Índice fuzzy de qualidade de água para ambiente lótico - IQAFAL / IQA FAL - Fuzzy water quality index for lotic environments

RESUMO A divulgação de informações sobre qualidade das águas para um público não especialista é fundamental para subsidiar ações políticas e institucionais de gestão dos ambientes aquáticos. Para tanto, índices de qualidade de água têm sido propostos por serem capazes de sintetizar em um único valor ou categoria a informação, normalmente descrita a partir de um conjunto extenso de variáveis de qualidade de água. Este trabalho propõe um novo índice de qualidade de água, IQAFAL, baseado em lógica nebulosa, direcionado para o ambiente lótico, desenvolvido com a colaboração do quadro de especialistas da área de qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente (INEA). O índice proposto foi aplicado a dados de qualidade de água do Rio Paraíba do Sul, obtidos pelo INEA, nos anos de 2002 a 2009. Os resultados do IQAFAL mostraram que esse índice foi capaz de descrever a qualidade da água desse trecho do Rio Paraíba do Sul, correspondendo satisfatoriamente às avaliações de qualidade de água contidas nos relatórios disponíveis. Verificou-se também que com essa metodologia foi possível evitar que a influência de uma variável em condições críticas fosse atenuada pela influência das outras variáveis em condições favoráveis, produzindo um resultado impreciso no índice final.

ABSTRACT The dissemination of information on water quality for a non-specialist audience is essential to support political and institutional actions for the management of aquatic environments. Therefore, water quality indices have been proposed since they are able to synthesize into a single value or category information, usually described from an extensive set of water quality variables. This research proposes a new water quality index, based on fuzzy logic, aimed at lotic environments, developed through the collaboration of experts in water quality of the Rio de Janeiro Environmental Agency (Instituto Estadual do Ambiente - INEA). The proposed index was applied to water quality data from the Paraíba do Sul River, obtained by INEA, in the years 2002 to 2009. The results of IQAFAL showed that the index was able to synthesize the water quality of this stretch of the Paraíba do Sul, satisfactorily matching the assessments of the water quality assessments contained in the reports available. It was also noticed that with this methodology it was possible to avoid the attenuation of the influence of a variable in critical condition was attenuated by the influence of other variables in favorable conditions, producing an inaccurate result in the final index.

Dos instrumentos de gestão de recursos hídricos - o Enquadramento - como ferramenta para reabilitação de rios / On water resources management instruments - Framing - as a tool for river rehabilitation

RESUMO O Enquadramento dos Corpos Hídricos em Classes de Usos Preponderantes, de acordo com a Resolução Conama nº 357/2005, possibilita o estabelecimento de metas a serem alcançadas, ou mantidas, em um segmento de corpo d'água de acordo com seus usos preponderantes. Sua proposição é responsabilidade dos Comitês de Bacia Hidrográfica, na Região Serrana do estado do Rio de Janeiro; o Comitê Piabanha definiu como prioridade o Enquadramento do Rio Piabanha. Nesse sentido, o objetivo deste artigo foi comparar em que medida o Enquadramento comporta-se como um processo de reabilitação da saúde dos rios. Busca-se construir um referencial teórico e definir diretrizes metodológicas para projetos de enquadramento de recursos hídricos. Nas conclusões, são destacadas cinco recomendações consideradas chave para o processo de enquadramento.

ABSTRACT The Framing of Water Bodies in Preponderant Uses Classes, according to Conama Resolution nº 357/2005, enables the establishment of goals to be achieved, or maintained, in a body of water according to its predominant uses. Its proposal is the responsibility of the River Basin Committees, in the Mountain Region of the state of Rio de Janeiro; The Piabanha Committee has set the Framing of the Piabanha River as a priority. In this sense, the objective of this article was to compare the extent to which the Framing behaves as a process of rehabilitation of river health. It seeks to build a theoretical approach and define methodological guidelines for water resources framing projects. In the conclusions, five recommendations that are considered key to the framing process are emphasized.

Uso de traçadores fluorescentes para determinar características de transporte e dispersão no Rio Piabanha (RJ) para a modelagem quali-quantitativa pelo HEC-RAS / Use of dye tracers to determine transport and dispersion parameters in Piabanha River (RJ) for its quali-quantitative modeling with HEC-RAS

RESUMO Um estudo de campo foi realizado em um trecho de aproximadamente 70 km do rio Piabanha, localizado entre Petrópolis e Areal, na região serrana do Estado do Rio de Janeiro, para estimar as características de transporte e dispersão de contaminantes usando técnicas de traçadores fluorescentes. A análise dos resultados de dois trabalhos de campo, realizados no outono de 2012, permitiu determinar os valores de tempo de trânsito, vazão líquida, velocidade média e coeficiente de dispersão longitudinal. Utilizou-se os dados de vazão e velocidade média obtidos nos ensaios com traçadores para calibrar o modelo hidrodinâmico unidimensional Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System (HEC-RAS). Considerando que parâmetros hidráulicos obtidos por métodos clássicos em rios com geometria muito irregular, como a do rio Piabanha, não são adequados para representar as características médias de um trecho, os ensaios com traçadores representaram uma boa alternativa para obtenção de parâmetros necessários a modelos hidrodinâmicos. Os resultados obtidos pelo modelo HEC-RAS apresentaram ótima concordância com os dados obtidos por meio dos ensaios com traçadores fluorescentes.

ABSTRACT A field study was carried out on a reach of approximately 70 km of Piabanha river, located between Petrópolis and Areal, in the highlands of Rio de Janeiro State to estimate the transport and dispersion characteristics of contaminants using dye tracers techniques. The results of field campaigns, conducted in the fall of 2012, allowed to determine the values of transit time, flow rate, mean flow velocity and longitudinal dispersion coefficient. The flow rate and mean velocity obtained in situ with dye tracers were used to calibrate the one-dimensional hydrodynamic model Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System (HEC-RAS). Whereas hydraulic parameters obtained by classical methods for rivers with very irregular geometry such as Piabanha river are not suitable for representing the average characteristics of a river stretch, the results obtained with tracers represented a good alternative to obtain parameters used in hydrodynamic models. The results obtained by the HEC-RAS are in excellent agreement with those obtained by the experiments with fluorescent tracers.

Uso de indicadores de perdas para seleção de um benchmarking entre as companhias estaduais de serviço de distribuição de água no Brasil / The use of water loss index as an indicator for benchmarking: the case of Brazilian water supply state companies

RESUMO Tendo como referência indicadores operacionais relacionados a perdas de água e que constam na base de dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), baseados em resultados do ano de 2010, o presente estudo definiu critérios para o estabelecimento de parâmetros de avaliação de desempenho operacional - benchmarking , e como estudo de caso utilizou dados referentes a 22 prestadores regionais de serviços de saneamento no Brasil, notadamente as companhias estaduais de saneamento. Complementarmente, a partir do agrupamento dos prestadores de serviços em função do atendimento ou não ao benchmarking estabelecido, o trabalho compara o desempenho operacional de ambos os grupos, incluindo a avaliação à luz de diferentes estratos populacionais, bem como ressalta os resultados obtidos pelos prestadores que atenderam ao benchmarking , durante o período compreendido entre aos anos de 2002 e 2009. Da base SNIS foram utilizados os seguintes indicadores operacionais e de acordo com os critérios estabelecidos obtiveram-se os valores de benchmarking: índice e micromedição relativo ao volume disponibilizado (IN010) - 65,48%, índice de perdas no faturamento (IN013) - 24,10%, índice de perdas na distribuição (IN049) - 33% - e índice de perda por ligação (IN051) - 254,20 L.lig-1.dia-1. Dentre as 22 prestadoras analisadas, 4 atenderam ao benchmarking proposto. A avaliação de desempenho dos prestadores de serviço à luz dos estratos populacionais indica melhores resultados quando atendidos municípios de até 20.000 habitantes. Em geral, os prestadores que atendem ao benchmarking estabelecido para o ano 2010 apresentaram resultados operacionais similares durante o período de 2002 a 2009.

ABSTRACT Using as reference water loss indexes contained in the database of National Information System on Water and Sanitation (SNIS), based on results for the year 2010, this study defines criteria for the establishment of operational performance evaluation parameters - benchmarking, and as a case study uses data concerning 22 regional water supply companies from different States in Brazil. In addition, combining the water suppliers in two groups, one containing those that responded to the proposed benchmarking, and the other containing those that did not respond to it, the study compares the operating performance of both groups, including evaluation from different population strata, and highlights the results achieved by the companies that responded to the benchmarking between 2002 and 2009. A few operational indicators, obtained from the SNIS database, were used and according to the established criteria the following benchmarking values were obtained: index IN010 - 65.48%, IN013 - 24.10%, IN049 - 33% - and IN051- 254.20 L.lig-1.day-1. Among the 22 analyzes companies, four of them responded to the proposed benchmarking. The evaluation of the companies' performance, according to the population strata, indicates better results when the municipalities served had up to 20,000 inhabitants. In general, the water supply companies that met the benchmarking set for the year 2010 showed similar operating results during the period 2002-2009.

Cobrança pelo uso da água no Estado do Rio de Janeiro, Brasil (2004-2013): histórico e desafios atuais / Bulk water use charges in the State of Rio de Janeiro, Brazil (2004-2013): historical record and current challenges

Este artigo visou registrar o processo de implementação da cobrança pelo uso da água no território fluminense, iniciada em 2003 pela experiência pioneira de arrecadação pelo uso em rios federais da Bacia do Rio Paraíba do Sul. No ano seguinte, a cobrança foi ampliada para todas as águas estaduais (superficiais e subterrâneas), configurando-se em experiência singular no país por iniciá-la sistematicamente em todo o seu território. A despeito das polêmicas e tensões suscitadas inicialmente, o Estado avançou sobremaneira na estruturação do modelo de gestão baseado no tripé comitê-agência-cobrança. Os maiores desafios hoje se concentram em assegurar dois aspectos essenciais para a gestão dos recursos hídricos: (i) conferir agilidade/flexibilidade na aplicação dos recursos arrecadados e (ii) induzir maior racionalidade ao uso da água por parte dos serviços de abastecimento público em regiões caracterizadas por escassez crônica.

This article aimed to record the process of implementation of the charging system for water use in the territory of Rio de Janeiro State, since the pioneering experience of charging use in federal rivers (ANA-CEIVAP). In the following year, charging in Rio de Janeiro state waters configured a singular experience in the country, especially because it started simultaneously throughout the state. In spite of the claims initially directed to the implantation of the pricing process, in the last years the State has greatly improved in structuring a management model based on the committee-agency-collection tripod. The major challenges today are focused on two key aspects for the management of water resources: (i) to give agility/flexibility in the application of collected funds and (ii) to induce more rational water by public water services use in regions characterized by chronic shortages.

Optimizing the operational conditions of a membrane bioreactor used for domestic wastewater treatment

Biorreatores com membrana para retenção de sólidos consistem em processos biológicos acoplados a módulos de membranas de microfiltração ou ultrafiltração. O presente estudo avaliou o desempenho de um módulo de membranas, combinado a um sistema de aeração, para o tratamento de esgoto doméstico. Com o objetivo de investigar o comportamento das membranas e minimizar os efeitos do "fouling", foram realizados testes em unidades em escala de laboratório, nos quais foram estabelecidos valores ótimos para alguns parâmetros operacionais, como velocidade tangencial no módulo, pressão transmembrana e vazão de ar inserida na linha de alimentação do módulo. Com a inserção de ar foi possível controlar melhor o comportamento do fluxo permeado ao longo do tempo. Após seis horas de operação, o fluxo se manteve em torno de 35 L/m2.h para uma pressão total de 0,40 bar (pressão gerada pelo esgoto de 0,05bar e pelo ar de 0,35 bar) e Reynolds de 4.600. Todas as análises das amostras do permeado indicaram ausência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli.