed the performance of a particulate matter exhaust system of a real electrofusion production process. Particularly, we performed particle size distribution analysis at different stages of the process. Using particle size distribution data, cyclone operation efficiency was evaluated by comparing it with design efficiency - in addition, cyclone efficiency was also calculated based on the mass balance of the entire process. Despite some measures taken by the company in order to improve the exhaust system efficiency, results indicate cyclone efficiency of around 50%, and particulate matter loss to atmosphere of 1t at each batch of the process. This paper presented in detail the steps of the efficiency analysis of the exhaust system, particularly the cyclone, and the proposed cyclone resizing.
  • Dinâmica da água em áreas de recarga de nascentes em dois ambientes na Região Alto Rio Grande, Minas Gerais Artigo Técnico

    Oliveira, Alisson Souza de; Silva, Antônio Marciano da; Mello, Carlos Rogério de

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Apesar da importância da água na Terra, pouco se conhece sobre sua dinâmica no solo e, consequentemente, poucas são as informações sobre sua preservação em quantidade e qualidade. Diante disso, objetivou-se, neste trabalho, gerar informações que dessem subsídio ao entendimento da dinâmica da água no solo em áreas de recarga de nascentes. Para tanto, realizou-se o monitoramento da vazão e da precipitação nas áreas de recarga de duas pertencentes, verificando a relação existente entre os atributos físico-hídricos do solo intimamente relacionados à recarga subterrânea, além das características pedológicas, do uso do solo, da cobertura vegetal e da declividade. Os resultados mostraram que a sinalização de que os Cambissolos apresentam maior capacidade de infiltração e, consequentemente, recarga, em relação aos Latossolos, não se confirmou neste trabalho. Mesmo havendo uma grande discrepância nas classes de relevo entre as áreas de recarga das nascentes, esse efeito não foi suficiente para reduzir o processo de recarga. As condições de uso do solo não foram substancialmente diferentes a ponto de influenciar o processo de infiltração. O grande diferencial entre as áreas de recarga das nascentes em relação à capacidade de gerar deflúvio base se explica pelos atributos físico-hídricos e pelo índice pluviométrico, que, neste caso, resultaram em uma associação mais efetiva na área da nascente L1. A elevada capacidade de retenção de água no Latossolo, reflexo da maior microporosidade associada a sua maior profundidade, é uma característica desfavorável para o processo de recarga quando comparado ao Cambissolo, que tem horizonte B incipiente e menores profundidades.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Despite the importance of water on earth, little is known about its dynamics in the soil, and consequently, there is little information about its preservation in quantity and quality. Therefore, the objective of this research was to generate information to support the understanding of water dynamics in soil springs in recharge areas. Thus, we carried out monitoring flow and precipitation in the areas of two belonging clearance, verifying the relationship between the physical and water attributes of the soil closely related to groundwater recharge, in addition to soil characteristics, land use, cover vegetation and slope. The results showed that the signaling that Cambisoils have higher infiltration capacity and consequently clearance in relation to Latosols was not confirmed in this study. Even though there is a large discrepancy in relief classes between the recharge areas of springs, this effect was not sufficient to reduce the recharge process. Land use conditions were not substantially different as to influencing the infiltration process. The big difference between the recharge areas of the springs on the ability to generate runoff base is explained by physical-water attributes and rainfall, which in this case resulted in a more effective association in the area of ​​spring L1. The higher water retention capacity of the Oxisol, reflecting the higher microporosity associated with its greater depth, is an unfavorable feature for the recharge process, when compared to Inceptisol, which has an incipient B horizon and lower depths.
  • Estudo da biodegradabilidade de fluoroquinolona por meio da utilização de biomassas aeróbias e anaeróbias Artigo Técnico

    Santos, Lucilaine Valéria de Souza; Jacob, Raquel Sampaio; Lange, Lisete Celina; Moreira, Victor Rezende; Lebron, Yuri Abner Rocha; Amaral, Míriam Cristina Santos do

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Os antibióticos como o norfloxacino constituem os fármacos mais utilizados na Medicina, com consumos expressivos no mundo todo. Por ser quimicamente estável, após sua administração a maior parte do fármaco é excretada de forma inalterada e, geralmente, é removida apenas parcialmente nas estações de tratamento de esgoto (ETEs). Assim, o presente trabalho buscou avaliar a eficiência dos processos biológicos na remediação de norfloxacino investigando os mecanismos de remoção envolvidos. O objetivo foi verificar a biodegradabilidade do fármaco e sua toxicidade. Para realização dos ensaios de biodegradabilidade, coletaram-se lodos na ETE Arrudas (Sabará, Minas Gerais) dos processos de tratamento com lodos ativados, reatores upflow anaerobic sludge blanket (UASB) e biodigestor anaeróbio. Reatores em escala de bancada foram montados com lodo aclimatado e não aclimatado. Amostras tiveram a biodegradabilidade acompanhada por meio da determinação do carbono orgânico total e da absortividade molar do norfloxacino por espectrofotometria de UV/Vis. Determinou-se a toxicidade por intermédio de ensaios com a bactéria Aliivibrio fischeri. Entre as biomassas utilizadas, a mais eficiente na remoção do norfloxacino foi advinda dos reatores UASB (23%), seguida do biodigestor anaeróbio (18%) e, então, dos lodos ativados (13%). Quanto à ecotoxicidade, a degradação anaeróbia promoveu a eliminação da toxicidade do antibiótico, enquanto com relação à degradação aeróbia os efluentes gerados permanecem tóxicos.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Antibiotics, such as norfloxacin, are the most widely used drugs in medicine, with significant consumption in the world. By being chemically stable, most of the drug is excreted unchanged after administration, and is generally only partially removed in the sewage treatment plants (STPs). Thus, the efficiency of biological processes in the remediation of norfloxacin was investigated by the present work, verifying the removal mechanisms involved. Its objective was to verify the drug’s biodegradability and toxicity. In order to perform biodegradability tests, sludges were collected in Arrudas STP (Sabara, Minas Gerais) from the treatment processes with activated sludge, upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors and anaerobic biodigester. Bench-scale reactors were assembled with acclimatized and non-acclimatized sludge. Samples had their biodegradability monitored by determination of total organic carbon and norfloxacin molar absorptivity by UV/Vis spectrophotometry. The toxicity was determined by tests with Aliivibrio fischeri. Among the used biomass, UASB reactors was the most efficient in removing norfloxacin (23%), followed by anaerobic biodigester (18%), and activated sludge (13%). Regarding ecotoxicity, the anaerobic degradation promoted the elimination of antibiotic toxicity, while with aerobic degradation, the effluents generated remained toxic.
  • Dinâmica do fósforo em sistemas alagados construídos tratando água residuária da suinocultura Artigo Técnico

    Fia, Fátima Resende Luiz; Matos, Antonio Teixeira de; Fia, Ronaldo; Borges, Alisson Carraro; Baptestini, Gheila Corrêa Ferres

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Neste estudo, teve-se por objetivo avaliar a remoção de fósforo e obter coeficientes cinéticos em sistemas alagados construídos (SAC) utilizados no tratamento das águas residuárias da suinocultura (ARS), sob diferentes taxas de carregamento de fósforo (TCP). Para isso, foram utilizados oito tanques de 2,0 × 0,5 × 0,6 m. Em SAC3, SAC5, SAC7 e SAC9, foi plantado o capim tifton-85 (Cynodon spp.) e, em SAC2, SAC4, SAC6 e SAC8, foi plantada a taboa (Typha latifolia). As TCP médias aplicadas foram de 6,2 (SAC2 e SAC3), 12,4 (SAC4 e SAC5), 17,5 (SAC6 e SAC7) e 21,5 kg.ha-1.d-1 (SAC8 e SAC9). As eficiências de remoção de fósforo variaram entre 65 e 78%, valores que podem ser considerados satisfatórios, visto que a remoção de fósforo total nesses sistemas é baixa e varia entre 40 e 60%. Em relação aos ajustes de modelos cinéticos, verificou-se que o de primeira ordem não se ajustou bem aos dados obtidos neste trabalho, enquanto os de Brasil et al. (2007) e Kadlec & Wallace (2008) proporcionaram bom ajuste e descreveram com precisão a cinética de remoção de fósforo nos SAC avaliados, apresentando R2 superior a 90%.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The objective of this study was to evaluate phosphorus removal and to obtain kinetic parameters in SACs used in the treatment of swine wastewater (ARS), under different phosphorus loading rates (TCP). For this, eight tanks of 2.0 × 0.5 × 0.6 m were used. SAC3, SAC5, SAC7, and SAC9 were planted with Tifton-85 bermudagrass (Cynodon spp.) and SAC2, SAC4, SAC6, and SAC8 were planted with cattail (Typha latifolia). The average TCP applied were 6.2 (SAC2 and SAC3), 12.4 (SAC4 and SAC5), 17.5 (SAC6 and SAC7) and 21.5 kg ha-1 d-1 (SAC8 and SAC9). The efficiency of phosphorus removal ranged between 65 and 78%, values which can be considered satisfactory, since the removal of phosphorus in these systems is low and ranges between 40 and 60%. Regarding adjustment of the kinetic models, it was found that the first order model did not fit well to the data obtained in this work, while the models of Brasil et al. (2007) and Kadlec & Wallace (2008) provided good fit and accurately described the kinetics of phosphorus removal in the evaluated SACs, with R2 greater than 90%.
  • CFD simulation and PIV validation of the gas/liquid behavior in an UASB reactor Technical Article

    D’Bastiani, Camila; Alba, Jéferson Luis; Mazzarotto, Gabriel Tomazzoni; Farias, Severino Rodrigues; Torres, Ana Paula Rodrigues; Beal, Lademir Luiz

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Conforme a população mundial aumenta, a necessidade de desenvolvimento de sistemas de tratamento de efluentes mais eficientes requer o uso de novas tecnologias. O projeto e otimização de biorreatores e bioprocessos auxiliados por softwares têm se tornado uma questão de interesse, em especial devido ao avanço no estado da arte quando se trata de recursos computacionais. O objetivo deste trabalho foi realizar simulações numéricas gás/liquido, utilizando o software Fluent 16.2, e validar experimentalmente o modelo computacional através de técnicas de PIV e Shadow Imaging. Foram realizadas simulações laminares, tridimensionais, transientes adotando uma abordagem Euleriana-Euleriana. Os resultados para o desequilíbrio de massa para as fases gasosa e líquida, a fração volumétrica de gás, a velocidade do gás, o tamanho da bolha, a magnitude e a velocidade ascensional do líquido e os perfis de escoamento do líquido foram validados experimentalmente com êxito. Foi verificada uma diferença de 4,37% entre resultados numéricos e experimentais para a fração volumétrica de gás no reator. Quando comparados os resultados das simulações com os resultados obtidos através de Shadow Imaging, foi encontrada uma diferença de 1,73% para a velocidade média da bolha. Não foi verificada coalescência ao longo dos experimentos realizados, e o escoamento foi caracterizado como fluxo de bolhas dispersas. Em relação à fase líquida, foi encontrada uma diferença de 3,2% para a velocidade média, entre os resultados simulados e de PIV. Os perfis de velocidade simulada e experimental mostraram uma melhor concordância no centro do reator. Algumas diferenças foram observadas nesses perfis, devido às simplificações geométricas assumidas para obter uma malha melhor. Considerando a boa concordância entre resultados numéricos e experimentais, o modelo foi considerado validado.

    Abstract in English:

    ABSTRACT As the world population increases, the need to develop more efficient wastewater treatment systems requires the use of new technologies. Software aided project and optimization of bioreactors and bioprocesses have become a matter of interest in recent years, especially due to the advance in the state-of-the-art of computational resources. This work aimed to perform gas/liquid numerical simulations using the Fluent 16.2 software and to validate this model through Particle Image Velocimetry (PIV) and shadow imaging techniques. Eulerian-Eulerian, laminar, tridimensional and transient simulations were carried out. The results for the mass imbalance for the gas and liquid phases, gas volumetric fraction, gas velocity, bubble size, liquid magnitude and upflow velocity and the velocity profiles for the liquid phase were successfully validated against experimental data. Concerning the dispersed phase, it was found a difference of 4.37% for the gas volumetric fraction between experiments and simulations. Simulated results showed a difference for the bubble mean velocity of 1.73% when compared with shadow imaging results. No coalescence was observed along the experiments, and the flow regime was characterized as dispersed bubble flow. Regarding the liquid phase, it was found a difference of 3.2% for the mean velocity, between simulated and PIV results. Simulated and experimental velocity profiles showed a better agreement at the center of the reactor. Some differences were observed in those profiles, due to geometry simplifications assumed in order to get a better mesh. Considering the good agreement between simulation and experiments, the model was considered validated.
  • Transporte de material dissolvido em superfície impermeável sob chuva artificial analisado com a aplicação do delineamento experimental das faces centradas Artigo Técnico

    Pessoti, Bruna Peterson Luque; Silveira, Alexandre; Moura, Rafael Brito de; Isidoro, Jorge Manuel Guieiro Pereira; Tiezzi, Rafael de Oliveira; Gonçalves, Flávio Aparecido

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O estudo do escoamento superficial e transporte de poluentes é de grande importância, pois ajuda na prevenção de impactos ambientais, auxiliando em planejamentos a serem realizados pelo poder público. Neste trabalho, teve-se como objetivo estudar, em laboratório, a dinâmica do transporte de material (cloreto de sódio - NaCl) disposto sobre uma superfície impermeável, dissolvido pela aplicação de água via simulador de chuva, tendo como fonte de variação três variáveis independentes: declividade, intensidade de precipitação e posição do material. Utilizou-se o delineamento experimental de faces centradas, que contemplou diferentes cenários reproduzidos nos experimentos, onde se avaliou a influência das três variáveis independentes sobre às dependentes (tempo de transporte, valor de pico, tempo de pico e massa total transportada), cujas respostas foram monitoradas no exutório do modelo experimental. A análise de resultados obtidos permitiu identificar o efeito significativo da declividade e posição do material sobre todas as variáveis dependentes estudadas e ainda o efeito quadrático da declividade para o tempo de transporte e a massa total transportada. Já para a intensidade de precipitação, verificou-se influência apenas para o tempo de transporte, dentro dos intervalos de estudo com nível de significância de 95%. O modelo produzido para o tempo de transporte é capaz de explicar 90% da variabilidade dos dados, enquanto o para o valor de pico possui uma capacidade de explicação de 67,9%. O tempo de pico possui um modelo capaz de explicar 74,2% da variabilidade dos dados, e o modelo produzido para a massa total transportada possui uma capacidade de explicação de 62,4% da variabilidade dos dados.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The study of surface runoff and transport of pollutants is of major importance, as it helps preventing environmental impacts, and supports planning tasks carried out by public authorities. The goal of this research was to study the dynamics of the transport of material (NaCl) on an impermeable surface, dissolved by the application of water through a rainfall simulator, having as its source of variation three independent variables: slope, rainfall intensity and position of the material. Face-centered experimental design was used, which contemplated different scenarios reproduced in the experiments, where the influence of the three independent variables on the dependent variables (transport time, peak value, peak time and total mass transported) was evaluated, whose responses were monitored at the outlet of the experimental model. The analysis of the results allowed to identify the significant effect of the slope and position of the material on all the dependent variables studied, as well as the quadratic effect of the slope for the transportation time and total mass transported. As for the rainfall intensity, only influence was observed for transportation time, within the study intervals with a level of significance of 95%. The resulting model is capable of explaining: 90% for transport time, 67.9% for peak value, 74.2% for peak time and 62.4% total mass transported.
  • Eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra Artigo Técnico

    Almeida, Juliano Penteado de; Kummer, Ana Carolina Barbosa; Carranza, Gabriel; Campos, Luiza Cintra; Széliga, Marcos Rogério; Acevedo, Miguel; Gervasoni, Ronald; Wiecheteck, Giovana Katie

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Com a escassez da disponibilidade de água doce e o aumento da demanda de água no mundo e no Brasil, uma das alternativas são os sistemas de dessalinização de água, que removem os sais das águas salobra ou salgada. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra a qual foi obtida a partir da mistura de águas do mar e de rio até atingir concentração de sólidos dissolvidos totais (SDT) de 1.500 mg.L-1. O sistema piloto de dessalinização, com capacidade de 1,0 m3.h-1, é composto de ultrafiltração (UF) e abrandamento como pré-tratamento à osmose reversa (OR). Foram realizadas análises de qualidade da água na entrada e saída das unidades de tratamento relativas a SDT, condutividade elétrica, turbidez, pH, cor aparente, alcalinidade, dureza total, cálcio, magnésio, cloreto, sulfato e temperatura. Foram avaliadas a pressão osmótica, o fluxo de filtração e a taxa de recuperação de água no sistema de OR. Com os resultados obtidos, conclui-se que a eficiência de remoção de SDT e condutividade foi de 99%. A UF foi eficiente na remoção de turbidez, enquanto a OR apresentou maiores eficiências de remoção de sais. O sistema piloto de tratamento foi capaz de remover todos os parâmetros estudados. A taxa de recuperação na OR foi de 74,64%.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Considering the shortage of fresh water availability and an increased demand for water in the world, including Brazil, one of the alternatives for water supply are water desalination systems, which remove salts from brackish or seawater. The objective of this study was to evaluate the efficiency of pilot water desalination system treating brackish water which was obtained mixing fresh water and seawater up to reach 1,500 mg L-1 of total dissolved solids (TDS) concentration. The pilot desalination plant with production capacity of 1.0 m3 h-1 is composed of ultrafiltration (UF) and softener working as a pre-treatment to reverse osmosis (RO). Experiments were performed to analyze some water quality parameters as TDS, electrical conductivity, turbidity, pH, apparent color, alkalinity, total hardness, calcium, magnesium, chlorides, sulfates, and temperature. Osmotic pressure, filtration flow and water recovery rate were also measured for the RO. Analyzing the result obtained, it can be concluded that the efficiency of TDS removal and conductivity were 99%. UF was efficient in removing turbidity, whereas RO reached higher salt removal efficiencies. The pilot plant system could remove all water quality parameters studied. Recovery rate in RO was 74.64%.
  • Remediação de áreas contaminadas: uma avaliação crítica da legislação brasileira Artigo Técnico

    Ferreira, Renata Marques; Lofrano, Fábio Cunha; Morita, Dione Mari

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Este trabalho teve por objetivo analisar, de forma crítica, a legislação brasileira que regulamenta o tema das áreas contaminadas. A legislação paulista também foi avaliada pelo fato de o Estado de São Paulo ter sido o pioneiro no enfrentamento do problema. A metodologia utilizada nesta pesquisa foi a bibliográfica de cunho qualitativo, com utilização de doutrina nacional e internacional, bem como sítios da internet. Concluiu-se que é urgente que se chegue a um consenso nacional sobre o conceito de solo; que as legislações nacional e paulista, ao adotarem critérios e metodologias de investigação próprios de países desenvolvidos, deixam de conformar a realidade e as especificidades brasileiras; que é essencial a participação da comunidade envolvida em todas as etapas do processo de remediação; que a tomada de decisão não deve ser realizada apenas com base nos valores orientadores, mas na realização de análises detalhadas de risco ecológico e à saúde humana no local contaminado.

    Abstract in English:

    ABSTRACT This study aimed to critically examine the Brazilian legislation that regulates the theme of contaminated areas. The legislation of São Paulo State was also assessed because this state was the pioneer in facing the problem. This study’s methodology involves a qualitative overview of the bibliography, using both international and national legal doctrine, as well as websites. It was concluded that a national consensus regarding the concept of soil is required; the Brazilian and São Paulo State legislations, by adopting rules and guidelines established in the developed countries, failed to disregard Brazilian reality and specificities; the participation of the community involved at all stages of the remediation process is essential; the decision-making should not be based solely on the generic quality soil standards, but also on the ecological and human health risk analyses at a specific contaminated site.
  • Tempo de retorno e espacialização das precipitações máximas pelo método dos momentos para o estado da Bahia Artigo Técnico

    Jesus, Janisson Batista de; Nascimento, Yuri dos Santos

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O estudo hidrológico das precipitações permite estimar, entre outras características, o tempo de recorrência de determinada chuva - a partir de bases históricas e cálculos probabilísticos -, que assume importância principalmente quando se trata de eventos extremos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estimar a precipitação máxima diária provável para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos segundo a distribuição de Gumbel, com base no método dos momentos, e analisar a espacialização desses eventos para todo o estado da Bahia, Brasil. Para isso, utilizou-se a série histórica das 28 estações pluviométricas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) de 1961 a 2015, aplicando o método de Gumbel por meio dos parâmetros obtidos das equações dos momentos, sendo os dados testados pelo método de Kolmogorov-Smirnov. Para a espacialização dos resultados, foi utilizado o ArcGIS 10.3 por intermédio da interpolação pela Ponderação do Inverso da Distância (IDW, na sigla em inglês) para cada tempo de retorno. As porções litorânea e central do estado têm maior predisposição à ocorrência de eventos extremos. O método dos momentos possibilitou estimar os parâmetros utilizados na equação de Gumbel, sendo possível espacializar e analisar as precipitações máximas para o estado estudado.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The hydrological study of precipitations allows estimating, among other characteristics, the time of recurrence of a certain rainfall, from historical bases and probabilistic calculations, which is especially important when it comes to extreme events. Thus, the objective of the present work was to estimate the probable maximum daily precipitation for the return periods of 2, 5, 10, 20, 50 and 100 years according to the Gumbel distribution, using the moments method, and to analyze the spatialization of these events for the entire state of Bahia, Brazil. The study used the historical series of the 28 rainfall stations of INMET from 1961 to 2015, applying the Gumbel method through the parameters obtained from the equations of the moments, being the data tested by the Kolmogorov-Smirnov method. For the spatialization of the results, ArcGIS 10.3 was used by means of Inverse Distance Weighting (IDW) interpolation for each return time. The coastal and central portion of the state is more predisposed to the occurrence of extreme events. The moments methods allowed to estimate the parameters used in the Gumbel equation, making it possible to spatialize and analyze the maximum precipitations for the studied state.
  • Aproveitamento de água pluvial e sua relação com ações de conservação de água: estudo de caso em hospital universitário, São Carlos (SP) Artigo Técnico

    Gaitán, María Camila Perdomo; Teixeira, Bernardo Arantes do Nascimento

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A implantação de sistemas de aproveitamento de águas pluviais (SAAPs) em edificações com alto consumo de água, como estabelecimentos hospitalares, pode trazer benefícios tanto econômicos aos usuários como ambientais. No entanto, é considerada por alguns como a última ação a implementar na conservação da água nessas instituições, recomendando-se, em um primeiro momento, ações de diminuição de consumo. Por isso, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de economia de água decorrente da implantação de um SAAP como alternativa de abastecimento de água e estabelecer comparações com ações de diminuição de consumo, tendo como objeto de estudo o Hospital Universitário (HU), da Universidade Federal de São Carlos, São Paulo. Para tanto, foi adotada uma metodologia baseada no balanço hídrico em função das demandas de água para diferentes usos no HU e em relação às edificações atualmente em funcionamento e ampliações futuras, previstas em dos fases; análises do tamanho ótimo de armazenamento e avaliação da redução de consumo com um maior controle das perdas e a substituição de tecnologias existentes por dispositivos economizadores nos mesmos períodos. Com a determinação da relação oferta-demanda, a implantação do SAAP evidenciou um potencial de economia de água de 57% do consumo com as instalações atualmente em funcionamento e de 19% do consumo final projetado para o final das ampliações, enquanto as ações de diminuição apontaram valores de 37 a 24% para os mesmos cenários. Procedimentos combinados de aproveitamento de águas de chuva e diminuição de consumo de água podem economizar entre 71% do consumo atual e 39% no final de projeto, níveis considerados significativos e que refletem a necessidade do gerenciamento estratégico da água que promovam benefícios financeiros, ambientais e sociais.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The implementation of rainwater harvesting systems (RWHS) in buildings with significant water consumption, such as hospitals, can bring both economic and environmental benefits to users. However, it is considered by some the last action to be implemented in the conservation of water in these institutions, recommending at a first moment actions to reduce consumption. That is why the purpose of this study was to evaluate the potential of water saving by means of the implementation of a RWHS as an alternative of water supply and to establish comparisons with water uses conservations actions, having as an object of study the University Hospital of the Federal University of São Carlos - SP (UH). This was determined by a methodology based on the water balance as a function of the water demands for different uses in the UH and in relation to the buildings currently in operation and future extensions, planned in the phases; optimal storage size analysis and consumption reduction assessment with greater loss control and replacement of existing technologies with cost-saving devices over the same periods. With the determination of the supply - demand relationship, RWHS’s implementation showed a water saving potential of 57% of the current consumption and 19% of the projected end, while the decreasing actions indicated values of 37 to 24% for the same scenarios. Combined actions for rainwater harvesting and reducing water consumption can save between 71% of current consumption and 39% at the end of the project, which are considered to be significant levels and reflect the needs of strategic water management with financial, environmental and social benefits.
  • Determinação da despesa com energia elétrica na lavagem de filtro rápido de estação de tratamento de água Artigo Técnico

    Lopes, Raynner Menezes; Alves, Ananda Cristina Froes; Ferreira, Jorge Fernando Hungria; Marques, Marcelo Giulian; Pereira, José Almir Rodrigues

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O estudo teve por objetivo determinar a despesa com energia elétrica na lavagem de filtro rápido de uma estação de tratamento de água (ETA), cuja vazão é de 45 L/s. Para isso, foi realizado monitoramento hidroenergético para a análise do desempenho no bombeamento de água de lavagem. Adicionalmente, foi monitorada a qualidade da água do efluente de três lavagens no filtro 4 e realizado um levantamento das informações tarifárias de energia elétrica da unidade de tratamento. Com os resultados obtidos, observou-se que os valores de turbidez do efluente, ao final das três lavagens, no caso, 31, 30 e 27 UNT, não atingiram os limites mínimos recomendados na literatura técnica, que é de, pelo menos, 15 UNT. Foi observada também a dificuldade de prolongamento do tempo de lavagem, a fim de alcançar o padrão da literatura, pois o reservatório elevado (REL) de água de lavagem (água tratada), também alimenta a rede de distribuição, e poderia esvaziar completamente. Levando em conta essas limitações e a qualidade final do efluente de lavagem, observou-se que as lavagens devem ser finalizadas aos 380 segundos (6,3 minutos), tempo que consome um volume de 23,36 m3/lavagem. A despesa de água de lavagem foi calculada em 1,36 R$/m3, o que resultou no valor de 31,83 R$/lavagem. Para as lavagens de todos os filtros da estação, as despesas foram de 254,64 R$/dia, 7.639,20 R$/mês e 91.670,4 R$/ano. Esses valores são considerados elevados para o sistema de tratamento estudado.

    Abstract in English:

    ABSTRACT This paper aims to determine the cost of electricity for rapid filter backwashing procedures at water treatment plants, whose flow rate is 45 L/s. Flow and electricity consumption were monitored in order to analyze the performance of the pumping systems. Additionally, the effluent water quality of three washes was monitored in filter 4 and a survey of the electricity fare data of the treatment unit was carried out. With the results obtained, it was observed that the effluent turbidity values at the end of the three washes, in this case 31, 30, and 27 NTU, did not reach the minimum values recommended in the technical literature, which is at least 15 NTU. It was also observed the impossibility of prolonging the backwashing time in order to reach the standard of the literature, due to the double function of the elevated washing water reservoir (treated water), whose main purpose is to provide treated water to the water distribution network. Taking into account these limitations and the final quality of the wash effluent, it was observed that the duration of backwashing procedures should be around 380 seconds (6.3 minutes), consuming 23.36 m3/wash. The backwashing procedure cost was estimated at R$ 1.36/m3, which resulted in R$ 31.83/wash. Considering the whole filtration unit, the backwashing procedure cost was R$ 254.64/day, R$ 7,639.20/month, and R$ 91,670.4/year. This value can be classified as too expensive considering the treatment plant studied.
  • Uso do fosfogesso como fonte de sulfato para bactérias redutoras de sulfato em um reator contínuo de leito fluidizado Artigo Técnico

    Melgaço, Lucas Antonio de Oliveira; Quites, Nayara Carolina; Leão, Versiane Albis

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O fosfogesso (FG) é um dos principais subprodutos da produção de ácido fosfórico para fertilizantes. Esse sólido é constituído principalmente de sulfato de cálcio di-hidratado, podendo conter também metais tóxicos e acidez residual (pH 2-3). A disposição em pilhas próximas às usinas é o principal método de disposição, entretanto isso não soluciona os problemas ambientais, uma vez que pode haver lixiviação das pilhas de resíduo pela água da chuva, contaminando o solo e os corpos d’água. Portanto, a disposição do FG é um desafio para a indústria de fertilizantes. O FG pode ser utilizado como fonte de sulfato para a produção de sulfeto em reatores anaeróbios, utilizando bactérias redutoras de sulfato (BRS). O sulfeto gerado pode ser utilizado posteriormente para a produção de enxofre elementar ou usado na precipitação de metais de transição. No presente trabalho, avaliou-se a viabilidade do uso do FG como fonte de sulfato para as BRS em um reator contínuo de leito fluidizado alimentado com glicerol p.a. como substrato, e estudou-se a influência da variável tempo de detenção hidráulica (TDH) real no processo de biorredução do sulfato. Este último foi determinado em 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h, respectivamente, para os valores teóricos de 10 e 8 horas, a partir do uso de cloreto de lítio como traçador. Para a razão DQO/SO4 2- igual a 1,9, obteve-se remoção de sulfato de 73 ± 11 e 75 ± 12%, respectivamente, para os TDHs 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h. As taxas de remoção específicas de sulfato foram de 0,106 ± 0,04 e 0,179 ± 0,07 gSO4 2-/gSSV.d, respectivamente, para os TDHs 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Phosphogypsum (PG) is one of the major byproducts of phosphoric acid production for fertilizers. It consists mainly of calcium sulfate dihydrate and may also contain toxic metals and residual acidity (pH 2-3). Generally, this waste is disposed in stacks near plants; however, this does not solve the environmental problems as there may be leaching of the waste piles by rainwater, contaminating the soil and water bodies. Therefore, PG disposal is a challenge for the fertilizer industry. This waste can be used as a sulfate source for sulfide production in anaerobic reactors using sulfate-reducing bacteria (SRB). The sulfide generated can be used later for the production of elemental sulfur or used in the precipitation of transition metals. This work evaluated the feasibility of using PG as a sulfate source for SRB in a continuous fluidized-bed reactor fed with glycerol p.a. as carbon source, and the hydraulic retention time (HRT) effect in the sulphate bioreduction process. The latter was determined at 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h, respectively, for the theoretical values of 10 and 8 hours, from the use of lithium chloride as tracer. Sulfate removal at DQO/SO4 2- ratio of 1.9 was 73 ± 11 and 75 ± 12%, respectively, for HRT of 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h. Specific sulfate removal rates were 0.106 ± 0.04 and 0.179 ± 0.07 gSO4 2-/gSSV.d, respectively, for HRT 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h.
  • Ferramenta de avaliação dos Planos Municipais de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos: parte 1 Artigo Técnico

    Chaves, Gisele de Lorena Diniz; Siman, Renato Ribeiro; Sena, Larissa Gomes

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O gerenciamento adequado dos resíduos sólidos é um desafio para os municípios brasileiros. Considerando-se as exigências da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), uma etapa importante nessa adequação é a elaboração do Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos (PMGIRS). Considerando a importância deste instrumento planejador, este artigo propõe uma ferramenta de avaliação desses planos. O caminho metodológico de construção e validação se configurou em três etapas: concepção dos indicadores a partir de revisão bibliográfica e documental; validação com especialistas, em que os indicadores foram validados e os fatores de ponderação foram definidos por meio da técnica Delphi; e validação de aplicação, que consistiu na aplicação da ferramenta para avaliar o PMGIRS de seis municípios brasileiros de diferentes portes. Neste artigo serão apresentados os resultados da primeira e da segunda etapa. Os resultados da terceira etapa serão apresentados na parte 2 deste artigo. A ferramenta permite verificar o atendimento às exigências da PNRS, a qualidade dos planos, a complexidade da sua elaboração e o seu potencial de implantação e continuidade das ações estabelecidas. Com isso, espera-se minimizar a lacuna relacionada ao acompanhamento das várias etapas de implantação da PNRS.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Proper management of solid waste is a challenge for Brazilian municipalities. Considering the requirements of the National Solid Waste Policy (Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS), an important step in this adaptation is the elaboration of the Municipal Plan of Integrated Solid Waste Management (Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos - PMGIRS). Considering the importance of this planning instrument, this article proposes a tool for evaluating these plans. The methodological path of construction and validation was configured in three stages: conception of the indicators from bibliographic and documentary review; validation with experts, in which indicators were validated and weighting factors were defined using the Delphi technique; and application validation, which consisted of applying the tool to evaluate the PMGIRS of six Brazilian municipalities of different sizes. This article will present the results of the first and second stages. The results of the third stage will be presented in part 2 of this article. The tool allows to verify the fulfillment of PNRS requirements, the quality of the plans, the complexity of its elaboration, and its potential of implementation and continuity of the established actions. With this, it is expected to minimize the gap related to the monitoring of the various stages of PNRS implementation. .
  • Ferramenta de avaliação dos Planos Municipais de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos: parte 2 Artigo Técnico

    Chaves, Gisele de Lorena Diniz; Siman, Renato Ribeiro; Sena, Larissa Gomes

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Considerando-se as exigências da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), uma etapa importante nessa adequação é a elaboração do Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos (PMGIRS). Por isso, a parte 1 deste artigo propôs uma ferramenta de avaliação desses planos composta de quatro índices complementares: Índice de Atendimento do PMGIRS (IAP), Índice de Qualidade do PMGIRS (IQP), Índice de Complexidade do PMGIRS e Índice do Potencial do PMGIRS (IPP). A concepção da ferramenta deu-se a partir de três etapas. As duas primeiras foram demonstradas na parte 1. Neste artigo, o resultado da terceira etapa, que consiste na aplicação da ferramenta de avaliação dos PMGIRSs em seis municípios brasileiros, é apresentado. Os resultados mostram que a ferramenta é consistente e permite a avaliação dos PMGIRSs e de seus documentos correlatos, tais como leis e decretos municipais. Com a avaliação, foram identificados pontos de melhoria, assim como foram apresentadas as sugestões e as recomendações para adequá-los. Da mesma forma, a avaliação permitiu a comparação e a análise dos quatro índices, expondo aspectos que devem ser considerados para a correta comparação deles. Um guia com os procedimentos para adequada avaliação dos PMGIRSs também foi apresentado neste artigo.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Considering the requirements of the National Solid Waste Policy (Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS), an important step in this achievement is the elaboration of the Municipal Plan of Integrated Solid Waste Management (Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos - PMGIRS). Therefore, Part 1 of this paper proposed a tool to evaluate these plans consisting of four complementary indices: PMGIRS Service Index (Índice de Atendimento do PMGIRS - IAP), PMGIRS Quality Index (Índice de Qualidade do PMGIRS - IQP), PMGIRS Complexity Index, and PMGIRS Potential Index (Índice do Potencial do PMGIRS - IPP). The conception of the tool came from three stages. The first two were shown in part 1. In this article, the result of the third step, which consists of the application of the PMGIRS assessment tool in six Brazilian municipalities, is presented. The results show that the tool is consistent and allows the evaluation of PMGIRS and their related documents, such as municipal laws and decrees. Based on the evaluation, improvement points were identified and suggestions and recommendations to adapt them were presented. Likewise, the evaluation allowed the comparison and analysis of the four indices, exposing aspects that should be considered for their correct comparison. A guide to the proper PMGIRS assessment procedures has also been presented in this article.
  • Panorama das lagoas urbanas no Rio de Janeiro: aspectos relevantes na gestão das Lagoas Rodrigo de Freitas, Araruama e Complexo Lagunar de Jacarepaguá Artigo Técnico

    Souza, Frank Pavan de; Azevedo, José Paulo Soares

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Os ecossistemas lacustres, especificamente aqueles considerados urbanos, têm sofrido alterações em suas características físicas, ecológicas e ambientais. Observam-se a intensificação da pressão antrópica e a ausência de planejamento na implantação de serviços públicos, especificamente no que se refere à distribuição de água e ao saneamento. Percebe-se que as lagoas urbanas têm sido alvo frequente de lançamento de efluentes e ligações clandestinas. Faz-se necessário construir um modelo de gestão que permita desenvolver propostas com vistas à mitigação dos impactos ambientais decorrentes das ações antrópicas. Nesse sentido, este artigo visa apresentar um panorama sobre as condições em que se encontram as lagoas no Rio de Janeiro, enfatizando os aspectos da gestão, tendo como pano de fundo as Lagoas Rodrigo de Freitas, Araruama e Jacarepaguá. Para o desenvolvimento da pesquisa, foram realizadas atividades de campo, entrevistas com moradores da região, com responsáveis pelo poder público e com militantes da sociedade civil. Foi possível verificar que as lagoas que se encontram no cenário privilegiado para o turismo e para a captação para abastecimento humano têm atenção especial, enquanto sistemas isolados encontram-se em processo de degradação de difícil recuperação.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Lake ecosystems, specifically those considered urban, have undergone changes in their physical, ecological and environmental characteristics. Intensification of anthropic pressure an absence of planning in the implementation of public services are observed, specifically with regard to water distribution and sanitation. Urban lagoons have been a frequent dumping location of sewage from illegal sewer connections. Therefore, it is necessary to build a management model that allows for the development of proposals aimed at mitigating the environmental impacts caused by anthropic actions. In light of this, this article strives to present an overview of the conditions of the lagoons in the state of Rio de Janeiro, highlighting managerial aspects and using the Rodrigo de Freitas, Araruama and Jacarepaguá lagoons as the basis for the analysis. To attain the proposed objectives, the research study conducted field studies and did interviews with people living in the region, public servants and environmental activists. The study found that lagoons that have touristic potential and can be used as source of water receive special attention, whereas isolated lagoon systems have been degraded to such a point that they are almost unrecoverable.
  • Modelagem da drenagem urbana e avaliação das cargas bacteriológicas na Vertente Marítima de Fortaleza, Ceará Artigo Técnico

    Mesquita, Janine Brandão Farias; Pereira, Silvano Porto; Lima, Iran Eduardo

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Os sistemas de drenagem urbana podem representar fontes de aporte de poluentes aos corpos receptores aos quais se destinam. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo propor uma ferramenta para modelagem do sistema de drenagem urbana da bacia da Vertente Marítima de Fortaleza, Ceará, visando à avaliação das cargas bacteriológicas. Para esse fim, foi selecionado o stormwater management model (SWMM) para as simulações hidrológicas e hidráulicas; propôs-se uma metodologia para o cálculo das cargas bacteriológicas por meio da estimativa da carga difusa [CD] (NMP. dia-1.ha-1) e para a correlação desta com uma série de variáveis hidroambientais; e analisaram-se cenários para diferentes condições de precipitação pluviométrica, coleta de esgoto e resíduos sólidos dispostos inadequadamente (RSDI). Os resultados mostraram que o SWMM oferece respostas representativas e que o período chuvoso é responsável pelo maior aporte da carga bacteriológica à orla. Em relação ao modelo preditivo, foi ajustada uma função de potência de segunda ordem correlacionando CD com a precipitação média mensal (mm.dia-1) para as três sub-bacias analisadas. Posteriormente, os coeficientes das equações encontradas foram correlacionados ao indicador RSDI (kg.dia-1), obtendo-se um ajuste logarítmico (R2 = 0,99), com o qual é possível gerar uma equação de estimativa de CD para qualquer sub-bacia da Vertente Marítima. A análise dos cenários mostrou haver aumento significativo da carga em precipitações extremas (2 vezes) e diminuição considerável com a elevação da fração da população interligada à rede de esgoto, bem como diminuição da produção de RSDI (0,28 e 0,38 vezes do valor inicial nos Riachos Jacarecanga e Maceió, respectivamente).

    Abstract in English:

    ABSTRACT Urban drainage systems can represent sources of pollutants input to the receiving bodies for which they are intended. Therefore, the present work aims to propose a tool for modeling the urban drainage system of the Vertente Marítima basin of Fortaleza, Ceará, aiming at the evaluation of bacteriological loads. For this purpose, the Stormwater Management Model (SWMM) was selected for the hydrological and hydraulic simulations; a methodology for the calculation of bacteriological loads was proposed by estimating the diffuse load [DL] (MPN, day-1.ha-1) and its correlation with a series of hydro-environmental variables and scenarios for different pluviometry precipitation conditions were analyzed, as well as sewage collection and inadequately disposed solid waste (IDSW). The results show that SWMM gives representative results and that the rainy season is responsible for the greater contribution of the bacteriological load to the seafront. Regarding the predictive model, a second-order potential function was adjusted by correlating DL with the average monthly precipitation (mm.day-1) for the three sub-basins analyzed. Subsequently, the coefficients of the equations found were correlated to IDSW (kg.day-1), obtaining a logarithmic adjustment (R2 = 0.99), with which it is possible to obtain a DL estimation equation for any sub-basin of Vertente Marítima. An analysis of the scenarios showed a significant increase of the load in extreme precipitations (twice) and a considerable decrease with the increase of the fraction of the population connected to the sewage network and the decrease of IDSW production (0.28 and 0.38 times the initial value in the Jacarecanga and Maceió Stream, respectively).
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