Curso de capacitação: Hidrologia e hidrometria em

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SETOR DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DHS - PPGERHA
Título do Projeto: Demanda para Consolidação, Ampliação e Criação de Laboratórios
do DHS / PPGERHA (2009).
1. ENTIDADE PROPONENTE
Departamento de Hidráulica e Saneamento (DHS) e Programa de Pós-Graduação em Engenharia de
Recursos Hídricos e Ambiental (PPGERHA), integrantes do Setor de Tecnologia (TC), da Universidade
Federal do Paraná (UFPR).
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
Capacitação e aperfeiçoamento dos alunos de graduação, pós-graduação e técnicos de nível médio no
projeto, implantação, operação e manutenção de sistemas de monitoramento hidro-ambiental, bem como na
produção, tratamento e análise de dados, visando a gestão do saneamento ambiental e dos recursos hídricos.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Ampliar o Laboratório de Engenharia Ambiental;

Adequar e Ampliar o Laboratório de Sedimentometria;

Criar o Laboratório de Monitoramento Eletrônico;

Ampliar o Laboratório de Mecânica dos Fluidos e Hidráulica;

Adequar e Ampliar Criar o Laboratório de Pilotos de Saneamento Ambiental;

Equipar o Laboratório de Hidrologia e Estudos Energéticos.
1
3. HISTORICO E COMPETÊNCIA
Em 1959, a Universidade Federal do Paraná – UFPR, por iniciativa do Pedro Viriato Parigot de
Souza, fundou um centro de hidráulica, que foi posteriormente denominado Centro de Hidráulica e
Hidrologia Professor Parigot de Souza – CEHPAR, atualmente laboratório integrante do Instituto de
Tecnologia para o Desenvolvimento – LACTEC. Desde a sua criação o CEHPAR vem atuando nas áreas de
Hidráulica e Hidrologia e sua experiência e capacitação estão atestadas pela vasta produção técnica de seus
profissionais e pelos serviços prestados ao longo de sua existência.
Em 1986, o CEHPAR iniciou, formalmente, o seu apoio à atividade de formação em nível de pósgraduação, patrocinando o curso de Mestrado da UFPR, em Engenharia Hidráulica, com áreas de
concentração em Obras Hidráulicas, Recursos Hídricos. Atualmente, o Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental (PPGERHA) também abrange a área de concentração em
Engenharia Ambiental. Em 1998 o PPGEHRA passou a ministrar cursos de curta duração que visam
proporcionar aos profissionais das áreas de recursos hídricos e técnicos afins uma oportunidade de
aprendizagem e atualização do conhecimento. Tendo recebido graduação 4, na avaliação da CAPES, por
dois triênios seguidos (2001-2003 e 2004-2006) o PPGERHA busca, atualmente, a sua consolidação como
Programa de Doutorado.
O Laboratório de Engenharia Ambiental Prof. Francisco Borsari Netto – LABEAM, integrante do
Departamento de Hidráulica e Saneamento (DHS), tem atendido desde 2003, diversos grupos de pesquisa de
diversos setores da UFPR. Dentre eles o Setor de Ciências Exatas (Programa de Pós-Graduação em
Química), Setor de Ciências Biológicas (Programa de Pós-Graduação em Zoologia) e Setor de Ciências
Agrárias (Programa de Pós Graduação em Produção Vegetal), além de vários grupos de pesquisa do próprio
PPGEHRA. Da comunidade externa tem atendido grupos de pesquisa do Centro Universitário Positivo –
UNICENP. O LABEAM atua nas seguintes áreas:

Análises de parâmetros físico-químicos de qualidade da água superficial e sub-superficial;

Análises de parâmetros microbiológicos de qualidade da água superficial e sub-superficial;

Análises de parâmetros físico-químicos para a avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de
águas residuárias e de lodo de esgoto.
A regulamentação do uso da água, um recurso natural limitado, dotado de valor econômico e de
utilização cada vez mais intensa, coloca uma nova realidade em termos de gestão dos recursos hídricos no
Brasil. Tendo-se definido que o uso da água depende de outorga pelo Estado, torna-se necessário ao órgão
outorgante dispor de meios consistentes para o gerenciamento de todo o processo. As demandas pelo uso da
água tendem a crescer e a impactar na quantidade e qualidade dos recursos hídricos disponíveis, gerando
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conflitos de interesse a serem administrados com base na técnica e na legislação. Um dos maiores problemas
neste gerenciamento é a falta de dados para uma tomada racional de decisão. A coleta e análise adequadas de
dados hidrométricos e de qualidade de água fornecem informações mais seguras para a avaliação e
planejamento do uso múltiplo da água.
Assim, neste sentido, a formação e treinamento de pessoal técnico de entidades públicas, que serão
responsáveis pelo acompanhamento e implementação dos Instrumentos de Gestão de Recursos Hídricos
(enquadramento, outorga, cobrança, sistema de Informações e seus respectivos impactos nos Planos de
Bacia), e privadas voltadas ao monitoramento, assume um papel importante na gestão dos recursos hídricos.
Um levantamento da necessidade de treinamento de pessoal, principalmente de profissionais de nível médio,
em instituições e empresas ligadas ao uso e gestão dos recursos hídricos, identificou preliminarmente uma
demanda total de cerca de 80 vagas, apenas para o estado do Paraná, notadamente nas empresas SANEPAR,
SUDERHSA, IAP e COPEL.
4. JUSTIFICATIVA
4.1. ADEQUAÇÃO DOS LABORATÓRIOS
4.1.1. Laboratório de Engenharia Ambiental
O Laboratório de Engenharia Ambiental - LABEAM conta, atualmente, com os seguintes
equipamentos, disponibilizados numa área com cerca de 80 m2:
Analisador de Carbono Orgânico para amostras líquidas (marca Shimadzu, modelo TOC-VCPH);
Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência – HPLC (marca Shimadzu, modelo Prominence);
Espectrofotômetro de luz visível (marca Shimadzu, modelo UV-1601PC); Equipamento em refluxo aberto
para análise de demanda química de oxigênio; Equipamento para análise de nitrogênio amoniacal,
orgânico e total; Estufa incubadora de análises de demanda bioquímica de oxigênio; Sistema Colilert para
contagem de coliformes totais e fecais; Mufla, Estufa para análise do conjunto de sólidos totais e suspensos;
Estufa para secagem de vidraria; Centrífugas de bancada, para rotação até 7000 rpm; Sistema
cromatógrafo líquido de alta eficiência (aprovado pelo CT-Infra 2005, a ser entregue); Balança analítica de
precisão; Condutivímetro de bancada; pHmetro de bancada, estufa anaeróbia de incubação
microbiológica; estufa de incubação para teste da atividade metanogênica, autoclave para esterilização de
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material utilizado em teste microbiológicos, aparelho para teste de jarro; reator para análise de DQO em
microescala; dois microscópios óticos da marca Nikon, modelo B061.
Para atender adequadamente à crescente demanda de atividades, com segurança aos técnicos e
manutenção da qualidade analítica, torna-se necessário a modernização e a ampliação da área do
Laboratório. Também pretende-se incorporar áreas segregadas para recebimento de amostras, preparação e
esterilização de amostras, instrumentação e microbiologia.
4.1.2. Laboratório de Sedimentometria
O estudo da produção e transporte de sedimentos é uma atividade altamente complexa e ao mesmo
tempo extremamente necessária devido aos impactos econômicos e ambientais. O monitoramento do
transporte de sedimentos envolve uma grande variedade de situações complexas e uso de um conjunto de
instrumentos especializados, o que demanda ao profissional envolvido nesta área uma constante atualização
quanto a métodos e técnicas. Esta complexidade aliada ao alto custo das análises faz com que este tipo de
monitoramento seja bastante limitado no Brasil.
Existe, portanto, necessidade de formação e treinamento de pessoal e ampliação da pesquisa básica e
aplicada nesta área, principalmente no desenvolvimento e padronização de equipamentos e técnicas com
ênfase em processos automáticos, associando novas tecnologias àquelas já consagradas.
O Departamento de Hidráulica e Saneamento e o LACTEC possuem alguns equipamentos para
amostragem e medição do transporte de sedimentos em campo, no entanto, não possuem infra-estrutura
adequada para realização de análises sedimentométricas e principalmente para uso didático deste
conhecimento.O espaço físico deste laboratório, instalado precariamente em área conveniada com o
LACTEC, deverá ser adequado para a realização dos ensaios técnicos, bem como para atender atividades
didáticas. O Laboratório conta com os seguintes equipamentos:
Amostradores de sedimento; estações hidroambientais automáticas; sensores de nível, pluviógrafos; barco
de alumínio; Veículo Kombi AKS-3783, GPS de precisão.
4.1.3. Laboratório de Monitoramento Eletrônico
Existe, atualmente, uma crescente utilização de sensores automáticos para medição de variáveis
hidrológicas, tais como precipitação, nível da água, turbidez, medidores acústicos de vazão entre outros.
Atualmente o Departamento de Hidráulica e Saneamento da UFPR opera um pequeno laboratório eletrônico
com fins de pesquisa e desenvolvimento, dispondo de alguns equipamentos para medição, calibração,
sensores e data-loggers.
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Para a ampliação do escopo deste laboratório de modo que possa permitir a sua utilização didática,
são necessários: (1) montagem de uma bancada de trabalho com espaço para realização de experimentos
eletrônicos e hidráulicos, dotada de circuitos elétricos protegidos, aterramento adequado e linha de água
(torneira e cuba do tipo padrão para laboratório); (2) montagem de uma coluna de calibração para sensores
de nível com altura de 10 metros, com controle elétrico de entrada e saída de água e sistema de leitura por
câmara móvel (webcam); e (3) aquisição de equipamentos complementares como osciloscópio digital de
duplo traço, transdutores de pressão e de materiais eletrônicos diversos.
4.1.4 Laboratório de Mecânica dos Fluidos e de Hidráulica
O Laboratório de Mecânica dos Fluidos e de Hidráulica já atende o Curso de graduação em
Engenharia Civil, bem como o curso de mestrado PPGERHA. Pretende-se adequá-lo para, além de melhor
acomodar os equipamentos existentes, receber novos equipamentos didáticos aprimorando as práticas
decorrentes do equilíbrio e escoamento da água e do ar.
4.1.5 Laboratório de Pilotos de Saneamento Ambiental
As pesquisas de Saneamento Ambiental podem se desenvolver em escala real, piloto ou bancada. A
primeira, característica de pesquisa aplicada, possui como inconvenientes as dificuldades de acesso e pouca
ou nenhuma flexibilidade nas taxas e cargas de aplicação.Assim predominam as pesquisas em bancada e
piloto que podem assumir o caráter de básica e aplicada.
O PPGERHA desenvolve suas pesquisas com pilotos, de maneira precária, em área próxima ao DHS.
Quanto as atividades didáticas na graduação espera-se imediatamente preparar bancadas para receber o jartest, o flota-teste, a mini-ETA bem como reatores para o tratamento biológico (tipo UASB e Lodos
Ativados).
4.1.6 Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento
O Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento - LENHS, recentemente concluído,
encontra-se instalado em área conveniada com o LACTEC. É resultado do desenvolvimento de ações
integrantes do Programa Nacional de Eficiência Energética no Saneamento Ambiental _ PROCEL
SANEAR, das Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – ELETROBRÁS. Este Laboratório deverá desenvolver
serviços especializados, atividades de ensino, pesquisa e extensão, relacionadas ao uso eficiente de energia e
água no saneamento.
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4.1.7 Laboratório de Hidrologia e Estudos Energéticos
.
O Laboratório de Hidrologia e Estudos Energéticos – LABHEE procura dar uma contribuição nos assuntos
pertinentes à Engenharia Hidrológica. O Laboratório entende Engenharia Hidrológica como o conjunto de
metodologias e modelos visando à aplicação dos princípios da Hidrologia na solução de problemas práticos
de Engenharia.
Um dos aspectos marcantes da Engenharia Hidrológica é o seu enfoque essencialmente quantitativo
(característica comum as engenharias), procurando-se, ao estabelecer uma relação causa-efeito, não apenas
perguntar quais as variáveis que sofrem influências de uma dada perturbação num sistema, mas também,
questionando-se sobre qual a magnitude da alteração de cada uma dessas variáveis. É este aspecto
quantitativo que a distingue de outras ciências. É também, importante frisar o caráter utilitário das pesquisas
realizadas pelo laboratório, muitas vezes centradas nas soluções de problemas práticos, constituindo-se o seu
desenvolvimento em um exemplo de pesquisa aplicada.
Há, também, uma forte preocupação do laboratório na pesquisa básica, uma vez que existe a convicção de
que esta pesquisa é determinante na compreensão dos fenômenos hidrológicos, e por conseguinte, no
desenvolvimento de modelos que consideram de forma adequada a realidade física.
Em função dos interesses de pesquisa dentro do laboratório, destacam-se as seguintes linhas: a) Hidrologia
estocástica; b) Hidrologia determinística; c) Planejamento, operação e gestão de risco da energia elétrica. As
duas primeiras são divisões bem tradicionais da Engenharia Hidrológica. A terceira não é tradicional e
resulta do fato dos pesquisadores do laboratório terem mantido, durante muitos anos, vínculos bastante
estreitos com o setor de energia elétrica no Brasil.
Dentro da área de planejamento energético, pode-se destacar os seguintes campos de atuação de seus
membros:

Planejamento da Operação Energética de Reservatórios em Cascata

Simulação de Ambientes Empresariais em Planejamento Energético

Estratégias de Planejamento Empresarial sob Incerteza para o Setor Elétrico

Formulação de Políticas de Operação de Sistemas de Geração Hidrotérmicos
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
Metodologias e modelos para análise e seleção de projetos de geração com base em Teoria de Opções
Reais e em Dinâmica de Sistemas

Planejamento da Geração em Sistema Desregulado ou Parcialmente Desregulado (Formação de Preços;
Projeção da Demanda; Projeção da Oferta; Sistemas de Comercialização; Derivativos de energia)

Simulação de Geradores à Gás Natural no Mercado Atacadista de Energia

Simulação de Regras do MAE

Planejamento Estratégico Sob Incerteza
O Laboratório conta com os seguintes meios:
Hardware: cinco microcomputadores de alto desempenho, três impressoras (HP DeskJet e LaserJet), com capacidade
de imprimir frente e verso, um scanner de alta resolução, cinco no-breaks e três Hard-Drives Externos.
Software: Matlab 7 e várias Toolboxes (dez licenças), Powersim Studio, Fortran Powerstation, Microsoft Office
Professional, Microsoft Visual Studio, Microsoft Visual C++, Softwares de otimização linear e não-linear e Pacote de
otimização MINOS.
4.1.8 Laboratório de Hidrologia Experimental
Estuda-se a criação do Laboratório de Hidrologia Experimental, já disponível em algumas Instituições de
Ensino Superior.
4.2 Outros Laboratórios e Instalações Piloto

ETEs e ETAs Piloto;

Bacia Experimental;

Reservatório Escola;

Laboratório de GIS e SR Aplicados.
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Bacia
E xperimental
Laboratório de GIS
e S R Aplicados
Laboratório
Hidráulica
Reservatório
E scola
E TE
P iloto
Laboratório
S edimentos
DHS / PPGERHA
Mestrado / Doutorado
Hidrometria /
Gestão de R.H.
LE NHS
Laboratório
Monitoramento
E letrônico
Laboratório
E ngª Ambiental
Em consolidação
Laboratório de
Reatores
Laboratório
Hidrologia
Claris
A serem consolidados
Figura 2: DHS/PPGERHA -
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4.2. METAS E INDICADORES
DHS / PPGERHA - Demanda de área dos Laboratórios – Resumo
Laboratório
Área
Atual
(m2)
Área
Prevista
(m2)
Demanda
Justificativa
Laboratório de Engenharia Ambiental
Prof. Francisco Borsari Netto – LABEAM
80
200
construção
-Adequação de espaço físico para
acomodação de novos equipamentos,
mestrandos e pesquisadores;
-Adequação para exposição didática.
Laboratórios de Sedimentometria
Inexistente(precário)
75
construção
-Apoio a Cursos de graduação e
pós-graduação;
-Desenvolvimento de pesquisa;
Laboratório de Monitoramento Eletrônico
Inexistente 75
construção
-Apoio a Cursos de graduação e
pós-graduação;
-Desenvolvimento de pesquisa;
Laboratório de Mecânica dos Fluidos e de
Hidráulica
150
construção
-Adequação do espaço físico para
acomodação de novos equipamentos,
mestrando e pesquisadores;
-Adequação para exposição didática.
Laboratório de Pilotos de Saneamento
Ambiental
Inexistente (precário)
200
construção
-Adequação do espaço físico para
acomodação de novos equipamentos,
mestrandos e pesquisadores;
-Adequação para exposição didática.
Laboratório de Eficiência Energética e
Hidráulica em Saneamento (LEHNS)
Existente
200
construção
- Centralização dos Laboratórios.
Laboratório de Hidrologia Experimental
Inexistente 100
construção
-Apoio a Cursos de graduação e
pós-graduação;
-Desenvolvimento de pesquisa;
Laboratório de Hidrologia e Estudos
Energéticos – LABHEE
Existente
-----
- Apoio a Cursos de graduação e
pós-graduação;
-Desenvolvimento de pesquisa;
150
-----
9
Salas de professores
---
OBS:-20 salas x 15m2;
- incluindo sanitários;
350
1350 m2
Área Total
OBS: Salas de técnicos estão incluídas.
5. UTILIZAÇÃO DOS LABORATÓRIOS
Os laboratórios serão utilizados continuamente pela UFPR no desenvolvimento de pesquisas, nas
atividades didáticas regulares de graduação e pós-graduação, na realização de cursos de extensão e,
eventualmente, na prestação de serviços técnicos na área de saneamento e de recursos hídricos.
Laboratório
Graduação
Laboratório de Engenharia Ambiental
Pós Graduação
 Engenharia Civil;
Extensão
Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
 Engenharia Ambiental dissertações de mestrado
Laboratórios de Sedimentometria
 Engenharia Civil;
 Engenharia Ambiental
Laboratório de Monitoramento Eletrônico
----
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
dissertações de mestrado
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
dissertações de mestrado
Laboratório de Mecânica dos Fluidos e
 Engenharia Civil;
de Hidráulica
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
dissertações de mestrado
Laboratório de Pilotos de Saneamento
 Engenharia Civil;
Ambiental
 Engenharia Ambiental dissertações de mestrado
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
Laboratório LENHS
 Engenharia Civil;
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
 Engenharia Ambiental dissertações de mestrado
Laboratório de Hidrologia e Estudos
Energéticos – LABHEE
 Engenharia Civil;
 Engenharia Ambiental
 Apoio a projetos de pesquisa e de
 Cursos
dissertações de mestrado
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Laboratório de Engenharia Ambiental
Laboratório de Pilotos de Saneamento
Ambiental
Laboratório de Mecânica dos Fluidos e
de Hidráulica
LENHS
Figura 2: DHS/ PPGERHA: Laboratórios existentes
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6. ENVOLVIMENTO DA EQUIPE TÉCNICA
Atividades desenvolvidas
Equipe executora (Professores)
Relocação e Ampliação do Laboratório de
Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes
Engenharia Ambiental
Maria Cristina Borba Braga
Miguel Mansur Aisse
Sérgio Michelotto Braga
Criação dos Laboratórios de Sedimentometria e
André Luiz Tonso Fabiani
Monitoramento Eletrônico
Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes
Irani dos Santos
José Junji Ota
Sérgio Michelotto Braga
Relocação e Ampliar o Laboratório de Mecânica dos
André Luiz Tonso Fabiani
Fluidos e de Hidráulica.
Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes
José Junji Ota
Laertes Munhoz da Cunha
Criação do Laboratório de Pilotos de Saneamento
Daniel Costa dos Santos
Ambiental
Maria Cristina Borba Braga
Miguel Mansur Aisse
Sérgio Michelotto Braga
Consolidação do Laboratório de Hidrologia e Estudos
Mirian Rita Moro Mine
Energéticos – LABHEE
Marcelo R. Bessa
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7. FECHO DO PROJETO
Curitiba, 08 de Outubro de 2009
Profa. Miriam M. Mine
Profa. Maria C. B. Braga
Vice - Coordenador do PPGERHA
Coordenadora do PPGERHA
Prof. Cristóvão V. S. Fernandes
Prof. Miguel Mansur Aisse
Vice - Chefe do DHS
Chefe do DHS
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