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

RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO Davy Iacoponi

Curitiba

2013

DAVY IACOPONI

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: Júlio César

Rodrigues de Azevedo.

Período: Março a Setembro de 2013.

CURITIBA

2013

IDENTIFICAÇÃO DO CAMPO DE ESTÁGIO

Identificação da Empresa: LACTEC – Instituto de Tecnologia para o

Desenvolvimento.

Bairro: Jardim das Américas.

CEP: 81531-980.

Endereço: BR-116 – KM 98 – Nº. 8813 – Centro Politécnico da Universidade

Federal do Paraná.

Cidade: Curitiba

Telefone: (41) 3361-6200

Área na Empresa onde foi realizado o Estágio: Departamento de Recursos

Ambientais – Divisão de Meio Ambiente.

Data de Início: 18/03/2013.

Data de Término: 18/09/13.

Duração em horas: 720 horas.

Nome do profissional responsável pelo Estágio: Marianne Schaefer França

Sieciechowicz.

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).

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 7

2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ..................................................................... 8

3. METODOLOGIA ............................................................................................... 8

4. PROJETOS..................................................................................................... 14

4.1. PROJETO USINAS .................................................................................. 14

4.2. PROJETO CARGAS/FOZ DO AREIA ...................................................... 15

4.3. PROJETO UHE MAUÁ ............................................................................. 16

4.4 OUTRAS ATIVIDADES ........................................................................... 176

5. CONCLUSÃO ................................................................................................. 17

6. REFERÊNCIAS .............................................................................................. 18

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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. 11.788/08.

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.

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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

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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:

10

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.

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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/m3) 15

Profundidade Secchi (metros) 12

DBO (mg/L O2) 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).

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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:

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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.

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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).

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4.2. 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).

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4.3. 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).

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4.4 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.

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.

Após essa experiência no meio profissional, me sinto em condições de

trabalhar com problemas ambientais relacionados a corpos hídricos, uma vez

que o mercado de trabalho possui essa necessidade, assim como ainda existem

materiais a serem desenvolvidos através de pesquisas.

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6. REFERÊNCIAS

ANA - Agencia Nacional de Águas, 2009. Indicadores de Qualidade - Índice de Qualidade das Águas. Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/IndicadoresQA/IndiceQA.aspx . Acesso em 20 de dezembro de 2012.

ANA - Agencia Nacional de Águas, 2009. Índice de Qualidade de Água em Reservatórios (IQAR). Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/IndicadoresQA/IndiceIQAR.aspx. Acesso em 20 de dezembro de 2011.

CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, 2011. Índices de Qualidade da Água. Disponível em: http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/águas-superficiais/108-índices-de-qualidade-das-águas. Acesso em 20 de dezembro de 2012.

LACTEC - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, Institucional - História. Disponível em: http://www.lactec.org.br/pt/?page=instituto. Acesso em 15 de março de 2013.

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). 2009. “Monitoramento da Qualidade das Águas dos Reservatórios do Estado do Paraná, no período de 2005 a 2008”. Curitiba: IAP. 204p.