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Uso de sensores inteligentes com transmissão sem fio para monitoramento de cloro residual na rede de distribuição de água de Jussara-PR

Resumo

Em alternativa ao monitoramento convencional por recolha manual de amostras de água para determinação de cloro residual livre e plano de amostragem, sensores de cloro, dotados de transmissão de dados sem fio para monitoramento de cloro residual livre, foram instalados no município de Jussara-PR. A alocação das sondas foi definida por um software de otimização de alocação que utilizou o algoritmo GRASP. A função principal da alocação foi minimizar a extensão da rede com concentrações de cloro inferiores a 0,2 mg L-1. A automação permitiu verificar em tempo real e continuamente quais são as concentrações de cloro livre na água, o que pode auxiliar na aferição de parâmetros da qualidade em locais de difícil acesso além de se mostrar uma alternativa economicamente viável.

Introdução

monitoramento dos padrões de qualidade da água para consumo humano é exigência legal e fator diretamente ligado à saúde da população. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde – OMS (2011), milhões de pessoas morrem a cada ano de doenças transmitidas pela água, em sua maioria, crianças com idades inferiores a cinco anos. Estas doenças podem ser prevenidas melhorando a cobertura e a qualidade dos serviços de saneamento.

Uma forma de detecção de anomalias na qualidade da água da rede de distribuição é a instalação de pontos de controle de qualidade Berry et al. (2006), estes pontos podem ser equipados com medidores de vazão, pressão e de parâmetros como concentração de cloro residual, pH, condutividade e também por meio de programas de amostragem de rotina.

A colocação de sensores pode ser automatizada com métodos que buscam otimizar o monitoramento na rede, minimizando os riscos de contaminação. Os métodos atuais usam modelos hidráulico e de qualidade de água associado a um método de otimização.

No Brasil, a Portaria de Consolidação número 5 dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Esta Portaria indica que a concentração de cloro residual livre, em municípios menores de 50.000 habitantes deve ser aferido em pelo menos uma amostra, duas vezes por semana. Ainda, em todas as amostras coletadas para análises microbiológicas, deve ser efetuada medição de turbidez e de cloro residual livre (BRASIL, 2017).

Para o acompanhamento da qualidade da água, utiliza-se o plano de amostragem, este plano deve obedecer a requisitos de distribuição uniforme das coletas ao longo do período e representatividade dos pontos de coleta no sistema de distribuição, combinando critérios de abrangência espacial e pontos estratégicos. Como pontos estratégicos a Portaria indica aqueles próximos a grande circulação de pessoas, edifícios que alberguem grupos populacionais de risco; trechos vulneráveis do sistema de distribuição e locais com sistemáticas notificações de agravos à saúde tendo como possíveis causas os agentes de veiculação hídrica.

Nesta pesquisa, sensores de cloro, dotados de transmissão de dados sem fio para monitoramento de cloro residual livre, foram instalados no município de Jussara-PR, em alternativa ao monitoramento convencional por recolha manual de amostras e plano de amostragem. A alocação das sondas foi definida por um software de otimização de alocação que utilizou o algoritmo GRASP.

Autores: Rebeca Silva Rocha; Alexandre Hitoshi Ito e Sandro Rogério Lautenschlager.