A Questão Hidrológica e as Soluções de Engenharia Prof. Marcos Aurélio Vasconcelos de Freitas Coordenador do IVIG/COPPE/UFRJ http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple-effect_distillation http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-stage_flash_distillation

Caracterização e Desafios Regionais Vazão de retirada total: 2.373 m3/s 54% Irrigação 22 % Urbano 17 % Industrias Área Irrigada: 6,05 milhões de ha Coleta de esgoto: 29,9% Hidroeletricidade: 84,294 MW (potencial instalado) Qualidade das águas (IQA): 82% ótima ou boa 18% regular, ruim ou péssima Expansão da Geração Hidrelétrica Déficit Hídrico Expansão da Fronteira Agrícola Poluição Hídrica http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple-effect_distillation http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-stage_flash_distillation Déficit Hídrico Déficit Hídrico Fonte: ANA, 2013

Caracterização e Desafios Regionais Fonte: ANA, 2013 http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple-effect_distillation http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-stage_flash_distillation

Oferta de Água de Chuva Período: 1931 – 1990 http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple-effect_distillation http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-stage_flash_distillation Fonte: INMET, 2010

Oferta de Água Subterrâneas Fonte: ANA, 2010

Oferta de Água Superficial

Relação entre Demanda e Disponibilidade (%) Fonte: ANA, 2010

Uso da Água na Energia A maior parte não consuntiva do uso da água no Brasil é utilizada para a geração hidrelétrica Todavia, a geração termelétrica também poderá ter problemas c água p produção de vapor em algumas bacias (uso consuntivo). Em caso de estiagem, a água deverá ser utilizada para abastecimento humano e dessedentação animal, e secundariamente para irrigação para produção de alimentos, usos industriais e outros usos. Solução Diversificar a matriz elétrica brasileira com o objetivo de diminuir a dependência da geração hidráulica no setor elétrico. Com isso, reduz-se o impacto das mudanças climáticas na geração elétrica e mantem-se o abastecimento de água para outras atividades humanas e para o meio ambiente em caso de uma estiagem.

Reuso da Água REUSO INDIRETO REUSO DIRETO Fonte: ANA, 2010

Dessalinização Sistemas de dessalinização tem uma vida útil de 20 anos e só operarão em situações de emergência (5 - 10% da sua capacidade), caso implementados em um local. Para otimizar a utilização desses sistemas é necessário que o sistema seja instalado em uma embarcação para dessalinizar água para as cidades costeiras em momentos de crise. Descrição da Embarcação: Capacidade - 10,000 m3/dia Custo - US$ 25 milhões de dólares (US$14 milhões equipamentos de dessalinização e US$11 milhões para instalar o sistema em uma embarcação).  Tempo de construção - 6 meses

Panorama do Setor de Saneamento Coleta de esgotos no Brasil em 2012 (dados SNIS): 2.221 municípios com sistemas públicos de esgotos (39,9% do total) 1.427 municípios sem sistemas públicos de esgotos (25,6% do total) 1.922 cidades não responderam (34,5% do total) Total de 135,4 milhões de habitantes atendidos no país (91,0% da amostra); Meta PLANSAB: 93% de atendimento urbano com rede coletora de esgotos até 2033. Municípios com dados no SNIS – Esgoto Sem Informação Não tem sistema público Tem sistema público Fonte: MCidades, 2014

Redução da Poluição dos Rios Estudo “Observando os Rios” – 2013/2014 Realizado em 96 rios das regiões Sul e Sudeste. Investimento em saneamento melhorou as condição de 15 pontos que estavam com qualidade péssima. Projeto “Córrego Limpo” em São Paulo Recuperação de 40 córregos Medida adotadas: manutenção da margem dos córregos, aumento das ligações coletivas de esgoto, monitoramento quinzenal, manutenção e otimização do sistema de coleta de esgoto, sensibilização da comunidade. Fonte: SOS Mata Atlantica, 2014

Tratamento de Esgoto de Rios Unidade de Tratamento de Rio UTR Arroio Fundo Inaugurada em 2007, com capacidade para 1.800 l/s

Unidade Avançada de Tratamento de Rio (UATRs) (parceria Biorio/IVIG p desenvolvimento) As Unidades Avançada de Tratamento de Rio (UATRs), apresentam a vantagem de tratar toda a bacia, que reúne as contribuições de esgotos e águas pluviais. Em tempo seco, torna-se viável tratar o Rio poluído pelo lançamento de esgotos, sem a construção das redes coletoras. Em etapa posterior, são realizadas as etapas de redes, elevatórias, e melhoria do tratamento, completando o sistema de esgotos sanitários.

Unidade Avançada de Tratamento de Rio (UATRs) (parceria Biorio/IVIG p desenvolvimento)

Tratamento de Esgoto Estação de Tratamento de Esgoto Pavuna Inaugurada em 2014 e irá reduzir o esgoto lançado diretamente na Baía de Guanabara. Remove até 98% da carga orgânica.

Biogás Resultante do Tratamento de Esgoto ETE Barueri: vazão média de tratamento de esgoto de 9 m³/s Potência de Geração Inicial: 2,6 MW Produção de Energia Elétrica: 19,4 GWh/ano (0,9% do consumo da Sabesp) - suficiente para suprir 39 mil habitantes Investimento: R$ 9,0 milhões Fonte: SABESP, 2008

Geração de Eletricidade com Biogás Fluxograma Cogeração de Energia –ETE Arrudas

Valorização do Esgoto - Biodiesel Domínio da tecnologia de fabricação de biodiesel a partir da escuma de esgotos Tecnologia GERAR – empresa de base tecnológica incubada no Parque Tecnológico do Fundão (UFRJ) Empresa Incubada na UFRJ Apoiada com Recursos FINEP/FAPERJ Programa Inovação Rio Fonte: IVIG

Redução de Perdas na Distribuição de Água Tratada

Perdas na Distribuição por Estado Fonte: Ministério das Cidades, 2013

Tipos de Perdas Perdas aparentes Perdas reais Refere-se a toda a água disponibilizada para a distribuição que não chega aos consumidores. Ex.: vazamentos em adutoras, redes, ramais, conexões, reservatórios e outras unidades operacionais do sistema. Volume de água que foi efetivamente consumido pelo usuário, mas que, por algum motivo não foi medido ou contabilizado, gerando perda de faturamento para o prestador de serviço. Ex.: hidrômetros defeituosos, erros de leitura, ligações clandestinas, fraudes, falhas no cadastro comercial, etc. Fonte: Ministério das Cidades, 2013

Redução de Perdas na Distribuição de Água Tratada Ações para a redução e gerenciamento de perdas a serem seguidas pelos prestadores de serviços definidas pelo Ministério das Cidades (2013): Modernização institucional visando à melhoria na redução de perdas reais e aparentes de água e o desenvolvimento gerencial; Institucionalização das atividades rotineiras relacionadas ao gerenciamento das perdas de água no âmbito dos processos operativos dos sistemas de abastecimento de água; Aumento da capacidade de desenvolvimento de projetos para a redução de perdas de água; desenvolvimento da capacidade de mobilização e comunicação interna (para os funcionários) e externa (para a comunidade) visando dar sustentabilidade; Governabilidade e perenidade aos programas implantados.

Redução do Consumo - Agricultura Progressos técnicos ajudam a melhorar eficiência no uso da água: Sistema de distribuição mais preciso (gotejamento) Monitoramento das propriedades do solo Seleção de espécies mais adaptadas a um menor consumo de água Adoção de tipos de cultivo como plantio direto que mantêm a umidade do solo

Redução do Consumo - Industrial A água utilizada muda suas características físicas e químicas. É fundamental conhecer a qualidade e o grau de degradação água para se aplicar o tratamento apropriado. A reuso pode ser utilizada no: Esfriamento de equipamentos que geram calor; Na lavagem para retirar resíduos ou elementos contaminantes; Em processo que não necessitam que uma água de alta qualidade, e.g. na fabricação de papel. Exemplo: Recirculação de água em aquecedores

Redução do Consumo - Urbano Educação e comunicação ajudam a melhorar os costumes e reduzir consumo: Uso de água de chuva Campanha de conscientização Utilização da telemetria

Fonte: TECMETRA (2015) - http://www.tecmetra.com.br/telemetria.html Telemetria A telemetria é uma tecnologia de medição a distância que permite que, tanto o distribuidor quanto o consumidor obtenham dados sobre o consumo e possíveis problemas no fornecimento em tempo real. Fonte: TECMETRA (2015) - http://www.tecmetra.com.br/telemetria.html

Vantagem da Telemetria de Água: Fornecer dados em tempo real ao consumidor que permitem o uso de água de forma mais consciente e controlada. Permitir a empresa de fornecimento, a detecção de vazamentos na rede; O investimento na implantação da telemetria é pago em dois a três meses após a implantação em função da economia de água; Impede a realização de fraudes na rede (gatos) pelo monitoramento da vazão; Promove a preservação dos recursos hídricos e reduz o risco de escassez.

Obrigado!!! E-mail: mfreitas@ivig.coppe.ufrj.br