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Instituto Virtual Internacional de
Mudanças Globais
A Questão Hidrológica e as Soluções de Engenharia
Prof. Marcos Aurélio Vasconcelos de FreitasCoordenador do IVIG/COPPE/UFRJ
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Caracterização e Desafios Regionais
Vazão de retirada total:2.373 m3/s- 54% Irrigação- 22 % Urbano- 17 % Industrias
Área Irrigada: 6,05milhões de ha
Coleta de esgoto: 29,9%
Hidroeletricidade: 84,294 MW(potencial instalado)
Qualidade das águas (IQA):- 82% ótima ou boa- 18% regular, ruim ou
péssimaFonte: ANA, 2013
Expansão da Geração Hidrelétrica
Expansão da Fronteira
Agrícola
DéficitHídrico
DéficitHídrico
DéficitHídrico
Poluição Hídrica
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Caracterização e Desafios Regionais
Fonte: ANA, 2013
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Oferta de Água de Chuva
Período: 1931 – 1990
Fonte: INMET, 2010
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Oferta de Água Subterrâneas
Fonte: ANA, 2010
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Oferta de Água Superficial
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Relação entre Demanda e Disponibilidade (%)
Fonte: ANA, 2010
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Uso da Água na EnergiaA maior parte não consuntiva do uso da água no Brasil é utilizada para a geração hidrelétricaTodavia, a geração termelétrica também poderá ter problemas c água p produção de vapor em algumas bacias (uso consuntivo).
Em caso de estiagem, a água deverá ser utilizada para abastecimento humano e dessedentação animal, e secundariamente para irrigação para produção de alimentos, usos industriais e outros usos.
Solução
Diversificar a matriz elétrica brasileira com o objetivo de diminuir a dependência da geração hidráulica no setor elétrico.
Com isso, reduz-se o impacto das mudanças climáticas na geração elétrica e mantem-se o abastecimento de água para outras atividades humanas e para o meio ambiente em caso de uma estiagem.
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Reuso da Água
Fonte: ANA, 2010
REUSO DIRETO
REUSO INDIRETO
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Dessalinização
• Sistemas de dessalinização tem uma vida útil de 20 anos e só operarão em situações de emergência (5 - 10% da sua capacidade), caso implementados em um local.
• Para otimizar a utilização desses sistemas é necessário que o sistema seja instalado em uma embarcação para dessalinizar água para as cidades costeiras em momentos de crise.
Descrição da Embarcação:• Capacidade - 10,000 m3/dia
• Custo - US$ 25 milhões de dólares (US$14 milhões equipamentos de dessalinização e US$11 milhões para instalar o sistema em uma embarcação).
• Tempo de construção - 6 meses
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Panorama do Setor de Saneamento
Fonte: MCidades, 2014
Coleta de esgotos no Brasil em 2012 (dados SNIS):
• 2.221 municípios com sistemas públicos de esgotos (39,9% do total)
• 1.427 municípios sem sistemas públicos de esgotos (25,6% do total)
• 1.922 cidades não responderam (34,5% do total)
• Total de 135,4 milhões de habitantes atendidos no país (91,0% da amostra);
• Meta PLANSAB: 93% de atendimento urbano com rede coletora de esgotos até 2033.
Municípios com dados no SNIS – Esgoto
Sem Informação
Não tem sistema público
Tem sistema público
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Redução da Poluição dos Rios
Estudo “Observando os Rios” – 2013/2014
• Realizado em 96 rios das regiões Sul e Sudeste.• Investimento em saneamento melhorou as
condição de 15 pontos que estavam com qualidade péssima.
Projeto “Córrego Limpo” em São Paulo
• Recuperação de 40 córregos • Medida adotadas: manutenção da margem dos
córregos, aumento das ligações coletivas de esgoto, monitoramento quinzenal, manutenção e otimização do sistema de coleta de esgoto, sensibilização da comunidade.
Fonte: SOS Mata Atlantica, 2014
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Tratamento de Esgoto de Rios
Unidade de Tratamento de Rio UTR Arroio Fundo
• Inaugurada em 2007, com capacidade para 1.800 l/s
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Unidade Avançada de Tratamento de Rio (UATRs)(parceria Biorio/IVIG p desenvolvimento)
• As Unidades Avançada de Tratamento de Rio (UATRs), apresentam a vantagem de tratar toda a bacia, que reúne as contribuições de esgotos e águas pluviais.
• Em tempo seco, torna-se viável tratar o Rio poluído pelo lançamento de esgotos, sem a construção das redes coletoras.
• Em etapa posterior, são realizadas as etapas de redes, elevatórias, e melhoria do tratamento, completando o sistema de esgotos sanitários.
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1. Barragem
2. Tomada d´água
3. Gradeamento e medição de vazão
4. Mistura de coagulante, floculação
5. Canais de flotação
6. Efluente
7. Bombas, controle, dosagem de produtos químicos.
Unidade Avançada de Tratamento de Rio (UATRs)(parceria Biorio/IVIG p desenvolvimento)
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Tratamento de Esgoto
• Estação de Tratamento de Esgoto Pavuna• Inaugurada em 2014 e irá reduzir o esgoto lançado
diretamente na Baía de Guanabara.• Remove até 98% da carga orgânica.
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Biogás Resultante do Tratamento de Esgoto
ETE Barueri: vazão média de tratamento de esgoto de 9 m³/s• Potência de Geração Inicial: 2,6 MW• Produção de Energia Elétrica: 19,4 GWh/ano (0,9% do consumo da
Sabesp) - suficiente para suprir 39 mil habitantes• Investimento: R$ 9,0 milhões
Fonte: SABESP,2008
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Geração de Eletricidade com Biogás
Fluxograma Cogeração de Energia –ETE Arrudas
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Valorização do Esgoto - Biodiesel
Fonte: IVIG
Domínio da tecnologia de fabricação de biodiesel a partir da escuma de esgotosTecnologia GERAR – empresa de base tecnológica incubada no Parque Tecnológico do Fundão (UFRJ)
Empresa Incubada na UFRJApoiada com Recursos FINEP/FAPERJPrograma Inovação Rio
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Redução de Perdas na Distribuição de Água Tratada
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Amapá
Sergipe
Rio Grande Do Norte
RondôniaPará
Amazonas
Bahia
Rio Grande Do Su
l
Paraíba
São Paulo
Santa Catar
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Paraná
Rio De Janeir
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(%)
Fonte: Ministério das Cidades, 2013
Perdas na Distribuição por Estado
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Tipos de Perdas
Perdas aparentes
• Volume de água que foi efetivamente consumido pelo usuário, mas que, por algum motivo não foi medido ou contabilizado, gerando perda de faturamento para o prestador de serviço.
• Ex.: hidrômetros defeituosos, erros de leitura, ligações clandestinas, fraudes, falhas no cadastro comercial, etc.
Perdas reais
• Refere-se a toda a água disponibilizada para a distribuição que não chega aos consumidores.
• Ex.: vazamentos em adutoras, redes, ramais, conexões, reservatórios e outras unidades operacionais do sistema.
Fonte: Ministério das Cidades, 2013
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Ações para a redução e gerenciamento de perdas a serem seguidas pelos prestadores de serviços definidas pelo Ministério das Cidades (2013):
• Modernização institucional visando à melhoria na redução de perdas reais e aparentes de água e o desenvolvimento gerencial;
• Institucionalização das atividades rotineiras relacionadas ao gerenciamento das perdas de água no âmbito dos processos operativos dos sistemas de abastecimento de água;
• Aumento da capacidade de desenvolvimento de projetos para a redução de perdas de água; desenvolvimento da capacidade de mobilização e comunicação interna (para os funcionários) e externa (para a comunidade) visando dar sustentabilidade;
• Governabilidade e perenidade aos programas implantados.
Redução de Perdas na Distribuição de Água Tratada
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Redução do Consumo - Agricultura
Progressos técnicos ajudam a melhorar eficiência no uso da água:
Sistema de distribuição mais preciso (gotejamento)
Monitoramento das propriedades do solo
Seleção de espécies mais adaptadas a um menor consumo de água
Adoção de tipos de cultivo como plantio direto que mantêm a umidade do solo
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• A água utilizada muda suas características físicas e químicas.
• É fundamental conhecer a qualidade e o grau de degradação água para se aplicar o tratamento apropriado.
• A reuso pode ser utilizada no:• Esfriamento de equipamentos que
geram calor;• Na lavagem para retirar resíduos ou
elementos contaminantes; • Em processo que não necessitam que
uma água de alta qualidade, e.g. na fabricação de papel. Exemplo: Recirculação de água em aquecedores
Redução do Consumo - Industrial
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Redução do Consumo - Urbano
Educação e comunicação ajudam a melhorar os costumes e reduzir consumo:
Uso de água de chuva
Campanha de conscientização
Utilização da telemetria
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Telemetria
Fonte: TECMETRA (2015) - http://www.tecmetra.com.br/telemetria.html
A telemetria é uma tecnologia de medição a distância que permite que, tanto o distribuidor quanto o consumidor obtenham dados sobre o consumo e possíveis problemas no fornecimento em tempo real.
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Vantagem da Telemetria de Água:
Fornecer dados em tempo real ao consumidor que permitem o uso de água de forma mais consciente e controlada.
Permitir a empresa de fornecimento, a detecção de vazamentos na rede;
O investimento na implantação da telemetria é pago em dois a três meses após a implantação em função da economia de água;
Impede a realização de fraudes na rede (gatos) pelo monitoramento da vazão;
Promove a preservação dos recursos hídricos e reduz o risco de escassez.
