defesa dissertação de mestrado

Dissertação de Mestrado em Engenharia do AmbienteDepartamento de Ambiente e Ordenamento

Universidade de AveiroDezembro 2009

Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de

Efluentes Agrícolas

Realização: Ricardo SantosOrientação: Dr. Peter Roebeling

Co-Orientação: Prof. Dr. Luís Arroja

Índice

• Introdução

• Constructed Wetlands

• Objectivo

• Abordagem

• Resultados dos modelos

• Aplicação dos modelos ao caso de estudo

• Discussão e conclusão

Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas

Ricardo Santos

Introdução


Ricardo Santos

Actividade agrícola

Escorrências com nitratos

Redução da poluição

Tratamento da poluição

Constructed Wetlands

Constructed Wetlands (CW)

• Sistemas concebidos para simular as condições naturais de

interacção física, química e biológica entre o efluente e o

ecossistema

• O sistema de tratamento consiste em fazer passar o efluente, em

fluxo horizontal e/ou vertical, por um meio poroso que se designa

por leito onde se desenvolvem as macrófitas


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Constructed Wetlands (CW)

• Capacidade de remoção da carga poluidora da água

• Preservação e conservação da biodiversidade

• Manutenção do equilíbrio de CO2

• Boa integração paisagística e estética

• Baixos custos de construção e de operação & manutenção

• Boas taxas de remoção de nutrientes


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Objectivo

Estimar funções de Custos de Construção (CC) e de Custos de

Operação & Manutenção (COM) de uma CW para o

tratamento das escorrências agrícolas em água superficiais

com o fim

de avaliar os custos que permitam atingir uma qualidade da

água estipulada pelo Decreto-Lei n.º236/98 , aplicado ao

rio Cértima na Bacia Hidrográfica do rio Vouga (BHV).


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Abordagem

• Definição de custos

• Modelos na literatura

• Cálculos de CC e de COM

• Analise estatística


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Abordagem – Definição de Custos

Baseado na literatura, nomeadamente, nos estudos da base de dados e em Borboudaki et al. (2005) e Söderqvist (2002), dividem-se os custos em dois tipos:

Custos de Construção (CC) Custos de Operação & Manutenção (COM)

Construção civil Despesas com energia

Aquisição e movimentação geral de terras Salário dos operadores

Implementação da rede de drenagem Pesquisas laboratoriais

Construção de acessos e pavimentos Análises laboratoriais

Construção do leito de macrófitas Manutenção do leito de macrófitas

Aquisição e implementação do equipamento electromecânico e

hidromecânico

Manutenção do equipamento electromecânico e hidromecânico


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Abordagem – Modelos na literatura

• Byström (1998)


Ricardo Santos

• Söderqvist (2002)

• Nogueira et al. (2007)

onde c1, c2 e c3 são os coeficientes dos modelos a estimar e A é a área em ha.

onde c1 e c2 são os coeficientes dos modelos a estimar e A é a área em ha.

onde c1, c2 e c3 são os coeficientes dos modelos e Hab é o eq. populacional.

Abordagem – Modelos na literatura

•


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Abordagem – Cálculo de CC e de COM

1º) Índice de Deflação (ID) para o ano de estudo:

onde TI é a taxa de inflação

2º) Actualização do montante para o ano de referência:

onde V é o valor do montante e ID o Índice de Deflação

3º) Dedução do montante em Euros:

onde V é o valor do montante e TC a Taxa de Câmbio

Abordagem – Cálculo de CC e de COM

4º) Anualização do montante (€/ano):

onde CC são os custos de construção, V é o valor do montante (em € para o ano de referência), r a taxa de desconto e n o tempo de vida útil da CW


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Abordagem – Análise estatística

• Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) suportado no programa Econometrical Views 2.0 for Windows.

• Selecção dos modelos : -Método visual/gráfico -Avaliação da qualidade da regressão :Prob, R2 e

R2-Ajustado


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Resultados dos modelos para CC Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas

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Resultados dos modelos para COM Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas

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Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo

Bacia Hidrográfica do rio Vouga


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Bacia Hidrográfica do rio Vouga


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Unidades Hidrológicas Homogéneas (UHH):

Alto Vouga: UHH-4 – Cabeceiras

Médio Vouga: UHH-3 Médio Vouga Direito e UHH-2 Médio Vouga Esquerdo

Baixo Vouga: UHH-5 Baixo Vouga Norte e UHH-1 Baixo Vouga Sul


Bacia Hidrográfica do rio Vouga - Ocupação de solo


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• A maior predominância de terrenos agrícolas verifica-se na UHH-2

• Os espaços florestais dominam a ocupação de solo na BHV


Bacia Hidrográfica do rio Vouga – Principais fontes de poluição


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É portanto, notória a forte contribuição da poluição de origem difusa na BHV.

A zona onde se verifica uma maior contaminação difusa é na UHH-2


Bacia Hidrográfica do rio Vouga – Zona vulnerável


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• Directiva 91/676/CEE (Directiva Nitratos) relativa à protecção das águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola.

• Consideram-se 16 zonas vulneráveis, 8 em Portugal Continental.

• Uma dessas ZV é a ZV de Aveiro (ZV-2).

• Esta ZV-2 está inserida na UHH-2.

• Faz sentido estudar soluções com vista à diminuição da concentração de nitratos nos meios hídricos provenientes da actividade agrícola no rio Cértima de acordo com a Directiva Nitratos e o Decreto Lei n.º 236/98


Bacia Hidrográfica do rio Vouga – rio Cértima


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É então possível determinar a quantidade de água necessária a tratar pela estação de macrófitas - M3 (em m3) para melhorar a qualidade da água (NO3

entrada, em kg NO3/m3) até atingir a concentração de nitratos recomendada pela legislação (NO3

saída, em kg NO3/m3)




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Substituindo e efectuando o cálculo, obtém-se a quantidade de água a tratar para atingir o referido objectivo: 65 000 m3/dia




Ricardo Santos

Recorrendo aos modelos estimados, sabendo a quantidade de água necessária a tratar, é possível determinar os CC e os COM para a CW com o objectivo de cumprir os requisitos do DL n.º 236/98

Discussão e ConclusãoCustos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas

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• A análise demonstra que este tipo de estimativas fornece uma ferramenta com capacidade e engenho de prognosticar os CC e COM de uma CW para tratamento de águas superficiais

• Tanto os CC como os COM são melhor representados por um modelo linear e por um modelo quadrático

• É necessário uma CW com capacidade de tratamento de quase 65000 m3/dia para atingir a qualidade da água requerida, com um CC estimado entre 1,9 e 3,2 milhões de €/ano e um COM estimado entre 0,61 e 0, 87 milhões de €/ano.


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• Os CC/m3 correspondem a um intervalo de 0,08 a 0,15 €/m3 de água tratada pela CW. Relativamente aos COM o intervalo obtido neste estudo está entre 0,03 e 0,04 €/m3.

• Söderqvist (2002) e Byström (1998) apresentam valores de CC de 0,05 €/m3 e 0,06 €/m3 respectivamente.

• Nogueira et al. (2007) apresenta um valor de 0,11 €/m3 para os CC

• Relativamente aos COM nenhum dos autores determina uma estimativa


Ricardo Santos

• Ao variar a taxa de desconto, os custos de construção variam proporcionalmente e ao modificar o tempo de vida útil da estação verifica-se uma variação inversamente proporcional nos custos de construção.

• Para além do valor económico do tratamento da qualidade da água, a CW fornece um valor ambiental inqualificável na manutenção da biodiversidade promovendo a conservação de habitats

• A conciliação destas técnicas de tratamento com a redução da poluição é essencial (Código de Boas Praticas Agrícolas)

• A adaptação de uma nova tecnologia à remoção de nutrientes provenientes da actividade agrícola não deve servir para incentivar o aumento das emissões da carga poluente.

• É então fundamental desenvolver, divulgar e aplicar politicas económicas concebidas e desenhadas para controlar a poluição agrícola de origem difusa com uma perspectiva sustentável e responsável.

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