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Área de pesquisa: Physical Sciences & Chemistry

RESUMO Grande parte do lodo gerado em estações de tratamento de água (ETAs) no Brasil ainda é disposta em rios ou em aterros sanitários. Contudo, principalmente em grandes centros urbanos, legislações ambientais restritivas e custos logísticos crescentes têm levantado interesse em usos benéficos para esse resíduo. Para uma avaliação dos possíveis usos, além do conhecimento das características qualitativas do lodo, operadores e projetistas de ETAs devem ser capazes de prever, com algum grau de confiabilidade, sua massa e volume. Os objetivos deste trabalho são: comparar o desempenho de dois dos principais métodos quantitativos de estimativa de produção de lodo - o método de fórmulas empíricas e o de balanço de massa; investigar a prática disseminada de se estimar a concentração de sólidos em suspensão totais na água bruta por meio de modelos de regressão linear com a turbidez como variável independente e delinear condições para a aplicação dessa correlação.
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RESUMO Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho de uma estação de tratamento de esgoto através de cartas de controle de qualidade estatística da média móvel exponencialmente ponderada (MMEP). A estação de tratamento de esgoto estudada localiza-se no Município de Cascavel, Paraná, Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico (pH), sólidos sedimentáveis (SSed), sólidos suspensos totais (SST), demanda química de oxigênio (DQO) e a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). As cartas MMEP acusaram que estação de tratamento de esgoto apresentou bom desempenho estatístico para o pH, sólidos suspensos totais, DQO e DBO e falhas para os sólidos sedimentáveis. As cartas de controle MMEP se apresentam como uma boa alternativa no monitoramento de estações de tratamento de esgoto.
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A utilização no Brasil de sistemas tipo wetlands construídos no tratamento de águas residuárias iniciou no ano de 1980, intensificando-se a partir do ano 2000. O objetivo deste trabalho é apresentar um estado da arte da aplicação no Brasil dos wetlands construídos de escoamento subsuperficial de fluxo horizontal (WCFH), identificando parâmetros de projeto e dados operacionais. Aborda-se, inicialmente, uma classificação para os wetlands construídos, seguido dos parâmetros de projeto e operação dos WCFH, destacando os diferentes critérios de dimensionamento, tais como os modelos oriundos da cinética de primeira ordem aplicável aos reatores tipo pistão, a relação de área per capita, o carregamento orgânico superficial e a taxa hidráulica, bem como a composição das unidades de tratamento e as macrófitas empregadas.
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Em 2004, o Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) aprovou a primeira regulamentação brasileira sobre os procedimentos para avaliação de material oriundo de dragagens: a Resolução CONAMA n° 344/04. Esse ato normativo estabeleceu que, no prazo de cinco anos, contados da data de sua publicação, haveria uma revisão para que fossem estabelecidos os valores orientadores nacionais para a classificação do material dragado. Tal revisão ocorreu, o que culminou na publicação da Resolução CONAMA n° 454/12. Este artigo realiza uma análise comparativa entre a Resolução CONAMA n° 344/04 e a Resolução CONAMA n° 454/12, com o intuito de verificar as principais alterações e acréscimos que foram realizados. Conclui-se que a Resolução CONAMA n° 454/12 não apenas refinou os valores orientadores nacionais para a classificação do material dragado, como também regulamentou aspectos relevantes relacionados ao licenciamento ambiental de dragagens e ao gerenciamento e disposição de material dragado.
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O principal objetivo desta pesquisa foi estudar o processo de oxidação, a eficiência da inativação de coliformes e a formação de subprodutos da ozonização, associado com a desinfecção de efluente sanitário anaeróbio proveniente de um reator UASB. Tal evento foi realizado por meio da aplicação das dosagens de ozônio de 5,0 mg.O3.L-1+ 10 mg.Cl2.L-1 (ensaio 1); 8,0 mg.O3.L-1+ 20 mg.Cl2.L-1 (ensaio 2) e 10,0 mg.O3.L-1+ 30 mg.Cl2.L-1 (ensaio 3). Neste trabalho, utilizou-se efluente da Estação de Tratamento de Esgoto da Universidade de São Paulo, no Brasil. As reduções médias totais da demanda química de oxigênio para os efluentes ozonizados/clorados foram de 9, 32 e 37% para os ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. A inativação dos coliformes totais variou de >5,7 até 6,4 log10 e >5,8 até >6,0 log10para Escherichia coli. A formação de aldeídos não sofreu mudanças significativas (p=0,05) para as dosagens e os tempos de contato aplicados após os ensaios de ozonização/cloração.
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O aporte de nutrientes constitui-se um dos maiores problemas em reservatórios artificiais. O rio Capibaribe, mais especificamente o trecho a montante do reservatório Jucazinho, é destino de esgotos domésticos, bem como de efluentes industriais. Esses efluentes, quando lançados sem tratamento adequado, geram uma série de perturbações no corpo hídrico e, mais adiante, chegam ao reservatório Jucazinho, ocasionando problemas ainda maiores como a eutrofização. O presente trabalho descreve a metodologia e os resultados obtidos com a formulação de um modelo que representa a carga de fósforo acumulado no reservatório Jucazinho, a partir de dados de fósforo total medidos ao longo da coluna de água. O estudo permitiu estimar a contribuição média de fósforo, bem como o percentual de redução desse elemento desde o lançamento dos efluentes no rio Capibaribe no trecho a montante até o reservatório, fornecendo subsídios para o planejamento da operação desse manancial.
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Dados ambientais frequentemente apresentam valores censurados, perdidos e/ou discrepantes (outliers). Além disto, as amostras devem ser consideradas dependentes por terem componentes espaciais e temporais. Outro fato frequente nestes dados é que dificilmente seguem uma distribuição Normal ou Log-normal. Devido a estas características e outras, técnicas estatísticas convencionais não devem ser utilizadas. O presente trabalho apresenta um estudo de caso do rio das Velhas, Minas Gerais, utilizando métodos estatísticos robustos após o tratamento adequado dos dados. A análise de componentes principais detectou as variáveis que mais contribuem para a degradação da qualidade das águas do rio das Velhas e a visualização espacial dos escores mostrou onde esta contaminação está mais evidente.
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O desenvolvimento econômico e social de uma região deve estar baseado nos princípios da sustentabilidade ambiental, pois, não sendo assim, corre-se o risco de se deixar para as gerações futuras uma herança de escassez e miséria. Portanto, este trabalho procurou identificar os tipos de produção e manejos dados às áreas agrícolas. Foi realizado com produtores de hortifrutigranjeiros dos municípios de Silveira Martins, Nova Palma e Ivorá, no Rio Grande do Sul, selecionados por sua área territorial encontrar-se inserida nas encostas da Serra Geral, cuja fragilidade ambiental é maior. Foram aplicados questionários do tipo fechado a todos os produtores de hortifrutigranjeiros dos referidos municípios com base em listas fornecidas pelas secretarias de agricultura municipais e Condesus. Concluiu-se que a maioria dos cultivos se dá nas encostas pela própria topografia regional. A maioria dos produtores conduz suas atividades para produção e comércio e são majoritariamente conscientes dos riscos e interessados em projetos que viabilizem a unidade de produção de forma sustentável.
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A análise do histórico de revistas científicas é um dos objetos principais de pesquisas nas áreas de bibliometria, cienciometria, informetria e webometria. Geralmente, essas análises procuram identificar o perfil cronológico dos artigos, autores e contextos editoriais das publicações. Quando entendida como uma organização inserida em um sistema de ciência, tecnologia e inovação (CT & I), uma revista científica é um agente de memória organizacional, que dissemina e promove conhecimento. Assim, além de análises sobre seu contexto editorial, é relevante verificar outros fatores que posicionam a revista no sistema de CT & I ao qual se refere. Uma das formas de tratar essa questão se dá pela combinação de métricas da informetria com análises oriundas da engenharia e da gestão do conhecimento. Neste artigo, aplica-se um modelo multidisciplinar com essa natureza, para verificar a base de conhecimentos criada pela Revista Engenharia Sanitária e Ambiental (Revista ESA) no sistema brasileiro de CT & I. Foram analisados os 333 artigos publicados entre agosto de 2004 e dezembro de 2012, o perfil curricular dos 816 autores, bem como o perfil de financiamento em CT & I realizados nos fundos setoriais em temáticas afins à revista, no mesmo período das publicações. Os resultados dessas análises foram verificados por especialistas no domínio das ciências ambientais e engenharia sanitária, com experiência no histórico da revista. Os resultados indicam que o perfil de conhecimentos produzidos pela Revista ESA guarda correspondência com os critérios de financiamento federais para CT & I, evidenciando o papel que a revista representa como formadora de uma base de conhecimento científico em engenharia sanitária e ambiental.
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Este trabalho avaliou aspectos da construção e operação de técnicas compensatórias em drenagem urbana e seu efeito na taxa de infiltração das unidades em escala real. Para tal, foram estudados dois sistemas, a saber: i) filtro-vala-trincheira de infiltração (FVT) e ii) poço de infiltração (PI). A infiltração do solo foi avaliada por meio de ensaios de campo (ensaios de duplo anel e poço invertido) e por medidas das unidades experimentais. Além disso, foram investigados o teor de material pulverulento e a permeabilidade de amostras do geotêxtil utilizado no FVT e PI, nas condições pré e pós-instalação. A despeito das proteções instaladas, houve transporte de finos para o interior das unidades e que esses influenciaram na permeabilidade da manta geotêxtil (redução de 30 a 90% para o FVT e de 40 a 70% para o PI) e nas taxas de infiltração nas unidades em escala real (de 4,7 x 10-6 a 10-5 m.s-1).
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A preocupação das empresas com o meio ambiente e com o futuro das novas gerações impulsiona ações voltadas para o gerenciamento dos recursos e incentiva a busca por ações preventivas em relação aos aspectos ambientais (por meio da minimização de impactos associados à redução de custo e da otimização de processos). Existe uma tendência no mercado mundial para a obtenção de produtos sustentáveis, oriundos de processos produtivos voltados para a redução de desperdícios e a não geração de resíduos poluentes. Dentro desse contexto, a produção mais limpa (P+L) surge como uma ferramenta completa em que simples ajustes no modo de gerir as empresas permitem a redução da emissão/geração de resíduos. Partindo desse princípio, analisou-se o impacto ambiental do processo de produção de uma empresa fabricante de conjuntos de chuva localizada no Rio Grande do Sul por intermédio de uma Matriz de Leopold adaptada. Como resultado, elaborou-se uma proposta de P+L voltada às práticas de ecodesign e logística reversa. Por meio de quatro etapas, o programa de P+L proposto atingiu seus objetivos de forma ágil, desburocratizada e com baixos custos.
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Características físicas (absorção de água), mecânicas (resistência à compressão), de toxicidade e de superfície (microscopia eletrônica de varredura) foram avaliadas em blocos cerâmicos acústicos, fabricados por meio do processo de solidificação/estabilização (S/E), a partir da incorporação de lodo proveniente de estação de tratamento de efluentes têxteis. Os blocos cerâmicos acústicos foram produzidos com incorporação de 5, 10, 15, 20, 25, 30 e 35% de lodo têxtil na massa de argila, bem como o bloco controle. Os resultados indicaram a porcentagem de 20% de lodo como o limite para fornecer material com características de acordo com os padrões estabelecidos pela legislação brasileira. O processo de S/E foi eficiente no aproveitamento/tratamento do lodo têxtil, uma vez que permitiu a imobilização dos poluentes na massa de argila, os quais não foram lixiviados, tampouco solubilizados.
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Este artigo teve como objetivo geral analisar a variação espaço-temporal da massa coletada dos resíduos sólidos domiciliares (RSD) dos bairros de João Pessoa entre 2003 e 2010. Foram realizadas a análise preliminar de consistência dos dados de RSD, a determinação de massa de RSD per capita, de taxas de variação anual dos valores absolutos e per capita, a análise de correlações para o ano de 2010 entre massa de RSD per capita e variáveis relativas a renda, educação, consumo de energia e água per capita, e traçados três cenários futuros de massa coletada de RSD até 2030. Foi encontrado um aumento de 32,4% na massa coletada de RSD no período de 2003 a 2010, alcançando, em 2010, um equivalente a 0,806 kg.hab-1.dia-1, valor coerente com estudo anterior que monitorou três residências unifamiliares no município. Tal crescimento é consequência não apenas do aumento populacional (15,1%), mas também de intensificação de padrões de consumo de bens. A relação entre geração de RSD e padrão de consumo ficou evidente também nas correlações fortes obtidas entre massa de RSD per capita coletada e consumo de energia per capita, índice de alfabetização e índice de renda domiciliar. Isso corrobora a necessidade de mudança cultural em termos de consumo, desperdício e descarte de resíduos visando a sustentabilidade ambiental. Se o ritmo de geração de resíduos continuar aumentando de acordo com o cenário futuro adotado, projeta-se de 0,85 a 1,78 kg.hab-1.dia-1por volta de 2030, aumentando o desafio em termos de coleta, gestão do aterro e necessidade de medidas mitigadoras de potenciais impactos ambientais.
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Este trabalho visa estudar o desempenho de um sistema combinado na remoção de matéria orgânica e nitrogênio de esgoto sanitário, por meio da recirculação interna do efluente. Os reatores, em escala de bancada, foram: filtro anóxico (32,6 L), biofiltro aerado submerso (17,6 L) e decantador secundário (7,2 L). As razões de recirculação foram 0,5; 1,5; 2,0 e 4,0 sem adição de carbono externo ou alcalinizante. Na razão de recirculação de 4,0 foram aplicadas taxas de carregamento orgânico e de nitrogênio ao sistema de 0,7±0,3 Kg DQO.m-3.d-1 e 0,08±0,02 kg N-NH4+.m-3.d-1, atingindo remoções de demanda química de oxigênio e nitrogênio total de 92±4% e 83±8%, respectivamente. Os resultados mostram viabilidade do uso da recirculação do efluente, uma vez que as concentrações finais de nitrogênio total (12±3 mg N.L-1) estão abaixo do valor estipulado pela Resolução CONAMA nº 430/2011.
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Neste trabalho, o enfoque foi a integração dos processos de compostagem e vermicompostagem para otimizar a reciclagem de resíduos sólidos. Cada tratamento recebeu um volume total de 40 cm3 de resíduos. Os experimentos foram realizados em duas etapas: a primeira constituiu-se na pré-compostagem de resíduos sólidos vegetais (RV), com adição de esterco ou serragem de madeira. A irrigação e o revestimento das leiras nessa etapa foram realizados depois de 7, 14, 21 e 28 dias do início, e a temperatura foi monitorada. Na segunda etapa foram testados os tratamentos obtidos da primeira etapa com e sem minhocas. Os experimentos foram colocados em caixas de compensado de 60 cm3 de dimensão, e os tratamentos sem minhocas foram dispostos em leiras e revolvidos a cada 7 dias. Nos tratamentos com minhocas foram adicionadas de 200 a 400 minhocas adultas da espécie Eisenia foetida. O processo foi acompanhado por meio de análises de C/N, variação de temperatura, grau de umidade, pH, matéria orgânica (MO) total, carbono total, teor de ácidos húmicos, nitrogênio total, fósforo e potássio. Na primeira etapa do processo, que constitui a termoestabilização dos resíduos nos diferentes tratamentos, a temperatura máxima atingida foi de 35, 53 e 51°C no 14° dia, respectivamente nos tratamentos RV, resíduos vegetais+serragem de madeira (RVM) e resíduos vegetais+esterco (RVE). Na segunda etapa, após 56 dias, a massa em degradação atingiu a temperatura ambiente, sendo, então, deixada para maturar por 98 dias. O pH final ficou na faixa de 6,74 a 8,90. A relação C/N inicial dos tratamentos RVE e RVM foi 34/1 e 184/1, e chegou a 17/1 e 34/1 após 98 dias utilizando a vermicompostagem.
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O coeficiente de reaeração, K2, é a variável de maior influência na autodepuração de corpos hídricos; portanto, estimativas confiáveis são de suma importância. As previsões de K2, por meio de equações, em condições de escoamento raso são, geralmente, superestimadas. Por isso, neste trabalho, os objetivos foram estudar a reoxigenação da água limpa em canal hidráulico de fundo deslizante, com pequenas profundidades de água e diferentes velocidades de escoamento, inferir sobre as principais variáveis hidrodinâmicas intervenientes no processo e, com base nelas, propor equação de estimativa de K2. Com a concentração de oxigênio na água ao longo do tempo, estimou-se K2. Inferiu-se, dos resultados, que as variáveis velocidade média (V) e velocidade de corte (u*), profundidade (H), números de Froude (Fr) e de Reynolds (R), declividade (S) e fator de forma (ff) afetaram K2, e a melhor equação foi a que incluiu as três últimas variáveis.
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A implantação de uma unidade de pré-tratamento a montante de um filtro ascendente (FA) existente objetiva condicionar a água bruta eutrofizada à capacidade de tratamento do FA. Essa solução esbarra na necessidade de se instalar essa unidade de pré-tratamento com cota mais elevada que o filtro a jusante. Nesta pesquisa, a instalação de um filtro de pressão de fluxo descendente possibilitou a eliminação do problema do desnível geométrico e a adequação da água bruta com elevada presença de fitoplâncton às limitações da filtração direta ascendente (FDA). O pré-filtro de pressão com melhor eficiência, o PFP1, apresentou uma remoção de 50% de cor aparente e 63% de turbidez. A eficiência global do sistema PFP/FA foi satisfatória, apresentando turbidez final inferior a 0,5 uT, cor aparente em torno de 5 uH, além de reduzir as perdas da água tratada de 11,7 para 4,5%.
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O estudo visou a investigação da degradação de formaldeído em um sistema combinado anaeróbio-aeróbio, de fluxo ascendente e com biomassa imobilizada, constituindo-se por um filtro anaeróbio seguido de biofiltro aerado submerso. As concentrações de formaldeído aplicadas ao sistema variaram de 26 a 1.055 mg HCHO.L-1, resultando em eficiências de remoção de formaldeído de 97±3% e de DQO de 90±6%. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que o sistema combinado se apresentou adequado para o tratamento de esgoto sanitário contendo formaldeído, uma vez que além de eficiências de remoção representativas, apresentou estabilidade de operação durante o decorrer do estudo.
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Este estudo objetivou avaliar a qualidade microbiológica da água de várias localidades em que são produzidas ostras Crassostrea sp. no estuário de Cananéia, tanto como nos bivalves, por meio dos valores de coliformes baseados na Técnica dos Tubos Múltiplos. Foram realizadas coletas de água em dez localidades durante os anos de 2005 a 2011. A análise da água apresentou média geométrica de coliformes termotolerantes de 24,67 NMP 100 mL-1 e, nos tecidos das ostras, de 15,53 NMP g-1. Verificou-se uma diferença significativa entre as localidades analisadas quanto à densidade de coliformes totais e termotolerantes na água. Analisaram-se as variações das contagens bacterianas em relação à sazonalidade, verificando-se que o outono apresentou a maior média de coliformes nas ostras, sendo os maiores dados coletados em abril. Houve correlação positiva entre coliformes na água e na ostra.
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Neste trabalho estudou-se a formação de grânulos aeróbios em um reator em bateladas sequenciais alimentado com esgoto doméstico e avaliou-se o desempenho desse reator em relação à remoção de carbono, nitrogênio e fósforo utilizando ciclos operacionais de 3 e 4 h. Após 150 dias de operação, a biomassa do reator era constituída predominantemente por grânulos maduros e compactos, com concentração de sólidos suspensos em torno de 1,5 g.L-1. O reator apresentou elevada capacidade de remoção de carbono, nitrogênio e fósforo, principalmente quando operado em sucessivos ciclos de 4 h, atingindo uma eficiência média de remoção de demanda química de oxigênio solúvel de 82±5%, de NH4+-N de 69±19% e de PO43--P de 30±10%.
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A Norma Técnica CETESB P2.111/2007 foi tomada como base para avaliar a desinfecção de resíduos de serviços de saúde (RSS) por micro-ondas, através da comparação dos resultados provenientes da utilização da norma, ou seja, com endósporos de Bacillus atropheus em suspensão no interior de ampolas introduzidas nos RSS, com os obtidos nos endósporos dispersos na superfície das partículas. Os resultados foram ajustados à cinética de primeira ordem e à Lei de Arrhenius para obtenção das energias de ativação (Ea) e dos fatores pré-exponenciais (k0). A Ea obtida nos endósporos em suspensão nas ampolas (99-45 J.mol-1) foram sensivelmente menores quando comparadas com as Ea (9.203-5.782 J.mol-1) provenientes da inativação dos endósporos dispersos sobre os RSS, para k0 praticamente constantes (0,26 e 0,23 min-1, respectivamente). Portanto, a resistência à inativação dos endósporos foi bastante afetada pelo meio suporte utilizado, tendo sido mais sensíveis à exposição a micro-ondas no meio líquido do que no meio sólido.
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RESUMO Os Diodos Emissores de Luz, mais conhecidos como LED's, são componentes eletrônicos semicondutores que conseguem transformar a energia elétrica em luz, diferente das lâmpadas convencionais. O LED é um componente bipolar, que quando passa corrente elétrica, a luz é gerada. As lâmpadas modernas utilizam LED em sua formação, as quais liberam menos calor e utilizam menos energia, sendo assim mais econômicas que as incandescentes e as fluorescentes. Além de apresentarem maior durabilidade que as demais, as lâmpadas LED não promovem o aquecimento dos ambientes internos e seu descarte tem reduzido impacto ambiental. A associação de vantagens ambientais e econômicas torna esta tecnologia atrativa ao consumidor, embora o custo para sua aquisição seja superior aos demais modelos de lâmpadas disponíveis no mercado. Neste estudo foram realizados testes de verificação do fluxo luminoso e eficiência energética, além de análise ambiental das lâmpadas domésticas. Os resultados obtidos comprovaram o potencial da tecnologia LED em relação às demais lâmpadas analisadas, especialmente quanto à questão econômica e ambiental conforme estudos prévios analisados.