Engenharia de Processos Hídricos e Reuso Industrial
Turmas
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Objetivo
Formar especialistas capazes de conceber, operar, diagnosticar e otimizar processos hídricos industriais e de saneamento, integrando os fundamentos da engenharia de processos — balanços de massa e energia, fenômenos de transporte, operações unitárias e controle — às tecnologias de tratamento, potabilização, tratamento de águas residuárias e reúso, e ao arcabouço legal, regulatório e ambiental que disciplina o uso da água no Brasil, de modo a habilitar o profissional a decidir tecnicamente sobre segurança hídrica, conformidade e eficiência de sistemas de água em ambiente produtivo.
Perfil do Especialista
O egresso será um profissional apto a atuar na interface entre a engenharia de processos e a gestão da água, capaz de caracterizar correntes hídricas, selecionar e dimensionar tecnologias de tratamento, operar e diagnosticar sistemas de potabilização, de tratamento de águas residuárias e de reúso, e de conduzir a implantação de circuitos hídricos industriais tecnicamente consistentes e legalmente conformes. Espera-se que domine o raciocínio de múltiplas barreiras e de segurança da água, interprete indicadores operacionais e dados de monitoramento para identificar desvios e distinguir problemas locais de problemas sistêmicos, e fundamente tecnicamente decisões de controle, otimização e investimento. O egresso estará igualmente habilitado a dialogar com órgãos ambientais e reguladores, a conduzir processos de licenciamento, a incorporar critérios ESG e ferramentas de gestão de projetos à sua prática profissional e a produzir documentação técnica e científica com rigor metodológico, podendo atuar em indústrias, companhias de saneamento, empresas de engenharia e consultoria, órgãos públicos, laboratórios, atividades periciais e no ensino e na pesquisa aplicada.
Programa
Carga Horária: 360h
- Fundamentos do Direito Ambiental e do Direito Regulatório aplicados aos recursos hídricos e aos processos industriais.
- Estrutura constitucional e federativa da proteção ambiental e da gestão das águas.
- Política Nacional do Meio Ambiente.
- Regime jurídico das águas: domínio e usos múltiplos.
- Regulação do uso dos recursos hídricos.
- Outorga do direito de uso de recursos hídricos: fundamentos, competências, usos sujeitos e não sujeitos à outorga, captação de águas superficiais e subterrâneas e lançamento de efluentes.
- Aspectos jurídico-regulatórios do uso racional e do reúso industrial da água.
- Infrações e responsabilidades relacionadas ao uso irregular dos recursos hídricos.
- Amostragem e preservação de matrizes hídricas.
- Química Analítica Clássica aplicada à água.
- Análise instrumental e métodos avançados de monitoramento.
- Ferramentas estatísticas para avaliação de dados analíticos.
- Parâmetros de validação analítica.
- Garantia e controle de qualidade analítica.
- Fundamentos físico-químicos aplicados ao tratamento e à potabilização de águas.
- Caracterização da água bruta e sua relação com a seleção e o desempenho dos processos de tratamento.
- Coagulação e mecanismos de desestabilização de partículas; floculação e ensaios de tratabilidade.
- Sedimentação, decantação e flotação por ar dissolvido.
- Filtração granular: mecanismos, meios filtrantes, operação, lavagem e controle de desempenho.
- Processos de oxidação e tratamento de águas subterrâneas, com ênfase na remoção de ferro e manganês.
- Desinfecção e fundamentos da cloração, demanda, residual, tempo de contato e eficiência do processo.
- Subprodutos da desinfecção e estabilidade da água.
- Requisitos de qualidade e potabilidade da água e sua integração ao controle operacional.
- Monitoramento, diagnóstico, otimização e gestão de riscos em Estações de Tratamento de Água, sob a perspectiva de múltiplas barreiras e segurança da água.
- Fundamentos de poluição hídrica e caracterização de efluentes industriais.
- Legislação ambiental aplicável ao lançamento de efluentes.
- Parâmetros físicos, químicos e biológicos de qualidade.
- Amostragem e análise de efluentes.
- Segregação e minimização de efluentes na fonte.
- Processos físicos de tratamento.
- Coagulação, floculação, sedimentação e flotação.
- Neutralização e precipitação química.
- Oxidação química e processos oxidativos avançados.
- Adsorção e processos de separação.
- Fundamentos do tratamento biológico.
- Processos aeróbios e anaeróbios.
- Lodos ativados, reatores biológicos, lagoas, filtros biológicos e sistemas anaeróbios.
- Remoção de matéria orgânica e nutrientes.
- Tratamento e gerenciamento de lodos.
- Desinfecção e tratamento terciário.
- Reúso de água.
- Seleção e combinação de processos.
- Monitoramento operacional, controle de desempenho e solução de problemas.
- Estudos de caso e elaboração de fluxograma conceitual de uma Estação de Tratamento de Efluentes Industriais (ETEI).
- Fundamentos dos processos de separação por membranas aplicados ao tratamento de águas e efluentes.
- Caracterização, propriedades e materiais de membranas.
- Mecanismos de transporte de massa e fenômenos de polarização por concentração, incrustação e fouling.
- Tecnologias de microfiltração (MF), ultrafiltração (UF), nanofiltração (NF), osmose inversa (OI), eletrodiálise, osmose direta e biorreatores com membranas (MBR).
- Resinas de troca iônica e sua aplicação na remoção de íons, desmineralização e polimento de correntes líquidas.
- Integração de processos por membranas e troca iônica em sistemas avançados de tratamento de água.
- Projeto, dimensionamento, operação e otimização de sistemas de reúso industrial.
- Produção de água para processos industriais, circuitos fechados de água e estratégias de minimização do consumo hídrico.
- Avaliação da qualidade da água para reúso, remoção de contaminantes emergentes e controle microbiológico.
- Aspectos energéticos, econômicos e ambientais dos sistemas avançados de tratamento.
- Regulamentação, sustentabilidade, economia circular e estudos de caso aplicados à gestão hídrica industrial.
- Panorama dos recursos hídricos no Brasil.
- Poluição aquática.
- Saneamento.
- Saúde ambiental.
- Aspectos institucionais e legais: Leis Federais, Política Nacional de Recursos Hídricos, órgãos envolvidos, atribuições e responsabilidades.
- Organização e atuação de comitês de bacia hidrográfica.
- Instrumentos de Gestão de Recursos Hídricos no Brasil.
- Planejamento de recursos hídricos: definições de planejamento integrado e informações necessárias.
- Análise de risco e incerteza no planejamento de recursos hídricos.
- Bases hidrológicas da gestão: ciclo hidrológico, balanço hídrico de bacia e séries hidrológicas.
- Disponibilidade hídrica e sua quantificação: curvas de permanência, vazões de referência e vazões mínimas remanescentes; relação entre disponibilidade e demanda e conflitos pelo uso da água.
- Águas subterrâneas: aquíferos, parâmetros hidrodinâmicos, recarga, poços tubulares profundos, vulnerabilidade e perímetros de proteção de captações.
- Conservação e uso racional da água na indústria e em edificações: setorização, medição, controle e redução de perdas, indicadores de consumo específico e aproveitamento de águas pluviais.
- Segurança hídrica, eventos hidrológicos extremos e adaptação às mudanças climáticas.
- Fundamentos do escoamento dos fluidos: classificação dos escoamentos quanto à variação das propriedades locais (permanentes e variados), quanto às trajetórias das partículas (laminar, de transição e turbulento) e o número de Reynolds, e quanto ao tipo de velocidade desenvolvida nas seções de escoamento (uniformes e não uniformes nas seções).
- Vazão volumétrica, mássica e em peso; equação da continuidade em escoamentos permanentes, inclusive com múltiplas entradas e saídas; velocidade média de escoamento.
- Equação da energia para escoamentos permanentes: energias mecânicas associadas ao fluido (potencial gravitacional, cinética e potencial de pressão); carga total numa seção de escoamento e suas parcelas; teorema de Bernoulli; equação da energia com máquinas hidráulicas (bombas e turbinas); potência hidráulica, potência trocada entre o fluido e a máquina, potência da máquina e rendimento; equação da energia com perda de carga; balanço de potências com múltiplas entradas e saídas.
- Dimensionamento das perdas de carga distribuídas e localizadas nos escoamentos permanentes de fluidos incompressíveis em regime forçado: definição e classificação de condutos, raio e diâmetro hidráulicos, camada limite em condutos forçados; perdas distribuídas — rugosidade da parede interna, verificação experimental, linhas piezométricas e de energia, fórmula universal de Darcy-Weisbach, experimento e harpa de Nikuradse, condutos industriais e rugosidade equivalente de Colebrook, diagramas de Moody e de Rouse e problemas típicos em regime turbulento; perdas localizadas — definição de singularidade, cálculo da perda em uma singularidade e método dos comprimentos equivalentes.
- Sistemas de recalque: definição e estrutura de uma instalação típica; seleção das potências comerciais do conjunto de recalque, incluindo bombas e motores comerciais e cálculo da capacidade do ponto de força; dimensionamento econômico da tubulação — efeitos do diâmetro de recalque, fórmula de Bresse, diâmetro da tubulação de sucção, velocidade econômica e dimensionamento em instalações não operadas continuamente (fórmula ABNT NB 92/66); curva característica do sistema; curvas características das bombas (altura manométrica, potência absorvida e rendimento em função da vazão recalcada); ponto de operação; leis de semelhança para variação de rotação; associação de bombas em série e em paralelo; cavitação, seu equacionamento e Net Positive Suction Head (NPSH).
- Leis de conservação da massa; balanços globais e parciais em sistemas reativos e não reativos.
- Integração com balanços de energia aplicados a processos industriais e sistemas hídricos.
- Operações unitárias de separação mecânica e hidrodinâmica: equipamentos para filtração e sedimentação e sua aplicação em processos de tratamento e remediação de águas.
- Operações unitárias térmicas e de transferência de massa: fundamentos técnicos, destilação, evaporação, troca iônica e transferência de massa aplicadas a fluidos e sistemas hídricos.
- Modelagem aplicada: modelagem de fluxos de matéria em plantas de tratamento e unidades de separação.
- Estudos de caso práticos.
- Instrumentação industrial aplicada a sistemas hídricos: medição de vazão, nível, pressão, pH, condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, cloro residual e potencial de oxirredução; princípios de funcionamento, instalação, calibração e diagnóstico de sensores.
- Elementos finais de controle: válvulas de controle, bombas dosadoras e atuadores.
- Modelagem dinâmica de processos, função de transferência, resposta de sistemas de primeira e segunda ordem, tempo morto e linearização.
- Malhas abertas e fechadas; controladores P, PI e PID e métodos de sintonia.
- Estratégias avançadas: cascata, feedforward, relação, split-range e controle preditivo.
- Arquiteturas de automação: CLP, IHM, redes industriais, sistemas supervisórios (SCADA) e telemetria aplicada a ETAs e ETEs.
- Aquisição, historiamento e tratamento de dados operacionais; análise estatística, cartas de controle e detecção de desvios.
- Aplicação de inteligência artificial e aprendizado de máquina: modelos preditivos de qualidade e de demanda, otimização da dosagem de produtos químicos, detecção de anomalias e de vazamentos e manutenção preditiva.
- Eficiência energética: motores elétricos, inversores de frequência e acionamento de bombas, curvas de rendimento, correção do fator de potência, gestão de demanda e tarifação, indicador de consumo específico de energia e estratégias de redução de custo em sistemas de bombeamento.
- Fundamentos do Direito Ambiental e da Política Nacional do Meio Ambiente.
- Princípios e instrumentos da gestão ambiental.
- Licenciamento ambiental no Brasil e competências dos entes federativos.
- Tipos e etapas do licenciamento ambiental.
- Estudos ambientais e avaliação de impactos ambientais.
- Licenças, autorizações, condicionantes e obrigações ambientais.
- Gestão, monitoramento e atendimento das condicionantes.
- Fiscalização, infrações e responsabilidade ambiental.
- Sistemas de gestão ambiental e prevenção da poluição.
- Conceitos, princípios e evolução do ESG.
- Dimensões ambiental, social e de governança.
- Materialidade e dupla materialidade.
- Riscos e oportunidades ESG.
- Indicadores, métricas e relatórios de sustentabilidade.
- Mudanças climáticas, emissões de gases de efeito estufa, recursos hídricos, resíduos, biodiversidade e economia circular.
- Governança, ética, compliance e integridade.
- Integração entre licenciamento ambiental, gestão de riscos e estratégia ESG.
- Estudos de caso e elaboração de plano de ação ESG.
- Fundamentos de economia circular aplicados ao setor hídrico: hierarquia de gestão de resíduos, prevenção, redução, reúso, reciclagem e recuperação de recursos.
- Recuperação de recursos a partir de efluentes e lodos: aproveitamento energético do biogás, uso agrícola e compostagem, recuperação de nutrientes e destinação final ambientalmente adequada.
- A água como insumo econômico: custo da água bruta, custo do descarte, custo evitado e precificação interna.
- Fundamentos de engenharia econômica aplicados a projetos hídricos: fluxo de caixa, taxa mínima de atratividade, valor presente líquido, taxa interna de retorno e payback.
- Estimativas de investimento (CAPEX) e de custo operacional (OPEX) em sistemas de tratamento e reúso: fatores de escala, custos de energia, produtos químicos, mão de obra, manutenção e disposição de resíduos.
- Custo por metro cúbico tratado e custo total de propriedade.
- Análise de sensibilidade e de cenários aplicada à decisão de investimento.
- Indicadores econômicos de desempenho operacional.
- Fundamentos de gestão de projetos aplicados a empreendimentos de engenharia hídrica e industrial.
- Ciclo de vida do projeto, estruturas organizacionais e papel do gerente de projetos.
- Abordagens preditiva, ágil e híbrida.
- Gerenciamento da integração, do escopo (EAP), do cronograma (rede, caminho crítico e nivelamento de recursos), dos custos (estimativas, orçamento e análise de valor agregado), da qualidade, dos recursos, das comunicações, dos riscos (identificação, análise qualitativa e quantitativa, respostas e reservas), das aquisições e das partes interessadas.
- Engenharia de projeto aplicada: definição da concepção, fluxogramas de processo, balanços de projeto, listas e especificação de equipamentos, arranjo geral, memorial descritivo e de cálculo, comissionamento, partida e operação assistida.
- Projeto integrador: elaboração, em equipe, de projeto técnico completo de uma Estação de Tratamento de Água, Estação de Tratamento de Efluentes ou sistema de reúso industrial, contemplando caracterização da água ou do efluente, definição da rota tecnológica, dimensionamento das unidades, hidráulica e bombeamento, instrumentação e controle, estimativa de CAPEX e OPEX, análise de viabilidade, requisitos legais e de licenciamento, cronograma e análise de riscos, com apresentação e defesa dos resultados.
- Introdução à pesquisa científica; métodos de estudo (fichamento, resenha, organização do trabalho científico).
- Tipos de trabalho científico; roteiro e projeto de pesquisa; estrutura do TCC (monografia, artigo ou outra modalidade).
- Normas de apresentação gráfica.
- Orientação do trabalho de conclusão para problemas reais de gerenciamento de projetos.
Certificação
De acordo com a legislação do MEC em vigor, serão concedidos certificados de Pós-Graduação – Lato Sensu, Especialização ou MBA dos cursos ministrados pela Universidade Católica de Petrópolis aos alunos que obtiverem aproveitamento mínimo requerido (nota 7) em cada disciplina e seu Trabalho de Conclusão de Curso ( TCC) aprovado.
Aos alunos que não entregarem o Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), será concedido certificado de Qualificação Profissional emitido pelo IPETEC – Instituto de Pesquisa, Educação e Tecnologia.
Coordenação
Ricardo Tamietti
- Universidade Federal de Minas Gerais Pós-graduação em Sistemas de Energia – Qualidade de Energia (Especialização), Qualidade de Energia
Documentação necessária
- Identidade e CPF
- Certidão de nascimento ou casamento
- Comprovante de Residência
- Diploma de Graduação
- Histórico da Graduação
- Foto 3×4
Engenharia de Processos Hídricos e Reuso Industrial
- 24x de R$ 378,92 * Mensalidade até o dia 10
- Taxa de matrícula: R$ 100,00 Mensalidade sem desconto: R$ 631,53
- *Desconto de 40% para pagamento efetuado até o dia 10 de cada mês.