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Curitiba/PR, Sexta, 18 de Setembro de 2020

Ciência e a Engenharia Ambiental

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Hoje, dia 8 de julho, são comemorados o Dia Nacional da Ciência e o Dia Nacional do Pesquisador.


Todo engenheiro tem um pouco de cientista. Do ponto de vista teórico, a ciência é a busca por conhecimento, baseada em regras básicas para desenvolver experiências na produção, correção ou aperfeiçoamento de conceitos e saberes.


O engenheiro utiliza-se de métodos de invenção e da sua criatividade e inteligência para aplicar a ciência na busca de soluções de problemas. Na engenharia ambiental não é diferente. A constante busca por otimização e melhorias para solução de problemas relacionados à promoção da qualidade ambiental e da qualidade de vida da população é uma forma de aplicar ciência.


O conhecimento fundamentado em ciência relaciona-se a qualquer forma de informação ou dado que possui uma premissa testada, examinada e validada por meio de métodos experimentais que reforcem sua veracidade. A ciência vem para complementar ou contrapor o senso comum. É pertinente defender o pensamento crítico, a racionalidade e a ciência da qualidade, para que, não só no âmbito ambiental, a prestação de serviços pela engenharia possua maior qualidade e seja acessível para a população.


Toda a pesquisa desenvolvida por profissionais dentro das universidades, laboratórios, empresas, entre outros, deve ser aplicada, com o apoio das esferas público e privada, para promover o avanço em áreas como saneamento básico, energia, prevenção a desastres e preparação para as mudanças climáticas, controle e monitoramento de poluentes e tantas outras vertentes de atuação do engenheiro ambiental. Na busca pelo desenvolvimento sustentável é essencial a união de ciência e engenharia ambiental.


A Associação Paranaense dos Engenheiros Ambientais – APEAM – reconhece, hoje mais do que nunca, a importância da ciência para o desenvolvimento do país e gostaria de parabenizar os inúmeros profissionais da engenharia ambiental e sanitária que atuam como cientistas e pesquisadores. Profissionais que contribuem para o avanço do conhecimento científico sobre o mundo onde vivemos e para a formulação de soluções que resultem em melhoria na qualidade da vida humana e ambiental.


Destacamos aqui, alguns profissionais que vêm realizando pesquisas em gestão de recursos hídricos, monitoramento ambiental, tratamento de água para abastecimento e  gerenciamento de resíduos sólidos. É importante ressaltar que as pesquisas científicas dependem de parceria e colaboração entre instituições, recursos e muita dedicação! As descobertas são resultado do trabalho de equipe e de um compromisso conjunto em conduzir pesquisas de forma ética e participativa.

 

O engenheiro ambiental Alessandro Bertolino, professor na PUC-PR, realiza pesquisas na linha de gestão de águas pluviais urbanas em cidades sensíveis à água.


Os objetivos de sua pesquisa são a integração da gestão do ciclo da água com o ambiente construído por meio de planejamento e desenho urbano. O estudo abrange todos os elementos do ciclo hidrológico e suas interconexões, que devem ser considerados concomitantemente para alcançar um sistema de drenagem que sustente um ambiente natural saudável e atenda às necessidades humanas.


Considera-se que a análise do ciclo hidrológico deve estar presente desde o início e ao longo dos processos de planejamento e projeto. Isto inclui a gestão de: demanda por abastecimento de água; águas residuais e poluição; precipitação e escoamento superficial; cursos de água; e controle alagamentos e inundações.



 

A engenheira ambiental Larissa de Almeida realiza pesquisas na linha de tratamento de água de abastecimento e águas residuárias.


O uso de água salgada ou salobra para abastecimento depende do processo de osmose reversa. Porém, este processo (assim como qualquer outro) gera um resíduo, chamado de concentrado. O problema desse concentrado é o seu lançamento em recursos hídricos, como mares e oceanos, com alto teor de SDT (sedimentos dissolvidos totais) e metais pesados. Quando lançados sem nenhum tratamento, prejudicam a vida aquática ali presente.


O projeto utiliza uma planta dotada de valor econômico como tratamento desse concentrado, trata-se de uma técnica de fitorremediação utilizando eucalipto (E. dunnii). A planta tem a capacidade de absorver os sais e os metais do meio líquido, e em seguida pode ser transplantada para o solo e gerar fonte de renda após 7 anos (tempo de corte da madeira do eucalipto).

 



O engenheiro ambiental, Thiago Edwiges, professor e pesquisador na UTFPR, atua em pesquisas de produção de energia renovável a partir do biogás gerado pelo tratamento de resíduos sólidos orgânicos.


O projeto tem como objetivo identificar fontes potenciais de resíduos orgânicos no perímetro urbano e rural para o tratamento por digestão anaeróbia. A partir dos tipos de resíduos identificados, as amostras são caracterizadas por meio de composição macromolecular e o potencial máximo de produção é determinado em diversas configurações de reatores em regime de batelada e semi-contínuo.


Além disso, são investigados ainda a composição do biogás em termos de CO2 e CH4 e as características do efluente gerado ao final do processo para ser aproveitado como biofertilizante. A equipe que conduz essa linha de pesquisa conta com alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado e com parcerias de universidades da Espanha, Dinamarca e Austrália.



 



A engenheira ambiental Heloise Garcia Knapik, professora no Departamento de Hidráulica e Saneamento da UFPR, realiza monitoramentos e avaliações da matéria orgânica e nutrientes na coluna d’água e em sedimentos de rios e reservatórios.

O projeto tem como principal contribuição a identificação da concentração, estabilidade e origem da matéria orgânica e nutrientes em rios e reservatórios. Nos estudos são coletadas amostras de água e sedimento em diferentes pontos, a fim de estudar a variabilidade espacial e temporal, a influência de fatores climáticos, alterações de uso e ocupação no solo e a influência de fatores como o transporte, a decomposição biológica, a assimilação, a fotodegração e a produtividade do sistema.


Na realização dos estudos são utilizadas diferentes técnicas laboratoriais, desde análises convencionais, tais como a determinação das frações de nitrogênio, fósforo e carbono, assim como análises de espectroscopia, a fim de avaliar a assinatura molecular de uma determinada substância.


Em conjunto com análises de indicadores biológicos, variáveis climáticas, dados da bacia, uso de solo, entre vários outros dados, a pesquisadora tem a possibilidade de entender os principais mecanismos envolvidos na dinâmica da matéria orgânica e nutrientes no ecossistema aquático, avaliar as alterações e evolução ao longo do tempo e assim propor medidas de gestão dos recursos hídricos e da bacia em questão.


Monitorar as variações da concentração de matéria orgânica e nutrientes, bem como o estado de equilíbrio ou interferência no ecossistema, é fundamental para avaliar processos naturais de ciclagem, transporte, assimilação e produção, bem como identificar alterações que indiquem alterações no meio aquático. Essas alterações podem resultar em problemas tais como a perda da qualidade da água e eutrofização acelerada, ocorrência de sabor e odor durante o tratamento de água, desequilíbrio no ecossistema, entre vários outros problemas. Quanto antes conhecermos o ambiente e suas interrelações, melhor poderemos agir para mitigar possíveis problemas e prolongar sua  sustentabilidade.

 


A engenheira ambiental Julia Bianek, residente técnica no Instituto Água e Terra, atualmente realiza projeto de pesquisa para a aplicação de curvas de permanência de qualidade da água como ferramenta de gestão de recursos hídricos. O intuito é elaborar um diagnóstico que dê suporte à tomada de decisões acerca do cumprimento e efetivação do enquadramento de corpos d’água em classes, e à resolução de conflitos pelo uso dos recursos hídricos.


A bacia hidrográfica do Alto Iguaçu contempla a Região Metropolitana de Curitiba (RMC) que, por tratar-se de uma área que abrange centros industriais e encontrar-se densamente urbanizada, apresenta muitos rios com qualidade da água comprometida. Esse cenário propicia conflitos tanto em razão da incompatibilidade entre a qualidade e os usos pretendidos, quanto por eventual indisponibilidade para atuais e futuros usos.


O projeto de pesquisa propõe uma abordagem de avaliação da qualidade da água por meio de curvas de permanência de carga, que incorporam dados de qualidade e vazão. As curvas de permanência são curvas de frequência acumulada, cuja elaboração possibilita conhecer a amplitude e frequência de ocorrência de um determinado evento, quando ele é igualado ou superado.


Esse mesmo conceito vem sendo utilizado em uma abordagem qualitativa, para verificação de atendimento a padrões de qualidade, analisando quanto tempo determinado parâmetro atende aos limites estabelecidos pela Legislação. É possível analisar a aderência aos padrões de classe do rio nas diferentes condições hidrológicas (vazões altas ou baixas), em problemas sistemáticos ou específicos. Assim, a título exemplificativo, tem-se que o não atendimento em condições de baixa vazão sugere a existência de fontes pontuais de poluição, enquanto o não atendimento no trecho de alta vazão evidencia o potencial de poluição por fontes difusas.


Essa análise, além de trazer uma caracterização do comportamento da qualidade dos rios na bacia, mas também reflete grande interesse e utilidade para a gestão dos recursos hídricos, servindo como ferramenta de suporte à tomada de decisão para o órgão ambiental e para o Comitê das Bacias do Alto Iguaçu e Afluentes do Alto Ribeira. Ademais, oferece à comunidade técnica uma informação integrada de forma visual que permite interpretar a dinâmica da qualidade da água. Espera-se, ainda, obter resultados adicionais, como, por exemplo, o conhecimento da melhor distribuição espacial das estações de monitoramento  fluviométricas e de qualidade, para a criação de séries históricas mais robustas e consistentes.


Essa pesquisa é desenvolvida por meio de uma parceria entre o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, da UFPR, com o Instituto Água e Terra, sob a orientação do Professor e Engenheiro Ambiental Michael Mannich da UFPR e a supervisão do Engenheiro Ambiental Bruno Tonel.




Este artigo foi elaborado a partir das contribuições dos engenheiros e engenheiras ambientais e pesquisadores citados no texto e que disponibilizaram as informações para a Associação Paranaense dos Engenheiros Ambientais com o objetivo de compartilhar e incentivar a prática profissional dos profissionais de engenharia ambiental.



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