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Saneas
SUMÁRIO
Saneas é uma publicação técnica quadrimestral
da Associação dos Engenheiros da Sabesp
AESABESP
DIRETORIA EXECUTIVA
João Baptista Comparini / Presidente
Eliana K. I. Kitahara / Vice-Presidente
Nizar Qbar / 1º. Secretário
Magali Scarpelini M. Pereira / 2ª. Secretária
Ivan Norberto Borghi / 1º. Tesoureiro
Walter Antonio Orsati / 2º. Tesoureiro
DIRETORIA ADJUNTA
Cecília Takahashi Votta / Diretor Social
Luiz Yukishigue Narimatsu / Diretor Técnico Cultural
Gilberto Alves Martins / Diretor de Esportes
Reynaldo Eduardo Young Ribeiro / Diretor de Pólos
Paulo Eugênio de C.Corrêa / Diretor de Marketing
CONSELHO DELIBERATIVO
Alipio Teixeira dos Santos Neto, Almiro Cassiano Filho, Choji
Ohara, Geraldo Gonçalves, Hélio Nazareno Padula Filho,
Ivo Nicolielo Antunes Junior, José Victorio Francisco de
Assis Bedusch, Nelson Luiz Stábile, Paulo Roberto Borges,
Pedro Luiz Todesco Ferraz, Pérsio Faulim de Menezes, Sérgio
Eduardo Nadur.
CONSELHO FISCAL
Antonio Soares Pereto, Marcos Clébio de Paula e
Yazid Naked
CONSELHO EDITORIAL
Viviana Marli N. Aquino Borges (Coordenadora)
FUNDO EDITORIAL
EQUIPE RESPONSÁVEL PELA SANEAS
Wanderley da Silva Paganini (Coordenador)
Andréa Ferreira Guzzon, Fernando Gomes da Silva,
Gislene Flávio Lopes, Miriam Moreira Bocchiglieri, Renato
Benito Felippe Júnior e Rodolfo Baroncelli Jr.
ARTE E PRODUÇÃO GRÁFICA
Formato Artes Gráficas ([email protected])
JORNALISTA RESPONSÁVEL
Ana Holanda Mtb 26.775;
TIRAGEM: 3.500 exemplares
AESABESP
Associação dos Engenheiros da Sabesp
Rua 13 de maio, 1.642 – casa 1
01327-002 - São Paulo, SP
Fone (11) 3284 6420 – 3263 0484
Fax (11) 3141 9041
www.aesabesp.com.br
[email protected]
EDITORIAL
3 Universidade e o saneamento
4 AGENDA
4 CARTAS
OPINIÃO
5 O papel das fundações de apoio na inovação tecnológica
P&D
7 Incorporação de lodos de estações de tratamento de
água em blocos cerâmicos
MATÉRIA DE CAPA
13 Inovação tecnológica no saneamento
ARTIGOS TÉCNICOS
19 Tecnologia UV e suas opções
orientando as decisões do usuário 22 Nova tecnologia de bombeamento simplifica
instalações e operações e preserva o meio ambiente 26 Tecnologia de túneis por tubos cravados de concreto:
maior precisão, qualidade e economia 31 Integrated Technology Systems
para tratamento de águas e efluentes MEIO AMBIENTE
34 Autodepuração em cursos d’água: modelo
simplificado de estudo
A SABESP INOVA
37 Definição de limites operacionais de segurança dos
reservatórios do sistema adutor de São Paulo
ENTREVISTA
41 José Fernando Perez – O papel dos Institutos de
Pesquisa e a geração de tecnologia
EMPREENDIMENTOS E GESTÃO
43 A Sabesp e a tecnologia do saneamento
HISTÓRIA DO SANEAMENTO
45 Abastecimento de água: 56 anos atrás
48 NOVIDADES - FIQUE POR DENTRO
49 ATENÇÃO E RECONHECIMENTO
50 CAFEZINHO
51 AGRADECIMENTOS
Empresas patrocinadoras deste número de Saneas
Foto da capa
Odair Marcos Faria
Memphis Empreendimentos Ltda.;
Tel (11) 3872 1811; e.mail [email protected]
Higra Industrial Ltda; tel (51) 572 2929;
Tanque de aeração
de Estação de
Tratamento de
Esgoto
e.mail [email protected]
ECL Engenharia e Construções Ltda.
Dinamyk Indústria, Comércio e Serviços Ltda.
EDITORIAL
A universidade e o saneamento:
um projeto para a nação
Eng. João B. Comparini
Presidente da Associação dos Engenheiros da Sabesp (AESABESP)
“F
ormar profissionais suficientemente preparados para o exercício profissional nas diversas modalidades, além de pesquisadores movidos pelo
desafio da descoberta científica e pelo desenvolvimento de tecnologias que objetivem melhorar a qualidade de vida dos povos, em cada momento da história,
promovendo o necessário suporte ao projeto de uma Nação.”
Esta frase talvez resuma algumas respostas a respeito da missão da Universidade. Na generalidade de cada uma de suas partes, imensos desafios.
Destaque-se, de pronto, a referência efetuada quanto a promover o suporte
ao projeto da Nação, elemento de base que, adequadamente explicitado e compreendido, dá a direção maior e o corrimão para o desenvolvimento das ações
conseqüentes.
A visão clara do que se quer para o país em cada setor, de onde se almeja
chegar, com políticas e diretrizes estratégicas definidas e priorizadas no horizonte de planejamento, é essencial, proporcionando o alinhamento necessário
para que se vençam os demais desafios embutidos na missão da
Universidade. Sem ela, corremos o risco de formar profissionais A visão clara do que
que não se sintam qualificados e em número inadequado às
demandas do mercado, professores que pouco podem dedicar- se quer para o país em
se à tarefa de ensinar e pesquisadores que não conseguem ver a
cada setor, de onde se
transformação de sua produção científica em tecnologias para
o benefício da coletividade.
almeja chegar, com
O setor de saneamento no Brasil, com a fundamental parceria
da Universidade, precisa, rapidamente, definir qual é o projeto políticas e diretrizes
para a Nação. E para esta definição é preciso não esquecer que
estratégicas definidas
temos, sim, uma base de profissionais preparados, corpo acadêmico, tecnologia, estruturas para consultoria e construção, além e priorizadas
de indústrias de base do setor. O projeto deve considerar que
podemos, portanto, exportar esses serviços, e não importá-los, no horizonte de
transferindo recursos de nossas periferias para outras praças.
Deve contemplar a necessária prioridade do saneamento, des- planejamento, é
tacando, antes de tudo, o que significam para o país 1.192 Dis- essencial
tritos (12%) que não contam com rede geral de abastecimento
de água e 5.751 Distritos que não contam com rede coletora de esgoto, além da
reduzida cobertura de seu tratamento.
Esta edição da revista Saneas é uma homenagem à Universidade, aos seus
administradores, docentes, pesquisadores e funcionários que têm, ao longo de
suas vidas, possibilitado melhores condições de vida a toda a sociedade.
De abrangentes a específicos, esperamos que os aspectos abordados nesta
edição contribuam para o esclarecimento de questões e para a disseminação
do conhecimento, auxiliando o leitor na compreensão dos problemas atuais e a
serem doravante enfrentados.
Saneas / outubro 2002 – 3
Cartas
Cartas
Venho à presença de V. Sa. acusar e
agradecer a doação da Revista Saneas
- 2002, 1(13) ao Serviço Técnico de
Biblioteca e Documentação da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá
- FEG / UNESP. Solicito, se possível,
a gentileza de continuar enviando os
novos fascículos para que os leitores
possam desfrutar sempre da coleção
completa. Aproveito a oportunidade
para externar os protestos da mais
alta consideração.
Nilza Maria Rabello Marino
Diretor Técnico de Serviço
Biblioteca
Agenda
Agenda
Trabalho na Biblioteca da FUMEP,
onde temos o Curso de Engenharia
Ambiental, e gostaria de continuar
recebendo esse periódico.
Rosana
A Universidade de São Paulo, por
meio da Faculdade de Saúde Pública,
em conjunto com a Faculdade de
Arquitetura e Urbanismo e Faculdade de Direito, por intermédio do
Núcleo de Informações em Saúde
Ambiental da USP, estará oferecendo,
em 2003, os cursos de Especialização
na área ambiental, a saber: Gestão
Ambiental, Educação Ambiental,
Direito Ambiental e Engenharia de
Saneamento Básico. Inscrições abertas na período de 21/10/02 a 14/11/02.
Maiores informações através da site
www.fsp.usp/cursos/CUREXT.html
ou no Serviço de Alunos – tel: 3066
7787, av. Dr. Arnaldo, 715, térreo.
International Environmental
Technology Corporation,
Ambitec Bavária 2002
Local: Baviera, Alemanha
Período: 01/11/2002 a 13/11/2002
Organização: Câmara do Comércio e
Indústria Brasil- Alemanha
E.mail : [email protected]
Assunto: Cooperação entre
profissionais e Empresas privadas
e Públicas Brasileiras e Alemãs,
através da Divulgação de Tecnologia
Ambientais Bávaras de Ponta
4 – Saneas / outubro 2002
É com muita satisfação que comunico
Vv. Ss. que a Revista Saneas, da Associação dos Engenheiros da Sabesp,
é material didático que utilizo em
minhas aulas na Faculdade de Saúde
Pública da Universidade de São Paulo.
A atualidade de seus artigos, aliada a
competência de seus colaboradores, faz
desse veículo de comunicação técnica
uma importante ponte entre a Sabesp,
a comunidade técnica e a acadêmica.
Sabedor das dificuldades que a publicação de cada número representa,
parabenizo os colegas pelo esforço
e trabalho que vêm desenvolvendo,
colocando-me à disposição para
colaborar com aquilo que se fizer
necessário.
Atenciosamente,
Prof. Dr. Pedro Mancuso
Saneas é uma publicação da Associação dos Engenheiros da Sabesp
existente há 13 anos. Os primeiros
11 exemplares foram dedicados à
divulgação de artigos técnicos dos
Encontros Técnicos da Associação
dos Engenheiros da Sabesp. Desde
agosto de 2001, com a revista
volume 1, nº 12, Saneas passou a
ser uma publicação quadrimestral
com conteúdo editorial do Saneamento Básico, nos seus aspectos
técnicos, políticos e institucionais.
Envie seus comentários, críticas
ou sugestões para o Conselho
Editorial da Revista Saneas –
[email protected]
AESABESP
Seminário: “Utilização de Resinas na
Fabricação de Tubos para Aplicação
em Redes de Águas e Esgoto”
Data: 12/11/2002; 8:00 às 18:00 horas
Local: A ser confirmado
Objetivo: Promoção, troca de
conhecimento, e integração de
profissionais de saneamento básico.
Oportunidade de conhecimento do
estágio atual das atividades ligadas ao
setor da indústria plástica. Destinado
às indústrias de saneamento básico,
indústrias de gestão de resíduos sólidos e outros ramos industriais
Simpósio: “Conservação e Economia
de Energia Elétrica”
Data: 03/12/2002
Local: São Paulo, SP
Organizador: Superintendência de
Manutenção Guarapiranga - AG
Contato: Sup. de Manutenção Guarapiranga - AG, a/c Inês
Telefone: (11) 5683 3127
Observação: Instrutor do Simpósio,
Engº Antonio S. Pereto / AGPC,
E.mail: [email protected]
Assunto(s): Manutenção, Eletricidade, Conservação
Manhã de Tecnologia: “Instrumentação e Equipamentos para Controle
de Processos”
Data: 25/11/2002; 9h00 às 12h00
Local: Audit. Engº Tauzer G. Quinderé,
R. Costa Carvalho, 300; São Paulo, SP
Palestra que apresenta equipamentos
a serem utilizados nos Controles
de Processos de Tratamento para
Ensaios e Avaliação Técnica em
Unidade da Sabesp
Patrocínio: Digitrol Indústria e
Comércio Ltda
Participante: Engº Michel Debrit
Manobras e Proteções em Sistemas
Elétricos de Médias Tensões
Data: 12/11/2002
Local: São Paulo, SP
Organizador: Superintendência de
Manutenção Guarapiranga - AG
Contato: Sup. de Manutenção Guarapiranga - AG, a/c Inês
Telefone: (11) 5683 3127
Observação: Instrutor responsável
pelo Simpósio, Engº Antonio Soares
Pereto / AGPC,
E.mail: [email protected]
Assunto(s): Manutenção, Eletricidade
OPINIÃO
O papel das fundações de apoio
na inovação tecnológica
Guilherme Ary Plonski
A multiplicação e a
permanência de fundações de
apoio a instituições científicotecnológicas de primeira linha
no Brasil sugere tratar-se de um
mecanismo bem sucedido, capaz
de ajudar as apoiadas a realizar
a sua missão.
De que fundações estamos falando
“As fundações têm suas raízes no desejo de
solidariedade, atributo próprio do ser humano
(...)”, conforme nos esclarece ALVES 1 (p. 48).
Dentre as várias modalidades previstas na
atual Constituição Federal, importa para o
tema deste artigo a das fundações de apoio.
São elas pessoas jurídicas de direito privado,
sem fins lucrativos, instituídas nos moldes do
Código Civil, com o objetivo de dar apoio a
determinadas instituições (op. cit., p. 65).
O escopo e condições do relacionamento
entre fundação de apoio e instituição científico-tecnológica apoiada é estabelecido em
termo de acordo ou convênio. A multiplicação e a permanência de fundações de apoio
a instituições científico-tecnológicas de primeira linha no Brasil sugere tratar-se de um
mecanismo bem sucedido, capaz de ajudar as
apoiadas a realizar a sua missão.
O desafio da inovação tecnológica
Cresce na sociedade brasileira a percepção
de que os avanços expressivos, realizados pelo
País no campo da pesquisa em ciência e tecnologia, geraram condições para intensificar a
componente do conhecimento no esforço para
aceleração do desenvolvimento econômico e
social. Essa percepção se expressa em políticas
públicas, polarizadas pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, conforme indicado no projeto
da Lei de Inovação e no Livro Branco da Ciência, Tecnologia e Inovação.
A experiência mundial indica que o processo
de inovação tecnológica frutifica melhor num
ambiente em que os diversos agentes – empresas, associações empresariais, instituições científico-tecnológicas, governos federal, estadual e
municipal, poder legislativo, entidades paragovernamentais (tais como o Sebrae e as agências
de desenvolvimento regional), investidores
privados em suas várias modalidades, organismos da sociedade civil, imprensa, agentes de
cooperação internacional – coordenam suas
ações, constituindo sistemas nacional, regional
ou local de inovação.
Que papel desempenham?
Entre os diversos benefícios gerados pelas
fundações de apoio no adensamento dos
sistemas de inovação merecem destaque os
seguintes:
a) Aumento da capacidade de gestão administrativa e econômico-financeira dos
1 - Alves, F.A. - Fundações, organizações sociais, agências executivas. São Paulo, LTr, 2000.
Guilherme Ary Plonski, Professor associado da Poli-USP e da FEA-USP. Presidente do Conselho
Curador da Fundação Vanzolini. Diretor Superintendente do IPT.
Opinião
A experiência mundial indica
que o processo de inovação
tecnológica frutifica melhor num
ambiente em que os diversos
agentes coordenam suas ações,
constituindo sistemas nacional,
regional ou local de inovação.
d) Criação de novos e desobstrução de existentes canais de comunicação entre agentes
dos sistemas de inovação tecnológica, contribuindo para o uso eficiente dos recursos escassos de uma sociedade emergente
– notadamente talentos e dinheiro.
malversação, raros, mas, infelizmente, encontráveis. Como, aliás, em qualquer instituição
humana.
A segunda categoria está associada ao insuficiente conhecimento sobre a operação das
fundações. Este autor já se surpreendeu mais
de uma vez com a ignorância de colegas acadêmicos respeitados sobre regras básicas, tais
como a inexistência de proventos aos corpos
dirigentes – conselho curador e diretoria, que
dedicam sua energia fundamentados no instituto da solidariedade, como mencionado no
início desta matéria.
Finalmente, existem críticas associadas a
posições conceituais diversas. Algumas, respeitáveis, questionam, por exemplo, a natureza
paliativa das fundações, preferindo se dedicar a
proposições voltadas à reforma geral do Estado
(por exemplo, no que se refere às restrições
da legislação sobre licitações). Outras, claramente ideológicas, alegam que as fundações de
apoio são causa do esvaziamento de greves por
aumento de salário nas instituições científicotecnológicas, por permitirem (ainda que ao
amparo da legislação universitária) que docentes e pesquisadore(a)s empreendedore(a)s
obtenham ganhos pecuniários associados a
projetos e serviços prestados sob sua gestão
econômico-financeira.
Reconhecimento dos resultados gerados
Como em outras dimensões da existência humana, inexiste unanimidade sobre as
fundações de apoio. Em que pese a expressão dos benefícios ensejados às instituições
científico-tecnológicas apoiadas e à sociedade
em geral, encontraremos críticas de três tipos
principais.
O primeiro tipo se vale de exemplos de
Em conclusão
Fundações de apoio bem gerenciadas têm,
há mais de três décadas, contribuído significativamente para a inovação tecnológica em
nosso País, adensando os sistemas nacional,
regional e local. Os exemplos abundam, basta
querer examinar com isenção o desempenho
das instituições centífico-tecnológicas apoiadas.
■
projetos de inovação, permitindo que seu
cronograma e orçamento sejam compatíveis com os requisitos do ambiente competitivo. Cabe sublinhar que a gestão técnica
competente dos projetos permanece com
as instituições apoiadas.
b) Preservação da imagem das instituições
apoiadas, evitando exposição indesejada em
face de eventuais litígios usuais no mundo
das relações comerciais – por exemplo, na
prestação de serviços tecnológicos ou na
realização de pesquisa contratada. Isso elimina preocupações da comunidade acadêmica e facilita sua decisão de participar em
atividades que contribuem para processos
de inovação tecnológica.
c) Criação de ambiente favorável ao envolvimento de docentes, pesquisadore(a)s e
estudantes em atividades de inovação, estimulando o empreendedorismo tecnológico.
P&D
Incorporação de lodos de estações de
tratamento de água em blocos cerâmicos
Dione Mari Morita Américo de Oliveira Sampaio Marcelo Kenji Miki Airton Checoni David Pesquisa & Desenvolvimento
Resumo
O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a possibilidade de incorporar o lodo da Estação de Tratamento de Água de Cubatão (SP), ETA Cubatão, em blocos cerâmicos produzidos em uma indústria localizada no
município de Tatuí (SP), utilizando para a resolução do problema a metodologia de negociação de conflitos com a participação dos setores envolvidos. Foram incorporados 25, 20 , 12,5, e 10% (v/v) de lodo nos blocos cerâmicos. Testes de
caracterização do lodo e ensaios de resistência à compressão, absorção à água e características dimensionais nos blocos
produzidos com o lodo foram realizados. Os resultados obtidos demonstraram a possibilidade de incorporação de
12,5% de lodo, sem comprometimento das características do produto final (segundo especificação da NBR 7171/92) e
sem interferências significativas no processo produtivo.
1.
Introdução
A maioria das Estações de Tratamento de
Águas (ETAs) do Estado de São Paulo lança
os lodos gerados nos decantadores e nos filtros
nos corpos d’água mais próximos, causando
problemas ambientais, tais como aumento na
quantidade de sólidos em suspensão, assoreamentos indesejáveis, mudanças de cor,
aumento das concentrações de alumínio e,
ainda que incipiente, uma Demanda Química
de Oxigênio.
Nos últimos 5 anos, o órgão ambiental paulista, CETESB, tem intensificado a fiscalização
sobre o lançamento de lodos gerados em ETAs
em corpos d’água, o que tem exigido das concessionárias de saneamento a busca de alternativas para a solução desse problema.
Lodos de ETAs têm sido dispostos em aterros
sanitários ou exclusivos e em áreas de reflorestamento e agrícolas, bem como utilizados para o
controle de sulfetos em sistemas de coleta, trans-
porte e tratamento de esgotos, em indústrias ou
na construção civil (AWWA, 1990).
Levando em conta estes tipos de disposição
final/usos benéficos dos lodos de ETAs, verifica-se que no Estado de São Paulo:
• Há escassez de áreas para construção de aterros,
especialmente nas zonas mais adensadas, onde
são gerados os maiores volumes de lodo;
• O gerenciamento de um aterro exige um
know-how muitas vezes não disponível numa
concessionária de serviços de saneamento,
cuja missão é planejar, executar e operar sistemas de água potável e de esgotos, garantindo a
qualidade de vida da população;
• No último inventário de resíduos sólidos
domiciliares, realizado pela CETESB, em
2000, dos 645 municípios do Estado, apenas
197 dispunham seus resíduos de forma adequada (CETESB, 2001); e
• O custo de disposição de resíduos em aterros sanitários é alto, variando de US$17 a
US$ 32 por tonelada.
Engenheira civil pela Escola de Engenharia da Universidade Mackenzie, doutora em engenharia
hidráulica e sanitária pela Universidade de São Paulo, docente da Escola Politécnica da Universidade de
São Paulo, assessora da Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo.
Engenheiro civil e sanitarista. Mestre em hidráulica e saneamento pela Escola de Engenharia de São
Carlos – USP. Superintendente de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da SABESP.
Engenheiro civil pela Escola Politécnica da USP. Mestre em engenharia pela Escola Politécnica da USP.
Gerente da Divisão de Projetos de Pesquisa e Engenharia Básica da Superintendência de Pesquisa e
Desenvolvimento Tecnológico.
Engenheiro mecânico pela Escola Politécnica da USP. Especialização em engenharia em saúde pública
e ambiental pela FSP-USP. Mestre em engenharia pela Escola Politécnica da USP. Engenheiro da Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico.
Pesquisa & Desenvolvimento
Blocos de
cerâmicas
produzidos
com
incorporação
de lodo de
ETA.
Segundo a Associação Nacional de Cerâmica,
no Brasil, existem 11.000 indústrias de cerâmica
vermelha, assim distribuídas: 62% fabricam
blocos e tijolos; 37%, telhas; e 0,2%, tubos. O
faturamento anual destas empresas é de US$
2,8 bilhões. Mensalmente, são consumidas
10.500.000 t de argila para a fabricação de blocos
e tijolos e 4.500.000 t para telhas. O setor cerâmico gera 650.000 empregos diretos e 2 milhões
de empregos indiretos (ANICER, 2002).
Na Região Sudeste, onde se localiza o Estado
de São Paulo, estão instaladas cerca de 1.600
cerâmicas e 2.000 olarias (Figura 1). As cerâmicas produzem, em média, 500.000 peças por
mês e as unidades oleiras, 75.000 peças/mês. Os
grandes pólos cerâmicos paulistas estão situados em Itu-Campinas, Santa Gertrudes–Cordeirópolis, Tatuí-Sorocaba, Tambaú–Vargem
Grande do Sul, Mogi-Guaçu–Itapira, Pano-
Figura 1
Principais pólos
cerâmicos das
regiões sul e
sudeste do
Brasil.
MC
MG
Belo Horizonte
7
6
SP
4
2
8
9
1
3
PR
4
1
1
3
São Paulo
2
Curitiba
3
2
RJ
5
2
SC
Florianópolis
1
RS
Porto Alegre
Rio de Janeiro
Rio de Janeiro
1. Itaboraí
2. Campos
São Paulo
1. Itu–Campinas
2. Santa Gertrudes–Cordeirópolis
3. Tatuí–Sorocaba
4. Tambaú–Vargem Grande do Sul
5. Mogi-Guaçu–Itapira
6. Panorama–Paulicéia
7. José Bonifácio–Avanhandava
8. Barra Bonita–Bariri
9. Ourinhos–Palmital
Paraná
1. Rio Ivaí
2. Eixo Imbituva–Prudentópolis
(Ponta Grossa)
3. Região Norte
4. Região Oeste
Santa Catarina
1. Região Sul–Criciúma
2. Região Centro-norte (Blumenau)
3. Região Oeste
Minas Gerais
MC. Monte Carmelo
rama–Paulicéia, José Bonifácio–Avanhandava,
Barra Bonita–Bariri e Ourinhos–Palmital.
A extração de argila, embora não seja considerada uma atividade poluidora, degrada o
meio ambiente, pois devasta as matas e causa
assoreamento nos rios. A indústria cerâmica,
por sua vez, tem como um dos principais problemas ambientais, a emissão de fluoretos para
a atmosfera nos fornos de queima. Segundo
ALMEIDA et al. (2001), uma das alternativas
para redução desta emissão é a substituição da
argila por material isento de fluoretos.
A utilização de lodos de ETAs na indústria
cerâmica no Estado de São Paulo traz benefícios:
• aos ceramistas, uma vez que possibilita o
aumento da vida útil da jazida e a redução
dos custos de recomposição de áreas com
vegetação nativa;
• à concessionária de serviços de saneamento,
por esta ser uma solução definitiva;
• ao meio ambiente, pela redução da
supressão da vegetação devido a atividade
extrativa, pela minimização da emissão de
fluoretos e pela redução da poluição aquática causada pelo lançamento de lodos de
ETAs nos corpos d’água.
A experiência paulista tem mostrado que
muitas iniciativas na área ambiental não
chegam à resolução dos problemas pela falta
de articulação entre os setores envolvidos.
Por esta razão, o presente projeto está sendo
desenvolvido empregando as técnicas de
negociação de conflitos com a participação de
multistakeholders. Envolve o setor produtivo
da indústria cerâmica, usuária dos lodos das
ETAs; os órgãos ambientais (Secretaria de Meio
Ambiente do Estado de São Paulo e CETESB),
responsáveis pelo licenciamento e fiscalização
das atividades minerárias, industriais e de
ETAs; o meio acadêmico, através do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária
da Escola Politécnica da Universidade de São
Paulo e a SABESP, concessionária dos serviços
de Saneamento do Estado de São Paulo.
2.
OBJETIVO
• Aplicar a metodologia de negociação de
conflitos com a participação dos setores
envolvidos para resolver o problema de disposição do lodo da Estação de Tratamento
de Água de Cubatão, incorporando-o na
fabricação de blocos cerâmicos de uma
indústria localizada no pólo de Tatuí.
Incorporação
do lodo de ETA
na argila
• Viabilizar alternativa ambientalmente sustentável para o destino final de lodos de ETAs.
• Redução dos custos operacionais e de investimentos do processo de tratamento de água.
4. Materiais e métodos
As seguintes premissas foram consideradas
no desenvolvimento do projeto:
• A Secretaria de Meio Ambiente do Estado
de São Paulo seria a articuladora entre os
ceramistas, a concessionária de serviços de
saneamento, a universidade e o órgão de
controle da poluição ambiental;
• A ETA deveria já estar produzindo lodo
desidratado;
• A indústria cerâmica, futura usuária do lodo
desidratado, deveria estar ambientalmente
adequada;
• O projeto deveria ser desenvolvido em
escala real;
• A indústria deveria ter jazida própria para
que o lodo desidratado da ETA pudesse secar
ao ar livre para reduzir seu teor de umidade,
uma vez que este influencia significativamente na qualidade do bloco cerâmico; e
• A incorporação do lodo no processo industrial não deveria acarretar mudanças operacionais significativas, como, por exemplo,
modificação de moldes para extrusão,
mudança na composição dos diferentes tipos
de argila e no procedimento de queima etc.
4.1. Caracterização do lodo da ETA Cubatão
A cada lote de amostras de lodo da ETA Cubatão enviada à indústria cerâmica, foram coletadas
amostras para a determinação dos seguintes
parâmetros: teor de sólidos totais e voláteis; teor
de carbono orgânico; composição mineralógica;
e tamanho e distribuição de partículas.
O teor de sólidos totais e voláteis foi determinado segundo APHA; AWWA; WEF (2000). A
determinação do teor de carbono orgânico foi
realizada com o analisador elementar da Perkin
Elmer. As amostras foram previamente tratadas
para remoção de carbono inorgânico segundo
metodologia desenvolvida por Bevilacqua (1996).
A determinação da estrutura cristalina da
amostra foi efetuada através do método do
pó, mediante o emprego do difratômetro de
raios-X, marca Philips, modelo MPD 1880.
A identificação das fases cristalinas foi obtida
por comparação do difratograma das amostras
com as contidas no banco de dados do ICDD
– International Centre for Diffraction Data.
A determinação de tamanho e distribuição
de partículas foi realizada por meio de um
analisador de partículas, modelo Mastersizer
Microplus, da Malvern Instruments Ltd.
Além destas determinações, foram obtidos
os dados operacionais da ETA e de qualidade
da água bruta durante o período de produção
do lote de lodo encaminhado aos ceramistas.
4.2. Fabricação dos blocos cerâmicos com
lodo de ETA
Cada lote de argila encaminhado à cerâmica
permaneceu ao ar livre por um período de 7
dias. Em seguida, foram incorporados à massa
de argila lodo nas seguintes proporções: 25%,
20%, 12,5% e 10% (v/v).
4.3. Propriedades dos blocos cerâmicos
produzidos com o lodo da ETA
A cada lote de blocos cerâmicos produzidos,
foram coletadas amostras para a realização dos
seguintes ensaios:
− Determinação das dimensões em blocos
cerâmicos estrutural e vedação;
− Determinação do desvio em relação ao
esquadro e planeza das faces;
− Determinação da absorção de água;
− Determinação da resistência à compressão.
Estes ensaios foram realizados segundo as
normas NBR 8042, NBR 8947 e NBR 6461
da Associação Brasileira de Normas Técnicas
- ABNT (BRASIL, 1992a, 1985, 1983).
5. Apresentação e análise dos resultados
A identificação das fases cristalinas mostrou que
o lodo da ETA Cubatão é composto, basicamente,
de mica, goethita, quartzo, calcita e caolinita.
Quanto à composição granulométrica, o
Tabela 1 – Área superficial e distribuição de partículas de amostras do lodo da ETA Cubatão
Amostra de
lodo nº
Área superficial
específica (m²/g)
Distribuição de partículas (%)
φ ≤ 2µm
2 < φ < 20 µm
φ ≥ 20 µm
1
0,3160
4,9
68,5
26,6
2
0,2711
4,0
59,1
36,9
3
0,3298
5,8
65,9
28,4
4
0,3061
4,5
68,3
27,2
5
0,2488
2,9
60,9
36,1
lodo da ETA Cubatão é constituído de partículas com área superficial específica variando
de 0,25 a 0,33 m²/g e diâmetro médio de partículas de 38 a 51 µm, apresentando as características superficiais de um silte, cuja área
superficial específica está compreendida entre
0,01 e 10 m²/g e diâmetro médio de partículas
de 4 a 64 µm (UNESCO, WHO, UNEP, 1992).
TABELA 2 – Resultados dos ensaios realizados com blocos cerâmicos,
nos quais foi incorporado 10% de lodo (molde com paredes curvas)
Ensaio
Ensaio de Compressão (MPa)
Especificação
Bloco
Bloco
NBR 7171/92 com lodo sem lodo
1,0 (mínimo)
0,4
0,8
8 a 25
20,9
18,4
Comprimento (mm)
240 ±3
242,1
242,0
Largura (mm)
115 ±3
114,7
116,0
Altura (mm)
140 ±3
138,8
139,0
E1 (superior)
7 (mínimo)
5,0
5,5
E2 (lateral)
7 (mínimo)
5,8
6,4
E3 (interna)
5,2
5,2
E4 (interna)
5,2
5,4
Absorção de água (%)
Verificação dimensional
Espessura das paredes (mm)
E5 (lateral)
7 (mínimo)
5,7
5,7
E6 (inferior)
7 (mínimo)
6,2
6,8
3
0
1
Face A (mm)
3
0
0
Face B (mm)
3
0
0
Desvio de esquadro – média (mm)
Planeza das faces – média:
A Tabela 1 apresenta as áreas superficiais das
partículas encontradas em diferentes amostras
do lodo da ETA Cubatão, bem como a distribuição das mesmas nas seguintes faixas de diâmetro: < 2 µm, entre 2 e 20 µm e > 20 µm.
A qualidade dos blocos cerâmicos depende
muito das características das matérias-primas
usadas, principalmente de sua composição
granulométrica. A mistura de argilas com
materiais não plásticos (desplastificantes), tais
como areias, micas e óxidos de ferro, torna-se
necessária, pois as primeiras, quando compactadas, dificultam a eliminação de água durante
a secagem, o que provoca fortes retrações diferenciais e deformações, aumentando as perdas
no processo de fabricação.
Segundo Pracidelli; Melchiades (1997),
para a confecção de tijolos furados, a massa
deve conter de 20 a 30% de partículas com
diâmetros inferiores a 2 µm, de 20 a 55 % de
partículas com diâmetros variando de 2 a 20
µm e de 20 a 50% de partículas com diâmetros
superiores a 20 µm.
O lodo da ETA Cubatão possui de 3 a 6% de
partículas com diâmetros inferiores a 2 µm, 60
a 70% com diâmetros entre 2 e 20 µm e de 30 a
40% com diâmetros superiores a 20 µm. Portanto,
sozinho, não pode ser utilizado para produzir
blocos cerâmicos. No entanto, há a possibilidade
de incorporá-lo à argila plástica, devido à sua composição mineralógica e granulométrica.
Com relação à matéria orgânica, os resultados mostraram que a argila utilizada na
indústria cerâmica possui de 0,15 a 0,18% de
carbono orgânico, enquanto o lodo da ETA
Cubatão, de 5,5 a 8,1%. Devido ao baixo teor
de carbono na matéria-prima da indústria
cerâmica, é necessária a adição de 2,4% de
coque como fonte de matéria orgânica, para
melhorar a plasticidade da massa e a resistência mecânica dos blocos cerâmicos, facilitar a
queima nos fornos e reduzir o consumo de
combustível. O lodo da ETA Cubatão poderia
substituir total ou parcialmente o coque.
O teor de sólidos secos da argila e do lodo
foram de 76% e 18 a 20%, respectivamente. Em
relação aos voláteis, estes estiveram na faixa de
3 a 5% para as amostras de lodo, e em torno
de 3% para as de argila. Embora esta determinação seja utilizada para quantificar a matéria
orgânica do lodo (AWWA, 1990), os resultados
obtidos no presente trabalho mostraram que
este parâmetro diferiu muito do teor de carbono orgânico nas amostras analisadas.
A incorporação de 20 e 25% de lodo de ETA
à massa de argila provocou o aparecimento de
trincas e rachaduras em alguns blocos após a
secagem na estufa. Estes foram descartados e
o lote restante, encaminhado ao forno. Após a
passagem pelo mesmo, apareceram novamente
blocos com trincas e rachaduras. Os que não
apresentaram estas deformações, sofreram
visível retração, optando-se por não realizar o
ensaio de resistência à compressão.
Provavelmente, esta retração está relacionada ao gradiente de umidade no interior do
bloco, provocado pela incorporação do lodo
à massa cerâmica. Estudos realizados em San
Jose, Califórnia, mostraram que era possível
misturar 90% de lodo gerado numa ETA que
utilizava sulfato de alumínio como coagulante
com 10% de argila para produzir um tijolo,
desde que o lodo estivesse totalmente seco.
Se o teor de umidade fosse de 40%, 45% de
lodo poderia ser incorporado ao tijolo e se
fosse 75%, somente 10% da massa poderia ser
constituída de lodo de ETA. Estes estudos revelaram, também, que a secagem ao ar livre era
uma forma adequada para reduzir a umidade
do lodo. Conseguia-se num período de poucos
dias, um teor de sólidos de 60 a 80% num lodo
que inicialmente apresentava um teor de 25%,
deixando-o ao ar livre, em pilhas de 2,5 a 7,5
cm de altura no máximo, sendo este revolvido
freqüentemente (AWWA, 1990). Espera-se que
o lodo da ETA Cubatão, que deve permanecer
na jazida de argila por um período de 2 a 3
meses, não apresente problemas de umidade
como os observados com as amostras estudadas no presente trabalho.
Os blocos nos quais foram incorporados
10% de lodo foram produzidos com moldes
de paredes curvas, que são os tradicionalmente
empregados na confecção de blocos cerâmicos.
Os resultados deste ensaio são apresentados
na Tabela 2.
Os blocos não apresentaram retração
significativa, no entanto, a resistência à compressão e as espessuras das paredes não atenderam às estipuladas pela norma NBR 7171/92
(BRASIL, 1992b), mesmo para o bloco sem
adição de lodo.
Decidiu-se, então, moldar os blocos com as
paredes laterais retas e incorporar 12,5% de
lodo à massa cerâmica.
Os resultados relativos aos ensaios de resistência à compressão, absorção à água e verificação dimensional são apresentados na Tabela 3.
Os blocos apresentaram pouca retração e
a resistência à compressão estava dentro dos
limites estipulados pela norma NBR 7171/92
(BRASIL, 1992b).
Neste momento, está sendo viabilizado um
contrato de curto prazo entre a concessionária de serviços de saneamento e a indústria
cerâmica para que possam ser realizados testes
que representem melhor as condições reais de
recepção do lodo na indústria. Neste contrato, o
TABELA 3 – Resultados dos ensaios realizados com blocos cerâmicos,
nos quais foi incorporado 12,5% de lodo
Ensaio
Ensaio de Compressão (MPa)
Especificação
Bloco
Bloco
NBR 7171/92 com lodo sem lodo
1,0 (mínimo)
2,3
2,3
8 a 25
19,1
19,1
Comprimento (mm)
240 ±3
239,3
239,2
Largura (mm)
115 ±3
112,1
110,7
Altura (mm)
140 ±3
137,7
135,4
E1 (superior)
7 (mínimo)
5,1
5,4
E2 (lateral)
7 (mínimo)
5,7
5,8
E3 (interna)
4,9
4,9
E4 (interna)
5,0
4,9
Absorção de água (%)
Verificação dimensional
Espessura das paredes (mm):
E5 (lateral)
7 (mínimo)
5,5
5,6
E6 (inferior)
7 (mínimo)
5,8
6,5
3
1
1
Face A (mm)
3
0
1
Face B (mm)
3
0
1
Desvio de esquadro - média (mm)
Planeza das faces – média:
custo de transporte e destino final é de R$ 35/t,
representando uma redução superior a 50%,
quando comparado ao da disposição em aterros
sanitários. Como dito anteriormente, o lodo
contendo um teor de sólidos em torno de 20%
permanecerá na jazida por 2 a 3 meses e, após
este período, será incorporado à massa cerâmica.
Será realizado um monitoramento freqüente dos
blocos produzidos por pelo menos 1 ano.
6.
Conclusões
Dos resultados obtidos, conclui-se:
– a metodologia de negociação de conflitos
com a participação dos setores envolvidos mostrou-se eficaz no caso do lodo da ETA Cubatão:
a indústria interessou-se em receber o lodo; o
órgão ambiental atuou como mediador e não
apenas como fiscalizador, ajudando a buscar
alternativas para a solução do problema; a
concessionária de serviços de saneamento está
podendo, pela primeira vez no Estado de São
Paulo, resolver definitivamente o problema de
disposição de um lodo de ETA e a Universidade
cumpre seu papel, pois as pesquisas que estão
sendo realizadas têm um resultado prático;
– as características materiais do lodo da ETA
Cubatão e da indústria cerâmica permitiram
verificar uma compatibilidade entre os dois
materiais, não ocorrendo interferências significativas no processo produtivo e nem nas
características finais dos blocos cerâmicos
processados;
– os estudos de incorporação de lodo de ETA
na indústria de bloco cerâmico deve ser feita
caso a caso de modo a verificar a compatibilidade entre os materiais e os processos de fabricação envolvidos;
– além das características físico-químicas das
matérias-primas, verificou-se que a adoção do
molde de paredes retas da extrusora permite
uma resistência à compressão dos blocos superior ao do molde de paredes curvas;
– que os blocos cerâmicos nos quais foi incorporado 12,5% de lodo de ETA e confeccionados com molde de paredes retas atenderam
as especificações das normas da Associação
Brasileira de Normas Técnicas.
6. Referências Bibliográficas
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flúor nos efluentes gasosos da indústria cerâmica.
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1983.
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(WHO); UNITED NATIONS ENVIRONMENT
PROGRAMME (UNEP). Water quality assessments.
A guide to the use of biota, sediments and water in
environmental monitoring. London Chapman, D.
Ed. Chapman & Hall, 1992.
■
CAPA
Inovação tecnológica no saneamento:
o papel de cada um
Sinônimo de competitividade, investir em tecnologia e P&D
de novos processos é uma tendência e uma necessidade para o
crescimento das empresas de saneamento
Matéria de Capa
Tecnologia: no Brasil, apenas 15% do conhecimento se reverte em produção tecnológica
S
e fosse preciso responder rápido a seguinte
pergunta: “o Brasil investe em pesquisa?”.
Provavelmente, a resposta mais comum seria:
não, este não é um país com tradição na área
de pesquisa. Este conceito está tão difundido
que fica difícil acreditar no dado, divulgado
recentemente pelo Ministério da Ciência e
Tecnologia (MCT), afirmando que o Brasil
produz 1% do conhecimento científico mundial. Só para se ter uma base comparativa, o
valor é similar ao produzido pela Coréia, país
conhecido pela pesquisa e tecnologia avançada.
Então não estamos tão mal assim? Em termos.
Indo além, de acordo com o mesmo estudo,
quando se reverte volume de pesquisa em tecnologia, verificou-se que apenas 15% do que
se investe no conhecimento vai para produção
tecnológica. Neste quesito, a Coréia apresenta
desempenho trinta vezes superiores aos dados
brasileiros. Daria para especular sobre o que
falta por aqui, como incentivo para pesquisa,
interesse das empresas ou vontade de investir
e desenvolver tecnologia ao invés de comprála fora. Nas últimas décadas, as empresas se
preocuparam mais com o crescimento industrial e o gerenciamento do que com pesquisa e
desenvolvimento (P&D). É certo que inovação
tecnológica e competitividade andam juntas. E
não dá para ficar para trás.
Nos últimos anos, lançou-se uma série
de incentivos para a prática de pesquisa e
desenvolvimento de tecnologia. Criaram-se
os fundos setoriais e, mais recentemente, o
MCT apresentou a “Lei da Inovação”, que tem
como meta incentivar a P&D e, para 2003,
o Ministério da Ciência e Tecnologia prevê
dispor, em seu orçamento, cerca de R$ 2,8
bilhões. O governo federal vislumbra que os
investimentos nessa área no país alcancem,
em dez anos, um volume equivalente a 2%
do Produto Interno Bruto – o nível atual é de
1,3% do PIB–, incluindo, aí, pesquisas feitas
dentro das universidades, nas esferas estaduais,
municipais e iniciativa privada. Esse é um dos
Matéria de Capa
A parceria com o Instituto de Pesquisa Tecnológica
As áreas de demanda de pesquisas no saneamento e que fazem parte
do contrato da Sabesp com o IPT são:
• Controle e perdas de água
• Automação
• Resíduos de ETAs e ETEs
• Reúso de água
• Análises e testes para complementação de pesquisas internas
• Estudos de custos por processos e sistemas
• Assessoria à área ambiental e em informática
• Atendimento a emergências operacionais
• Desenvolvimento de novos materiais e equipamentos
• Análise de segurança de barragens
• Pesquisas geológico-geotécnicas
• Pesquisas metalográficas e químicas
• Pesquisas metrológicas na área de controle de vazão
A redução
de perdas é
uma área de
demanda de
pesquisa nas
empresas de
saneamento
objetivos mais concretos do “Livro Branco da
Ciência” que reúne um conjunto de diretrizes
estratégicas criando mecanismos para transformar a pesquisa e a inovação em desenvolvimento econômico e social.
Além dos incentivos, é preciso que se crie
uma cultura de geração de inovação tecnológica. É urgente uma mudança de mentali-
dade, tanto dos pesquisadores, que devem se
voltar, sem abandonar a essencial pesquisa
básica, para as necessidades do setor produtivo, quanto das empresas, que precisam criar
e/ou desenvolver a gestão de planejamento e
desenvolvimento estratégico de tecnologia,
focados em suas metas internas. Por parte das
universidades, fundações e institutos de pesquisas, é necessário que estabeleçam parcerias
com as empresas para disseminar o conhecimento. Uma pesquisa feita na década de 60,
nos Estados Unidos, resume muito bem este
pensamento de interação entre empresas e os
meios acadêmicos. O estudo mostrou que as
empresas que possuíam departamento de pesquisa e desenvolvimento eram também as que
adquiriam tecnologia de universidades e instituições de pesquisa. Ou seja, para incorporar
uma inovação é importante ter capacitação
tecnológica.
Nas empresas de saneamento o terreno é
fértil para a inovação tecnológica em várias
áreas, como recursos hídricos; tecnologias
de sistemas de tratamento de água e esgoto;
gerenciamento operacional de sistemas de
distribuição de água e controle de perdas;
consumo; águas de reúso; lodos; materiais e
métodos; custos; e automação de operações de
saneamento; entre outros.
O papel das universidades, fundações
e institutos de pesquisa
Existem diferentes maneiras de gerar tecnologia, seja investindo em pesquisas internas ou
buscando parceiros em universidades e institutos de pesquisa. Sobre esse assunto, Francisco
Romeu Landi, diretor presidente da Fundação
de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
(Fapesp), dá sua opinião: “a parceria é uma
forma de gerenciar projetos que o pesquisador
solitário ou encastelado na universidade nem
sempre consegue. No caso da parceria entre
empresas e pesquisadores, a necessidade de
produtos de melhor qualidade e preço falam
mais alto e fez com que os estudos acadêmicos ganhassem as ruas. Um exemplo disso, é a
criação de laboratórios próprios nas empresas
e a designação de pessoas capazes de interfacear as relações com universidades e centros de
pesquisas”.
Na opinião de Guilherme Ary Plonski,
diretor superintendente do Instituto de
Pesquisa Tecnológicas do Estado de São
Matéria de Capa
Paulo (IPT), a aproximação com as universidades, via Fundações ou institutos de
pesquisas, é uma realidade e uma busca
legítima de tecnologia. As Fundações são
entidades de apoio, privadas, que podem
alocar os recursos financeiros. É função das
Fundações gerenciar estes fundos para o
pesquisador (Lei 8666/93, que determina as
normas para licitações e contratos no setor
público), como os fundos setoriais (ver box).
As Fundações funcionam como um elo entre
a universidade e as empresas, fazendo com
que a primeira responda na velocidade que
a segunda requer. Dependendo da necessidade da empresa, ela não pode esperar anos
para conseguir o resultado de uma pesquisa
universitária. A resposta tem que ser ágil. E
Redução de
impactos
ambientais:
terreno fértil
para P&D
nas próximas
décadas
A nova lei de inovação e os fundos setoriais
• Lei da Inovação: diretrizes para Ciência e
Tecnologia
– O que diz a lei:
O projeto de Lei da Inovação, elaborado
pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, está
tramitando no Congresso Nacional e tem
como principal objetivo flexibilizar as relações
entre pesquisadores, institutos de pesquisa
e empresas privadas no desenvolvimento de
novas tecnologias, produtos, processos e serviços. O projeto de lei prevê medidas de incentivo
à pesquisa; mudanças na gestão das instituições científicas e ações de estímulo à criação
das Empresas de Base Tecnológicas (EBTs). O
texto completo está na site do MCT (http://
www.mct.gov.br/temas/desenv/leideinovacao).
– Quais são as principais propostas:
Instituições de pesquisa: os produtos e
processos inovadores a serem obtidos por
instituições de pesquisa vão poder ser adotados por empresas privadas interessadas na
produção de bens e serviços. As instituições,
no entanto, ficam protegidas por mecanismos
eficazes de transferência científica.
Empresas: poderão compartilhar laboratórios e equipamentos com as instituições
públicas de pesquisa, mediante remuneração
e, também, formar alianças estratégicas – seja
com outras empresas, como instituições de
C&T ou com a União. Neste último caso, a
União só poderá participar deste empreendimento se for para a criação de centros considerados de relevante interesse nacional.
Pesquisadores: poderão receber autorização para afastamento dos cargos, caso
queiram colaborar com pesquisas em outras
instituições ou empresas. Também poderão
tirar licença não remunerada se tiverem interesse em constituir, eles próprios, EBT.
Investidores independentes: suas criações
poderão ser adotadas por instituições de pesquisa, visando a elaboração de projetos que
tenham possibilidade de industrialização ou
utilização por parte do setor produtivo.
• Fundos Setoriais
Os Fundos Setoriais são um conjunto de
medidas que têm como finalidade a captação
de recursos para o financiamento de projetos e
programas de desenvolvimento científico e tecnológico de diversos setores econômicos. Um
bom exemplo disso é o CT-Hidro, o Fundo
Setorial de Recursos Hídricos, destinado a
financiar estudos e projetos na área de recursos hídricos e tendo como principal fonte de
financiamento as empresas geradoras de energia elétrica –4% da compensação financeira
atualmente recolhida por essas empresas.
Matéria de Capa
O Programa de
Uso Racional da
Água – PURA
– foi desenvolvido em
parceria com
Universidades, Institutos
de Pesquisa,
ONGs, órgãos
governamentais e iniciativa
privada.
a Fundação dialoga tanto com as empresas
quanto com os meios acadêmicos.
Sobre o papel da universidade, o diretor
do IPT afirma: “A universidade não concorre
com o setor de pesquisa da iniciativa privada.
A idéia é que as instituições universitárias e
também institutos de pesquisas realizem três
tipos de atividades: ensino, pesquisa e extensão. Tendo como fim, pesquisas e serviços
prestados a comunidade”. E vai além: “a inovação tecnológica como um processo linear é
uma visão obsoleta. A pesquisa de bancada,
nas universidades ou em institutos de pesquisas, utilizada numa empresa para gerar mais e
melhores bens e serviços é um processo que
nem sempre acontece linearmente. A inovação
tecnológica é multifacetada. Ela acontece na
empresa, no instituto de pesquisa ou por meio
das demandas do consumidor, que vivencia um
determinado problema no final desta cadeia
produtiva. Os diferentes agentes– de universidades a sociedades profissionais– precisam trabalhar em rede. Isso porque, freqüentemente,
as inovações surgem neste contexto de redes.
Sendo então necessário estabelecer os vínculos
entre esses nós e fazer com que operem em
sintonia, minimizando as dificuldades e maximizando os benefícios. A inovação será tão
ou mais capaz de acelerar o desenvolvimento
econômico social, quanto mais essas redes de
inovações estiverem bem tecidas”.
No caso das empresas de saneamento, parcerias com os meios universitários ou institutos de pesquisas dão suporte para trabalhos
práticos. A relação entre meio acadêmico e
empresas não deve ser o de prestadora de serviço. Esta não é, e nunca será, sua função, que
é a de extensão e geração de conhecimento. A
Sabesp, por exemplo, tem no IPT um parceiro
antigo. Mas é preciso abrir as portas também
para inovações de processos vindos de parti-
O Encontro Técnico
da AESABESP
S
eminários, encontros técnicos, participações em congressos são ferramentas na
cadeia da geração e disseminação do conhecimento e desenvolvimento de novas tecnologias. Entre os dias 27 e 29 de agosto, aconteceu
no Pavilhão da Fundação Bienal de São Paulo,
na capital paulista, o “XIII Encontro Técnico
da Associação de Engenheiros da Sabesp e a
XIII Feira Nacional de Materiais, Tecnologia
e Equipamentos para Saneamento”. O encontro, considerado o maior da América Latina
com foco em saneamento ambiental, teve vi- Incentivo à pesquisa: quase oito mil pessoas participaram do
sitação média de 2.500 pessoas por dia, con- XIII Encontro Técnico da AESABESP
tou com 125 estandes, numa área de oito mil
metros quadrados. Foram apresentados 160 trabalhos técnicos. A abertura contou com a palestra do jornalista
Joelmir Betting. Durante o encontro aconteceram cinco painéis de debates que abordaram: Gestão Ambiental;
Desenvolvimento Operacional; Novo Sistema de Manutenção nas Áreas do Saneamento Ambiental, Reúso da
Água e Subprodutos dos Processos de Tratamento; e A Engenharia Nacional no Ambiente Globalizado.
Matéria de Capa
Empresas de água: quais são as prioridades
•
Pesquisa, Desenvolvimento
e Inovação tecnológica
1. Redução de perdas de água
2. Melhoria do índice de
regularidade de abastecimento
3. Redução de impactos ambientais
4. Redução de custos operacionais
5. Aumento de oferta de água
tratada
6. Melhoria e/ou manutenção da
qualidade de água fornecida
• Ações a serem incentivadas
1. Desenvolvimento e capacitação técnica dos
profissionais e parceiros externos
2. Tecnologia da informação, informatização do
controle e automação
3. Análise da causa ou origem das falhas em todos
os processos e procedimentos
4. Gerenciamento da tecnologia: identificação
de demandas, acompanhamento da execução,
avaliação e adoção de resultados
5. Desenvolvimento de procedimentos operacionais, equipamentos, ferramentas e protótipos
6. Estudos de viabilidade técnica, prospecção,
monitoramento, avaliação e auditoria técnológica
7. Redução de consumo e
racionalização de uso da água
7. Projetos de pesquisa aplicada de materiais,
produtos e processos
8. Redução dos custos de
investimento
8. Normalização e normatização técnica
9. Aumento de receitas
Fonte: Estudo Prospectivo da Tecnologia de
Saneamento da Sabesp, 1997
9. Pesquisas básicas em novos paradigmas
científicos. Por exemplo, ciências ambientais e
capacitação avançada de pesquisadores
10. Aperfeiçoamento de ensaios, testes e análises
técnicas laboratoriais
culares, concessionárias, do consumidor e do próprio corpo
de funcionários e colocá-las em prática– caso façam parte do
planejamento estratégico da empresa– e checar os resultados.
A troca de experiências e a divulgação de pesquisas, bem sucedidas ou não, evita riscos e perdas futuras. Este é mais um dos
motivos que demonstram a importância de se ter um setor
dentro das empresas que centralize, cadastre, e saia em busca de
novas tecnologias e pesquisas.
Portas de entrada
As redes e parcerias não se mantêm ou não se justificam
se não houver uma área, dentro da empresa, responsável pelo
planejamento e desenvolvimento de novos processos e inovações. É responsabilidade desta área, por exemplo, acompanhar as ações; desenvolver, coordenar e administrar acordos
e convênios de cooperação técnica nacionais e internacionais;
manter um sistema de divulgação e disponibilização do acervo
técnico; e coordenar a avaliação dos resultados da implantação
de tecnologias e promover sua disseminação dentro e fora da
empresa.
Dentro das empresas de água, o desenvolvimento
das pesquisas deve ter, entre as metas, a melhoria do
índice de regularidade do abastecimento
Matéria de Capa
A área de P&D Tecnológico da Sabesp existe
há mais de 20 anos, com momentos de maior
ou menor impulso. Quando parte integrante
da Diretoria Técnica e de Meio Ambiente,
em 1997, coordenou o “Estudo Prospectivo
de Tecnologia de Saneamento” e apresentou a
“Política de Desenvolvimento Tecnológico”. A
área foi também responsável pelo cadastro de
pesquisas no setor do saneamento e a elaboração de um guia para aqueles que estivessem
dispostos a dedicar seu tempo a pesquisa.
Apenas com metas e prioridades claras é
possível planejar e direcionar os investimentos no setor de pesquisa e desenvolvimento.
A Sabesp assinou contrato ¨guarda-chuva¨
com o IPT no valor de cerca de R$ 10
milhões para 60 meses. O contrato prevê o
desenvolvimento e a elaboração de projetos,
estudos, pesquisas, análises e ensaios nas
áreas de atuação da empresa. Há também
projetos de Cooperação Técnica com o Japão
e o Canadá, no qual profissionais conhecem
novas tecnologias.
Investir em aprimoramento técnico, convênios e na formação acadêmica dos funcionários, também é uma forma de gerar
conhecimento, desenvolver e aplicar novas
tecnologias e processos.
De acordo com o engenheiro Américo de
Oliveira Sampaio, superintendente de pesquisa
e desenvolvimento tecnológico da Sabesp, para
dar vazão às necessidades é preciso investir em
estrutura e trabalhar com as diferentes mentalidades dentro das empresas de saneamento.
Há cinco anos, quando foi elaborado o
“Estudo Prospectivo de Tecnologia de Saneamento”, diagnosticou-se que havia um aumento
de interesse e de investimento das empresas
concessionárias em saneamento na P&D tecnológico. A semente foi lançada: investir em
pesquisa e inovação é um instrumento essencial da competitividade.
■
Modelo de Gestão da Tecnologia
Adoção da inovação
tecnológica
AMBIENTES GERADORES DE DEMANDAS
Alta Administração / Unidades Operacionais/
Marketing / Redesenho / Áreas técnicas e
Tecnológicas
Demandas e
Oportunidades
Tecnológicas
• Universidades
• Institutos de Pesquisa
• Parcerias
Avaliação baseada em
Indicadores de Custo e / ou
Desempenho
Definição
da solução
tecnológica da
demanda
Priorização
Indicadores de Custo
e / ou Desempenho
Resultados
tecnológicos
Novos
Conhecimentos
Projetos de P&D
Conhecimentos
disponíveis
Transferência de
Tecnologia
• Acordos de cooperação
• Universidades
• Unidades da Sabesp
• Parcerias
Sucesso
Insucesso
Registro e
disseminação da
tecnologia
Divulgação e
reavaliação da
demanda
Normalização
ARTIGOS TÉCNICOS
Tecnologia UV e suas opções
orientando as decisões do usuário
Bill Cairns Paulo Cesar Modesto Rubens Francisco Jr. O
s dias de uma única tecnologia UltraVioleta (UV) aplicável a todos os fins já se passaram. No presente artigo serão apresentados os
argumentos para uma abordagem baseada no
conhecimento e apoiada pela experiência, das
configurações de tecnologia múltipla, a fim de
ajudar os usuários a escolherem a tecnologia
correta para suas devidas aplicações.
Artigos Técnicos
Decisão 1 – Quando utilizar a
tecnologia UV?
As tecnologias UV têm sido, de modo crescente, a escolha não apenas para a desinfecção
da água e efluentes, mas também como solução
para vários contaminantes químicos usando
fotólise UV, ou UV mais oxidantes em aplicações de oxidações avançadas. Como parte
de um processo de tratamento, as tecnologias
UV contribuem significativamente nas estratégias de barreiras múltiplas para a proteção da
saúde pública, e podem ainda trazer vantagens
de performance e custos quando comparadas
às outras alternativas de tratamento.
Por exemplo, considerando uma estratégia
múltipla de desinfecção, o UV tem o papel de
desativar os microorganismos patogênicos que
são quase totalmente resistentes ou extremamente resistentes aos desinfetantes químicos
(isto é, totalmente resistente: Criptosporidium,
e muito resistente: Giardia e Legionella, quando
se trata de desinfecção com cloro). A tecnologia UV, portanto, permite a redução da alta
dosagem dos produtos químicos desinfetantes, que seriam, de outra forma, necessários
para o controle dos elementos patogênicos
extremamente resistentes a esses produtos. A
dosagem mais alta do desinfetante químico
segue também as baixas temperaturas da água
e pode ser influenciada pelo pH da água. O uso
de UV para evitar doses altas de produto químico desinfetante exigido pela microbiologia
ou pela qualidade da água, resulta numa quantidade menor de subprodutos para desinfecção
química, e conseqüentemente numa melhoria
da qualidade da água produzida, quer seja
de forma biológica ou química, usando uma
estratégia de desinfecção múltipla.
Nas comunidades onde o residual de desinfecção química não é utilizado devido à alta
qualidade da fonte da água e/ou a um processo
extensivo de tratamento, e/ou um sistema de distribuição bem mantido, uma dose relativamente
baixa de UV (equivalente a 40 mJ/cm², que corresponde à dose de tratamento comumente utilizada com sucesso na Europa e América do Norte)
é utilizada para suprir uma ampla proteção
patogênica, inclusive os parasitas protozoários
sensíveis ao UV e outras bactérias similarmente
sensíveis, as bactérias e vírus intermediários, no
que diz respeito à sensibilidade ao UV e os mais
resistentes vírus de significância epidemiológica,
como o rotavírus. A qualidade da água, discutida
mais adiante, também influencia a conveniência
do uso da UV, da mesma forma que influencia
também o uso de outros desinfetantes.
Em resumo, os critérios chaves a serem
usados quando da seleção das tecnologias UV
em relação às tecnologias alternativas são:
– Eficácia do desempenho (amplitude e
extensão da redução do alvo contaminado);
– Variação do pH e temperatura da água que
poderiam acrescentar complicações à solução
do tratamento químico alternativo, porém
com menos efeito na solução por UV;
– Parâmetros de qualidade da água como
componentes de absorção UV dentro da água
e/ou a presença de sólidos em suspensão,
que podem influenciar as tecnologias UV ou
outras, de formas similares, ou divergentes;
Bill Cairns é o Cientista Chefe da Trojan Technologies Inc., sediada em London, Ontário, Canadá.
Paulo Cesar Modesto Pereira é Diretor da Memphis Empreendimentos Ltda, sediada em São Paulo-SP.
Rubens Francisco Jr. é Diretor da Memphis Empreendimentos Ltda., sediada em São Paulo-SP.
Artigos Técnicos
Sistema UV
4000TM em
operação,
tratando 19
mgd
– Redução do potencial de formação dos subprodutos (pelas ondas UV, somente, ou pelo
processo inteiro no qual a tecnologia UV está
integrada);
– Benefício de barreiras múltiplas para a proteção da saúde pública, reduzindo a quantidade de barreiras, através de sua justaposição;
– Custo relativo das opções não possuidoras
de tecnologia UV.
Decisão n° 2 – Qual das tecnologias UV
deverá ser usada?
Sistema Trojan
UV 4000
As tecnologias UV estão agora disponíveis
em configurações variadas: escoamento em
canal aberto e alimentação por gravidade,
alimentação fechada sob pressão, lâmpada de
radiação monocromática, lâmpada de radiação policromática, lâmpada orientada pela
corrente laminar, lâmpada orientada pela cor-
rente transversal, com mecanismos de limpeza,
sem mecanismos de limpeza, com controle on
line para regular a quantidade de fornecimento
(vazão) a fim de satisfazer a demanda, sem
regularização da quantidade de fornecimento
etc.
A variedade de opções no mercado tem
criado, às vezes, confusão para os usuários
e mesmo para as agências reguladoras, e o
excesso de reclamações pelos fabricantes,
sustentando suas próprias tecnologias, têm,
às vezes, dificultado o usuário na escolha de
uma tecnologia UV mais adequada para a área
considerada. Um fabricante da linha completa
de configurações de tecnologia é capaz de avaliar a perspectiva de forma holística e menos
preconceituosa, quando confrontado com as
necessidades do local específico de cada usuário. Quando os fabricantes são capazes de se
valer de ambos, de suas largas experiências
no campo, bem como do seu extenso conhecimento, resultantes de pesquisas e desenvolvimento intensos, as seguintes perspectivas
inevitavelmente surgirão e ajudarão beneficamente o usuário:
– Quando UV é uma solução adequada para
uma específica aplicação, por exemplo, na
desinfecção ou na contaminação destrutiva
de um produto químico específico, não haverá
necessariamente apenas uma só tecnologia UV
adequada para todas as áreas envolvidas na
mesma aplicação;
– Diferentes tecnologias UV têm seus pontos
fortes e fracos e a solução otimizada deve ser
encontrada para cada cliente, de acordo com
a variação de sua aplicação específica, a qualidade da água, fatores do meio ambiente e
outros;
– Uma solução UV para um local e condições
específicas é uma função do pacote integrado
(lâmpada, reator, mecanismos de limpeza,
tecnologia com monitor, controle tecnológico
etc.) e não está apenas relacionado à escolha da
lâmpada a ser utilizada na tecnologia;
– Trabalhar junto ao cliente para descobrir a
melhor tecnologia para satisfazer suas necessidades é mais adequado do que tentar convencer o cliente que uma certa tecnologia irá
satisfazer as suas necessidades; e
– O usuário que participa do processo seletivo
e/ou ciente das razões que levaram à escolha e
recomendação de uma opção específica é mais
compreensivo ao saber que outro usuário recebeu uma tecnologia diferente para a mesma
Artigos Técnicos
aplicação e que ambos os usuários estão recebendo as melhores opções para otimizar suas
necessidades.
A seleção de uma tecnologia UV otimizada
para o local específico de uma dada aplicação
(por exemplo: desinfecção, contaminação destrutiva de produtos químicos), normalmente,
consideraria as seguintes variáveis, e suas
implicações, para a seleção de uma tecnologia
UV correta para este local específico:
– Espaço disponível para o tratamento tecnológico comparado com o layout exigido pelas
várias opções tecnológicas UV, com relação à
vazão de pico do projeto;
– Custos de terreno, edifícios e instalações
de equipamentos, bem como custo do capital,
associado às várias opções de tecnologia UV;
– Parâmetros da qualidade de água, como
absorção real do comprimento de ondas UV,
por exemplo, germicida, fotólise, e o impacto
no uso eficaz de emissão da lâmpada sobre a
extensão do comprimento de onda e, portanto,
na quantidade de lâmpadas necessárias;
– Custos de reposição das lâmpadas e no valor
líquido presente (VLP) sobre a vida útil do
equipamento;
– Custo da eletricidade e impacto sobre os
custos operacionais e valor líquido presente;
– Composição da matriz da água em termos de
substâncias químicas orgânicas e inorgânicas e
o potencial para exceder um limite controlável na produção de subproduto, por exemplo,
nitrito e nitrato, quando a combinação do subproduto precursor de concentração, a emissão
de comprimentos de ondas e a dose de UV são
concomitantemente consideradas;
– Parâmetros da qualidade da água, influenciando a contaminação da transmissão ótica de
UV e implicações para necessidades de tecnologia de limpeza e custos associados; e
– Disponibilidade de bioensaios ou dados
práticos de outras instalações são a base de
comparação e de projeto dos equipamentos,
além das características da água, sua qualidade,
vazão e a potência consumida.
A discussão acima ressalta vários fatores que
os usuários, ou potenciais usuários da tecnologia UV devem reconhecer:
– Quanto à escolha do uso das tecnologias
UV, em vez de outras alternativas, e qual das
tecnologias UV aplicar;
– A escolha adequada de uma tecnologia UV
não depende apenas da natureza da lâmpada
UV, mas sim
do conjunto
da tecnologia
UV
(lâmpada, reator,
mecanismo
de limpeza,
monitores,
controles etc)
e como esta
tecnologia
total interage
com as variáveis
da aplicação (limites dos contaminantes,
qualidade da água etc),
com as pressões econômicas
(custo da eletricidade, orçamento disponível
etc) e limitações do local ou terreno (por
exemplo, limitações de layout);
– Fabricantes com longa tradição de oferecer
uma extensa gama de configurações tecnológicas UV sentiram a necessidade de avaliar as
variáveis e desenvolver ferramentas a fim de
fornecerem aos seus clientes as melhores soluções entre as suas numerosas ofertas. Tais fabricantes são parceiros estratégicos dos clientes
que procuram a qualidade de serviço que nasce
a partir de um programa de desenvolvimento e
pesquisas intensas e de uma abordagem baseada no conhecimento do desenvolvimento de
uma tecnologia UV, da sua fabricação e serviço
ao cliente.
■
Sistema Trojan
UV 4000 Plus
Um dos
maiores
sistemas de
reúso por UV
do mundo
está localizado
em Santa Rosa,
Califórnia
(EUA).
P&D
ARTIGOS
TÉCNICOS
Nova tecnologia de bombeamento
simplifica instalações e operações e
preserva o meio ambiente
Mauro Leichtweis Petry
Alexsandro Geremia RESUMO
As novas exigências mundiais de preservação do meio ambiente estão fazendo com que os fabricantes de equipamentos direcionem suas pesquisas e desenvolvimentos de novos produtos para a busca de inovações, que atendam a essa
necessidade. Neste artigo será enfocada a área de bombeamento, particularmente uma inovação* já presente no mercado, com tecnologia nacional, voltada à preservação ambiental e simplificação das instalações e operações.
Artigos Técnicos
A
presentada muitas vezes como vilã
quando o assunto em pauta são as reservas reduzidas de águas e mananciais comprometidos, a captação de água para utilização
na irrigação, na indústria ou no saneamento
vem, ininterruptamente, assumindo um papel
cada vez mais importante nos mais variados
cultivos agrícolas, processos industriais e tratamento de águas.
Além da utilização de grandes volumes de
água, as estações de bombeamento também
são alvo de críticas por necessitarem instalações próximas às margens de rios, arroios,
barragens ou represas, requerendo aterros,
desmatamento, construção de canais e, em
alguns casos, até mesmo o desvio do curso de
rios e arroios para atender às necessidades de
sucção das bombas.
Neste contexto de necessidade de inovações
tecnológicas dos produtos destinados ao bombeio de água, têm surgido no mercado algumas
soluções que contribuem com a diminuição
das agressões ambientais.
Paradoxalmente aos avanços tecnológicos
incorporados ao produto desejados, o mercado
busca, constantemente, soluções que propiciem
menores custos de instalação e operação, além
de permitir flexibilidade para adaptar a estação
de bombeamento à situação do manancial.
Assim, desde 2001, o conceito de bomba monobloco, anfíbia e modular tem sido apresentado aos
consumidores, sendo que a gama de vazões e pressões atendidas vem crescendo continuamente.
O conceito
Utilizando o princípio de bombeamento
centrífugo com rotores fechados de fluxo
misto ou radial, simples ou multiestágio, a
bomba anfíbia foi concebida para ter a capacidade de operar tanto dentro quanto fora da
água. Já o termo monobloco se refere ao conjunto único de motor, bombeador, carcaças
externas e flanges de conexão. Modular diz
respeito à possibilidade de utilização destas
bombas em montagens em série e/ou paralelo para multiplicar as vazões e pressões,
podendo conectar uma bomba diretamente à
outra por meio de flanges.
O anfibismo destas bombas é conseqüência do design adotado, onde o fluxo da água
é admitido pela sucção axial flangeada, passa
por um rotor centrífugo convencional, onde é
transmitida a energia ao fluido, por um difusor aletado e então é descarregado no espaço
anular formado externamente pela carcaça da
bomba e internamente pelo motor (Figura 1).
* Patente Requerida sob nº PI-0103598-3.
Coordenador de Projetos da HIGRA Industrial Ltda. Engenheiro Mecânico formado pela Universidade
do Vale do Rio dos Sinos do Rio Grande do Sul. e-mail: [email protected]
Diretor Administrativo Financeiro da HIGRA Industrial Ltda. Administrador de Empresas formado pela
Universidade do Vale do Rio dos Sinos do Rio Grande do Sul. E.mail: [email protected]
Artigos Técnicos
Figura 1:
Bomba em
corte
A passagem de todo o volume de fluido
bombeado ao longo do motor garante uma
troca térmica excelente e em níveis muito
mais altos que a refrigeração por ventilação
forçada, usualmente utilizada nos motores
elétricos convencionais, resultando em uma
temperatura de trabalho bastante baixa. Por
esta razão, é possível explorar com segurança
maiores potências em motores de menor
tamanho.
A refrigeração interna do motor é, da
mesma maneira, feita com água. Para tanto,
o bobinado deste é feito com espiras de fio
encapado, que garante a isolação e permite
rebobinagem.
Um sistema de equalização das pressões
interna (do motor) e externa (do fluido bombeado), elimina a possibilidade de problemas
de vazamento ou infiltração e, sendo o diferencial de pressão igual a zero, as paredes do motor
não estão submetidas a esforços resultantes da
pressão hidráulica.
Os mancais axiais e radiais de deslizamento
asseguram a centralização e absorção das
vibrações e esforços resultantes do movimento
rotatório, empuxo e pressão hidráulicos atuantes no rotor centrífugo. Também conferem
maior robustez e durabilidade ao conjunto por
serem menos suscetíveis à diferentes condições
de lubrificação que não a ideal, como mancais
de rolamentos, por exemplo.
A pressurização interna do motor contribui,
significativamente, para o aumento da vida
útil dos mancais da bomba, pois, sob pressão,
forma-se um filme lubrificante entre o eixo e as
buchas dos mancais.
Versatilidade
Aliando as características de anfibismo,
modulabilidade, o fato de ser monobloco e de
contar com mancais radiais e axiais, o resultado é uma linha de bombas que propiciam
uma vasta diversidade de opções de instalação
e utilização. Podem ser instaladas:
– na horizontal, vertical ou inclinadas;
– apoiadas, suspensas, tanto pelos pés quanto
pelos flanges, e até mesmo enterradas;
– sozinhas na tubulação, afogadas ou succionando;
– com uma bomba afogada captando o fluido
e outra(s) na linha pressurizando o sistema;
– como booster para incrementar a pressão de
uma tubulação;
– uma bomba de grande vazão na captação,
alimentando um reservatório, de onde outras
bombas direcionarão o fluido para os destinos
desejados.
A Figura 2 ilustra algumas das situações
descritas.
Vantagens
A possibilidade de trabalhar dentro e fora
d’água traz uma vantagem significativa na questão do NPSH (Net Pressure Suction Head) e da
conseqüência da não-observância dos limites
deste, que é a cavitação. Os prejuízos de uma
instalação operando sob condições que gerem
cavitação são muitos e incluem aumento no
consumo de energia elétrica e danos permanentes ao rotor, difusor e mancais das bombas.
Artigos Técnicos
Figura 2
Formas de Instalação
Bomba artesiana retirando água de
poço e alimentando diretamente
bomba monobloco, que trabalha
como booster.
Vista superior de uma
instalação industrial, com
uma bomba na linha,
como booster, para
incremento da pressão.
A bomba tanto pode
trabalhar submersa,
quanto succionando, com
válvula de pé.
Sistema de bombeio
modulado com uma das
bombas abaixo do nível
do solo, com tampa de
inspeção.
Sistema com uma bomba
na captação e duas na
linha, como booster.
Desta maneira, evitando-se a cavitação, reduz-se, significativamente, os gastos com operação e manutenção do sistema. A
bomba anfíbia pode ser instalada submersa, numa condição de
nível normal do manancial, já prevendo uma redução deste nível
durante a seca, situação em que a bomba trabalharia fora da água,
succionando, considerando os limites de NPSH requerido para
cada rotor. Nesta mesma situação, uma bomba convencional não
submersa deveria ser instalada sobre uma base flutuante (balsa),
que acompanhasse a variação do nível da água.
Os custos envolvidos na construção de casas de bombas
podem ser elevados, principalmente se as instalações forem
próximas a regiões alagadas ou margens de rios, onde o terreno não é firme e estaqueamento, aterro e desmatamento são
necessários. O custo médio de construção civil de uma casa de
bomba nas proximidades do manancial superficial, incluindo
o canal negativo e a fundação, é da ordem de R$ 350,00/m² e o
tamanho médio da casa de bomba para uma única bomba é de
16 m², resultando no custo total de R$ 5.600,00.
Para as bombas anfíbias, as casas de bombas são totalmente
dispensáveis. Pequenos apoios de madeira, trilhos ou até
mesmo a própria tubulação, são suficientes para suportar a
bomba. Elimina-se o custo da bomba artesiana retirando água
de poço e alimentando diretamente a bomba monobloco, que
trabalha como booster da construção e a destruição da mata
ciliar. A obra como um todo torna-se mais rápida, demandando
menor tempo até a partida do sistema.
Por ser monobloco, a bomba facilita ainda mais as operações
e instalações, pois não são necessárias duas bases, uma para a
bomba e outra para o motor, exigindo um alinhamento perfeito. Além disto, não existe nivelamento entre eixos de motor
e bomba a ser feito, pois, sendo monobloco, o eixo é o mesmo.
Acoplamentos de eixos não são utilizados e tampouco proteções para estes acoplamentos.
Considerando ainda que não existem peças móveis expostas,
é inexistente qualquer tipo de risco de acidente mecânico nas
proximidades das bombas.
A modulabilidade do sistema pode ser utilizada como facilitador das manobras de instalação e/ou retirada da bomba
do ponto de trabalho. Seleciona-se a menor, e mais leve, das
bombas que compõem o conjunto modular para ser instalada
na extremidade de captação. As demais bombas utilizadas para
incrementar a pressão poderão ser instaladas em superfície
firme, plana, longe da margem do manancial. Através da mata
ciliar passará apenas a tubulação.
O único pré-requisito para que um conjunto de bombas
seja modulado é que suas vazões devem ser compatíveis. O
equilíbrio do sistema será encontrado automaticamente pelas
bombas, nivelando os pontos de trabalho individuais pela
vazão. Cada bomba fornecerá a pressão que for característica de
seu rotor para aquela determinada vazão de equilíbrio. Assim
chega-se à pressão e vazão totais requeridos pelo sistema.
Para exemplificar, pode ser tomada como base uma condição
de trabalho de 400 m³/h de vazão e 80 mca de altura manométrica. Nesta situação, pode-se utilizar uma bomba com rotor
radial e potência instalada de 40 CV na captação, produzindo os
Artigos Técnicos
Foto 1:
Bombas
modulares,
instaladas em
caixa abaixo do
nível do solo,
para aumentar
NPSHdisp em
captação de
água.
400 m³/h e contribuindo com 20 mca. A segunda
bomba seria dotada também de um rotor radial,
potência instalada de 125 CV, equilibrada com a
vazão de 400 m³/h e adicionando os 60 mca restantes à pressão para atingir o ponto de descarga
desejado. Se ocorrer uma redução da altura
manométrica total, as bombas se reequilibrarão
em um patamar mais alto de vazão. Caso a pressão aumente, a vazão diminuirá até encontrar o
novo ponto de equilíbrio.
A mesma situação pode ser transportada para
um bombeamento a partir de um poço artesiano
urbano, onde uma bomba específica para poços
transporta a água até a superfície e, então, trabalhando como booster, uma bomba monobloco
agrega a energia hidráulica necessária para que a
água seja distribuída em toda a rede.
Foto 2:
Bomba
modular
captando
efluente de
tanque em
usina de suco
de laranja.
Benefícios Ambientais
As facilidades e simplicidade de instalação
e manuseio apresentadas pelas bombas anfíbias permitem que se reduza ao mínimo a
intervenção nas Áreas de Preservação Permanente (APPs), reduzindo significativamente o
impacto ambiental.
A camada de água formada entre o motor da
bomba e a carcaça externa durante a operação
de bombeio funciona como um isolamento
acústico, reduzindo drasticamente a transmissão de som da parte interna da bomba para o
meio ambiente.
O nível de ruído que se propaga nas proximidades da área onde a bomba está instalada
é mínimo se comparado ao apresentado por
bombas centrífugas convencionais, permitindo, inclusive, a operação em centros
urbanos sem a necessidade de construção de
isolamentos acústicos externos.
Se a opção for por uma instalação submersa
ou em caixa abaixo do nível do solo, o único
ruído perceptível na superfície será aquele inerente ao escoamento do fluido na tubulação.
Conclusão
As características das bombas podem ser
bem exploradas através de um planejamento
preciso e de um dimensionamento correto do
sistema de bombeio, culminando nas orientações dos órgãos ambientais, que prevêem
a redução de ruídos e de riscos de acidentes,
evitando desmatamentos, aterros e obras civis
nas margens dos mananciais.
Outra característica importante desta nova
Foto 3:
Bombas
modulares
instaladas em
série e em
paralelo, para
duplicação
da vazão e
da pressão.
Duas bombas
submersas e
duas na linha.
tecnologia é a grande facilidade com as manobras de instalação e na operação, o que leva a
uma redução significativa de custos em relação
às instalações convencionais.
Portanto, esse novo sistema modular de bombeio vem ao encontro das novas responsabilidades das empresas e órgãos públicos, que devem
preservar o meio ambiente, reduzir o consumo
de energia e procurar uma melhor relação custo/
benefício, para repassar um menor valor para os
clientes e para a população.
■
ARTIGOS TÉCNICOS
Tecnologia de túneis por tubos
cravados de concreto - Pipe Jacking
tipo slurry machine: maior precisão,
qualidade e economia
Sabino Freitas Corrêa Marianne Freitas Corrêa
Artigos Técnicos
Introdução
A maior competitividade imposta a todo o
setor de saneamento básico ao longo da última
década teve como uma de suas conseqüências
o surgimento de novas tecnologias no mercado
brasileiro. O ambiente competitivo trouxe a
demanda por tecnologias capazes de assegurar ganhos de produtividade e economia, sob
padrões de qualidade e segurança elevados.
Para os executantes de obras, tais parâmetros
passaram a ser imperativos sob a nova ótica
dos concessionários e investidores. Neste contexto, fatores como durabilidade, custo operacional, impacto ambiental e social passaram a
ser observados com extrema relevância.
Uma grande evolução pode ser observada
no segmento de obras lineares, um dos principais dentro do setor de saneamento. Esta
demanda é potencializada pela existência de
projetos de grande porte dentro de áreas urbanas. Nestes projetos são usualmente necessárias
tecnologias que possibilitem implantação de
tubulações em zonas já densamente ocupadas,
com segurança e precisão. Isto pode ser obser-
vado nos maiores programas de despoluição
ambiental em desenvolvimento no país, como
o Projeto Tietê, Programa de Despoluição da
Baía da Guanabara, Bahia Azul, entre outros.
Nestes projetos, a adoção de método não destrutivo vem sendo adotada maciçamente e alinhamento, qualidade e durabilidade dos túneis
são fatores determinantes.
Para este tipo de obras, a tecnologia de
tubos cravados de concreto, ou pipe jacking,
é o método mais avançado disponível atualmente no mercado mundial. Esta tecnologia
teve o seu desenvolvimento quase simultâneo
no Japão e Alemanha, ao longo da década de
1970. A tecnologia sofreu intensa evolução ao
longo dos anos 80 e 90, com a incorporação de
sistemas de informática, automação e direcionamento a laser.
A tecnologia de pipe jacking, nos dias de
hoje, é muito ampla, havendo diversas técnicas e equipamentos no mercado. As opções
vão desde os antigos shields adaptados para
cravação, até os modernos equipamentos
tipo slurry, passando por variantes como EPB,
auger machine, mix shield ou TBM.
EPB, sigla de Earth Pressure Balanced ou pressão de solo balanceada. A rigor, a denominação EPB pode ser aplicada a
todos os equipamentos com balanceamento da pressão na frente de escavação. Entretanto, é convencional atribuir esta
nomenclatura a equipamentos de médio e grande diâmetros, nos quais solo é transportado diretamente do cone de escavação, através de sistema de rosca sem fim instalado no shield para carrinhos, vagonetas ou bombas de recalque de lama
(muck pump). Auger machines são equipamentos com transporte do solo, através de um conjunto contínuo de rosca
sem fim, desde a cabeça de corte até o poço de serviços. Mix shield é a denominação dada a equipamentos, onde são
combinadas mais de uma técnologia, como, por exemplo, a combinação de TBM e slurry; TBM sigla de Tunnel Boring
Machine, são equipamentos de perfuração de túneis em rocha, além de contar com ferramentas próprias para rocha, o
equipamento utiliza dispositivos adicionais de empuxo no shield, para garantia da aplicação da pressão necessária para
esmagamento da rocha no disco de corte.
A grande variedade de tecnologias se deve a imensa diversidade de possíveis características geológicas, devendo ser estudado, caso a caso, o melhor sistema a ser empregado em função das características do projeto. O fato de um equipamento
incorporar mais avanços tecnológicos, não significa, necessariamente, que a sua utilização trará melhores resultados.
Sabino Freitas Corrêa, Coordenador de Obras da ECL Engenharia e Construções Ltda.,
Formando de Engenharia Civil pela Universidade Paulista.
Marianne Freitas Corrêa, Gerente de Contratos da ECL Engenharia e Construções Ltda.,
Engenheira Civil pela Universidade de Brasília.
Artigos Técnicos
Dentre os diversos métodos de cravação de
tubos de concreto desenvolvidos desde então, a
tecnologia de cravação slurry machines é objeto
deste artigo por ser a que incorpora o maior
avanço tecnológico, por sua versatilidade e por
ser a mais difundida em nosso país.
Funcionamento Básico
O funcionamento básico do equipamento
consiste no corte do terreno pela cabeça de
corte da máquina (shield ou bohrkopf), e cravação simultânea de tubos, em sincronia com o
avanço da escavação (ver figura 1).
A principal diferença desta tecnologia em
relação às demais é que todo o túnel se movimenta com o avanço dos trabalhos. O movimento é realizado a partir do empuxo, aplicado
por potentes pistões hidráulicos (macacos),
instalados no poço de serviços. Os macacos
empurram todo o conjunto, cravando os tubos
de concreto no solo, no volume exato retirado
pela escavação, através da cabeça de corte.
O solo é escavado através de escarificação,
por ferramentas instaladas em um disco de
corte rotativo. A geologia do local determina
a escolha do tipo de ferramenta utilizada
no disco de corte, podendo-se optar por
ferramentas especiais para cada situação,
desde bits tipo faca para solos argilosos até
discos capazes de enfrentar alguns tipos de
rocha. O material escavado é diretamente
transportado até a câmara de mistura, onde
o material é dissolvido em água e bombeado
para superfície. Este composto água-solo,
ou simplesmente lama, é bombeado para
tanques de decantação. Esta característica é
responsável pelo nome da tecnologia: slurry
machines ou máquinas de lama, em uma tradução livre do inglês.
Ao atingir o tanque de decantação, a velocidade do fluido cai abruptamente, provocando
sua decantação. Os tanques de decantação são
projetados especialmente para esta finalidade.
Normalmente, são adaptados em containeres
navais tipo STD de 20 pés, dotados de tubulação de entrada com placa dissipadora de energia, tubulação de saída e descarga de fundo. O
tanque é dividido em dois compartimentos,
separados por um vertedouro. A decantação
ocorre no primeiro compartimento e a água,
com menor teor de sólidos em suspensão,
verte para o segundo, de onde é reintroduzida
no sistema. O material decantado é retirado
através de escavadeiras tipo Clam Shell e
encaminhado para descarte.
Na cabeça de corte, estão instalados o alvo
do laser e câmeras de vídeo, através dos quais o
alinhamento é monitorado. Além destes dispositivos, há também os sensores eletrônicos do
sistema (inclinação, rolagem, posicionamento,
pressão etc) e o sistema de esterçamento
através de pistões hidráulicos que permitem
a manobra do equipamento para a correção
imediata de eventuais desvios.
Dispositivos acessórios
Bentonita: O terreno é cortado com um
pequeno sobrecorte preenchido por bentonita.
Este material trabalha como lubrificante, minimizando o atrito entre os tubos e o terreno. O
material é bombeado imediatamente após o
corte do terreno, evitando recalques. Em casos
especiais são utilizados polímeros adicionados
à bentonita, como aditivos de performance.
A escolha destes aditivos é determinada pelas
características geológicas e do tipo de bentonita utilizado.
Bomba de alta pressão: Em situações
onde o solo apresenta rigidez e coesão elevadas, pode-se utilizar uma bomba de água
de alta pressão para otimização do processo.
O equipamento trabalha com pressões entre
350 e 450 Bar e alta velocidade na saída dos
bicos. A função deste equipamento é auxiliar a
escavação, desmontando a estrutura do solo e
lavando as ferramentas de corte. Sem este acessório, nestas situações, a produtividade sofre
brusca queda, uma vez que o solo obstrui as
ferramentas de corte, impedindo sua ação. Este
tipo de ocorrência é muito comum em solos
terciários silto arenosos e/ou silto argilosos.
Em São Paulo, este tipo de ocorrência é bastante comum e este tipo de solo é conhecido na
região como Taguá.
Foto 1:
Coletor Tronco
Cemitério, DN
600mm, em
Santo André
(SP), Projeto
Tietê, Primeira
Fase: equipamento, em
operação, foi
instalado no
canteiro central
de uma grande
avenida, sem
haver interferência no
transito local.
Artigos Técnicos
Beneficios
A tecnologia de obras por método não destrutivo por pipe jacking tipo slurry traz diversas
vantagens. Alguns benefícios, como a redução
do impacto sobre o trânsito e toda a sociedade
e economia decorrentes de interdições de vias
públicas, são dificilmente mensuráveis, tornando este tipo de avaliação extremamente
subjetiva. Também é difícil quantificar o risco
de recalques ou danos a edificações circunvizinhas. Em alguns países, existem critérios para
a estimativa destes custos, e com base nestes
parâmetros é feita, então, a opção pelo método
executivo a ser adotado.
Para maior clareza, os principais benefícios
foram agrupados em cinco grupos:
Qualidade e durabilidade
O conceito da técnica, onde todo o túnel
se movimenta, sendo submetido aos elevados
esforços de cravação, faz com que seja obrigatória a utilização de tubos especiais, de maior
resistência e precisão. Estes tubos, desenvolvidos
Principais sistemas de Pipe Jacking
•
•
•
•
Slurry Machine
EPB
TBM
Mix Shield
Cabeça de corte ou
Shield: responsável
pela escavação e direcionamento do túnel.
• Pipe Jacking com
remoção manual
• Escavação mecânica
Road Headers
Poço de serviços e
macacos: local onde é
aplicada a carga para
avanço do túnel.
Laser: emissor de raio
no alinhamento do
túnel garante precisão
direcional.
Painel de controle:
comandos informatizados para operação do
sistema.
Artigos Técnicos
especialmente para esta finalidade, tem como
nomenclatura comercial a denominação tipo
JP (do inglês: Jacking Pipe). Estes tubos para
cravação são fabricados com resistências a compressão elevadas, entre 50 e 60 MPa e tolerâncias
dimensionais muito mais rígidas em relação aos
tubos aplicados em obras convencionais.
Todas estas características proporcionam um
melhor acabamento final, onde permanece instalado um conduto de melhor qualidade. A maior
resistência do concreto é sempre conseqüência
de uma baixa relação água/cimento, moldagem
e cura mais avançadas. Este ganho qualitativo
reflete na maior longevidade da tubulação. A
precisão dimensional e perpendicularidade
necessária para que os esforços de cravação sejam
bem distribuídos, evitando excesso de tensão por
carga pontual, proporcionam juntas mais precisas, melhor vedação e estanqueidade.
O sistema de juntas utilizado é do tipo
ponta e bolsa, junta elástica, proporcionando
excelente vedação e possibilidade de controle
prévio. Os tubos são conectados em local
limpo e seco (shaft), possibilitando a verificação da integridade do anel de borracha e seu
bom acoplamento, antes de sua cravação. Além
destas características, se diferem dos tubos
ponta e bolsa convencionais por utilizarem
bolsa metálica em aço carbono (ver figura
2), revestido com epóxi ou galvanizado e, em
casos especiais, em aço inoxidável.
Redução de prazos e custos
Nos métodos convencionais de Escavação de
Túneis e Travessias (Linner Plates, Mini Shield,
NATM etc), a execução pode se complicar onde
se tem a interferência do lençol freático e/ou condições geológicas desfavoráveis (solos moles, não
coesivos etc). Em muitos casos se tornam necessários tratamentos especiais, gerando custos elevados, sem que se assegure plenamente um bom
desempenho. Os equipamentos de pipe jacking
tipo slurry permitem que os trabalhos sejam
efetuados abaixo do nível d’água ou em terrenos
colapsíveis, sem transtornos, custos adicionais
e inconvenientes, como trincas em edificações
circunvizinhas, transtornos ao trânsito e à população, ou recalques.
A maior qualidade dos tubos, já abordada,
se traduz em um custo de operação menor,
minimizando os investimentos em manutenção e recuperação dos condutos a longo prazo.
Além da segurança de performance, a
tecnologia também traz ganhos através da
redução de prazo. A produtividade chega a
Concreto de Alta Resistência
Bolsa Metálica
Bolsa
Ponta
Anel de Borracha
Apoio de Madeira para
distribuição da carga
Ilustração do acoplamento dos tubos
ser cinco vezes maior do que as técnicas baseadas em escavação manual. Deve-se observar,
também, que o túnel é entregue acabado, sem
necessidade de aplicação de revestimento ou
do assentamento interno de tubos conduto.
Minimização de recalques
A escavação feita pelo shield já é feita no
diâmetro exato da tubulação, acrescido de
apenas um pequeno sobrecorte (normalmente
entre 1% e 2% do diâmetro externo do equipamento). O sobrecorte é preenchido continuamente por lama bentonítica, preservando um
espaço anelar capaz de permitir a manobra do
equipamento, e a lubrificação para redução do
atrito. Com isso, os trabalhos se desenvolvem
em um maciço com características praticamente inalteradas, em seu estado original de
compacidade, também sem a implantação
indesejável de gradiente hidráulico, reduzindo
plenamente recalques diferenciais. A constante
lubrificação com bentonita evita a acomodação
Figura 2:
detalhe do
sistema de
acoplamento
e junta elástica
dos tubos de
cravação.
Foto 2
Shaft em
estaca prancha
metálica para
cravação DN
1000 mm, com
8 m de profundidade, em
Santo Amaro
(SP), para o
Programa de
Despoluição
da Bacia do
Guarapiranga
Artigos Técnicos
Foto 3
Cabeça de
corte DN
1500mm
tipo slurry .
Equipamento
importado
para execução
das obras de
despoluição
da Baía da
Guanabara–
coletores
Tronco Alegria.
de todo o túnel. Este registro permite a identificação precisa de eventuais falhas.
do terreno, muito comum nas obras de túneis
através de métodos como Linner Plates, ou
mini shield, durante o intervalo compreendido
entre a escavação e posterior preenchimento,
através de aplicação de injeções.
Segurança
A mecanização do processo de escavação
elimina a necessidade de trabalho no interior
do túnel. Desta forma, os operários não são
submetidos a riscos inerentes ao trabalho em
ambiente confinado, como eventual rompimento da frente de escavação e falta de ventilação, permanecendo sempre em área protegida
(shaft) em ambiente ventilado ao ar livre.
Controle e precisão
A precisão direcional do sistema é assegurada pelo controle a laser, onde a posição da
cabeça de corte é monitorada constantemente.
Todo o avanço do túnel segue o alinhamento
de projeto, através da instalação de um emissor
de raio laser, calibrado no eixo do conduto,
demarcado a partir de um ponto fixo, situado
no poço de serviço. O feixe de laser é projetado
em um alvo na cabeça de corte ou shield, a
imagem do alvo é transmitida para o painel
de controle, onde mínimos desvios podem ser
detectados e reparados imediatamente, evitando a propagação de erros.
Além do controle direcional, todo o processo é gerenciado por um sistema de automação (PLC), acoplado a um computador. Através
da automação, todo o conjunto é monitorado,
evitando e minimizando o risco de eventual
falha mecânica ou de operação.
Durante o decorrer do processo, os dados
são armazenados no computador, que gerencia o sistema operacional. Este, gera relatórios,
que fornecem todos os dados de cravação,
tais como vazão de entrada e saída, direcionamento, pressão, torque, etc, para registro e
controle do desempenho de cravação, ao longo
Produtividade
Desde aspectos ainda bastante subjetivos e
dificilmente mensuráveis em nosso país, como
o impacto social e suas conseqüências econômicas ocasionados por uma obra sobre o trânsito
e toda a parcela da sociedade afetada por ela,
até aspectos já citados anteriormente, a técnica
assegura benefícios, como a produtividade.
Para a faixa de diâmetros nominais entre
600 e 1200mm, observam-se, normalmente,
produtividades médias entre 100 e 180 m, por
mês, em projetos executados por pipe jacking
ante uma media entre 30 e 50 m, por mês, em
obras executadas com escavação manual.
Aplicabilidade
A tecnologia de túneis em pipe jacking tem
uma extensa gama de aplicações. Podendo ser
aplicada praticamente em todas as situações
onde é necessária a execução das obras por
método não destrutivo. O sistema tem maior
vantagem competitiva nas situações apresentadas abaixo:
Quando considerar o uso de pipe jacking:
• Restrição ou inconveniência à abertura de
valas no local;
• Necessidade de precisão no túnel ao longo
de todo o traçado;
• Necessidade de durabilidade, resistência e
estanqueidade do conduto;
• Profundidades acima de 4,0 metros;
• Proximidade de edificações e/ou sob outras
instalações;
• Travessias sob vias ou rodovias;
• Trabalho em solo colapsível; e
• Trabalho abaixo do nível do lençol freático.
Principais aplicações:
• Redes coletoras e coletores tronco de esgotos;
• Drenagem pluvial;
• Adutoras;
• Dutos para passagem de cabos elétricos,
telefônicos e fibra ótica;
• Tubulações de gás;
• Passagem subterrânea para pedestres;
• Tubulações de uso múltiplo;
• Transporte subterrâneo em plantas industriais; e
• Obras de recuperação ambiental.
■
ARTIGOS TÉCNICOS
Integrated Technology Systems
para tratamento de águas e efluentes
Dr. Dash Sayala Ph.D.
Henry Digges Artigos Técnicos
A
maioria das águas públicas fornecidas às cidades e comunidades têm sido extensivamente
tratada pelos métodos de tratamento convencionais, especificamente projetados para atender aos
padrões de qualidade de saúde e meio-ambiente
de municípios, estados e União. Paralelamente,
métodos convencionais, também projetados especificamente para atender aos padrões de legislação,
são utilizados para tratamento de efluentes industriais, onde o tipo de sistema a ser implantado
depende da natureza e características do efluente
e da indústria geradora do mesmo.
Em geral os componentes do método de
tratamento convencional incluem unidades
de operações físicas, químicas e biológicas. No
tratamento físico, as indústrias utilizam lagoas
de decantação e diferentes tipos de filtros, como
filtros de areia, filtros de carvão ativado e filtros
com elementos filtrantes mistos. No tratamento
químico, os processos utilizados pelas indústrias
incluem adição de cal, polímeros, neutralização
e ajustes de pH, cloro e cloreto férrico. No caso
do tratamento biológico, as indústrias utilizam
tipicamente digestão anaeróbica ou aeróbica,
nitrificação e denitrificação biológica.
As tecnologias de tratamento convencionais, normalmente utilizadas, em geral não
são totalmente eficientes para o tratamento de
efluentes industriais tão complexos como os
gerados pelas indústrias de hoje, no intuito de
atender aos padrões de legislação. Em algumas
situações, estes tratamentos são inadequados e
caros e ainda podem introduzir químicos tóxicos e componentes biológicos patogênicos no
meio ambiente. Como resultado do consumo
de águas e descarte de efluentes indevidamente
tratados, a qualidade do meio ambiente e a
saúde pública fica comprometida. Por exemplo,
no tratamento de efluentes de uma indústria de
embutidos, cloreto férrico e sulfato de alumínio
foram usados para flocular e remover material
particulado, porém estes particulados removidos contêm concentrações de ferro e alumínio
danosas à saúde humana. Em outros casos, polímeros são normalmente utilizados para melhorar a floculação do material particulado, porém,
outra vez, deve ser lembrado que polímeros
são carcinogênicos conhecidos e a adição deste
produto pode inviabilizar o reúso do lodo como
aditivo ou para uso agrícola porque será danoso
para a saúde humana e o meio ambiente.
Estas deficiências e os problemas causados
à saúde e ao meio ambiente se tornaram uma
crescente preocupação para os órgãos oficiais de
controle, as indústrias e o público em geral. Além
do que, a operação da maioria destes sistemas
convencionais de tratamento não tem uma relação custo-benefício positiva no aspecto técnico,
comercial e ambiental. Conseqüentemente, existe
uma crescente preocupação com a necessidade
de novas tecnologias que sejam eficientes, com
boa relação de custo-benefício, que sejam benéficas ao meio ambiente e capazes de tratarem toda
a complexidade dos efluentes de hoje, incluindo
o esgoto doméstico e a água potável.
Integrated Technology Systems
Cada indústria tem um conjunto único
de desafios no tratamento para a remoção de
numerosos componentes contaminantes de
águas e efluentes, que são encontrados como
sólidos, coloidais e em formas dissolvidas e
dentro dos padrões de controle ambiental. Estes
componentes incluem materiais orgânicos,
inorgânicos, químicos, elementos radioativos
e componentes biológicos patogênicos, que
causam impactos deletérios à saúde pública e ao
meio ambiente. Não existe uma solução única
ou tecnologia que irá efetivamente resolver os
Sócios Diretores da Applied Integrated Technologies Corporation; 2649 NW 49th. St.; Boca Raton,
Florida - 33434, EUA.
Tradução: Paulo Santos – Diretor Técnico da DINAMYK Ind. Com. e Serviços Ltda. (representante autorizada da Applied Integrated Technologies Corporation) Engenheiro Civil, com especialização na área de
tratamento de efluentes domésticos e industriais. E.mail [email protected]
Artigos Técnicos
início de sua operação e continuando, assim,
posteriormente, sem necessidades de paradas
técnicas para limpeza ou retrolavagem do
elemento filtrante. Atualmente, o sistema de
micro-filtração projetado tem uma capacidade
máxima de superfície filtrante de 4,66 m², que
é 100 % disponível para filtração, podendo
acomodar e tratar efluente com uma grande
diversidade de características, como sólidos
totais dissolvidos, sólidos suspensos totais,
vazões e pressões, temperaturas, pH e condições químicas as mais diversas. O filtro é
totalmente automático com controles para
monitorar diferenças de pressão, vazões e a
operação como um todo.
Figura 1
Dynamic Filter
em fase de
teste na Estação Elevatória
de Esgotos da
Sabesp
Pinheiros, em
São Paulo.
problemas complexos das indústrias de hoje
facilitando o cumprimento de todas as exigências legais dos órgãos de controle ambiental.
Para atender estes crescentes desafios e as
necessidades vigentes por uma tecnologia de
tratamento que sejam seguras ao meio ambiente
e com excelente relação de custo-benefício, a
“Applied Integrated Technologies Corporation
– A.I.T.” desenvolveu o “Integrated Technology
Systems” (I.T.S.), que engenhosamente combina
diferentes tecnologias de ponta em um mesmo
sistema operacional e que está sendo patenteado
nos Estados Unidos de acordo com o Tratado
Internacional Cooperativo de Patentes.
O I.T.S. utiliza o também patenteado Dynamic Filter, juntamente com o processo hidroquímico e bioquímico, para tratar efluentes
industriais complexos e água potável. Este
sistema foi desenvolvido especificamente para
remover eficientemente todas as formas de
materiais e componentes contaminantes e
produzir água tratada com alto nível de qualidade, dentro dos padrões de saúde e proteção
ambiental. Dependendo do problema específico
de uma indústria – eficiência, custo-benefício,
cloreto férrico em água potável, remoção de
contaminantes dissolvidos, químicos coloidais,
componentes radioativos, biológicos patogênicos e problemas com legislação – tem-se como
projetar um sistema de tecnologia integrada
específico para atender plenamente suas necessidades. Isto porque este sistema pode ser facilmente adaptado e implementado em sistemas
convencionais existentes para promover um
tratamento com melhor custo-benefício, mais
eficiência e mais seguro ao meio ambiente.
O Dynamic Filter (fig. 1 e 2) é composto por
um sistema de micro-filtração com retrolavagem contínua e automática, atingindo assim
filtração absoluta instantaneamente após o
Aplicações do “Integrated Technology
Systems”
Este sistema tecnológico pode ser projetado
e facilmente adaptado a sistemas de tratamento
grandes e pequenos, com aplicações típicas em:
• Água potável, esgoto doméstico, efluentes
industriais em geral e de indústrias químicas
com sólidos suspensos, orgânicos coloidais e
dissolvidos, inorgânicos, químicos radioativos e componentes biológicos patogênicos;
• Efluentes com óleos de corte, lubrificantes e
óleos hidráulicos;
• Efluentes de criação de suínos;
• Efluentes de frigoríficos, abatedouros e
indústria de embutidos;
• Efluentes de laticínios;
• Efluentes de indústria de papel e celulose;
• Efluentes de reciclagem de óleo lubrificante;
• Efluentes de indústrias alimentícias; e
• Águas de processo industrial e de refrigeração.
O sistema tem sido demonstrado com sucesso
no tratamento de água potável e de efluentes
industriais e alguns dos exemplos de sua eficiência estão brevemente descritos a seguir:
Caso 1: Estação de Tratamento de Efluentes
Sanitários, cidade de Winder, no estado da
Georgia, EUA.
A água bruta de captação tem altas concentrações de TSS, TSD (amônia e fósforo),
turbidez e patogênicos microbiológicos. Este
efluente foi eficientemente tratado com a aplicação desta tecnologia, envolvendo o sistema
de micro-filtração, juntamente com o sistema
de células hidroquímicas e bioquímicas. Uma
vez implantado, se reduziu em 99,9 % a conta-
Artigos Técnicos
gem de patogênicos aeróbicos, coliformes e EColi; níveis de DQO de 48 para 16 ppm e níveis
de TSS de 52 para < 1 ppm. Paralelamente, o
nível de turbidez caiu para 95 e os níveis de
amônia e fósforo foram reduzidos para 2,99 e
0,4 ppm, respectivamente, atendendo à legislação vigente.
Caso 2: Estação de Tratamento de Água da
comunidade de Erin Brook, no estado da Virginia, EUA.
Neste caso, a origem da água bruta é de captação de poços profundos e os níveis de radium
226, radium 228, sólidos dissolvidos e suspensos estavam acima do permitido pela legislação
ambiental e de saúde pública.
Aqui, um sistema totalmente automatizado
foi implantado, juntamente com o sistema de
micro-filtração e a célula hidroquímica para
atingir uma redução média de mais de 50 %
em todos os parâmetros excedentes, tornando,
assim, este sistema de tratamento altamente eficiente e de excelente relação de custo-benefício.
Caso 3: Estação de tratamento de efluentes
de fazenda de criação de suínos Smith Farm,
no estado da Virginia, uma das maiores dos
Estados Unidos.
O sistema preexistente de lagoas não estava
atendendo adequadamente a eficiência necessária e vários parâmetros estavam acima das
condições ambientais permitidas. Apesar da
ineficiência operacional, o sistema era excessivamente caro de operar.
Aqui foi também implantado um sistema
automatizado, juntamente com um sistema
de dois estágios do Dynamic Filter, um sistema de célula bioquímica e um tratamento
de biossólidos. O sistema de dois estágios de
microfiltração remove eficientemente particulados maiores de 0,4 microns, que incluem
alguns patogênicos como bactérias e E-Coli. O
sistema de célula bioquímica melhorou significativamente na redução dos níveis de amônia,
fosfatos, nitratos e outros patogênicos existentes, reduzindo assim os odores.
Como resultado deste tratamento implantado, o efluente final foi certificado pela
legislação reguladora federal, U.S./E.P.A., atendendo todos os padrões de qualidade exigidos,
incluindo até alguns padrões de água potável. O
efluente tratado e clarificado é reciclado de volta
à fazenda para seu reúso como água de beber
para os animais, água para os humidificadores
e água de lavagem em geral. O sistema de bios-
Afluente
Rejeito
Duto do Rejeito
Câmara Rotativa
de Retrolavagem
Placa Perfurada
Elemento Filtrante
Câmara de Retencão
Efluente Clarificado
sólidos é utilizado para tratar os nutrientes dos
resíduos sólidos por meio de compostagem por
bioreatores compactos e pasteurização do lodo.
O biossólido resultante deste processo é um fertilizante de alto valor para a agricultura.
FIGURA 2:
Corte interno
do filtro
Vantagens do Integrated
Technology Systems
• Oferece eficiência e excelente relação de custobenefício não disponível nos sistemas convencionais de tratamento de águas e efluentes;
• Os custos operacionais são menores que os
dos sistemas convencionais;
• São sistemas flexíveis e adaptáveis aos sistemas existentes e a novos projetos;
• Elimina a necessidade de construção e operação de lagoas de tratamento, assim como
a necessidade para a disposição dos resíduos
sólidos, reduzindo, assim, custos logísticos e
físicos com a disposição final do lodo e seu
respectivo controle ambiental;
• Contribue largamente na proteção ambiental e da saúde pública;
• Elimina custos com multas e penalidades
ambientais e legais;
• O sistema de micro-filtração não requer reposição de elementos filtrantes devido ao seu sistema de auto-limpeza automática e contínua; e
• O filtro, desde agosto de 2002, está sendo
fabricado no Brasil.
■
MEIO AMBIENTE
Autodepuração em cursos d’água:
modelo simplificado de estudo
Antonio Osmar Fontana José Manuel da Nave Mendes Meio Ambiente
1. Introdução
A conscientização da necessidade de preservar os recursos hídricos, associada às exigências das leis e regulamentos existentes, têm
incentivado o desenvolvimento sistemático
de ferramentas de planejamento que possam
simular e projetar situações futuras de sua adequada utilização e proteção.
Foram desenvolvidos diversos modelos
matemáticos para o estudo do comportamento de corpos d’água, que permitem a
simulação e previsão dos fenômenos, que
ocorrem quando submetidos a lançamentos
de cargas poluidoras.
Quando cargas poluidoras de origem orgânica
são lançadas num corpo d’água, ocorre a degradação natural, denominado autodepuração. Este
processo se dá através de fenômenos físicos, físicoquímicos e hidrobiológicos, que se constituem
nas variáveis do fenômeno da autodepuração de
corpos d’água, nos modelos matemáticos, quando
processados de maneira calibrada e validada.
O modelo matemático de Streeter-Phelps é o
mais utilizado nos meios técnicos e científicos.
Baseados em Streeter-Phelps, os autores apresentam um modelo simplificado para cálculo de
autodepuração em cursos d’água com velocidade
acima de 0,20m/s, através do software MS Excel.
2. Autodepuração
Os despejos orgânicos, tanto de origem sanitária quanto industrial, possuem cadeias complexas, que são metabolizadas por bactérias no
seu processo de nutrição. Na fase inicial, quando
ainda existe oxigênio dissolvido no meio líquido,
o processo de decomposição da matéria orgânica
se dá através de bactérias aeróbias, que produzem gás carbônico, água e energia, seguido pela
decomposição anaeróbia, produzindo metano,
ácidos voláteis e outros compostos.
Ainda no processo aeróbio, ocorre também a
nitrificação, decorrente da oxidação de compostos nitrogenados por bactérias nitrificantes, que
transformam a amônia em nitritos e estes em
nitratos, utilizando parte do oxigênio dissolvido.
A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
é produzida à medida que se dá a oxidação da
matéria carbonácea e da nitrificação, proporcionando déficit de oxigênio dissolvido no meio
líquido. A reaeração superficial é devida à troca
gasosa na interface ar-líquido e a reoxigenação
ocorre através da produção fotossintética das
algas clorofiladas, que recuperam o oxigênio
retirado nas condições iniciais aumentando-o
gradativamente, ocasionando o processo natural de recuperação dos corpos d’água.
Os efeitos combinados desses processos
responsáveis pela estabilização das cargas
orgânicas de lançamentos em cursos d’água
constituem-se na autodepuração.
Os fatores que intervêm no processo de
autodepuração de um corpo d’água estão diretamente relacionados às suas características físicas,
físico-químicas e hidrobiológicas.
Quanto às características físicas, é importante avaliar o volume, a turbulência e a temperatura as quais propiciam maior ou menor
diluição, homogeneização e sedimentação
dos despejos. Dentre as funções físico-químicas constam a cor e turbidez das águas, que
influenciam na penetração da luz, concentração de nutrientes e sais, oxigênio dissolvido,
Gerente de Setor da Unidade de Negócio do Baixo Tietê e Grande – ITDF.4 – Nova Granada; enge-
nheiro civil pela Faculdade de Engenharia São Paulo, especialização em engenharia de segurança pela
Fundacentro; mestrando em engenharia urbana pela UFSCar – Universidade Federal de São Carlos.
E-mail: [email protected] e [email protected]
Coordenador Regional da Defesa Civil - Região Administrativa São José do Rio Preto – Engenheiro da
Divisão de Obras da Unidade de Negócio do Baixo Tietê e Grande – ITPO; engenheiro civil pela Fundação Armando Álvares Penteado – São Paulo, especialização em engenharia sanitária e ambiental pela
Faculdade de Saúde Pública da USP – São Paulo, mestrando em engenharia urbana pela UFSCar – Universidade Federal de São Carlos. E-mail: [email protected]
Meio Ambiente
substâncias redutoras, entre outras.
Nas hidrobiológicas, destacam-se a
fauna, com microorganismos que
contribuem no processo de degradação, e a flora através das algas que
produzem oxigênio.
O balanço de oxigênio é obtido
no confronto das fontes de consumo
e as de produção; quando o consumo for maior que a produção, a
concentração do oxigênio na massa
líquida tende a decrescer, podendo
atingir limites em desacordo com as
orientações da legislação de proteção do meio ambiente.
O cálculo desse balanço é realizado a partir dos coeficientes de
desoxigenação (K1), reaeração (K2),
de sedimentação (K3), da DBO
nitrogenada (Kn), de produção
1- DADOS DO CORPO RECEPTOR - TRAMO INICIAL
veloc
alt lâmina
temp água
0,2 m/s
0,6 m
25 ºC
Q esg
Q7,10
Extensão Corpo
25,28 L/s
37,0 L/s
8,4 km
altitude
630 m
fotossintética (F) e (P).
K1 expressa a quantidade de
oxigênio consumido pelas bactérias
para decompor a matéria orgânica e
a velocidade da reação da DBO.
K2 pode ser estimado através de
cálculos de variáveis hidráulicas,
que caracterizam o corpo receptor estudado, quanto ao oxigênio
atmosférico absorvido através da
OD sat
8 mg/L
OD efluente
0 mg/L
DBOr
DBOe
2 mgL
35,03 mgL
Incremento OD
5 mg/L
2- VARIÁVEIS DE DESOXIGENAÇÃO E REAERAÇÃO
0,7
(dia-1 ; 20 oC)
Coeficiente de Desoxigenação - K1 (dia-1 ; 20 oC)
0,15
(d-1 ; 20 oC)
Coeficiente de Reaeração
0,7
(d-1 ; 20 oC)
Dado conservador (para quando não se tem “v” e “h”): base (e)
Adoção do K1 e cálculo do K2
- K2
(dia-1 ;
20
oC)
Correção do K1 e K2 função da temperatura
K1,T = K1,20ºC . 1,047 T-20
0,2
1,024 T-20
0,8
K2,T = K2,20ºC .
3- DEFICIT DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO NO PONTO DE LANÇAMENTO
DBO5,20 no lançamento (La)
15,41
DBO última (Lo)
kt = ( 1,60 )
mg/L
24,59
mg/L
Oxigênio dissolvido no lançamento
6,78
mg/L
Déficit de OD (Da) no lançamento
1,22
mg/L
4- TEMPO CRÍTICO E DEFICIT DE OXIGÊNIO CRÍTICO – 1º TRAMO
Tempo Crítico
2,07 dia
Déficit crítico de OD
4,09 mg/L
OD mínimo encontrado
3,91 mg/L
NÃO ATENDE
Obs.: Quando ocorrer Ln de número negativo, Tc e Dc acontecem no ponto de mistura.
5- VERIFICAÇÃO DO TEMPO CRÍTICO E DEFICIT DE OXIGÊNIO CRÍTICO - 2º TRAMO
Tempo Crítico
2,10 dia
Déficit crítico de OD
2,51 mg/L
OD mínimo encontrado
5,49 mg/L
ATENDE
Obs.: Quando ocorrer Ln de número negativo, Tc e Dc acontecem no início do 2º tramo
Oxig. dissolv. (mg/L)
Figura 1. Exemplo de cálculo com a planilha AUTODEPURAÇÃO 1.02
CURVA DE DEPRESSÃO DE OXIGÊNIO
8,00
2º Tramo
6,00
4,00
1º Tramo
2,00
0,00
Dias (intervalos 0,2)
Meio Ambiente
superfície líquida por reaeração
natural. Segundo Azevedo Neto
(1966), em condições de corpos
receptores caudalosos com velocidade normal, pode ser adotado
K2 = 0,24 (logbase 10). Por serem
os modelos atuais calculados na
base neperiana (e), há necessidade
de transformá-lo para esta base
onde: K2 = 0,65239 (base e), sendo
adotado como dado conservador
K2 = 0,7 d-1 para T = 20ºC.
K3 representa a DBO carbonácea da matéria orgânica que se
sedimenta ao longo dos cursos
d’água, formando o lodo de fundo
ou depósitos bentônicos. Depende
da velocidade e turbulência do
curso d’água, podendo ser desprezado para valores mais elevados,
geralmente acima de 0,20 m/s,
quando a matéria orgânica tende a
permanecer em suspensão SALVADOR, (1990).
Kn representa a DBO nitrogenada total removida, devido à
nitrificação. Depende dos mesmos
fatores de K3, especificamente da
presença de bactérias nitrificantes
e do teor de nitrogênio orgânico ou
amoniacal presente no meio SALVADOR, (1990).
F representa o ganho ou produção líquida de oxigênio por algas,
depende do teor de nutrientes no
meio, da temperatura e transparência da água e das condições de insolação. Em rios com cor e turbidez
elevadas e v = 0,20m/s o coeficiente
de produção fotossintética pode ser
desprezado SALVADOR, (1990).
P pressupõe a sedimentação
da matéria orgânica e expressa
o valor da DBO de subprodutos
solúveis da decomposição anaeróbia dos sedimentos do fundo
ou lodo bentônico. Estes subprodutos ao se dissolverem no meio
líquido são decompostos aerobiamente, gerando uma demanda de
oxigênio SALVADOR, (1990). Ele
depende dos mesmos fatores que
K1 e K3, podendo ser também desprezado para v = 0,20 m/s SALVADOR (1990).
2.1 Modelo de Autodepuração
Foi utilizado o modelo de Streeter-Phelps, cujas equações matemáticas permitem avaliar a variação do
oxigênio dissolvido e a capacidade
de autodepuração de cursos d’água
receptores de águas residuárias.
Das equações apresentadas, a
principal originou-se da integração
da taxa de variação do déficit de
oxigênio dissolvido. Ainda, existem
outras bastante úteis ao desenvolvimento dos estudos, assim como
os balanços de massa, eficiência
de ETE, vazões mínimas de rios e
coeficientes de desoxigenação e reaeração, bem como equações para
correções de parâmetros em função
da temperatura.
Obtidos os dados de entrada,
alimenta-se as células da planilha
eletrônica MS Excel - item 1. Automática e concomitantemente, a
planilha processa toda a seqüência
de cálculo para o tramo inicial em
estudo apresentando a Curva de
Depressão de Oxigênio.
Caso o resultado de OD mínimo
para a Classe do corpo receptor não
seja atendido, procede-se o estudo
para o tramo subseqüente.
Verifica-se em que “T” (dias)
ocorre a transição para o OD
mínimo exigido para o corpo
receptor informando ao sistema.
O sistema recalculará linearmente
a nova contribuição no ponto de
início do Segundo Tramo considerando como condições de montante do mesmo, os valores obtidos
anteriormente ao final ou jusante
do Tramo Inicial.
Recomenda-se que para a verificação do segundo tramo se faça a
consistência dos dados de entrada.
Se possível, novo estudo do Q7,10 no
ponto, bem como, analisar possíveis
contribuições de novos efluentes
poluidores quantificando-os e realimentando o sistema.
Após a análise e consistência
dos dados, de forma automática se
têm os dados finais com a segunda
Curva de Depressão de Oxigênio a
partir do ponto de estudo.
3. Conclusão
A utilização de aplicativos para
sistematizar modelos matemáticos
relacionados à qualidade das águas,
como o apresentado neste trabalho,
constitui-se em poderosa ferramenta
para o desenvolvimento e análise de
alternativas de aproveitamento e
proteção dos recursos hídricos.
A utilização de modelos de
autodepuração deve ser cuidadosa, de forma não discriminada,
havendo a necessidade de sua
adequada calibração e validação,
e critérios rigorosos em suas aplicações. Os dados de entrada têm
que ser confiáveis e consistentes.
A interação do usuário com o
modelo sistematizado é necessária
para que a interpretação dos resultados expresse a realidade.
Os resultados obtidos na aplicação de modelos devem ser vistos
como tendências em função dos
inúmeros fatores que os influenciam. Entretanto, os modelos são
a única forma de se prever ou projetar situações futuras, sendo, por
isso, praticamente indispensáveis
na maioria dos casos.
Referência Bibliográfica
AZEVEDO NETO, J.M., (1966), Autodepuração de cursos d’água – curva
de depressão de oxigênio, São Paulo,
Revista DAE, 26 (62), 51 - 62.
GUAZZELLI, M.R., (1997) Qualidade
das águas: monitoramento e autodepuração. In III Curso Internacional sobre
Controle da Poluição das Águas. São
Paulo, CETESB, p. 1-47.
SALVADOR, N.N.B. et all, (1989),
Modelo computacional de autodepuração em rios. In 15º Congresso
Brasileiro de Engenharia Sanitária e
Ambiental. ABES, Belém.
SALVADOR, N.N.B. (1990), Avaliação
de impactos sobre a qualidade dos
recursos hídricos. São Carlos, 370p.
Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade
de São Paulo.
SILVA, P.W. (1997), Modelo de simulação para estudo de autodepuração de
cursos d’água. Curso. AESABESP, São
■
Paulo.
A SABESP INOVA
Metodologia e aplicativo
computacional para definição de
limites operacionais de segurança
dos reservatórios do sistema adutor
metropolitano de São Paulo
Choji Ohara , Fabiana Rorato de Lacerda ,
Guilherme da Costa Silva , Kamel Zahed Filho ,
Viviana Marli Nogueira de Aquino Borges , Waldir Geraldo da Silva Objetivos
Foram desenvolvidos uma metodologia e um
aplicativo (SAFE – Sistema de Análise de Folgas
de Extravasão) para definir os Limites Operacionais Máximos de Segurança dos Reservatórios
do Sistema Adutor Metropolitano de São Paulo
(SAM), procurando aumentar a capacidade de
armazenamento nos reservatórios e garantindo
os aspectos de segurança operacional.
A Sabesp Inova
Introdução
O SAM conta com cerca de 150 centros de
reservação, cujos volumes dos reservatórios são
da ordem de 10.000 m³, com variação entre
5.000 m³ e 72.000 m³. A operação dos reservatórios é feita com informações obtidas por telemetria e comandos à distância, através do Sistema
de Controle Operacional da Adução (SCOA). A
correta operação do conjunto de reservatórios
procura otimizar o atendimento da demanda,
considerando sempre a segurança do SAM.
Os limites operacionais máximos são essenciais à segurança do sistema adutor, pois seus
objetivos são evitar extravasamentos. As primeiras alterações e definições destes limites
eram baseadas em experiências dos controladores do Centro de Controle da Operação
(CCO). Em 1987, definiram-se critérios estatísticos para sua definição. Embora tenha sido
um passo importante para melhorar a segurança do sistema, as atualizações destes limites
não foram feitas de forma sistemática.
Recentemente, foi feito um estudo para
apresentar propostas de melhoria da utilização da reservação do SAM, em que são
discutidos os ganhos de volumes úteis, com
a alteração dos limites operacionais. Isto
poderia reduzir a necessidade de construções
de novas instalações, com as dificuldades de
escolha de locais estratégicos na cidade e
custos de desapropriação.
Este trabalho relata a criação de uma metodologia capaz de atualizar os Limites Altos de forma
automática, a partir de uma conexão direta com
Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da USP. Membro da Divisão de Desenvolvimento Operacional,
da UN de Água, da Vice – Presidência Metropolitana de Produção da SABESP.
Formada em Engenharia pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP 1995.Cursando pós - graduação no Depto. de Eng. Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP. Engenheira da CPMA
- Divisão de Planejamento Técnico dos Sistemas de Abastecimento de Água da RMSP.
Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da USP e doutorando em Engenharia Hidráulica na Escola
Politécnica da USP. Membro da VMN Ltda. E-mail: [email protected]
Engenheiro Civil e Doutor em Engenharia Hidráulica pela Escola Politécnica da USP. Membro da Divisão de
Desenvolvimento Operacional da UN de Água, da Vice-Presidência Metropolitana de Produção da SABESP.
Engenheira Civil pela Escola de Engenharia da Universidade Mackenzie e mestranda em Engenharia
Hidráulica na Escola Politécnica da USP. Engenheira da Divisão de Desenvolvimento Operacional da UN
de Água, da Vice –Presidência Metropolitana de Produção da SABESP.
Tecnólogo pela Faculdade de Tecnologia de são Paulo. Encarregado da Divisão de Controle da
Adução, da Vice – Presidência Metropolitana de Produção da SABESP
A Sabesp Inova
Folga
Volume
Útil
Volume
Nominal
Figura 1 - Níveis operacionais dos reservatórios setoriais.
o sistema SCOA, para otimizar o volume útil
dos reservatórios e, ao mesmo tempo, garantir a
segurança operacional do sistema adutor.
Considerações gerais
A operação de reservatórios se resume na
abertura ou fechamento de válvulas de controle e partidas ou desligamentos de bombas,
variando as vazões aduzidas, para manter o
abastecimento normal. As decisões operacionais do CCO são feitas com base nas medidas
de estado do sistema (nível, pressão junto às
válvulas etc) em tempo real.
Quando o nível d’água ultrapassa um limite
de segurança, é acionado um alarme de Limite
Alto nos terminais de controle. O controlador
age no sentido de reduzir o nível d’água. Se por
algum motivo o nível continuar a subir, a bóia
de segurança atua, fechando a válvula ou desligando a elevatória que aduz ao reservatório,
para evitar o extravasamento.
V SUB = (NA 2 - NA 1 )
∆t
NA 2
NA 1
Figura 2 – Cálculo da velocidade de subida do nível d’água.
Os níveis operacionais de interesse para
operação podem ser observados na Figura 1.
Os níveis d´água são medidos a partir de
medidores ultra-sônicos instalados nas lajes de
cobertura dos reservatórios e referenciados ao
fundo do reservatório.
Os limites de segurança de extravasamento
são:
• Limite de Extravasamento (L.E.): Lâmina
d’água, a partir da qual começa a haver
perda d’água pelo sistema de extravasamento.
• Limite da Bóia (L.Bóia): Nível d’água a
partir do qual é acionado o mecanismo de
uma bóia que atua localmente no fechamento da válvula de controle do reservatório, independente da atuação do controlador
do CCO. A bóia é considerada um recurso
de segurança extrema.
• Limite Alto (L.A.): Nível d´água, onde é
emitido um alarme visual nos monitores
dos controladores, para que eles possam
atuar no fechamento da válvula de controle
ou desligamento de bomba em tempo hábil
para que não haja extravasamento ou atuação da bóia de segurança.
• Folga (∆h): Altura correspondente à diferença entre o Limite da Bóia e o Limite Alto.
Corresponde ao acréscimo de volume entre
a emissão do alarme de Limite Alto e o total
fechamento da válvula de controle.
Critérios para definição dos limites
operacionais
A definição dos limites operacionais de
segurança baseou-se em determinar a folga de
segurança. A folga é calculada como sendo o
produto do tempo que o controlador leva para
reconhecer o alarme e atuar na válvula, somado
ao tempo de fechamento da válvula de controle
pela velocidade de subida da lâmina d’água.
∆h = Vel * Ttotal
onde Ttotal = Trec + Tfech * P (%)
∆t
∆h : Folga de segurança.
Vel : Velocidade de subida da lâmina d’água.
Ttotal : Tempo de reconhecimento do alarme (Trec)
somado ao tempo de fechamento da válvula de
controle (proporcional à sua abertura).
Tfech : Tempo total de fechamento da válvula de
controle.
P(%) : Posição da válvula de controle.
A Sabesp Inova
Com base nos registros históricos do SCOA,
foi adotado o intervalo de tempo para percepção do alarme de Limite Alto e início de atuação da válvula como 5 minutos.
As velocidades de subida do nível d’água
foram obtidas dos registros da operação. São
calculadas em função da variação do nível
d’água e o intervalo de tempo em que se deu
esta variação (Figura 2).
A cada velocidade calculada foi atribuída
uma freqüência amostral. Desta forma, é
possível adotar uma velocidade em função
de um risco que se pretende assumir na definição da folga.
É possível observar dois comportamentos de
operação do reservatório. Quando o nível d’água
está baixo, a tendência é manter a válvula de controle totalmente aberta (a velocidade de subida
da lâmina d´água é elevada), já que a intenção
é encher o reservatório o mais rápido possível
(operação de enchimento). Atingida uma determinada lâmina, as válvulas são gradativamente
fechadas, iniciando uma operação de segurança.
Neste caso, a intenção dos operadores é manter
o nível do reservatório o mais elevado possível,
porém, sem que haja extravasamento.
Foram analisadas as velocidades referentes
aos níveis d´água na faixa de operação de segurança. O limite inferior desta faixa foi definido
como sendo 70% do volume do reservatório,
avaliando-se o comportamento das velocidades em várias faixas de operação.
Dois critérios foram pesquisados para
determinar a folga. O primeiro critério, “da
velocidade”, utiliza os gráficos de freqüências
das velocidades e das posições das válvulas de
controle. A figura 3 mostra a determinação
da velocidade de subida da lâmina d’água e a
posição da válvula de controle em função do
risco que se deseja assumir. Admite-se que as
ocorrências críticas de velocidades e aberturas
sejam coincidentes.
Entretanto, a ocorrência simultânea dos
dois fatores pode não ocorrer, o que poderá
levar a resultados muito conservadores.
No segundo critério, denominado “da
altura”, para cada velocidade observada, foi
anotada a correspondente abertura da válvula de controle e calculada a folga necessária.
Constrói-se, neste caso, diretamente, uma
curva de freqüências de folgas históricas, permitindo também associar um risco ao valor do
limite operacional adotado (Figura 4).
O critério da velocidade conduz a folgas
superiores àquelas do critério da altura. A
1. Critério da velocidade
Folga (∆h) = { Trec + [ Tfech x P(%)]} x Vsub
Risco Assumido
Risco Assumido
Posição da válvula de controle
Velocidade
P(%)
Vel
1
Risco assumido
Risco assumido
Frequência
Figura 3 – Cálculo da folga de extravasão pelo critério da velocidade
escolha depende da propensão maior ou
menor inerente aos riscos do processo.
Considerações sobre
os dados utilizados
Os dados operacionais foram obtidos do
SCOA referentes ao período de dezembro de
2000 a novembro de 2001. Foram determinadas as curvas de freqüência das velocidades,
aberturas de válvulas e folgas, para cada mês e
para o período total, para a verificação de possíveis sazonalidades nas regras operacionais.
Resultados obtidos
A tabela 1 apresenta um resumo das variações dos volumes úteis, em função das folgas
mínimas necessárias calculadas para os reservatórios analisados.
2. Critério da altura
Critério da altura (segundo critério)
Folgas calculadas (históricas)
hh
Hora
00:00
00:01
00:02
00:03
00:04
00:05
00:06
00:07
00:08
00:09
00:10
00:11
Nível
2.51
2.54
2.54
2.54
2.56
2.56
2.56
2.58
2.58
2.58
2.58
2.58
Válvula (%)
59
59
59
59
60
60
60
59
59
59
59
59
Risco assumido
Assumido
Freqüência (%)
Velocidade
Folga : h
Velocidade’
Folga’: h´
Figura 4 – Cálculo da folga de extravasão pelo critério da altura
A Sabesp Inova
Tabela 1
Reservatórios
Analisados
Variação do
Volume Útil (m³)
32
-10.910
55
+ 22.680
33
Sem variação
Total : 120
Total : Ganho de
11.770
O volume total ganho apenas com estas alterações seria equivalente à construção de dois
novos reservatórios.
O Aplicativo SAFE
Para a automatização das análises, foi
desenvolvido um aplicativo em linguagem
VB, denominado SAFE (Sistema de Análise de
Folgas de Extravasão) que permite a obtenção
dos dados e a exportação dos resultados no
ambiente SCOA. O aplicativo estará disponível
pela Intranet da SABESP, para adaptações nas
áreas interessadas. A figura 5 ilustra a tela de
abertura e telas de operação do aplicativo.
Conclusões
Figura 5
Telas do
aplicativo SAFE
Para a grande maioria dos reservatórios,
obtiveram-se folgas menores que as atuais,
ou seja, a posição do limite operacional atual
pode ser elevada, de forma a se obter ganhos
de reservação.
Em alguns casos, a folga calculada foi muito
maior do que as atuais, em função de uma velocidade máxima observada extrema (alguma
operação anômala), o que leva à adoção de
folgas muito conservadoras. Nesses casos,
pode-se adotar freqüências de excedência maiores, o que implica em assumir risco de extravasamentos maior. Para se evitar esses eventos
extremos, sugere-se a introdução de regras de
operação de segurança nas Estações Remotas de
Telemetria Inteligentes (URIT), que limitariam
as velocidades de subida do nível d´água.
A adoção de riscos maiores, procurando
reduzir as folgas que poderiam garantir um
ganho de reservação útil, requer a garantia na
transmissão de mensagens do Centro de Controle à estação remota e o bom funcionamento
das válvulas e dos vertedores.
Referências bibliográficas
e dados utilizados
• Relatório DOC.242/87 – “Definição de Limites Operacionais Máximos de Reservatórios ”
• Cadastro de Dados Operacionais – Versão
1.0 / 1987 – APDA, Sabesp
• Tabela com tempos de fechamento das válvulas, fornecidas pela AG, Sabesp
• Banco de Dados do SCOA
■
ENTREVISTA
O papel dos Institutos de Pesquisa
e a geração de tecnologia
Há quase dez anos como diretor científico da FAPESP,
José Fernando Perez acredita que não é função da Universidade
ou dos Institutos de Pesquisa gerar tecnologia, mas, sim, das
empresas. E mais: para acabar com a defasagem, que existe hoje
no Brasil, entre pesquisa e geração de tecnologia, é preciso que
as empresas invistam em parcerias e incentivem a formação de
seus funcionários. Sobre a pesquisa na área de saneamento, José
Fernando Perez afirma: “falta demanda”.
Entrevista
F
ormando em engenharia elétrica, da turma
de 1967, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, José Fernando Perez se
dedicou às atividades científicas e à pesquisa
acadêmica. No mesmo ano, ele finalizou o curso
de Física, também pela Universidade de São
Paulo, recebendo o título de mestre, em 1969
e, quatro anos depois, o de doutor em ciências
naturais, pela Escola Politécnica de Zurique, na
Suíça. Nos últimos 30 anos, este engenheiro,
ávido por conhecimento, escreveu 65 artigos
científicos, publicados em revistas internacionais arbitradas nas áreas de física estatística,
física matemática, teoria quântica de campos
e matemática aplicada. José Fernando Perez
ocupa o cargo de diretor científico da Fapesp
desde 1993. Desde então, participa ativamente
de programas que incentivam parcerias entre
empresas, universidades e institutos de pesquisa. Para ele, o Projeto Genoma, que consumiu quase 19 milhões de reais, em 2001, é um
exemplo de como o sistema de pesquisa acadêmica pode gerar conhecimento e tecnologia por
meio da formação de recursos humanos.
Quanto a Fapesp destinou de recursos no
último ano para pesquisa e desenvolvimento
tecnológico? E especificamente para a área de
saneamento?
A Fapesp começou a existir formalmente
em 1962. É uma fundação pública, autônoma.
A verba vem da receita tributária do estado e
de um patrimônio rentável. De toda forma
de impostos, 1% é da Fapesp e destinado a
pesquisa. Em 2002, recebemos cerca de 280
milhões de reais do estado e cerca de 100
milhões de rendimento de patrimônio. O que
dá 380 milhões de reais. Isso comparado com
outras instituições de pesquisa é uma quantidade muito grande. E, atualmente, investimos
quase toda nossa receita.
Na área de saneamento, financiamos 104
projetos, nos últimos dez anos. Existe, inclusive, um grande projeto temático, de 1999, da
Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp,
na área de tratamento de água e abastecimento.
A área de saneamento básico tem muita competência dentro do ambiente acadêmico. A
maior parte das pesquisas vem das universidades, onde também está a maior demanda. Mas
acho que é uma área que tem um potencial
interessante. É uma área de interface, onde há
uma transferência de conhecimento imediata.
A Fapesp financia atividades de pesquisa e
desenvolvimento para pesquisadores que
não estejam vinculados à universidade ou
institutos de pesquisa?
Exigimos que o pesquisador, que se propõe
a realizar um projeto, documente-o. Ele precisa
demonstrar uma competência documentada
para realizar uma atividade de pesquisa, ou
experiência compatível com esse tipo de qualificação. A análise e a aprovação de um financiamento de pesquisa é a soma de três variáveis:
o mérito intrínseco do projeto – se representa
avanço do conhecimento, da metodologia que
vai ser utilizada –, o custo, e a competência da
equipe. Não adianta ter um bom projeto, se não
tiver uma boa equipe e o custo for muito caro.
Entrevista
Outra forma de conseguir financiamento para pesquisas é por meio de
parcerias. Temos alguns programas
que permitem financiamentos por
parte maior de empresas públicas
ou privatizadas. Se as empresas
não têm seu grupo de pesquisa,
por exemplo, podem trabalhar em
parceria com a universidade. Temos
um programa que é o PITE, Parceria
para Inovação Tecnológica, um cofinanciamento com uma empresa
parceira, que desenvolve um projeto
de pesquisa, conjuntamente com
pesquisadores da universidade. São
projetos de inovação tecnológica
em que a empresa parceira vai ter
um benefício. Para nós, a medida do
interesse é a vontade da empresa de
investir, de compartilhar os riscos e
os custos. Esse é um projeto que foi
criado para estimular parcerias reais.
Temos dois projetos do PITE na área
de saneamento, entre pouco mais de
60. O que não é pouco. E temos um
outro programa, que acho um pouco
mais ousado, que é o PIPE, Programa
de Inovação Tecnológica em Pequenas Empresas. A idéia é criar um
ambiente de pesquisa fora da universidade, dentro da pequena empresa,
sem contrapartida. A empresa tem
que ter um projeto de pesquisa, que
resulte numa inovação tecnológica,
com valor comercial, e uma equipe
com competência para tocar. Financiamos 250 empresas, depois de analisarmos mais de 750 projetos.
Como a Fapesp prioriza as áreas a
serem financiadas?
Nossos investimentos refletem
a demanda qualificada. Não há
nenhuma decisão interna de quantias destinadas a esta ou aquela
área. Mas, nos últimos anos, nunca
tivemos um projeto que tenha sido
recusado por falta de recurso. Se
não temos mais projetos na área de
saneamento, por exemplo, é porque
não houve demanda. O processo
de avaliação para financiamento de
pesquisa é muito rigoroso. A diretoria científica conta, para cada área
do conhecimento, com uma equipe
de especialistas, que vêem à Fapesp,
semanalmente. Eles não são funcionários. São lideranças científicas nas
suas áreas, que coordenam o processo de avaliação. O papel deles é,
por exemplo, caso chegue um projeto
na área de saneamento básico, olhar
o seu resumo e identificar quem é
o melhor especialista para dar um
parecer. Esse coordenador nunca dá
parecer. O especialista dá, então, um
parecer, analisando todos os aspectos
relevantes: metodologia, relevância
científico-tecnológica, social e econômica, relação custo-benefício e
competência da equipe. É importante que a pesquisa tenha qualidade e geração de conhecimento.
Todas essas variáveis são analisadas
pelos especialistas designados pela
Fapesp. Eles dão um parecer sobre
o projeto, que se transforma numa
recomendação para a decisão da
diretoria científica. E a decisão
pode ser: financiar, recusar ou pedir
para o pesquisador detalhar alguns
pontos do projeto. Mesmo quando a
resposta é negativa, há uma abertura
para um pedido de reconsideração.
O coordenador de área tem um
papel de interface muito forte entre a
diretoria científica e a comunidade.
Até hoje, um dos grandes projetos
da Fapesp foi o Genoma?
Existem projetos que são, espontaneamente, apresentados pela
comunidade científica. Mas outros
têm uma magnitude, uma complexidade maior, que ninguém pode
em sã consciência apresentá-lo. No
Genoma aconteceu exatamente isso.
Houve uma idéia, uma pergunta
feita pela diretoria científica para
a assessoria na área de ciências
biológicas, sobre o que podia ser
feito para podermos dar um salto
de competência em biotecnologia
molecular. A resposta veio em forma
desse projeto brilhante, que tem
um objetivo científico de grande
relevância, formando muitos pesquisadores e alavancando o interesse
da iniciativa privada com a criação
de empresas de biotecnologia. E a
biotecnologia tem uma aplicação
prática muito grande, com muitos
nichos. Estamos assistindo, agora, ao
começo da formação de uma indústria de biotecnologia no país. É a
iniciativa privada acreditando nessa
oportunidade. O Genoma ilustra
bem qual o papel que o sistema de
pesquisa acadêmico tem, não só de
gerador de conhecimento, mas de
competências no processo de inovação tecnológica. E, assim, tentar
atacar nosso problema de déficit tecnológico. O investimento da Fapesp,
em 2001, no Programa Genoma foi
de quase 19 milhões de reais. Isso
representou 3,2% do investimento
realizado no fomento a pesquisa no
estado de São Paulo nesse período.
Qual o mecanismo de acompanhamento e controle que a Fapesp
aplica para garantir a praticidade
na utilização dos resultados?
Não é função da universidade
ou dos Institutos de Pesquisa gerar
tecnologia, e, sim, das empresas. A
melhor forma de transferência de
conhecimento da universidade para
o setor empresarial é pela formação
de recursos humanos altamente qualificados, treinados na fronteira do
conhecimento e familiarizados com
os métodos de pesquisa. No Brasil,
não se apostou num modelo de inovação fora das universidades e não
se estimulou isso. A inovação surge
na iniciativa privada por necessidade, competitividade. Programas
como o PITE e o PIPE exemplificam
bem a forma de atuar da Fapesp. No
PIPE, as empresas podem receber,
inicialmente, até 75 mil reais para
os primeiros seis meses. Recurso
suficiente para a empresa fazer um
estudo de viabilidade, avançar o projeto e trazer, depois de seis meses, a
demonstração cabal de que aquele
conceito é viável. Se for bem sucedido, financiamos, com mais 300 mil
reais, a fase dois, que tem duração de
dois anos. A empresa tem que apresentar um relatório anual e a Fapesp
tem um sistema muito rigoroso de
análise de contas.
■
EMPREENDIMENTO & GESTÃO
OPINIÃO
A Sabesp e a
Tecnologia do Saneamento
Sérgio Pinto Parreira Para a absorção de tecnologias
modernas há necessidade
de haver um corpo técnico
preparado através de
treinamentos específicos
Empreendimento & Gestão
H
á algum tempo, numa entrevista para o
jornal da Associação dos Engenheiros da
SABESP, me perguntaram: qual a motivação
para os engenheiros continuarem trabalhando
na SABESP?
Na época respondi que a visão da Companhia em ser a melhor Empresa de Saneamento até 2005 passava necessariamente pela
questão tecnológica. A SABESP teria que estar
buscando implementar a melhor tecnologia
disponível no mercado e isto iria beneficiar
diretamente aqueles que trabalhassem nesses
projetos, mantendo-se atualizados tecnologicamente. Poucas organizações oferecem essa
oportunidade.
Recentemente houve alteração na estrutura
organizacional da SABESP, cabendo à Diretoria de Gestão de Assuntos Corporativos recepcionar com muito orgulho a Superintendência
de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico.
Esta é uma unidade estratégica da Alta Administração com autoridade funcional em toda a
organização para as questões relacionadas com
a área da tecnologia do saneamento.
Nesta unidade foram estabelecidas prioridades aos seguintes projetos de estudos e
pesquisas:
•
•
•
•
Controle de Perdas .................. 17 projetos
Subprodutos de Tratamento ..... 11 projetos
Otimização Operacional ............. 6 projetos
Automação ................................... 6 projetos
É importante salientar que o desenvolvimento tecnológico tem como diretriz fundamental a redução de custos e o aumento da
eficiência, de modo a contribuir para que a
Empresa se torne mais competitiva.
Os projetos de estudos na área de subprodutos de tratamento visam principalmente
buscar formas de disposição adequada dos
lodos das Estações Tratamento de Água e das
Estações de Tratamento de Esgotos.
A solução mais promissora no momento
para o lodo de ETA é entrar na composição
das cerâmicas vermelhas e a do lodo de ETE
é usar na produção agrícola. Estas pesquisas
estão sendo desenvolvidas em convênio com
instituições da Universidade de São PauloUSP: Escola Superior de Agricultura Luiz de
Queirós, Escola de Saúde Pública e Escola de
Engenharia de São Carlos; também com a
Universidade Estadual de São Paulo- UNESP,
através da Escola de Agronomia de Jaboticabal;
EMBRAPA, IAC, instituições de excelência da
agroindústria do Estado de São Paulo.
Todos esses projetos coordenados pela
Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico estão tendo ampla participação de engenheiros das diversas Unidades de
Negócio, desde o início quando da concepção
do projeto até sua implementação, de forma a
garantir que todas as áreas cheguem juntas na
solução tecnológica adequada, promovendo
assim treinamento técnico on the job.
Diretor de Gestão de Assuntos Corporativos da Sabesp.
Empreendimento & Gestão
Aproveitamento do lodo
de ETE para
adubação em
plantação de
bananeiras–
UNESP
xando a iniciativa para cada empregado. Para
tanto a Universidade Empresarial adota diversas
formas de promover seus cursos, presencial ou
virtual. A Educação à Distância, que já existia
através da TV, rádio e mídia impressa, ganhou
maior relevância e força com a informática.
A Universidade Empresarial SABESP hoje
não é uma simples intenção, mas uma realidade; vejamos estes números:
O envolvimento da universidade na inovação tecnológica é muito importante, podendo
verificar na prática a efetiva aplicação das
idéias desenvolvidas em suas pesquisas à realidade dos nossos sistemas de água e esgotos.
O novo Modelo de Gestão de Recursos
Humanos por Competência privilegia o
conhecimento, identificando carências internas quando da avaliação de competência/
desempenho, incentivando os empregados a
se atualizar nos cursos oferecidos através da
Universidade Empresarial SABESP.
Para a absorção de tecnologias modernas há
necessidade de haver um corpo técnico preparado através de treinamentos específicos.
As Empresas, para não sucumbirem devido
à perda da capacidade de competir, necessitam
ter em suas estratégias um sistema de atualização do conhecimento de seus colaboradores.
A SABESP aposta que a melhor metodologia
de treinamento é o auto-desenvolvimento, deiA implantação
GIS (Sistema
Geoprocessado
Integrado) irá
promover um
salto tecnológico nas áreas
de atendimento de clientes, controle
operacional das
redes de água
e esgotos,
informações
para planejamento, entre
outras
• 70.000 acessos ao portal (2002)
• 500 cursos de pós-graduação (2001-2002)
• 2.700 participações em congressos e eventos
(2002)
• 1.700 treinamentos em competências especificas (2002)
• 250 cursos de tecnologia da informação
(2002)
A informática tem tido muito destaque nas
ações estratégicas da Empresa com vistas à
absorção de novas tecnologias. Como exemplo, está sendo implementada na Região
Metropolitana de São Paulo, para posterior
implantação em toda a SABESP, o sistema de
informações geo-referenciadas-GIS. Este sistema, em fase de licitação, irá promover um
salto tecnológico nas áreas de atendimento de
clientes, controle operacional das redes de água
e esgotos, informações para planejamento,
entre outras. Outro exemplo é a nossa rede de
comunicação, via intranet, com mais de 6.000
pontos, e os nossos sistemas de gerenciamento
das licitações, hoje são uma referência para o
mercado.
Esta evolução tecnológica foi possível apesar
de ainda não podermos implementar o Plano
Diretor Estratégico de Informática-PDEI, devido aos
questionamentos e recursos
havidos no processo licitatório. Todos esses obstáculos já
foram eliminados, possibilitando a assinatura do contrato
e a implementação do sistema
integrado de informações.
Este é um breve resumo
das iniciativas da SABESP,
Empresa líder na prestação
de serviços de saneamento no
Brasil, que desempenha papel
fundamental no desenvolvimento da Tecnologia do Saneamento em nosso País.
■
HISTÓRIA DO SANEAMENTO
Abastecimento de água:
56 anos atrás
Matéria de responsabilidade do Fundo Editorial,
assunto suscitado pelo Eng. Armando Fonzari Pera
M
História do Saneamento
atéria muito comentada, debatida, preconceituada, o abastecimento de água em São Paulo é um óbice
que, ao longo dos anos, se modifica, se
traveste e toma a forma mais adequada
das necessidades e pressões sociais.
Disseminador de um produto cada
vez mais escasso e, portanto, caro,
promove a todos os envolvidos com
tal matéria desafios inimagináveis
no tocante a busca de seu principal
agente, a água, bem como os cuidados
para torná-la um dos principais produtos de saúde das populações.
Estes cuidados e preocupações
têm se manifestado ao longo de toda
a história da humanidade e, para
ilustrarmos melhor um momento da
história do Abastecimento de Água
na cidade de São Paulo, reproduzimos fragmentos de uma matéria
com mais de cem páginas, escrita
pelo Engº Plínio Penteado Whitaker,
Diretor da Repartição de Águas e
Esgotos de São Paulo, na revista
RAE, ano 8, nº 17, de novembro de
1946, no qual aborda o tema sob o
seguinte ponto de vista:
NOTA
Por uma
questão de
respeito ao
artigo original,
reproduzido
abaixo, foi
mantida a
ortografia da
época.
Abastecimento de água da cidade de
São Paulo – sua solução
N
o Presente trabalho tratamos de um dos problemas mais discutidos nesta
Capital.
Assunto de magma relevância, pois, dentre os serviços de utilidade pública, é o
abastecimento de água o que mais de perto está ligado às condições de vida da população, que dêle não pode prescindir, para as suas primordiais necessidades de existência,
atendemos, com esta publicação, a um convite da direção da “Engenharia”, no sentido
de focalizá-lo, no momento em que a Repartição de Águas e Esgôtos de São Paulo
executa um vultoso plano de obras, para lhe dar solução adequada.
Um serviço de abastecimento de água canalizada, para ser eficiente, deve obedecer, maximé numa cidade com a rapidez do crescimento de São Paulo, às seguintes
condições básicas:
– Dispôr de instalações com capacidade suficiente para atender ao aumento da população durante um número razoável de anos, fornecendo-lhe, em qualquer época em
que o consumo o exigir, água abundante, de acôrdo com a demanda horária.
– Ter essas instalações ampliadas com a indispensável antecedência, em função da curva
de crescimento da cidade e de sua população.
Assim sendo, dividimos êste trabalho em três partes. Na primeira fazemos um histórico
desde 1893, época em que o Govêrno do Estado chamou a si os serviços, até esta data, mostrando o estado atual das instalações com respeito ao crescimento da cidade. Na segunda
parte abordamos o Plano Geral de Abastecimento, que estudámos prevendo o crescimento
da cidade até a saturação e na terceira parte tratamos do Plano de Obras ora em execução.
HISTÓRICO
Sistema de
abastecimento
da cidade de
São Paulo
A Cidade de São Paulo, desde o início do seu vertiginoso desenvolvimento, que data
de 1890, passou por crises periódicas provocadas por deficiência no seu serviço de
abastecimento de água, que não acompanhou, passo a passo, o crescimento da cidade
e o aumento de sua população.
Desde os primeiros dias da República se manifestarem essas crises. Os
serviços, então explorados pela Companhia Cantareira, mediante contrato
com os poderes públicos, estavam
absolutamente deficientes em 1892,
provocando o clamor público contra
as faltas de água.
À vista disso, resolveu o Govêrno
do Estado chamar a si o encargo, o
que levou a efeito pela lei nº 62 de 17
de agosto dêsse ano, de que resultou
o decreto nº 1524 de 31 de janeiro de
1893, creando a Repartição de Águas
e Esgôtos da Capital, em sucessão à
Companhia Cantareira cujos serviços foram então encampados.
Por essa época o abastecimento de água contava apenas com duas adutoras – Ipiranga e Cantareira (tanques de acumulação). A primeira fornecia 3.000.000 litros/dia
de uma pequena reprêsa na Água Funda e abastecia as zonas baixas, além do Tamanduateí, isto é, Braz, Moóca e Ipiranga.
A da Cantareira, provinda da serra, fornecia também 3.000.000 litros/dia ao antigo
reservatório da Consolação, construído em 1883, e abastecia o centro da cidade. Na
cidade eram servidos 8.642 prédios, tendo a rêde total 73.368 metros. A população, na
época, orçava em 120.000 habitantes: assim, para que fosse tôda abastecida, caberia
apenas uma quota de 50 litros por habitante/dia.
A cidade crescia vertiginosamente e não era possível protelar-se a solução do problema de seu abastecimento.
Depois de encampados os serviços, em 1893 foi levado a efeito um plano de obras
novas, sendo captados e aduzidos outros recursos da Serra da Cantareira. Construiuse a adutora do Guaraú (extensão de 13.397,72 metros de tubos de 0,60 m. de diâmetro até o reservatório da Consolação), com capacidade para 17.000.000 litros/dia e
fez-se na Serra, a captação dos córregos Bispo, Itaguassú e Menino.
Uma, entretanto, queremos mencionar: o seu rápido crescimento nos últimos 60
anos. A pequena cidade de 1880 cresceu em área, à semelhança de algumas cidades
norte-americanas, mas sem um Plano de conjunto, que seria indispensável num
centro urbano como o nosso, que se expandia e se expande aceleradamente, através
de um terreno de topografia ultra acidentada e irregular.
Em consequência, crescendo sem êsse Plano regulador e por ação exclusiva da iniciativa particular, foi a cidade de São Paulo espraiando-se através de arrabaldes que
se formaram nos terrenos de melhor topografia, mas sem um estudo criterioso do
traçado e orientação das ruas (*) e de interligação entre êsses núcleos de habitações,
quasi sempre separados por vales profundos,a cuja urbanização não chegou a iniciativa particular, à procura, como é curial dos terrenos secos e altos, que menor despesa
apresentam para o seu loteamento.
Assim se formaram Perdizes, Vila Pompéia e outros arrabaldes como Bexiga,
Bela Vista, parte alta do Cambucí, Ipiranga, Vila América, Pinheiros, Vila Mariana
e tantos outros.
Assim se formaram também arrabaldes, cujas ruas, caprichosamente, foram abertas
normalmente às curvas de nível do terreno, contra todos os princípios do bom senso
e do urbanismo. Vila América, Perdizes, Vila Pompéia, Bela Vista, Paraizo, Cerqueira
Cesar, Pinheiros e Santana apresentam, neste particular, exemplos típicos.
Êsse espraiamento da cidade em grande área, num terreno de forte irregularidade topográfica, com desníveis de
mais de cem metros; a existência de grandes extensões de
ruas particulares sem perfil regularizado e as áreas baldías
deixadas entre os arrabaldes, constituiram, sem dúvida,
grandes entraves para que a cidade pudesse ser dotada,
passo a passo com seu crescimento, dos indispensáveis
serviços públicos, principalmente os de saneamento,
como águas, esgôtos, galerias de águas pluviais e os de
transporte coletivo.
A cidade de São Paulo, de acôrdo com a limitação de
seu perímetro suburbano, estipulado pelo Ato Municipal
nº 1057 de 16 de abril de 1936, baixado posteriormente à
anexação do município de Santo Amaro, ocupa uma área
de 22.800 hectares. Com a delimitação dêsse perímetro, a
cidade propriamente dita ficou aumentada de 47,1% de sua área anterior, que era de
15.500 hectares. Atualmente, de norte a sul, mede 21 quilômetros (entre o Tucuruvi e
Santo Amaro) e de leste a oeste mede 22 quilômetros (entre Penha e Vila Leopoldina).
A exposição dêste assunto, de tamanho alcance na vida da população desta
Capital e tão intimamente ligado às necessidades de seu progresso, não pode ser
completa sem que faça referência ao que fez até hoje o Govêrno do Estado, com
respeito ao abastecimento de água da cidade, ao Plano de desenvolvimento futuro
dos serviços e às obras ora em execução.
Para refôrço da adutora do Ipiranga, foram captados os córregos Simão e Borba.
Em 1894 foram captados sucessivamente,
na Serra da Cantareira, os mananciais de sua
ala esquerda: Cassununga, Campo Redondo e
Engordador, cujos contingentes foram reunidos numa caixa de junção, a que se denominou
do Guapira, sendo essas águas aduzidas para
um novo reservatório que então se construiu
no antigo largo 13 de Maio (hoje Praça Amadeu
Amaral), destinado a servir à zona da cidade
que se desenvolvia na encosta a montante do
reservatório da Consolação. Êsse reservatório,
com capacidade de 6.500.000 litros, até hoje é o
único que abastece êsse setor.”
Evolução das zonas de abastecimento de
água da cidade de São Paulo
Diagrama de
crescimento da
população da
cidade de São
Paulo
(*) Há exceções: o Jardim América,
Pacaembu, Alto da Lapa, Alto de Pinheiros,
Butantan, Jardim Europa, Jardim Paulista,
que foram previamente urbanizados.
Destes fragmentos impressiona que há muito são enfocadas opiniões controversas sobre mananciais para abastecimento da Capital. Ainda hoje, discutem-se
as ameaças e oportunidades relativas à utilização das diversas alternativas.
■
Novidades
Novidades
Imagens de satélites para saneamento:
uma visão de futuro
A SABESP vem procurando adquirir novas tecnologias para a utilização de imagens de satélites.
Estas imagens permitem obter mais
informações do que uma simples
visão aérea das áreas urbanas ou
dos mananciais, pois alcançam
além da capacidade visual humana.
Associadas às tecnologias de sistemas de informação geográfica,
estas imagens permitem o controle
do patrimônio da SABESP (faixas
de adutoras e coletores, margens
das represas), acessar informações
cadastrais, localizar endereços ou
locais, monitorar a frota de veículos, fornecer informações para planejamento ou operação e muitas
outras aplicações que a experiência
e a criatividade de cada um poderão desenvolver. As novas imagens
podem identificar objetos como
veículos em uma rua
ou a localização de
reservatórios ou, até
mesmo, de poços de
visita, pois conseguem
distinguir objetos com
dimensão de um metro.
Atualmente, já existem
softwares que permitem seu uso amigável
por qualquer pessoa. A
Unidade de Negócio de
Produção de Água (AA)
está elaborando projetos
pilotos nas áreas de fiscalização de mananciais, Imagem de satélite do Aeroporto de
cadastro de adutoras e Cumbica, Guarulhos -SP
painel de visualização do
sistema de adutoras no Centro de comum que atenda a todas as
Controle Operacional (CCO). A necessidades da SABESP e de
procura de parceiros internos e outros órgãos do Estado de São
externos visa obter um sistema Paulo.
■
Meio Ambiente
em pauta
Reúso: uma solução para a
escassez de água
O livro “Meio
Ambiente, Direito e Cidadania” traz não só
a discussão dos
principais temas
abordados
na
Conferência das
Nações Unidas
sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, mas
também análises
e reflexões sobre medidas adotadas e seus desdobramentos em
termos nacionais e internacionais até esta data. Com esta publicação pretende-se contribuir
para um melhor entendimento da necessária interação destas questões sob a ótica do meio
ambiente, do direito e da cidadania.
■
A Faculdade de Saúde Pública da USP, por
intermédio do Núcleo de Informações
em Saúde Ambiental e em parceria com a
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária Ambiental, vem atuando na formação
e capacitação de recursos humanos na área
ambiental, na qual a reutilização da água
desponta como tecnologia compulsória
para diminuir a escassez, cada vez mais evidente em diversos países do globo.
Grupos de pesquisadores das áreas pública
e privada em todo o mundo encontram-se, hoje, voltados para o que
parece ser uma solução para o problema, pois a oferta de água já é
insuficiente para atender o crescente número de consumidores.
Consciente deste momento, um grupo de renomados profissionais,
consultores e professores produziram a obra “Reúso de Água”: Adelaide
Cássia Nardocci, Arlindo Philippi Júnior, Daniel Roberto Fink, Darcy
Brega Filho, Doron Grull, Geraldo Julião dos Santos, Hélio Padula Filho,
Ivanildo Hespanhol, José Roberto Coppini Blum, Sérgio Eiger, Wanderley
da Silva Paganini, sob a coordenação de Pedro Caetano Sanches Mancuso
e Hilton Felício dos Santos. A obra expande e atualiza conceitos que vêm
ao encontro de uma importante demanda que, dependendo da água, luta
pela melhoria da qualidade de vída no planeta.
■
Reconhecimento
C
riador da logomarca da Sabesp,
nasceu em Santa Adélia (SP), se
formou em Economia e depois fez
curso de Comunicação Visual na
primeira turma da FAAP, Fundação
Armando Álvares Penteado.
na mão, ele associou as iniciais do tema
“saneamento básico” na formação da
logomarca com a finalidade de, plasticamente, conseguir a configuração destas
iniciais somadas ao simbolismo (ânfora
e gota). E o resultado está aí!
Existem pessoas que passam sem deixar
marcas, o Nabih passou pela Sabesp e
deixou marcas importantes, inclusive a
sua logomarca!
■
A/6
A/12
A/6
A/2
C2
2% A
O2
O1
C1
A/6
logomarca da Sabesp é conhecida
por dez entre dez paulistanos. Tamanho sucesso deve ser creditado a seu criador, Nabih Mitaini, que, num momento
de inspiração, desenhou, à mão, a marca
–naquela época não se contava com
a ajuda da tecnologia. O desenho irá
completar 30 anos em 2003, com muita
saúde.
Nabih Mitaini criou a logomarca
seguindo as tendências da época: a década
de 70. Suas principais fontes inspiradoras
foram a ânfora; o vaso antigo egípcio,
que servia para decantar água; a letra “S”
de Sabesp; a gota de água, que hoje vem
revestida da idéia geral de saneamento; e
o formato de uma garrafa ou bule, que,
de acordo com Nabih, segue a filosofia
do servir. Com todos esses elementos
A/12
A
A/2
Reconhecimento
Nabih Mitaini
A/3
A/6
A/6
A/3
A
Cafezinho
Cafezinho
Qual é sua profissão?
Um pastor tomava conta das
suas ovelhas tranqüilamente no
campo, quando, de repente, na
estrada próxima, aparece uma
pick-up toda incrementada e
para ao lado do pastor.
Desce dela um homem bem
vestido, de finos tratos e pergunta
ao pastor:
– Se eu lhe disser exatamente
quantas ovelhas o senhor tem, em
que área estão distribuídas, como
estão distribuídas, o senhor me
daria uma delas?
O pastor, pego de surpresa,
concorda. O tal homem entra no
seu carro, aperta alguns botões
que fazem aparecer no teto da
cabina uma antena parabólica,
a qual ele conecta a um sistema
de computadores embutidos no
1
4
5
2
6
8
Q
3
N
7
9
10
N
11
12
O
V
14
13
15
T
16
17
18
R
19
20
21
22
23
E
24
Solução do número anterior
1. assoreamento; 2. voçoroca; 3. biogás; 4.
compostagem; 5. erosão; 6. RIMA; 7. ONG; 8.
flora; 9. Biota; 10. ecossistema; 11. EIA; 12.
Manancial; 13. chorume; 14. abiótico; 15. fauna;
16. ecologia; 17. biomassa; 18. aterro; 19. humus;
20. biocenese; 21. extrativismo
Solução do número atual
1. biodiversidade; 2. fenólico; 3. ISO; 4. jazida;
5. agrotóxico; 6. aquífero; 7. macronutriente; 8.
jusante; 9. aeração; 10. cólera; 11. represa; 12.
ABNT; 13. ETE; 14. nutriente; 15. emissão; 16. DBO;
17. predador; 18. detrito; 19. CETESB; 20. sonda;
21. vetor; 22. efeitoestufa; 23. EIA; 24. dioxina.
carro. Abre seu lap-top, conectase, então, no sistema e faz um
rastreamento por satélite. Os
dados são recebidos pela antena
do carro e acumulados no seu
computador de última geração,
transfere os dados para um aplicativo específico e, enfim, obtém
um resultado. Enquanto isto, o
pastor só observa toda a tecnologia e o trabalho do sujeito.
O homem então sai do carro e
apresenta seus resultados:
– O senhor tem 134 ovelhas num
perímetro de 1,12 km, com uma
distribuição uniforme e circular
em torno do senhor.
– É. O senhor tem razão. Pode
escolher a ovelha.
O homem da pick-up contente, escolhe um dos animais
e o leva para dentro do carro.
Quando ele já ia saindo, o pastor
lhe faz uma pergunta:
– Se eu adivinhar a sua profissão,
o senhor me devolve meu bichinho?
– Tudo bem – responde o homem
da pick-up, todo cheio de si.
– O senhor é consultor, não é
mesmo?– diz o pastor.
- Nossa! Como o senhor adivinhou? Eu deixei cair algum
cartão meu ou coisa assim?
– Não - responde o pastor – É
uma questão de dedução lógica:
primeiro o senhor me oferece um
serviço que eu não pedi, depois o
senhor me fala o que eu já sei,
e, por último, o animal que o
senhor pegou não é uma ovelha,
é o meu cachorro!!
VERTICAIS
1. Variedade de organismos em
todos os níveis taxonômicos
3. International Organization for
Standardization
5. Substância utilizada na agricultura
para combater os diferentes tipos de
pragas que atacam as lavouras
6. Água subterrânea, confinada
ou não
7. Nutriente essencial ao desenvolvimento das plantas, usualmente
encontrado em quantidades significativas
8. Qualificativo de uma área que fica
abaixo de outra à qual se refere
10. Doença infecto-contagiosa
aguda, disseminada principalmente pela água
12. Associação Brasileira de
Normas Técnicas
16. Demanda Bioquímica de Oxigênio
17. Animal, raramente uma planta,
que se alimenta de outros animais
19. Companhia de Tecnologia de
Saneamento Ambiental
20. Dispositivo usado para monitorar um meio qualquer
21. Serve de condução de um
agente, danoso ou não, de um
sistema para outro
23. Estudo de Impacto Ambiental
HORIZONTAIS
2. Qualidade do que pertence à
família dos compostos baseados
no fenol
4. Ocorrência de minerais num
depósito natural concentrado
9. Processo de introdução de ar
num sistema, normalmente com o
objetivo de oxidação
11. Construção natural ou artificial que retém parte de um
corpo d´água, impedindo seu
escoamento
13. Estação de Tratamento de
Esgotos
14. Qualquer uma das substâncias
do ambiente utilizada pelos seres
vivos para seu sustento
15. Quantidade de poluente
emitida a partir de uma fonte,
expressa usualmente em unidades
de massa por tempo
18. No solo, matéria orgânica
recentemente morta ou parcialmente decomposta
22. Aumento da temperatura da
atmosfera terrestre em conseqüência da absorção de energia reemitida pela superfície terrestre
24. Denominada usualmente de
“ultraveneno”, é um químico de
alta toxicidade
XIII Encontro Técnico da AESabesp
Feira Nacional de Materiais e Equipamentos para Saneamento FENASAN
27 a 29 de agosto de 2002
Bienal do Ibirapuera
São Paulo, SP
2.500 pessoas por dia
125 stands, em 8 mil m²
160 trabalhos apresentados
5 painéis de debate
Agradecimentos
Biblioteca Técnica da Sabesp
Carla Tereza de Chiara
Fernando Cunha
Isabel Cristina Nascimento
João Garcia
Luiz Yukishigue Narimatsu
Moacir Francisco de Brito
Marcos Gorelik Ajzenberg
Odair Marcos Faria
Silvana C.C.F. Franco

- AESabesp

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