Dissertações em Engenharia Sanitária e Ambiental (Mestrado Profissional) - PPGESA/ITEC

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Acesso aberto (Open Access)
Simulação do uso de bombas com velocidade variável em processos de saneamento
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-07) TRINDADE, Rafael Pinheiro; SENA, Manoel José dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2349287816857909
A busca por eficiência energética e sustentabilidade em sistemas de saneamento motivou este estudo, que investigou o uso de bombas centrífugas de velocidade variável (BVV) em processos de abastecimento de água, esgotamento sanitário e drenagem urbana. O objetivo principal foi desenvolver uma ferramenta computacional para simular o comportamento dessas bombas em diferentes condições operacionais, comparando seu desempenho com o de bombas de velocidade constante (VC). A metodologia incluiu a modelagem matemática baseada nas leis de similaridade hidrodinâmica e a implementação de um algoritmo em C++, validado por comparação com dados de referência. Foram analisados 21 cenários, variando a vazão inicial (Qm) de 200 a 800 m³/h e a amplitude de variação (Aq) de 20 a 60 m³/h, em períodos de 24 horas. Os resultados demonstraram que as BVV são significativamente mais eficientes em baixas vazões (Qm ≤ 400 m³/h), com economias de energia entre 19% e 43%. Porém, em vazões mais elevadas (Qm ≥ 500 m³/h), a operação em velocidade variável tornou-se menos vantajosa, resultando em aumento do consumo energético (até 154% em casos extremos). A redução da potência consumida em regimes de baixa rotação, aliada à flexibilidade de ajuste da vazão sem perdas por estrangulamento, justifica a adoção de BVV em sistemas com demandas flutuantes. Concluiu-se que a tecnologia de velocidade variável é viável para otimização energética em contextos específicos, especialmente em aplicações de saneamento com variação moderada de demanda. A ferramenta desenvolvida permite a análise de cenários reais, auxiliando na tomada de decisão técnica e no ensino de engenharia sanitária e ambiental.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de parâmetros da qualidade do ar em um município amazônico do Estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-21) ROSÁRIO, Abimael Silva do; MENDONÇA, Neyson Martins; http://lattes.cnpq.br/7534816053779593
Este estudo avaliou a qualidade do ar em Barcarena, Pará, durante o ano de 2023, com foco no monitoramento das concentrações de material particulado (MP2.5, MP10 e PTS) em dois pontos distintos (P01 e P02) localizados próximos a um polo industrial com atividades de beneficiamento e embarque de minério, armazenamento e ensacamento de fertilizantes agrícolas, além de porto de embarque de grãos. A escolha desses pontos se deu por sua localização estratégica na área de influência de diversos empreendimentos, considerando também a direção predominante dos ventos na região. As coletas foram realizadas por meio de Amostradores de Grande Volume (AGV), com duração de 24 horas, seguindo as diretrizes do Guia Técnico de Qualidade do Ar e da Resolução CONAMA nº 491/2018. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística descritiva e multivariada, utilizando o software Minitab Statistical, para determinar as concentrações de MP2.5, MP10 e PTS e calcular o Índice de Qualidade do Ar (IQAr). Os resultados demonstraram que as concentrações de MP2.5, MP10 e PTS estavam em conformidade com os padrões intermediários (PI 1) estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 491/2018, bem como com os limites mais restritivos da Resolução CONAMA nº 506/2024. O IQAr calculado para MP2.5 e MP10 foi classificado como "N1 - Boa" durante todo o período de estudo, indicando a ausência de efeitos nocivos à saúde humana. Adicionalmente, o estudo realizou uma análise de custos de campanhas de monitoramento da qualidade do ar, considerando insumos, mão de obra e equipamentos, utilizando o software ORÇAFASCIO para elaboração do orçamento. Este estudo contribui para o monitoramento da qualidade do ar em áreas com intensa atividade industrial, fornecendo dados relevantes para a gestão ambiental e a saúde pública. Adicionalmente, a análise de custos realizada no estudo oferece informações importantes para o planejamento e a tomada de decisão em projetos similares.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem de Informação da Construção (BIM) para Proposição de Alternativas de Tratamento de lixiviado
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-19) SILVA, Rafael Haruo Yoshida; MENDONÇA, Neyson Martins; http://lattes.cnpq.br/7534816053779593
O tratamento do lixiviado de RSU envolve grande complexidade técnica, dado a sua composição altamente diversificada e concentrada em termos de contaminantes orgânicos, inorgânicos e emergentes, exigindo dessa forma, um alto nível de projeto de engenharia. Neste contexto, a utilização de ferramentas facilitadoras como o Building Information Modelling (BIM) nas etapas de concepção, execução e gerenciamento destes projetos, torna-se fundamental para otimização do tempo e dos recursos necessários em cada fase relacionada, sendo corroborada pelo Decreto-Lei n° 10.306, de 2 de abril 2020 e Lei n° 14.133, de 1° de abril de 2021. Tendo em vista a necessidade de adequação dos projetos de engenharia ao BIM e o gerenciamento ambientalmente adequado do lixiviado gerado nos aterros sanitários, esta dissertação dissertação tem como objetivo a utilização do conceito BIM no desenvolvimento de alternativas de tratamento de lixiviado de RSU, explorando dois arranjos de tratamento, sendo a alternativa 01 para o cenário baixa carga e a alternativa 02 para o cenário alta carga. Os resultados obtidos com a aplicação do BIM na concepção das duas alternativas de tratamento de lixiviado foram: (I) quantitativos de tubulações, conexões, equipamentos hidráulicos e unidades de tratamento; (II) verificação do número de inconsistências existentes nos dois modelos; e (III) Peças gráficas e imagens dos modelos. O quantitativo da alternativa 02 superou em 100% o da alternativa 01 na maioria dos itens analisados, com exceção nas tubulações, devido à complexidade da alternativa 02 e ao cenário a que este pertence (alta carga), demandando assim uma maior alocação de recursos. No que diz respeito as inconsistências observadas nos dois modelos, foram identificadas e corrigidas um montante de 64 inconsistências entre tubos, conexões e válvulas especiais. Como resultado da modelagem, foram geradas 70 peças gráficas, 10 tabelas de quantitativo e 8 imagens 3D renderizadas. Quanto à avaliação das alternativas de tratamento de lixiviado 01 e 02 por meio do método Simple Additive Weighting (SAW), foram obtidos os índices de 0,94 e 0,74, respectivamente, evidenciando a diferença existente entre os dois cenários (alta carga e baixa carga) e a necessidade de maior estrutura e recursos mais expressivos na expansão da estação de tratamento de lixiviado para a alternativa 02. Comparando-se os padrões de lançamento de efluente tratado da CONAMA 430/2011 com os padrões internacionais de lançamento de lixiviado tratado foi possível observar que o Japão, Austrália, França e Estados Unidos foram os países que mais se aproximaram do Brasil, apresentando valores de parâmetros similares regulamentados de 52,63%, 42,11%, 42,11% e 42,11 respectivamente. Entretanto, grande parte desses parâmetros possuem valores máximos permitidos diferentes quando comparados com o do Brasil, destacando a necessidade de requalificação das normativas e resoluções vigentes. Considerando todos os resultados obtidos no presente trabalho de dissertação, a aplicação do BIM nos projetos de engenharia revela-se como um caminho promissor na otimização de tempo e recursos na concepção, execução e gerenciamento de projetos, ainda que em passos tímidos no Brasil.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema de Informações Geográficas na análise da relação do saneamento básico com a saúde pública em áreas urbanas
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-03) SOUZA, Arllen Augusto Gomes.; ALMEIDA, Aline Christian Pimentel; http://lattes.cnpq.br/1388841813412015; https://orcid.org/0000-0002-7421-5632
Identifica os principais problemas relacionados ao saneamento básico e saúde pública no Distrito Administrativo do Guamá (DAGUA), em Belém-PA, com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG). A metodologia do estudo foi desenvolvida em quatro etapas: na primeira, foram identificados os principais problemas de saneamento básico no DAGUA; após isso, com o auxílio de mapas de pontos em SIG, foram levantados e espacializados os números de casos confirmados de doenças relacionadas ao saneamento básico, como a Dengue, Chikungunya, Doenças Diarreicas Agudas (DDA) (2017-2018), Vírus Zika, Leptospirose, Febre Amarela e Hepatite Vírus-A, no período de 2015 a 2022, no banco de dados da Secretaria Municipal de Saúde de Belém (SESMA); na terceira etapa, estabeleceu-se o comparativo entre a falta de saneamento básico e os problemas de saúde pública na área de estudo por meio de mapas coropléticos com auxílio do SIG; na última etapa, foram propostas medidas estruturantes e estruturais para o DAGUA. Os resultados constatados foram os seguintes: a necessidade de manutenção nas unidades de tratamento e nas redes de distribuição de água, uma vez que muitas estão expostas e com encaminhamento dentro de canais de drenagem que recebem efluentes in natura; o cenário de déficit de atendimento para coleta e tratamento do esgotamento sanitário em todos os bairros pertencentes ao DAGUA; a presença de pontos de alagamentos e com áreas suscetíveis a alagamentos; e resíduos sólidos dispostos em locais irregulares, o que contribui para a proliferação dos roedores, doenças e instabilidade na periodicidade da coleta dos resíduos. Além disso, no que tange à saúde pública, observa-se que o bairro do Guamá é o mais afetado em todos os tipos de doenças, porém as DDA foram as que apresentaram maior quantidade de casos, embora as informações cedidas sejam apenas dos anos de 2017 e 2018. Assim, o relacionamento entre os indicadores de doenças e as condições de saneamento na área de estudo, mostrou que a falta de saneamento adequado é a causa do aumento no número de ocorrências das doenças analisadas. A fim de melhorar a relação entre saneamento e saúde pública, nesta pesquisa, foram propostas medidas estruturantes e estruturais. Portanto, o desenvolvimento deste estudo possibilitou, por meio do SIG, analisar a relação entre saneamento básico e saúde pública no DAGUA, com intuito de ajudar na tomada de decisão do gestor público, atender o corpo social e proporcionar melhor qualidade de vida para a população
Acesso aberto (Open Access)
Práticas e ações de sustentabilidade com intervenção pedagógica
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-06) MIRANDA, Françoise Helouise Costa de; PENNER, Giovanni Chaves; http://lattes.cnpq.br/3110276957027781
Há uma preocupação mundial em relação a mudança do clima, e para que se tenha uma resposta à esta ameaça, vários acordos e conferências estão sendo realizados pelo mundo. A motivação para o projeto se dá a partir da dificuldade que o ensino básico enfrenta em planejar práticas e ações sustentáveis no ambiente escolar, diante disto foi pensando em levar soluções para que as propostas fossem desenvolvidas por uma escola pública no município de Belém-Pará. Sendo assim, optou-se por trabalhar em 3 etapas dentro do projeto desenvolvido pela escola intitulado “Escolas de Saberes e Ações para Sustentabilidade”, para reconhecimento da área, analise do projeto proposto pela escola, busca de projetos já existentes, e de parcerias técnicas com objetivo de sensibilizar a comunidade escolar para o uso responsável dos recursos naturais, como a redução de consumo de energia, do consumo de água e criar ambientes mais saudáveis para comunidade escolar e consequentemente para a população do entorno. A partir das visitas, das reuniões realizadas com os professores, gestão da escola e da observação das características de infraestrutura, iniciou-se as ações e práticas sustentáveis do projeto supracitado, bem como propôs-se a utilização e adequações na metodologia da Agenda Ambiental na Administração Pública - A3P disponibilizada pelo Ministério do Meio Ambiente, o qual não aconteceu devido a gestão escolar não conseguir se envolver e incentivar os professores nas atividades que foram realizadas com os alunos, implicando na interrupção das ações.
Acesso aberto (Open Access)
Recarga do aquífero livre na Universidade Federal do Pará, campus Belém
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-06) SILVA, Salim Rodrigues da; PENNER, Giovanni Chaves; http://lattes.cnpq.br/3110276957027781
No Brasil o abastecimento urbano, abastecimento rural, indústria, mineração, termelétrica, animal e irrigação consomem, aproximadamente, 61,46 bilhões de m³/ano de água doce, sendo a maior demanda do abastecimento urbano (25%). Em Belém, a captação de água subterrânea para alimentação do Sistema de Abastecimento de Água vem aumentando. Apesar disso a baixa qualidade na sua distribuição, acaba estimulando a capitação de água sem nenhum critério, contribuindo para a exploração excessiva de aquíferos. No campo da pesquisa científica, no Estado do Pará, o quantitativo de trabalhos para estimativa da recarga subterrânea é incipiente tornando premente o desenvolvimento de novas pesquisas. Para tanto, este trabalho tem como objetivo estimar a recarga do aquífero livre de porosidade primária localizado em depósito aluvionar, subjacente a Universidade Federal do Pará (UFPA), campus Belém. A estimativa de recarga foi realizada através do método Water-Table Fluctuation (WTF) em 8 poços de monitoramento distribuídos nos setores denominados saúde e profissional da Universidade Federal do Pará. A média da variação do nível de água na área de estudo apresentou-se entre 0,76 e 2,27 m (monitoramento discreto e contínuo). Um rendimento específico (Sy) foi determinado através de um teste de bombeamento, o qual forneceu dados que foram analisados no software AQTESOLV Demo, utilizando a solução analítica de Tartakovsky-Neuman. O resultado de Sy do teste de bombeamento foi de 0,1 (10%). A recarga estimada para o monitoramento discreto ficou entre 101,40 mm e 371,60 mm (ano de 2020), entre 75,50 mm e 552,60 mm (ano de 2021) e entre 19,50 mm e 140,50 mm (ano de 2022), com média de 583,51 mm, o qual representa 6,93% da precipitação do período de estudo (8.419,14 mm) e para o monitoramento contínuo, ficou entre 40,00 mm e 87,90 mm (ano de 2020) e entre 19,30 mm e 218,80 mm (ano de 2021), com média de 539,45 mm, que corresponde a 38,86% da precipitação do período de estudo (1.338,10 mm). Sendo assim, a partir dos dados do monitoramento discreto e contínuo, a recarga média para área de estudo corresponde a, aproximadamente, 22,89% da precipitação total. Os resultados referentes a correlação entre a flutuação de nível freático e a precipitação pluviométrica apresentaram um coeficiente de determinação médio de 22,49%. Tanto a recarga como a correlação mostraram-se condizentes com as demais pesquisas realizadas no Brasil. Conforme exposto, recomenda-se a avaliação contínua da recarga aquífera para a utilização sustentável dos recursos hídricos subterrâneos, com a finalidade de assegurar seus usos múltiplos.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo gravimétrico de resíduos dos grandes geradores supermercadista; atacadista, hotelaria e restaurantes na região metropolitana de Belém - PA
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-27) FRANÇA NETO, Raymundo da Costa; NORAT, Maria de Valdivia Costa; http://lattes.cnpq.br/1628995172582591
O referido estudo aborda características físicas de gravimetria, apresentando como contexto a condição de característica dos resíduos para melhor aproveitamento dos resíduos recicláveis para reciclagem, com resíduos sólidos orgânicos digeríveis através de tecnologias que possam ter melhor aproveitamento. O estudo apresenta como objetivo central a identificação através de dados gravimétricos da possível relevância técnica para os resíduos gerados pelos grandes geradores da região metropolitana de Belém, para uma melhor utilização dos resíduos. Dessa forma terá uma contribuição para o aumento da vida útil do aterro sanitário que é localizado na área em estudo. A importância de dados gravimétricos para a sobrevivência dos aterros sanitários se dá pois é uma ferramenta importante no aspecto de Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos, permitindo a análise dos dados quantitativos e qualitativos da gravimetria dos grandes geradores, permitindo apresentar o das dificuldades e as possibilidades para implantação do sistema de destinação com melhor aproveitamento dos resíduos e identificar quais são os grandes geradores de resíduos sólidos na atual conjuntura na Região Metropolitana de Belém. O desenvolvimento desta pesquisa foi dividido por dados primários e secundários; análise de dados para fins de resultados referente ao estudo de gravimetria, foram analisados estatística descritiva; análise gravimétrica por gráfico; análise da composição gravimétrica de RS por meio de gráficos boxplot; teste de Kruskall-Wallis – GG; e o estudo literários para embasamento. Os resultados da pesquisa mostram que a quantidade de matéria orgânica digerível, como a maior potência nos resíduos, entorno de 80,9% confirmando que o resíduo orgânico dos grandes geradores é totalmente evitável par destinação de aterro sanitário, devendo ser direcionado pata tratamentos com tecnologia sustentável em produção de energia ou compostos, levando a reflexões pertinente dos resíduos para propor técnicas de compostagem, gerando insumos do resíduo para agricultura.
Acesso aberto (Open Access)
Elaboração de banco de dados das ETE’s de esgoto sanitário na região metropolitana de Belém para fins de planejamento e operação envolvendo fase líquida, sólida e gasosa
(Universidade Federal do Pará, 2022-12-29) ASSUNÇÃO, Maurilo André da Cunha; MENDONÇA, Neyson Martins; http://lattes.cnpq.br/7534816053779593
O presente trabalho técnico consistiu na elaboração de banco de dados das estações de tratamento de esgoto (ETE’s) sanitário da região metropolitana de Belém (RMB) para fins de planejamento e operação envolvendo às fases líquida, sólida e gasosa, para remoção de matéria carbonácea. Tal estudo abrange apenas os municípios de Ananindeua, Belém e Marituba, que em 2019 tinham sistemas de esgotamento sanitário (SES) do tipo centralizado (SES-C33,35%) e descentralizado (SES-D5,45%) envolvendo 23 ETE’s e cujas etapas experimentais deste trabalho foram: 1) registro fotográfico da área ocupada pelas ETE’s; 2) sistematização das informações básicas das ETE’s; 3) quantificação da geração de subproduto sólido do tratamento preliminar; 4) balanço de cargas orgânicas em reatores UASB; 5) quantificação da produção e higienização de lodo dos reatores UASB; 6) quantificação potencial da geração de energia elétrica (EE) e emissão de metano dos reatores UASB. Assim, entre os principais resultados obtidos nesse trabalho, se obteve que a distribuição espacial foi de 5,0 ETE’s (21,74%) em Ananindeua, 17 ETE’s (73,91%) em Belém, e 1,0 ETE (4,35%) em Marituba, as quais tratando vazão média de projeto de 1.089 L/s (PE de 765.783 habitantes) vão gerar no tratamento preliminar cerca de 840,17 kgSSG/d, 3548,2 kgareia/d e de 29,53 kgescuma /dia, e que quando os retores UASB tiverem eficiência média de 65% e operarem sob carga orgânica total de 4.193 kgDQO/d, em esses vão produzir 572,8 kglodo/d com potencial de higienizar por caleação química 3.062 kgbiosolido/d, tendo para essa situação de tratamento a geração de energia química disponível e de emissão de metano dos reatores UASB, respectivamente, de 584,33 kwh/d de EQD e 387,67 TCO2/d mediante a produção normalizada de metano total de 59 Nm3 /d PNCH4, sendo verificado que as ETE’s do SES-C em comparação com as ETE’s do SES-D são as que tem maior possibilidade de aproveitamento dessa energia como fonte de calor.
Acesso aberto (Open Access)
Prestação dos serviços públicos de limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos e drenagem e manejo das águas pluviais urbanas: proposta de atos normativos
(Universidade Federal do Pará, 2022-10-07) ANDRADE, Marcello Ádamis; TAVARES, Antonio de Noronha; http://lattes.cnpq.br/5212600085310483; BITTENCOURT, Germana Menescal; http://lattes.cnpq.br/2304409840440309
A Lei Federal nº 11.445/2007 definiu aspectos importantes quanto à regulação da prestação dos serviços públicos de saneamento, entre os quais, a regulamentação e fiscalização. Nesse sentido, as agências reguladoras, observadas as diretrizes da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA), deverão editar normas relativas às dimensões técnicas da prestação dos serviços públicos de saneamento básico. O objetivo do presente trabalho é propor resoluções técnicas de estabelecimento de padrões de qualidade da prestação dos serviços públicos de limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos e drenagem e manejo de águas pluviais urbanas no município de Belém. Para tanto, foi realizada revisão da literatura técnica sobre o tema, levantamento de resoluções existentes em outras agências reguladoras, e análise da legislação vigente pertinente para a proposição dos atos normativos. Ao se analisar as resoluções existentes, é possível verificar que nem todas as agências reguladoras que afirmam regular determinado eixo do saneamento básico possuem um grande arcabouço normativo sobre os mesmos. Para a construção das resoluções, foi necessário, além da expertise das outras agências que já possuem atos normativos no mesmo sentido, fazer uso de um arcabouço legal, com a intenção de garantir a legalidade das exigências adotadas pela agência reguladora junto aos prestadores de serviços. As propostas de normas foram elaboradas em capítulos específicos para cada serviço a ser regulamentado na norma geral de prestação de serviços e com a indicação daqueles que devem ter normas próprias. Conclui-se que a regulação completa do saneamento é um desafio imposto às agências reguladoras, poucas entidades reguladoras possuem os instrumentos legais de regulação, no entanto, estes recursos são indispensáveis uma vez que existe a necessidade de um embasamento legal que sustente uma regulação.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação de custo de referência para elaboração de projetos e obras de rede coletora de esgoto sanitário
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-26) COSTA, Magaly Santos Pinheiro; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244
Com a indisponibilidade de recursos financeiros e o alto custo de implantação de sistemas de esgotamento sanitário convencionais do tipo separador absoluto, regiões com ocupação desordenada e, muitas vezes, sujeitas a situações topográficas desfavoráveis, acabam não sendo contempladas com serviços básicos de esgotamento sanitário. Complementarmente, essa problemática é acentuada pela falta de referências locais quanto aos custos de implantação de redes coletoras de esgoto sanitário no Pará, bem como de parâmetros para concepção e elaboração de projetos no contexto estadual. Nesse sentido, é necessário que a tipologia da rede de esgoto sanitário a ser implantada em cada localidade seja cuidadosamente planejada, tendo em vista as particularidades de cada área, bem como os critérios técnicos a serem adotados no projeto. Considerando a problemática abordada, o objetivo da presente pesquisa foi de estabelecer custos, expressos em R$/m de projeto de rede coletora de esgoto sanitário da COSANPA, para análise e identificação dos itens da planilha orçamentária referente a rede coletora e ligações domiciliares, sendo atualizados os custos da planilha para a data base outubro de 2022. Na primeira etapa foram levantados no banco de dados da COSANPA e SEDOP os projetos e obras de rede coletora de esgoto, a partir desse levantamento foram selecionados os projetos para a elaboração da Ficha Técnica, contendo as principais informações do sistema de esgotamento sanitário. Na segunda etapa, a partir dos orçamentos de cada projeto, foram identificados os custos de construção praticados em projetos e obras de rede coletora de esgoto sanitário sob a gerência da COSANPA e SEDOP, em seguida os orçamentos foram analisados e atualizados os custos para a mesma data base (outubro de 2022), utilizando o emprego do Índice Nacional da Construção Civil – INCC da Fundação Getúlio Vargas – FGV. Na terceira etapa foi feita a comparação dos custos de rede coletora de esgoto de cada projeto. Na quarta etapa foi apresentado faixa de custos de construção de rede coletora de esgoto, expresso em R$/metro de rede. Essa faixa de custos possibilitará a determinação de indicador regional de referência quanto ao custo de implantação por metro de rede coletora de esgoto sanitário, permitindo a aplicação em estudos, relatórios e projetos regionais de rede coletora; contribuindo com Consultorias Especializadas, com Instituições de Ensino Superior e com o Poder Público, com ações que culminem no incremento de cobertura com esgoto sanitário na Região Metropolitana de Belém

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