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GESTÃO, EXPLORAÇÃO E TRATAMENTO EFICIENTES DOS RECURSOS HÍDRICOS De acordo com o Programa de Monitorização Conjunto WHO/UNICEF para o abastecimento de água e saneamento (JMP), 2,5 mil milhões de pessoas não têm acesso a instalações sanitárias e 900 milhões não têm acesso a água potável. Inúmeras doenças que têm a sua origem em condições sanitárias deficientes, como a diarreia, são a terceira causa de morte a nível mundial, mais do que o HIV/SIDA, afectando principalmente crianças com menos de 5 anos. Estas mortes podem ser prevenidas com o aumento das condições sanitárias ou até com a adopção de melhores hábitos de higiene, como, por exemplo, o simples acto de lavar as mãos.
Juntamos a este panorama a disponibilidade do recurso em questão. O volume total de água no nosso planeta é cerca de 1,4 mil milhões de km3. O recurso de água potável é de 35 milhões de km3, ou seja, cerca 2,5 por cento, em que 70 por cento está na forma de gelo ou neve em regiões montanhosas, no Árctico e Antárctica. Quase 30 por cento está no subsolo e apenas 0,3 por cento em lagos e rios, totalizando 105.000 km3. Outro factor importante a referir é a explosão demográfica a que assistimos. Cerca de 60 por cento das cidades europeias com mais de 100 mil habitantes utilizam água a um ritmo mais rápido do que ela consegue ser restabelecida. Em 2025, 1.800 milhões de pessoas irão viver em países com escassez de água e dois terços da nossa população vão viver em situação de stress hídrico.
aplicadas membranas de micro ou ultra-filtração, finalizando o tratamento com osmose inversa e UV, com o consumo total energético de 0,8 Khw/m3. Em 2011, espera-se que esta tecnologia responda directamente a 30 por cento das necessidades de consumo de água potável de Singapura (superando o objectivo inicial de 15 por cento). Como vimos anteriormente, é necessária uma mudança na abordagem tecnológica convencional aos conceitos de saneamento e abastecimento nos países industrializados. As diferentes formas de oferta de água, condições climatéricas, sociais e infraestruturais requerem uma adaptação regional, sobretudo nas tecnologias para gestão do abastecimento e saneamento da água, bem como reutilização, desinfecção e dessalinização da água do mar. Independentemente do processo de tratamento, é ainda importante ter em conta a gestão energética destas soluções e o impacto ambiental que têm, como a produção de dióxido de carbono. A contribuição da tecnologia em termos electrónicos para uma verdadeira gestão é frequentemente subestimada. Automação, accionamentos e distribuição de energia oferecem um potencial de optimização elevado, devido ao facto do ciclo de vida de uma instalação ser de 40 anos. Para os operadores de uma instalação, a estabilidade e manutenção mantêmse como os critérios de operação mais importantes, mas é fundamental ter em atenção a optimização do processo. Por exemplo, a utilização de motores eficientes (novas classes de eficiência IE1 – IE3) reduz os custos operacionais, os consumos energéticos, (97 por cento do custo total do equipamento está relacionado com a energia que consome), e as emissões de CO2, o que permite alcançar uma rápida amortização do custo do equipamento. Numa instalação, 66 por cento da emissão de carbono está relacionada directamente com a energia consumida e apenas 33 por cento é proveniente de CH4 e N20 relacionados com o processo, nomeadamente no tratamento e descargas.
Tanto o balanço hídrico como a situação sanitária actuais sugerem um cenário catastrófico. Para o evitar devem ser disponibilizadas elevadas quantidades de água com qualidade, de uma forma sustentada pelas infra-estruturas adequadas. Situação que a Singapura presentemente vive, e onde se encontrou uma solução com água reciclada de elevada qualidade produzida através da filtração por membranas, a Newater. No final do processo de tratamento biológico por lamas activadas, no tanque final de sedimentação, são
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A FORMA MAIS EFICIENTE DE POUPAR CUSTOS Os accionamentos representam cerca de 2/3 do consumo da energia eléctrica industrial. As más notícias: os custos energéticos continuam a subir. As boas notícias: para cada instalação, isto representa um enorme potencial em termos de poupança de custos que presentemente não é alcançado, que pode representar até 70 por cento na poupança de energia, no caso das indústrias intensivas.
PLANT ASSET MANAGEMENT (PAM) PARA UMA MELHOR PERFORMANCE A popularidade dos sistemas PAM é exaltada por diversos factores devido ao aumento dos activos presentes numa instalação. Existem mais loops para um técnico manter e é necessário um menor conhecimento técnico por parte do operador. Os sistemas PAM são um grande suplemento para a força de trabalho e permitem aos activos serem geridos eficientemente. De acordo com o ARC Advisory Group, uma empresa de consultoria, estes sistemas vão um passo além ao melhorar a manutenção em empresas que tenham utilizado sistemas PAM, reduzindo as paragens das instalações em quase 45 por cento e os custos de inventário em 25 por cento. Para além destes factos, a ARC estima que a performance de gestão dos activos pode ser melhorada em 40 por cento, enquanto a eficiência da força de trabalho aumentou 20 por cento e a disponibilidade das instalações 15 por cento. Na prática um sistema PAM envolve: t Monitorização do estado físico dos activos. Em muitos casos, isto envolve a detecção de potenciais problemas de condição no material, mas esta detecção ocorre semanalmente, mensalmente ou mesmo anualmente. t Decisão do melhor caminho a tomar sobre problemas específicos. Em resumo, as funcionalidades incluem: t Gestão no arranque e comissionamento de uma instalação. t Monitorização inteligente dos aparelhos de campo. t Análise da informação de campo. A gestão, exploração e tratamento dos recursos hídricos como conhecemos irão mudar claramente até 2030, sendo cada vez maior o valor da automação no controlo do processo.
As respostas a este facto podem ser a introdução de um sistema híbrido, integrado com um sistema de decisão para suporte. Esta combinação é capaz de supervisionar as diferentes tarefas de um sistema, lidar com qualquer tipo de informação recolhida do processo (quantitativa ou qualitativa) e incluir diferentes tipos de conhecimento: numérico, expert, experimental e de previsão. Os tipos clássicos de controlo são o simples loop ou um algoritmo baseado na modelação mecânica do processo. Na visualização e controlo do processo, supervisionado pelo operador, este recebe alguma informação gerada pela instalação (instrumentação, por exemplo). Em paralelo, um sistema de heurística, baseada na experiência recolhida, pode enviar as suas conclusões ao módulo de supervisão, onde as possíveis consequências das suas estratégias de actuação podem ser avaliadas. As conclusões do sistema são enviadas para o operador através um interface gráfico, e se necessário, a decisão pode ser aplicada automaticamente na instalação, modificando por exemplo, setpoints já definidos. Esta aproximação híbrida, que age num ciclo de supervisão, requer uma interface de contacto entre o sistema e o operador da instalação, para complementar a informação recolhida com valores adicionais e observações, ou apenas para sugerir estratégias de acção para diferentes cenários, melhorando assim a forma como é gerida a instalação. Isto cria a necessidade de na oferta existente de sistemas de supervisão seja feita uma adição de módulos ou bibliotecas específicos para as instalações para tratamento de água. No futuro está subjacente a estandardização do protocolo de transmissão através do uso da Ethernet Industrial pelos diferentes fornecedores de automação, criando assim uma base para a integração vertical, entre os níveis de campo e de gestão, bem como horizontal, onde será possível a integração de configurações mais complexas.
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As tecnologias do processo irão tornar-se por si só um driver na inovação no segmento das águas. O uso de membranas para tratamento de água para consumo, o tratamento e dessalinização, procedimentos para reduzir a quantidade de lamas produzidas, optimização da produção e uso do biogás (desintegração de lamas, micro-turbinas, células de combustível ou co-fermentação, por exemplo); técnicas para recuperação do fósforo nas lamas, metodologias para eliminação de materiais problemáticos, água proveniente das instalações de tratamento como fonte de calor, entre outras, serão tecnologias cada vez mais utilizadas. As inovações, que por si próprias irão vingar, dependerão muito das necessidades presentes e futuras. Necessidades futuras que interessa antecipar e saber responder com soluções tecnologicamente avançadas.
GESTÃO, EXPLORAÇÃO E TRATAMENTO EFICIENTES DOS RECURSOS HÍDRICOS
A tendência actual nas estações de tratamento de água é estas tornaremse mais diversificadas e complexas em termos processuais. Irá também existir necessidade de uma maior consistência na operação, ganhando a automação mais importância devido a este factor. A aplicação da automação no processo de tratamento de água está associada a duas funções primárias: aquisição de informação e controlo do processo. Inúmeras variáveis são recolhidas e agregadas e visualizadas nos sistemas SCADA. Mas, o controlo de processo ainda está menos desenvolvido e, por vezes, limitado a funções por loop. A explicação tradicional de tal facto é que por vezes não existe conhecimento adequado do processo ou parâmetros essenciais insuficientes.