Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental

Atualmente, os sistemas de lodos ativados são amplamente utilizados, a nível mundial, para o tratamento de esgotos domésticos e industriais. Esse sistema possui um reator biológico no qual tem a função de favorecer o crescimento dos microrganismos e assim tratar o esgoto através de várias reações bioquímicas. Após a passagem pelo reator, o esgoto já tratado chamado de efluente tratado é encaminhado para os chamados decantadores nos quais tem como função a separação de sólidos e líquidos através da sedimentação, ou seja, separam a biomassa gerada do efluente líquido. Entretanto, nessa última etapa de tratamento, há bactérias em suspensão que não sedimentam de forma esperada causando problemas na eficiência de tratamento.

Assim, em 1960 começaram a ser desenvolvidos comercialmente os primeiros biorreatores à membrana (BRM) os quais são vistos hoje como alternativa ao tratamento de lodos ativados. O termo “biorreator à membrana” expressa a combinação de lodos ativados e processo de separação por membranas. Assim, a necessidade de sedimentação e desinfecção é descartada com a utilização desse método. Dessa forma, a utilização deste novo processo no tratamento de esgoto permitiu que aqueles problemas relacionados a má sedimentação de alguns microrganismos nos sistemas de lodos ativados fossem superados, possibilitando assim a obtenção de um efluente final livre de material em suspensão.

Entretanto, apesar das diversas vantagens dos BRM, há um grande obstáculo que limita a maior aplicação das membranas no tratamento de esgotos no qual refere-se à perda de fluxo de permeado, ou seja, à dificuldade que o esgoto possui ao passar pela membrana ao longo do tempo. A obstrução dos poros da membrana, ou seja, a colmatação da mesma é causada por um biofilme, um aglomerado de bactérias, que se adere a membrana causando uma barreira para o efluente. A figura abaixo retrata o processo de colmatação das membranas.

Figura 1: Processo de colmatação das membranas
Fonte: BELLI (2014)

Dessa forma, visando minimizar os problemas de colmatação das membranas dos BRM, o objetivo principal desse trabalho é comparar a filtrabilidade entre dois biorreatores à membrana, sendo um deles convencional e o outro de leito móvel. Os reatores de leito móvel possuem materiais suporte na massa líquida do reator para promover a adesão de microrganismos formando o biofilme. Os materiais suportes podem ser de diversos tipos como anéis plásticos, esponja de poliuretano, etc., o importante é desempenhar bem a função de adesão da biomassa.

Dentre as vantagens dos BRM de leito móvel está a diminuição da colmatação da membrana visto que parte da biomassa pode ficar aderida no interior dos materiais suporte. Assim, espera-se como resultado da pesquisa que o BRM de leito móvel possua maior eficiência na redução da colmatação das membranas visto que o BRM convencional não possui material suporte em seu interior.
O presente trabalho de conclusão de curso será realizado no Laboratório de Reuso de Águas (LaRA) e faz parte de uma pesquisa de doutorado no mesmo laboratório. Assim, para a análise e comparação entre os dois biorreatores, serão feitos alguns ensaios nos dois BRM com o objetivo de responder qual deles possui maior filtrabilidade. Ressalta-se ainda que as análises laboratoriais para este trabalho se iniciaram em setembro e pretendem ser finalizadas em dezembro deste mesmo ano.

Aluna: Ana Beatriz Bastos Alves – ab.bastosalves@gmail.com

Orientador: Flávio Rubens Lapolli

Co-orientador: Tiago José Belli

Análise do impacto na qualidade do ar resultante da dispersão de NOx e CO emitidos por fontes veiculares na Avenida Beira Mar Norte em Florianópolis/SC

Os veículos automotores representam uma importante forma de locomoção para as sociedades modernas. Em centros urbanos adensados, no entanto, a crescente utilização deste meio de transporte fez emergir preocupações a respeito das emissões de poluentes atmosféricos pela frota veicular. Inclusive, para a Organização Mundial da Saúde, a poluição atmosférica figura como o pior risco para a saúde ambiental do mundo na atualidade. Evidenciando, desta forma, a importância do estudo desta problemática.

Devido a representatividade das emissões veiculares em comparação ao total emitido para a atmosfera, desenvolveram-se técnicas para quantificar as emissões. Todavia, a concentração de poluentes emitidos pela fonte não é a mesma que chega aos receptores. Ao invés, as emissões alcançam os receptores sendo transportadas e transformadas na atmosfera. Portanto, não apenas as concentrações emitidas devem ser estudadas, como também o fenômeno da dispersão atmosférica deve ser foco de pesquisas. Neste sentido, a localização dos receptores, relativa à da fonte, influencia a concentração de poluentes recebida em um ponto do espaço. E a sensibilidade dos receptores, por sua vez, determina os efeitos da poluição.

Em Florianópolis/SC, 96 % do total da população é urbana e a utilização de veículos automotores é intensa. Portanto, grande parte dessas pessoas transitam próximas a fontes de poluição atmosférica. Por este motivo, esta pesquisa ambienta-se na cidade de Florianópolis/SC, em uma localidade com intenso fluxo de veículos e pedestres, a Avenida Beira Mar Norte. Neste sentido, o objetivo principal é analisar o impacto na qualidade do ar pela emissão dos poluentes atmosféricos NOx (óxidos de nitrogênio) e CO (monóxido de carbono), nos entornos da Avenida Beira Mar Norte. Para tanto, o modelo Aermod Modeling System será empregado para simular a dispersão dos poluentes na atmosfera.

Para cumprir o objetivo proposto, primeiramente este trabalho fará uma breve revisão comparativa entre modelos de dispersão atmosférica, com o intuito de justificar a utilização do Aermod Modeling System na estimativa das concentrações. Após, a simulação ocorrerá a partir de dados de emissões veiculares já estimados no ano de 2014, do processamento do modelo de elevação do terreno e de dados meteorológicos. Apesar de métodos de simulações por estimativas poder conter erros, na prática eles são interessantes quando a área de estudo possui muitas variedades e quantidades de fontes poluidoras. Assim, a modelagem matemática permitirá ao estudo produzir uma análise da contribuição das emissões veiculares dissociada das outras fontes de poluição.

Com a crescente preocupação em reestabelecer condições de vida saudáveis para a população, muitos países desenvolveram padrões de qualidade do ar. Segundo a Organização Mundial da Saúde (2005), estes são metas e limites determinados por cada país, a fim de proteger a saúde pública. E figuram, desta forma, como componentes importantes do planejamento e gestão de políticas ambientais. Neste sentido, as concentrações nos entornos da Avenida Beira Mar Norte serão comparados aos padrões estabelecidos através da Resolução CONAMA N. 003/1990. Pretende-se, através deste trabalho, verificar se as contribuições de emissões veiculares na Avenida ultrapassam os padrões brasileiros de qualidade do ar.

Este trabalho iniciou-se em Agosto de 2015, e tomou como ponto de partida um estudo sobre emissões veiculares na Avenida Beira Mar Norte para a análise da dispersão atmosférica naquela área. Portanto, espera-se que este trabalho também promova estudos futuros, tanto no campo de conhecimentos sobre a qualidade do ar, quanto no estudo planejamento das vias urbanas. Estima-se o término da pesquisa em Julho de 2016.

Aluna: Andy de Sousa Maes – aandymaess@gmail.com

Orientador: Leonardo Hoinaski

Co-orientador: Henrique de Melo Lisboa

Análise da aplicação do Plano de Gerenciamento de Resíduos de Serviços de Saúde do Hospital Universitário Polydoro Ernani de São Thiago

Os resíduos sólidos podem representar um grande risco de contaminação ambiental e trazer agravos para a saúde da população. Por isso, o seu manejo, tratamento e disposição final são fatores de grande relevância. No Brasil, segundo dados da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico em 2008, 58,3% dos resíduos coletados possuíam como disposição final aterros sanitários, 19,8% vazadouros a céu aberto (lixões), 19,4% aterros controlados, 1,4% unidade de triagem para reciclagem, 0,8% unidades de compostagem e pouco mais de 0,3% estavam relacionados a outro destino final, como, por exemplo, incineração. Esses números mostram que ainda existe uma quantidade considerável de lixões no país, responsáveis por gerar graves impactos ambientais e danos à saúde humana.

As origens dos resíduos sólidos gerados são diversas, como por exemplo, atividades domiciliares, limpeza urbana, estabelecimentos comerciais, industriais, construção civil, mineração e serviços de saúde. Esse último engloba todos aqueles resíduos provenientes de atividades exercidas nos serviços de saúde (hospitais, clínicas médicas e veterinárias, laboratórios de análises clínicas, farmácias, centros de saúde, consultórios odontológicos e outros estabelecimentos afins). Dessa forma, os resíduos sólidos de serviços de saúde (RSSS) possuem características particulares e necessitam de processos diferenciados em seu manejo, exigindo ou não tratamento prévio à sua disposição final.

Embora representem uma pequena parcela da totalidade de resíduos gerados no meio urbano, os resíduos sólidos de serviços de saúde apresentam um preocupante risco sanitário e ambiental diante de um gerenciamento inadequado, pois são possíveis fontes de propagação de doenças, que podem contribuir para o aumento da incidência de infecção hospitalar. Além disso, apresentam risco ocupacional intra e extra estabelecimento de saúde, principalmente em relação aos resíduos de serviço de saúde perfurocortantes acondicionados de maneira incorreta.

Assim, para estabelecer diretrizes, orientar a gestão dos resíduos sólidos de serviços de saúde e promover a proteção da saúde pública e do meio ambiente, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) através da Resolução da Diretoria Colegiada RDC nº 306 de 2004 determinou o Plano de Gerenciamento de Resíduos de Serviços de Saúde. Esse documento é responsável por apontar e descrever ações relativas ao manejo dos resíduos sólidos de serviço de saúde, observadas suas características e riscos, no âmbito dos estabelecimentos, contemplando os aspectos referentes à geração, segregação, acondicionamento, coleta, armazenamento, transporte, tratamento e disposição final, bem como as ações de proteção à saúde pública e ao meio ambiente. Ainda a nível federal, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) por meio da Resolução nº 358 de 2005 estabelece ações sobre o tratamento e a disposição final dos resíduos sólidos de serviço de saúde. As duas resoluções atribuem aos geradores dos chamados resíduos contaminados de saúde, a responsabilidade pelos serviços de coleta, transporte, tratamento e destinação final.

Este trabalho possui como objetivo analisar a aplicação do Plano de Gerenciamento de Resíduos de Serviços de Saúde do Hospital Universitário Polydoro Ernani de São Thiago, localizado no município de Florianópolis, em consonância com a legislação vigente. O trabalho será desenvolvido em parceria com o Hospital Universitário Polydoro Ernani de São Thiago, com a colaboração da Comissão de Controle de Infecção Hospitalar (CCIH), através do fornecimento de dados e orientações.

Aluna: Bruna Bison Franceschi – brunabfchi@gmail.com

Orientador: Guilherme Farias Cunha

Controles ambientais em postos de abastecimento de combustíveis e sua gestão ambiental

A forma de utilização dos recursos naturais pelo homem e os danos causados ao meio ambiente são motivos de preocupação desde a Revolução Industrial, no século XVIII. No ano de 1972, a Organização das Nações Unidas (ONU) realizou a Primeira Conferência Global voltada ao meio ambiente, objetivando conscientizar a sociedade a melhorar a relação com o meio ambiente e visando amenizar a problemática: homem versus natureza.

No Brasil, a preocupação com o gerenciamento das questões ambientais nas indústrias teve início em meados da Década de 80, quando foram estabelecidas legislações ambientais específicas.

A Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, foi um marco no sentido de criar mecanismos legais de proteção ao meio ambiente. Nela, o licenciamento ambiental foi considerado como uma das formas mais importantes de se prevenir danos aos recursos ambientais. Entretanto, somente em 1997, com a Resolução CONAMA nº 237 é que o processo foi ordenado junto aos órgãos ambientais.

Em se tratando de postos de abastecimento de combustíveis, os interessados em construir, instalar, ampliar e funcionar as atividades potencialmente poluidoras deverão atender às exigências da Resolução CONAMA nº 273/2000, no qual estabelece as diretrizes para o licenciamento e dispõe sobre a prevenção e controle da poluição, além de seguir as recomendações de acordo com as normas técnicas expedidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

Com o desenvolvimento urbano brasileiro, em que a população migrou das áreas rurais para as cidades, os postos de combustíveis ficaram mais presentes nas cidades. Este ramo possui um grande número de acidentes, devido ao armazenamento subterrâneo de uma grande quantidade de combustíveis líquidos, podendo contaminar o solo e as águas subterrâneas, assim como causar riscos à saúde pública. Desta forma, o controle ambiental da atividade, bem como seu correto gerenciamento, tem como objetivo a minimização ou até a não ocorrência desses acidentes.

Todavia não são apenas os combustíveis que podem causar contaminação e danos ao meio ambiente. Pode ocorrer poluição pela geração e disposição inadequada dos resíduos sólidos contaminados por hidrocarbonetos, por emissão de efluentes líquidos fora dos padrões exigidos pelas legislações ambientais vigentes e pelas emissões atmosféricas dos vapores gerados pelo sistema de respiros dos tanques subterrâneos ou no ato do abastecimento.

Segundo a Agência Nacional de Petróleo – ANP, o Estado de Santa Catarina possui 2.128 postos de combustíveis. Os impactos ambientais causados por essas atividades podem ser controlados ou até mesmo evitados, desde que, sejam realizadas medidas de gestão ambiental. Assim, essas empresas estão investindo cada vez mais em proteção de modo a assegurar a integridade do meio ambiente.

Conformidade ambiental é uma expressão utilizada quando se refere ao atendimento à legislação ambiental vigente nas esferas federal, estadual e municipal. Monitoramento ambiental é um conjunto de medições e avaliações com objetivo de manter um histórico de uma ação, alertar sobre problemas não previstos, oferecer soluções para tais problemas, assim como oferecer informações que permitam avaliar medidas corretivas para modificar ou ajustar técnicas utilizadas.

Nesse contexto, surgiu a seguinte questão-problema: quais as medidas de gestão ambiental devem ser adotadas para os controles ambientais em postos de abastecimento de combustíveis para se obter um bom desempenho ambiental?

Para poder compreender melhor a complexidade dos problemas ambientais que podem ser causados pelas atividades realizadas em postos de abastecimento de combustíveis, este trabalho tem como objetivo descrever os controles ambientais e verificar as medidas de gestão ambiental que devem ser adotadas, de acordo com as legislações ambientais pertinentes.

O presente estudo utilizará como métodos para levantamento das informações: pesquisa em literatura científica especializada, legislações, normas, manuais, estudos de caso, livros e artigos pertinentes à questão-problema apresentada.

Como resultado, pretende-se obter um diagnóstico sobre os controles ambientais de modo a garantir que o posto de abastecimento esteja em conformidade ambiental com as legislações ambientais vigentes.

Pretende-se realizar o trabalho durante o primeiro semestre de 2016 e não há previsão de gastos com matérias, visto que será um trabalho realizado apenas com levantamento de dados e informações.

Aluna: Carolina Flores Bernardini – carolinawab@gmail.com

Orientadora: Cátia Carvalho Pinto

Co-orientadora: Marina de Medeiros Machado

Aplicação de taxa para cobrança de serviços de drenagem urbana em municípios de pequeno porte

Nas últimas décadas, os municípios brasileiros apresentaram um processo acelerado e não planejado de urbanização. O desenvolvimento deste processo produziu grandes alterações no ambiente urbano, como a impermeabilização do solo, promovendo perdas materiais e humanas e problemas sociais de diversas magnitudes, especialmente devido às inundações e à poluição da água. A drenagem urbana é classificada como um dos serviços essenciais propostos pelo saneamento básico e tem como principal objetivo o gerenciamento das águas pluviais, visando minimizar os riscos para a população e diminuir os prejuízos causados por eventos extremos. Nesse contexto, fica evidente a importância de um sistema de drenagem urbana bem implantado e gerenciado. Apesar da clara importância da drenagem urbana, a oferta de água tratada e a coleta e tratamento de esgoto sempre foram de maior prioridade que a drenagem urbana, recebendo um investimento muito maior do governo dentre os componentes do saneamento básico.

Nos países desenvolvidos grande parte dos problemas de saneamento básico foram resolvidos, e no caso da drenagem urbana a solução foi encontrada através de medidas não-estruturais, que obrigam a população a controlar os impactos devido a urbanização na sua fonte. No Brasil, fazemos exatamente o contrário, onde a drenagem urbana é deixada de lado até o ponto em que cause graves danos à sociedade e ao ambiente, à partir desse momento é que se implementam soluções para remediar esses danos.

Ainda que seja assegurado por lei o direito de se cobrar pelos serviços de saneamento, hoje na maioria das cidades se paga por todos os serviços – abastecimento de água, coleta e tratamento de esgoto e coleta e disposição final dos resíduos sólidos -, menos pela drenagem urbana. Dessa forma, esse sistema fica sujeito à falta de interesse das prefeituras em financiar os seus sistemas de drenagem. No caso dos municípios de pequeno porte – os que possuem uma população inferior a 20 mil habitantes -, esse problema é ainda mais evidente, visto que esses são altamente dependentes dos repasses financeiros feitos pelo governo.

Com base nessa problemática, alguns estudos foram realizados para a elaboração de uma taxa de drenagem que possa garantir a auto-sustentação dos sistemas de drenagem urbana, assim a população pagaria uma taxa, buscando garantir a implantação e manutenção desse sistema. Contudo, a aplicação de uma taxa de drenagem não é tão simples como uma taxa sobre a utilização da água, por exemplo, onde pode ser medido o consumo exato de cada consumidor. Os serviços de drenagem, quando implantados, são obrigatoriamente utilizados por toda a população, não permitindo a escolha do indivíduo em utilizá-la ou não. Nesse contexto, as três taxas de drenagem utilizadas no Brasil levam em consideração a área impermeabilizada dos lotes, buscando calcular uma taxa que seja justa na medida do possível, onde quem tem um lote com uma área impermeabilizada maior pague mais do que quem tem menos.

No Brasil, temos um exemplo de aplicação de taxa de drenagem urbana bem sucedida na cidade de Santo André (SP), onde a taxa é cobrada na conta mensal de Saneamento Ambiental de todos os imóveis. O valor mínimo cobrado em 2007 era de R$ 0,56 por m3 de água lançada no sistema de drenagem ao mês e o valor médio chegava a R$ 3,00 por m3. Com a cobrança da drenagem, o Serviço Municipal de Saneamento Ambiental de Santo André arrecadava cerca de R$ 6 milhões por ano, o que era suficiente para cobrir 50% dos gastos de manutenção da rede. Com a instituição da taxa foi possível, também, realizar serviços que há muito tempo não eram realizados, como o desassoreamento dos rios em torno da cidade.

É com base nesse contexto que o trabalho em questão tem como objetivo a análise da aplicação de uma taxa de drenagem, escolhida dentre as três utilizadas no Brasil, em municípios de pequeno porte. Assim, três municípios de pequeno porte localizados em Santa Catarina foram escolhidos com base em suas populações. São eles: Anitápolis, com 3.214 habitantes; Alfredo Wagner, com 9.410 e Nova Trento com 12.190. Procura-se, assim obter uma análise da aplicação da taxa em municípios com baixa, média e grande população. Para que seja possível a aplicação da taxa em cada um deles, será elaborado o mapa de uso do solo dos três, para obter a área impermeabilizada dos lotes públicos e privados.

Por fim, o trabalho que iniciou em agosto de 2015 e tem término previsto para junho de 2016, pretende responder se a aplicação de uma taxa de drenagem nos municípios desse porte é o suficiente para financiar os gastos com o sistema de drenagem urbana. Caso seja observado êxito na aplicação, a população seria beneficiada de diversas formas, principalmente com um número menor de desastres ocasionados por inundações.

Aluna: Elza Regina Grasel Matos – elzagraselmatos@hotmail.com

Orientadora: Alexandra Finotti

Co-orientadora: Fabiane Andressa Tasca

Estimativa da pegada hídrica da energia hidrelétrica em Santa Catarina

Segundo o Banco de Informações de Geração de Energia da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), da potência total instalada em Santa Catarina (aproximadamente 4,55 MW), 56,1% estão associados a usinas hidrelétricas (UHE) em operação e 12,3% a pequenas centrais hidrelétricas (PCH) distribuídas pelo estado. Os termos PCH e UHE se referem a aproveitamentos hidrelétricos com capacidade de geração entre 1 e 30 MW e acima de 30 MW, respectivamente.

De modo geral, o projeto e a operação de sistemas para geração de energia em rios tem considerado as perdas de água por evaporação nos reservatórios criados. Entretanto, o efeito dessas perdas na disponibilidade de recursos hídricos nas bacias hidrográficas nas quais as PCH e UHE estão inseridas foi largamente ignorado até anos recentes. A partir da última década, um número crescente de estudos em âmbito internacional tem sido desenvolvido para estimar a magnitude de tal impacto. No contexto nacional, as crises hídricas registradas nos últimos anos em estados de diversas regiões do Brasil tem trazido crescente atenção e demandas, por parte da mídia e da população, por uma maior eficiência na gestão de recursos hídricos. Tal eficiência depende, entre outros fatores, de estimativas apropriadas dos consumos e perdas de água associadas aos seus diversos usos. Um indicador utilizado para tais estimativas é a “pegada hídrica”.

A pegada hídrica pode ser entendida como um termo referente à quantidade de água consumida para o fornecimento de um produto ou serviço, especificando-se quando, como e onde tal consumo ocorreu. No caso do fornecimento de energia elétrica, este impacto é calculado relativamente à quantidade de energia produzida em um determinado período de tempo, o que possibilita que diferentes fontes sejam comparadas entre si. Este procedimento é análogo ao da chamada “pegada de carbono” utilizado para comparação de emissões de gases de efeito estufa gerados pela produção de energia hidrelétrica e de energia termelétrica, por exemplo.

Em 2010, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas publicou um relatório chamado “Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation”. Neste documento, aponta-se que a geração de energia hidrelétrica pode possuir um consumo de água diversas vezes superior ao de outras fontes, renováveis e não-renováveis, relativamente à quantidade de energia gerada. Esta informação, baseada em apenas dois estudos sobre o tema realizados até então, chamou a atenção da comunidade científica internacional, assim como de produtores de energia, crescentemente preocupados com a reputação de suas atividades perante a sociedade. A partir daquele momento, buscou-se uma maior padronização da metodologia utilizada para a obtenção de tais estimativas.

A água utilizada nas turbinas não é considerada consumida por ser devolvida ao rio de onde foi retirada. Sendo assim, considera-se que as perdas de água de um aproveitamento hidrelétrico ocorrem principalmente pela evaporação no reservatório associado à usina. O volume evaporado depende de fatores como a temperatura e umidade do ar, a insolação e a velocidade do vento, a incidência de sol, além da área alagada pelo barramento. Sendo assim, tais perdas podem ser estimadas através de modelos matemáticos a partir de dados medidos em estações meteorológicas próximas. Ao se dividirem estes dados pela quantidade de energia produzida por cada usina, tem-se as respectivas pegadas hídricas, de acordo com o proposto no Water Footprint Assessment Manual.

A proposta do presente trabalho é a de realizar tais estimativas para diversas UHE e PCH distribuídas no território catarinense. A partir destes dados, é possível avaliar a magnitude do impacto destas na disponibilidade de água nas respectivas bacias hidrográficas, além de verificar possíveis diferenças entre as pegadas hídricas de usinas hidrelétricas e pequenas centrais geradoras – e, consequentemente, qual porte de empreendimento é mais eficiente do ponto de vista do consumo de água. Será possível, adicionalmente, identificar se ocorrem variações entre as pegadas hídricas de usinas localizadas no oeste e no planalto catarinense, por exemplo.

Destaca-se que elaboração de planos de bacia hidrográfica, nos quais são estimadas a disponibilidade e as demandas por recursos hídricos associadas a diversos usos da água, foi instituída já em 1997 através da Política Nacional de Recursos Hídricos. Adicionalmente, a disponibilidade de água é um item de consideração nas etapas de planejamento para investimentos em setores como a indústria e a geração de energia, e tal importância deste fator tende a crescer ao longo das próximas décadas. Deste modo, as informações a serem obtidas a partir do presente estudo devem apoiar processos de licenciamento ambiental e de elaboração e revisão de planos de bacia hidrográfica. Adicionalmente, será possível uma comparação objetiva com as pegadas hídricas associadas à geração de energia elétrica a partir de outras fontes (como o carvão, o vento ou o sol). O trabalho será concluído ao fim do semestre letivo 2016.1.

Aluno: Felipe Fischmann – felipe.fischmann@gmail.com

Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe

Caracterização da ocorrência da dengue no estado de Santa Catarina

No ano de 2015, a partir de dados da Diretoria de Vigilância Epidemiológica (Dive) de Santa Catariana, o estado terá o maior número de focos e casos de dengue desde o surgimento da doença na região, sendo até o momento 3568 casos confirmados. Dentre os municípios destaca-se Itajaí com o maior número de casos, tratado pela Vigilância Epidemiológica municipal como uma
“epidemia concentrada”, considerando a localidade com maior incidência da doença.

De acordo com o Ministério da Saúde a dengue é uma doença infecciosa causada por um vírus, a transmissão se dá pela picada do mosquito (Aedes aegypti) fêmea infectado pelo vírus, que se infecta picando pessoas doentes. A infecção pode causar desde infecções assintomáticas até formas mais graves que podem levar a óbitos, mesmo na primeira infecção. No Brasil, o padrão epidemiológico tem variado ao longo dos anos. Inicialmente, casos de dengue clássica ocorriam, principalmente, em adultos jovens, no entanto, entre 2007 e 2009, observou-se aumento das formas graves, atingindo, principalmente, crianças.

Analisando este cenário de aumento da incidência da doença no estado, se faz necessário que o poder público e demais organizações vinculadas direta ou indiretamente à ocorrência da dengue façam ações de prevenção e combate. Neste sentido, o Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) com o tema “Caracterização da ocorrência da dengue no estado de Santa Catarina” visa a caracterização da ocorrência da doença no estado, a fim de identificar fatores que aumentaram a incidência da doença nos últimos anos e avaliar possíveis ações de prevenção e combate a dengue eficientes na atual situação em Santa Catarina.

Sabe-se que estado de Santa Catarina tem um histórico recente de ocorrência de dengue, comparado com outros estados brasileiros, porém, com o aumento da incidência da doença no Brasil e muitas vezes por desconhecimento da população catarinense e falta de ações de prevenção e conscientização para o controle do vetor (mosquito), existe uma tendência de aumento da ocorrência da doença. Assim, este TCC vai identificar as condições ambientais existentes em Santa Catarina que foram favoráveis a proliferação do mosquito, visto que, sabendo estas informações é possível direcionar as ações de prevenção e combate a doença.

O trabalho será baseado em dados disponibilizados pela Dive na internet, onde é possível encontrar os números de focos e casos de dengue diagnosticados em Santa Catarina desde 2007, então com estes dados serão identificados os municípios que tiveram os primeiros casos e os municípios onde se tem maior incidência.

Após o entendimento histórico da chegada da doença no estado, e descrita a situação atual dos focos e casos relatados, este trabalho buscará alternativas eficazes presentes na bibliografia com as melhores técnicas de prevenção e combate a dengue para o estado de Santa Catarina. Assim, espera-se que este TCC será uma referência para as organizações que trabalham no combate a dengue.

Este trabalho será realizado pelo graduando em engenharia sanitária e ambiental da UFSC, Felipe Guerim Pieniz, orientado pelo professor Guilherme Farias Cunha, com a previsão de término e apresentação no final do semestre 2016-1.

Aluno: Felipe Guerim Pieniz – fgpieniz@gmail.com

Orientador: Guilherme Farias Cunha

Estudo de Alternativas para o Tratamento de Efluentes Gerados em 14 ETA’s do tipo Convencional em Santa Catarina

O setor de saneamento brasileiro enfrenta grandes dificuldades no gerenciamento dos resíduos gerados nas estações de tratamento de água e sua disposição final adequada. Há muito tempo, o destino desses resíduos gerados vêm sendo o curso d’água mais próximo, o que causa significativo impacto ambiental e pode comprometer a saúde dos indívios que fazem uso dessa água.

Nas últimas décadas, esse panorama vêm se alterando a medida que a legislação ambiental brasileira vem tornando-se mais restritiva com a promulgação de Leis Federais, como a Lei N° 9.433/97 e a Resolução CONAMA N° 430/11, e de Leis Estaduais, como a Lei N° 14.675/09. Destaca-se também o Art. 48 do Código Estadual do Meio Ambiente, que exige procedimentos de licenciamento ambiental para obtenção da outorga de direito de uso de recursos hídricos e de lançamento de efluentes, e por sua vez, exige o tratamento dos efluentes gerados.

Nesse contexto, os responsáveis pelos sistemas de tratamento de água se vêem enquadrados por essas legislações e obrigados a tomar as devidas providências. Para solucionar o problema, existem diversos métodos de gerenciamento de efluentes gerados em estações de tratamento de água que tratam e recuperam o lodo proveniente de lavagem dos filtros e purgas de decantadores, e buscam mitigar os impactos nos corpos d’água receptores.

O objetivo desse trabalho é analisar e apresentar alternativas de tratamento e gerenciamento do lodo de 14 ETA’s do Estado de Santa Catarina. O estudo será desenvolvido em parceria com a empresa MPB Engenharia, visando atender o contrato firmado por ela com a prestadora de serviços de saneamento responsável pelas estações.

As etapas do trabalho consistem na caracterização das estações e seu funcionamento através da realização de visitas técnicas às estações, na coleta dos efluentes de filtros e decantadores e posterior análise desse efluente em laboratório e na análise das alternativas de tratamento e gerenciamento do lodo.

Como resultado do trabalho, será apresentado um estudo de alternativas para o tratamento dos efluentes gerados, atendendo às legislações ambientais pertinentes. O estudo de alternativas contará com a apresentação de opções de tratamento e disposição final do lodo de modo a reutilizá-lo ao máximo no processo de tratamento de água e minimizar a quantidade de lodo a ser descartada. Além disso, busca-se estabelecer uma metodologia eficáz de caracterização de ETA’s e seus efluentes e a compreensão de todas as etapas de seu processo.

A previsão da conclusão do Trabalho de Conclusão de Curso é junho de 2016.

Aluno: Fernando Chiodelli Salum

Orientador: Maurício Luiz Sens

Resposta Hidrodinâmica Bidimensional da Lagoa do Peri submetida a cenários de vento utilizando MIKE21

Lagoas costeiras são ecossistemas importantes por sua atuação na produção de nutrientes para sistemas costeiros, preservação da biodiversidade e, principalmente, por possibilitar usos múltiplos de sua água como: recreação, pesca, pesquisa, turismo e abastecimento de água. Quando utilizadas como reservatório natural para o abastecimento público de água, frequentemente, surgem problemas para viabilizar este uso. Dentre eles, a qualidade de água disponível e a presença de microrganismos com capacidade de liberar substâncias tóxicas na água, como as cianobactérias.

A Lagoa do Peri é o objeto deste estudo. Localiza-se no Parque Municipal da Lagoa do Peri, criado em 1981, considerado um dos principais ecossistemas em estágio de preservação e regeneração da Mata Atlântica original; classificado como área de Floresta Remanescente e patrimônio Natural do Município de Florianópolis. Trata-se do maior reservatório natural de água doce de Florianópolis e abastece o sistema Costa Leste/Sul segundo Plano Municipal de Saneamento de Florianópolis (2009).

Esta lagoa é utilizada como reservatório para abastecimento público e apresenta problemas com presença de cianobactérias na água. Esses microrganismos proliferam-se em corpos d’água com determinada disponibilidade de nutrientes, morfologia e clima, e, tem alta capacidade de liberar substâncias tóxicas na água, que podem causar danos a saúde da população e animais que entram em contato com a água. Associado a este risco, está o fato de que houve significante aumento do contingente populacional, com consequente aumento na demanda por água potável. Devido a este e outros motivos, trata-se de um corpo de água cujo gerenciamento é considerado complexo e requer uma visão interdisciplinar, abrangendo conhecimento de ecologia e hidrodinâmica, bem como das ciências socioeconômicas e computacionais.

Diversos estudos relacionam a ocorrência de florações de cianobactérias às condições morfológicas e climáticas de um corpo de água. As cianobactérias tem capacidade de se mover na coluna de água para cima e para baixo, no entanto, sua capacidade de se locomover para os lados é baixa. Sendo assim, esses microrganismos são levados com a corrente de água. No caso da Lagoa do Peri, supõe-se que um dos principais indutores de correntes, ou seja, agentes motores da dinâmica da massa de água (hidrodinâmica) é o vento. Apesar deste fato, são inexistentes estudos da hidrodinâmica da Lagoa do Peri.

Assim, justifica-se a importância deste estudo, que tem como objetivo estudar a hidrodinâmica bidimensional de um lago costeiro submetido a determinados cenários de vento. Ou seja, deseja-se estudar a resposta da massa de água deste lago em termos de velocidade e direção de correntes, bem como elevações de níveis, acumulação de água e, consequentemente, de microrganismos, quando está sendo aplicada uma força arraste de vento sobre a superfície da água.

Para isso serão definidos cenários de vento ideais, baseados em estudos estatísticos dos ventos locais na Lagoa do Peri. O cenário a ser construído é uma idealização da passagem do sistema frontal no sul de Santa Catarina, caracterizado por predominância de ventos nordeste, aproximadamente sete dias, seguido pelo entrada do vento sul, aproximadamente três dias. Serão utilizados dados da Estação Meteorológica do Peri, do Laboratório de Hidráulica Marítima (LaHiMar).

Cenários de vento ideais serão aplicados a modelos numéricos de terreno ideais, construídos de forma a obter-se uma resposta mais simplificada, com o intuito de se entender melhor a hidrodinâmica geral de lagoas com características semelhantes à Lagoa do Peri, bem como, compreender a influência do vento e da batimetria nos resultados. Ao mesmo tempo, cenários ideias e reais serão aplicados ao modelo de terreno real da Lagoa do Peri, de forma que se compreenda como seria o movimento de massa de água da lagoa e, consequentemente, onde estaria a acumulação de microrganismos, como as cianobactérias.

Este estudo é parte um projeto maior que visa estudar a Lagoa do Peri, este projeto engloba laboratórios da Engenharia Sanitária e da Ecologia da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Com colaboração da CASAN através da disponibilização de dados, e, da Danish Hydraulic Istitute (DHI), que, em convênio com o Laboratório de Hidráulica Marítima, disponibilizou o modelo hidrodinâmico que será utilizado, MIKE21.

Portanto, visa dar embasamento para pesquisas que estão em andamento e pesquisas futuras, com finalidade maior de melhorar o gerenciamento desta bacia hidrográfica, cuja Lagoa do Peri é parte fundamental de seu entendimento. Dessa forma colabora-se com o desenvolvimento da região em questão, bem como, auxilia no entendimento de lagoas de características semelhantes que tem sofrido com problemas similares. Este trabalho teve início no em fevereiro de 2015, até o fim de 2015 pretende-se ter o resultado das simulações com o cenário ideal de vento nos modelos de terreno ideais e real. Estuda-se a possibilidade de instalação de um equipamento para medir valores de corrente na lagoa (ADCP), de forma que se possa calibrar o modelo futuramente, no entanto, ainda não está prevista uma data para tanto.

Aluna: Gabriela da Silva – gabrielasilva00@yahoo.com.br

Orientador: Davide Franco

Co-orientador: Fábio Farias Pereira

Mudanças Climáticas e o Setor Hidrelétrico

Nas últimas décadas, a comunidade científica tem observado uma crescente preocupação com as mudanças climáticas. Abundantes evidências indicam um aumento acentuado da temperatura média do planeta, o qual se deve em grande parte ao incremento progressivo das emissões de gases do efeito estufa ao longo dos anos. Diante desta situação, nota-se a necessidade de investigações de como encarar os variados e complexos desafios impostos por este fenômeno. Desde o aumento da probabilidade de desastres naturais, da intensidade de eventos extremos de chuva ou de períodos prolongados de seca, cada possível efeito do aquecimento global traz consigo uma cadeia de variadas consequências naturais, sociais e econômicas.

Um exemplo pertinente na realidade brasileira são os efeitos das mudanças climáticas no setor de energia hidrelétrica, uma vez que esta compõe aproximadamente 68% da matriz energética do país atualmente. A geração de energia hidráulica, a qual se dá a partir do fluxo de água, possui uma íntima relação com o clima e o ciclo hidrológico. Sendo assim, apresenta uma preocupante vulnerabilidade às mudanças climáticas.

Do lado da demanda, tem-se o fato de que temperaturas extremas geralmente levam a um aumento do consumo de energia elétrica, devido ao maior uso de aparelhos refrigeradores ou aquecedores. Do lado da oferta, períodos prolongados de seca podem acarretar em uma redução das vazões dos rios, consequentemente diminuindo o potencial hidráulico para geração de energia. Ademais, temperaturas mais elevadas também contribuem para maiores perdas por evaporação nos reservatórios das usinas hidrelétricas, constituindo ainda mais um fator dificultante nesta situação.

Sendo assim, é evidente a importância da avaliação destes potenciais impactos a fim de garantir que a demanda de energia sempre seja suprida pelo parque gerador, mesmo durante períodos críticos. Considerando a abrangente complexidade acerca deste tema, o trabalho proposto visa contribuir com apenas uma peça deste quebra-cabeça, avaliando os possíveis efeitos de mudanças climáticas nas vazões naturais afluentes a um complexo de reservatórios em cascata (um seguido do outro) na bacia do rio Chopim, no Paraná.

Neste contexto, o emprego de modelos hidrológicos em conjunto com projeções climáticas destaca-se como uma boa estratégia para um melhor entendimento dessa dinâmica. Portanto, o estudo em questão será realizado a partir da acoplagem de projeções de precipitação do modelo climático regional Eta-CPTEC com o modelo hidrológico MGB-IPH, tendo como base os diferentes cenários de emissões propostos pelo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Este projeto envolve quatro etapas principais: coleta de dados brutos (vazão, precipitação, clima, levantamentos geográficos), pré-processamento de dados (análise e consolidação de dados, operações em geoprocessamento), calibração e validação do modelo hidrológico e estimativa de vazões sob a influência de mudanças climáticas. Uma vez que os dados necessários e softwares utilizados são disponibilizados gratuitamente ou possuem licenças especiais para estudantes, estima-se que as atividades realizadas não incorrerão nenhum custo.

Iniciado em agosto de 2015, o trabalho tem conclusão prevista para junho de 2016. Ao fim, pretende-se chegar a conclusões que possam servir como material suporte para o planejamento a médio e longo prazo de empreendimentos hidrelétricos na área de estudo, contribuindo para elaboração de estratégias que possam garantir a segurança energética do local.

Aluna: Gabriela de Sá Queen – gsaqueen@gmail.com

Orientador: Fábio Farias Pereira

Avaliar a capacidade de resposta dos microrganismos para a biodesfosfatação em condições aeróbias e anóxicas, depois de ter passado por uma fase anaeróbia

A Ilha de Santa Catarina não chama atenção apenas pelas belezas naturais, mas também pela poluição das baías norte e sul, bem como a Lagoa da Conceição, algumas praias e rios. A cidade não foge a regra de urbanização de boa parte do Brasil, devido a falta de infraestrutura e crescimento acelerado, tais consequências acabam por ocorrer.

Como resposta para tentar conter parte dos problemas, os órgãos ambientais elevam os rigores em relação aos padrões de lançamento de esgoto tratado. No Brasil o CONAMA estabelece através da resolução 357 de 2005, os padrões de lançamento de efluentes em corpos d’água, sendo complementada pala resolução 430 de 2011. Contudo ambas não estabelecem padrões de lançamento para o fósforo. Embora no Estado de Santa Catarina através da lei Estadual Nº 14.675, que diz que lançamentos em trechos de lagoas, lagunas e estuários, devem observar o limite de 4 mg/l de concentração de fósforo total ou os sistemas de tratamento devem operar com eficiência maior que 75% para a remoção de fósforo, desde que não altere as características dos corpos d’água previstas em lei.

Hoje dentre os sistemas de tratamento descentralizado, o Reator em Bateladas Sequenciais (RBS) é a proposta de lodo ativado modificado mais promissora para a remoção de matéria orgânica e nutrientes, e se encaixa muito bem para situação de diversas cidades do sul do Brasil que atravessam pelo processo acelerado de crescimento e aumento dos rigores nos padrões de lançamento. O RBS consiste na incorporação de todas as unidades, processos e operações normalmente associados ao tratamento tradicional de lodos ativados, quais sejam, decantação primária, oxidação biológica, e decantação secundária, em um único tanque. Em curto período de tempo, tornou se uma forma de tratamento de esgotos sanitários e de despejos industriais bastante popular e conhecido como um sistema efetivo de tratamento biológico graças a simplicidade e flexibilidade de operação. Mas nem por estas vantagens o sistema dispensa de acompanhamento técnico, pois mesmo sob condições bem controladas, nem sempre se alcança sucesso nesse processo. A figura a seguir ilustra de maneira simplificada as fases de operação de um Reator em Batelada Sequencial.

Figura 1. Fases de operação de um RBS, em específico com as fases: I- Enchimento, II- Reações, III- Decantação e IV- Retirada. Retirado de Voltolini (2015).

Localizado no bairro Santo Antônio de Lisboa em Florianópolis há um Reator em Batelada Sequencial que recebe esgoto sanitário de uma residência, com quatro moradores e de um edifício comercial, que possui cerca de trinta funcionários. O reator funciona de maneira semelhante à figura acima e lança o efluente tratado em um sistema do tipo Wetlands, que trabalha como pós-tratamento. Apesar de estar bem dimensionado, sob controle de operação e tratar de forma eficiente o efluente, apresenta alguns desafios em relação a remoção de fósforo, então é a partir dai que surge a motivação dos pesquisadores do Laboratório de Efluente Líquidos e Gasosos (Labeflu) da Universidade Federal de Santa Catarina em encontrar uma solução. O presente estudo é sequência de pesquisas já realizadas no mesmo reator, o último conseguiu bons resultados na remoção de fósforo por processos biológicos e químicos, todavia dessa vez se busca estudar a remoção de fósforo apenas por processos biológicos, em vista a remover de maneira eficiente o fósforo do efluente tratado, bem como a produzir lodo de melhor qualidade e de maneira mais econômica, já que se evita o uso de produtos químicos.

A unidade trabalha em três ciclos por dia, sendo que cada ciclo possui oito horas. Primeiramente antes de iniciarem os ciclos o efluente escoa por gravidade da residência e do empreendimento até uma elevatória, que funciona também como um tanque de equalização e então o efluente é bombeado para o reator. Um ciclo constitui a entrada do efluente doméstico de forma escalonada por três estágios. Inicialmente ocorre a primeira entrada e se inicia a desnitrificação, em fase anóxica, sem suprimento de oxigênio apenas com pulsos de ar para manter a biomassa em suspensão, com duração de 90 minutos. Em seguida ocorre a nitrificação, em fase aeróbia com o fornecimento de oxigênio através dos aeradores durante 40 minutos. Depois acontecem a segunda e a terceira entrada no reator de modo sucessivo, da mesma forma que é realizada a primeira, com desnitrificação e nitrificação. Ao término da nitrificação da terceira entrada, inicia se a decantação, a qual dura 60 minutos e na sequência é retirado o líquido clarificado pelas bombas por 30 minutos, totalizando assim um ciclo de 8 horas. Posterior ao primeiro ciclo há o segundo e o terceiro, desta maneira em um dia há o fechamento de três ciclos. O fósforo será removido através do descarte de lodo, de acordo com o tempo de detenção celular requerido para o sistema, já que o fósforo é incorporado na biomassa.

A pesquisa tem como objetivo avaliar a capacidade de resposta dos microrganismos para a biodesfosfatação em condições aeróbias e anóxicas, depois de ter passado por uma fase anaeróbia. A atividade de liberação de fósforo acontece em condições anaeróbias onde as bactérias liberam o fósforo para obter energia e assim degradar o acetato, presente no esgoto sanitário e que serve como fonte importante de carbono nas reações microbiológicas. Enquanto que em presença do oxigênio as bactérias captam novamente o fósforo para repor energia gasta na fase anterior, mas desta vez capturam uma maior quantidade de fósforo como reserva para o processo anaeróbio seguinte. A metodologia utilizada será baseada nos estudos de Watchmeister et al. (1997) e adaptada po Mochis et al. (2010) para os estudos comparativos das atividades dos microrganismos.

Sendo assim serão realizados experimentos em escala de bancada no Laboratório Integrado de Meio Ambiente (Lima) com amostras do efluente na unidade de tratamento de Santo Antônio de Lisboa. A coleta de dados tem período estimado para ocorrer entre os meses de setembro e abril. Os resultados obtidos serão discutidos com os parâmetros físico-químicos a fim de definir maneiras de aumentar a remoção biológica de fósforo no reator estudado.

Aluno: Guilherme Heinzen Silva

Estimativa de aumento de consumo de água nos pavimentos inferiores de edifícios multifamiliares devido a verticalização

A verticalização é um dos grandes problemas presentes hoje nas grandes cidades. Um problema porque, a partir de Planos Diretores ineficientes, a ocupação desenfreada de cada metro quadrado de locais sem a infraestrutura adequada acaba levando ao stress, ou ao esgotamento dos recursos naturais. Um destes recursos, de fundamental importância, é a água.

A construção de prédios aumenta consideravelmente a demanda de água em uma determinada área, o que, juntamente com o mal planejamento tende a se tornar insustentável. Em algumas cidade de São Paulo esse problema tem afetado diversas cidades. A diminuição da oferta desse recurso tão importante acaba trazendo um custo crescente com a conta de água. Essa discussão está presente em diversos prédios multifamiliares, principalmente onde não há a medição indivualizada, já que se torna impossível detectar quem está gastando mais e causando um grande aumento na conta de água de um condomínio, por exemplo.

Algumas cidades do Brasil já possuem leis que obrigam a implementação de sistemas de medição individualizada, como por exemplo em Palmas a Lei nº 1245 de 05 de novembro de 2003. Em Florianópolis, a Lei nº 8.080 de 09 de novembro de 2009 institui programa municipal de conservação, uso racional e reuso da água em edificações e dá outras providências.

O presente trabalho tem o objetivo de estimar o possível aumento de consumo de agua nos andares mais baixos de prédios multifamiliares. A ideia baseia-se na formula de vazão em pequenos orifícios, onde a mesma relaciona-se com a área do orifício e a velocidade de escoamento, a qual depende da diferença de altura entre o orifício e a lamina de agua do reservatório superior.

Para a aferição do consumo, serão selecionados alguns prédios com 4 ou mais pavimentos, e que possuam medição individualizada de agua. Com estes dados, será feito um comparativo entre o custo do consumo individualizado e o custo em caso de rateio do consumo total entre todos os condôminos, buscando avaliar os prejuízos que moradores de andares inferiores possam estar sujeitos. Outro comparativo será o dos custos de implementacao dos sistemas de medição individual e coletivo e o tempo de retorno do investimento em caso de substituição do sistema coletivo pelo individualizado.

Pode ser observado, em trabalhos já publicados, que a utilização de medidores individuais gera economia a todos, devido a maior facilidade de encontrar vazamentos e também de possibilitar a identificação dos moradores esbanjadores de água. Outro benefício é a possibilidade de cortes na distribuição de água apenas para aqueles que estejam inadimplentes e não para todo o edifício.

Outro fato que deverá ser melhor estudado e verificado é o das diferenças de medição entre o somatório dos hidrômetros individuais e o hidrômetro geral. Essas diferenças podem estar relacionadas à escolha errada dos hidrômetros, ao local onde foi instalado e a grandes diferenças de vazão, principalmente nos casos em que sejam usadas válvulas de descarga nos vasos sanitários, o que torna imprecisa a medição.

Aluno: Guilherme Merisio Seibt

Artigo Ciêntífico

A utilização de tecnologias avançadas para tratar esgoto sanitário vem sendo aplicada com o intuito de aumentar as eficiências de remoção de poluentes, bem como reduzir a área ocupada pelas ETEs – Estações de Tratamento de Esgotos.

As membranas filtrantes são materiais que possuem poros de tamanho bastante reduzido, por onde nem mesmo uma bactéria pode ultrapassar. Seu emprego juntamente com processos de tratamento que utilizam microrganismos para tratar esgoto formam os chamados BRMs – Biorreatores a Membrana. Esta configuração permite produzir um efluente de qualidade elevada, com potencial para ser reutilizado para fins não nobres não potáveis. Além disto, como os sólidos suspensos no meio líquido durante o tratamento não são capazes de ultrapassar a membrana, não se faz necessário decantá-los, levando a redução da área construída para abrigar a ETE.

Estes benefícios vão de encontro com a tendência de criação de legislações para lançamento de efluentes cada vez mais restritivas, bem como o incentivo e necessidade de reutilizarmos a água presente no esgoto, após seu devido tratamento. A redução da área necessária para o tratamento leva a redução de custos relativos a compra de terrenos, fator importante ao se analisar a necessidade de construção de ETEs em grandes centros urbanos, onde o valor dos lotes pode ser bastante elevado.

Durante muito tempo o principal fator limitante para a utilização em larga escala desta tecnologia foi o alto custo associado a compra de membranas. Atualmente este valor é menos acentuado, sendo a colmatação da membrana e os custos associados a ela o principal obstáculo a ser ultrapassado.

Ao longo do processo de tratamento biológico formam-se flocos, que nada mais são do que colônias de bactérias, que se alimentam da matéria orgânica e nutrientes presentes no esgoto, se multiplicando ao mesmo tempo que removem estes poluentes do meio líquido. Além disto, existem substâncias dissolvidas e coloidais nesta mistura. Todos esses fatores podem levar a obstrução dos poros da membrana, processo esse chamado de colmatação.

Além disto, o fósforo não pode ser removido com grande eficiência pelos BRMs. Isto não é desejado pois um efluente rico em fósforo pode levar à eutrofização de corpos d’água, caracterizada pelo crescimento desenfreado de plantas aquáticas e algas, mortandade de peixes, maus odores e aumento da toxicidade da água.

Processos de tratamento que adicionam produtos químicos com o objetivo de retirar o fósforo do meio líquido conseguem atingir boas eficiências de remoção, por meio de coagulação e precipitação. Contudo, levam ao aumento dos custos com compra de materiais bem como geram subprodutos com potencial nocivo ao meio.

Neste contexto, o presente trabalho de conclusão de curso está relacionado a uma tese de doutorado que estuda uma nova forma de remover o fósforo, capaz de atingir cem por cento de eficiência na sua remoção, além de melhorar as características do meio líquido, levando a menor ocorrência da colmatação, chamada de eletrocoagulação.

A grande diferença entre a coagulação química e a eletrocoagulação é que, ao invés de adicionar produtos químicos para remover o fósforo, é aplicada uma corrente elétrica no meio líquido. Ao aplicar essa corrente, íons são liberados, e ao se ligarem ao fósforo criam um composto insolúvel, capaz de precipitar.

O estudo é realizado pelo LaRA – Laboratório de Reúso de Água, localizado na Universidade Federal de Santa Catarina, e possui duração de 4 anos. Como parte deste trabalho, o TCC do graduando em questão tange parte da operação do eletrobiorreator em questão, tendo início em agosto de 2015, com término previsto para maio de 2016.

O principal objetivo é avaliar a filtrabilidade e potencial de incrustação do meio líquido de um eletrobiorreator à membrana tratando esgoto sanitário, sob idades de bactérias presentes no tratamento iguais a 30 e 15 dias. Com isso, será possível saber quais são os melhores parâmetros operacionais para o reator, no que toca a colmatação da membrana.

Serão feitas análises duas vezes por semanas, durante o mês mais estável do reator para cada idade de bactérias, levantando qual a facilidade do lodo, gerado pelo tratamento, em perder água, pois quanto maior esta facilidade, mais fácil será o processo de filtração pela membrana. Além disto, será realizado um ensaio laboratorial com objetivo de saber o índice de incrustação da membrana, utilizando o lodo in natura e o lodo centrifugado, onde são removidos os sólidos suspensos no lodo. Com isso, é possível observar qual a idade das bactérias que mais causa colmatação segundo a fração sólida e coloidal.

Com esta avaliação, espera-se contribuir para um melhor entendimento desta nova conformidade de tratamento avançado de esgoto sanitário, pois ao se decidir uma idade ideal para as bactérias que irão agir no tratamento, dá-se um passo mais próximo às etapas de estudo em maior escala.

O sucesso desta e outras formas de tratar esgoto a um patamar de qualidade passível de ser reutilizado contribui para chegarmos a uma realidade onde não será necessário utilizar água potável para fins onde não se faz necessário, sem inferir risco ao ser humano e ao meio em geral. Com isso, é reduzida a demanda de captação e tratamento de água de mananciais, diminuindo o estresse hídrico e o risco de situação de falta d’água.

Aluno: Leonardo Dalri Cecato

Orientador: Flávio Rubens Lapolli

Co-orientador: André Aguiar Battistelli

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APLICAÇÃO DA METODOLOGIA ACV NA GESTÃO DOS RECURSOS SÓLIDOS URBANOS

No decorrer dos últimos 30 anos, grande parte dos municípios brasileiros apresentou uma intensa urbanização, esta conseqüente do processo evolutivo industrial e da massificação populacional, provocando com isso, o surgimento de alguns problemas tanto sociais quanto ambientais.

A degradação do meio ambiente urbano surge na medida em que as cidades começam a receber pessoas vindas principalmente do interior a procura de trabalho e melhores condições de vida, provocando um “inchamento” das cidades. Quando não planejado, este inchamento ocasiona falta moradia, escolas, empregos, saneamento básico, saúde, que são princípios fundamentais para uma sadia qualidade de vida. Somando a todos esses problemas, aparece a necessidade de gestão dos resíduos sólidos urbanos para que os impactos por eles gerados sejam minimizados. Os resíduos provocam impactos tanto de ordem social (acúmulo em vias públicas, a má destinação destes resíduos, surgimento de uma população “catadora”, etc.), quanto de ordem ambiental (poluição visual, proliferação de macro e micro vetores, poluição do solo, do ar, dos lençóis freáticos, etc.).

Os resíduos sólidos urbanos (RSU), nos termos da Lei Federal nº 12.305/10 que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos, englobam os resíduos domiciliares, isto é, aqueles originários de atividades domésticas em residências urbanas e os resíduos de limpeza urbana, Quais sejam, os originários da varrição, limpeza de logradouros e vias públicas, bem como de outros serviços de limpeza urbana.

Segundo o último panorama realizado pela ABRELPE (2014) o Brasil gera aproximadamente 78 milhões de toneladas de resíduos ao ano, o que equivale a aproximadamente a 387 quilos de resíduos por habitantes por ano. Destes, estima-se que em média, 54% recebem uma disposição final adequada, ou seja, 29 milhões de toneladas de resíduos são descartadas de forma prejudicial à saúde da população e ao meio ambiente em lixões ou aterros controlados.

De acordo com o diagnóstico do Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos de Florianópolis – PGRS realizado pela Companhia de Melhoramentos da Capital – COMCAP, 88,92% do RSU gerado na cidade é destinado diretamente para o aterro sanitário de Biguaçu. Isto significa que uma parcela muito pequena do resíduo é reciclada, reutilizada ou direcionada a compostagem.

A Lei nº 12.305/10, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) é bastante atual e contém instrumentos importantes para permitir o avanço necessário ao País no enfrentamento dos principais problemas ambientais, sociais e econômicos decorrentes do manejo inadequado dos resíduos sólidos. Prevê a prevenção e a redução na geração de resíduos, o aumento da reciclagem e da reutilização dos resíduos sólidos (aquilo que tem valor econômico e pode ser reciclado ou reaproveitado) e a destinação ambientalmente adequada dos rejeitos (aquilo que não pode ser reciclado ou reutilizado). A lei também cria metas importantes que irão contribuir para a eliminação dos lixões e institui instrumentos de planejamento nos níveis nacional, estadual, microregional, intermunicipal e metropolitano e municipal; além de impor que os particulares elaborem seus Planos de Gerenciamento de Resíduos Sólidos.

Desta forma, planejar e aplicar o meio mais adequado de tratar e realizar a disposição final do resíduo sólido de uma localidade se mostra uma necessidade e um desafio. Se por um lado a sociedade exige a redução dos impactos ambientais devidos ás conseqüências negativas destes à saúde humana e do planeta, por outro, existem diversos fatores que interferem na escolha e na eficiência destas tecnologias como a composição dos resíduos, as características culturais e sociais da região, a disponibilidade econômica entre outros. Atualmente, concorda-se que é necessário combinar de forma integrada as diferentes operações (aterro, compostagem, reciclagem, incineração, recuperação energética e etc.) para que se possa gerir convenientemente um conjunto de resíduos diversificado em composição e outras características. Esta combinação deve ser escolhia de forma a minimizar os aspectos e impactos ambientais, como também considerando importantes questões administrativas, econômicas e sociais.

Por este motivo, a Avaliação do Ciclo de Vida – ACV vem sendo utilizada como uma forma de avaliar os benefícios e inconvenientes resultantes da gestão dos resíduos sólidos. Múltiplos estudos estão sendo realizados com a intenção de entender e desenvolver a melhor técnica de acordo com as características de cada lugar. A ACV é uma metodologia de análise dos aspectos ambientais de um produto bem como seus impactos ambientais associados, compreendendo todas as atividades entre aquisição de matérias-primas (berço) e disposição final do produto (túmulo) (CHEHEBE 2002). Da mesma forma, a técnica pode ser utilizada como ferramenta gerencial de tomada de decisão, uma vez que permite o gestor conhecer todos os gargalos do sistema de produção bem como seus pontos de maior impacto.

Este TCC tem como objetivo principal comparar as características predominantes do sistema de coleta e tratamento dos resíduos sólidos urbanos de Florianópolis analisadas através da metodologia de Análise de Ciclo de Vida no cenário atual do município e no seguinte cenário: Reciclagem de 75% dos resíduos de vidro e papel e recuperação energética do bio-gás no aterro sanitário de Biguaçu. O trabalho busca apresentar os possíveis benefícios ambientais, econômicos e sociais de uma gestão mais sustentável para os resíduos sólidos no município de Florianópolis de forma a incentivar ações neste sentido.

Estudos com esta perspectiva são necessários para esclarecer os envolvidos – Sociedade, Técnicos e Iniciativa Privada (COMCAP) nas questões inerentes a gestão dos RSU e também possibilitar o alcance das metas estabelecidas por políticas públicas de gestão como a Lei nº 12.305/10. Uma vez que os benefícios e impactos de uma operação e intervenção são elucidados, torna-se mais fácil tomar decisões visando o interesse comum a todos os interessados.

Aluna: Mariane Scheffer Nazaro

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Artigo de Divulgação Científica

Nas últimas décadas a necessidade de apresentar resultados positivos sobre o meio ambiente vindo da classe dos produtores cresceu devido a pressão popular, com isso os certificados ambientais surgiram de forma a fazer essa comunicação do produto com os consumidores.

Esses selos verdes são baseados nas considerações de Avaliação de Ciclo de Vida, que investiga todo o ciclo da vida de um produto, desde sua matéria prima até a sua “morte”, revelando a maneira mais vantajosa de obter esse resultado final. A avaliação é feita por um terceiro independente, como uma companhia certificada que analisa os parâmetros referentes àquele selo, e com isso, diversos certificados surgiram, de acordo com as características do produtor e produtos.

Os certificados mostram-se importantes pois:
• Faz com que os consumidores façam escolhas ambientais favoráveis sem que os mesmos tenham que estudar sobre o assunto;
• Estimula o desenvolvimento de um mercado verde;
• Desenvolve boas ações de marketing a fim de exibir as performances diferenciadas dos produtos mais ecológicos;
• Suporte para a inovação e produtos diferenciados;
• Facilita a inclusão dos critérios verdes para o público.

Porém com o desenvolvimento de diferentes critérios analisados por essas agentes de certificação aumentaram as dificuldades de uma empresa em conseguir credenciar seus produtos à um rótulo ambiental reconhecido por diferentes países e mercados, o que virou uma barreira, principalmente para o pequeno e médio produtor pelos procedimentos complexos e alto custo de aquisição e adaptação de sua produção.

O presente trabalho é uma síntese de uma solução de rotulágem ambiental a nível mundial, dentro da temática de ACV, que busca unificar a comunicaçao das empresas, governo e sociedade sobre as informações de desempenho ambiental dos produtos disponíveis no mercado, para que dessa forma não existam discordâncias de “selos verdes” e eles sejam aceitos em todos os país.

Com o objetivo de propor uma solução para proliferação de diferentes métodos e iniciativas para a avaliação e comunicação de desempenho ambiental dos produtos que geram confusão aos consumidores e custos adicionais para as empresas que precisam, as vezes, adquirir e adaptar-se a diferentes agentes de certificação para diferentes países.

Este trabalho será produzido com o auxilío do Laboratório de Análise de Ciclo de Vida da Universidade Federal de Santa Catarina, através dos profissionais especializados e os materiais desenvolvidos por eles.

Com a metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida, que identifica as oportunidades de melhoria do desenvolvimento ambiental de produtos em diversos pontos de seus ciclos de vida, o nível de informação dos tomadores de decisão na indústria e nas organizações governamentais ou não governamentais; a seleção de indicadores de desempenho ambientais relevantes, incluindo técnicas de medição e também de marketing (ABNT, 2009b).

Esta metodologia consiste em uma compilação e avaliação das entradas e saídas e dos impactos ambientais potenciais do conjunto de processos ligados por unidade de material, energia e produção de resíduos ou fluxo de serviços para realizar uma ou mais funções definidas (GUINÉE, 2002).

E ainda seguindo os padrões da International Organization for Standardization – ISSO, que trabalha em torno da Avaliação de Ciclo de Vida desde 1993, e também de acordo com a Envionmental Protection Agency.

Analisar as políticas e regimes relevantes ligados à medição ou comunicação do desempenho ambiental ao longo do ciclo de vida dos produtos para o consumidor e com isso propor uma solução para as diferentes abordagens de rotulágem ambiental existentes no mercado hoje e promover uma utilização dos métodos da pegada ambiental nas políticas e regimes relevantes ligados à medição e/ou comunicação do desempenho ambiental ao longo do ciclo de vida dos produtos de forma padrão, para facilitar a resposta à sociedade.

Os dados dos principais selos mundiais reconhecidos citados pela Organização das Nações Unidas pelo desenvolvimento sustentável, como European Flower, Nordic Swan e Blue Angel serão utilizados na pesquisa, assim como todos que venham a incoroporar informações importantes, serão de suma importância para o desenvolvimento do trabalho, assim como as informações que estão em debate pela European Comission para o desenvolvimento de um selo único também serão utilizadas como método de pesquisa e desenvolvimento.

Com esse trabalho espera-se que o produto final seja um documento de texto com tabelas e dados da pesquisa realizada a partir da examinação e avaliação das metodologias utilizadas hoje.

Aluna: Marina Luiza Bortoli da Silva

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Tratamento físico-químico de efluentes radiográficos odontológicos por destilação solar direta

O tratamento de efluentes radiográficos no Brasil além de ser escasso, é precário. Na maioria dos casos são apenas mecanismos de separação de prata, sem controle e mal projetados, gerando um efluente fora dos padrões para lançamento. Além disso, alguns são jogados na rede de esgoto sem qualquer tipo de tratamento. Estes resíduos contendo prata são tóxicos ao meio ambiente se não forem tratados e dispostos corretamente.

Os efluentes radiográficos são gerados quando é produzida a imagem por fotografia através do raio-X. Há duas etapas principais para se formar a imagem, a primeira é a revelação e a segunda é fixação. O efluente que contém mais prata é o proveniente da etapa de fixação.

Para o tratamento destes efluentes geralmente são utilizados produtos químicos para a separação da prata do efluente. Porém, este experimento tem por finalidade testar uma tecnologia que não usa produtos químicos, os destiladores solares.

Os destiladores solares são estruturas que simulam o ciclo da água, evaporando e condensando o efluente. Geralmente são utilizados para tratamento de água. Seu funcionamento parte do princípio quando os raios solares entram no dispositivo, aquecem o efluente a ser tratado, evapora e em seguida é condensado. Ao evaporar, a parte sólida é separada fisicamente da parte líquida. Portanto, ao realizar este experimento, se avaliará o quão eficiente é esta separação e se o efluente condensado tem condições de ser lançado na rede de esgoto ou em corpos d’água utilizando parâmetros da legislação vigente, como prata, DQO, sólidos totais, entre outros.

O experimento será realizado ao ar livre, usando um destilador solar já existe. Como é uma tecnologia que não utiliza produtos químicos, apenas energia solar, a princípio é uma forma mais barata de se tratar este tipo de efluente. O experimento tem previsão de ser concluído até final de 2015. As análises serão feitas nos laboratórios do ENS. A figura a seguir mostra como irá funcionar essa nova forma de tratamento.

A figura acima mostra os raios solares entrando e aquecendo o efluente a ser tratado [1]. Em seguida é evaporado[2] e condensado nas paredes internas [3]. As gotículas condensadas descem pela superfície interna [4] e o efluente tratado é estocado em [5].

Aluno: Maruan Karím Alemsan

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Avaliação da extensão do comprimento de plumas para diferentes condições hidrogeológicas utilizando o modelo matemático SCBR

Um dos maiores problemas ambientais causados pelas operações da indústria petrolífera são os derramamentos de petróleo e seus derivados. As atividades ligadas a essas indústrias são responsáveis pela liberação de compostos tóxicos ao meio ambiente. Uma das principais preocupações em um derramamento de gasolina é a contaminação de aquíferos que sejam usados como fonte de abastecimento de água para consumo humano. Estes acidentes podem causar grandes impactos ambientais, tanto pela magnitude como pela dificuldade de recuperação dos ecossistemas, contaminando o solo, as águas subterrâneas, os corpos hídricos superficiais e o ar atmosférico.

Após o episódio do acidente, a partir do momento em que ocorre a dissolução dos hidrocarbonetos do petróleo presentes na fonte de contaminação será formada a pluma de contaminantes – delimitação dos contaminantes dissolvidos na zona saturada. Nestes acidentes, os principais compostos investigados são os hidrocarbonetos monoaromáticos do grupo BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno). Esses compostos possuem maior mobilidade e toxicidade no meio ambiente, além de serem reconhecidos como cancerígenos aos seres humanos. A Resolução CONAMA 420/2009 estabelece os limites de concentração de substâncias químicas com o objetivo de assegurar a qualidade e manutenção da funcionalidade do solo e a proteção das águas superficiais e subterrâneas.

Existem diversos modelos matemáticos que são aplicados às águas subterrâneas. Porém, praticamente todos não consideram o efeito do etanol presente na gasolina. O modelo matemático SCBR (Solução Corretiva Baseada no Risco) é um modelo bidimensional, numérico, que simula cenários de contaminação de aquíferos não confinados, o modelo é resultado da parceria entre a Petrobras e a Universidade Federal de Santa Catarina através do Núcleo Ressacada de Pesquisa em Meio Ambiente. Em caso de derramamentos de gasolina brasileira, o SCBR considera a interferência do etanol nos processos de solubilização e biodegradação.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do etanol e parâmetros hidrogeológicos (gradiente hidráulico, condutividade hidráulica e porosidade) sobre o comportamento das plumas de contaminação com a utilização do SCBR. O modelo será calibrado com os dados de campo da área experimental da Fazenda Ressacada – UFSC.

O trabalho será realizado no período de março a junho de 2016.

A pesquisa será desenvolvida no Núcleo Ressacada de Pesquisa em Meio Ambiente – REMA.

Aluno: Matheus Pinheiro Massaut – mpmassaut@hotmail.com

Orientador: Henry Xavier Corseuil

Co-orientador: Marcio Roberto Schneider

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GRANULAÇÃO AERÓBIA NATURAL EM REATORES EM BATELADAS SEQUENCIAS PARA TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

A falta de saneamento básico, aliada às deficiências dos atuais sistemas de coleta e tratamento de efluentes, compromete significativamente a qualidade de recursos hídricos.

No Brasil, a maioria das estações de tratamento de efluentes (ETEs) em operação utiliza sistemas de lodos ativados para tratar os efluentes domésticos. O processo de lodos ativados consiste em uma série de unidades onde ocorre o desenvolvimento de uma cultura microbiana, estruturada na forma de flocos. Estes microrganismos agrupados utilizam a matéria orgânica e os nutrientes (nitrogênio e fósforo) presentes no esgoto doméstico para se desenvolverem, permitindo assim a remoção desses compostos do efluente.

Esses sistemas convencionais requerem diversas etapas de tratamento, principalmente quando o projeto contempla a remoção de nutrientes, resultando em requisitos de área elevados para a construção destes. Tendo em vista a crescente produção de águas residuárias pela população e a limitada disponibilidade de área para a implantação de novas ETEs, torna-se imprescindível a busca por sistemas alternativos de tratamento que sejam compactos e capazes de realizar a remoção simultânea de carbono e nutrientes.

Por isso, a descentralização do tratamento de efluentes surge como uma alternativa promissora, uma vez que possibilita a globalização desse serviço e a redução dos custos de transporte de esgoto. Um sistema de tratamento que tem se mostrado viável e eficiente dentro do âmbito da descentralização é o de reatores em bateladas sequenciais (RBS), já que esses são flexíveis, permitindo a adaptação dos ciclos de acordo com as características qualitativas e quantitativas dos efluentes. Além disso, apresentam vantagens como redução do tamanho das unidades, menor produção de lodo e menor consumo de energia.

RBSs são reatores que realizam a equalização, o tratamento e a sedimentação em um único tanque, ou seja, o tratamento ocorre em uma sequência de tempo, diferindo-se dos sistemas convencionais onde esses processos ocorrem em uma sequência espacial. Um ciclo típico de um processo RBS é dividido em cinco períodos distintos: enchimento, reação, sedimentação, descarte e repouso (Figura 1).

Figura 1. Fases de operação de um sistema RBS

Uma das variantes dentro dos sistemas RBS que vem sendo amplamente estudada nos últimos anos é o processo de granulação aeróbia. Os grânulos aeróbios são um agrupamento de microrganismos que ocorre por meio de um processo de auto-imobilização (não há aderência a um meio de suporte), formando assim uma estrutura densa, e estável (Figura 2b).

Figura 2: Flocos de um sistema de lodos ativados (A) e grânulos aeróbios maduros (B)

A aplicação da tecnologia de grânulos aeróbios em sistemas RBS para o tratamento de esgoto sanitário tem se mostrado muito atrativa, visto as suas inúmeras vantagens em comparação aos sistemas convencionais de lodos ativados, tais como: estrutura microbiana regular, densa e forte, boa sedimentabilidade, alta retenção de biomassa e capacidade de resistir a elevadas cargas orgânicas. Além disso, a limitação da difusão de oxigênio no interior dos grânulos possibilita a existência simultânea de zonas aeróbias, anóxicas e anaeróbias, permitindo que os processos de nitrificação e desnitrificação ocorram de forma simultânea.

No entanto, cabe ressaltar que muitos dos mecanismos envolvidos no processo de granulação aeróbia ainda são desconhecidos, aumentando a fragilidade desse sistema e, por consequência, aumentando a demanda por novos estudos. Nesse contexto, a pesquisa pretende avaliar o processo de granulação aeróbia em um sistema RBS, com relação as suas características físicas e biológicas.

O estudo será desenvolvido em uma unidade piloto instalada no Laboratório de Efluentes Líquidos e Gasosos – LABEFLU, que pertence ao Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental na Universidade Federal de Santa Catarina. Este será parte integrante de uma pesquisa de mestrado que vem sendo desenvolvida no mesmo laboratório, e contara com duas etapas: a primeira compreende o monitoramento do sistema experimental, no período de setembro de 2015 a janeiro de 2016. A segunda parte engloba a análise de dados e produção de trabalho escrito e terá início em fevereiro de 2016 com previsão de conclusão para maio do mesmo ano.

Espera-se que ao final do estudo possa se indicar alguns dos principais mecanismos envolvidos na formação dos grânulos e também como os parâmetros operacionais influenciam na formação e estabilidade destes.

Aluno: Maurício de Jesus

Orientadora: Rejane Helena Ribeiro da Costa

Co-orientadora: Jessica Antunes Xavier

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Aplicabilidade do programa SCBR como ferramenta de cálculo de fluxo, de transporte de contaminantes e de atividade de remediação de áreas contaminadas em águas subterrâneas

Devido ao novo quadro mundial que se forma a partir de ecossistemas alterados pela poluição e degradação, surge uma questão de extrema importância: a preservação dos mananciais de água potável. A importância das águas subterrâneas como uma das principais fontes de água potável demonstra, portanto essa preocupação com a preservação de aquíferos e a busca por alternativas que minimizam os impactos causados por atividades potencialmente poluidoras. O gerenciamento de áreas contaminadas é composto por uma sequência lógica de procedimentos e decisões a serem tomadas, desde a suspeita da contaminação até a definição de estratégias de gerenciamento do risco.

A utilização de um modelo computacional como ferramenta de cálculo de fluxo, de transporte e transformação de contaminantes na água subterrânea para uma área potencialmente contaminada, antes do evento de contaminação, tornou-se uma ferramenta fundamental para o planejamento e tomada de decisão nos processos de gerenciamento ambiental.

Existem vários tipos de modelos matemáticos aplicáveis às águas subterrâneas. A maioria dos modelos possui uma estrutura determinística que relacionam a causa e o efeito de maneira exata, sem a inclusão de incertezas estatísticas no processo de simulação. Os modelos ainda podem representar os fenômenos físicos que ocorrem nos aqüíferos a partir de soluções analíticas ou numéricas para simulação de problemas com estrutura espacial de uma, duas ou três dimensões (CORSEUIL et al., 2006). Para o desenvolvimento desse trabalho serão utilizados os seguintes softwares: o modelo bidimensional SCBR (Solução Corretiva Baseada no Risco) e o modelo tridimensional Modflow.

O principal objetivo desse trabalho é avaliar a aplicabilidade do modelo matemático bidimensional SCBR, a partir de um caso real, como ferramenta para simulação de fluxo subterrâneo, de transporte de contaminantes e de barreiras de contenção para remediação de contaminação em águas subterrâneas. Feito isso, pretende-se comparar os resultados dessas simulações do modelo bidimensional SCBR com o modelo tridimensional Modflow.
A metodologia, utilizada para atingir os resultados, responde em três etapas: utilização de pelo menos cinco (5) cenários de contaminação a partir de casos reais, avaliação do risco à saúde humana e por fim, tecnologias de remediação.

Com o resultado do trabalho, espera-se mostrar em quais momentos o SCBR responde mais satisfatoriamente que o Modflow, e vice-versa.

O trabalho será realizado durante o primeiro semestre de 2016, com início em fevereiro previsão de conclusão em junho do mesmo ano.

Aluna: Milena de Brito Espinosa – mibrito.snt@gmail.com

Orientador: Nilson Guiguer Junior

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Análise de ciclo de vida de um reator em bateladas sequenciais

São muitos os fatores que tem fomentado as organizações a reduzirem os impactos no ambiente, através de tecnologias limpas e aplicação do conceito de desenvolvimento sustentável. Entre eles, pode-se citar o avanço da legislação ambiental, conscientização da população e cobrança no mercado. Uma ferramenta que vem sendo estudada para melhoria do desempenho ambiental é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV).

A ACV é uma metodologia utilizada para analisar os impactos de um produto, serviço ou processo, através da avaliação dos parâmetros de entrada (como matérias-prima e energia) e saídas (resíduos) do sistema. Os principais objetivos da técnica são auxiliar na escolha de uma alternativa que seja menos impactante e busca por melhorias no desempenho do sistema de produto em questão. A NBR ISO 14040/2001 apresenta diretrizes para aplicação da ferramenta.

Recentemente a ACV tem sido utilizada para avaliação do desempenho dos sistemas de tratamento de efluentes. As estações de tratamento de efluentes são responsáveis por reduzir a carga poluidora lançada no ambiente. Existem diversas tecnologias para realização desse processo, cada uma com diferentes consumos energéticos e de produtos químicos, além de emissões gasosas e geração de lodo. O objetivo desse trabalho é avaliar o desempenho ambiental de um reator em bateladas sequenciais (RBS) para tratamento de efluente doméstico através da ACV.

Os RBS operam em fluxo intermintente, sendo compostos por um único tanque em que ocorrem todas as etapas do processo de lodos ativados. Através do ajuste do ciclo, pode-se obter elevada eficiência na remoção de nitrôgenio e fósforo, principais responsáveis pela eutrofização dos corpos receptores. O interesse por esse sistema vem crescendo com o avanço da tecnologia, que facilitou a operação através da automatização do sistema. Assim como lodos ativados convencional, o RBS pode ser usado para tratamento de efluentes domésticos e industrial.

Para atingir o objetivo proposto, o trabalho iniciará com a definição do objetivo e escopo. Nessa etapa será feito um levantamento dos processos envolvidos durante a operação do reator, bem como dos insumos utilizados e dos resíduos gerados. Esses dados serão inseridos no modelo Sigma-Pro para quantificação dos impactos ambientais.

Porteriormente, será elaborado um inventário de ciclo de vida com os dados coletados e gerados pelo modelo. Esse documento servirá como base de dados para as etapas posteriores, a avaliação do ciclo de vida e interpretação dos resultados.

Com esse estudo espera-se identificar a etapa crítica no funcionamento do reator, bem como propor melhorias no sistema para reduzir os impactos gerados. O trabalho teve início em agosto de 2015 e está previsto para ser concluído em maio de 2016.

Aluna: Patrícia Braun – patibraun@gmail.com

Orientador: Guilherme Zanghelini

Co-orientador: Sebastião Roberto Soares

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Aplicação do modelo SCBR no gerenciamento de áreas contaminadas: análise da funcionalidade “áreas reativas” como tecnologia de biorremediação

O petróleo é formado da decomposição de matéria orgânica, como animais e plantas soterrados há milhões de anos. Sua extração e seu uso em larga escala começaram apenas na segunda metade do século XIX, mas tornou-se rapidamente o produto de uso mais amplo na matriz energética mundial. Sendo assim, os hidrocarbonetos derivados de petróleo representam um dos mais importantes grupos de compostos químicos devido a sua abundância natural, importância industrial, e, principalmente, ao seu intenso uso como fonte de energia primária mundial.

Atualmente, em consequência de sua ampla utilização, os impactos ambientais causados pelo petróleo e seus derivados são uma grande preocupação. Esta preocupação se deve tanto a um crescente consenso mundial relativo a preservação da qualidade do solo, água e ar, como, principalmente, aos inúmeros episódios de liberação dos derivados de petróleo no meio ambiente, causados por meio de acidentes em regiões costeiras e continentais. Estes acidentes, ocorrem geralmente durante o transporte e a estocagem destes produtos, por meio de vazamentos em tanques de armazenamento (subterrâneo e superficial) e óleodutos.

Um dos mais graves problemas, envolvendo derivados de petróleo, esta relacionado a poluição dos recursos hídricos. A contaminação de águas subterrâneas, muitas vezes atinge os aquíferos que são usados como fontes de abastecimento de água para o consumo humano.

Os resultados das pesquisas realizadas na Fazenda Ressacada motivaram a UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) e a Petrobras (Petróleo Brasileiro S.A) a desenvolver em 2003 a primeira versão do modelo matemático SCBR – Solução Corretiva Baseada no Risco – SCBR que atualmente, já em sua terceira verão, conta com a colaboração da ESSS (Engineering Simulation and Scientific Software). A modelagem matemática pode ser utilizada para estimar futuras concentrações em pontos de exposição contaminados, não contaminados ou em pontos onde não existem dados de monitoramento. O SCBR é um modelo bidimensional desenvolvido para simular o transporte e o destino de compostos químicos dissolvidos nas águas subterrâneas, que considera a interferência do etanol, e permite a avaliação do risco em áreas contaminadas ou passíveis de contaminação.

Segundo o CONAMA no 420/2009, uma área é declarada contaminada sob investigação como sendo aquela em que comprovadamente for constatada, mediante investigação confirmatória, a contaminação com concentrações de substâncias no solo ou na água subterrânea acima da qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana, considerando um cenário de exposição padronizado (i.e., acima dos valores de investigação).

Visando avaliar uma tecnologia ativa de remediação, foi iniciado em 2004 pelo laboratório REMA (Núcleo Ressacada de Pesquisas em Meio Ambiente) da UFSC, um experimento em escala real, para avaliar a bioestimulação com injeção de nitrato na remediação de águas subterrâneas contaminadas com gasolina brasileira. A bioestimulação consiste, a grosso modo, em acelerar o processo de biodegradação dos contaminantes através da injeção de receptores de elétrons na área impactada. Em 2008, comprovou-se que a diminuição na migração das plumas contaminantes esteve diretamente relacionada com a quantidade de nitrato injetada em cada profundidade monitorada e a disponibilidade de oxigênio dissolvido. Devido a bioestimulação, a pluma dos compostos BTEX apresentou tanto retração quanto inibição de seu avanço na água subterrânea. Agora pretende-se aplicar os dados obtidos no experimento realizado em campo no modelo SCBR.

Esta pesquisa tem como objetivo central avaliar no programa SCBR (Solução Corretiva Baseada no Risco) a funcionalidade denominada “áreas reativas” para simulação da tecnologia de remediação denominada biorremediação ativa com nitrato, em áreas contaminadas por gasolina brasileira, tendo como base um experimento de campo. As áreas reativas representam regiões com propriedades de biodegradação (coeficiente de decaimento ou meia vida) diferenciadas dentro do domínio de simulação, a fim de simular uma bioestimulação.

Para isso será necessário estabelecer um modelo conceitual hidrogeólogico para a área estudada, calibrar no programa SCBR, o fluxo subterrâneo a partir de dados de campo de carga hidráulica e simular o comprimento da pluma de contaminação dos compostos BTEX, considerando o local de injeção do nitrato como área reativa e o coeficiente de biodegradação como parámetro de calibração.

Pretende-se comparar, através de gráficos, o comprimento da pluma de contaminação simulada (eixo y) ao longo dos anos no SCBR (eixo x), com o comprimento da pluma obtido através dos dados de campo. E por fim, realizar a calibração do transporte dos contaminantes, para um poço próximo à fonte, através das concentrações medidas no respetivo poço de monitoramento ao longo do tempo, confirmando desta maneira, a eficácia do modelo SCBR para as áreas reativas.

O gerenciamento de áreas contaminadas constitui de um conjunto de medidas tomadas com o intuito de minimizar o risco proveniente da existência de áreas contaminadas, à população e ao meio ambiente. Se comprovada a eficiencia do programa SCBR em relação a funcionalidade das áreas reativas, o mesmo poderá ser aplicado como ferramenta no gerenciamento ambiental de áreas impactadas que estão em processo de remediação ou poderão ser remediadas com áreas reativas, auxiliando na tomada de decisões.

Este trabalho de conclusão de curso (TCC) é uma parceria entre a UFSC e a Petrobras, começou a ser desenvolvido em setembro de 2015 e a previsão é que sua conclusão ocorra até junho de 2016.

Aluna: Priscilla Kern – priscilla.kern@gmail.com

Orientador: Henry Xavier Corseuil

Co-orientadora: Cristina Cardoso Nunes

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Avaliação do papel do relevo na determinação da vazão na bacia do João Gualberto

A Lagoa da Conceição se caracteriza como uma laguna costeira, em que sua ligação com o mar se dá pelo Canal da Barra da Lagoa. A Lagoa é utilizada para diversos fins, como pesca, recreação e locomoção. A bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição foi urbanizada de forma intensa nos últimos 20 anos. Composta por diversas sub-bacias, a bacia do rio João Gualberto, situada na porção norte, destaca-se em área, urbanização e aporte fluvial. Este trabalho enquadra-se na temática da hidrologia e visa avaliar a influência do relevo na geração de escoamento superficial no rio João Gualberto.

Serão utilizados dois modelos hidrológicos chuva-vazão para estudar a geração de escoamento na bacia do João Gualberto. Em um primeiro momento, será aplicado o modelo TOPMODEL, em que o relevo da bacia exerce papel dominante na geração de escoamento. Em um segundo momento trabalhar-se-á com o modelo SCS, que leva em consideração dados de ocupação de solo (urbanização, vegetação) e tipo de solo (de alta, média ou baixa infiltração), para a geração de escoamento. Com os resultados dos dois modelos será possível avaliar o papel do relevo da bacia na geração de escoamento superficial, comparando-se os gráficos de chuva-vazão (hidrogramas) gerados nos dois métodos.

Com este estudo será possível um melhor conhecimento do aporte fluvial da bacia do João Gualberto. Esta bacia, intensamente urbanizada, possivelmente carrega grande quantidade de nutrientes para a Lagoa da Conceição. Estes nutrientes influenciam na dinâmica da Lagoa nas regiões próximas a exutória da bacia, podendo induzir o crescimento descontrolado de algas, alterando a qualidade da água e afetando a comunidade aquática local. Além dos nutrientes, o aporte de sedimentos pode ser mais bem compreendido com a avaliação do papel do relevo na bacia. A entrada de sedimentos na bacia influencia a morfometria da Lagoa em locais próximos a saída do rio, causando acúmulo de sedimento em alguns locais e tornando ambientes mais rasos. Ao avaliar a influência na geração do escoamento, se este componente for realmente importante, poder-se-ia aconselhar o uso do modelo TOPMODEL para estudar o comportamento chuva-vazão em outras bacias hidrográficas de características similares, com área e topografias parecidas.

Para o modelo TOPMODEL, gera-se o mapa do índice topográfico para a bacia a partir do modelo numérico do terreno, que será a incorporação do relevo ao modelo. Também serão utilizados dados de chuva, obtidos a partir de um pluviógrafo na seção de medição de nível. Um sensor de pressão conectado a um Datalogger, instalados em uma seção do rio próxima a exutória, medem o nível na seção. Conhecendo-se a área da seção, calcula-se o raio hidráulico para o canal, tendo em vista que a seção do rio é praticamente constante por um trecho de 200 metros a montante do local de medição. A vazão será calculada através da fórmula de Manning, estimando uma rugosidade para o canal, e conhecendo o raio hidráulico. Com os dados de chuva e vazão, e parâmetros estimados de solo, pode-se calibrar o modelo TOPMODEL.

Para o modelo SCS será importante a caracterização de ocupação do solo na bacia, obtida através da análise da base de dados em sistemas de informações geográficas – SIG, além de ser necessário estimar índices de permeabilidade do solo e índice de perdas iniciais. Com os gráficos de chuva-vazão gerados a partir dos dois modelos, e os dados medidos, será possível fazer uma comparação e analisar o papel do relevo na geração da vazão. O relevo poderá possuir grande influência, ou então, influenciar apenas em alguns eventos de precipitação. Talvez ele subestime a vazão, ou superestime o escoamento, ou seja insignificante para a geração de escoamento na bacia estudada.

Este trabalho visa ampliar o conhecimento sobre a vazão na bacia do João Gualberto, analisando a influência do relevo na geração de escoamento. Espera-se que o relevo da bacia influencie na geração de escoamento, principalmente para eventos de precipitação de longa duração. O conhecimento da geração de escoamento na bacia pode ser útil a trabalhos que queiram quantificar aportes de nutrientes ou sedimentos na Lagoa da Conceição, por exemplo. E caso a influência do relevo seja evidenciada, pode-se presumir que esta característica será determinante, também, nos estudos em bacias com características topográficas semelhantes à bacia do João Gualberto. Este trabalho se iniciou em agosto de 2015 e tem previsão de término para junho de 2016.

Aluna: Rita Duzzo Grohs – ritadg@gmail.com

Orientador: Fábio Farias Pereira

Co-orientador: Davide Franco

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Avaliação das ações de imediato e curto prazo do plano municipal de saneamento básico do município de Joaçaba

A partir da constituição de 1988, o saneamento básico brasileiro passou por um período onde não existia a sua regulação, essa condição só foi superada em 2007 com a aprovação da Lei n° 11.445 que estabeleceu as diretrizes da Política Nacional do Saneamento Básico. Este foi considerado o marco regulatório do saneamento brasileiro, obrigando os municípios a desenvolverem seus Planos Municipais de Saneamento Básico (PMSB)

No início o prazo para a conclusão do PMSB era para o ano de 2010, porém devido à dificuldade encontrada pelos municípios foi prorrogada para o final de 2014, depois para o ano de 2015 através de decreto, caso o prazo não seja cumprido os municípios ficam impedidos de solicitar financiamentos para o setor.

Observando o cenário do saneamento básico no país nas últimas décadas, nota-se que existe uma grande lacuna entre o planejamento e a execução, onde geralmente as ações propostas no PMSB não são acompanhadas na sua implementação no município e por tanto muitas vezes os prazos não são atendidos.

O presente trabalho tem como objetivo analisar as ações propostas pelo PMSB de Joaçaba para o Sistema de Abastecimento de Água (SAA) e o Sistema de Esgotamento Sanitário (SES) no horizonte de imediato e curto prazo, após essa caracterização será feito um comparativo com o que foi implementado realmente pelo prestador de serviços neste período.

Com a realização desse estudo espera-se propor uma ferramenta ou uma metodologia de controle e acompanhamento do plano, visando melhorar a implementação das ações do plano de Joaçaba. Tendo como justificativa deste trabalho procurar estabelecer um padrão para se aplicar em outros municípios de mesmo porte e mesmas características, podendo verificar se as propostas feitas nestes planos são condizentes com a realidade.

Foi solicitado o PMSB ao Serviço Intermunicipal de Água e Esgoto (SIMAE) de Joaçaba, que tem se mostrado apoiador do projeto, o mesmo órgão estará disponibilizando as informações sobre as obras implementadas no período estudado.

A realização deste trabalho será dividida em três etapas: a primeira etapa consiste no levantamento de todas as informações sobre as ações de imediato e curto prazo do plano municipal de saneamento, após a coleta destas informações deverá ser desenvolvida uma planilha afim de padronizar as ações propostas e os custos descritos no plano municipal de saneamento de Joaçaba; já na segunda etapa será feita a caracterização das ações implantadas no sistema de água e esgoto do município de maneira quantitativa, assim será possível avaliar se as ações e os investimentos propostas no plano foram realizados; na última etapa pretende-se elaborar uma planilha onde podemos comparar as ações propostas e implantadas, levando em conta seus investimentos que apresente de maneira simples e eficaz o resultado deste comparativo.

O trabalho será realizado na Universidade Federal de Santa Catarina UFSC campus da Trindade com visitas ao município de Joaçaba para coleta de dados e acompanhamento das ações, as atividades iniciaram em janeiro de 2016 e a previsão para o termino será em junho.

Tem-se como objetivo final deste trabalho, obter uma planilha padronizada e de fácil compreensão que possa ser aplicada em diversos municípios semelhantes ao município estudado – Joaçaba.

Aluno: Thiago Ferreira da Silva – fds.thiago@gmail.com

Orientador: Pablo Heleno Sezerino

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Artigo de Divulgação Científica

Desde a metade do ano passado se vem ouvindo muitas notícias em relação à falta de água no estado de São Paulo, porém, apesar desse local estar em maior destaque, não é o único que sofra com isso dentro do Brasil. Estados do Nordeste já vivem praticamente acostumados com essa dificuldade que os assola durante maior parte do ano. Alguns bairros de Florianópolis passam pela mesma situação entre os períodos de dezembro e fevereiro, com a chegada do grande número de turistas. Com isso, é necessário que se busquem fontes alternativas de água, a fim de que não se dependa somente dos sistemas públicos de abastecimento e ocorra falta dela quando ele não conseguir suprir essa demanda.

Diversas alternativas são possíveis, como por exemplo o reuso do esgoto tratado e a utilização da água da chuva. A utilização da água da chuva é uma técnica que vem sendo aplicada desde tempos mais remotos até atualmente em diversas regiões do mundo, como por exemplo na Austrália, onde cerca de 3 milhões de pessoas se beneficiam dessa técnica, e até mesmo no Brasil no projeto chamado P1MC, que visa construir 1 milhão de reservatórios de água na região do semi-árido brasileiro.

Porém, mesmo sendo uma técnica amplamente utilizada e aplicada há tanto tempo, é necessário se ter atenção na qualidade da água que permanece armazenada dentro dos reservatórios, sendo ela diminuída ao longo do tempo, já que a água da chuva não possui nenhum tipo de tratamento. Buscando manter a boa qualidade da água da chuva por mais tempo, levando em conta os longos períodos de estiagem em algumas regiões, que fazem com que a água armazenada não seja renovada, um grupo francês construiu um novo tipo de reservatório que armazena a água no meio da areia. Apesar dessa técnica já ter sido aplicada em Madagascar e na Tailândia, sendo chamada de REEPS (Réservoir d’Eau Enterré Plein de Sable (Cisterna enterrada com areia, tradução livre)), não existem análises comprovando a qualidade da água da chuva ao longo do tempo dentro dele, e é isso que o trabalho apresentado fará. Serão construídos três reservatórios simulando três situações diferentes: um reservatório comum, sem ser enterrado nem contendo areia dentro dele; outro reservatório enterrado, sem conter areia dentro dele e, o último, enterrado e contendo areia dentro dele. Dentro deles serão colocados 20 litros de água da chuva e análises físico-química serão feitas inicialmente semanalmente e posteriormente mensalmente. Com o resultado delas, conclusões em cima da qualidade da água serão obtidas.

Figura 1 – Preenchimento do reservatório subterrâneo (REEPS) com areia, localizado em Madagascar. FONTE: Areed

O trabalho será executado por meio do Laboratório de Potabilização das Águas – LAPOA de Outubro de 2015 a Julho de 2016, e espera comprovar a eficácia desse novo método de armazenamento da água da chuva, para que ele possa ser amplamente aplicado também em outras regiões do mundo, a fim de melhorar a qualidade da água da chuva utilizada por tantas pessoas.

Aluno: Victor Ybarzo Fechine – victorybarzo@msn.com

Orientador: Maurício Luiz Sens

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Estudo para a aplicação de uma planta de Wetland de Sistema Frances na cidade de Nova Trento – SC

O Brasil ainda mostra um grande déficit no setor de saneamento, particularmente no parte que diz questão à coleta e tratamento de esgotos. De acordo com os últimos dados apresentados em 2013 pelo SNIS – Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, menos da metade (48,6%) dos municípios no país são conectados à rede de esgoto, sendo que apenas 39 % do efluente coletado é tratado.

Entretanto, o Brasil tem investido na ampliação do número de estações de tratamento de esgoto – ETE, para a reversão deste quadro. Contudo, os sistemas de coleta são majoritariamente instalados em áreas urbanas, negligenciando assim as zonas periféricas e rurais, obrigando os municípios com poucos recursos a procurarem outras perspectivas para o manejo de seus efluentes. Diante desta figura, a descentralização do tratamento entra como opção viável para sobrepor a falta de investimento e promover a universalização do saneamento básico.

A descentralização do tratamento de esgotos é definida pela coleta, tratamento e disposição final do efluente recebido in loco, ou seja, no local de geração ou próximo ao mesmo, ou plantas que servem a uma pequena coletividade, como uma comunidade ou uma vila. Algumas tecnologias, como tanques sépticos e filtros anaeróbios, já são amplamente difundidas no país, porém novas tecnologias vem sendo amplamente pesquisadas, o que é o caso do Wetlands Construídos.

Os filtros de macrófitas aquáticas, como também são conhecidos os wetlands na literatura, são sistemas projetados e construídos a fim de tratar águas residuárias domiciliares, utilizando dos processos naturais que envolvem o plantio de macrófitas aquáticas, sua interação com o solo e com o material microbiano associado ao meio.

Vários tipos e associações de wetlands são apresentados na literatura disponível, e entre eles aparecem os Wetlands Verticais de Sistema Francês. O Sistema Francês destaca-se por tratar efluente bruto, não advindo de nenhum pré-tratamento. O arranjo é composto dois estágios de filtros, onde a primeira e a segunda fase são divididas em três e duas plantas semelhantes, respectivamente. O esgoto é suprido em bateladas hidráulicas várias vezes ao longo do dia, garantindo assim um ciclo de rápida alimentação e um grande descanso para o sistema. Os sólidos suspensos (SS) acumulam-se no topo da camada filtrante do primeiro estágio, mineralizando-se e dando vida a um biofilme, que torna-se um novo elemento na matriz de filtração.

A pesquisa tem foco na definição de parâmetros de dimensionamento e operação de plantas de Wetland de Sistema Frances, para dar base a um projeto a fim de ser aplicado na cidade de Nova Trento, localizada na região de grande Florianópolis, em Santa Catarina. Nova Trento tem 12 mil habitantes e um projeto pronto para a aplicação de rede coletora e estação de tratamento de efluentes, a ser escolhida entre diversas opções pré-definidas. O estudo pretende apontar uma comparação entre a possível aplicação de uma planta de Wetland para substituição das alternativas sugeridas, assim como a comparação entre as duas alternativas já mencionadas e a aplicação de plantas em lugares estratégicos já definidos por bacias de escoamento.

Aluno: Vlade Dalbosco – vlade@dalbosco.net

Orientador: Pablo Heleno Sezerino

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Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – ENS

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Projetos de TCCs 2015.2

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