ÁGUAS SUPERFICIAIS DE RIOS, LAGOAS, REPRESAS, BAÍAS, PORTOS, PRAIAS
Revitalizar, potencializar, acelerar a autodepuração da água e eliminar patológicos e algas com o uso do ozônio e injeção de oxigênio em larga escala
Osvaldo de Oliveira Aleixo Rodrigues, M. Sc.
Mestre em Saneamento, Recursos Hídricos e Meio Ambiente - UFMG. Engenheiro Eletricista PUC MG. Pós-graduado em Engenharia Econômica, Fundação Dom Cabral. MBA - Executivo em Finanças Instituto Brasileiro de Mercado de Capitais/IBMEC Business School. Planejamento Estratégico ADESG. Experiência de cerca de 18 anos na área ambiental: diagnóstico de águas contaminadas, avaliação de riscos e remediação de áreas degradadas (descontaminação de solo e água subterrânea).Especialização em remediação de solo e águas contaminadas (Princeton Groundwater, Inc.); Especialização nacional e internacional legislação e normas ambientais e em processos de Oxidação Avançada com o uso de ozônio e injeção de oxigênio em larga escala para revitalização de águas contaminadas de rios, lagoas, represas, baías, portos, praias, por meio da aceleração e potencialização do poder de auto-depuração da própria água, para seu reuso.
Fone Office: + 55 31 3281.1818. celular: 55 31 99173.5848. Email: oaleixo10@gmail.com; Twiter: @osvaldoaleixo; LinkdeIn:br.linkedin.com/pub/osvaldo-de-o-aleixo-rodrigues-m-sc/2/2a6/954/.Skype: osvaldoaleixo. 18.02.2014.
Palavras chave: águas superficiais,oxidação avançada, descontaminação de águas de rios, baías, remediação de águas superficiais, despoluição de águas superficiais, uso e reuso da água usando ozônio e oxigênio (rios, portos, praias, baías, barragens, represas, lagoas; Rodrigo de Freitas, Pampulha, Barra da Tijuca, Guanabara, Paranoá, Guarapiranga, Várzea das Flores, Rio Grande, Billings, Ibirité, Tietê, Pinheiros)
1.0 - Introdução
O mundo atual se encontra numa nova era onde a percepção do meio ambiente, dos fenômenos de aquecimento global, estresse hídrico e escassez de fontes para o abastecimento e saneamento, energia etc, para atender a demanda gerada por crescente população e sobretudo imensa concentração em metrópolis, e as questões decorrentes desta velocidade de crescimento populacional, as tecnologias modernas, baseadas no uso do ozônio e do oxigênio passam a ser entendidas e podem ser consideradas fontes de geração de receitas de vendas de águas, depois de sua plena revitalização e desinfecção, ou podem atuar na redução significativa de custos de insumos utilizados nos processos de produção de águas, melhoria de produtividade, mediante a execução de um processo prévio de desinfecção na fonte de captação.
O cenário atual das águas sinaliza que embora a quantidade existente de água no planeta seja suficiente para toda a humanidade, isto não significa necessariamente que a sua distribuição geográfica e a respectiva qualidade apropriada estão em condições de atender à exponencial evolução da população, a expansão da agricultura e da indústria, e, sobretudo, atender ao abastecimento humano.
Deste modo, a qualidade da água disponível para uso vem se degradando e se tornando escassa, por excesso de despejos de esgotos, efluentes e lixo nos rios, lagoas urbanas ou não, represas, praias, baías. Além disso, verifica-se uma crescente aplicação e aumento de doses de químicos para resolver estas cargas de despejos bem como o recalcitrante problema de floração de algas inevitável e que ocorre praticamente em todas as represas. A evolução da própria agricultura em países como o Brasil é responsável por 70% do consumo da água e justificam a intervenção para revitalização e melhoria de qualidade das águas superficiais contaminadas, de modo que se viabilize o seu reuso. Nesta questão da agricultura vale inclusive cintar que 1 tonelada de grão consome 1000 toneladas de água. No mundo hoje, Estados Unidos, Europa estão reduzindo a produção por conta de dificuldades com a água e planejam redução drástica em nos próximos anos. Isto pode significar oportunidade para o Brasil.
O mundo reconhece que não dispõe de recursos suficientes para resolver em curto prazo a questão de tratamento de esgotos e mesmo em países ricos, não dispõe sequer de recursos para monitorar os recursos hídricos principais. Surge então, a alternativa de utilizar estações móveis que recuperam e mantem o poder de autodepuração dos ambientes aquáticos de modo a viabilizar a continuidade do uso dos corpos hídricos, memo quando recebem cargas de esgotos ou descargas de lixo. Pode-se considerar que após a revitalização de um rio, trecho, ou uma represa, o tratamento de cargas marginais que sempre irão atingir os mananciais, por ações de origem antropicas ou não, poderão manter o nivel de qualidade alcançado, apenas com a inserção de algumas horas de trabalhos semanais de desinfecção e remoção de lixo a custo irrelevante.
Por isso, se justifica a aplicação da tecnologia hoje utilizada em outros países, que faz a sucção da água e faz sua desinfecção e limpeza de lixo, por aplicação do ozônio em câmaras fechadas, em doses e tempos reduzidos, não colocam nenhum tipo de risco à saúde humana, a fauna e flora, e incluí a injeção de bilhões de litros de oxigênio na água, que vem sendo utilizada com sucesso a mais de 15 anos.
Trata-se de uma opção atraente, que utiliza uma plataforma multifuncional móvel, com portabilidade e mobilidade simples e de capacidade ilimitada para as mais diversas dimensões de ambientes aquáticos, a assim, possibilita acelerar o processo de autodepuração dos corpos hídricos em curto prazo por meio de uma ação massiva e universalizada.
Esta plataforma móvel promove a recuperação da capacidade de autodepuração do corpo hídrico e tratamento de cargas orgânicas, redução de concentração de nutrientes, metais, óleos e limpeza de lixo, que opera “in situ” com capacidade de tratar 1,2 a 2,4 m3/s de água e coletar/remover 4 t/hora de resíduos das águas e elimina a floração das algas.
2.0 – Objetivos
1. Eliminar passivos ambientais de águas superficiais (lagoas, rios, baías, praias, represas, barragens, portos);
2. Reduzir 99.9% de concentrações de coliformes e cianobactérias em curto prazo;
3. Remover biomassa, plantas, algas, óleos e graxas e resíduos das águas;
4. Reduzir as concentrações de nutrientes e metais até níveis de classe I ou a desejada;
5. Manter estáveis os níveis de qualidade alcançados a custos muito baixos o que viabiliza a captação para reuso com retorno de investimento significativamente atrativo;
6. Resolve questões de poluição residual ou não de esgotos e poluição difusa;
7. Reduzir químicos utilizados para tratamento de águas;
8. Melhorar o nível de qualidade da água para o consumo humano;
9. Recuperar a capacidade de produção de água em reservatórios com algas;
10. Reduzir significativamente os custos e tempos na produção de água para abastecimento;
11. Eliminar odores em curtíssimo prazo (3 meses)
12. Potencializar e acelerar a recuperação plena da caracterísitica natural de auto depuração própria da água.
3.0 – Proposta
Universalização da desinfecção prévia como uma forma de pré-tratamento das águas com ozônio e injeção de oxigênio como meio de purificar a qualidade da água, reduzir a aplicação de químicos em doses prejudiciais à saúde e evitar a proliferação de algas e a consequente eutrofização da água e reduzir os tempos, insumos e custos de produção com a acelerar do processo de auto depuração dos ambientes aquáticos.
4.0 – Procedimentos
1. Criar a legislação específica para a universalização do uso do ozônio e oxigênio puro para redução e/ou limitação de uso de químicos nos processos de produção de água para abastecimento e combate à floração de algas, cenário frequentemente encontrado e muito comum nos reservatórios de água.
2. Criar sub-programas de saneamento, com fontes de financiamento de longo prazo, para a universalização com resultados de curto prazo por meio do pré-tratamento avançado de modo a executar a aplicação de ozônio e injeção de oxigênio nas águas a serem tratadas e distribuídas para abastecimento
3. Fases de aplicação da tecnologia: a) projeto e viabilidade técnica e econômica e social; b) Diagnóstico físico e hidrogeoquímico com campanha de amostragem e análises laboratoriais; c) projeto executivo com dimensionamento de quantidade de oxigênio e ozônio a utilizar no local; d), programação de prazos e definição de quantidade de estações móveis a serem aplicadas para atender a qualidade desejada e os prazos estabelecidos (de 6 a 24 meses, usualmente); e) intervenção para eliminação do passivo acumulado e remoção de resíduos e alcance da qualidade da água pretendida; f) operação para estabilização e manutenção perene da qualidade atingida; g) captação e bombeamento da água para tratamento final, distribuição e reuso.
5.0 – Perguntas frequentes sobre a tecnologia do ozônio em larga escala (FAQs-Frequent Asked Questions)
1. O Que é a Tecnologia de Ozonização e Injeção de Oxigênio?
É um processo de oxidação avançada que se destina para tratamento efetivo e muito ágil, de cargas orgânicas, para a desinfecção de água por aplicação de ozônio e injeção de oxigênio que irão reduzir as concentrações de patológicos, cianobactérias (carcinogênicos que só se destrói efetivamente com ozônio), nutrientes e metais em águas contaminadas por esgotos, além de remover plantas, biomassa, algas, detritos, resíduos flutuantes e depositados nos sedimentos do ambiente aquático.
É próprio para recuperação e manutenção do poder de autodepuração dos corpos hídricos e para limpeza, revitalização e recuperação de qualidade das águas de rios, lagoas, baías, praias, represas, barragens.
2. Quando se iniciou o uso desta Tecnologia, onde ocorreu e como ela funciona?
Iniciou-se por volta de 1995, nos Estados Unidos, despoluindo o Rio Miami e toda a região da Baía de Biscayne, onde existiam toneladas de resíduos que impediam a navegação, óleos, e eutrofização provocada por despejo de esgotos e efluentes e odores desagradáveis e usos diversos da população na vizinhança.
Seu sistema é montado em uma embarcação, que suga a água e injeta, sob pressão, um fluxo de microbolhas de oxigênio puro em profundidades de até 15 metros, em direções e velocidades ajustáveis, varrendo toda a coluna d’água até a camada de sedimento no fundo do reservatório (lá, encontram-se, por exemplo, matéria orgânica em decomposição, plásticos, pneus etc.). A força do jato recompõe a necessidade de oxigênio, reduz a concentração de nitrogênio, oxida a matéria orgânica e os metais e expõe os detritos/lixo sem raspar o fundo. Eles são sugados junto com plantas, algas, partículas de sedimento e toda a biomassa existente, sendo posteriormente recolhidos
3. A sua aplicação depende da interceptação de 100% de esgotos e lixos despejados a montante do local a ser descontaminado?
Não. Naturalmente quanto maior o grau de interceptação de esgotos e lixos menor será o esforço para se eliminar o passivo e manter a sustentabilidade da qualidade alcançada após a descontaminação.
É importante ressaltar que a interceptação de esgotos e lixo lançados à montante de ambientes aquáticos se mostra quase sempre inviável para a totalidade da carga, além de apresentar dificuldades para sua implantação no curto prazo aliado ao fato de representar investimentos vultosos.
Primeiro, devido a questões de desapropriação e execução de obras de drenagens, coletores e interceptores que são atividades de longo prazo, e, segundo, é praticamente impossível executar a interceptação no ritmo necessário e compatível com a velocidade de aumento da população que se assenta às vezes de modo disperso, no entorno dos corpos hídricos. Em adição é impossível praticamente cercar os efeitos da poluição difusa provocada pela natureza, ventos, chuvas, contaminações de origem subterrânea, as de origem de navegação ou usos diversos da água da comunidade local, que resultam em contaminação acumulada no longo do tempo.
Assim, a completa solução por tratamento dos esgotos na entrada dos corpos hídricos por estações de capacidade fixa para fluxos de significativa variação, ou, por ação massiva através de interceptores na região da bacia hidrográfica a montante, passa de qualquer modo a depender de ações complementares e pontuais e de políticas de comando e controle e fiscalização de difícil execução. Estes fatores limitam a perspectiva de se cercar 100% dos despejos antes de atingirem o ambiente aquático. Assim a sustentabilidade da qualidade da água irá necessariamente depender da manutenção permanente, caso contrário, o corpo d´água retorna ao seu estado de contaminação.
Até hoje, nos locais onde se aplicou a tecnologia, continua a operação para manter sustentabilidade de absoluta estabilização da qualidade da água, alcançada no período de curto prazo, da forte intervenção para eliminação do passivo de poluição acumulada (cerca de Us$100 por 1.000 m3). O custo desta manutenção permanente varia entre 10 e 20% do custo unitário/m3 para eliminação do passivo. Isto torna muito atrativo a operação de reuso da água, além de manter a qualidade alcançada perene.
Surge e justifica-se assim, no mundo lá fora, a alternativa de sucesso com o uso de estações de tratamento móveis com capacidades variáveis e ilimitadas operando “in situ”.
4. Quais são os Serviços da Tecnologia de Estação Móvel com aplicação de Ozônio e injeção de Oxigênio?
Redução das concentrações de DBO, Coliformes fecais, Cianobactérias, Nutrientes, Metais, detergentes, por meio de oxidação ou sua remoção da água de modo a recuperar, estabilizar e alavancar o potencial de autodepuração natural do corpo hídrico, em curto prazo (meses).
Remoção física das plantas, biomassa, algas, detritos, resíduos flutuantes e depositados na parte superior das camadas dos sedimentos do ambiente aquático.
Manutenção de forma perene e sustentável da qualidade da água para o uso/reuso desejado.
5. Afinal qual é o Trabalho e como funciona o processo?
O trabalho é de recuperação da qualidade e revitalização da água, executado “in situ”, com equipamentos de capacidade de produção variável, pois, as variações sazonais de vazão podem ser significativas e as origens de contaminação das águas superficiais são diversas (lançamentos de esgotos e efluentes de indústria e agricultura, poluição de chuvas e ventos, detritos lançados por frequentadores do local e entorno, e centenas de fossas com coliformes). Vários destes fatores provocam a degradação da qualidade da água do reservatório/corpo hídrico, por vias subterrâneas, de modo que somente a interceptação e o respectivo tratamento de esgoto são insuficientes para recuperar e manter o poder de autodepuração do corpo hídrico. Nesta abordagem de somente tratar esgotos, em alguns anos, possivelmente, o corpo hídrico apresentará novamente seu estado de eutrofização.
6. Garantia de Sucesso?
Mediante a destruição de 99,9% coliformes e cianobactérias e reduções de concentrações de nutrientes e metais a níveis aceitáveis de qualidade desejada de acordo com as normas legais, por meio de processo de oxidação avançada com a aplicação de ozônio e injeção de bilhões de litros oxigênio na água pode-se assegurar a plena revitalização do corpo hídrico e a recuperação de sua capacidade de autodepuração, sem adição de nenhum produto químico. A abordagem é simplesmente de potencializar a capacidade de autodepuração do próprio ambiente aquático, utilizando seus elementos básicos.
7. O processo é Rápido e os Resultados Duradouros?
Sim. O processo executa em meses o que se executava anteriormente em décadas ou séculos e a custos significativamente menores. E ao se manter algumas horas de aplicação da tecnologia para cuidar da inevitável poluição difusa e/ou residual a qualidade da água será a mesma e mantida de forma permanente. Os odores são eliminados e a fauna e flora se restabelecem com plenitude em cerca de 3 (três) meses após o início dos serviços.
8. Onde e como posso ver a tecnologia em funcionamento ou obter informações e detalhes ou projetos de recuperação de corpos hídricos em qualquer localização, ou em benefício de corpos hídricos em regiões do Estado de Minas Gerais ou do Brasil?
Faça, por favor, um contato com o responsável técnico.
9 .O que é Preciso Para Começar o Serviço?
Nada. O ambiente pode estar em qualquer condição eutrófica em crescimento ou decrescimento ou condições adversas de trabalho. O processo é física, química e biologicamente controlável.
10. Quais são as atividades básicas para implantação e execução do processo ?
1. Indicação das coordenadas geográficas do local, área e/ou trecho a ser recuperado/revitalizado.
2. Caracterização ambiental das principais fontes poluidoras, vazões e cargas e tipos de contaminantes, identificação das possíveis vias de contaminação e riscos para receptores, tipos de receptores e sua localização.
3. Caracterização física, comprimento, largura, profundidades, batimetria e caracterização hidrogeoquímica do local, entorno e do corpo hídrico e fluxos de entradas e saídas de água/carga de contaminantes e avaliação das tendências quanto ao volume da carga e grau de contaminação/trofia e possibilidade efetiva de interceptação e tratamento a montante do local/dimensões e condições de funcionamento da bacia hidrográfica.
4. Projeto Técnico executivo com dimensionamento da carga a ser tratada, que é transformada, por um modelo de cálculo similar a reatores aeróbios, em horas diárias de aplicação da técnica de acordo com o prazo de interesse a ser atendido, usualmente de 6 a 24 meses. Isto irá depender do grau de contaminação e dimensões do local ou trecho. O quantitativo de equipamentos a ser utilizado dependerá de horas de trabalho por dia, quantidade de turnos de trabalho, volume de lixo e detritos a serem removidos da água e o prazo desejado para conclusão dos serviços.
5. Preparação da área de trabalho, monitoramento específico e adequado em toda a coluna d´água, criação de plano de monitoramento e implantação de estações de monitoramento e pluviometria para acompanhamento da evolução da qualidade da água, do desempenho do processo e da velocidade e variação da carga despejada, que poderá diminuir, mas, também poderá aumentar. Estas variações não impedem a manutenção da qualidade nos parâmetros desejados para a água ou seu reuso. Trata-se de aplicar mais horas de trabalhos de aplicação de ozônio e injeção de oxigênio. Assim, a qualidade será mantida mesmo em condições adversas e não fica condicionada a se ter a carga entrante estabilizada do modo como se encontra, ou aumentada com a evolução da população ou reduzida a 85% ou 95% , por eficiência da interceptação de esgotos ou efluentes. Naturalmente quando maior o grau de interceptação menor o esforço e custo para manter a qualidade da água após a eliminação do passivo.
11. Quais São os Tipos de Investimentos e Etapas principais a Realizar?
Primeira etapa: elaborar um projeto preliminar técnico e econômico para se visualizar a sustentabilidade do mesmo e para se identificar possíveis fontes de financiamento.
Segunda etapa: executar um investimento que se destina para a remoção de passivos acumulados ao longo do tempo e para atingir a meta desejada de qualidade a ser obtida com a recuperação e revitalização do corpo hídrico considerando-se preferencialmente a hipótese do reuso da água.
Terceira etapa: manutenção da qualidade alcançada, mesmo havendo descarga residual de esgotos e resíduos ou poluição difusa incontrolável. Quanto menor esta descarga menor o custo de manutenção. Importante estar claro que o custo desta manutenção é significativamente baixo e que isto viabiliza economicamente o reuso da água com sustentabilidade financeira permanente. Estima-se um valor anual de cerca de 90% do investimento realizado na fase de eliminação de passivo e revitalização do corpo hídrico, pode retornar todos os anos subsequentes em água para distribuição e reuso de aproximadamente de 30% da água que circula no reservatório.
13. Sustentabilidade. O Serviço pode ser considerando sustentável e de baixo custo ou é apenas mais um gasto ambiental?
Sim. A tecnologia é sustentável e de baixo custo. Tanto técnica quanto qualitativa e financeiramente, pois contempla a perspectiva do reuso de água. O custo de manutenção da qualidade é favorável com uma economia esperada de 40% no processo, além da significativa melhoria de qualidade do recurso natural e, consequentemente, melhoria da saúde pública.
14. O Serviço pode ser considerado de interesse de Companhias Concessionárias de Águas e Esgotos?
Sim. A tecnologia aplicada em represas de produção de água para abastecimento reduz consumo de químicos, melhora a qualidade da água produzida, evita floração de algas e recupera a capacidade de produção de reservatórios.
15. O processo depende de vazões reguladas, ou condições estáveis de equilíbrio de pH ou outros parâmetros de meio aquático?
Não. Opera em condições adversas do meio.
16. A estação móvel necessita qual a profundidade mínima para operar?
Requer a profundidade mínima para navegação de 1,5 metros.
17. O Processo apresenta alto consumo de energia?
Não. Pode-se considerar 1 Watt/hab. Isto equivale a 50% do consumo e custo total de tratamento do lodo de estações de esgoto.
18. O Processo apresenta bom desempenho e efetividade?
Sim. Qualidade acima e custos próximos dos processos convencionais de tratamento de esgoto. Maior mobilidade, capacidade ilimitada.
Baixo consumo de Kwh /kg 02, de kg O2/DBO e Kg O2/NH3.
19. Como o Processo resolve a questão de despoluição no tocante ao sedimento e lixo depositado no fundo do ambiente aquático?
O tratamento por injeção de oxigênio no fundo não expoe ou remove o sedimento depositado no fundo, pois quando se faz isto por dragagens ou raspagens ou se esvazia a água do local, ambientalmente, esta exposição de um solo contaminado pode dificultar a solução e elevar muito os custos investigação, análises laboratoriais, diagnóstico, remoção e transporte e destino final adequado no caso do sedimento conter altas concentrações de contaminantes.
O sedimento ocorre em camadas que podem variar de espessura, densidade e grau de compactação. As camadas mais profundas se apresentam mais sólidas, as intermediárias menos sólidas e mais pastosas e as camadas superiores se apresentam mais soltas e menos densas. Isto possibilita o tratamento de fundo com a sucção destas camadas mais soltas que passam por oxidação reduzindo a matéria orgânica, metais, nutrientes, promovem a aeração da zona anaeróbia. Parte do material revolvido fica suspensa na coluna d´água, outra parcela se escoa para jusante do local e parte se deposita novamente no fundo.
De qualquer modo o sedimento é sugado e tratado dentro da câmara de ozônio e passa pela injeção de oxigênio. Esta operação de sucção promove a visibilidade e suspensão de resíduos e lixos (pedaços de madeira, cascos de garrafas, plásticos, pneus, carcaças de peixes, de animais), que são filtrados e retidos por uma grelha e recolhidos em uma caçamba para transporte e destino final.
20. E as encostas do local como são limpas?
As encostas podem ser limpas por canhão de água de alta pressão, montado na estação móvel.
21. Quanto à Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída por meio da Lei 9.433, de 1997, há algum ponto nela que deveria ser aperfeiçoado?
Há vários que merecem atenção. Primeiro, regulamentar o uso da tecnologia de ozonização e oxidação para despoluir as águas do Brasil. Os artigos 9º, 13º, 19 º e 22 º, também devem ser aprimorados e complementados. Eles mencionam questões relativas à redução dos custos de combate à poluição, financiamentos e viabilização do transporte hidroviário, mas é preciso criar uma diretriz e um modelo econômico sustentável para que se reverta parte dos resultados originários de serviços e uso dos recursos hídricos para o custeio da despoluição. E o último ponto seria universalizar o reuso da água para consolidar a sustentabilidade dos projetos de despoluição.
22. A conscientização ambiental ainda é o passo primordial para que as pessoas preservem os recursos naturais?
Sim. Essa conscientização deve ser trabalhada, em todos os níveis de decisão política e social. Vale lembrar que o meio ambiente também evolui em velocidade exponencial e temos de compreender que nenhuma tecnologia funcionará melhor do que aquela que potencializar as perfeitas características das reações imediatas da própria natureza.
23. Especificamente, esse tipo de tratamento de águas poluídas permite quais resultados, além da redução de custos e de tempo na produção para abastecimento?
Estudos mostram que é possível obter e manter de forma perene uma qualidade de água significativamente superior, pois o ozônio elimina 99,9% de coliformes, bactérias e cianobactérias, vírus, detergentes, óleos e odores, além de reduzir concentrações de nutrientes a níveis aceitáveis. Viabiliza, ainda, a reutilização da água, recupera e mantém a capacidade de reservatórios, combatendo efetivamente a “floração das águas” (proliferação de algas), um problema crônico e sem solução em praticamente todas as represas de produção de água para abastecimento.
23. Quem é o responsável técnico/contato por este processo no Brasil?
Contato: Eng. Osvaldo de Oliveira Aleixo Rodrigues, M.Sc.
Fone: 55 31 9379.1800 31 3281.1818 (se ausente deixe recado que retorno)
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