Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/4045
O Doutorado Acadêmico inicou-se em 2006 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) do Instituto de Tecnologia da UFPA (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).
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Navegando Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC por Assunto "Abastecimento de água"
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Tese Acesso aberto (Open Access) Análise dos impactos da dinâmica de sólidos e de nutrientes na qualidade da água de ambiente lêntico utilizado no abastecimento de comunidades amazônicas(Universidade Federal do Pará, 2012-08) SARAIVA, André Luis de Lima; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244Os mananciais do Utinga, formados pelos lagos Bolonha e Água Preta, estão contidos em uma Área de Proteção Ambiental - APA e são utilizados pela Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA, para o abastecimento da população da Região Metropolitana de Belém - RMB. Esses mananciais são constituídos pelo rio Guamá, onde a água é captada e enviada por recalque ao lago Água Preta, que por um canal artificial com escoamento por gravidade, alimenta o lago Bolonha, e é bombeado para a Estação de Tratamento de Água - ETA. Os principais problemas de poluição/contaminação desses mananciais surgiram com o avanço urbanístico desordenado, que ocasionam o lançamento indevido de esgoto e resíduos sólidos dos bairros, favelas e conjuntos residenciais próximos às principais nascentes. O objetivo deste estudo foi de utilizar ferramentas para subsidiar o monitoramento e conhecimento da qualidade da água no lago Água Preta, visando prevenir e/ou corrigir processos de degradação, tais ferramentas são as análises multivariadas de parâmetros abióticos e clorofila a, balanço de nutrientes e modelagem hidrodinâmica com intuito de observar a dispersão do transporte de sedimentos. Foram realizadas coletas de águas superficiais em 3 pontos escolhidos estrategicamente para avaliar a influência antrópica no lago Água Preta, bem como dos sedimentos suspensos que são carreados para dentro do lago. Os pontos de coleta de amostras foram georreferenciados com GPS (modelo ARMIN) e as coletas de águas superficiais foram realizadas com a garrafa de Van Dorn de 2,5 L e transportadas para o Laboratório de Química Ambiental (LQA), localizado na Universidade Federal Rural da Amazônia, para posteriores análises. As coletas foram realizadas durante os meses de março, maio, junho, agosto, setembro e outubro do ano de 2010, coincidindo com os períodos de maior e de menor precipitação pluviométrica. Os dados dos parâmetros abióticos e de clorofila a foram analisados por métodos de estatística descritiva e de análises de componentes principais. Também foram realizadas análises do balanço de massa de água e de nutrientes e adotou-se o uso do modelo hidrodinâmico do programa de modelagem SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), visando simular as condições hidrodinâmicas do lago Água Preta durante um ano. Através dessas simulações foram gerados mapas superficiais de correntes para observar os diferentes padrões de circulação, pois o uso de modelos têm tido um papel relevante no planejamento e na elaboração de cenários alternativos, que englobam o diagnóstico adequado dos sistemas hídricos em sua estruturação, processo e dinâmica. Os parâmetros estudados mostraram variações durante os períodos de menor e de maior precipitação pluviométrica, sendo encontrados maiores contribuição no ponto 2 em relação a turbidez, a cor, o oxigênio dissolvido, nitrato, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos. Os demais parâmetros (N-amoniacal, demanda bioquímica de oxigênio e fósforo total) tiveram contribuição nos pontos 1 e 3, indicando fonte de poluição orgânica, decorrente de efluentes domésticos, já que nas proximidades ocorre lançamento de esgotos. No balanço de massa foi constatado que tanto o fósforo total quanto nitrogênio inorgânico dissolvido foram influenciados pela carga de água do rio Guamá durante o período seco. Enquanto que com altos índices de pluviosidade, o fósforo total teve carga maior devido a maior contribuição da drenagem de água de esgotos lançados para dentro do reservatório. O tempo de retenção para o fósforo total foi de 180 dias e o nitrogênio inorgânico dissolvido foi de 536 dias. Através desse balanço foi possível quantificar a entrada, retenção e exportação de nutrientes como também avaliar o potencial de eutrofização desse reservatório. No modelo hidrodinâmico mostrou que a distribuição do módulo da velocidade foi idêntica para cada mês do ano, independente da direção do vento, tendo a mata ciliar em torno desse ambiente hídrico importante papel na diminuição da velocidade modular na superfície da água. Porém próximo ao canal de saída de água do lago foi observada variação da velocidade de 0,32 m/s no período chuvoso e de 0,28 m/s no período seco, o que pode estar relacionada com as precipitações. Além disso, a entrada de água no reservatório forma vórtice tendendo ao processo de assoreamento, fato esse verificado na batimetria. Os processos de assoreamento nesse ponto se dão principalmente nos períodos com menores precipitações, pois a COSANPA aumenta as vazões de entrada de água para manter o nível do reservatório para o abastecimento da Região Metropolitana de Belém, propiciando o maior aporte de sedimentos suspensos, fato esse observado através dos parâmetros de turbidez, cor e sólidos suspensos, os quais tiveram maiores concentrações nesse ponto e uma diminuição à medida que se afastava para o ponto 3 (saída de água para o canal de ligação). Essas ferramentas são de grande importância para preservação do manancial, pois possibilitarão diagnosticar a capacidade que o lago tende a reter e eliminarem os nutrientes, bem como ao processo de circulação hidrodinâmica permitindo verificar locais que podem ter uma maior e menor deposição de materiais suspensos na coluna d’água. Esse estudo permitirá fornecer dados que subsidie as autoridades competentes e ajudará na conservação de outros mananciais utilizados para o abastecimento de água para as cidades.Tese Acesso aberto (Open Access) Desenvolvimento de modelo de sistema de informações geográficas para avaliação da eficiência hidroenergética em sistemas de abastecimento de água(Universidade Federal do Pará, 2015-10-29) SANTOS, Aline Christian Pimentel Almeida; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244Desenvolvimento de metodologia para a avaliação do desempenho hidroenergético de Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) utilizando modelo de Sistema de Informações Geográficas (SIG) para auxiliar na tomada de decisão na operação de SAAs. O modelo desenvolvido em plataforma SIG possibilita o registro, a sistematização e a espacialização dos dados hidroenergéticos, a fim de evitar gastos excessivos com a energia elétrica agregada ao volume de água disponibilizado para consumo. Na 1ª Etapa foram identificados os parâmetros hidroenergéticos utilizados nos atuais métodos de gerenciamento de SAA e, em seguida, definidos os dados e indicadores para a representação espacial no modelo do desempenho hidroenergético por setor e por unidade de abastecimento de água. Na 2ª Etapa foi desenvolvido o modelo de gestão em SIG por meio da IDE Delphi XE5 e da plataforma TatukGis, em três fases: Construção do banco de dados geográfico (Fase 1); Construção do módulo SIG (Fase 2) e Construção do módulo hidroenergético (Fase 3). A última Etapa (3ª Etapa) foi destinada a avaliação da funcionalidade do modelo desenvolvido, sendo simulado o funcionamento do SAA Bolonha, da Região Metropolitana de Belém, Pará, Brasil, o que permitiu a espacialização dos dados e indicadores para identificação dos setores com melhor e com pior desempenho hidroenergético. A ferramenta de construção de mapas de graduação de cores mostrou-se eficiente, permitindo a rápida identificação do melhor resultado do índice de consumo de energia elétrica no setor 9 da Zona Central (0,62 KWh/m³), bem como do pior índice de perda total no setor 7 da Zona Central (54,29%). Além da ferramenta para sinalização de alerta para os indicadores acima da meta estabelecida pelo usuário, que possibilitou a identificação do setor 7 com o pior índice de consumo de energia elétrica (0,85 KWh/m³). Com o trabalho foi constatado que o modelo SIGHE2A é uma ferramenta que permite e agiliza a avaliação do desempenho hidroenergético de SAA, especialmente por facilitar a identificação do problema e a tomada de decisão.Tese Acesso aberto (Open Access) Desenvolvimento e aplicação de metodologia para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água(Universidade Federal do Pará, 2016-02-19) REGO, Augusto da Gama; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244A Tese de Doutorado teve por objetivo o desenvolvimento de metodologia e sua implementação em software para avaliação de desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água (SAA), bem como aplicação em sistema de escala real. A pesquisa foi executada em duas etapas: 1) foi modelado todo o processo de avaliação de desempenho hidroenergético, foram estabelecidas formulações para cálculo de perdas hidroenergéticas e implementada metodologia em software; 2) foi realizada a aplicação da metodologia em SAA de escala real, que necessitou de monitoramento de grandezas hidroenergéticas e de simulação computacional do mesmo SAA no Epanet 2.0. Os resultados da primeira etapa consistiram na definição de perdas hidroenergéticas, na conceituação de desempenho hidroenergético, na metodologia proposta (sequenciamento de ações e inerentes formulações matemáticas) para o cálculo de perdas hidroenergéticas e para avaliação de desempenho hidroenergético de SAA, na implementação da metodologia em software (batizado de SADHE2A) e no teste da metodologia com sucesso em SAA com dados sintéticos. Os resultados da segunda etapa foram consequência da aplicação da metodologia, com uso do SADHE2A – versão Beta, no SAA Guanabara (localizado na cidade de Ananindeua, Pará, Brasil), na qual foram verificadas perdas globais de água de 55,42%/m e perdas globais de energia elétrica consumida de 58,31% (ambos os desempenhos classificados como “ruim”) que ocasionaram impacto financeiro de -17.981,77 R$/mês (57,61% de toda a despesa com consumo de energia elétrica no SAA, desde a captação de água bruta até a entrega de água tratada ao consumidor). Por fim, a metodologia desenvolvida atendeu as expectativas da pesquisa para calcular as perdas de água e de energia elétrica consumida e avaliar o desempenho hidroenergético de SAA, com elevada potencialidade de uso no Brasil e no exterior.