Implementação de um sistema de gestão operacional no sistema de saneamento do centro operacional do Ave através de uma plataforma agregadora de processos (NAVIA)

outubro de 2013

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Tiago Alberto Lopes Fernandes

Implementação de um sistema de gestão

operacional no sistema de saneamento

do centro operacional do Ave através de

uma plataforma agregadora de processos

(NAVIA)

tão operacional no sis

tema de saneamento do centro operacional do Ave através de uma plat

aforma agregadora de processos (NA

Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

Trabalho efetuado sob a orientação da

Professora Doutora Maria Madalena dos Santos Alves

e do

Professor Doutor Rui Manuel Henriques Vilaverde

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Tiago Alberto Lopes Fernandes

Implementação de um sistema de gestão

operacional no sistema de saneamento

do centro operacional do Ave através de

uma plataforma agregadora de processos

(NAVIA)

DECLARAÇÃO

Endereço eletrónico: a43200@alunos.uminho.pt Telefone: 913098274 Número do Bilhete de Identidade: 12927366

Título da Dissertação:

Implementação de um sistema de gestão operacional no sistema de

saneamento do centro operacional do Ave através de uma plataforma

agregadora de processos (NAVIA)

Orientadores:

Maria Madalena dos Santos Alves Rui Manuel Henriques Vilaverde Ano de conclusão: 2013

Dissertação submetida na Universidade do Minho para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biológica

É AUTORIZADA A REPRODUÇÃO INTEGRAL DESTA DISSERTAÇÃO APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGAÇÃO, MEDIANTE DECLARAÇÃO ESCRITA DO

INTERESSADO, QUE A TAL SE COMPROMETE;

Universidade do Minho, ___/___/______

Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Engenheiro Pedro Bastos por me ter possibilitado a oportunidade de estágio na empresa Águas do Noroeste, que, sem o seu interesse e incentivo não teria sido possível.

Gostaria, igualmente, de agradecer aos meus orientadores, professora Madalena Alves, ao engenheiro Rui Vilaverde e ao engenheiro Nuno Tinoco, por todo o apoio, conhecimento e disponibilidade prestada pelos mesmos, durante a realização deste trabalho, que seria impossível sem a sua ajuda.

Venho também agradecer a todos os membros do Centro Operacional do Ave que me integraram, apresentaram todas as infra-estruturas e disponibilizaram o seu tempo para que este trabalho fosse possível.

À minha família e namorada por toda a dedicação, motivação e compreensão em permitirem que pudesse concluir esta fase final da minha vida académica.

Resumo

Com o aumento do número de habitantes ligados aos sistemas de drenagem, um aumento significativo das estações de tratamento de águas residuais (ETAR) e uma maior exigência do comprimento dos critérios de descarga, resultou na necessidade de criação de um sistema de gestão, que permitisse, uma gestão mais dinâmica e que fosse ao encontro das necessidades da empresa Águas do Noroeste.

Este trabalho consiste na implementação da plataforma agregadora NAVIATM e verificar se, ao longo do seu processo de implementação, esta corresponde a todas as necessidades por parte das Águas do Noroeste de modo a que a permuta do sistema de gestão ocorra sem incidentes e represente uma melhoria.

Após a implementação da plataforma, conclui-se que esta apresenta uma elevada potencialidade e adaptabilidade para todo o tipo de infra-estruturas. A nível de gestão demonstrou ser bastante completo, permitindo criar todas as bases de registo, rondas de operação, controlo de equipamentos entre outros fatores. Relativamente aos operadores, a plataforma mostrou-se bastante simples, de modo a que estes não tivessem dificuldades na adaptação a esta nova ferramenta de operação.

Abstract

With the increasing number of people connected to drainage systems, a significant increase stations wastewater treatment plant (WWTP), and a higher requirement on the length of the discharge criteria resulted in the need to establish a management system, that allow a more dynamic management and that met the needs of the company Águas do Noroeste.

This work consists in the implementation of the platform aggregating NAVIATM and checks throughout the implementation process, this corresponds to all requirements by the waters of the Northwest so that the exchange management system occurs without incident and represents an improvement.

After the implementation of the platform, it was concluded that this has a high capability and adaptability to all types of infrastructures. The management level has proven to be quite complete, allowing creating all databases registration, operation rounds, equipment control and other factors. For operators, the platform was fairly simple so that they do not have difficulties in adaptation to this new operation tool.

Índice

2. Águas de Noroeste, S.A. ... 4

3. Tratamento de águas residuais ... 8

3.1. Tratamento preliminar ... 9

3.1.1. Tratamento Primário ... 9

3.1.2. Tratamento Secundário ... 10

3.1.2.1. Tratamento por lamas ativadas ... 10

3.1.2.2. Leitos de macrófitas ... 11 3.1.2.3. Lagoas ... 12 3.1.2.4. Leitos Percoladores ... 13 4. Tratamento de Lamas ... 15 5.1. Métodos de tratamento ... 15 5.1.1. Espessamento ... 15 5.1.2. Digestão Anaeróbia ... 16 5.1.3. Desidratação ... 18

5. ETAR de Santo Emilião – Póvoa de Lanhoso ... 20

5.1. Processo de Tratamento ... 20

6. Plataforma agregadora NAVIATM ... 23

7. Parte Prática - Plataforma agregadora NAVIATM ... 28

7.1. Parametrização ... 28

7.1.1. Domínios ... 29

7.1.2. Parâmetros ... 29

7.1.3. Alarmes Tipo ... 30

7.1.4. Criação da localização e variáveis da ETAR de Sto. Emilião ... 30

7.1.4.1. Unidade Geral ... 34

7.1.4.2. Linha Liquida ... 34

7.1.4.3. Linha Sólida ... 37

7.2. Parametrização de Tarefas ... 39

7.2.1. Planeamento das Tarefas ... 42

7.3. Formação dos Operadores ... 43

7.4. Relatórios ... 48 7.5. Guias de Resíduos ... 51 7.5.1. Parametrização ... 51 7.6. Reagentes ... 54 8. Conclusão ... 60 9. Anexos ... 61 11. Bibliografia ... 69

Lista de Figuras

Figura 1:Mapa das Águas do Noroeste. ... 5

Figura 2:Esquema de uma estação de tratamento de águas residuais ... 8

Figura 3: a) gradagem manual; b) tamisador; c) e d) separador de gorduras e areias. ... 9

Figura 4: Decantador Gravítico. ... 10

Figura 5: Tanque de lamas ativadas. ... 11

Figura 6: Representação esquemática de diferentes tipos de leitos de macrófitas. ... 12

Figura 7: Lagoa. ... 13

Figura 8: Leito percolador. ... 14

Figura 9: Digestor Anaeróbio... 18

Figura 10:ETAR de Sto. Emilião. ... 20

Figura 11:Diagrama de fluxo da ETAR de Sto. Emilião... 21

Figura 12:Esquema do dia-a-dia de operação. ... 24

Figura 13:Esquema de arquitetura WEB de acesso ao NAVIATM. ... 25

Figura 14:Esquema das diferentes capacidades de gestão e operação do NAVIA TM. ... 26

Figura 15:Menu principal do NAVIATM. ... 28

Figura 16:Menu de Domínios. ... 29

Figura 17: Menu de Parâmetros ... 30

Figura 18: Menu de Alarmes Tipo ... 30

Figura 19:Árvore de localização. ... 31

Figura 20:Árvore de localização da ETAR de Sto. Emilião... 32

Figura 21:Equipamentos da unidade Geral. ... 34

Figura 22:Variáveis operação da unidade Geral. ... 34

Figura 23: Variáveis de operação das unidades de entrada e descarga em meio hídrico ... 35

Figura 24: Variáveis e equipamentos da unidade vala de oxidação ... 37

Figura 25: Variáveis e equipamentos da unidade espessador ... 38

Figura 26:Variáveis e equipamentos da unidade desodorização. ... 39

Figura 27: Rondas de operação ... 40

Figura 28: Menu de criação das Rondas ... 41

Figura 29: Legendas de periocidade das Rondas ... 41

Figura 30: Menu de atribuição das variáveis às Rondas ... 42

Figura 31:Interface de planeamento de tarefas... 43

Figura 32: Menu de criação de tarefas ... 43

Figura 33: Painel de operador ... 44

Figura 34: Menu de data e hora da realização das tarefas ... 45

Figura 35: Estrutura da ETAR com tarefas a realizar ... 45

Figura 36: Menu de registo de tarefas ... 46

Figura 37: Menu de consulta ... 46

Figura 38: Menu de consulta das tarefas realizadas ... 47

Figura 40: Menu de relatório de variáveis ... 48

Figura 41: Menu inicial de criação do relatório ... 49

Figura 42: Menu de configuração ... 49

Figura 43: Menu de configuração das colunas ... 50

Figura 44: Menu de consulta de relatórios ... 51

Figura 45: Unidades de medida ... 51

Figura 46: Menu de operações. ... 52

Figura 47: Menu de condições de acondicionamento. ... 52

Figura 48: Menu de prazos. ... 53

Figura 49: Menu de resíduos... 53

Figura 50: Menu de Entidades Licenciadas. ... 54

Figura 51: Menu de Depósitos de Reagentes. ... 55

Figura 52: Menu do Tipo de Movimento ... 56

Figura 53: Menu das Unidades de Movimento ... 56

Figura 54: Menu de Controlo de Qualidade ... 56

Figura 55: Menu de Limites de Período... 57

Figura 56: Menu de Alarmes Tipo ... 57

Figura 57: Menu de Reagentes. ... 58

Figura 58: Menu de Fornecedores. ... 58

Lista de Tabelas

Tabela 1: Valores Limites de Emissão em meio hídrico [adaptado DL nº 236/98 (6)] ... 2

Tabela 2: Infra- estruturas de Abastecimento de Água ... 5

Tabela 3: Infra-estruturas de Saneamento de Águas Residuais ... 6

Tabela 4: ETAR's do Centro Operacional do Ave ... 7

Tabela 5: Vantagens e Desvantagens de diferentes tipos de espessamento [adaptado de Mackenzie L. Davis, (2010] ... 16

Tabela 6: Vantagens e Desvantagens de diferentes tipos de Desidratação [adpatado de Metcalf, & Eddy, (2004)] ... 19

Lista de Abreviaturas

CBO- Carência Bioquímica de Oxigénio; CO2- Dióxido de Carbono;

CQO- Carência Química de Oxigénio;

ETAR- Estação de Tratamento de Águas Residuais; SST- Sólidos Suspensos Totais;

Introdução

1.1. Enquadramento

Devido ao contínuo aumento da população, crescimento das zonas urbanas, desigual distribuição dos recursos hídricos, contaminação das águas de superfície e subterrâneas, e alterações climáticas que podem por vezes levar à ocorrência de secas extremas, tem-se verificado uma deterioração da qualidade de água disponível para consumo humano. No entanto, esta continua a ser uma fonte indispensável para o Homem, bem como para o seu desenvolvimento, tanto industrial como urbano (1).

As águas residuais têm recebido grande atenção por parte da comunidade científica, pois tornou-se necessário a realização de tratamentos de modo a que o impacto ambiental associado seja minimizado, quando reinseridos na Natureza, caminhando assim para um desenvolvimento sustentável. Pode-se afirmar, que o objetivo do seu tratamento é a produção de um efluente líquido inofensivo, que não cause danos no ecossistema envolvente onde será introduzido (2). Tornou-se visível, no final do seculo XX, um grande desenvolvimento no tratamento das águas residuais devido ao aumento da exigência dos requisitos legislativos relativamente às características das águas residuais descarregadas no meio ambiente (3), (4).

De forma a normalizar o processo de tratamento nas estações de tratamento de águas residuais (ETAR), foram criadas sequências de operação de forma a atingir os valores limites de emissão (VLE) e também o tipo de tratamento a realizar tendo em conta a diretiva das águas residuais urbanas (Diretiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio), posteriormente transposta para o direito interno pelo Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho (5). Na tabela 1 encontram-se os parâmetros de devem ser respeitados.

Tabela 1: Valores Limites de Emissão em meio hídrico [adaptado DL nº 236/98 (6)]

O controlo operacional de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) é um fator de extrema importância. Porém, a sua implementação torna-se difícil tendo em conta as variações diárias do efluente (7).

Os principais objetivos da implementação de um controlo operacional numa ETAR são (7):

 Produção de um efluente final que apresente uma qualidade que esteja em concordância com os parâmetros de descarga;

 Minimização dos efeitos devido à variação das características do efluente;  Redução dos custos operacionais;

 Aumento da capacidade de tratamento sem ampliação física da ETAR;  Implementação de um sistema capaz de dar resposta às variações sazonais,

mantendo a sua eficiência de tratamento;

 Redução das necessidades de trabalho e recursos humanos.

Em termos de controlos operacionais automatizados, subsistem dificuldades adicionais que impossibilitam a sua aplicação de uma forma mais ampla, tais como (7):

 O efluente apresenta características dinâmicas, com variações desconhecidas;

 O efeito das ações de controlo varia com as diferentes variáveis no processo, em termos de desfasamento de tempo e capacidade de resposta;  Nem todas as variáveis do processo podem ser lidas de forma automática;

Parâmetros Expressão dos resultados Valores limite de emissão

pH Escala de Sorensen 6,0-9,0

CBO5 a 20 ºC mg/l de O2 40

CQO mg/l de O2 150

SST mg/l 60

Cheiro - Não detectável na diluição de

1:20

Cheiro - Não visível na diluição de 1:20

Óleos de Gorduras mg/l 15

Fósforo Total mg/l de P 10

3 (em águas que alimentem lagoas ou albufeiras) 0,5 (em lagoas ou albufeiras)

Azoto Amoniacal mg/l de NH4 10

Azoto Total mg/l de N 15

 As medidas de controlo são muitas vezes limitadas pelas restrições físicas do processo.

1.2. Objetivos

O objetivo da presente dissertação consiste na implementação de uma plataforma agregadora de processos no sistema de saneamento do Centro Operacional do Ave, na empresa Águas do Noroeste. Durante o processo de implementação foi estudada os diferentes tipos de tratamento existentes nas 33 ETAR´s em que esta plataforma tinha de ser implementada, bem como as rondas de operação realizadas pelos operadores. Também foram criados relatórios automáticos para tratamento de variáveis e implementados sistemas de gestão de resíduos e reagentes, de modo que toda a informação necessária pelos gestores esteja depositada numa única base de dados.

Pretende-se portanto que a implementação desta plataforma venha otimizar os processos de gestão do Centro Operacional do Ave.

1.3. Estrutura

Esta dissertação, no capítulo 2 apresenta uma breve descrição da empresa Águas do Noroeste.

O capítulo 3 aborda o tratamento das águas residuais e os 5processos de tratamento.

No capítulo 4 refere-se ao tratamento de lamas e uma breve caracterização das mesmas.

No capítulo 5 explica o processo de tratamento de uma ETAR onde a plataforma foi aplicada.

No capítulo 6 é apresentada a plataforma agregadora de processos NAVIATM.

No capítulo 7 é explicado todo o processo de implementação da plataforma.

Águas de Noroeste, S.A.

A Águas de Noroeste S.A. constituída pelo Decreto-lei nº 41/2010, de 29 de Abril, e com início de atividade a 4 Junho, resulta da fusão das sociedades Águas do Cávado, S.A., Águas do Minho e Lima, S.A. e Águas do Ave, S.A. tendo como objetivo a exploração e gestão do Sistema Multimunicipal de Abastecimento de Água e saneamento do Noroeste. A sua Missão consiste em “ conceber, construir e explorar as infra-estruturas de abastecimento de água e de saneamento do sistema multimunicipal, num quadro de sustentabilidade económica, social e ambiental, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida dos cidadãos e para o desenvolvimento socioeconómico da região” (8).

A Águas do Noroeste, S.A. apresenta um capital social de 70 milhões de euros e integra mais de 30 municípios da região do norte, sendo estes, predominantemente da região do Minho, numa área de intervenção de cerca de 6.000 km2 (figura 1) (8).

A empresa é responsável pelo investimento na ordem dos 823 milhões de euros entre 1995 e 2017, em que, mais de 300 milhões de euros serão investidos entre 2010 e 2017. Este investimento apresenta elevada importância para o desenvolvimento socioeconómico da região, sendo considerado um investimento a fundo perdido em 50%, pelo Fundo de Coesão da União Europeia (8).

O sistema multimunicipal garante a componente de abastecimento, dimensionada para garantir a captação, tratamento e distribuição de água aos municípios de Arcos de Valdevez, Barcelos, Caminha, Esposende, Fafe, Maia (Norte), Melgaço, Monção, Mondim de Bastos, Paredes de Coura, Ponte de Lima, Póvoa de Lanhoso, Póvoa de Varzim, Santo Tirso, Trofa, Valença, Viana do Castelo, Vieira do Minho, Vila do Conde, Vila Nova de Cerveira e Vila Nova de Famalicão, servindo uma população de cerca de um milhão de habitantes e fornecer um caudal de 63.9 milhões de m3 de água por ano, em 2017, ano cruzeiro do projeto (8).

Na componente de saneamento das águas residuais, para além da maioria dos municípios mencionados anteriormente, o sistema multimunicipal tem a responsabilidade de garantir a recolha, tratamento e rejeição das águas residuais produzidas pelos municípios de Amarante, Amares, Celorico de Bastos, Felgueiras, Guimarães, Lousada, Terras de Bouro, Vila Verde e Vizela. Em 2017, está previsto que o sistema multimunicipal sirva cerca de 1.9 milhões de habitantes-equivalentes e trate mais de 72 milhões de m3 de águas residuais por ano (8).

Figura 1:Mapa das Águas do Noroeste.

Toda esta área geográfica está dividida em vários centros operacionais de modo a que a gestão das várias infra-estruturas existentes, apresentada nas tabelas 2 e 3, seja realizada de forma eficiente:

 Centro Operacional do Minho;  Centro Operacional do Lima;  Centro Operacional do Cávado;  Centro Operacional do Ave;

 Centro Operacional do Tâmega/Sousa.

O centro operacional do Ave abrange 5 concelhos no norte do país, sendo estes Guimarães, Terras de Bouro, Vieira do Minho, Vila Verde, Póvoa de Lanhoso e Fafe. No concelho de Fafe encontra-se presente a Estação de Tratamento de Águas de Queimadela no qual apresenta uma capacidade de abastecimento para 40000 habitantes equivalentes sendo que os restantes concelhos são constituídos por 33 Estações de Tratamento de Águas Residuais e 6 Estações Elevatórias. O tipo de tratamento aplicado nas infra-estruturas varia consideravelmente entre elas, como demonstrado na tabela 4.

Tabela 4: ETAR's do Centro Operacional do Ave

Nome Habitantes Equivalentes Tipo de Tratamento

Anissó 2000 Leito Macrófitas

Campos 2000 Leito Macrófitas

Mosteiro 100000 Sistema de Lamas Activadas

Parada de Bouro 2000 Leito Macrófitas

Rossas 2000 Leito Macrófitas

Ruivães 2000 Leito Macrófitas

Salamonde 1 2000 Leito Macrófitas

Salamonde 2 2000 Leito Macrófitas

Soutelo 2000 Leito Macrófitas

ISAVE 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Sto. Emilião 100000 Sistema de Lamas Ativadas

Monsul 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Arca-Turiz 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Gandra-Turiz 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Larim 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Loureira/Vila Verde 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Milharices/Azões 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Pico de Regalados 15000 Sistema de Lamas Ativadas

Prado 15000 Lagoas

Quinta do Outeiro 1 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Quinta do Outeiro 2 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Vila Verde 15000 Percoladores

Campo do Gerês 2000 Leito Macrófitas

Covide 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Ermidas 2000 Fossa Séptica

Gerês 15000 Percoladores

Moimenta 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Paredes 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Pesqueiras 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Pereiró 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Valdosende 2000 Sistema Compacto de Lamas Ativadas

Lordelo/Aves >100000 Sistema de Lamas Ativadas

Tratamento de águas residuais

Uma estação de tratamento de águas residuais compreende um conjunto de operações que incluem reações químicas, físicas e biológicas, numa sequência de processos unitários que permitem atingir os diferentes níveis de tratamento necessários. No entanto, estes podem variar conforme as características dos efluentes a tratar, o destino a dar aos efluentes tratados, os requisitos de qualidade da água, bem como os custos e eficácia dos processos de tratamento (9), (10).

Pode-se definir de uma forma geral, que os principais objetivos do tratamento de águas residuais passam por:

 Redução da carga orgânica;  Redução de nutrientes;

 Remoção ou desativação de microrganismos patogénicos e parasitas;  Condicionamento dos subprodutos provenientes do tratamento para

destinos apropriados.

As ETAR´s são normalmente constituídas por tratamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário, e tratamento de lamas (figura 2).

3.1. Tratamento preliminar

Os tratamentos preliminares (figura 3), têm como principal objetivo a remoção de sólidos mais grosseiros, gorduras e areias, com a finalidade de evitar danos nos equipamentos a jusante bem como diminuir os custos de manutenção da ETAR. São normalmente constituídos por grades de barras de modo capturar os objetos de maiores dimensões, e câmaras desarenadoras para remover as partículas de areias e/ou os óleos e as gorduras. Por norma os resíduos recolhidos nesta etapa não estão sujeitos a qualquer tipo de tratamento e são enviados para aterros sanitários (10), (11).

Figura 3: a) gradagem manual; b) tamisador; c) e d) separador de gorduras e areias.

3.1.1. Tratamento Primário

Nesta etapa, o efluente ainda se encontra com grande variedade de partículas pequenas (areias, microrganismos, fibras entre outros). Esta etapa é constituída por processos físicos como a sedimentação e flotação, que ocorrem normalmente num decantador gravítico (figura 4), que tem por objetivo remover uma parte significativa da CQO e SST. Apresentam remoções de aproximadamente 25-50% da CQO, 50-70% dos SST, sendo também removidos 65% de óleos e gorduras. Os SST ao serem removidos vão contribuir para uma redução da CQO, reduzindo assim os gastos energéticos, bem como problemas operacionais que possam afetar o tratamento biológico (10).

Figura 4: Decantador Gravítico.

As águas residuais, quando encaminhadas para o decantador gravítico, são forçadas a permanecer num estado de relativo repouso, permitindo aos sólidos com peso gravítico maior do que a água, sedimentar e os sólidos e gorduras com peso específico menor que a água a flutuar (10).

3.1.2. Tratamento Secundário

Apesar das várias etapas a que o efluente foi sujeito, apresentando uma redução significativa de sólidos, os valores de CBO ainda se encontram demasiado elevados para este poder ser descarregado no meio recetor. Deste modo, esta etapa tem como principal objetivo a diminuição dos valores de CBO.

3.1.2.1. Tratamento por lamas ativadas

O tipo de tratamento mais usual é o processo de lamas ativadas (figura 5). Neste tipo de processo as águas residuais são previamente misturadas com um consórcio de microrganismos aeróbios em suspensão, e arejadas (através de ar ou oxigénio puro) num reator de fluxo continuo. Estes microrganismos em condições de temperatura, pH, oxigénio, nutrientes e tempo de residência adequados, consomem os nutrientes dissolvidos presentes nas águas residuais, produzindo CO2, água e novos

microrganismos. De seguida, este efluente é encaminhado para um tanque de sedimentação, onde as lamas ativadas são extraídas e parte delas recirculadas novamente para o tanque de arejamento de modo a manter a concentração da população microbiana constante para a degradação dos nutrientes presentes nas águas residuais. O excedente é extraído do sistema passando para a fase de tratamento de lamas (10).

Figura 5: Tanque de lamas ativadas.

3.1.2.2. Leitos de macrófitas

Um leito de macrófitas (figura 6) é uma estrutura semelhante a um pântano, especificamente construído com o propósito de controlar agentes poluentes existentes nas águas residuais, numa localização diferente de pântanos naturais já existentes (12).

As macrófitas são plantas que apresentam bastantes vantagens no tratamento de águas residuais em localizações rurais, pois operam a energia solar, são fáceis de manter, apresentam baixos custos de operação com bons níveis de tratamento, apresentam um aumento da eficácia de tratamento ao longo do tempo, criam zonas verdes com bom enquadramento em zonas rurais, produzem oxigénio e consomem dióxido de carbono (12), (13).

Este sistema de tratamento é considerado bastante simples, tratando-se de uma lagoa com 1 a 2 m de profundidade coberta por plantas macrófitas que normalmente crescem na superfície de água. Neste tipo de tratamento, as águas residuais entram ao nível das raízes sendo removida na zona oposta da lagoa. Durante o percurso os contaminantes são removidos por comunidades microbianas que se encontram agarradas as raízes ou caules das plantas, imitando desta forma os sistemas naturais de tratamento existentes na natureza (13).

Figura 6: Representação esquemática de diferentes tipos de leitos de macrófitas.

3.1.2.3. Lagoas

As lagoas de tratamento de águas residuais (figura 7) são processos simples de tratamento. Operam com tempos de retenção elevados, de modo a que os processos naturais de conversão de matéria orgânica ocorram (14).

Uma das grandes vantagens deste tipo de tratamento é a sua simplicidade de operação e aos seus baixos custos de construção e de operação. No entanto, os processos

naturais são lentos, necessitando assim de longos tempos de retenção, implicando a necessidade de grandes áreas de construção. Deste modo, este processo é considerado bastante competitivo com outros sistemas, quando o preço e o terreno necessário não são demasiado elevados (14).

No processo as águas residuais entram na lagoa numa das extremidades e saem pela extremidade oposta. Durante este tempo as águas estarão sujeitas aos processos naturais de decomposição da matéria orgânica.

Figura 7: Lagoa.

3.1.2.4. Leitos Percoladores

Os Leitos Percoladores (figura 8) usam um leito com biomassa fixa em que o efluente entra pela parte superior do tanque por um sistema rotativo de modo a dispersar o caudal por todo o volume deste. Os suportes em que a biomassa é imobilizada são variados podendo ser constituídos por materiais plásticos ou cascalho que proporcionam a superfície onde os microrganismos se vão desenvolver e entrar em contacto com o efluente a tratar. A água residual escorre sob a forma de chuveiro absorvendo oxigénio do ar antes de entrar em contacto com a biomassa imobilizada (11).

Tratamento de Lamas

As estações de tratamento de água residual modernas, apesar de cumprirem os objetivos ao criarem um efluente final que não prejudique, e em alguns casos beneficiem, os cursos de água e o ecossistema envolvente em que este é inserido, produzem um resíduo sólido denominado por lamas. As lamas são uma combinação de sólidos orgânicos e inorgânicos, com um teor de água final entre 1 a 5% que contêm uma enorme variedade de sólidos dissolvidos. A deposição deste resíduo torna-se frequentemente complicada devido aos seus contaminantes e é normalmente a parte mais cara dos custos de operação, envolvendo em alguns casos cerca de 50% do orçamento final das estações de tratamento das águas residuais (2).

Durante o processo de tratamento podem ser produzidos dois tipos de lamas:  As lamas primárias que são obtidas no pré-tratamento, sendo basicamente

constituídas por sólidos orgânicos, algumas areias e matéria inorgânica de maiores dimensões. A sua composição pode variar muito de dia para dia, e até mesmo de hora para hora, dependendo do tipo de efluente recebido pela ETAR (10). Em geral representam entre 0,25 a 0,35% do volume de águas residuais a tratar (15).

 As lamas secundárias referem-se a lamas biológicas que são produzidas no tratamento secundário, devido à conversão de matéria orgânica solúvel em biomassa e partículas de menores dimensões que escaparam ao tratamento primário (10). Nesta fase, a quantidade de lamas aumenta para cerca de 1,5 a 12% do volume de águas a tratar (15).

5.1. Métodos de tratamento

Vários métodos podem ser usados no processo de tratamento de águas residuais, porém os mais usados são o espessamento, a digestão anaeróbia e a desidratação, de modo a reduzir o teor de água e matéria orgânica presente nas lamas (10).

5.1.1. Espessamento

O objetivo do espessamento é remover a água presente nas lamas de forma a reduzir o seu volume, podendo chegar a metade do volume inicial ao reduzir de 1 a 2%

a percentagem de sólidos presentes nestas, diminuindo assim os custos de operação nos métodos a jusante (10).

Existem várias técnicas de espessamento, existindo alguns métodos que são mais usuais que outros, dependendo das características das lamas produzidas, da quantidade de lamas a tratar, das dimensões da ETAR, entre outros, como podemos verificar na tabela 5 onde estão apresentadas algumas considerações a ter na aplicação dos diferentes métodos de espessamento.

Tabela 5: Vantagens e Desvantagens de diferentes tipos de espessamento [adaptado de Mackenzie L. Davis, (2010]

Métodos Vantagens Desvantagens

Gravítico Simples

Baixos custos de operação Ideal para lamas densas de

rápida sedimentação Consumos de energia mínimos

Potenciais odores

Capacidade de espessamento de lamas limitado para lamas ativadas

Necessita de grandes áreas Sólidos suspensos

Flotação por ar dissolvido Eficaz para lamas ativadas Não necessita de produtos

químicos para condicionamento a cargas

baixas

Elevados consumos de energia Potenciais odores

Necessidade de grandes áreas quando comparado com outros métodos Capacidade de espessamento de lamas

limitado

Tambores rotativos Necessidade de espaço Baixo custo inicial Consumos de energia

relativamente baixos Elevada captação de sólidos

Dependentes de polímeros Sensíveis ao tipo de polímero Necessita de estar no interior de

edifícios

5.1.2. Digestão Anaeróbia

Nas estações de tratamento de águas residuais mais recentes e de elevadas dimensões que usem sistemas de lamas ativadas, o método de digestão anaeróbia é bastante comum, de modo a degradar a matéria orgânica das lamas, na ausência de oxigénio (figura 9) (10).

Este processo é agrupado em 4 grupos principais de degradação: hidrólise, fermentação, acetogénese e metanogénese (16).

A hidrólise consiste na degradação anaeróbia de proteínas, lípidos e outros compostos orgânicos, por meio de enzimas extracelulares, em compostos mais simples que serão usados como fonte de energia e carbono. Na fermentação ou acidogénese, os produtos resultantes do processo anterior são usados como substrato na fase

fermentativa no interior das células, onde serão transformados numa variedade de produtos, entre os quais o acetato, propionato e butirato. Como as células fermentativas apresentam tempos de duplicação muito curtos, esta fase nunca é limitante.

Na acetanogénese intervêm bactérias produtoras obrigatórias de hidrogénio (sintróficas), onde o propionato, acetato e o butirato serão transformados em dióxido de carbono, hidrogénio e acetato.

A última fase, denominada de metanogénese, é normalmente a etapa limitante do processo de degradação anaeróbia, onde ocorre a produção de metano e outros constituintes simples.

O processo de digestão anaeróbia ocorre por norma a temperaturas mesofílicas (30 e 38ºC) e termofílicas (50 e 60ºC), sendo estas as temperaturas onde se verifica uma maior taxa de crescimento microbiano, degradação da matéria orgânica e produção de gás. No entanto, por ser um processo biológico e depender do crescimento microbiano, não se verifica uma destruição total dos sólidos voláteis, apresentando rendimentos na ordem dos 40 a 65%. Esta variação da taxa de rendimentos esta dependente da composição das lamas, pois estas podem ter constituintes de difícil degradação (10).

Figura 9: Digestor Anaeróbio.

5.1.3. Desidratação

A desidratação tem por objetivo a remoção de parte da água das lamas de modo a reduzir o seu volume e custos de transporte associados, com vista à colocação em destino final. Os métodos físicos mais usados incluem mecanismos de filtração, compressão, separação centrifuga e compactação (10). São processos que, em geral, ocupam pouco espaço mas, em contrapartida, apresentam custos de operação elevados.

No entanto, existem sistemas naturais de desidratação, que apresentam custos de operação mais baixos, mas necessitam de uma área disponível maior, não podendo ser aplicados quando o espaço disponível é um fator limitante, tais como os leitos de secagem (10).

Tabela 6: Vantagens e Desvantagens de diferentes tipos de Desidratação [adpatado de Metcalf, & Eddy, (2004)]

Método Vantagens Desvantagens

Centrifuga Baixo custo inicial Arranque e desativação rápida Elevada capacidade de desidratação Elevados custos de manutenção Necessidade de pessoal especializado

Leitos de secagem Baixo custo inicial Baixos consumos de

energia Pouco sensível para

variações de características de lamas

Elevada capacidade de lamas em comparação com processos mecânicos

Necessidade de grandes áreas de terreno Necessidade de lamas estabilizadas Sujeito às condições climáticas

Lagoas de lamas Baixo consumo de energia

Não necessita de agentes químicos Baixo custo inicial

Problema de odores Possível contaminação de

lençóis de água Sujeito às condições

ETAR de Santo Emilião – Póvoa de Lanhoso

A ETAR de Santo Emilião (figura 10) entrou em funcionamento a 31 Março de 2009, e foi dimensionada para servir o Município da Póvoa de Lanhoso, sendo que neste momento serve uma população equivalente de cerca de 23 mil habitantes e trata diariamente um caudal de 3.182 m3/d de efluente.

A conceção do sistema de tratamento teve em vista a qualidade do efluente tratado, de modo a não causar contaminação na ribeira da póvoa onde este é inserido após tratamento, concebendo as características compatíveis à sua utilização na rega de espaços verdes.

Figura 10:ETAR de Sto. Emilião.

5.1. Processo de Tratamento

O tratamento desta ETAR é baseado em lamas ativadas em arejamento prolongado, como pode ser visualizado no diagrama de fluxo da figura 11, bem como a conjugação das linhas com as respetivas entradas e saídas.

Figura 11:Diagrama de fluxo da ETAR de Sto. Emilião.

A ETAR é constituída por 3 linhas de tratamento: linha líquida, sólida e linha de desodorização.

 A linha líquida realiza o tratamento das águas residuais através das seguintes etapas:

 Tratamento Preliminar, destinado à remoção de sólidos de pequenas dimensões, óleos e gorduras. Este é constituído por equipamentos de gradagem fina e/ou tamisador e dois órgãos de desarenação/desengorduramento em paralelo;

 Sistema de receção de fossas séticas no qual são alimentadas por bombagem de forma gradual à linha líquida, após a passagem por uma gradagem;

 Tratamento secundário, onde se realiza a remoção de compostos de natureza orgânica e nutrientes existentes nas águas residuais. Esta fase é constituída pelos seguintes órgãos:

o Tanque de arejamento: dois órgãos em paralelo, onde se realiza o tratamento biológico por lamas ativadas em regime de arejamento

prolongado em canais de oxidação. A remoção dos compostos orgânicos e nutrientes ocorre por processos de nitrificação/desnitrificação;

o Decantador Secundário: dois tanques em paralelo, onde ocorre a separação física da fase líquida (águas residuais tratadas) e sólida (lamas). As lamas decantadas depositam-se no fundo do decantador e são raspadas de forma contínua por ação de uma ponte raspadora. Uma fração destas são recirculadas, a uma taxa pré-definida, para o tanque de arejamento com o objetivo de manter as condições de depuração adequadas sendo que a restante é encaminhada para a linha sólida.

o Desinfeção final realizada por meio de lâmpadas ultravioleta de modo a permitir a descarga do afluente na Ribeira da Póvoa de Lanhoso, a jusante do local de implantação da ETAR;

o Etapa adicional de desinfeção de modo a reutilizar a água residual tratada em água de serviço por meio de equipamentos tubulares com lâmpadas de mercúrio de baixa pressão e alto rendimento.

Na linha sólida ocorre o tratamento das lamas, constituída pelos seguintes processos:

 Tratamento das lamas brutas provenientes do tratamento preliminar em dois órgãos distintos:

 Classificador de areias;

 Escumador/concentrador de gorduras.

 Tratamento das lamas biológicas por meios mecânicos:

 Tambores de espessamento onde ocorre a concentração e espessamento das lamas em excesso;

 Desidratação das lamas espessadas com recurso a centrífuga de alto rendimento, equipadas com sistemas de doseamento de polieletrólito.  Armazenamento das lamas tratadas em silo onde são posteriormente

removidas para destino final apropriado.

A linha de desodorização é um sistema simples de extração de ar no qual os odores provenientes do edifício de tratamento preliminar são encaminhados para dois desodorizadores constituídos por filtros de carvão ativado regenerados por água.

Plataforma agregadora NAVIA

Numa empresa como as Águas do Noroeste há um conjunto significativo de infra-estruturas para gerir. Este facto, aliado à sua elevada dispersão geográfica, a necessidade de gestão de pessoal, das tarefas de operação, dos processos de tratamento, a necessidade de informação diária, o tempo necessário para a transposição dos dados em papel para folhas de cálculo, as dificuldades de comunicação entre as chefias e os operadores, a necessidade de comunicação nas trocas de turnos, os inúmeros relatórios trocados entre diferentes entidades, os indicadores requeridos e os escassos recursos humanos disponíveis, tornam difíceis as tarefas de gestão da empresa (16).

Deste modo, as Águas do Noroeste sentiram a necessidade de criar processos uniformes, procurando um sistema que cumprisse os seguintes requisitos:

 Garantir um suporte informático a todos os processos operacionais, realizando o interface, em tempo real, e com os intervenientes na operação das infraestruturas;

 Estabelecer uma plataforma comum e única para todos os utilizadores, implementando um workflow associado à operação e o seu acompanhamento em tempo real;

 Construir uma base de dados única que garantisse a consistência, a disponibilidade e o tratamento de todos os dados operacionais;

 Disponibilizar uma ferramenta de relatórios e quadros de indicadores.

A ferramenta que mais se adaptou ao cumprimento destes objetivos de forma mais adequada e capaz de responder a estas necessidades foi a plataforma NAVIATM (17).

O NAVIATM apresenta as seguintes características:

 É uma solução tecnológica adaptada à atividade em causa, nomeadamente a gestão dos processos associados à gestão operacional de sistemas de água, esgotos e ambiente;

 É um suporte à gestão operacional:

 Permite a automatização dos processos operacionais;

 Permite a definição de várias localizações associadas ao mesmo sistema de tratamento;

 Permite a definição dos utilizadores e alocação dos mesmos às respectivas equipas;

 Permite o planeamento das tarefas a realizar;  Permite o registo de dados;

 Permite a análise da informação;

 Permite consultas, relatórios e avaliação.

É uma ferramenta passível de ser utilizada por vários utilizadores, de acordo com diferentes responsabilidades:

 Gestores;

 Responsáveis de operação;  Operadores.

É um software de comunicação entre utilizadores, garantindo a mobilidade dos mesmos sem perder acesso à informação e uma ferramenta de integração de processos operacionais.

Deste modo, esta plataforma permite um trabalho colaborativo orientado a suportar o trabalho do dia-a-dia das equipas de operação de infraestruturas de água ou água residual. A gestão passa a ter à sua disposição um conjunto de ferramentas de especificação e planeamento do trabalho, em que os operadores registam no sistema todos os dados associados às suas tarefas, estando imediatamente disponibilizados no sistema de modo a estes poderem ser analisados e avaliados, criando assim, as condições necessárias para a melhoria e otimização dos resultados (figura 12) (17).

O NAVIATM tem por base uma árvore de localizações em nó, com orientação hierárquica, em que cada um dos nós representa uma entidade específica ao longo de todo o processo de tratamento de água ou saneamento. Apresenta vários módulos de trabalho de acordo com os vários processos operacionais geridos, permitindo uma total parametrização por parte do utilizador e consequentemente a adaptação à realidade de cada empresa, não sendo necessário a intervenção de entidades externas para adaptar a plataforma à realidade da empresa. Também permite a definição de vários utilizadores e equipas de trabalho, de acordo com as suas funções e responsabilidades. Desta forma, o NAVIATM apresenta duas interfaces distintas com diferentes funcionalidades, uma para os gestores e outras para os operadores. A primeira é mais orientada para a parametrização de processos, para o planeamento de tarefas e para a consulta dos dados registados pelos operadores, enquanto a segunda é mais orientada para o registo de dados e consultas simples dos mesmos.

Devido ao tipo de trabalho realizado pelos operadores, que se encontram no terreno, a plataforma tem que estar permanentemente disponível. Deste modo, o NAVIATM apresenta uma arquitetura WEB para esse fim, sendo apenas necessário ter acesso a um computador com um browser e uma ligação do tipo ethernet ou internet, possibilitando que toda a informação operacional vinda do trabalho realizado no terreno fique disponível em tempo real. (figura 13).

Figura 13:Esquema de arquitetura WEB de acesso ao NAVIATM.

Verifica-se que todos os processos operacionais são suportados globalmente pela aplicação informática NAVIATM, passando assim, a ser o único repositório de dados e a única ferramenta de gestão e operação necessária a todas as infraestruturas existentes

pela empresa de tratamento de águas e saneamento. Possibilita ainda a integração de outros softwares específicos, como o SCADA, Manutenção e Laboratório. (figura 14) (16).

Figura 14:Esquema das diferentes capacidades de gestão e operação do NAVIA TM.

Resumindo, O NAVIATM passa a ser a única plataforma informática, pois apresenta as seguintes vantagens:

 Integração: Uma única aplicação para todos os dados. Prevê de base a integração com software específicos, por ex. SCADA, Manutenção e Laboratório.

 Tempo real: Condições de modo a gestão apresente as condições para ser realizada em tempo real. A perspetiva passa a ser preditiva em vez da clássica abordagem corretiva.

 Pró-atividade: Um conjunto de automatismos do tipo alarmes e notificações alertam para situações ou desvios “perigosos”.

 Desmaterialização: Acaba o papel na operação. De acordo com a dimensão dos sistemas podem estar em causa centenas de registos por semana, que passam a estar disponíveis para consulta em tempo real e geram alarmes se for essa a situação.

 Mobilidade: O NAVIA™ está onde estiverem os seus utilizadores. É uma aplicação WEB, que é instalada apenas num servidor e que pode ser utilizada a partir de qualquer computador. Com toda a segurança pode ser utilizado a partir de um portátil em qualquer lado. Para os operadores é disponibilizada uma solução de terreno, baseada em terminais industriais do tipo PDA, que lhes dá toda a autonomia de movimento, ao mesmo tempo que é robusta e impõe mecanismos de controlo de trabalho.

 Apoio à decisão: Um conjunto de ferramentas de consulta e de reporting dão o feed-back necessário para a análise de resultados e implementações de melhorias. Todos os dados da operação são consultáveis sob as mais diversas perspetivas.

 Completo: Todos os processos associados à gestão operacional são suportados pela aplicação.

 Flexível: Adapta-se à realidade de cada empresa, permitindo implementar os seus princípios de organização e gestão. O sistema é totalmente configurável pelos técnicos da empresa.



Parte Prática - Plataforma agregadora NAVIA

No início da realização deste projeto, as Águas do Noroeste, realizaram uma formação aos responsáveis das infra-estruturas da empresa de modo a que estes estivessem habilitados a trabalhar na ferramenta de operação NAVIATM, ou no esclarecimento de dúvidas a gestores que já tivessem o projeto de implementação mais avançado.

Deste modo, foram explicadas as funcionalidades da ferramenta, os critérios a ter em conta na implementação de novas estruturas na plataforma de gestão, bem como as terminologias utilizadas pela plataforma.

A formação adquirida será desenvolvida ao longo deste trabalho.

7.1. Parametrização

As configurações base para a utilização do software são essencialmente efetuadas através do menu Base, Painel Inicial (figura 15) onde se encontram todos os parâmetros necessário a criação, gestão e planeamento de novas infra-estruturas.

7.1.1. Domínios

Os domínios são os atributos das variáveis declaradas no NAVIATM que definem conjuntos de valores que estas podem assumir (figura 16).

Por Exemplo, no caso do registo de funcionamento de equipamentos de uma instalação, existe um domínio que nos indica o estado de funcionamento em que esse equipamento se encontra. Deste modo, na criação de qualquer equipamento numa infra-estrutura, quando lhe é atribuído a variável Estado, será possível atribuir o domínio apropriado.

Existe, também, domínios numéricos no qual a variável irá registar apenas valores numéricos.

Figura 16:Menu de Domínios.

7.1.2. Parâmetros

Os parâmetros são características de todas as variáveis que a definem, desde o nome, as unidades de medida e número de casas decimais.

Deste modo, torna-se possível definir diferentes variáveis através da definição de diferentes parâmetros, criando alguma disciplina e coerência na atribuição das variáveis (figura 17).

Figura 17: Menu de Parâmetros

7.1.3. Alarmes Tipo

Os alarmes permitem designar vários níveis de alarme permitindo uma notificação imediata, por parte dos operadores, e a possibilidade na correção de anomalias o mais rápido possível (figura 18).

Figura 18: Menu de Alarmes Tipo

7.1.4. Criação da localização e variáveis da ETAR de Sto. Emilião

Na fase inicial de implementação desta ETAR no NAVIATM foi necessário o conhecimento de todo o seu processo de tratamento, equipamentos, registos e tarefas realizadas pelos operadores. Desta forma, foi realizado um reconhecimento à ETAR em que foram registadas todas as informações necessárias mencionadas anteriormente.

Após o registo de todos os dados necessários foram criados os nós de identificação tanto da infra-estrutura, como de todos os processos operacionais.

Na figura 19, pode-se verificar que estes foram criados sob a forma de uma árvore hierárquica de diferentes níveis de nós. Esta árvore traduz a estrutura da estação de tratamento, em que cada nó representa uma entidade específica ao longo de todo o seu processo.

Figura 19:Árvore de localização.

Cada nó assinalado representa um tipo diferente de localização (figura 19):

 Nó agregador: representa uma entidade global que agrupa entidades específicas (assinalado a vermelho)

 Nó: unidade inferior do nó agregador, podendo representar grades e pequenas instalações, assinaladas a laranja e amarelo respetivamente. A primeira refere-se a instalações de maiores dimensões, como estações onde é realizado o tratamento das águas residuais, enquanto os de menores dimensões representam instalações mais específicas como por exemplo estações elevatórias.

 Unidade agregadora: unidade que represento linhas de tratamento ou etapas do processo, podendo agrupar diversas unidades agregadoras e/ou unidades standard, assinalada a azul-escuro. Esta unidade permite criar

uma estrutura de unidades em árvore, permitindo desta forma associar outras unidades;

 Unidade standard: é a unidade inferior da estrutura do NAVIATM

, permitindo especificar processos de tratamento. É nesta unidade que são associadas pontos de leitura de variáveis, operações, equipamentos e depósitos, representado a azul claro.

Considerando as características mencionadas anteriormente, a estrutura da ETAR foi dividida em três unidades principais, sendo estas: geral, linha líquida e linha solida.

Dentro da linha líquida encontram-se todos os processos existentes na ETAR relativos ao tratamento das águas residuais, desde o ponto de entrada até à sua descarga no meio hídrico. Na linha sólida encontram-se todos os processos realizados na ETAR para o tratamento de lamas produzidas até à sua deposição no silo de lamas. (figura 20).

Figura 20:Árvore de localização da ETAR de Sto. Emilião.

Após a criação de toda a estrutura da ETAR de Sto. Emilião, foram criadas as variáveis de operação de cada unidade standard, no qual as entidades definem os valores a registar correspondendo à associação de um parâmetro a uma unidade.

Existem quatro tipos de variáveis, sendo estas:

 Variável Global: a mais utilizada e define os valores a registar diretamente pelo operador;

 Variável Calculada: define valores que provêm do cálculo de valores registados noutras variáveis;

 Variável Totalizador: são valores que apresentam uma contabilização crescente e necessitam de uma apresentação por dias, permitindo assim realizar consultas sobre valores totais, mas também de valores parciais;  Variável Mensal: são valores em que apenas se aceita um registo por mês.

Estas variáveis são normalmente introduzidas pelos Gestores e são utilizadas para a construção de relatórios.

Nesta fase de criação de variáveis, são selecionados os domínios, os parâmetros a registar bem como os limites de alerta. Será nesta fase que serão definidos os valores limite de alarmes. Estes valores permitem garantir que, caso sejam introduzidos valores que ultrapassem os limites estabelecidos, será pedida uma confirmação ao operador, garantindo que não se trata de erro humano. Caso estes estejam corretos será gerado um alarme no sistema.

Após a entrada do alarme no sistema é seguido um período de estabilização definido pelo gestor na altura de criação da variável, em que pretende dar uma ordem de grandeza de tempo que uma variável demora a regressar aos valores normais depois de ter surgido o alarme. No caso de a variável não voltar aos seus valores normais dentro do período de estabilização, volta a ser gerado um novo alarme até a variável ser corrigida.

Também são definidos valores limite máximos e mínimos, que são os limites físicos da variável. Nestes casos, não serão aceites para registo valores acima e a baixo destes limites.

Serão apenas representadas nesta fase algumas unidades de tratamento, encontrando-se representado de forma detalhada todo o processo em Anexos.

7.1.4.1. Unidade Geral

Na unidade geral foram inseridos todo o tipo de variáveis que não estejam diretamente associadas a uma fase de tratamento da ETAR, tais como energia, tarefas de limpeza e estado do tempo (figura 21) bem como os equipamentos que não se encontram diretamente ligados a nenhuma fase de tratamento (figura 22).

Figura 21:Equipamentos da unidade Geral.

Figura 22:Variáveis operação da unidade Geral.

7.1.4.2. Linha Liquida

Na linha líquida foram estabelecidas todas as unidades intervenientes no tratamento do efluente, bem como os locais onde as amostras para análise são retiradas, para controlo analítico.

 Entrada e Descarga em Meio Hídrico

Nas unidades de Entrada e Descarga em Meio Hídrico foram registadas as variáveis de análise relacionadas com a caracterização das águas residuais, tendo sido criadas de modo a apresentar na estrutura no NAVIATM um ponto específico onde estas amostras devem ser retiradas. Estas são retiradas no ponto de entrada para saber as características que o efluente apresenta antes de entrar na ETAR, enquanto no ponto de saída são analisados mais parâmetros, de modo a ver se o efluente se encontra em conformidade com a legislação em vigor (figura 23).

Figura 23: Variáveis de operação das unidades de entrada e descarga em meio hídrico

Todas as variáveis apresentadas na unidade de Descarga em meio Hídrico estão marcadas com limites de alerta, caso estas ultrapassem os valores limites de emissão e sejam imediatamente registadas e corrigidas, para que a sua correção ocorra no menor espaço de tempo possível, garantindo assim o correto funcionamento da infra-estrutura em causa.

 Vala de Oxidação

Na vala de oxidação é onde ocorre o processo de tratamento por lamas activadas. Nesta unidade de tratamento as variáveis de controlo foram duplicadas, visto que existem duas linhas de tratamento independentes em termos de controlo operacional. Nesta unidade foram criadas variáveis de controlo exclusivo do processo, com a finalidade de garantir que este apresenta os parâmetros operacionais necessários, desde a taxa de oxigénio dissolvido tanto para a zona anóxica como aeróbia, SST, SSV, V30, nitratos e pH. Também foram criadas outras variáveis para garantir o estado de conservação do tanque.

Foram introduzidos todos os equipamentos existentes nesta unidade, de modo a garantir o correto funcionamento destes. Todas as variáveis associadas aos equipamentos nas unidades de tratamento do efluente, têm o objetivo de garantir que estes estão a funcionar corretamente e que as intervenções de manutenção são realizadas na altura pretendida conforme as suas horas de operação registadas (figura 24).

Figura 24: Variáveis e equipamentos da unidade vala de oxidação

7.1.4.3. Linha Sólida

Na linha sólida encontram-se representadas todas as etapas do processo de tratamento de lamas, antes de estas serem depositadas no silo de lamas e serem posteriormente encaminhas para os locais apropriados.

 Espessador

O espessador pode apresentar muitos problemas mecânicos, sendo de extrema importância o controlo de todos os equipamentos mecânicos intervenientes nesta fase. Deste modo, todas as variáveis presentes nesta unidade têm como o objetivo garantir o correto funcionamento e a prevenção de uma avaria que não possa ser evitável. O

mesmo ocorre com os equipamentos relacionados com esta unidade, tais como as bombas, bombas de polímero e floculador (figura 25).

Figura 25: Variáveis e equipamentos da unidade espessador

 Desodorização

Como todo o processo de pré-tratamento e tratamento de lamas é realizado no interior de um edifício, este apresenta odores desagradáveis que necessitam de tratamento adequado. A unidade de Desodorização apresenta uma elevada importância de modo a evitar a propagação destes odores para o exterior. No entanto, esta unidade apresenta grande simplicidade de registos quando comparados com outros processos, sendo só realizado o registo dos equipamentos associados a esta estrutura (figura 26).

Figura 26:Variáveis e equipamentos da unidade desodorização.

7.2. Parametrização de Tarefas

A parametrização de tarefas consiste na atribuição das variáveis definidas anteriormente a registar numa determinada ronda, que se encontra disponível aos operadores durante um determinado período de tempo em que esta tem de ser realizada numa unidade específica.

O NAVIATM permite a criação de Rondas e Registos Standard. O registo de Rondas tem como objetivo a adaptação das tarefas mais comuns do dia-a-dia do operador, tais como verificação de equipamentos e inspeção das instalações. Estas Rondas tendem a ser bastante repetitivas, apresentando deste modo alguma simplicidade no seu registo quando realizadas pelo operador. O Registo Standard já apresenta um registo ou tempo de realização mais específico e demorado sendo realizado em unidades específicas.

Durante a parametrização das Rondas no NAVIATM foi analisado com os operadores qual a periodicidade em que realizavam todo o tipo de tarefas, criando um conjunto de rondas simples, sem inserir uma alteração acentuada às rotinas já existentes pelos mesmos. Desta forma, apesar de estar a ser inserida uma nova ferramenta de trabalho, os operadores já tinham conhecimento do tipo de estruturas e rondas que iriam encontrar aquando da implementação final do sistema de registo.

Assim, foi criado um conjunto de rondas no qual os operadores se identificaram melhor, de forma a garantir o correto funcionamento da ETAR (figura 27).

Figura 27: Rondas de operação

Durante a criação das rondas foi necessário ter várias considerações para o seu correto funcionamento (figura 28), tais como:

 Tolerância: intervalo de tempo em que a ronda deve ser executada. Quando superado o tempo de realização, a ronda surgirá a vermelho indicando que esta se encontra atrasada.

 Limite: intervalo de tempo limite para a execução da ronda. Quando passado este espaço de tempo a ronda será fechada como não executada, deixando de ser visualizada pelo operador.

 Legenda: legenda atribuída às rondas previamente definidas pelos gestores (figura 29).

Campo de introdução: campo utilizado para registos que apresentam dados sistemáticos. Quando se assinala o último valor, o operador, ao registar o processo, já irá conter o último valor facilitando o registo em situações em que os dados são normalmente iguais.

Figura 28: Menu de criação das Rondas

Figura 29: Legendas de periocidade das Rondas

Após a sua criação é necessário parametrizar as mesmas de modo a que estas estejam atribuídas às Rondas pretendidas com a sua periocidade desejada. Na interface da figura 30 podemos ver que se encontra uma estrutura idêntica à árvore de localização criada anteriormente, onde estão as variáveis pré-definidas, selecionando-se os campos a que se pretende atribuir cada variável, para que este seja adicionado ao turno correspondente.

Figura 30: Menu de atribuição das variáveis às Rondas

O processo de criação dos Registos Standard foi realizado na mesma forma que as Rondas. No entanto estes apenas foram criados para a gestão de estações elevatórias, por se tratar de unidades específicas. Todo o seu processo de criação e atribuição das variáveis foi igual ao das rondas.

7.2.1. Planeamento das Tarefas

Após a criação das Rondas de operação, é necessário realizar o seu planeamento,

de modo a que estas estejam disponíveis aos operadores na altura apropriada à realização das tarefas pretendidas. Deste modo, o menu Planeamento apresenta um calendário que permite agendar as várias tarefas previamente definidas numa determinada infra-estrutura, sendo possível agendar cada dia individualmente ou definir a periodicidade das mesmas (figura 31).

Figura 31:Interface de planeamento de tarefas.

No interface de planeamento de uma tarefa é necessário definir as horas a que esta deve estar disponível aos operadores, bem como a sua periodicidade em que esta deve ser realizada (figura 32).

Figura 32: Menu de criação de tarefas

Na Ronda 3ª feira exemplificada na figura anterior podemos ver que esta ronda é semanal, encontrando-se disponível aos operadores todas as 3ª feiras às 8:00 horas. Deste modo, o Gestor pode planear todas as tarefas de gestão de uma ETAR de forma a garantir um correto funcionamento da infra-estrutura em causa.

7.3. Formação dos Operadores

Após a inserção de todas as infra-estruturas no NAVIATM e todas as tarefas agendadas, foi necessário dar formação aos operadores do Centro Operacional do Ave, de modo a estes ficarem aptos a utilizar este novo método de trabalho. Deste modo foi realizada durante dois dias uma formação aos operadores.

Durante a formação foi apresentado aos operadores o painel de operador (figura 33).

Figura 33: Painel de operador

Neste painel após os operadores entrarem nos turnos respetivos são-lhes apresentadas varias entradas:

 Agenda: onde se encontram todas as tarefas planeadas para os operadores de um determinado turno, onde podem visualizar a data e hora para a qual a tarefa foi planeada, a instalação onde a tarefa tem de ser realizada, o tipo de tarefa e uma breve descrição da mesma;

 Placard: listagem de notas informativas visíveis a todos os operadores. Esta pode ser inserida pelos mesmos ou pelo gestor responsável que tenha preenchido o campo de observações na altura de registo da tarefa e selecionado a opção de visualização em placard;

 Notificações: anotações que podem ser inseridas de modo a detalhar determinados acontecimentos relativos à tarefa realizada.

Na entrada Agendas, os operadores podem visualizar as tarefas planeadas, que se encontram disponíveis, sendo que cada tarefa apresenta duas ações possíveis:

 Detalhes: permite ao operador visualizar a listagem de todas as variáveis das unidades relativas a essa tarefa, data planeada e limite de execução, sem a necessidade de iniciar o modo de registo da ronda;

 Registo: zona de registo de uma tarefa planeada, onde se encontram disponíveis os campos de preenchimento com informação relevante ao processo.

No início de execução da tarefa, esta é preenchida com a data e hora de execução (figura 34), aparecendo de seguida disponível a estrutura da ETAR que apresenta as unidades onde existem tarefas a ser realizadas. Os operadores, após preencherem os campos, poderão igualmente preencher o campo de observações se achar necessário dar conhecimento de algum tipo de informação relevante ao processo em causa, podendo essa informação ser encaminhada para o seu supervisor ou aparecer registada no placard. De seguida efetua-se o registo da tarefa. Caso a tarefa não seja concluída ou não possa ser executada, o operador indica o motivo e esta passa a deixar de ser visualizada na sua agenda. As tarefas depois de realizadas também deixam de estar presentes na agenda do operador (figura 35 e 36).

Quando no painel de operador a hora da tarefa aparece a vermelho significa que a data planeada é inferior à data do servidor, avisando, desta forma, o operador da prioridade da realização dessa tarefa. Caso o mesmo caso se verifique para a data limite, esta deixa automaticamente de se encontrar disponível para o operador.

Figura 34: Menu de data e hora da realização das tarefas

Figura 36: Menu de registo de tarefas

Caso o operador por algum motivo não possa concluir a tarefa agendada, este pode suspender a mesma, permitindo deste modo que seja preenchida mais tarde, permanecendo assim no placard no operador. Assim existe a possibilidade de voltar a abrir a ronda e continuar a efetuar o seu registo.

O NAVIATM permite a consulta, análise, correção e validação final dos dados registados durante a ronda. Estas podem ser realizadas pelos operadores através do menu consultas, onde podem selecionar o tipo de tarefa que pretendem consultar, durante um determinado período de tempo (figura 37).

Figura 37: Menu de consulta

Numa determinada infra-estrutura é possível visualizar o tipo de tarefa, sua descrição, data de execução e estado (figura 38).