Submitted by Dilene Paulo (dilene.fatima@ufcg.edu.br) on 2018-03-20T15:47:53Z No. of bitstreams: 1 WHELTON BRITO DOS SANTOS– DISSERTAÇÃO PPGECA 2017.pdf: 2787950 bytes, checksum: 176fe1aec4e0f28aec671343bd1e4daf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T15:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WHELTON BRITO DOS SANTOS– DISSERTAÇÃO PPGECA 2017.pdf: 2787950 bytes, checksum: 176fe1aec4e0f28aec671343bd1e4daf (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / A qualidade sanitária da água é assegurada na etapa de desinfecção do processo de tratamento. No Brasil a Portaria 2.914/2011 do Ministério da Saúde, que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade recomenda residual mínimo de cloro livre de 0,2mgCl2/L, máximo de 2,0mgCl2/L e valor máximo permitido de 5,0mgCl2/L que devem ser assegurados na rede de distribuição. Devido a fatores como, idade das tubulações, vazamentos, material, diâmetro e longas distâncias entre os sistemas de tratamento e os centros de consumo, nem sempre as concentrações recomendadas de cloro residual livre são mantidas em todos os pontos da rede de distribuição de água. Este trabalho tem como objetivo modelar o decaimento do cloro residual livre na rede de distribuição da cidade de Campina Grande, Paraíba, através da determinação dos coeficientes cinéticos de degradação da concentração de cloro residual livre no volume do escoamento (kb), pelo teste da garrafa, e na parede das tubulações (kw), pelo método da tentativa e erro. Como ferramenta de modelagem foi utilizado o EPANET 2.0. A área de estudo desta pesquisa foi a rede de distribuição do bairro da Prata, localizada na zona de pressão B. Este bairro foi escolhido por apresentar rede diversificada, com tubulações de PVC e cimento amianto sendo sua rede de distribuição abastecida pelo reservatório R5 .Com os resultados obtidos foi possível concluir que o decaimento do cloro residual livre na rede de distribuição do bairro da Prata ocorre por reações no volume do escoamento, os valores de kb são elevados nos trechos de ponta de rede e a degradação mais intensa da concentração de cloro residual livre ocorre devido à estagnação da água nas tubulações. / The sanitary quality of the water is assured in the disinfection step of the treatment process. In Brazil Ordinance 2.914/2011 of the Ministry of Health, which regulates the procedures for controlling and monitoring water quality for human consumption and its potability water standard, recommends a minimum free chlorine residual of 0,2mgCl2/L, maximum of 2,0mgCl2/L and the maximum permitted value of 5,0mgCl2/L that must be ensured in the distribution network. Due to factors such as age of pipes, leaks, material, diameter and long distances between treatment systems and consumption centers, the recommended concentrations of free residual chlorine are not always maintained at all points in the water distribution network. This study aims to model the decay of free residual chlorine in the distribution network of the city of Campina Grande, Paraiba, by determining the residual chlorine concentration degradation kinetic free coefficients in the flow volume (kb) by the bottle test and in the wall of the pipes (kw) by the trial and error method. As a modeling tool was used EPANET 2.0. The study area of this research was the distribution network of the district of Prata, located in zone of pressure B. This local was chosen for presenting a diversified network, PVC pipes and asbestos cement being its distribution network supplied by the reservoir R5. With the results was concluded that the decay of the free residual chlorine in the distribution network of the district of Prata occurs by reactions in the volume of the flow, the values of kb are high in the sections of the network and the degradation more intense concentration of free chlorine residual occurs due to stagnation of water in the pipes.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

O crescente adensamento populacional em grandes centros urbanos vem propiciando crescentes demandas hídricas. Esse fato aliado às limitações das fontes para abastecimento, tanto do ponto de vista quantitativo como qualitativo, impõe que políticas de gerenciamento da água sofram transformações no futuro próximo. Nesse sentido, devem merecer atenção especial as técnicas de reuso, bem como o uso racional e otimizado da água em meio urbano. O presente trabalho enfoca um dos principais aspectos do gerenciamento da qualidade da água para abastecimento, que é a manutenção do residual de cloro no interior da rede conforme a Portaria 518/2004. Trata-se de um problema complexo, uma vez que o cloro decai, ao longo do tempo, e se mistura nos nós da rede, sofrendo mudanças de concentração. Visando à modelagem e simulação do comportamento do cloro residual como uma ferramenta eficiente de gerenciamento dos sistemas de distribuição de água, muitos estudos têm sido realizados e reportados pela literatura assumindo-se que os efeitos do decaimento são representados pelos coeficientes Kbulk e Kwall. O presente trabalho realiza a calibração hidráulica e de qualidade para um setor de distribuição de água real do município de São Carlos - SP - Brasil, considerando o vazamento. Para tanto, calibradores hidráulicos já testados por outros autores foram usados, e um calibrador de qualidade para resolução do problema inverso, que utilizam em conjunto o simulador EPANET 2.0 e os algoritmos genéticos (AGs) como ferramenta de otimização, foram desenvolvidos. Foi evidenciada a importância de se considerar o vazamento na calibração hidráulica e conseqüentemente na calibração de qualidade. Foi desenvolvida também uma metodologia para a calibração dos parâmetros dos AGs através do uso do \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Foram testados ainda diversos modelos de vazamento para determinação de qual modelo seria capaz de representar de maneira mais fidedigna o comportamento hidráulico da rede e os resultados obtidos apontaram os modelos que admitem vazamento por comprimento linear da tubulação como sendo mais adequados. / The rising population density of large urban centers is gradually increasing water supply demands. This together with the paucity of water sources requires that the future water administration policies go through a transformation from both quantitative and qualitative points of view. Thus rational use of available water and water reuse deserve special attention in the urban environment. This study focuses on one these main aspects of water quality management, namely, the maintenance of residual chlorine in the hydraulic network according the respective Directive nº 518/2004. This is a complex problem in view of the fact chlorine decays in time and undergoes mixing at the network nodes, consequently producing changes in its concentration. Numerous studies on modeling and simulation of behavior of residual chlorine, as an efficient water distribution system management tool, have been made and reported in literature. These studies assume that chlorine decay in the network can be represented through Kbulk and Kwall coefficients. This research work conducts hydraulic and water quality calibration of a prototype water distribution sector in the city of São Carlos - SP - Brazil, while taking into account leakages in the network. Hydraulic calibration programs previously tested by others and a water quality calibration program were employed for the solution of the inverse problem for determination of unknown parameters. This problem was solved using hydraulic simulator EPANET 2.0 in conjunction with the genetic algorithms (AGs). These procedures showed the importance of considering network leakages in hydraulic calibration and consequently in the calibration of water quality. A method for the calibration of AG parameters was also developed through the use of \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Various representations for leakage were tested in order to identify the model that best described the hydraulic performance of the network. Thus it was possible to show that the models, which consider leakage per unit length, were the most adequate.

O crescente adensamento populacional em grandes centros urbanos vem propiciando crescentes demandas hídricas. Esse fato aliado às limitações das fontes para abastecimento, tanto do ponto de vista quantitativo como qualitativo, impõe que políticas de gerenciamento da água sofram transformações no futuro próximo. Nesse sentido, devem merecer atenção especial as técnicas de reuso, bem como o uso racional e otimizado da água em meio urbano. O presente trabalho enfoca um dos principais aspectos do gerenciamento da qualidade da água para abastecimento, que é a manutenção do residual de cloro no interior da rede conforme a Portaria 518/2004. Trata-se de um problema complexo, uma vez que o cloro decai, ao longo do tempo, e se mistura nos nós da rede, sofrendo mudanças de concentração. Visando à modelagem e simulação do comportamento do cloro residual como uma ferramenta eficiente de gerenciamento dos sistemas de distribuição de água, muitos estudos têm sido realizados e reportados pela literatura assumindo-se que os efeitos do decaimento são representados pelos coeficientes Kbulk e Kwall. O presente trabalho realiza a calibração hidráulica e de qualidade para um setor de distribuição de água real do município de São Carlos - SP - Brasil, considerando o vazamento. Para tanto, calibradores hidráulicos já testados por outros autores foram usados, e um calibrador de qualidade para resolução do problema inverso, que utilizam em conjunto o simulador EPANET 2.0 e os algoritmos genéticos (AGs) como ferramenta de otimização, foram desenvolvidos. Foi evidenciada a importância de se considerar o vazamento na calibração hidráulica e conseqüentemente na calibração de qualidade. Foi desenvolvida também uma metodologia para a calibração dos parâmetros dos AGs através do uso do \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Foram testados ainda diversos modelos de vazamento para determinação de qual modelo seria capaz de representar de maneira mais fidedigna o comportamento hidráulico da rede e os resultados obtidos apontaram os modelos que admitem vazamento por comprimento linear da tubulação como sendo mais adequados. / The rising population density of large urban centers is gradually increasing water supply demands. This together with the paucity of water sources requires that the future water administration policies go through a transformation from both quantitative and qualitative points of view. Thus rational use of available water and water reuse deserve special attention in the urban environment. This study focuses on one these main aspects of water quality management, namely, the maintenance of residual chlorine in the hydraulic network according the respective Directive nº 518/2004. This is a complex problem in view of the fact chlorine decays in time and undergoes mixing at the network nodes, consequently producing changes in its concentration. Numerous studies on modeling and simulation of behavior of residual chlorine, as an efficient water distribution system management tool, have been made and reported in literature. These studies assume that chlorine decay in the network can be represented through Kbulk and Kwall coefficients. This research work conducts hydraulic and water quality calibration of a prototype water distribution sector in the city of São Carlos - SP - Brazil, while taking into account leakages in the network. Hydraulic calibration programs previously tested by others and a water quality calibration program were employed for the solution of the inverse problem for determination of unknown parameters. This problem was solved using hydraulic simulator EPANET 2.0 in conjunction with the genetic algorithms (AGs). These procedures showed the importance of considering network leakages in hydraulic calibration and consequently in the calibration of water quality. A method for the calibration of AG parameters was also developed through the use of \"Particle Swarm Optimization\" (PSO). Various representations for leakage were tested in order to identify the model that best described the hydraulic performance of the network. Thus it was possible to show that the models, which consider leakage per unit length, were the most adequate.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T13:02:45Z No. of bitstreams: 1 GEORGE ANTONIO BELMINO DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 2397938 bytes, checksum: a59c1724d1e23040d6b147ffa3ccfb8e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:02:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GEORGE ANTONIO BELMINO DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 2397938 bytes, checksum: a59c1724d1e23040d6b147ffa3ccfb8e (MD5) Previous issue date: 2017-08 / O objetivo deste trabalho é simular o decaimento de cloro residual livre em reservatórios de distribuição de diferentes capacidades e modos de operação do sistema integrado de abastecimento de água da cidade de Campina Grande, Paraíba. Foram determinados coeficientes cinéticos de decaimento com base em modelos de 1ª ordem, 1ª ordem paralela, 1ª ordem limitada e ordem n, sendo verificado que o modelo de 1ª ordem paralela apresentou o melhor ajuste e a melhor aplicação para o sistema. Para a simulação do comportamento do cloro residual livre foi empregado o software EPANET 2.0 considerando cenários construídos sobre diferentes abordagens de reações do desinfetante. Os resultados mostraram que, embora tenha sido verificada conformidade com a Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde, mesmo para reservatórios em série e distantes do reservatório inicial de água tratada, o processo de degradação de cloro residual livre no sistema como um todo é intenso. / The aim of this work is to simulate the decay of free residual chlorine in distribution reservoirs of different capacities and operation modes in the integrated water supply system of the city of Campina Grande, Paraíba state, northeast Brazil. Kinetic coefficients of chlorine decay were determined based on models of 1st order, parallel 1st order, limited 1st order and nth order. It was verified that the parallel 1st order model presented the best fit and application for the system. For the simulation of free residual chlorine behavior, EPANET 2.0 software was used, considering scenarios constructed on different approaches of disinfectant reactions. Results showed that, although it was verified compliance with the standards of Brazilian Ministry of Health Ordinance 2914/2011, even for reservoirs in series and distant from the initial treated water reservoir, the process of free residual chlorine degradation in the system as a whole is intense.

Introducción: La cloración de agua es usada para controlar enfermedades entéricas; sin embargo, también conlleva la formación de productos derivados que pueden dañar el epitelio respiratorio. Nuestro objetivo es evaluar si existe asociación entre el nivel de cloro residual del agua del hogar y la presencia de síntomas respiratorios y diarrea en niños menores de 5 años en el Perú. Métodos: Estudio transversal analítico basado en un análisis secundario de las cinco últimas Encuestas Demográficas y de Salud Familiar (ENDES), Perú 2015-2019. Se incluyeron menores de 5 años en cuyos hogares se realizó medición de cloro residual del agua para consumo humano. Se analizaron tres desenlaces: síntomas respiratorios sin fiebre, síntomas respiratorios con fiebre, y diarrea en los 14 días previos a la encuesta. Se obtuvieron razones de prevalencia crudas y ajustadas (RPa) empleando regresión de Poisson considerando la muestra compleja. Resultados: Se incluyeron 95631 niños, 51.2% de sexo masculino. La prevalencia de síntomas respiratorios sin fiebre fue 19.4%, de síntomas respiratorios con fiebre 14.7%, y de diarrea 11.6%. El 30.5% de hogares tuvieron niveles de cloro residual ≥0.5 mg/L, y fue no detectable en 54.6%. Niveles ≥0.5 mg/L aumentaron la probabilidad de síntomas respiratorios sin fiebre (RPa 1.09; IC95% 1.03–1.15) y redujeron presencia de diarrea (RPa 0.90; IC95% 0.84–0.96). Niveles 0.1-0.5mg/L aumentaron la probabilidad de síntomas respiratorios sin fiebre (RPa 1.10; IC95% 1.04–1.16), y redujeron diarrea (RPa 0.89; IC95% 0.83–0.96). No hubo asociación con síntomas respiratorios con fiebre. Conclusiones: Los niveles de cloro residual ≥0.5 mg/l y entre 0.1-0.5 mg/l se asociaron a mayor prevalencia de síntomas respiratorios sin fiebre, y menor prevalencia de diarrea, pero no con síntomas respiratorios con fiebre. Debería explorarse más la relación entre cloración de agua del hogar e irritación de las vías áreas en niños. / Introduction: Water chlorination is a cornerstone for enteric diseases control; however, it could also lead to disinfection-by-products formation, which may damage the respiratory epithelium. This study aims to assess association of residual chlorine levels in household water with respiratory symptoms and diarrhea in Peruvian children under 5 years old.  Methods: Cross-sectional study using data from the Demographic and Family Health Survey (ENDES) from 2015 to 2019. Subjects were children under 5 years old who had their household water tested for residual chlorine levels. Association with respiratory symptoms without fever, respiratory symptoms with fever, and diarrhea were assessed using crude and adjusted prevalence ratios (aPR) employing Poisson regression adjusted per complex sampling. Results: 95631 children were included, 51.2% males. Prevalence of respiratory symptoms without fever was 19.4%, respiratory symptoms with fever 14.7%, and diarrhea 11.6%. Households with residual chlorine levels ≥0.5 mg/L were 30.5%; and 54.6% had non-detectable levels. Levels ≥0.5 mg/L were associated with higher prevalence of respiratory symptoms without fever (aPR 1.09; 95%CI 1.03–1.15) and less diarrhea (aPR 0.90; 95%CI 0.84–0.96). Levels 0.1-0.5mg/L were associated with higher prevalence of respiratory symptoms without fever (aPR 1.10; 95%CI 1.04–1.16) and less diarrhea (aPR 0.89; 95%IC95 0.83–0.96). There was no association with respiratory symptoms with fever. Conclusions: Residual chlorine levels ≥0.5 mg/L and between 0.1-0.5 mg/L were associated with higher prevalence of respiratory symptoms without fever, and with less prevalence of diarrhea, but not with respiratory symptoms accompanied by fever. Relationship between household water chlorination and airway irritation in children should be further explored. / Tesis