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Dissertação de Mestrado em Engenharia do AmbienteDepartamento de Ambiente e Ordenamento
Universidade de AveiroDezembro 2009
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de
Efluentes Agrícolas
Realização: Ricardo SantosOrientação: Dr. Peter Roebeling
Co-Orientação: Prof. Dr. Luís Arroja
Índice
• Introdução
• Constructed Wetlands
• Objectivo
• Abordagem
• Resultados dos modelos
• Aplicação dos modelos ao caso de estudo
• Discussão e conclusão
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Introdução
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Actividade agrícola
Escorrências com nitratos
Redução da poluição
Tratamento da poluição
Constructed Wetlands
Constructed Wetlands (CW)
• Sistemas concebidos para simular as condições naturais de
interacção física, química e biológica entre o efluente e o
ecossistema
• O sistema de tratamento consiste em fazer passar o efluente, em
fluxo horizontal e/ou vertical, por um meio poroso que se designa
por leito onde se desenvolvem as macrófitas
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Constructed Wetlands (CW)
• Capacidade de remoção da carga poluidora da água
• Preservação e conservação da biodiversidade
• Manutenção do equilíbrio de CO2
• Boa integração paisagística e estética
• Baixos custos de construção e de operação & manutenção
• Boas taxas de remoção de nutrientes
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Objectivo
Estimar funções de Custos de Construção (CC) e de Custos de
Operação & Manutenção (COM) de uma CW para o
tratamento das escorrências agrícolas em água superficiais
com o fim
de avaliar os custos que permitam atingir uma qualidade da
água estipulada pelo Decreto-Lei n.º236/98 , aplicado ao
rio Cértima na Bacia Hidrográfica do rio Vouga (BHV).
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Abordagem
• Definição de custos
• Modelos na literatura
• Cálculos de CC e de COM
• Analise estatística
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Abordagem – Definição de Custos
Baseado na literatura, nomeadamente, nos estudos da base de dados e em Borboudaki et al. (2005) e Söderqvist (2002), dividem-se os custos em dois tipos:
Custos de Construção (CC) Custos de Operação & Manutenção (COM)
Construção civil Despesas com energia
Aquisição e movimentação geral de terras Salário dos operadores
Implementação da rede de drenagem Pesquisas laboratoriais
Construção de acessos e pavimentos Análises laboratoriais
Construção do leito de macrófitas Manutenção do leito de macrófitas
Aquisição e implementação do equipamento electromecânico e
hidromecânico
Manutenção do equipamento electromecânico e hidromecânico
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Abordagem – Modelos na literatura
• Byström (1998)
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• Söderqvist (2002)
• Nogueira et al. (2007)
onde c1, c2 e c3 são os coeficientes dos modelos a estimar e A é a área em ha.
onde c1 e c2 são os coeficientes dos modelos a estimar e A é a área em ha.
onde c1, c2 e c3 são os coeficientes dos modelos e Hab é o eq. populacional.
Abordagem – Modelos na literatura
•
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Abordagem – Cálculo de CC e de COM
1º) Índice de Deflação (ID) para o ano de estudo:
onde TI é a taxa de inflação
2º) Actualização do montante para o ano de referência:
onde V é o valor do montante e ID o Índice de Deflação
3º) Dedução do montante em Euros:
onde V é o valor do montante e TC a Taxa de Câmbio
Abordagem – Cálculo de CC e de COM
4º) Anualização do montante (€/ano):
onde CC são os custos de construção, V é o valor do montante (em € para o ano de referência), r a taxa de desconto e n o tempo de vida útil da CW
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Abordagem – Análise estatística
• Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) suportado no programa Econometrical Views 2.0 for Windows.
• Selecção dos modelos : -Método visual/gráfico -Avaliação da qualidade da regressão :Prob, R2 e
R2-Ajustado
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Resultados dos modelos para CC Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Resultados dos modelos para CC Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
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Resultados dos modelos para COM Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Resultados dos modelos para COM Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Unidades Hidrológicas Homogéneas (UHH):
Alto Vouga: UHH-4 – Cabeceiras
Médio Vouga: UHH-3 Médio Vouga Direito e UHH-2 Médio Vouga Esquerdo
Baixo Vouga: UHH-5 Baixo Vouga Norte e UHH-1 Baixo Vouga Sul
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga - Ocupação de solo
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• A maior predominância de terrenos agrícolas verifica-se na UHH-2
• Os espaços florestais dominam a ocupação de solo na BHV
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga – Principais fontes de poluição
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
É portanto, notória a forte contribuição da poluição de origem difusa na BHV.
A zona onde se verifica uma maior contaminação difusa é na UHH-2
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga – Zona vulnerável
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• Directiva 91/676/CEE (Directiva Nitratos) relativa à protecção das águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola.
• Consideram-se 16 zonas vulneráveis, 8 em Portugal Continental.
• Uma dessas ZV é a ZV de Aveiro (ZV-2).
• Esta ZV-2 está inserida na UHH-2.
• Faz sentido estudar soluções com vista à diminuição da concentração de nitratos nos meios hídricos provenientes da actividade agrícola no rio Cértima de acordo com a Directiva Nitratos e o Decreto Lei n.º 236/98
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga – rio Cértima
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
É então possível determinar a quantidade de água necessária a tratar pela estação de macrófitas - M3 (em m3) para melhorar a qualidade da água (NO3
entrada, em kg NO3/m3) até atingir a concentração de nitratos recomendada pela legislação (NO3
saída, em kg NO3/m3)
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga – rio Cértima
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Substituindo e efectuando o cálculo, obtém-se a quantidade de água a tratar para atingir o referido objectivo: 65 000 m3/dia
Aplicação dos modelos ao Caso de Estudo
Bacia Hidrográfica do rio Vouga – rio Cértima
Custos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
Recorrendo aos modelos estimados, sabendo a quantidade de água necessária a tratar, é possível determinar os CC e os COM para a CW com o objectivo de cumprir os requisitos do DL n.º 236/98
Discussão e ConclusãoCustos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• A análise demonstra que este tipo de estimativas fornece uma ferramenta com capacidade e engenho de prognosticar os CC e COM de uma CW para tratamento de águas superficiais
• Tanto os CC como os COM são melhor representados por um modelo linear e por um modelo quadrático
• É necessário uma CW com capacidade de tratamento de quase 65000 m3/dia para atingir a qualidade da água requerida, com um CC estimado entre 1,9 e 3,2 milhões de €/ano e um COM estimado entre 0,61 e 0, 87 milhões de €/ano.
Discussão e ConclusãoCustos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• Os CC/m3 correspondem a um intervalo de 0,08 a 0,15 €/m3 de água tratada pela CW. Relativamente aos COM o intervalo obtido neste estudo está entre 0,03 e 0,04 €/m3.
• Söderqvist (2002) e Byström (1998) apresentam valores de CC de 0,05 €/m3 e 0,06 €/m3 respectivamente.
• Nogueira et al. (2007) apresenta um valor de 0,11 €/m3 para os CC
• Relativamente aos COM nenhum dos autores determina uma estimativa
Discussão e ConclusãoCustos de uma Estação de Macrófitas para Tratamento de Efluentes Agrícolas
Ricardo Santos
• Ao variar a taxa de desconto, os custos de construção variam proporcionalmente e ao modificar o tempo de vida útil da estação verifica-se uma variação inversamente proporcional nos custos de construção.
• Para além do valor económico do tratamento da qualidade da água, a CW fornece um valor ambiental inqualificável na manutenção da biodiversidade promovendo a conservação de habitats
• A conciliação destas técnicas de tratamento com a redução da poluição é essencial (Código de Boas Praticas Agrícolas)
• A adaptação de uma nova tecnologia à remoção de nutrientes provenientes da actividade agrícola não deve servir para incentivar o aumento das emissões da carga poluente.
• É então fundamental desenvolver, divulgar e aplicar politicas económicas concebidas e desenhadas para controlar a poluição agrícola de origem difusa com uma perspectiva sustentável e responsável.
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