Amplitude Interquartil

A Amplitude interquartil de uma amostra de dados de tipo quantitativo é uma medida da variabilidade ou dispersão dos dados. Representa-se, geralmente, por IQR e define-se como sendo a diferença entre o 3º quartil e o 1º quartil ou quartil inferior. Os quartis e a mediana dividem a distribuição de uma amostra em 4 partes iguais, como demonstra a Figura 25.

Para o cálculo os quartis 1 e 3, procedeu-se à fórmula [QUARTIL] do Microsoft Excel^TM, em que esta devolve o quartil do conjunto de dados que se fornece ao software. De seguida foi calculado o IQR, fazendo a diferença entre o 3º e o 1º quartil.

Com os seguintes cálculos, determinou-se os valores limites, mínimo e máximos, para delimitar os valores aceitáveis:

Os valores registados que estivessem fora deste intervalo foram considerados como outliers.

Por razões óbvias, houve dados em que não se considerou limites mínimos ou máximos, como por exemplo a quantidade de biogás. Uma vez que se pretende otimizar a quantidade de biogás, nesta variável não foi efetuado o cálculo do limite máximo.

Mais uma vez, com o auxílio do Engº Milton Fontes da AdCL e da Engª Alexandra Silva da Lusagua, procedeu-se à 2ª eliminação definitiva de dados nas ETAR de Ílhavo e Espinho, respetivamente.

6.3 R

Com o processo de tratamento dos dados analíticos das duas ETAR, resultou em 3 folhas de cálculo do Microsoft Excel^TM:

ETAR de Espinho – 14 variáveis com cerca de 50 registos cada;

ETAR de Ílhavo (Digestor 1) – 12 variáveis com cerca de 400 registos cada (exceto Potencial Redox com apenas 112 e NH4⁺ com 77 registos);

ETAR de Ílhavo (Digestor 2) – 12 variáveis com cerca de 534 registos cada (exceto Potencial Redox, Condutividade elétrica e NH4⁺ com apenas 88 registos cada).

72 Os parâmetros utilizados e as ETAR que os recolhem serão descritos em seguida:

%MS [ETAR de Espinho e Ílhavo] – representa a percentagem de matéria sólida presente nas lamas. Foram, para ambas as ETAR, efetuadas análises a este parâmetro à entrada e saída de lamas do digestor.

%MV [ETAR de Espinho e Ílhavo] – representa o conteúdo em matéria volátil da lama, isto é, a ração passível de ser digerida. Foram, para ambas as ETAR, efetuadas análises a este parâmetro à entrada e saída de lamas do digestor.

pH [ETAR de Espinho e Ílhavo]– representa o valor do pH das lamas completamente misturadas dentro do digestor. No caso da ETAR de Espinho, houve também uma recolha deste parâmetro nas lamas mistas espessadas (antes da entrada no digestor).

Alcalinidade [ETAR de Espinho] – representa a capacidade de resistência a alterações de pH causadas pela adição de ácidos (acidificação). Este parâmetro foi recolhido à entrada e saída do digestor.

Ácidos Gordos Voláteis (AGV) [ETAR de Espinho] – são os principais produtos intermédios formados durante o processo de digestão anaeróbia. Este parâmetro foi recolhido à entrada e saída do digestor.

FOS/TAC (razão AGV/Alcalinidade) [ETAR de Ílhavo] – FOS/TAC é um equipamento que, através de titulação, determina o quociente entre os ácidos gordos voláteis e a alcalinidade. FOS representa Flüchtige Organische Saüren, ou seja, ácidos gordos voláteis, enquanto TAC representa Totales Anorganisches Carbonat, isto é, a alcalinidade (capacidade tampão). Até 10 de Março de 2013, era utilizado o quociente entre as variáveis AGV e Alcalinidade. A partir dessa data até ao momento, passou a ser utilizado a razão FOS/TAC. Uma vez que os AGV provocam a diminuição da alcalinidade, este rácio é importante para monitorizar o processo, não devendo ser superior a 0,2.

Caudal (volume diário) de entrada no digestor [ETAR de Espinho e Ílhavo] – representa o volume de lamas que entram no digestor ao longo de um dia. É, por isso, apresentado em m³/dia. Está dependente da quantidade e características de efluente que é encaminhado para a ETAR.

Temperatura (ºC) [ETAR de Espinho e Ílhavo] – refere-se à temperatura das lamas dentro do digestor. Conforme já foi referido no presente trabalho, o controlo e a manutenção de uma temperatura constante no digestor é crucial para o bom funcionamento do processo anaeróbio. Em ambas as ETAR, os digestores operam em regime mesófilo num intervalo de temperaturas entre 30 a 35 ºC. A operação fora deste intervalo pode provocar inibição do processo de digestão.

Potencial Redox [ETAR de Ílhavo] - Constitui um indicador importante do estado da digestão anaeróbia e da termodinâmica das reações que ocorrem no meio pois exprime a capacidade de uma molécula receber ou doar eletrões (Gerardi, 2003).

Condutividade elétrica [ETAR de Ílhavo] - A condutividade elétrica reflete o conteúdo em sais dissolvidos presentes na lama.

NH4⁺ [ETAR de Ílhavo] - Este parâmetro refere-se à amónia presente na lama. Dependendo

do pH, em solução, há um equilíbrio entre amónia e amoníaco, este último tóxico para as bactérias.

Carga Mássica Volúmica (CMV) [ETAR de Espinho e Ílhavo] – a CMV é um parâmetro fundamental para a operação do processo de digestão anaeróbia e relaciona a quantidade de matéria orgânica alimentada num dia com o volume do digestor, pela seguinte expressão:

Volume de biogás [ETAR de Espinho e Ílhavo] – este parâmetro representa o caudal diário de

produção do biogás que é produzido pela digestão anaeróbia, sendo apresentado em m3/dia.

Como o principal objetivo deste trabalho é a otimização da produção de biogás, o volume de biogás foi definido como output das RNA e as restantes variáveis representam os inputs.

Deste modo, foi possível elaborar as bases de dados para cada digestor, podendo estas serem consultadas no Anexo I.

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6.4 A

S

RNA

A fase seguinte baseou-se na abordagem do software a ser utilizado para a criação das RNA: o NeuralTools^TM da empresa Palisade^TM.

Este software trabalha sobre folhas de cálculo do Excel^TM, permitindo estruturar os dados por casos e variáveis. As variáveis estão dispostas em colunas, com o nome das mesmas na primeira linha do conjunto de dados. Cada linha do conjunto de dados é um caso e cada caso contém um conjunto de valores de variáveis independentes e um valor conhecido ou ausente para a variável dependente do output.