UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS AMBIENTAIS

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS AMBIENTAIS RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO Bruno Dalla Nora Santos Curitiba 2013

2 BRUNO DALLA NORA SANTOS RELATÓRIO FINAL DO ESTÁGIO SUPERVISIONADO OBRIGATÓRIO MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA REALIZADO PELO LACTEC INSTITUTO DE TEGNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO Relatório apresentado como conclusão do Estágio Supervisionado do Curso de Tecnologia em Processos Ambientais, do Departamento Acadêmico de Química e Biologia, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Professor Orientador: Gregório Jedyn. Período: Junho a Dezembro de CURITIBA 2013

3 IDENTIFICAÇÃO DO CAMPO DE ESTÁGIO Identificação da Empresa: LACTEC Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento. Bairro: Jardim das Américas. CEP: Endereço: BR-116 KM 98 Nº Centro Politécnico da Universidade Federal do Paraná. Cidade: Curitiba Telefone: (41) Área na Empresa onde foi realizado o Estágio: Departamento de Recursos Ambientais Divisão de Meio Ambiente. Data de Início: 01/06/2012. Data de Término: 01/12/12. Duração em horas: 720 horas. Nome do profissional responsável pelo Estágio: Gheysa do Rocio Morais Pires. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA O Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, ou LACTEC, é uma associação civil, de direito privado, auto-sustentável e sem fins lucrativos, que através de soluções tecnológicas contribui e promove o desenvolvimento econômico, científico e social, preservando e conservando o meio ambiente. Realiza serviços de pesquisa e desenvolvimento, bem como análises e ensaios qualificados, ações educacionais e serviços tecnológicos. Deste ultimo tópico, destacam-se os estudos sobre fomento, demanda, aplicação, especificação e ofertas de tecnologia, assim como assessoria e consultoria técnica em suas áreas específicas de conhecimento. Foi certificado, no ano 2000, pelo Ministério da Justiça, através da Lei 9.790, como OSCIP (Organização da Sociedade Civil de Interesse Público) e em 2005, pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, através da Lei 8.248, no CATI (Comitê da Área de Tecnologia da Informação). Os associados do LACTEC são: a Companhia Paranaense de Energia (COPEL), a Universidade Federal do Paraná (UFPR), a Federação das Indústrias do Estado do Paraná (FIEP), a Associação Comercial do Paraná (ACP) e o Instituto de Engenharia do Paraná (IEP).

4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ATIVIDADES DESENVOLVIDAS METODOLOGIA PROJETOS PROJETO USINAS PROJETO CARGAS/FOZ DO AREIA PROJETO UHE MAUÁ PROJETO PCH CAVERNOSO II Atividade de Campo PCH Cavernoso II OUTRAS ATIVIDADES CONCLUSÃO REFERÊNCIAS... 19

5 6 1. INTRODUÇÃO O LACTEC - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento é um centro de pesquisa tecnológica, sem fins lucrativos, auto-sustentável, que através de soluções tecnológicas contribui e promove o desenvolvimento econômico, científico e social, preservando e conservando o meio ambiente. Como entidade auto-sustentável, o LACTEC obtém recursos através da venda de projetos de Pesquisa e Desenvolvimento e de outros serviços tecnológicos. É responsável por todas as suas despesas com recursos humanos, instalações e demais custos necessários para sua operação, não estando vinculado, financeiramente, a nenhuma empresa privada, nem órgão ou empresa pública. O estágio esteve relacionado à Diretoria de Operações Tecnológicas, no Departamento de Recursos Ambientais, Divisão de Meio Ambiente. O ingresso no estágio se deu através da realização de um processo seletivo o qual foi amplamente divulgado nas Universidades, entre elas a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). O mesmo consistiu em entrevista e uma prova pratica de conhecimentos no software Excel. Após a seleção foi entregue a documentação exigida (Contrato) através do mediador Instituto Euvaldo Lodi (IEL), seguindo as normativas dispostas na Lei de Estágio nº /08. O trabalho desenvolveu-se na área de Monitoramento da Qualidade da Água de rios e reservatórios de usinas hidrelétricas (UHE) e de pequenas centrais hidrelétricas (PCH). Os principais clientes do LACTEC são concessionárias de energia elétrica, principalmente hidrelétrica e termoelétrica.. Em suma, foram realizadas as seguintes atividades: utilização de softwares de geoprocessamento para elaboração de mapas simplificados, manipulação de dados espaciais, elaboração de planilhas Excel (gráficos, fórmulas, programação de macros), cálculo de índices de qualidade da água (IQA, IQAR, IET), pesquisas bibliográficas, auxílio na elaboração de resumos limnológicos e suporte aos projetos relacionados ao monitoramento de qualidade da água e gerenciamento de bacias.

6 7 2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS O gerenciamento das atividades dentro do monitoramento de qualidade da água é divido por projeto, os quais podem agregar o monitoramento de apenas uma UHE Usina Hidrelétrica ou PCH Pequena Central Hidrelétrica, como é o caso dos projetos de monitoramento da UHE Mauá (item e da PCH Cavernoso II (item ou de várias usinas agregadas, como é o caso do projeto Usinas (item 2.1). Os projetos incluem o monitoramento da qualidade da água de usinas que se encontravam em fase de projeto ou de construção, sendo o monitoramento dividido em fases: fase Rio, quando ainda não houve enchimento do reservatório e fase Reservatório, após a construção e enchimento por completo do reservatório da usina. 3. METODOLOGIA Para a confecção do relatório técnico são calculados três índices de qualidade da água: Índice de Qualidade da Água (IQA), Índice de Qualidade da Água de Reservatórios (IQAR) e o Índice de Estado Trófico (IET). Para o cálculo de todos os índices são respeitadas as normas do IAP e do CONAMA, sendo responsabilidade do estagiário a adequação dos elementos dos relatórios produzidos a essas normativas. O IQA foi criado em 1970, nos Estados Unidos, pela National Sanitation Foundation. A partir de 1975 começou a ser utilizado pela CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo). Nas décadas seguintes, outros Estados brasileiros adotaram o IQA, que hoje é o principal índice de qualidade da água utilizado no país. O IQA foi desenvolvido para avaliar a qualidade da água bruta visando seu uso para o abastecimento público, após tratamento. Os parâmetros utilizados no cálculo do IQA são em sua maioria indicadores de contaminação causada pelo lançamento de esgotos domésticos. A criação do IQA baseou-se numa pesquisa de opinião junto a especialistas em qualidade de águas, que indicaram os parâmetros a serem avaliados, o peso relativo dos mesmos e a condição com que se apresenta cada parâmetro, segundo

7 8 uma escala de valores "rating". Dos trinta e cinco parâmetros indicadores de qualidade de água inicialmente propostos, somente nove foram selecionados (CETESB, 2010). Estes parâmetros e seus respectivos pesos estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Parâmetros de qualidade da água utilizados para o cálculo do IQA e seus respectivos pesos Parâmetro de Qualidade da Água Peso (w) Oxigênio Dissolvido 0,17 Coliformes Termotolerantes 0,15 ph 0,12 DBO 0,10 Temperatura da água 0,10 Nitrogênio total 0,10 Fósforo total 0,10 Turbidez 0,08 Residuo total 0,08 O IQA é calculado pelo produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos parâmetros: temperatura da amostra, ph, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, coliformes termotolerantes, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez. O valor é obtido á partir do seguinte cálculo dos parâmetros: Onde: IQA: Índice de Qualidade das Águas, um número entre 0 e 100; qi: qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva "curva média de variação de qualidade", em função de sua concentração ou medida; wi: peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído em função da sua importância para a conformação global de qualidade, sabendo:

8 9 Sendo que: n: número de parâmetros que entram no cálculo do IQA. No caso de não se dispor do valor de algum dos 9 parâmetros, o cálculo do IQA é inviabilizado. A partir do cálculo efetuado, pode-se determinar a qualidade das águas brutas, que é indicada pelo IQA, variando numa escala de 0 a 100, conforme demonstra a tabela: Categoria Ponderação Ótima 79 < IQA < 100 Boa 51 < IQA < 79 Regular 36 < IQA < 51 Ruim 19 < IQA < 36 Péssima IQA <19 Tabela de Classificação do IQA (CETESB, 2010). O índice possui algumas limitações, já que não avalia alguns parâmetros importantes para a potabilidade da água, como as substancias tóxicas determinadas na normativa CONAMA 357/2005 e portaria 518. O Índice de Qualidade de Água em Reservatórios (IQAR) foi criado pelo Instituto Ambiental do Paraná - IAP para verificar a degradação da qualidade da água dos reservatórios. O método define amostragens de água em duas profundidades (Prof. I e Prof. II) para todas as variáveis que compõem este índice e, nos casos de anóxia (ausência de oxigênio), em uma terceira profundidade da coluna de água (Prof. III). Exceção se faz à clorofila-a, amostrada apenas na profundidade I, e às variáveis OD e temperatura, cujas medidas são feitas metro a metro ao longo da profundidade.

9 10 Para o cálculo do IQAR as variáveis selecionadas recebem pesos em função do seu nível de importância para a avaliação da qualidade da água do reservatório, como pode ser observado na Tabela 2 Tabela 2: Parâmetros e seus respectivos pesos do IQAR Variáveis Peso (wi) Déficit de Oxigênio Dissolvido (%) 17 Fósforo total (mg/lp) 12 Nitrogênio Inorgânico total (mg/ln) 8 Clorofila "a" (mg/m 3 ) 15 Profundidade Secchi (metros) 12 DBO (mg/l O 2 ) 12 Fitoplâncton (diversidade e floração) 8 Tempo de Residência (dias) 10 Profundidade Média (metros) 8 Fonte: (Agência Nacional de Águas, 2009) O IQAR é calculado pela seguinte fórmula: Onde: wi = peso da variável i; qi = classe de qualidade em relação a variável i (pode variar de 1 a 6). E estes valores são classificados em 6 faixas: Valor do IQAR Qualificação 0-1,50 Não impactado a muito pouco impactado 1,51-2,50 Pouco degradado 2,51-3,50 Moderadamente degradado 3,51-4,50 Criticamente degradado a poluído 4,51-5,50 Muito poluído > 5,51 Extremamente poluído Tabela de Qualificação do IQAR (Agência Nacional de Águas, 2009).

10 11 E o último índice utilizado no Projeto Usinas é o Índice do Estado Trófico (IET). O índice tem por finalidade classificar corpos d água em diferentes graus de trofia, ou seja, avalia a qualidade da água quanto ao enriquecimento por nutrientes e seu efeito relacionado ao crescimento excessivo das algas ou ao aumento da infestação de macrófitas aquáticas (CETESB, 2011). Este índice apresenta duas formulações diferentes, uma para rios e outra para reservatórios, onde se utilizam o fósforo total e a clorofila como parâmetros. São elas: - Rios: IET (CL) = 10x(6-((-0,7-0,6x(ln CL))/ln2))-20 (4) IET (PT) = 10x(6-((0,42-0,36x(ln PT))/ln 2))-20 (5) - Reservatórios: IET (CL) = 10x(6-((0,92-0,34x(ln CL))/ln 2)) (6) IET (PT) = 10x(6-(1,77-0,42x(ln PT)/ln 2)) (7) Sendo que: PT: concentração de fósforo total medida à superfície da água, em mg/l; CL: concentração de clorofila-a medida à superfície da água, em mg/l; ln: logaritmo neperiano natural. Os limites estabelecidos para as diferentes classes de trofia para rios e reservatórios, segundo o IAP, estão dispostos na Tabela 3 e na Tabela 4:

11 12 Tabela 3- Classificação de Rios por grau de Trofia Fonte: (CETESB, 2011). Tabela 4 - Classificação de Reservatórios por grau de Trofia Fonte: (IAP, 2011). Também são coletados dados sobre a comunidade de fitoplâncton dos rios e reservatórios. Os parâmetros são recebidos pelo estagiário, que insere em planilhas do Software Microsoft Excel previamente desenvolvidas, a qual possui os seguintes elementos: planilha para inserção dos dados, cálculo dos índices, gráficos demonstrativos, tabelas de exposição dos dados, tabela de pluviometria da região da usina, planilha de perfil de profundidade (oxigênio dissolvido e temperatura X profundidade) e gráficos comparativos entre o monitoramento atual e anteriores.

12 13 Desse modo, o tratamento dos dados foi realizado pelo estagiário. Vale ressaltar que cada usina do projeto possui uma planilha especifica. Também foi responsabilidade do estagiário a conferência financeira das notas enviadas pelos laboratórios que realizaram as análises. Além das tabelas, o mesmo participa da montagem dos relatórios técnicos enviados aos clientes confeccionando mapas, realizando a formatação e a adição de novos conteúdos. Outra responsabilidade atribuída foi à organização do material para envio dos laudos originais para os clientes. 4. PROJETOS 4.1. PROJETO USINAS O projeto Usinas envolve o monitoramento da qualidade da água de rios e reservatórios de 19 usinas hidrelétricas da COPEL no Estado do Paraná e o monitoramento do corpo hídrico relacionado à Usina Termoelétrica de Figueira, incluindo a elaboração de um respectivo relatório técnico que especifica cada um dos parâmetros em questão. As usinas estão representadas na figura abaixo: Figura 1- Localização das usinas monitoradas pelo LACTEC através do projeto Usinas Fonte: BRASSAC-ARRUDA, FRANÇA-SIECIECHOWICZ, et. al. (2013).

13 PROJETO CARGAS/FOZ DO AREIA O projeto Cargas envolve o monitoramento dos corpos d água contribuintes ao reservatório de Foz do Areia e do próprio reservatório com o objetivo de identificar a origem de cargas de nutrientes devido a recorrentes florações. Nesse projeto são utilizados os mesmos índices usados no Projeto Usinas, entretanto devido ao detalhamento necessário para atingir o objetivo proposto, o monitoramento ocorre mensalmente e não trimestralmente como ocorre com Usinas. Basicamente as mesmas atividades já citadas foram realizadas para o Projeto Cargas, a diferença se encontra nos gráficos de comparação que devem ser mais detalhados. A Figura 2 especifica todos os pontos de coleta do projeto no Rio Tibagi: Figura 2 Localização e pontos de amostragem da usina de Foz do Areia Fonte: FRANÇA-SIECIECHOWICZ, et. al. (2013).

14 PROJETO UHE MAUÁ O Projeto UHE Mauá refere-se ao acompanhamento do Programa de Monitoramento da Qualidade de Água do Projeto Básico Ambiental do Empreendimento Hidrelétrico de Mauá, que é dividido em três subprogramas. São eles: Monitoramento das Condições Limnológicas e da Qualidade da Água, Monitoramento das Águas Subterrâneas e o Monitoramento das Macrófitas Aquáticas. Esta usina está situada no trecho médio do Rio Tibagi, região centro-leste do estado do Paraná. As nascentes deste rio estão localizadas no segundo planalto paranaense, entre Campo Largo e Ponta Grossa, enquanto sua foz se encontra na margem esquerda do Rio Paranapanema, que faz divisa dos estados do Paraná e São Paulo, conforme demonstra a Figura 3: Figura 3 Localização do empreendimento UHE Mauá Fonte: BRASSAC-ARRUDA, et. al. (2012).

15 PROJETO PCH CAVERNOSO II A usina de Cavernoso II é considerada uma pequena central hidrelétrica, pois sua potência instalada é de 19 mw. Para se considerada uma PCH, a potência instalada de uma usina deve ser menor do que 30 mw. Está localizada na região centro-sul do estado do Paraná, próximo da divisa entre o segundo e o terceiro planalto, entre os municípios de Virmond e Candói, a aproximadamente 350 km de Curitiba. Segundo o critério de classificação do IAP, o rio Cavernoso pertence à classe 2, ou seja, de uso recreativo primário e para abastecimento humano póstratamento. Para o monitoramento mensal da qualidade de água, foram definidas três estações de amostragem ao longo do Rio, um a montante, um a jusante e um na região barragem, conforme demonstra a Figura 4. Figura 4 Estações de amostragem de PCH Cavernoso II. Fonte: PIRES, et al. (2013).

16 Atividade de Campo PCH Cavernoso II Durante o período de enchimento do Reservatório da PCH Cavernoso II, houve a oportunidade de participar da atividade em campo para acompanhamento do enchimento do reservatório e dos trabalhos de resgate de fauna e flora. A atividade foi realizada na semana do dia 15 de outubro de O objetivo principal era o resgate das espécies de fauna e flora que habitavam o local a ser alagado. A previsão após o fechamento das comportas da barragem era de uma redução drástica da vazão no trecho a jusante da barragem. Além disso, estava prevista a formação de uma alça seca ao redor do leito do rio, onde muitas espécies de peixes e crustáceos ficariam com dificuldade de locomoção e, consequentemente, morreriam ali se não fossem resgatados. Com a orientação de profissionais especializados, foi realizado um levantamento das espécies e posterior resgate, para devolução destes ao curso do rio. 4.5 OUTRAS ATIVIDADES Adicionalmente a essas atividades, foram realizadas atividades de treinamento sobre o gerenciamento de programas de monitoramento da qualidade da água, aprimoramento do uso do software Excel e de utilização de Sistema de Informação Geográfica (SIG) através do Software ARGGis. 5. CONCLUSÃO O estágio no LACTEC contribuiu para a obtenção de uma visão operacional e metodológica do gerenciamento monitoramento da qualidade da água. Foi possível aplicar os conceitos passados em sala de aula sobre química ambiental, influência de lançamentos de esgoto doméstico e efluentes industriais sobre a qualidade da água, dinâmica de um contaminante no ambiente e como esses fatores se relacionam com a pluviometria a presença de outras substâncias.

17 18 Foi possível adquirir um pensamento crítico sobre os índices de qualidade da água e como eles devem ser escolhidos para obter um monitoramento mais consistente e que realmente irá mostrar a realidade do sistema de corpos d água estudados. Outra questão que contribuiu para a evolução de minha formação profissional foi o contato com os relatórios de impactos gerados por poluentes e pelas usinas hidrelétricas, assim como as normas e leis que regem os processos de licitação de monitoramento. Outro aspecto importante foi observar na prática como profissionais com diferentes formações e de diferentes áreas se relacionam em projetos mais amplos. Ainda tive a oportunidade de me relacionar e trabalhar junto com outros universitários, principalmente engenheiros ambientais, civis e mecânicos da UFPR e outras instituições de ensino sobre a área de meio ambiente. Depois dessa experiência, me sinto mais preparado e motivado para começar a trabalhar com problemas ambientais relacionados a corpos hídricos, sabendo que o mercado de trabalho possui tal demanda, assim como ainda existem materiais a serem desenvolvidos através de pesquisas. E, particularmente, foi muito válida a experiência de trabalho em campo, pois foi possível vivenciar na prática as atividades mitigadoras para os impactos gerados pelo enchimento de um reservatório artificial de uma PCH.

18 19 6. REFERÊNCIAS ANA - Agencia Nacional de Águas, Indicadores de Qualidade - Índice de Qualidade das Águas. Disponível em: Acesso em 20 de dezembro de ANA - Agencia Nacional de Águas, Índice de Qualidade de Água em Reservatórios (IQAR). Disponível em: Acesso em 20 de dezembro de CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, Índices de Qualidade da Água. Disponível em: Acesso em 20 de dezembro de LACTEC - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, Institucional - História. Disponível em: Acesso em 15 de março de PIRES, et. al.; 2013; Relatório Trimestral da Fase Reservatório Programa de Monitoramento da qualidade da água e da comunidade de Macrófitas aquáticas do Rio Cavernoso, na região da Pequena Central Hidrelétrica de Cavernoso II Período de Dezembro/2012 a Fevereiro/2013. BRASSAC-ARRUDA, et. al.; 2012; Diagnóstico das condições Limnológicas e da Qualidade da água superficial e subterrânea na região do empreendimento UHE Mauá: Campanhas complementares (Março/11 a Abril/12). FRANÇA-SIECIECHOWICZ, et. al.; 2013; Avaliação de Cargas de nutrientes e matéria orgânica afluentes ao Reservatório da Usina Governador Bento Munhoz da Rocha Netto (UHE Foz do Areia). BRASSAC-ARRUDA, FRANÇA-SIECIECHOWICZ, et. al.; 2013; Revisão Metodológica para avaliação da qualidade das águas superficiais em reservatórios da COPEL e Corpos Hídricos relacionados Projeto DMC001 Usinas. IAP (Instituto Ambiental do Paraná. Secretaria do Estado do Meio Ambiente do Paraná) Monitoramento da Qualidade das Águas dos Reservatórios do Estado do Paraná, no período de 2005 a Curitiba: IAP. 204p.