15-13-PB Revista Cientec IFPE

Revista CIENTEC Vol. 7, no 1, 10-16, 2015

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Revista CIENTEC Vol. 7, no 1, 1016, 2015

A Eficincia do Uso do Carvo Ativado no Tratamento de Lixiviado

The efficiency of activated charcoal use in the treatment of leached

Submetido em 23.01.15 | Aceito em 08.05.15 | Disponivel on-line em 31.08.15

Eduardo Antonio Maia Lins* Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Pernambuco IFPE, Av. Prof Luiz Freire, 500, CEP: 50740-540, Cidade Universitria. Universidade Catlica de Pernambuco (UNICAP). Rua do Prncipe, 526, Boa Vista, Recife - PE, 50050-900. Recife/PE, Brasil. | *[email protected] Alessandra Lee Barbosa Firmo Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Pernambuco IFPE, Av. Prof Luiz Freire, 500, CEP: 50740-540, Cidade Universitria, Recife/PE , Brasil. Ceclia Maria Mota Silva Lins, rica Patrcia Lima de Brito e Antonio Rodrigues de Brito Departamento de Engenharia civil, Universidade Catlica de Pernambuco (UNICAP). Rua do Prncipe, 526 - Boa Vista, Recife - PE, 50050-900. Brasil.

RESUMO

Este trabalho tem por objetivo avaliar a eficincia do carvo ativado como material alternativo para compor uma barreira reativa permevel no tratamento tercirio de lixiviado em um aterro de resduos slidos urbanos. A avaliao do desempenho do carvo ativado foi realizada em laboratrio atravs de teste cintico utilizando-se diferentes granulometrias. Para isto, foram pesadas 10 gramas de carvo ativado e colocados em 100 ml de lixiviado pr-tratado com hidrxido de clcio. Juntamente com estas amostras foram preparadas amostras ditas brancas, correspondentes a 100ml do contaminante com concentraes diferentes sem a presena de carvo ativado com a finalidade de avaliar uma possvel remoo de DQO e amnia, apenas pelo processo da agitao (aerao). Com base nos resultados obtidos, o melhor desempenho ficou para o carvo ativado de granulometria 20 x 40mm, por possuir uma maior superfcie especfica, removendo cerca de 68% de amnia e 73% de DQO, demonstrando eficincia tambm na remoo de ons solveis presentes no lixiviado.

Palavras-chaves: Efluente, Etapa Terciria, Barreira Reativa, Carvo Ativado, Lixiviado.

ABSTRACT

This study aims at evaluating the efficiency of activated charcoal as an alternative material to form a permeable reactive barrier in the tertiary treatment of leached in a landfill of municipal solid waste. The evaluation of the performance of activated charcoal was conducted in the laboratory by kinetic test using different grain sizes. To this, it was weighed 10 grams of activated charcoal and placed in 100 ml of leached pretreated with calcium hydroxide. Along with these samples, named as white samples, it was prepared corresponding samples of 100ml with different dopant concentrations without the presence of activated charcoal in order to evaluate a possible COD removal and ammonia, only through the stirring process (aeration). Based on the results, the best performance was for the activated charcoal particle size 20 x 40mm, because it has a higher specific surface, removing about 68% of ammonia and 73% of COD, demonstrating efficiency also in the removal of soluble ions present in leached.

Keywords: Effluent, Step Tertiary, Reactive Barrier, Activated Carbon, Leachate.

Revista CIENTEC Vol. 7 no 1, 10-16, 2015

11 Lins, E. A. M. et al

1.Introduo

O carvo ativado um material que apresenta alta capacidade de adsoro, sendo eficiente e amplamente utilizado para o tratamento de gua e efluentes. Entretanto, a fabricao desses adsorventes por vezes de alto custo devido origem e o valor da matria prima (BACCAR et al., 2009). Nesse sentido, existe um crescente interesse na busca de materiais alternativos de baixo custo que possam ser utilizados na produo de carvo ativado (AUTA; HAMEED, 2011).

Segundo Breia (2006), o termo carvo ativado refere-se a uma forma do carvo que foi especialmente tratado para aumentar em vrias vezes o nmero de poros, obtendo-se, assim, um produto de enorme rea interna que pode variar de 500 at 1.500 m2/g. uma substncia quimicamente inerte e suas propriedades dependem de vrios fatores, tais como: matria-prima, processo de ativao, tempo de ativao, etc.

Devido a elevada superfcie especfica, as estruturas dos microporos, a alta capacidade de adsoro e a reatividade, a adsoro utilizando carvo ativado granular (CAG) e carvo ativado em p (CAP) vm sendo largamente empregada na remoo de poluentes orgnicos e inorgnicos dos lixiviados (KURNIAWAN et al., 2006). O CAP e CAG tm sido usados pela sua capacidade de promover soro, absorvendo e adsorvendo quantidades residuais de material orgnico de lixiviados quando esses lquidos j tiveram a maioria de seus compostos orgnicos removidos atravs de outro tipo de tratamento (DoE, 1995 apud BIDONE, 2007).

Segundo Bah (2008), o carvo ativado possui elevada rea superficial (500-1500 m2/g) muito porosa, com grande vantagem de ser recuperado, remover cor, fenis (50 kg de

carbono para cada 5 a 12 kg de fenis), nutrientes (fosfatos, nitratos), slidos em suspenso, matria orgnica no biodegradvel, etc. Segundo Nunes (2004), na remoo da matria orgnica dissolvida, alm da adsoro, h tambm a assimilao atravs de microrganismos, em que o carvo serve de suporte para desenvolvimento e adaptao que contribuem para regenerar o carvo, embora no seja esta a finalidade.

De acordo com Lins (2008), o processo de adsoro ocorre em trs estgios: macrotransporte, microtransporte e soro. O macrotransporte envolve o movimento do material slido atravs da gua at a interface lquido-slido por conveco e difuso. O microtransporte envolve a difuso do material orgnico atravs do sistema de macroporos at os stios de adsoro nos microporos. A soro o termo utilizado para descrever a fixao do material orgnico no adsorvente. Quando a taxa de soro igual taxa de dessoro diz-se que o equilbrio foi alcanado e que a capacidade de adsoro do carvo foi esgotada (METCALF & EDDY, 1991 apud BREIA, 2006).

O carvo ativado foi escolhido como tratamento tercirio em funo do baixo custo, alta capacidade de soro, seletividade e compatibilidade com o meio ambiente, alm de ser eficiente na remoo de compostos orgnicos e recalcitrantes presentes no lixiviado.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a eficincia do carvo ativado como material alternativo para compor uma barreira reativa permevel no tratamento tercirio de lixiviado de aterros de resduos slidos analisando-se o comportamento do carvo ativado para diferentes granulometrias e tempos de deteno.


12 A Eficincia do Uso do Carvo Ativado no Tratamento de Lixiviado

2. Metodologia 2.1. Ensaio de Tratabilidade

O CAP e CAG tm sido usados quando os efluentes lquidos j tiveram a maioria de seus compostos orgnicos removidos atravs de outro tipo de tratamento (DoE, 1995 apud BIDONE, 2007). Assim sendo, para os ensaios cinticos utilizando carvo ativado, no foi utilizado um lixiviado bruto e, sim, um pr-tratado.

A concepo adotada para o tratamento de lixiviado consistiu na precipitao qumica - eficiente na remoo de compostos recalcitrantes seguido do processo de stripping a fim de volatilizar a amnia com elevao do pH, tendo como polimento final aps correo de pH - a barreira reativa preenchida com carvo ativado, conforme estudos de Beltro (2006). O objetivo principal deste sistema foi a remoo de DQO e amnia, atravs de um sistema de tratamento de lixiviado economicamente vivel, de fcil implantao, simples operao e com boa eficincia de remoo de poluentes.

O carvo ativado foi escolhido como tratamento tercirio em funo do baixo custo, alta capacidade de soro, seletividade e compatibilidade com o meio ambiente, alm de ser eficiente na remoo de compostos orgnicos e recalcitrantes presentes no lixiviado. De acordo com Qasim & Chiang (1994), estudos realizados por diversos pesquisadores utilizando-se carvo ativado para o tratamento de lixiviado em coluna comprovaram uma remoo de DQO entre 59 a 94%.

2.2. Testes Cinticos

Os testes cinticos para avaliao da soro da DQO e amnia pelo carvo ativado foram realizados com o objetivo de determinar no s o ponto timo para o sistema carvo ativado/lixiviado como tambm para avaliar a

granulometria mais eficiente na remoo dos parmetros supracitados e o tempo de agitao ideal. Para isto, foram pesadas 10 gramas de carvo ativado e colocados em 100 ml de lixiviado pr-tratado com hidrxido de clcio. Juntamente com estas amostras foram preparadas amostras ditas brancas, correspondentes a 100ml do contaminante com concentraes diferentes sem a presena de carvo ativado com a finalidade de avaliar uma possvel remoo de DQO apenas pelo processo da agitao (aerao). Estas amostras foram colocadas sob agitao de 120 rpm e temperatura constante de 26C em uma incubadora refrigerada com agitao (modelo TE 424 TECNAL).

Em intervalos preestabelecidos, 10 min, 30 min, 1h e 2h, foram retirados os frascos determinados dos quais, imediatamente, foi separado o sobrenadante do carvo ativado. Logo em seguida, determinou-se a concentrao de Amnia, DQO e os valores de pH e condutividade (Figura 1).

Figura 1. Incubadora TE 424 TECNAL utilizada na execuo do teste cintico.



2.3. Calculo da Eficincia

Aps a obteno dos dados experimentais a eficincia do carvo ativado foi calculada pela Equao 1:

E = (Co Cf)/Co x 100 (Eq. 1) Onde:

E = Eficincia (em percentual); Co = Concentrao inicial da soluo antes do contato com o adsorvente (mg/L); Cf = Concentrao final da soluo aps o tempo de agitao (mg/L).

3. Resultados e discusso

As caractersticas do lixiviado bruto trabalhado esto relatadas na Tabela 1. Trata-se de uma amostra com alto teor de amnia e pH de 7,9, caracterstico de fase metanognica. A linha seguinte apresenta as caractersticas do lixiviado pr-tratado com hidrxido de clcio.

Tabela 1. Caracterizao do Lixiviado Bruto e Pr-Tratado.

Amostra Amnia (mg/ L) pH DQO

(mg/L) Amostra Bruta 1.226 7,9 6039 Amostra Pr-

Tratada 649,3 8,0 5380

De acordo com a Figura 2 - grfico da DQO versus tempo de agitao - para uma granulometria do carvo ativado de 20 x 40mm, observa-se que o maior percentual de remoo de DQO ocorre para um tempo de 2 horas, obtendo uma remoo mxima de 73% para um lixiviado pr-tratado.

Na Figura 3 - grfico da amnia versus tempo de agitao - para uma granulometria de 20 x 40mm, nota-se uma maior eficincia de remoo de amnia para um tempo de agitao de 1 hora,

diferentemente da DQO. Porm, para o tempo de 2 horas a remoo de amnia alcanou um percentual de 68%.

De acordo com a Figura 4 - grfico da DQO versus tempo de agitao - para uma granulometria de 6 x 10mm, observa-se que o maior percentual de remoo de DQO ocorre para um tempo de 2 horas, obtendo uma remoo mxima de 46% para um lixiviado pr-tratado.

J a Figura 5 - grfico da amnia versus tempo de agitao - para uma granulometria de 6 x 10mm, nota-se, mais uma vez, uma maior eficincia de remoo para um tempo de 1 hora. Porm, para o tempo de 2 horas a remoo de amnia alcanou um percentual idntico para a anlise com carvo de granulometria de 20 x 40mm, de 68%.

Figura 2. Grfico DQO x Tempo de Agitao para granulometria do carvo ativado de 20 x 40mm.

Figura 3. Grfico Amnia x Tempo de Agitao para granulometria 20 x 40.



Figura 4. Grfico DQO x Tempo de Agitao para granulometria 6 x 10.

Figura 5. Grfico Amnia x Tempo de Agitao para granulometria 6 x 10.

Fazendo-se uma comparao entre os resultados obtidos com o carvo ativado de granulometrias diferentes, observa-se que quanto menor a granulometria, melhor o desempenho na remoo de DQO do lixiviado pr-tratado (Figura 6). O desempenho inicial da granulometria de 6 x 10mm em relao a DQO possui maior eficcia. Porm, medida que o tempo de agitao supera a marca de 30 minutos, o carvo de maior rea superficial (20 x 40mm) passa a ter o melhor desempenho.

O baixo tempo de homogeneizao pode vir a elevar a DQO uma vez que no h uma grande interao entre o contaminante e o carvo ativado, podendo elevar tambm a turbidez no

efluente. Ressalta-se que o carvo ativado composto de carbono e xidos metlicos e seu baixo tempo de homogeneizao pode influenciar no aumento da DQO.

J em relao ao grfico amnia versus tempo de agitao para diferentes granulometrias, observa-se um comportamento semelhante na remoo de amnia (Figura 7). Entretanto, para tempo de homogeneizao pequeno, a menor granulometria (20 x 40) obtm uma maior eficincia na remoo da amnia quando comparado ao de maior granulometria (6 x 10).

Figura 6. Grfico DQO x Tempo de Agitao para diferentes granulometrias.

Figura 7. Grfico Amnia x Tempo de Agitao para diferentes granulometrias.



Quanto a anlise de cor, foram analisadas amostras do sobrenadante resultante do teste cintico utilizando ambos os carves aps 2 horas de agitao. Inicialmente, o lixiviado possua uma cor real de 2488 UH - valor compatvel com a mdia encontrada na estao de tratamento de lixiviado do Aterro da Muribeca ao longo do ano. A Tabela 02 apresenta a eficincia da remoo de cor do carvo ativado para as granulometrias de 6 x10mm e 20 x 40mm

De acordo com a Tabela 01, observa-se uma grande remoo de cor pelo carvo ativado para ambas granulometrias, acima de 89%. Porm, com o uso do carvo com granulometria de 20 x 40 mm foi possvel observar um melhor desempenho por este possuir uma rea superficial superior ao carvo de granulometria 6 x 10mm.

Tabela 2. Eficincia de Remoo de Cor para diferentes granulometrias.

Amostra Carvo 6 x 10

Carvo 20 x 40

Bruta (UH) 2488 2488

Tratada (UH) 268 157

Eficincia (%) 89,2 93,7

4. Concluses

De um modo geral, o carvo ativado de granulometria 20 x 40mm possui maior eficincia na remoo de DQO e amnia quando comparado ao carvo de granulometria inferior, 6x10 mm. O tempo de homogeneizao de 2 horas considerado o ideal uma vez que possui o maior desempenho na remoo de DQO, eficincia considervel na remoo de amnia e cor.

Um baixo tempo de homogeneizao pode vir a elevar a DQO uma vez que no h uma grande interao entre o contaminante e o carvo ativado, podendo elevar tambm a turbidez no efluente. Ressalta-se que o carvo ativado composto de carbono e xidos metlicos e seu

baixo tempo de homogeneizao pode influenciar no aumento da DQO.

Observa-se uma grande remoo de cor pelo carvo ativado em ambas as granulometrias trabalhadas. Porm, o carvo com granulometria de 20 x 40mm obteve um melhor desempenho por possuir uma rea superficial superior ao carvo de granulometria de 6 x 10mm.

Considerando os ensaios realizados em escala de bancada, o emprego do carvo ativado apresenta-se promissor para um sistema de polimento final de tratamento do lixiviado. No entanto, experimentos como ensaio de coluna devem ser realizados para uma melhor avaliao do sistema e sua aplicao em processos contnuos de tratamento de lixiviado.

5. Agradecimentos

Agradecimento especial a EMLURB pela disponibilidade do campo de pesquisa e ao PROSAB pelo financiamento concedido.

6. Referncias

AUTA, M.; HAMEED, B. H. (2011). Preparation of waste tea activated carbon using potassium acetate as an activating agent for adsorption of Acid Blue 25 dye, Chemical Engineering Journal, v. 171, p. 502-509.

BACCAR, R.; BOUZID, J.; FEKI, M.; MONTIEL, A. (2009). Preparation of activated carbon from Tunisian olive-waste cakes and its application for adsorption of heavy metal ions. Journal of Hazardous Materials, v. 162, p. 15221529.

BELTRO, K.G.Q.B. (2006). Sistema de barreira bioqumica como alternativa para o tratamento de percolado. Tese de Doutorado - Centro de



Tecnologia e Geocincias, Universidade Federal de Pernambuco, Recife-PE. 168 p.

BREIA, G.C.(2006) Aplicao dos processos de coagulao/ floculao e adsoro em carvo ativo no tratamento primrio dos efluentes de indstrias de defensivos agrcolas, Dissertao de Mestrado, Programa de Ps-Graduao em Qumica, Departamento de Engenharia Qumica, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 174 p.

BIDONE, R.F. (2007). Tratamento de lixiviado de aterro sanitrio por um sistema composto por filtros anaerbios seguidos de banhados construdos: estudo de caso: Central de Resduos do Recreio, em Minas Do Leo/ RS. Dissertao de Mestrado - Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo, So Paulo-SP. 138 p.

KURNIAWAN, T.A.; LO, W.; CHAN, G.Y.S. (2006). Physico-chemical treatments for removal of recalcitrant contaminants from landfill leachate. Journal of Hazardous Materials, n. 28, p. 80-100.

LINS, C. M. M. (2008). Avaliao da zelita natural para aplicao em barreiras reativas permeveis no tratamento do lixiviado do aterro da Muribeca/PE. Dissertao (Mestrado) Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil, Recife. 130 p.

NUNES, J. A. (2004) Tratamento fsico-qumico de guas residurias industriais, 2ed., Aracaju: Grfica Editora J. Andrade.

QASIM,S.R; CHIANG,W. (1994). Sanitary landfill leachate-generation,control and treatment. USA: Technomic Publishing. 339p


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Estudo da Gerao de Biogs Proveniente de Resduos Slidos Urbanos Atravs de Ensaios em Laboratrio

Study of Biogas Generation Coming from Municipal Solid Waste Testing Through Laboratory


Priscila Cintia Macdo da Silva*, Las Lopes de Jesus, Ericka Patrcia Lima de Brito, Talita Vasconcelos de Lucena Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Av. Prof. Moraes Rego, 1235, CEP: 50670-901, Cidade Universitria, Recife/PE, Brasil | *[email protected] Alessandra Lee Barbosa Firmo Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Pernambuco (IFPE), Av. Prof Luiz Freire, 500, CEP: 50740-540, Cidade Universitria, Recife/PE, Brasil.

RESUMO

No Brasil, a questo dos resduos slidos (RS) tem sido amplamente discutida a partir de vrios levantamentos da situao atual brasileira e das perspectivas para o setor, dentre elas, o aproveitamento energtico do biogs. A partir desta perspectiva, o presente trabalho apresenta um estudo do potencial de gerao de biogs sob condies anaerbias dos diversos componentes existentes nos resduos slidos urbanos (RSU) da regio metropolitana do Recife/PE. Neste intuito, foram utilizados reatores de bancada preenchidos com amostras de RSU recm-chegados ao aterro sanitrio com o objetivo de analisar a gerao de biogs e o efeito da co-disposio com lodo anaerbio. Estas anlises foram viabilizadas pelo monitoramento dos reatores atravs de medies de presses (interna e atmosfrica), temperatura interna do reator, coleta e caracterizao de biogs. Nos resultados obtidos, observou-se um maior volume de biogs nos reatores inoculados, indicando um possvel processo de acelerao da degradao e que a inoculao de micro-organismos anaerbios pode ser uma alternativa para estimular e acelerar a biodegradao de resduos e, consequentemente, aumentar o potencial de gerao de biogs, viabilizando o aproveitamento energtico nos aterros.

Palavras-chaves: resduos slidos urbanos, biodegradao, gerao de biogs, reatores de laboratrio.

ABSTRACT

In Brazil, the issue of solid waste (SW) has been widely discussed from various surveys of Brazil's current situation and perspectives for the sector, among them, the energy use of biogas. From this perspective, this paper presents a study of the potential for biogas generation under anaerobic conditions of the various existing components in municipal solid waste (MSW) in the metropolitan area of Recife/PE. For such purposes we used bench reactors filled with samples of MSW newcomers to the landfill with the objective of analyzing the generation of biogas and the effect of co-disposal with anaerobic sludge. These analyzes were obtained by monitoring the reactor through pressure measurements (internal and atmospheric), internal temperature of the reactor, collection and characterization of biogas. From the results, it has been observed a greater amount of the inoculated biogas reactors, indicating a possible accelerated degradation process and inoculation of anaerobic microorganisms that can be an alternative to encourage and accelerate the biodegradation of waste and thereby increase the potential for biogas generation, enabling the energy use in landfills.

Keywords: municipal solid waste, biodegradation, biogas generation, laboratory reactors.


18 Estudo da Gerao de Biogs Proveniente de Resduos Slidos Urbanos Atravs de Ensaios em Laboratrio

1.Introduo

Ao longo de dcadas, o volume de bens produzidos atrelado ao crescimento populacional tem contribudo para uma vertiginosa produo de resduos que, por no receberem tratamento e gerenciamento adequados, ocasionam srios danos ao meio ambiente alm de problemas no mbito da sade e saneamento bsico, bem como sociais e econmicos. Buscando solucionar os problemas gerados pelos resduos slidos urbanos, vrias formas de disposio, pr-tratamento, tratamento e operao de sistemas vem sendo estudadas e aplicadas, destacando-se a compostagem, reciclagem e disposio em aterro sanitrio (PINTO, 2000).

A problemtica em torno do lixo - comumente chamado pela populao - despertou o interesse da sociedade em encontrar solues viveis no que diz respeito ao seu manejo, possibilitando o aproveitamento energtico do biogs proveniente da degradao anaerbia dos resduos e, conjuntamente, reduzir as emisses de gases do efeito estufa para o ambiente.

De uma maneira geral, a decomposio e produo de gs nos aterros, em condies normais de operao, cresce rapidamente nos primeiros anos de disposio dos resduos atingindo valores mximos entre 4 e 6 anos. Aps esta fase, a produo de biogs decresce lentamente at cessar aps 15-20 anos de fechamento da clula (JUC et al, 2005). Em termos de composio, o biogs pode conter diversos tipos de gases (principais ou traos). Os principais gases encontrados nos aterros incluem o amonaco (NH3), o dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO), hidrognio (H2), sulfeto de hidrognio (H2S), metano (CH4), nitrognio (N2) e oxignio (O2). O metano e o dixido de carbono so os principais gases procedentes da decomposio anaerbia dos componentes biodegradveis das fraes

orgnicas nos resduos slidos urbanos (FILHO, 2005). Alves (2008) considera como constituintes principais aqueles que juntos representam quase a totalidade (99%) dos gases encontrados nos aterros, como o CH4 e CO2. Em geral, o biogs advindo de aterros composto de 45 a 60% de CH4, 35 a 50% de CO2 e, em pequena quantidade, de outros elementos como nitrognio (N2), hidrognio (H2), cido sulfdrico (H2S) e amnia (NH3) (ALVES, 2008).

A composio dos resduos outro fator a ser levado em considerao, pois afeta quantitativamente e qualitativamente a produo dos gases. Assim, a disponibilidade de fraes mais facilmente degradveis (carboidratos, protenas e lipdios) significa maior quantidade de substrato para a atuao de microrganismos. Desta forma, os resduos com grande presena de matria orgnica devem apresentar maior potencial de produo de gases (MACIEL, 2003).

Atravs de experimentos realizados em laboratrio com reatores anaerbios em diferentes escalas possvel avaliar a biodegradao dos resduos e estimar o potencial de produo de biogs sob condies controladas uma vez que, segundo Alcntara (2007), simular as situaes que ocorrem no aterro seriam inviveis em escala real. Os experimentos em escala de laboratrio tambm se justificam devido ao baixo custo de montagem, facilidade de controle das variveis, bem como contribui para uma melhor compreenso do metabolismo da degradao da matria orgnica nos aspectos fsicos, qumicos e microbiolgicos (MOTTA, 2011).

Nesse contexto, o objetivo deste trabalho consiste em utilizar reatores de laboratrio para avaliar o potencial de gerao de biogs e metano dos RSU recm-chegados ao local de disposio final. Pretende-se, tambm, verificar se h otimizao do processo pela co-digesto da amostra com lodo anaerbio proveniente de estao de tratamento de esgoto (ETE) com vistas


19 Silva, P. C. M et al.

a contribuir para o fomento da pesquisa e desenvolvimento (P&D) na rea de tratamento, controle e destinao final de resduos slidos urbanos. Alm disso, esse trabalho se enquadra nas principais reas estratgicas estabelecidas na Poltica Nacional de Resduos Slidos instituda atravs da Lei n 12.305/2010 e na Poltica Nacional de Mudanas Climticas instituda atravs da Lei n 12.187/2009 regulamentada pelo Decreto n 7.390/2010 possibilitando o aumento da ecoeficincia, reduo do consumo dos recursos naturais e diversificao da matriz energtica.

2. Metodologia

Para simular o potencial de gerao de biogs dos aterros, as atividades experimentais foram executadas no laboratrio do Grupo de Resduos Slidos (GRS), da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), e concentraram-se no monitoramento de quatro reatores de bancada do tipo batelada, conforme verificado na Figura 1. O experimento foi realizado em duplicata para aumentar a confiabilidade de comparao entre os resultados sob condies controladas, utilizando resduos slidos urbanos in natura (resduos brutos), sendo dois reatores preenchidos apenas com resduos identificados como reator bancada 1 (RB1) e 2 (RB2) e dois reatores preenchidos com resduos+lodo anaerbio a 10% em massa identificados como reator bancada 3 (RB3) e 4 (RB4). Foram monitoradas diariamente as presses manomtricas, composio dos gases e temperaturas internas dos reatores e, mensalmente, a quantidade e composio do lixiviado, volume de headspace, injeo de gua e ar atmosfrico, elementos importantes considerados para anlise conjunta do estgio de biodegradao.

Figura 1. Reatores de bancada utilizados no experimento.

2.1. Coleta e Caracterizao das amostras de resduos

O experimento foi realizado com resduos slidos urbanos in natura (resduos brutos), recm-chegados Central de Tratamento de Resduos (CTR-PE), situada em Igarassu, estado de Pernambuco, em meados de julho de 2011, com resduos coletados nos bairros da Regio Metropolitana do Recife (RMR), tendo-se a preocupao em obter uma amostra representativa em termos de material orgnico devido ao alto poder de biodegradabilidade dos mesmos. Dos montantes iniciais, aplicou-se a tcnica de quarteamento descrita por Alves (2008) para garantir representatividade das amostras em termos de fraes orgnicas destinadas ao preenchimento dos reatores de bancada.

No mesmo dia, foi coletado lodo anaerbio da Estao de Tratamento de Esgoto (ETE) da Mangueira, pertencente ao Sistema de Esgotamento Sanitrio da COMPESA (Companhia Pernambucana de Saneamento), localizada no municpio de Recife/PE, no intuito de realizar a co-digesto e verificar se o processo de biodegradao dos resduos e a produo do biogs so acelerados.

Os reatores utilizados possuem um volume mdio de, aproximadamente, 10 litros, sendo



construdos em base e topo de ao inox e cilindro acrlico de 28,3 cm de altura e 21 cm de dimetro interno, em mdia, alm de possuir conexes em alumnio fundido no topo e vlvulas na base que permitem a coleta de lixiviado. Os reatores 1 e 2 foram preenchidos com 3,86 kg de RSU in natura, enquanto que os reatores 3 e 4 com 4,69 kg e 4,72 kg de RSU in natura+lodo, respectivamente. Os mesmos foram compactados at atingir a altura determinada de 22 cm a fim de obter o volume de headspace que se refere ao espao no preenchido pela massa de resduo onde ocorre o acmulo de gases.

2.3. Monitoramento dos reatores

No perodo de aproximadamente um ano, compreendido entre julho de 2011 a julho de 2012, foram realizados monitoramentos dirios de presso interna, temperatura interna e presso atmosfrica alm de coleta do gs para caracterizao volumtrica em termo de composio. Este procedimento teve o intuito de analisar a biodegradao da massa de resduo ao longo do tempo e a quantificao do biogs para estimar seu potencial de gerao.

As presses internas foram analisadas atravs da leitura visual dos manmetros de 1kgf/cm2, com escala de 0.02 kgf/cm2 (Figura 2a). J a temperatura interna foi medida atravs do termopar instalado, tipo K, com capacidade de medio na faixa de 40 a 200C, conectado ao termmetro digital modelo Minipa MT - 525 Thermometer (Figura 2b). J as presses atmosfricas foram obtidas por meio de consulta ao site do Centro de Previso do Tempo e Estudos Climticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - CPTEC/INPE, nos dados do menu Plataforma de Coleta de Dados - PCD meteorolgicos, considerando-se as presses atmosfricas cujas leituras de data e hora do monitoramento mais se aproximaram da leitura de

data e hora realizada pelo sensor meteorolgico da plataforma.

Figura 2. Equipamentos utilizados para monitoramento: (a) manmetro para aferir presso interna; (b) termmetro digital; (c) cmara de borracha e (d) Drger

Para no comprometer o sistema de vedao adotado, foram realizados alvios manuais de presso e coleta do biogs quando a presso interna superava 0,2 kgf/cm2 at atingir 0,1 kgf/cm2. As amostragens do biogs foram realizadas utilizando cmaras de borracha (Figura 2c) previamente esvaziadas a vcuo, por meio da bomba a vcuo modelo Tecnal TE-058, evitando assim interferncia do gs com o ar. Em seguida, seguia-se com a caracterizao do biogs coletado utilizando-se um analisador volumtrico de biogs (Drger modelo X-am 7000) para a determinao do volume percentual de CH4, CO2, O2 e medida em partes por milho (ppm) CO e H2S, conforme Figura 2d.

Para se estimar a taxa de gerao de biogs, todos os valores aferidos no monitoramento foram repassados para planilha do Microsoft Office Excel juntamente com as



presses atmosfricas (em mbar) que permitiram a aplicao de equaes e obteno do volume de biogs e metano. As Equaes 1 e 2 foram utilizadas para calcular o volume de biogs com base em Harries et al. (2001a) e ABE Department (2007) apud Alves (2008) e Firmo (2013) onde a Equao 1 determina o volume de biogs gerado (em ml) em um intervalo de tempo definido (entre

T e T+1), enquanto que com a Equao 2, calcula-se o volume de biogs acumulado (em ml). A Equao 3 foi utilizada para determinar o volume de biogs acumulado nas CNTP (Nml), e a Equao 4 associa o volume de biogs obtido em Nml aos dias corridos para determinar a taxa de gerao mdia de biogs em Nml/dia (ALVES, 2008).

.

(Equao 1)

(Equao 2)

(Equao 3)

(Equao 4)

Onde:

T: Tempo (dias); PF (mbar): Presso do Frasco em milibar; VUF (L): Volume til do Frasco em litros; TF (K): Temperatura do Frasco em Kelvin; VGA (ml): Volume de biogs acumulado do dia anterior em militros; TF (K): Temperatura do Frasco em Kelvin; Patm. (mbar): Presso Atmosfrica em milibar

3. Resultados e Discusso 3.1. Composio gravimtrica e teor de umidade dos resduos

Os resultados da caracterizao gravimtrica dos resduos coletados no aterro (Figura 3) apresentaram um significativo percentual de material orgnico (resduos de comida) que atingiu um valor de aproximadamente 32% (percentual em peso)

seguido por sanitrios (22%), jardins (13%) e finos (12%) sendo estes componentes somados aos componentes papel (8,5%) e papelo (1,9%) que facilitam o processo de biodegradabilidade da massa devido sua facilidade de degradao. Tambm foi observada uma baixa representatividade dos materiais secos presentes na amostra. Os resultados obtidos da caraterizao ratificam que a escolha da rota e o quarteamento dos resduos contriburam para obteno de uma massa de resduos mais



homognea em termos de materiais mais representativos para a composio carboncea.

A Tabela 1 apresenta o percentual em funo das caractersticas de biodegradabilidade dos resduos aps agrupamento dos compostos. Verifica-se que as fraes consideradas facilmente degradveis apresentaram um valor bastante significativo (88,21%), o que significa uma maior quantidade de substrato para atuao dos microrganismos em funo dos carboidratos, protenas e lipdios facilmente presentes nesses materiais que favorecem a

produo dos gases. As fraes moderadamente degradveis foram praticamente irrisrias (0,98%). J os no degradveis, 3,54%, no so considerados para fins de produo de biogs, segundo Maciel (2009). Vale ressaltar que diante da divergncia na literatura para a classificao de algumas fraes dos resduos em termos de biodegradabilidade, devido aos resultados obtidos, agruparam-se as fraes de papel e papelo na categoria de facilmente biodegradvel com base em algumas literaturas mais recentes.

Figura 3. Composio dos resduos aps coletados recm chegados ao aterro

Tabela 1. Caractersticas de biodegradabilidade dos RSU coletados

Biodegradabilidade RSU Fraes Composio

Gravimtrica (%)

Facilmente degradveis Matria orgnica (resduos de comida), sanitrios, jardim (folhas secas), finos, papel e papelo 88,21 Medianamente degradveis Madeira, coco, fraldas 0,98

Dificilmente degradveis Txteis, borracha e couro 6,74

No degradveis Plsticos, isopor, metais, vidros e outros 3,54



Os teores de umidade do resduo bruto e do lodo de esgoto destinados ao preenchimento dos reatores apresentaram resultados significativos, 68,53% e 89,62%, respectivamente, indicando uma massa com presena elevada de matria orgnica. Leite (2008) relata que a umidade de chegada dos resduos muito importante, pois ela que determinar a umidade inicial da massa de resduos imediatamente aps a concluso do aterro ou experimento. A umidade de 68% obtida dos resduos brutos encontra-se dentro do teor de umidade mdio dos RSU brasileiros que, segundo Gadelha (2005), concentrava-se em torno de 60%, podendo este percentual ser elevado para 75% nos perodos chuvosos.

3.2. Monitoramento 3.2.1. Presso e Temperatura

A mdia das presses mximas encontradas nos quatro reatores de bancada foi de 0,41 kgf/cm2, ou seja, 41 kPa, sendo realizado uma mdia de 53 drenagens de gs entre estes. Observa-se que as variaes das presses foram de 0 a 50 kPa e que o comportamento do RB4 foi distinto dos demais apresentando menor nvel de presso (34 kPa).

A mdia das temperaturas dos reatores monitorados (28,9C) indica a fase anaerbia de degradao no metanognica e evidencia a atuao das bactrias mesoflicas (temperatura entre 20C a 40C utilizada por alguns autores).

possvel observar que os reatores sofreram influncia direta da temperatura ambiente visto que foram identificadas oscilaes nas temperaturas internas, resultando em um considerado aumento das presses internas. Isto pode ter ocorrido uma vez que os reatores no foram isolados termicamente. Observa-se ainda

que as temperaturas apresentaram-se superiores faixa considerada inibitria para o desenvolvimento da fase metanognica, ou seja, abaixo de 15C, como pode ser verificado na Figura 4.

3.3. Anlise da produo do biogs

A Figura 5 apresenta os resultados da composio do biogs ao longo do tempo para os quatro reatores monitorados, dos quais foram obtidos valores mdios de 41,56% para CO2 e 4,72% para CH4. Os reatores co-digeridos com lodo reatores 3 e 4 apresentaram picos iniciais e estabilizaram com um maior percentual de CH4, 7,97% e 7,85%, respectivamente, ou seja, cerca de 5 vezes mais que os percentuais dos reatores RB1 e RB2 que no foram submetidos adio do inculo, 1,44% e 1,63%, respectivamente.

J a composio gasosa do CO2 apesar de momentos variados de pico, apresentou-se bastante equiparada entre os reatores RB1, RB2 e RB3 cujos valores foram respectivamente: 43,83%, 47,44% e 45,45%. O mesmo no foi verificado para o reator RB4 cujo percentual foi de 29,50%. Este reator teve uma queda acelerada de produo a partir dos primeiros setenta dias, aproximadamente, onde comeou a prevalecer um acentuado aumento das concentraes de O2 - mdia de 5,8%.

Acredita-se que o procedimento de adio de gua destilada e injeo de ar, nos momento de drenagens de lixiviado, podem ter influenciado o aumento gradativo do O2, conjuntamente com a heterogeneidade da massa ou por outros fatores considerados limitantes como umidade excessiva, temperatura, pH, etc. , acarretando a inibio da produo do CH4 que demonstrava possuir potencial de



desenvolvimento para atingir a fase metanognica.

Figura 4. Temperatura monitorada nos reatores de bancada ao longo do estudo.

Figura 5. Composio gasosa dos reatores de bancada (%volume).

A tendncia de comportamento das curvas na gerao acumulada de biogs (soma dos principais gases presentes no biogs: CO2 e CH4) Figura 6 foi semelhante para os reatores RB1, RB2 e RB3, que apresentaram crescimento constante aps os 100 primeiros dias de experimento. O destaque se deu para o RB3 (15.588,69 Nml), seguido pelos reatores RB1 (13.903,94 Nml) e RB2 (11.676,15 Nml)

respectivamente, estando o maior valor associado ao efeito da acelerao da degradao ocasionada pela co-digesto dos resduos com lodo anaerbio, ou seja, uma maior quantidade de microrganismos, umidade e nutrientes.

O RB4 com menor volume acumulado de biogs (5.345,94 Nml) apresentou uma disparidade bastante acentuada entre os demais reatores, principalmente entre o RB3 quase trs



vezes menos , apesar de ambos terem sido inoculados com o mesmo tipo e quantidade de lodo, resultando em uma mesma umidade inicial na ordem de 70,64% para resduo+lodo. Por este motivo, a variao da gerao acumulada do biogs teve uma variao de 10.242,75 Nml correlacionando o maior e menor valor. Ressalta-se ainda que no RB4 foram identificados pontos de vazamento que tentaram ser sanados ao longo do experimento.

Em relao parcela dos gases CH4 e CO2 no volume acumulado de biogs, verificou-se que o volume de CH4 foi inferior ao de CO2 em todos os quatro reatores, atingindo um volume mdio de 565,37 Nml em, aproximadamente, 400 dias de monitoramento, variando de 1.653,15 Nml (RB3) a 92,13 Nml (RB1) para os maiores e menores valores apresentados. J o volume de CO2 variou de 8.936,56 Nml (RB3) a 2.989,01 Nml (RB4), o que pode ter sido ocasionado pelo aporte peridico de oxignio fornecido pelo teste de estanqueidade dos reatores.

Na Tabela 2 pode-se observar que o potencial de biogs nos reatores variou de 6.506 a 18.971,3 Nml/g SV. O RB3 apresentou uma produo de biogs mais expressiva, fato que pode ser atribudo umidade proporcionada pela adio do lodo amostra uma vez que os valores das massas secas dos reatores foram bastante prximas, apresentando uma variao de 0,17 g entre o maior e menor valor obtido.

Maciel (2009) obteve um potencial de biogs de 474,6 Nml/g SV para reatores de bancada com capacidade de 1,5 L de preenchimento e um teor de umidade de 65,8% e 144,9 Nml/g SV para umidade de 28,1%, o que, apesar da diferena de volumes trabalhadas no preenchimento dos reatores de ambos os estudos analisados, corrobora a influncia exercida pela umidade no processo de biodegradao e produo do biogs. Enquanto Alves (2008), ao trabalhar com reatores de bancada com

capacidade de 1,5 L, obteve considerado volume acumulado de biogs para amostras com 80% de umidade (7.774,7 Nml/g SV) contra 499,1 Nml/g SV para amostras com menor umidade (20%). Isto resultou em uma variao de produo de biogs de 31,4 Nml/g SV a 2,0 Nml/g SV e 35,3 a 2,2 Nml/g de resduos secos para as respectivas umidades mencionadas.

Resduos com potencial acumulado de biogs inferior a 20 Nml/g j pode ser considerado bioestabilizado (MACIEL, 2009), o que no evidenciado neste estudo mesmo com os baixos valores de CH4 apresentados uma vez que ainda no foi atingida a fase metanognica. Percebe-se ainda que os resduos co-digeridos exercem influncia mais significativa na produo do CH4 do que do CO2, tendo em vista que os reatores RB1 (92,13 Nml) e RB2 (92,38 Nml), que no foram inoculados com lodo anaerbio, apresentaram baixos valores desse gs, ratificando que os resduos apresentam gerao de biogs mais lenta quando no inoculados. De maneira geral, foi observado que a produo do biogs ao longo do tempo ocorreu de forma crescente apesar das limitaes identificadas durante a pesquisa.

Em termos de taxa de gerao de biogs (soma dos principais gases presentes no biogs: CO2 e CH4) Figura 7 , o RB3 apresentou a maior taxa: uma mdia de 208,62 Nml/dia; seguido pelos RB1 (157,29 Nml/dia), RB2 (143,71 Nml/dia) e RB4 (84,18 Nml/dia).

As taxas mdias de gerao por composio gasosa apresentaram a mesma tendncia para CO2, RB3 (125,34 Nml/dia), RB1 (90,50 Nml/dia), RB2 (86,92 Nml/dia) e RB4 (52,35 Nml/dia), sendo que os RB1 e RB2 mostraram um comportamento semelhante. J a composio por CH4 apresentou comportamento similar ao identificado no volume acumulado do biogs com a mdia dos maiores valores para os reatores RB3 (15,94 Nml/dia) e RB4 (3,71



Nml/dia) e a mdia dos menores valores para o RB1 (0,64 Nml/dia) e RB2 (0,52 Nml/dia), uma diferena de quase 30 vezes.

Figura 6. Volume de biogs acumulado em CNTP (Nml) por reator.

Tabela 2. Valores da estimativa de produo do biogs Estimativa da Produo do Biogs

Amostra Volume

Acumulado de Biogs (Nml)

Potencial biogs (Nml/g SV)

Potencial biogs (Nml/g seca)

Potencial CH4

(Nml/g seca)

RB1 13903,9 16921,0 11437,5 75,8 RB2 11676,2 14209,7 9604,9 76,0 RB3 15588,7 18971,3 11323,3 1200,8 RB4 5345,9 6506,0 3858,3 305,9



Figura 7. Taxa de gerao de biogs com o tempo (Nml/dia) por reator e composio gasosa.



4. Consideraes Finais

Os reatores RB1 e RB2 preenchidos apenas com resduos slidos urbanos apresentaram uma gerao de biogs mais lenta quando comparados aos reatores RB3 e RB4 que tiveram adio de 10% de lodo (em massa) ao resduo. O inculo utilizado apresentou desempenho satisfatrio para a acelerao do processo de degradao, verificando-se uma influncia mais significativa na produo do CH4 do que do CO2,

Este resultado mostra uma possvel viabilidade da utilizao do inculo utilizado nesta pesquisa para estimular a acelerao das fraes degradveis dos resduos e, consequentemente, aumentar a eficincia da produo do metano para fins de aproveitamento energtico.

Verifica-se que as baixas concentraes obtidas de metano neste estudo podem ter sido influenciadas no s pela velocidade de decomposio dos resduos, mas principalmente ao excesso de O2 associado a outros fatores limitantes como umidade, temperatura, pH, heterogeneidade da massa, etc. Contudo, aps as anlises realizadas do biogs, pode-se dizer que os resduos encontravam-se na fase cida de decomposio anaerbia metanognica instvel. Nesta fase cida, no so evidenciadas concentraes de O2, caractersticas da fase de transio. Todavia, o estudo apontou um teor mdio de 2,11% deste, o que pode ser o fator que inibe o estabelecimento da fase metanognica nos demais reatores, como observado inicialmente para o RB4.

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Art

igo


Indicadores de Sustentabilidade Hidroambiental utilizando um Sistema de Informaes Geogrficas (SIG)

Hydroenvironmental Sustainability Indicators using a Geographic Information System (GIS)


Antonio da Silva Rocha, Ion Maria Beltro Rameh Barbosa*, Maria Tereza Duarte Dutra Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Pernambuco Campus Recife, Av. Professor Luiz Freire, 500, Cidade Universitria, 50740-540 PE, Brasil. | *[email protected]; [email protected] Roberta Guedes Alcoforado Universidade de Pernambuco- Escola Politcnica da UPE, rua Benfica, 455 - Madalena - Recife/PE CEP: 50720-001 - Fone: 81-3184-7500.

RESUMO

O presente estudo teve por objetivo fazer o levantamento dos indicadores de sustentabilidade hidroambiental no assentamento rural Serra Grande, situado na sub-bacia hidrogrfica do Riacho Natuba, afluente do Rio Tapacur, no municpio de Vitria de Santo Anto, em Pernambuco e estruturar um Sistema de Informaes Geogrficas (SIG). Os dados que compem o SIG referentes qualidade de gua e de vazo em nascentes, bem como os dados complementares obtidos em observao in loco, foram obtidos de duas pesquisas realizadas anteriormente na rea, j os dados secundrios utilizados foram retirados do Censo Demogrfico do IBGE de 2010. Esses dados foram tratados e manipulados em tabelas do Microsoft Office Excel, posteriormente, integrados ao SIG estruturado nesta pesquisa. Atravs dessa ferramenta, foram confeccionadas diferentes cartas georreferenciadas e grficos temticos, que retratam espacialmente a realidade do assentamento no tocante aos indicadores de sustentabilidade hidroambiental. Verificou-se que o uso de um SIG permitiu integrar dados de diversas fontes, organizou e facilitou a manipulao de dados espaciais e que, quando bem estruturado, mostrou-se capaz de auxiliar gestores na tomada de deciso quanto aos problemas ambientais, sejam urbanos ou rurais.

Palavras-chaves: recursos hdricos, SIG, indicadores ambientais.

ABSTRACT

This study aimed at surveying of the hydro-environmental sustainability indicators in the rural settlement Serra Grande, located in the sub-basin of Natuba, an affluent of the Tapacur River, in Vitria de Santo Antao, Pernambuco and structuring them in a Geographical Informations System (GIS). The data that made up the GIS related to water quality and flow in springs located in the rural settlement, as well as complementary data on-site observation, were obtained from two surveys previously conducted in the area, since the secondary data used was taken from the demographic census 2010 IBGE. These data were treated and manipulated in Microsoft Office Excel tables and subsequently integrated into the GIS structured in this research. Through this tool, different georeferenced maps and themed graphics, that spatially depict the reality of the settlement with regard to hydro-environmental sustainability indicators, were made. It has been found through research that the use of a GIS enabled to integrate data from different sources, organized and facilitated the manipulation of spatial data and, when properly structured, proved to be able to assist managers in making decisions about the environmental problems, both urban or rural.

Keywords: water resources, GIS, environmental indicators.


31 Rocha, A. da S. et al.

1.Introduo

O uso dos recursos hdricos tem se intensificado com o desenvolvimento econmico, tanto no que se refere ao aumento da quantidade demandada para determinada utilizao, quanto no que se refere a variedade dessas utilizaes. Originalmente, a gua era usada principalmente para dessedentao, usos domsticos, criao de animais e para usos agrcolas a partir da chuva e, menos frequentemente, com suprimento irrigado. medida que a civilizao foi se desenvolvendo tipos de usos foram surgindo, tais como: uso industrial, navegao, aquicultura, gerao de energia eltrica, recreao e lazer, disputando o uso de recursos hdricos, muitas vezes escassos, e estabelecendo conflitos entre usurios (LANNA, 2009).

Visando a gesto sustentvel desse importante recurso natural, a Lei n 9.433/97 (BRASIL, 1997) estabeleceu a Poltica Nacional de Recursos Hdricos - PNRH - que traz modernos instrumentos de gesto, como, por exemplo: os planos de recursos hdricos; o enquadramento dos corpos de gua em classes, segundo os usos preponderantes da gua; a outorga dos direitos de uso dos recursos hdricos; o Sistema de Informaes sobre Recursos Hdricos. A Lei tambm cria o Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hdricos (SINGRH), apresentando importantes diretrizes para a proteo desse recurso.

Sabe-se que, a implementao da poltica e a aplicao de seus instrumentos se constituem em uma tarefa rdua para o poder pblico. Neste sentido, a construo e a utilizao de indicadores torna-se extremamente necessria para subsidiar gestores pblicos nas suas administraes, j que revelam avanos, retrocessos ou estagnaes nos mais diversos aspectos da sociedade (RODRIGUES, 2010).

Foram tomados como fundamento para a pesquisa os indicadores ambientais e de recursos hdricos aplicados ao nvel de bacia hidrogrfica apontados por Magalhes Jr (2007) bem como os Indicadores de Desenvolvimento Sustentvel (IDS) desenvolvidos pelo - IBGE (2012).

Indicadores so ferramentas constitudas por uma ou mais variveis que, associadas atravs de diversas formas, revelam significados mais amplos sobre os fenmenos a que se referem. Indicadores de desenvolvimento sustentvel so instrumentos essenciais para guiar a ao e subsidiar o acompanhamento e a avaliao do progresso alcanado rumo ao desenvolvimento sustentvel. Devem ser vistos como um meio para se atingir o desenvolvimento sustentvel e no como um fim em si mesmo. Valem mais pelo que apontam do que pelo seu valor absoluto e so mais teis quando analisados em seu conjunto do que o exame individual de cada indicador (IBGE, 2012).

Em se tratando de indicadores hidroambientais, Van Bellen (2006) aponta que o seu objetivo de agregar e quantificar informaes de modo que sua significncia fique mais aparente, simplificando informaes sobre fenmenos complexos, tentando melhorar, dessa forma, o processo de comunicao.

Neste cenrio, uma das ferramentas que vem auxiliando ao longo dos anos a preservao dos recursos naturais e que est ganhando cada vez mais importncia o geoprocessamento. Ele permite a espacializao das informaes, auxiliando a compreenso de fenmenos que ocorrem em determinado territrio (LEAL & PEIXE, 2009).

Conforme indicado por Silva (2003), a espacializao do territrio para melhor compreenso das informaes pode ser realizada atravs dos Sistemas de Informaes


32 Indicadores de Sustentabilidade Hidroambiental utilizando um Sistema de Informaes Geogrficas (SIG)

Geogrficas (SIG) que so usualmente aceitos como sendo uma tecnologia que possui o ferramental necessrio para realizar anlises com dados espaciais e, portanto, oferece, ao ser implementado, alternativas para o entendimento da ocupao e utilizao do meio fsico.

Dentro desse contexto, o presente estudo se prope a estruturar um Sistema de Informaes Geogrficas para armazenar, manipular e apresentar indicadores de sustentabilidade hidroambiental no assentamento rural Serra Grande, na sub-bacia hidrogrfica do Riacho Natuba, em Vitria de Santo Anto, Pernambuco. Ressalta-se que a escolha da rea se deu pelo fato de existirem diversos trabalhos e projetos realizados e ser uma importante rea de produo de hortalias que atende a Regio Metropolitana do Recife.

2. Materiais e Mtodos

2.1 Caracterizao da rea

A rea de estudo est localizada na Zona da Mata Centro do Estado de Pernambuco, abrangendo os municpios de Vitria de Santo Anto e Pombos, inserindo-se na bacia hidrogrfica do rio Tapacur (Figura 01).

A sub-bacia hidrogrfica do rio Natuba possui uma rea de drenagem de aproximadamente 3.874,08 ha, que corresponde a 8,23% da rea da bacia do Tapacur (SILVA, 2006). O seu curso principal tem uma extenso de 17,5 km e possui um afluente na sua margem esquerda com comprimento de aproximadamente 1,6 km e 24 afluentes na margem direita, que totalizam 39,6 km de cursos dgua.

O assentamento Serra Grande foi criado em 1998 pelo INCRA (Instituto Nacional de Colonizao e Reforma Agrria), possui 758,71 ha de rea total, onde 140,78 ha so Reservas

Legais, 61,95 ha so APPs reas de preservao permanente, de cursos dgua,

13,30 ha so reas comunitrias e o restante, 542,68 ha, correspondem s parcelas. O assentamento est a 61 km do Recife e fica localizado a aproximadamente 7,4 km de distncia da BR-232 que d acesso ao assentamento (FREIRE & BRAGA, 2011).

Nesta rea vivem cerca de 100 famlias, distribudas em 100 parcelas, cujo tamanho mdio de 6,39 ha. As 100 famlias distribudas por igual nmero de parcelas no assentamento so formadas em mdia por 4,3 pessoas, sendo que 66,7% das famlias so compostas por trs ou quatro pessoas. Estas famlias utilizam em mdia 2,7 ha para o plantio, o que uma baixa taxa de ocupao considerando-se o tamanho mdio das parcelas de 6,39 ha. A rea para o plantio corresponde a cerca da metade do tamanho das parcelas (SILVA, 2009).

2.2 Levantamento dos Indicadores de Sustentabilidade Ambiental e de Recursos Hdricos Aplicados ao Nvel de Bacia Hidrogrfica

Para levantamento dos indicadores ambientais e de recursos hdricos aplicados ao nvel de bacia hidrogrfica foi realizada uma reviso da literatura, tomando-se como base os indicadores expostos por Magalhes Jr (2007), assim como, os indicadores ambientais elencados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica-IBGE (2012), com base nos Indicadores de Desenvolvimento Sustentvel (IDS).



Figura 1. Localizao do Assentamento Serra Grande na sub-bacia do riacho Natuba, Zona da Mata de Pernambuco.

2.3 Anlise dos Indicadores de Sustentabilidade hidroambiental

Dentro do que foi exposto em referncias bibliogrficas consultadas, procurou-se obter indicadores hidroambientais disponveis, sejam em documentos escritos ou de fontes secundrias, para compor o banco de dados do SIG desenvolvido nessa pesquisa.

No assentamento rural Serra Grande, duas pesquisas foram conduzidas atravs do Projeto de Recuperao e Conservao de Matas Ciliares e de Nascentes na Bacia do Capibaribe desenvolvido pela Sociedade Nordestina de Ecologia e a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) no perodo de 2011 a 2013. A primeira pesquisa versa sobre o monitoramento da qualidade da gua (OLIVEIRA, 2014) e a segunda sobre a medio da vazo das nascentes (LUCENA, 2013).

Para monitoramento da qualidade da gua nas nascentes foram realizadas medies em campo de parmetros de qualidade da gua como:

Oxignio Dissolvido (OD), Temperatura (C), Condutividade Eltrica (CE) e potencial hidrogeninico (pH). Em laboratrio foram realizadas as anlises de Coliformes Totais e Escherichia Coli. A metodologia utilizada para as coletas das amostras no corpo das nascentes, bem como para as anlises so as indicadas pelo Standard Methods (APHA-AWWA-WEF, 2005).

Para a medio da vazo, a metodologia utilizada pela pesquisadora baseou-se na coleta da gua do fluxo da nascente, sendo possvel realizar a leitura do volume de gua e a medio do tempo, necessrios para os clculos das vazes. A partir da medida do volume e o tempo sincronizado do fluxo da gua na nascente, posteriormente calculou-se a vazo, seguindo mtodo proposto por Pinto et al. (2004).

A escolha das nascentes para a realizao da pesquisa se deu atravs de fatores como: a aceitao dos moradores em participar da pesquisa, a utilizao da gua pelos moradores nas residncias, a vazo das nascentes, alm da localizao das mesmas. Para o monitoramento



da qualidade das guas foram escolhidas 17 nascentes por ter disponvel um perodo de tempo maior para o desenvolvimento do estudo, j a pesquisa sobre a medio da vazo dispunha-se de um perodo de tempo menor, sendo ento escolhidas 05 nascentes.

Vale salientar que, na pesquisa conduzida por Lucena (2013), foi possvel identificar a estrutura fsica das nascentes estudadas. Nessa pesquisa, buscou-se observar se elas possuam algum tipo de proteo nas paredes laterais (anel de concreto ou de alvenaria) e se possuam tampa. A ausncia de estrutura fsica de proteo (paredes laterais ou tampa) nas nascentes torna a gua vulnervel contaminao.

Para complementao da pesquisa, tambm foram levantados dados do Censo Demogrfico do IBGE, realizado no ano de 2010 referente ao setor censitrio N 261640705000118, no qual se encontram inseridas as nascentes que so alvo desse estudo.

2.3 Estruturao do Sistema de Informaes Geogrficas (SIG)

Inicialmente, para a estruturao do Sistema de Informaes Geogrficas, foi realizada a seleo dos arquivos em formatos shapefiles e imagens referentes ao assentamento rural Serra Grande e a sub-bacia do riacho Natuba. Estes arquivos foram cedidos pelo Projeto de Recuperao e Conservao de Matas Ciliares e de Nascentes na Bacia do Capibaribe da UFPE.

Os arquivos no formato shapefile utilizados foram: bacias hidrogrficas de Pernambuco, bacia do Capibaribe, Limite da bacia do Tapacur, Microbacias do Tapacur, Aude do Tapacur, Hidrografia da sub-bacia do Tapacur, Contorno da sub-bacia do Riacho Natuba, Hidrologia do Natuba, Alto Natuba, Mdio, Natuba, Baixo Natuba, Altimetria do Mdio Natuba, Estradas do Mdio Natuba, rea de

estudo, Reserva Florestal do Natuba, Assentamentos Rurais da sub-bacia do Natuba. A imagem de satlite utilizada nos mapas foi adquirida atravs do Google Earth.

Os dados utilizados foram referenciados no SIRGAS2000 - Sistema de Referncia Geocntrico para as Amricas, nico sistema geodsico de referncia adotado oficialmente no Brasil a partir de 25 de fevereiro de 2015.

As nascentes foram georreferenciadas com aparelho de GPS Map 62stc GARMIN, posteriormente, os dados de qualidade de gua das 17 nascentes e os de vazo referentes s 05 nascentes, adquiridos por Oliveira (2014) e Lucena (2013), bem como os dados do Censo 2010 do IBGE foram organizados e manipulados em planilhas do Microsoft Excel.

Em seguida, por meio das coordenadas das nascentes, essa tabela foi adicionada ao aplicativo ArcMap do ArcGIS 10.1 e transformada em arquivo shapefile de pontos para posteriormente ser armazenada ao Geodatabase (GDB). Dessa forma, os dados passaram a ser georreferenciados, ou seja, tiveram uma localizao definida a partir das coordenadas adquiridas com o GPS em campo.

Aps realizadas as etapas anteriores, passou-se para a etapa da visualizao dos dados em SIG. Com os diversos tipos de arquivos (grfico e no grficos) inseridos no ArcGIS, foi possvel manipular os dados de acordo com os temas trabalhados com o objetivo de apresentar visualmente todo o contedo do banco de dados. Ainda foi possvel fazer a formatao das cartas georreferenciadas e grficos temticos como a introduo de ttulos, legendas e alteraes de cores e smbolos.

Por fim, realizou-se a espacializao da rea de estudo, podendo identificar a localizao das nascentes, a qualidade da gua e vazo das mesmas, os diferentes tipos de uso do solo no assentamento, entre outros aspectos da rea.



3. Resultados e discusses 3.1 Seleo dos Indicadores de Sustentabilidade Hidroambiental

Conforme descrito na metodologia do trabalho, foram levantadas em bibliografia os indicadores que poderiam compor a base de dados espacial da pesquisa. Pela disponibilidade de dados, os seguintes indicadores foram selecionados.

3.2 Preparao dos Dados e Indicadores de Sustentabilidade Hidroambiental para o SIG

Com os indicadores selecionados, o passo seguinte foi manipular os dados de Oliveira (2014) referentes a qualidade de gua das nascentes e dados complementares, e de Lucena (2013) referentes vazo das nascentes, alm dos dados secundrios - Censo 2010 (IBGE, 2011) em planilhas do Microsoft Excel, para posteriormente ser realizada a insero dos mesmos no SIG.

Tabela 1. Indicadores de Sustentabilidade hidroambiental selecionados para compor a base de dados espacial do SIG

Indicador Indicadores de

Desenvolvimento Sustentvel IDS

(IBGE, 2012)

Indicadores de Gesto Ambiental

e de Recursos Hdricos

(Magalhes Jr, 2007)

Disponvel em:

Densidade Populacional Total, Urbana e Rural X X

Censo 2010 (IBGE)

ndice de Captao de gua para Abastecimento Pblico X X Pesquisa 2

Acesso ao Sistema de Abastecimento de gua X X

Censo 2010 (IBGE)

Acesso ao Sistema de Esgotamento Sanitrio X X

Censo 2010 (IBGE)

Qualidade de guas Interiores X Pesquisa 1 Taxa de Conformidade da gua segundo o

OD X Pesquisa 1

3.3 Visualizao dos Indicadores de Sustentabilidade Hidroambiental e Dados Complementares em SIG

A possibilidade de visualizao dos resultados das anlises ou at mesmo da distribuio espacial dos dados que compem um SIG faz com que a compreenso do analista seja facilitada. Justamente pelo fato do SIG ser uma ferramenta utilizada para anlise da informao geogrfica, dados geomtricos (base grfica) e alfanumricos (base no grfica) interligados

possibilitam o claro e objetivo entendimento do problema predeterminado.

Pretende-se neste item do trabalho apresentar as diferentes possibilidades de exibio dos dados armazenados em um ambiente de SIG. Sero apresentados mapas e grficos elaborados com dados obtidos de pesquisas anteriores e do Censo 2010 (IBGE, 2011).



3.3.1 Dados de Qualidade de gua das Nascentes e Dados Complementares Oliveira (2014)

Os dados obtidos da pesquisa de Oliveira (2014) foram organizados em planilha da Microsoft Excel e posteriormente inseridos no SIG por meio das coordenadas das dezessete nascentes contempladas no estudo.

Na Figura 02, observa-se que o SIG permitiu apresentar a localizao geogrfica das nascentes e, na legenda do mapa, o valor numrico do Oxignio Dissolvido e ainda se est ou no em conformidade com a legislao ambiental CONAMA 357/05 (BRASIL, 2005).

Em relao ao estado de conservao do entorno (Figura 03), atravs da observao in

loco, as nascentes foram classificadas como ruim, boa e regular. Oliveira (2014) explica que foram levados em considerao alguns fatores como: predominncia de cobertura vegetal no solo, ocorrncia de processos erosivos no solo, presena de animais de criao na rea, evidncia de queimada ou corte de vegetao e ocorrncia de edificaes domsticas.

Como o SIG permite a integrao de diversos tipos de dados, optou-se por apresentar os dados referentes ao estado de conservao do entorno das nascentes plotados sobre uma imagem de satlite do Google Earth, onde possvel ter uma ideia de como se encontra a rea do assentamento, pois verifica-se atravs da imagem as reas de vegetao mais densas e as reas de vegetao mais ralas.

Figura 2. Visualizao dos dados de Oxignio Dissolvido das nascentes.



Figura 3. Estado de conservao do entorno das nascentes.

3.3.2 Dados de Vazo das Nascentes e Dados Complementares Lucena (2013)

A espacializao das nascentes quanto estrutura de proteo (Figura 04) sobre o mapa de uso e ocupao da rea do assentamento tornou possvel verificar as que esto mais vulnerveis. Dentre as 5 nascentes, 3 delas apresentam estrutura de proteo com alvenaria, 1 possui a proteo com anel de concreto e 1 no possui parede de proteo. Tambm foi possvel observar que o entorno de uma das nascentes encontra-se em rea de campos antrpicos, ou seja, rea com pouca ou nenhuma vegetao o que poderia contribuir para deteriorao da qualidade da gua.

Para caracterizar o grau de conservao do entorno das nascentes, utilizou-se como base a metodologia exposta por Pinto et al. (2004), que apresenta os seguintes critrios:

- Preservada, quando apresentam pelo menos 50 m de vegetao natural no seu entorno medidas a partir da mesma; - Perturbada, quando no apresentam 50 m de vegetao natural em seu entorno, mas apresentam bom estado de conservao, apesar de parte estar ocupada por pastagem e/ou agricultura; e

- Degradada, quando apresentam alto grau de perturbao, muito pouco vegetada, solo compactado, presena do gado e presena de eroses e voorocas.

De acordo com os critrios analisados, das cinco nascentes, 02 nascentes foram consideradas preservadas, 02 perturbadas e uma foi considerada degradada.

A Figura 05 apresenta os referidos dados em ambiente de SIG, facilitando assim, a identificao e mostrando a localizao geogrfica de cada uma.



Figura 4. Estrutura de proteo das nascentes.

Figura 5. Grau de conservao das nascentes.



3.3.3 Dados secundrios do IBGE

A rea do assentamento rural onde esto situadas a nascentes estudadas fica localizada no setor 261640705000118 do municpio de Vitria de Santo Anto PE. Este setor possui 111 domiclios, com uma populao total de 381 habitantes, com valor de rendimento mdio mensal das pessoas responsveis pelo domiclio de R$ 485,58.

Visando demostrar novas possibilidades de visualizao de dados em ambiente de SIG, buscaram-se dados/ ndices de cobertura de servios de saneamento (gua e esgoto) do Censo de 2010/IBGE para agregar Indicadores de Desenvolvimento Sustentvel (IDS) ao banco de dados espacial desta pesquisa, esses sero apresentados atravs de grficos confeccionados no ArcGIS 10.1.

Analisando os resultados, verificou-se que no setor estudado, a principal forma de abastecimento da populao so as nascentes/poos localizadas na propriedade (Figura 06) com 63 domiclios, seguida por outras formas de abastecimento (quando a forma de abastecimento de gua do domiclio era proveniente de poo ou nascente fora da

propriedade, carro-pipa, gua da chuva armazenada de outra forma, rio, aude, lago ou igarap ou outra forma de abastecimento de gua, diferente das descritas anteriormente) com 43 domiclios e apenas 05 ligadas a rede geral.

De acordo com Braga & Silva (2009), no meio rural as nascentes desempenham essencial papel no atendimento s demandas de gua das populaes rurais difusas, que no teriam condies de receber o abastecimento de gua pelo sistema convencional pblico, em funo das grandes distncias dos centros de captao e tratamento das guas e em decorrncia da disperso espacial dos pontos de demanda. Isso implica a necessidade de valorizao dos servios prestados pelas nascentes, como fonte vital para o atendimento dessas populaes rurais.

Em relao ao esgotamento sanitrio no setor estudado, a fossa rudimentar foi o tipo mais frequente no assentamento, seguido pelo esgotamento via vala (Figura 07). Esse dado revela um grave problema para a populao residente no assentamento, pois a falta do esgotamento sanitrio se transforma num grande vetor de contaminao, j que a principal forma de abastecimento so as nascentes.

Figura 6. Formas de abastecimento de gua no setor 261640705000118



Figura 7. Esgotamento sanitrio no setor 261640705000118

4. Concluses

Atravs do SIG estruturado nessa pesquisa, foram confeccionadas diferentes cartas georreferenciadas e grficos temticos que retratam espacialmente a realidade do assentamento rural Serra Grande no tocante aos indicadores de sustentabilidade hidroambiental e de outros dados relativos s nascentes monitoradas na rea.

Alm da confeco de mapas e das funes de armazenamento e recuperao da informao espacial, atravs da gerao de banco de dados espaciais, o SIG tem como sua principal funo a possibilidade de realizar anlises espaciais. Apesar de no ter sido objeto de estudo nesta pesquisa, as anlises permitiram gerar novas informaes a partir dos dados disponveis.

Com a sobreposio de mapas disponibilizada no SIG possvel inferir sobre a relao que existe entre a qualidade da gua das nascentes, o estado de conservao do entorno, o tipo de solo, etc. Desta forma, torna-se evidente o quanto o armazenamento dos dados em um SIG pode revelar do objeto em estudo numa pesquisa

cientfica, atravs de consultas e anlises espaciais.

Dessa forma, verificou-se atravs da pesquisa que o uso de um SIG permitiu integrar dados de diversas fontes, organizou e facilitou a manipulao de dados espaciais, revelando ser uma importante ferramenta no armazenamento, gerenciamento, integrao e visualizao das informaes tanto grficas como no grficas, quando bem estruturado, mostrou-se capaz de auxiliar gestores na tomada de deciso quanto aos problemas ambientais, sejam urbanos ou rurais. Para isso, a visualizao dos dados (indicadores) foi bastante aprimorada, atendendo ao objetivo de apresentar da melhor forma possvel as informaes.

6. Bibliografia

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Art

igo


SIGWeb para Dados de Qualidade de gua em Bacias Hidrogrficas

WebGIS for Water Quality Data in Watershed


Aida Arajo Ferreira, Daniel Bion Barreiros e Ion Maria Beltro Rameh Barbosa* Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Pernambuco (IFPE)- Campus Recife. Av. Professor Luiz Freire, 500, Cidade Universitria, Recife/PE, 50.740-540. | *[email protected]; [email protected]

RESUMO

A grande quantidade de dados hidrolgicos necessrios gesto eficiente dos recursos hdricos requer avanos na forma como estas informaes so adquiridas, armazenadas e manipuladas. A divulgao e compartilhamento de dados espaciais atravs da web (World Wide Web) uma tendncia atual dos Sistemas de Informaes Geogrficas e vem crescendo significativamente nos ltimos anos. Esse trabalho tem como objetivo descrever o desenvolvimento de um SIGWeb, chamado de BaciaGis, para gerenciamento de dados de qualidade de gua de bacias hidrogrficas pernambucanas. Os programas utilizados para o desenvolvimento do aplicativo foram: Ambiente de programao (IDE): Netbeans 7.0.1; Servidor de Mapas: GeoServer; Banco de Dados: MySQL 5.6.12; Biblioteca para visualizao de mapas em navegadores: OpenLayer e Servidor de aplicaes Web: Glassfish 4.0. O sistema essencial para atualizao dos dados, pois alm cadastrar os dados das amostras no banco de dados do sistema, o administrador capaz de exportar os dados dessas amostras para serem utilizados em qualquer outro SIG. No futuro, com o seu aprimoramento, o sistema se tornar mais robusto e funcional, podendo at se tornar aplicvel em rgos gestores ambientais.

Palavras-chaves: SIG, Gesto Ambiental, Bacias Hidrogrficas, Qualidade da gua.

ABSTRACT

The large amount of hydrological data necessary for the efficient management of water resources requires advances in how this information is acquired, stored and manipulated. The dissemination and sharing of spatial data over the web (Web Wide World) is a current trend of Geographic Information Systems and has been growing significantly in recent years. This paper aims at describing the development of a SIGWeb, called BaciaGis for quality data management in Pernambuco water basins. The programs used for application development were: programming environment (IDE): Netbeans 7.0.1; Map Server: GeoServer; Database: MySQL 5.6.12; Library map display in browsers: OpenLayer and Web Application Server: Glassfish 4.0. The system is essential to update the data, as well as recording the data of the samples in the system database, the administrator is able to export the data from these samples for using in any other GIS. In the future, with its improvement, the system will become more robust and functional, and may even become applicable in environmental management agencies.

Keywords: GIS, Environmental Management, Watersheds, Water Quality.

1.Introduo

A gua um recurso natural limitado e elemento essencial para o desenvolvimento das regies. O aumento populacional e, consequentemente, o consumo de gua, associado ao aumento da poluio dos corpos hdricos, fazem com que muitas comunidades j

estejam sofrendo com a escassez deste elemento. Diante dessa situao, o seu uso e gerenciamento adequados so fundamentais para o maior aproveitamento dos recursos hdricos e para garantir um futuro sustentvel (BRAGA et al., 2005).



Significativos avanos foram alcanados na gesto dos recursos hdricos em Pernambuco. Aps a Lei N 9.433 de 8 de janeiro de 1997, que instituiu a Poltica Nacional e o Sistema de Gerenciamento de Recursos Hdricos, muitos estados implementaram sua poltica estadual (ANA, 2009). A Lei das guas enumera os instrumentos que do fora gesto dos recursos hdricos, indicando os meios pelos quais a poltica pode ser exercida. Dentre esses instrumentos esto os planos de recursos hdricos, o enquadramento dos corpos dgua em classes, a outorga dos direitos de uso dos recursos hdricos, a cobrana pelo uso dos recursos hdricos e os sistemas de informaes em recursos hdricos (BRASIL, 1997). No Estado de Pernambuco, a Poltica Estadual de Recursos Hdricos (Lei N 12.984/05) considera como seus instrumentos todos aqueles previstos na Poltica Nacional e acrescenta a fiscalizao do uso e o monitoramento de recursos hdricos (PERNAMBUCO, 2005).

Uma gesto sustentvel dos recursos hdricos necessita de um conjunto de instrumentos, dentre eles uma base de dados e informaes socialmente acessvel, o controle dos impactos sobre os sistemas hdricos e a tomada de deciso. O processo de gesto exige ferramentas que permitam o acesso rpido aos dados da bacia hidrogrfica, possibilitem a avaliao de cenrios atuais e futuros e possam analisar alternativas de implantao de obras e/ou operao de sistemas. A tomada de deciso sobre outorga, eventuais racionamentos, enquadramento dos corpos dgua, tratamento e diluio de efluentes, entre outros, no podem prescindir de bases de informaes sistematicamente organizadas e atualizadas (PORTO & PORTO, 2008).

A grande quantidade de dados hidrolgicos necessrios gesto eficiente dos recursos hdricos requer avanos na forma como

estas informaes so adquiridas, armazenadas e manipuladas. Marques et al. (2011), afirmam que as agncias reguladoras de gua necessitam adotar sistemas inteligentes para o gerenciamento de grandes quantidades de dados, capazes de conectar, recuperar e analisar informaes de diferentes bancos de informaes mantidos pelos rgos gestores estaduais.

O Sistema de Informaes em Recursos Hdricos a base essencial para a aplicao de todos os instrumentos de gesto (PORTO & PORTO, 2008). Por esta razo, com os avanos alcanados pela Hidrologia e a recente integrao dos Sistemas de Informao Geogrfica (SIG) com a Tecnologia da Informao e Comunicao (TIC) fizeram surgir ferramentas poderosas que auxiliam os gestores na tomada de deciso.

O Sistema de Informaes Geogrficas (SIG) por ser uma ferramenta computacional capaz de reunir um grande volume de dados que compreende a dimenso espacial, permite o armazenamento, manipulao e anlise da informao geogrfica com intuito de entender os fatos e fenmenos que ocorrem no mundo real (CARVALHO et al., 2000).

Por outro lado, a divulgao e compartilhamento de dados espaciais atravs da World Wide Web (www) uma tendncia atual dos SIGs e vem crescendo significativamente nos ltimos anos. O SIGWeb uma geotecnologia que usa a internet como o meio principal de acessar dados, executar anlises espaciais e/ou oferecer servios baseados em localizao. Esse sistema induz o usurio a gerar suas prprias camadas de informaes de diferentes locais, traduzindo-as em informaes geradas de acordo com o seu perfil e nvel de conhecimento sobre o tema (BRESSAN, 2010). Em se tratando da utilizao desta tecnologia em organizaes, observa-se que o SIGWeb tem se


45 Ferreira, A. A.; Barreiros, D. B. e Barbosa, I. M.B.R.

mostrado uma ferramenta muito importante para gesto de dados, de forma a viabilizar e gerar interatividade nos trabalhos em grupos e na organizao, permitindo acessos simultneos a uma mesma base de dados, trazendo, desta forma, novas possibilidades para o planejamento e gesto de diversas atividades (CASANOVA, 2005; DIAS et al., 2014; MEDEIROS et al., 2011), nas quais se incluem a gesto dos recursos hdricos.

Atualmente, a Agncia Pernambucana de guas e Clima (APAC) e a Agncia Estadual de Meio Ambiente (CPRH) dividem-se no cumprimento da tarefa do monitorar a qualidade da gua dos corpos hdricos estaduais, tendo em vista a mesma atribuio aos dois rgos.

A CPRH possui a Diretoria de Controle de Fontes Poluidoras (DCFP), a qual responsvel pelo monitoramento sistemtico da qualidade da gua dos rios e reservatrios do Estado e pela divulgao destes dados sociedade. A Unidade de Anlises Laboratorial, dentro da Diretoria Tcnica Ambiental desta Agncia, realiza as anlises da gua coletada em pontos estratgicos da rede hdrica estadual. APAC cabe realizar apenas o monitoramento da gua de reservatrios localizados no Serto do Estado. Esta, por sua vez, tambm encaminha as amostras de gua coletada para o laboratrio da CPRH, efetua o pagamento por este servio por meio de convnio e recebe os boletins com os resultados das anlises.

O monitoramento sistemtico dos rios e reservatrios pernambucanos realizado com maior frequncia desde 2005, quando houve um redimensionamento da malha de estaes de amostragem. Atualmente, a maior parte dos pontos monitorados possui uma frequncia trimestral, onde, basicamente, so coletadas amostras de gua superficial e analisados os seguintes parmetros: Temperatura, pH, OD, DBO, Amnia, Fsforo Total, Slidos Totais,

Turbidez, Salinidade, Condutividade Eltrica, Ecotoxicidade, Coliformes Termotolerantes, Clorofila a e Densidade de Cianobactrias.

Efetuadas as anlises, o laboratrio repassa os boletins com os resultados para a DCFP que alimenta um banco de dados em planilhas eletrnicas em Microsoft Excel, calcula os ndices de qualidade de gua (ndice de Qualidade de gua- IQA, ndice de Estado Trfico- IET, Risco de Salinidade do Solo- RSS e ndice de Toxicidade- IT) e complementa com informaes de pluviometria (total mensal e mdia histrica) do local.

Em relao divulgao dos resultados do monitoramento, a CPRH responsvel pela disponibilizao dos dados de qualidade hdrica das bacias hidrogrficas pernambucanas. Atravs de seu stio na internet e por meio de mapas (em arquivo pdf) so apresentados rede hidrogrfica, a localizao das estaes de monitoramento e os resultados de ndices que expressam a qualidade da gua, sejam em pontos localizados em rios ou em reservatrios, mesmo aqueles monitorados pela APAC (do Serto do Estado). Para essa ltima informao, a CPRH utiliza uma simbologia prpria e de acordo com os critrios de classificao de cada ndice adotado.

Alm dos mapas, a divulgao dos ndices de qualidade de gua calculados para cada bacia monitorada tambm se d na forma de download em planilha Excel ou em arquivo pdf. Tambm possvel imprimir esses resultados, a partir do endereo eletrnico http://www.cprh.pe.gov.br. A CPRH tambm divulga os relatrios anuais de bacias hidrogrficas que contm informaes relevantes, tais como o diagrama unifilar da bacia, os valores de coordenadas das estaes de monitoramento, os resultados dos parmetros de qualidade de gua monitorados, dentre outras.



Dentro desse contexto, esse trabalho tem como objetivo descrever o desenvolvimento de um SIGWeb, chamado de BaciaGis para gerenciamento de dados de qualidade de gua de bacias hidrogrficas pernambucanas. Esse sistema possibilita o gerenciamento e visualizao de parmetros e de ndices de qualidade da gua de rios e reservatrios e permite a divulgao desses dados atravs da Internet.

2. Materiais e Mtodos

Buscando melhorar o gerenciamento dos dados (parmetros e ndices) de qualidade de gua e de possibilitar o melhor direcionamento das aes de fiscalizao dos rgos gestores, surgiu a ideia de criao do sistema BaciaGis como tema de trabalho de concluso do curso de Tecnologia em Anlise e Desenvolvimento de Sistemas. Esse sistema tem como principal objetivo representar os dados e ndices de qualidade da gua das estaes de amostragem ao longo das bacias hidrogrficas e apresentar os resultados sociedade de maneira simples, facilitando a visualizao e o entendimento do comportamento da qualidade de gua.

A construo do sistem

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