Relatório Parcial PI 6

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UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO
Joel Afonso Antônio
José Rodolfo de Souza Silva 
Robson Henrique Porto
Sandra Regina de Oliveira Petronilo
Vanderlei da Silva
Wender Ferreira Silva 
Otimização do reuso da água residual de um lava jato de uma indústria sucroalcooleira.
Dracena - SP
2020
UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO
Simulação da implementação de um sistema de reuso da água residual de um lava jato de uma indústria sucroalcooleira
Relatório Técnico - Científico apresentado na disciplina de Projeto Integrador para o curso de engenharia de Produção da Universidade Virtual do Estado de São Paulo (UNIVESP).
Dracena - SP
2020
AFONSO, Joel Antônio; SILVA, José Rodolfo de Souza; PORTO, Robson Henrique; PETRONILO, Sandra Regina de Oliveira; SILVA, Vanderlei; SILVA,Wender Ferreira; 00f. Relatório Técnico-Científico (Graduação em Engenharia de Produção) – Universidade Virtual do Estado de São Paulo. Tutor: Bruno Roberto Spirandeli. Polo: Dracena, 2020.
RESUMO
Este trabalho iniciou-se com pesquisa de dados de literatura técnica, ambiental, civil e tecnológica para que com isso fosse possível à fundamentação teórica de modo geral. Buscamos com isso uma técnica de projeto e definição de um sistema que simule a aplicação, incluindo materiais e métodos para o tratamento de efluentes gerados no lava jato de uma indústria sucroalcooleira. Em relação a utilização desse sistema o objetivo básico é a redução do uso de recurso hídrico e o reuso da agua tratada, após a verificação da geração de efluente e de quantidade de produto utilizado na lavagem dos veículos, maquinas e implementemos, foi desenvolvido o dimensionamento do sistemas de tratamento de agua residuaria para fins não potáveis, proposto neste trabalho, dando assim proposições na reutilização da agua. Foi realizada uma coleta do efluente automotivo no lavador, tomando como base as condições locais e parâmetros pertinentes. O sistema simulado para tratamento proposto neste trabalho demonstrou-se satisfatório uma vez que o mesmo se tornar simples, tento em vista outros sistemas que o mercado oferece. Pretende-se com isso, que este piloto incentive o proprietário na implantação deste sistema aderindo ao reuso de agua.
O uso da água, demandada para o desenvolvimento das diferentes atividades que garantem a produtividade econômica e o bem estar social, associado a um consumo desenfreado da aguacomo se fosse um recurso abundante e infinito, resultou na escassez do recurso. A escassez de agua é uma realidade, inclusive no Brasil, tornando-se necessário desenvolver estratégias para o adequado gerenciamento desse recurso. Nesse contexto, o uso racional da água deve ser estimulado, tendo no reuso e reciclagem formas de diminuir a captação e consumo de água, favorecendo o aumento da oferta e contribuindo para a sustentabilidade. A indústria sucroalcooleira se caracteriza pelo uso intensivo de água em seus processos industriais
Até 250 palavras incluindo: breve introdução, objetivos, metodologia adotada, resultados obtidos e considerações finais. Formatação: Espaçamento simples, parágrafo único.
PALAVRAS-CHAVE: Palavra 1; Palavra 2; Palavra 3; Palavra 4.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES (opcional)
Figura 1– Brainstorm..........................................................................................	18
Figura 2– Brainstorm..........................................................................................	18
LISTAS DE TABELAS (opcional)
Tabela 1 -Alguns problemas identificados....................................................	17
Tabela 2 -Alguns problemas identificados....................................................	17
SUMÁRIO
(Fonte: Arial ou Times 12; títulos em negrito/ subtítulo sem negrito)
1. INTRODUÇÃO	1
2. DESENVOLVIMENTO	2
2.1 Problema e objetivos	2
2.2. Justificativa	2
2. 3. Fundamentação teórica	2
2.4. Aplicação das disciplinas estudadas no Projeto Integrador	3
2.5. Metodologia	3
REFERÊNCIAS	6
ANEXOS 	7
APÊNDICES 	8
Apêndice A 	8
1. INTRODUÇÃO
No Brasil, o custo elevado da água industrial, particularmente nas regiões metropolitanas, tem estimulado as indústrias nacionais a ampliar as possibilidades internas de reúso (Hespanhol, 2003). Por exemplo, no estado de São Paulo, o serviço de saneamento (água e esgoto) fornecido pela principal concessionária pode chegar a R$ 34,92 o metro cúbico (ARSESP, 2016), caso o fator de carga poluidora do efluente seja igual a um. Além dos custos relacionados com os serviços de saneamento, os benefícios inerentes à utilização de água recuperada para usos benéficos incluem a preservação de fontes de qualidade elevada, proteção ambiental e benefícios econômicos e sociais. Dessa forma, a reutilização de água não apenas no setor industrial, mas também no setor de prestação de serviços, é uma abordagem sustentável para adaptação à crescente demanda por água em grandes centros urbanos. (Garcia-Cuerva et al., 2016).
Inserido neste cenário, o serviço de lavagem de veículos apresenta-se como consumidor de grandes volumes de água, podendo se beneficiar do reúso de seus efluentes (Panizza e Cerisola, 2010). O processo padrão para lavagem de carros pode consumir até 200 L de água por veículo (Boluarte et al., 2016), ao passo que o consumo de água para a lavagem de caminhões pode variar de 350 a 900 litros por veículo, dependendo da tecnologia de lavagem utilizada (Huybrechts et al., 2002). No Brasil, considerando a frota nacional de veículos, estima-se que o volume de água mensal para lavagem de automóveis, ônibus e caminhões seja da ordem de 7 milhões de metros cúbicos por mês (Etchepare, 2012). Além do grande volume, este setor ainda apresenta a vantagem de que o efluente tem melhor aceitação por parte dos usuários pelo fato de não apresentar potencial de contaminação, comparado a esgotos domésticos e certos tipos de efluentes industriais (Lau et al., 2013). Tais características tornam bastante promissora a avaliação de métodos de tratamento para reutilização de água neste setor.
No processo de lavagem de veículos, a sujeira é removida tanto por ação física quanto química. Assim, a composição do efluente gerado pode variar de acordo com o tipo de lavagem e produtos utilizados. De acordo com Hamada e Miyazaki (2004), as principais impurezas presentes neste efluente são areia, poeira, óleo mineral, cera e surfactantes. Outros autores ainda citam a presença de graxas, desengraxantes, sais, carbono e asfalto carreados da superfície do carro (Jönsson e Jönsson, 1995), matéria orgânica e metais (Panizza e Cerisola, 2010).
Em razão do volume e da complexidade do efluente gerado, tanto do ponto de vista de proteção ambiental, como do uso racional dos recursos hídricos, o reúso de água na lavagem de veículos tornou-se assunto relevante em diversos países. Nesse sentido, legislações e diretrizes para uso da água nos processos de lavagem de veículos têm sido estabelecidas em todo o mundo. Como exemplo, pode-se citar que em Queensland, Australia, é obrigatório o uso de, no máximo, 70 litros de água em uma única lavagem de carro, e na Europa, alguns países restringem o consumo de água de 60-70 L por carro e/ou impõe um percentual de recuperação de 70-80% dá água (QWC, 2008a; 2008b; Boussu et al., 2007). Também na Bélgica, um percentual de reciclagem de 70% é necessário para que prestadores de serviço de lavagem obtenham a licença ambiental (Huybrechts et al., 2002). Atualmente, quase 15% dos lava-rápidos de carros na Bélgica já tratam o efluente gerado e reutilizam, aproximadamente, 55% do efluente tratado no processo de lavagem (Boussu et al., 2007).
No cenário nacional, a preocupação com o efluente gerado nesse ramo de atividade associado ao estresse hídrico observado em algumas regiões levou, recentemente, ao desenvolvimento de legislações que abordam essa temática. Vale ressaltar a lei 9.439 de 03/05/2010 do Estado do Espírito Santo que tornaobrigatório que os postos de combustíveis, lava-jatos, transportadoras, empresas de ônibus e locadoras de veículos, que mantêm pontos de lavagem, higienização e desengraxamento ou congêneres, instalem o sistema de tratamento e reutilização de água (Espírito Santo, 2010). Leis semelhantes a esta foram sancionadas nos estados do Rio de Janeiro em 08 de setembro de 2011 (Lei nº6.034, Rio de Janeiro, 2011), de Goiás, em 18 de agosto de 2010, modificada em 08 de março de 2012 (Lei nº 17.128 e Lei nº 17.582, Goiás, 2010; 2012) e na cidade de São Paulo, em 13 de abril de 2015 (Lei nº 16.160, São Paulo, 2015).
Tendo em vista a tendência em todo o país para que a prática do reúso possa ser adotada na atividade de lavagem de veículos, é importante o planejamento de toda a estrutura para o reúso. Além disso, devem ser aplicadas técnicas de tratamento que sejam adequadas ao efluente gerado e que ocupem pouco espaço, devido à pequena disponibilidade de área nas estações de lavagem de veículos. (Boluarte et al., 2016). Da mesma forma, é necessário que o sistema de reúso proposto apresente viabilidade econômica. Algumas tecnologias que foram propostas e testadas incluem separação por membranas de Ultrafiltração (UF) (Jonsson e Jonsson, 1995; Hamada e Miyazaki, 2004), Osmose Reversa e Nanofiltração (NF) (Brown, 2000; Boussu et al., 2007, Lau et al., 2013); oxidação eletroquímica (Panizza e Cerisola, 2010) e tratamento físico-químico (Bhatti et al ., 2010; Zaneti et al., 2011). Ainda que algumas pesquisas tenham sido feitas e distintas tecnologias testadas, os critérios de qualidade da água para lavagem de veículos não são bem estabelecidos (Zaneti et al., 2011).
A Introdução é a apresentação do assunto a ser tratado, também deve conter também o Problema a ser pesquisado.
Ao desenvolver a introdução, o grupo deve explicar o assunto que deseja:
· Desenvolver o tema
· Anunciar a ideia básica
· Delimitar o foco da pesquisa
· Situar o tema dentro do contexto geral da sua área de trabalho
· Descrever as motivações que levaram à escolha do tema
· Indicar o objeto do trabalho: O que será estudado?
O Texto do trabalho deve conter a formatação indicada neste documento: 
· FONTE, TAMANHO E COR: Times New Roman, tamanho 12 para texto, 10 para citações de mais de três linhas e de 10 para notas de rodapé; ← Cor preta
· MARGENS – superior e esquerda de 3cm; inferior e direita de 2cm.
· TÍTULOS OU SUBTÍTULOS – alinhados à esquerda, iniciando sempre uma nova página.
· PAGINAÇÃO (números das páginas) – Inferior à direita começando da introdução em algarismos arábicos (1, 2, 3....). Todas as letras dos títulos dos capítulos devem ser escritas no canto esquerdo de cada página, em negrito e maiúsculas.
· ESPAÇAMENTO ← Todo texto deve ser digitado em espaço 1,5. ← Excetuam-se: citações longas (com mais de três linhas) notas de rodapé, as Referências Bibliográficas (ou Bibliografia) e as legendas de ilustrações e tabelas, que são digitadas em espaços simples. Os parágrafos devem ser separados por uma linha em branco. Citações com mais de três linhas, fonte tamanho 10, espaçamento simples e recuo de 4cm da margem esquerda. Notas de rodapé, fonte tamanho 10.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 Problema e objetivos
Neste projeto uma empresa sucroalcooleira localizada na região da alta paulista identificou os seguintes problemas:
· Consumo excessivo de água na lavagem de veículos, maquinas e implementos da empresa;
· Água pouco tratada antes de ser destinada para o ambiente;
· Possível contaminação do solo; 
O reuso de efluentes de empreendimentos de lava-jatos para usos não potáveis, como lavagem novamente de veículos, se configura como uma das formas de reutilizar a água de forma racional e sustentável. Implantar sistemas de tratamento e reaproveitamento de efluentes nesses empreendimentos, que são expressivos consumidores de água potável, torna-se uma estratégia importante para preservação dos recursos hídricos e para priorização destes recursos para usos mais nobres, como o abastecimento humano (COELHO, 2014). Neste contexto, o principal objetivo deste estudo foi propor a simulação de implantação de um projeto de tratamento e reciclagem da água na lavagem de veículos, usando tecnologia sensorial e hidraulica.
O objetivo geral define o que se pretende atingir com o projeto.
Os objetivos específicos definem etapas do trabalho a serem realizadas para que se alcance o objetivo geral. Os objetivos podem ser: exploratórios, descritivos e explicativos.
Utilize verbos nos infinitivos para os objetivos:
· Exploratórios (conhecer, identificar, levantar, descobrir)
· Descritivos (caracterizar, descrever, traçar, determinar)
· Explicativos (analisar, avaliar, verificar, explicar)
2.2. Justificativa
Neste item, espera-se que o grupo traga as razões ou práticas que justifiquem a proposta inicial. Exemplos:
· relevância social, cultural e acadêmica;
· as contribuições da pesquisa para o local onde o projeto será desenvolvido. 
2. 3. Fundamentação teórica
As lagoas de estabilização são locais para tratamento de efluentes, por processos químicos e biológicos, com o objetivo de reter a matéria orgânica e gerar água com  qualidade para retornar ao meio ambiente. São lagoas constituídas de forma simples onde os esgotos entram em uma extremidade e saem na oposta. A matéria orgânica em forma de suspensão fica no fundo da lagoa , formando um lodo que vai aos poucos sendo  estabilizado . O processo se baseia nos princípios da respiração e da fotossíntese : as  algas existentes no esgoto na presença de luz , produzem oxigênio que é liberado através  da fotossíntese . Esse oxigênio dissolvido é utilizado pelas bactérias aeróbicas (respiração) para se alimentarem da matéria orgânica em suspensão e dissolvida presente  no esgoto. O resultado é a produção de sais minerais (alimento das algas) e de gás carbônico.  
Tem como objetivo reduzir a carga orgânica por processos biológicos naturais, controlados e otimizados, além de remover agentes patogênicos do efluente. 
Esse método se apresenta como umas das tecnologias mais simples e de baixo custo operacional, devido aos elevados valores de remoção de matéria orgânica e patógenos,  sendo empregada em todo mundo, principalmente em países em desenvolvimento onde o  clima é tropical.  
Os mecanismos envolvidos na remoção de matéria orgânica no sistema de lagoas de estabilização são resultados da simbiose que ocorre entre bactérias e algas. As bactérias facultativas utilizam a matéria orgânica como fonte de energia provocando a  decomposição da matéria orgânica. Quando esse processo é efetuado pela respiração aeróbia, as algas desempenham papel fundamental, pois são responsáveis pela produção  de oxigênio através da fotossíntese e pela remoção de nutrientes. Para que esses processos ocorram, a luminosidade e a temperatura são essenciais.  
O sistema de lagoas de estabilização pode consistir de uma única lagoa ou várias lagoas em série. Após o tratamento o efluente pode ser devolvido às águas superficiais ou reutilizado como água de irrigação se o efluente cumprir os padrões de efluentes  requeridos na legislação. 
As lagoas podem ser classificadas em: anaeróbias; facultativas (ocorrem processos aeróbios e anaeróbios); aeróbias; e maturação. 
Lagoa anaeróbia: Este tipo de lagoa se caracteriza por não apresentar oxigênio dissolvido abaixo da superfície da água. Durante o processo anaeróbio, as bactérias se desenvolvem para transformar a poluição orgânica em metano. 
Em lagoas anaeróbias, é necessário o controle de três fatores: 
Ausência de oxigênio dissolvido, Temperatura acima de 15º C e o pH entre 7,0 e 9,0. 
Lagoa Facultativa: É provavelmente a mais simples em termos de operação. Ocorre através da retenção dos esgotos ´por um período de tempo suficiente para que os  processos de estabilização da matéria orgânica se desenvolvam. 
Lagoa aeróbia: A característica da lagoa aerada é a utilização de equipamentos aeradores superficiais, para fornecer oxigênio para o meio líquido. Esses aeradores criam turbulências necessáriaspara o oxigênio contido na atmosfera garantindo assim  oxigenação para os microorganismos que estão na lagoa. 
Apesar da boa eficiência na remoção de matéria orgânica, as lagoas aeradas apresentam um efluente com qualidade insatisfatória para lançamento em corpos hídricos. Isto porque, a biomassa permanece portanto, a sair no efluente tratado. 
Sendo assim, se recomenda que seja instalada uma unidade de decantação( pode ser  uma lagoa de decantação) no qual os sólidos em suspensão possam se sedimentar. 
Lagoa de maturação: Esta lagoa é responsável principalmente pela remoção de bactérias, coliformes, vírus e ovos de helmintos. Este tipo de lagoa possibilita um polimento no efluente de qualquer dos sistemas de lagoas descritos acima ou de qualquer 
sistema de tratamento de esgotos. O principal objetivo das lagoas de maturação é a remoção de patógenos.  
As lagoas de maturação são alternativas bastante econômicas para desinfecção de efluentes. 
 Vantagens da utilização de lagoas  
A utilização dos diversos tipos de lagoa implicam algumas vantagens: Elevada eficiência de remoção de DBO e coliformes; 
Custos reduzidos de operação e manutenção; e 
Simplicidade de operação. 
  
 Desvantagens da utilização de lagoas 
As principais desvantagens são: 
Requerem grandes áreas; 
Atividade biológica afetada pela temperatura; e 
Geração de maus odores (processos anaeróbios). 
Pesquisar em fontes confiáveis como monografias, trabalhos de conclusão de cursos, artigos científicos, revistas especializadas, dissertações e teses e entre outras fontes como instituições públicas ligadas às normatizações.
A fundamentação deve ser condizente com o problema em estudo.
Busque e cite fundamentos relevantes e atuais sobre o assunto a ser estudado e demonstra o entendimento da literatura existente sobre o tema.
As citações devem estar acompanhadas com as especificações da fonte (AUTOR, ano, página). As citações e paráfrases devem ser feitas de acordo com as regras da ABNT 6023, de 2002; para as citações literais com mais de três linhas, devem ser utilizados fonte nº 10, com recuo de parágrafo 4 cm (conforme exemplo adiante).
Faz necessária a busca por alternativas para dinamizar o processo de ensino-aprendizagem em que o professor e os alunos sejam sujeitos e caminhem juntos na aventura de aprender e descobrir o novo e vejam sentido nos seus fazeres e não simplesmente no cumprimento de mais uma tarefa. A matemática, portanto, faz parte da vida e pode ser aprendida de uma maneira dinâmica, desafiante e divertida. (PILETTI, 1998, p. 102)
2.5. Metodologia
O projeto de pesquisa proposto tem caráter de pesquisa de campo. A pesquisa será desenvolvida através do levantamento e analises de dados, analise de dados, revisão bibliográficas, projeto de otimiação do reuso da agua de uma industria, assim com o estudo da viabilidade econômica, pois o mesmo diminuira o consumo de agua limpa oriunda dos recursos hidricos. Faremos um levantamento dos problemas e necessidades, como também a expectativa pelo que o projeto possa lhe trazer de retorno. Juntando todo o conhecimento teórico será realizado um projeto de otimização onde este passará por testes e modelos de controle medindo sua eficiência e eficácia. Por fim avaliaremos todos os resultados buscando a viabilidade econômica e tecnológica de todo o sistema.
Metodologia refere-se aos métodos e instrumentos adotados para a execução do projeto. Nela, espera-se que o grupo descreva os passos e as estratégias adotadas para o desenvolvimento do seu projeto integrador. 
Assim, indique as estratégias adotadas para: 
· Coleta de dados, indicando em detalhes como ela foi construída: observação, entrevista, formulário, questionário, etc.
· Análise dos dados, por exemplo, estratégias referentes à pesquisa qualitativa ou quantitativa. 
· Selecionar o contexto onde o projeto foi realizado.
· Elaborar as soluções encontradas para o problema investigado. 
	Além disso, indique também: 
· O contexto onde o projeto foi realizado;
· O perfil dos sujeitos participantes, se for o caso;
Finalmente, este é o espaço para que o leitor do seu projeto entenda em detalhes, quais foram as estratégias usadas para que os resultados fossem obtidos. 
Importante: quando se tratar de projetos desenvolvidos junto à menores, não são permitidas a inclusão de fotos dos mesmos, sem a autorização dos pais ou responsáveis. 
REFERÊNCIAS
BOYER, C. B.; UTA, C. M.. História da Matemática [Trad. Helena Castro]. 3 ed. São Paulo: Blucher, 2012.
D’AMBRÓSIO, U..Educação Matemática: da teoria à prática. 23. ed. Campinas: Papirus, 2012.
KUBO, O.; BOTOMÉ, S.. Ensino e aprendizagem: uma interação entre dois processos comportamentais. Interação, v.5, p.123-32, 2001.
HART-DAVIS, A.. O Livro da Ciência. 2. ed. São Paulo: Globo, 2016.
PILETTI, C.. Didática geral. São Paulo: Ática, 1995.
RIBEIRO, J. L. P.. Áreas e Proporções nas Superquadras de Brasília Usando o Google Maps. Revista do Professor de Matemática. Rio de Janeiro, n. 92, p. 12-15, jan-abr. 2017.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14724: Informação e documentação. Trabalhos Acadêmicos - Apresentação. Rio de Janeiro: ABNT, 2002.
SEVERINO, A. J..Metodologia do trabalho científico. 22. ed. rev. e ampl. São Paulo: Cortez, 2002.
O trabalho deverá ser redigido conforme recomendações das Diretrizes para confecção de teses e dissertações da Universidade de São Paulo, disponíveis em: http://www.teses.usp.br/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid=67
ANEXOS (opcional)
(Materiais coletados por meio de pesquisas em diversas fontes)
Você pode anexar qualquer tipo de material ilustrativo, tais como tabelas, lista de abreviações, documentos ou parte de documentos, resultados de pesquisas, etc.
APÊNDICES (opcional)
(Apêndices são criações do autor ou grupo de autores)
Apêndice A –