Modelos de simulação hidrológica que informam decisões políticas são difíceis de interpretar corretamente.

Por Marianne Stein

Publicado em 15 de setembro de 2019

Embora tecnologias tornaram os modelos com interface gráfica mais acessíveis, podem surgir problemas se eles forem usados por modeladores inexperientes.

modelagem hidrológica

Figura 1: Modelos hidrológicos que simulam sistemas naturais podem ajudar a prever e gerenciar recursos hídricos. Fonte: California Department of Water Resources, Climate Change in California Fact Sheet.

Os modelos hidrológicos que simulam e preveem o fluxo de água são usados para estimar como os sistemas naturais respondem a diferentes cenários, como mudanças no clima, uso da terra e manejo do solo. O resultado desses modelos pode informar decisões políticas e regulatórias sobre práticas de gestão da água e da terra.

Modelos numéricos tornaram-se cada vez mais fáceis de empregar com os avanços da tecnologia e software de computadores com interface gráfica do usuário (GUI). Embora essas tecnologias tornem os modelos mais acessíveis, podem surgir problemas se eles forem usados por modeladores inexperientes, diz Juan Sebastian Acero Triana, estudante de doutorado no Departamento de Engenharia Agrícola e Biológica da Universidade de Illinois.

Acero Triana é o principal autor de um estudo que avalia a precisão de um modelo numérico comumente usado em hidrologia.

Os resultados da pesquisa mostram que, mesmo quando o modelo parece ser adequadamente calibrado, seus resultados podem ser difíceis de interpretar corretamente. O estudo, publicado no Journal of Hydrology, fornece recomendações sobre como ajustar o processo e obter resultados mais precisos.

A precisão do modelo é importante para garantir que as decisões políticas sejam baseadas em cenários realistas, diz Maria Chu, coautora do estudo. Chu é professora assistente de engenharia agrícola e biológica na Faculdade de Ciências Agrárias, do Consumidor e do Ambiente e na Faculdade de Engenharia Grainger da Universidade de Illinois.

“Por exemplo, você pode estimar os impactos do clima futuro na disponibilidade de água nos próximos 100 anos. Se o modelo não estiver representando a realidade, você tirará conclusões erradas. E conclusões erradas levarão a políticas erradas, que podem afetar muito as comunidades que dependem do suprimento de água ”, afirma Chu.

O estudo se concentra no modelo de Avaliação de Solo e Água (SWAT), que simula a circulação da água, incorporando dados sobre o uso da terra, solo, topografia e clima. É um modelo popular usado para avaliar os impactos das práticas de gestão do clima e da terra nos recursos hídricos e na movimentação de contaminantes.

Os pesquisadores conduziram um estudo de caso na bacia hidrográfica experimental do reservatório de Fort Cobb (FCREW), em Oklahoma, para avaliar a precisão do modelo. O FCREW serve como um local de teste para o Serviço de Pesquisa Agropecuária dos EUA (USDA-ARS) e o Serviço Geológico dos EUA (USGS); assim, já estão disponíveis dados detalhados sobre fluxo, reservatório, água subterrânea e topografia.

O estudo associou o modelo SWAT a outro modelo chamado MODFLOW, Modelo Modular de Fluxo por Diferenças Finitas, que inclui informações mais detalhadas sobre os níveis e fluxos das águas subterrâneas.

“Nosso objetivo era determinar se o modelo SWAT por si só pode representar adequadamente o sistema hidrológico”, diz Acero Triana. Descobrimos que não é esse o caso. Realmente não pode representar todo o sistema hidrológico. ”

De fato, o modelo SWAT produziu 12 iterações de movimento da água que pareciam aceitáveis. No entanto, quando combinado com o MODFLOW, ficou claro que apenas alguns desses resultados representavam adequadamente o fluxo das águas subterrâneas. Os pesquisadores compararam os 12 resultados do SWAT com 103 diferentes iterações de águas subterrâneas do MODFLOW, a fim de encontrar uma representação realista dos fluxos de água na bacia hidrográfica.

A obtenção de vários resultados diferentes, que parecem igualmente corretos, é chamada de “equifinalidade”. A calibração cuidadosa do modelo pode reduzir a equifinalidade, explica Acero Triana. A calibração também deve ser capaz de levar em conta as limitações inerentes na maneira como o modelo é projetado e como os parâmetros são definidos. Em termos técnicos, deve levar em consideração a inadequação do modelo e suas limitações.

No entanto, modeladores inexperientes podem não entender completamente os meandros da calibração. E devido às restrições inerentes ao SWAT e ao MODFLOW, o uso de métricas de apenas um modelo pode não fornecer resultados precisos.

Os pesquisadores recomendam o uso de um modelo de combinação chamado SWATmf, que integra os processos SWAT e MODFLOW.

“Este artigo apresenta um estudo de caso que fornece diretrizes gerais sobre como usar modelos hidrológicos”, diz Acero Triana. “Mostramos que para realmente representar um sistema hidrológico, você precisa de dois modelos de domínio. Você precisa representar os processos de superfície e sub-superfície que estão ocorrendo.”

As diferenças nos resultados podem ser pequenas, mas com o tempo o efeito pode ser significativo, ele conclui.

O artigo, “Beyond model metrics: The perils of calibrating hydrologic models” é publicado no Journal of Hydrology.

Os autores incluem Juan S. Acero Triana, Maria L. Chu e Jorge A. Guzman, Departamento de Engenharia Agrícola e Biológica, Faculdade de Ciências Agrárias, Consumidor e Ambiental e Grainger College of Engineering, Universidade de Illinois, e Daniel N. Moriasi e Jean L. Steiner, USDA-ARS Grazinglands Research Laboratory, Oklahoma.

O financiamento para a pesquisa foi fornecido pelo Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do USDA (NIFA).

Para maiores informações, acesse:

https://aces.illinois.edu/news/hydrologic-simulation-models-inform-policy-decisions-are-difficult-interpret-correctly-4

Tags: Gestão de Recursos Hídricos, Hidrologia, Água, Chuvas, Mudanças Climáticas, Engenharia, Modelagem Ambiental, Tecnologias de Águas, Modelagem Numérica, Enchente, Inundação, Enxurrada, Alagamento, Modelagem Hidrológica.

Inovação diante da escassez de água

Por Robert C. Brears para Mark and Focus
Publicado em 19 de setembro de 2017

A água de Melbourne está sob pressão do crescimento populacional, bem como dos impactos das mudanças climáticas. Em 2028, prevê-se que a demanda por água possa ultrapassar a oferta com o melhor cenário, vendo a cidade enfrentar uma crise da água dentro de 50 anos.

As quatro companhias de água de Melbourne – City West Water, South East Water, Yarra Valley Water e Melbourne Water – inovam de forma proativa diante da escassez de água para alcançar a segurança geral da água..

Medição Digital de Água

A City West Water, South East Water e Yarra Valley Water estão trabalhando juntos para explorar a viabilidade de atualizar o sistema de medidor de água existente de Melbourne para medidores de água digitais. Os medidores de água digitais oferecem inúmeros benefícios para utilitários e clientes, incluindo a capacidade de detectar rapidamente vazamentos dentro da propriedade do cliente e na rede de água mais ampla. Os medidores digitais também fornecem aos clientes informações oportunas para que possam tomar decisões informadas sobre o uso da água. No final de 2017, as três responsáveis decidirão se a atualização ocorrerá com uma decisão baseada em:

  • Pesquisa do cliente: entendendo as opiniões dos clientes sobre os benefícios que os medidores digitais fornecerão;
  • Ensaios tecnológicos: novas tecnologias de medição e comunicação estão sendo realizadas;
  • Implicações financeiras: determinando se os contadores digitais são viáveis sem impactar as carteiras dos clientes;
  • Apoio da Comissão de Serviços Essenciais: regulador independente da indústria para os serviços de água.
Banco de Dados de Água  

City West Water e a Yarra Valley Water estão trabalhando com outros serviços de água em toda a Austrália para desenvolver uma ferramenta de benchmarking online – o “Compare Water”. Esta ferramenta gratuita permite que os clientes das empresas City West Water e Yarra Valley Water avaliem seu consumo de água em empresas similares da mesma indústria. Até agora, os dados foram coletados de mais de 3.000 usuários de água de todo o país, com dados de eficiência de água criados para mais de 40 setores da indústria. Para usar a ferramenta, as empresas simplesmente vão ao site Water Compare, indicam sua indústria, inserindo seu código e seu uso de água.

benchmarking

Fonte: Mark and Focus.
Negociação da Água da Chuva  

A South East Water está atualmente envolvida na criação de designs urbanos sensíveis à água na reconstrução na área de Fishermans Bend, região na Austrália em redesenvolvimento, da qual inclui 80 mil moradores em novos apartamentos e moradias e 60 mil postos de trabalho. Os prédios na área são obrigados a instalar tanques de água da chuva para controle de inundações e também serão fornecidos com água reciclada de uma usina de mineração de esgoto operada pela South East Water. Essa situação potencialmente cria um conflito entre a disponibilidade da água de chuva “livre” que passa a ficar reservada nos tanques de água e a mina de esgoto, da qual será cobrada pela South East Water.

Uma solução para gerenciar este conflito é criar alocações dentro de cada tanque de água de chuva atribuído a cada residente para negociação desse volume. A água contida dentro poderia potencialmente ser usada ou negociada pelo residente com registro das operações utilizadas pela South East Water para calcular o volume de água reciclada usada para cobrança. Para investigar isso ainda mais, a South East Water apresentou o projeto para avaliar a viabilidade dessa idéia.

Geração de Mini-Hidrelétrica  

Para reduzir as pressões entre a relação água-energia, a Melbourne Water instalou cinco novas usinas de energia hidrelétrica em toda a rede, com cada planta entregue em unidades pré-montadas e autônomas que podem ser colocadas em linha rapidamente. Os pacotes de plantas de energia são colocados adjacentes às instalações de armazenamento de água existentes, fornecendo mais de 5.100 megawatts-hora de energia por ano, o suficiente para alimentar cerca de 1.048 casas. Isso evitará mais de 5.600 toneladas de emissões de carbono por ano, o que equivale a retirada de 2.165 carros da estrada.

Com a Melbourne Water já instalando sete mini-sistemas hidrelétricos em 2008-2010, o sistema gerará mais de 69.500 megawatts-hora de energia por ano através de geração hidrelétrica, sendo energia suficiente para mais de 14.100 lares. Em geral, os 12 sistemas evitarão mais de 75.800 toneladas de emissões de dióxido de carbono por ano, o equivalente a tomar mais de 29.200 carros da estrada. Com base no consumo de eletricidade do ano passado nas operações de abastecimento de água, isso seria 13.413 MWh mais do que consumido, permitindo que Melbourne Water alimente a eletricidade na rede de eletricidade.

Para maiores informações, acesse:

http://markandfocus.com/2017/09/19/innovation-in-the-face-of-water-scarcity/

Tags: Água, Escassez Hídrica, Mudanças Climáticas, Tecnologia, Modelagem da Água, Modelagem Ambiental, Tecnologias de Águas, Modelagem Numérica, Cidades Inteligentes

Mineradoras tem 5 dias para comprovar apresentação de plano de emergência

Adaptado de Oeco.org.br
Publicado em 28 janeiro de 2016
Termina na próxima semana, dia 1 de fevereiro, o prazo para as mineradoras apresentarem o comprovante de entrega do Plano de Ação de Emergência de Barragem de Mineração para as prefeituras e Defesa Civil de estados e municípios. O prazo foi determinado pelo Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), que regulamenta o setor de mineração.
Barragem Samarco
Distrito de Bento Rodrigues, Município de Mariana, Minas Gerais, completamente destruído pelo tsunami de rejeitos que se desprenderam da barragem. Foto: Rogério Alves/TV Senado.
Caso as mineradoras descumpram o prazo, o órgão poderá interditar as atividades nas barragens e impor sanções administrativas. As barragens só voltarão a funcionar mediante a comprovação da entrega do plano de ação de emergência.
Desde 2013, com a publicação da Portaria nº 526 do DNPM, as mineradoras são obrigadas a entregar cópias físicas de seus planos de emergência. Porém, poucas cumpriram com essa exigência até o momento. Esse plano informa os procedimentos que serão seguidos pelos operadores de barragens e pelas autoridades públicas em caso de emergência.

Para maiores informações, acesse:

http://www.oeco.org.br/noticias/mineradoras-tem-15-dias-para-apresentar-plano-de-emergencia/
Tags: Rompimento de Barragem, Alagamento, Inundações, Propagação de Onda de Cheia, Gestão de Barragens, Plano de Ação de Emergência de Barragem, Mineração, DNPM

Novo robô “come” poluição e gera energia enquanto navega.

Por David Nield para Scince Alert
Publicado em 13 denovembro de 2015

A última novidade e potencialmente revolucionário de tecnologia robótica vem da Universidade de Bristol, no Reino Unido, onde os acadêmicos desenvolveram o Row-Bot: coloque-a em água e a pequena máquina pode limpar a poluição e gerar eletricidade a partir dele ao mesmo tempo. Row-Bot flutua na superfície da água e é alimentado por um pequeno estômago artificial que funciona em bactérias.

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Robô limpa água e gera energia enquanto navega (Imagem: Scince Alert)

Por produzir energia a partir da água suja, o robô pode manter-se nadando enquanto executa o processo de limpeza da água, e um dia ele pode ser uma ferramenta extremamente útil na luta para limitar nosso impacto sobre o ambiente que nos rodeia.

“O trabalho mostra um passo crucial no desenvolvimento de robôs autônomos com capacidade de se auto alimentar energeticamente por longo prazo”, descreve o relatório dos autores, que dizem que o besouro barqueiro foi uma inspiração para seu design.

A chave para o funcionamento do robô é o combustível da célula microbiana (MFC – Microbial Fuel Cell) que atua no seu sistema digestivo: micróbios digerem bactérias na água e produzem elétrons como resultado, dos quais podem ser usados como energia. Desta forma, o Row-Bot pode felizmente remar em torno da sua própria comida e sem ter que depender de uma fonte de energia externa ou uma parada para reabastecimento.

Enquanto esta é apenas uma prova de conceito, nesta fase os pesquisadores estão esperançosos que seu projeto possa ser desenvolvido e adaptado para uso generalizado.

“A energia gerada foi mostrado para exceder a energia necessária para reabastecer,” explica o relatório. “É a primeira aplicação robótica prática usando um único MFC e, como tal, demonstra o potencial da tecnologia como uma fonte de energia … Este trabalho demonstra um sistema adequado para robôs que operam de forma autônoma por longos períodos no ambiente e apresenta muitos caminhos para desenvolvimento.”

Como o relatório aponta, uma das principais inovações no design da Row-Bot é a forma como os elétrons são enviadas diretamente para a bateria em vez de exigir uma outra reação química em primeiro lugar – isso melhora a eficiência dos sistemas internos do robô suficiente para que ele seja capaz de impulsionar-se através da água sem ajuda. Na verdade, há um pouco de energia de sobra que poderia ser usada em outro lugar.

Vai levar um tempo para que o Row-Bot seja implantado para limpar a poluição de esgotos, mas é um desenvolvimento promissor na área de robótica autônoma que pode reabastecer-se por si só. O mesmo conceito poderia eventualmente ser usado para robôs móveis em terra e no ar também.

 

Para maiores informações, acesse:

http://www.sciencealert.com/this-new-robot-eats-water-pollution-and-produces-electricity-as-it-swims
Tags: Recursos Hídricos, Energia, Poluição, Despoluição, Tecnologia, Robótica, Saneamento

Nova turbina feita com impressora 3-D da GE congela água do mar para torná-la potável.

Por Fastcoexist.com
Publicado em 12 de novembro de 2015

A dessalinização é geralmente proibitivamente cara. Agora existe uma solução muito mais barata para cidades com escassez de água.

Até 2016, se você vive em San Diego, estado da Califórnia, você vai estar bebendo água do mar. Todos os dias, a nova usina de dessalinização vai transformar até 54 milhões de litros de água do mar em água doce como um seguro contra a seca contínua. Mas não é uma solução que pode facilmente se espalhar em outros lugares, apesar do fato de que grande parte da população da Califórnia e outros lugares afetados pela seca moram perto da costa. A usina custa US$ 1 bilhão para ser construida.

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Turbina feita com impressora 3-D promete baratear os custos com dessalinização (Imagem: GE)

Um novo design da GE, revelado no Festival de Inovação Fast Company, é muito menor e transportável – e muito mais barato. Usando turbinas a vapor geradas em impressora 3-D, uma versão em miniatura das máquinas que giram em usinas de energia, a nova tecnologia envia a água do mar através de um looping de hiper-resfriamento que a congela. O sal vem naturalmente para fora, e o resultado é água potável.

O processo utiliza cerca de oito vezes menos energia do que os processos convencionais de dessalinização, onde a água é evaporada através do calor. “Congelar a água não é uma nova abordagem, mas a economia não tem sido grande porque a recuperação de água tem sido tipicamente muito baixa”, diz Vitali Lissianski, um engenheiro químico no Laboratório de Sistemas de Energia da GE. “Acreditamos que com a abordagem única que estamos tomando para congelar a água através da nossa mini-turbina, toda a água poderia ser tratada.”

Usando drasticamente menos energia também significa custos muito mais baixos; a empresa estima que poderia ser até 20% mais barata. E isso pode ser o suficiente para espalhar a tecnologia de forma mais ampla e fornecer uma solução mais viável para a seca. “Para 97,5% da população a dessalinização é praticamente inacessível por que o sistema ainda é muito caro e difícil de se implementar em larga escala”, disse Lissianski em um comunicado. “Ao colocar a dessalinização ‘no gelo’, nós esperamos mudar essa dinâmica.”

Para maiores informações, acesse:

http://www.fastcoexist.com/3053467/ges-new-3-d-printed-turbines-freeze-seawater-to-make-it-drinkable
Tags: Seca, Tratamento de Água, Dessalinização, Mudanças Climáticas, Gestão Hídrica, Abastecimento de Água, Disponibilidade de água

França aprova lei do telhado verde

Por AENews

telhado verde

A França continua a fazer manchetes verdes ultimamente … turbinas eólicas da Torre Eiffel, as turbinas de vento em forma de árvore que estão sendo instaladas em Paris, e agora uma nova lei que empolga e dá a certeza detrazer um enorme impacto ambiental nos centros urbanos. Todo novo edifício comercial na França deverá cumprir um requisito novo edifício; o telhado tem de ser pelo menos parcialmente coberto por painéis solares ou plantas. Ambientalistas haviam originalmente sugerido que 100% da cobertura fosse “verde”, mas o governo limitou o âmbito de aplicação da lei para incluir apenas edifícios comerciais. Em um esforço para torná-la menos onerosa para as empresas, os telhados também só tem que ser parcialmente verde.

Ecologistas dizem telhados verdes têm muitos benefícios, incluindo um efeito de isolamento que ajuda a reduzir a energia necessária para o aquecimento e arrefecimento de verão inverno, e retenção de águas pluviais que ajuda a reduzir os problemas de escoamento e inundações. Telhados verdes também fomentar a biodiversidade através da criação de um excelente lugar para abrigo de aves dentro dos ambientes urbanos. À medida que mais estudos mostram os benefícios financeiros e ambientais dos telhados verdes, esperamos que este tipo de lei torna-se cada vez mais comuns em outros países.

Fonte: AENews
http://www.alternative-energy-news.info/france-green-rooftop-law

 

Tags: Planejamento de Recursos Hídricos, Inundações, Águas de Chuvas, Escoamento Superficial, Runoff, Energia, Bacias Hidrográficas, Gestão Hídrica

Água & Energia : A falta de planejamento escancara a situação atual.

Por Felipe Odreski
M. Sc. e Eng. Sanitarista e Ambiental
Especialista em Hidráulica e Hidrologia Aplicada

Não bastando vivenciar um conturbado momento político que segue uma série de escândalos de corrupção dentro do atual governo e na principal estatal petrolífera brasileira, a Petrobras, e que leva a população às ruas devido ao descrédito com suas figuras políticas, o Brasil vive um momento histórico de seca em alguns Estados. Com forte atuação na região sudeste do país, a baixa disponibilidade hídrica vem levando racionamento e espalhando consequências para várias cidades, incluindo a maior metrópole do continente sul americano: São Paulo.

Em meio a período eleitoreiro, a crise hídrica imposta ao país foi mascarada por meses pelo governo visando não acarretar em perda de votos nas últimas eleições. Dessa forma, juntamente com a falta de planejamento e investimentos em infraestrutura hídrica, somaram-se as ações tardias de remediação da gravíssima situação dos reservatórios. Mesmo alcançando níveis inferiores a 10% de sua capacidade em alguns reservatórios, o Governo de São Paulo agiu instalando novos sistemas de bombeamento para ofertar a sua população água das camadas mais inferiores do chamado Sistema Cantareira. Ainda sem saber as consequências que a retirada do nomeado “volume morto” do Cantareira pode acarretar para o meio ambiente, a conclusão de um novo projeto visando ampliar o atual sistema de armazenamento, coleta, transporte, tratamento e oferta de água só se faz possível em anos, não atendendo a atual demanda econômica e social.

Falando sobre um período de seca extremo e muito preocupante dentro do país, coloca-se também em cheque a capacidade do Brasil em ofertar energia necessária para sua população. A fonte de geração de energia brasileira é baseada em seus recursos hídricos, onde cerca de 75% do total da energia produzida acontece por meio de hidrelétricas. O resultado de tudo isso é conhecido como o efeito cascata.

Vivendo a eminência de uma outra crise energética, o governo brasileiro imprimiu novas tarifas de energia que exprimem um aumento em torno de 30% na conta de cada residência brasileira. Ainda assim, o governo lançou na segunda dezena de março de 2015 um programa educativo em rádio, televisão e internet que objetiva incentivar a consciência ecológica e o uso racional de energia.

A verdade é que a situação mostra a fragilidade atual do país frente a períodos de estiagem e a necessidade de um planejamento sólido na gestão de seus recursos hídricos e na matriz energética brasileira que deve se diversificar procurando novas fontes para geração de energia.

seca

Fonte da imagem: ultimosegundo.ig.com.br