Engenharia Sanitária - Sanitary engineering

Um exemplo de sistema de tratamento de águas residuais.

A engenharia sanitária , também conhecida como engenharia de saúde pública ou engenharia de águas residuais , é a aplicação de métodos de engenharia para melhorar o saneamento das comunidades humanas, principalmente fornecendo a remoção e eliminação de dejetos humanos, e além do fornecimento de água potável segura . Tradicionalmente um ramo da engenharia civil e agora um subconjunto da engenharia ambiental , em meados do século 19, a disciplina se concentrava na redução de doenças, então consideradas causadas por miasmas . Isso foi realizado principalmente pela coleta e segregação do fluxo de esgoto em Londres , especificamente, e na Grã-Bretanha em geral. Essas e outras melhorias regulatórias foram relatadas nos Estados Unidos já em 1865.

Também se preocupa com os fatores ambientais que não têm um efeito imediato e claramente compreendido na saúde pública. As áreas fora do alcance da engenharia sanitária incluem questões estéticas, como paisagismo e preservação ambiental no que diz respeito a plantas e animais .

As habilidades neste campo são geralmente empregadas com o objetivo principal de prevenção de doenças em seres humanos , garantindo um suprimento de água potável saudável , tratamento de águas residuais e remoção de lixo de áreas habitadas.

Em comparação com (por exemplo) a engenharia elétrica ou mecânica, que se preocupa principalmente com sistemas fechados , a engenharia sanitária é um campo muito interdisciplinar que pode envolver elementos como encanamento , proteção contra incêndio , hidráulica , segurança de vida, modelagem construtiva, tecnologia da informação , concepção de projeto , microbiologia , patologia e as muitas divisões dentro da ciência ambiental e tecnologia ambiental . Em alguns casos, as considerações que se enquadram no campo das ciências sociais e do planejamento urbano também devem ser levadas em consideração.

Embora a engenharia sanitária possa estar mais associada ao projeto de esgotos , tratamento de esgoto e instalações de tratamento de águas residuais , centros de reciclagem , aterros públicos e outras coisas que são construídas, o termo se aplica igualmente a um plano de ação para reverter os efeitos da poluição da água ou do solo contaminação em uma área específica.

História

Os sistemas de irrigação foram inventados de cinco a sete mil anos atrás como meio de fornecer água para sociedades baseadas na agricultura. Aquedutos e sistemas de irrigação estavam entre as primeiras formas de engenharia de águas residuais. À medida que os centros populacionais se tornaram mais densos, eles foram usados ​​para remover o esgoto dos assentamentos. Os romanos foram os primeiros a demonstrar a eficácia do aqueduto. A Idade das Trevas marcou um período em que o progresso na gestão da água foi interrompido.

À medida que as populações cresciam, a gestão de dejetos humanos tornou-se uma preocupação crescente e uma ameaça à saúde pública. Na década de 1850, em Londres, mais de 400.000 toneladas de esgoto eram despejadas no rio Tâmisa todos os dias - cerca de 150 milhões de toneladas por ano. Doenças como varíola , difteria , sarampo , escarlatina , tifo , cólera e febre tifóide foram disseminadas por meio do abastecimento de água contaminada. Durante o século 19, as principais cidades começaram a construir sistemas de esgoto para remover resíduos humanos das cidades e para os rios.

Durante os anos 1900, o processo de lodo ativado foi inventado. O processo de lodo ativado é uma forma de purificação da água que usa bactérias para consumir as fezes humanas. O cloro é usado posteriormente no processo para matar as bactérias.

Ao longo dos séculos, muita coisa mudou no campo da engenharia de águas residuais. Os avanços na microbiologia, química e engenharia mudaram drasticamente o campo. Hoje, os engenheiros de águas residuais também trabalham na coleta de água limpa para beber, tratando-a quimicamente e usando luz ultravioleta para matar microorganismos. Eles também tratam a poluição da água em águas residuais ( águas negras e cinzas ) para que essa água possa ser segura para uso sem colocar em risco a população e o meio ambiente ao seu redor. O tratamento de águas residuais e a recuperação de água são áreas de preocupação neste campo.

Educação

Engenharia

Engenharia de águas residuais geralmente não é o seu próprio curso de graduação, mas uma especialização de cursos como engenharia ambiental e sanitária, engenharia sanitária, engenharia civil , engenharia ambiental , engenharia bioquímica ou engenharia química . A educação formal para engenheiros de águas residuais começa no ensino médio, com alunos tendo aulas de química, biologia, física e matemática superior, incluindo cálculo. Depois do ensino médio, a maioria dos empregos exige certificação de uma agência estadual. Aqueles que desejam avançar na indústria devem buscar um diploma de engenharia civil, engenharia mecânica , engenharia ambiental ou engenharia de instalações . Ganhar experiência por meio de estágios e trabalhando durante a faculdade é um caminho comum para o progresso.

A educação sobre o tratamento de resíduos exige um curso de design de sistemas, princípios de design de máquinas, química da água e cursos semelhantes. Outras classes podem incluir Química de Processos de Plantas e vários cursos de operações de plantas.

Os engenheiros de águas residuais podem avançar em suas carreiras por meio de educação e experiência adicionais. Com conhecimento e experiência adicionais, pode-se tornar o gerente de uma fábrica inteira. O organismo de acreditação que certifica a educação para o grau e licença é o Conselho de Acreditação de Engenharia e Tecnologia (ABET). Com o tempo, algumas empresas podem exigir que o engenheiro de águas residuais continue seus estudos para acompanhar as mudanças na tecnologia.

A obtenção do título de mestre é incentivada, pois muitas empresas o listam como preferência na seleção.

Nessa área, 76% dos empregados possuem diploma de bacharel, 17% possuem diploma de mestrado e 3% possuem pós-doutorado em 2013. O salário médio anual é de aproximadamente US $ 83.360.

Operações da planta

O emprego inicial em engenharia de águas residuais pode ser obtido por aqueles com e sem educação formal avançada. O Conselho de Controle de Recursos Hídricos do Estado da Califórnia (SWRCB), por exemplo, mostra como os indivíduos podem avançar em uma progressão de certificações como Operadores de Tratamento de Águas Residuais. O Conselho usa um sistema de classificação de cinco níveis para classificar as estações de tratamento de água nas categorias IV de acordo com a população atendida e a complexidade do sistema de tratamento.

Os requisitos de Certificação do Operador para operadores de tratamento de água e operadores de tratamento de águas residuais são descritos em detalhes pela legislação estadual. Para atender aos requisitos de certificação, os operadores devem enviar uma inscrição ao SWRCB, ter a experiência de trabalho necessária, atender aos requisitos educacionais e passar em um exame com base no conhecimento, habilidade e habilidades descritas nos regulamentos. Os operadores são obrigados a renovar seus certificados a cada três anos. Para serem elegíveis para renovação, os operadores certificados devem completar um determinado número de horas de educação continuada após a emissão anterior de um certificado.

Descrição do trabalho e tarefas típicas

Tipos de trabalho importantes trabalhando em engenharia sanitária incluem trabalhadores de saneamento , coletores de resíduos e engenheiros de águas residuais.

Engenheiros de águas residuais usam uma variedade de habilidades e devem ter conhecimento de engenharia mecânica e ambiental. Eles são obrigados a realizar tarefas e demonstrar conhecimento em design, matemática, inglês, construção, física, química, biologia, gestão e pessoal. Os engenheiros de águas residuais devem ter habilidades em resolução de problemas complexos, pensamento crítico, matemática, escuta ativa, julgamento, compreensão de leitura, fala, escrita, ciências e análise de sistemas. As atividades de trabalho típicas incluem resolução de problemas, comunicação com a gerência e a equipe, coleta de informações, análise de dados, avaliação de padrões e conformidade com eles e comunicação com outras pessoas no campo.

Os engenheiros de águas residuais realizam essas atividades combinando seus conhecimentos e habilidades para realizar tarefas. Essas tarefas são compreender programas de design auxiliado por computador e conduzir estudos para a construção de instalações, sistemas de abastecimento de água e sistemas de coleta. Eles podem projetar sistemas para máquinas de coleta de águas residuais, bem como componentes do sistema. Eles podem realizar análises de fluxo de água e, em seguida, selecionar projetos e equipamentos com base nos padrões do governo e da indústria. Alguns estão envolvidos com uma área específica de preocupação, como coleta de resíduos ou manutenção de instalações de águas residuais e sistemas de drenagem de águas pluviais dentro de uma área. Outros cobrem um escopo mais amplo de atividades que podem incluir a manutenção do abastecimento público de água , programa de coleta de resíduos de quintais residenciais, descarte de resíduos perigosos , estratégias de reciclagem e até mesmo programas comunitários onde indivíduos ou empresas "adotam" uma área e a mantêm eles próprios ou doar fundos para isso.

Os engenheiros de águas residuais também podem mapear as características topográficas e geográficas da Terra para determinar os melhores meios de coleta, projetar sistemas de coleta bombeada e de tubulação e projetar processos de tratamento para as águas residuais coletadas.

Empregadores típicos

Engenheiros de águas residuais trabalham para empresas privadas, governos estaduais e locais e distritos especiais.

Desafios modernos

Escassez de água

Os gestores da água enfrentam novos desafios e a necessidade de novas tecnologias à medida que os níveis de água diminuem devido a secas cada vez mais frequentes e prolongadas. Tecnologias como mapeamento de sonar estão sendo usadas em poços para determinar o volume de água que podem conter. Por exemplo, o Serviço Geológico dos Estados Unidos e o Estado de Nova York trabalharam juntos para mapear aqüíferos subterrâneos desde os anos 1980. Hoje eles têm mapas completos desses aquíferos para auxiliar na gestão da água.

No futuro, podem ser necessárias usinas de dessalinização para as regiões mais afetadas pela escassez de água . A dessalinização é um processo de limpeza da água por meio de evaporação. A água evapora e passa através das membranas. A água é então resfriada e condensada, permitindo que ela flua de volta para a linha de água principal ou para o mar.

Das Alterações Climáticas

O tratamento de águas residuais contribui para o aquecimento global de várias maneiras. Um dos fatores que contribuem para o aquecimento global são as instalações de tratamento de águas residuais e suas emissões de gases de efeito estufa . Alguns desses gases são dióxido de carbono, metano e óxido nitroso. Esses gases ocorrem devido à decomposição de matéria orgânica das bactérias anaeróbias. Essas bactérias limpam os resíduos restantes. Mesmo que a decomposição das bactérias anaeróbias produza esses gases, a porcentagem de gases de efeito estufa que outros equipamentos produzem ainda é maior do que a contribuição das bactérias anaeróbias. Além disso, o uso de energia dessas máquinas é muito alto. É por isso que muitas instalações estão passando por reformas para usar níveis mais elevados de bactérias anaeróbias em comparação com outros tipos de equipamentos.

Os impactos das mudanças climáticas na engenharia sanitária variam de acordo com a região e as soluções de saneamento empregadas lá. No Ártico, o derretimento do permafrost causou danos às tubulações e outras infraestruturas. No nordeste dos Estados Unidos, o aumento da precipitação sobrecarregou a infraestrutura envelhecida, não equipada para lidar com o enorme volume de água da forte precipitação. No oeste dos Estados Unidos, a seca prolongada diminuiu a disponibilidade de água. Isso fez com que algumas instalações de tratamento de águas residuais expandissem os programas de água reciclada e reaproveitada . A mudança climática também afetou as tubulações de distribuição de água. O estresse físico de condições relacionadas às mudanças climáticas, como chuvas extremas ou secas, aumenta a taxa de corrosão dos tubos, aumentando o custo da instalação.

Referências