Relatório Acadêmico da Disciplina de Modelagem da Qualidade das Águas

Universidade Federal de Santa Catarina

Balanço Químico:

Balanço de Água, Nitrogênio e Cloreto

Relatório Acadêmico da Disciplina de Modelagem da Qualidade das Águas.

Florianópolis, 06 de Abril de 2018.

Sumário:

1. Introdução.......................................................................................................................3
2. Objetivo...........................................................................................................................4
3. Procedimentos.................................................................................................................5
4. Resultados.......................................................................................................................8
5. Discussões/Conclusão...................................................................................................10
6. Bibliografia...................................................................................................................11

1. Introdução:

O Balanço Químico é uma representatividade do Balanço de Massa, sendo esse último uma consequência da Lei de Conservação de Massa. A Lei de conservação de massa ou Lei de Lavoisier (1789) enuncia que “Numa reação química que ocorre em sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação”.

Expandindo um pouco mais o conceito, tem-se o entendimento de Balanço Hídrico sendo como a diferença entre entradas e saídas de água de um sistema. Esse sistema pode ser definido de forma macro ou micro, sendo que em quaisquer casos o princípio de avaliação será o mesmo. Na escala macro o balanço hídrico pode ser considerado o próprio Ciclo Hidrológico do Planeta, já numa escala reduzida o balanço hídrico tem por objetivo estabelecer a variação de armazenamento e, consequentemente, a disponibilidade de água no solo. 

A transferência dos nutrientes do sistema solo-vegetação depende diretamente do ciclo de água, pois afeta sua disponibilidade e movimento. A água que entra no ecossistema proveniente de chuvas carrega para o sistema elementos proveniente da atmosfera. O balanço químico entre as entradas e saídas de elementos minerais em um ecossistema pode ser positivo ou negativo, ou seja, os nutrientes podem estar se acumulando ou o sistema pode estar sofrendo um processo de perda (Jordan, 1985).

Dessa forma, os conceitos de balanços químicos e balanço hídrico são uma ferramenta importante para a manutenção e acompanhamento de um sistema local. Uma região com corpo d’água pode ter controle de qualidade de água levando em conta os balanços químicos e hídricos quando utilizado de forma adequada.

        

1. Objetivos:

Esse relatório tem por objetivo principal utilizar o conceito de Balanço Químico, de forma simplificada, realizando cálculos de entradas e saídas de água do sistema (Fazenda) e por fim estimando a quantidade de água infiltrada para as águas subterrâneas. Ocorrerá também uma estimativa do balanço químico na fazenda, dando ênfase a concentração de Nitrogênio e Cloreto nas águas subterrâneas.

1. Procedimentos:

Para realização dos balanços hídricos, de nitrogênio e de cloreto foi estabelecido um sistema, com suas devidas dimensões e os componentes presentes nele:

Num.Pessoas	Num.Vacas	Superficie fazenda	Precipitação	% sup em gramado	% sup em milho
[-]	[-]	[ha]	[mm/ano]	[%]	[%]
7	70	12	1200	50	50

Levando em consideração somente esses elementos presentes na fazenda, realizaram-se os cálculos de Balanços. Como já dito nesse relatório, os balanços químicos estão intimamente ligado com a interação hídrica, dessa forma, iniciamos com o balanço Hídrico.

Balanço Hídrico:

Baseado nas informações fornecidas da fazenda tem-se como Entrada de água do sistema: Precipitação, água proveniente das Pessoas e água proveniente das Vacas.

• Precipitação: 1200 mm/ano 🡪 1,2m³/ano/m²

Multiplicando a precipitação pela área da fazenda, teremos 🡪 144000m³/ano

• Pessoas: Considerando que a quantidade de água que as pessoas bebem é a mesma que eliminam:

2,5 litros/dia 🡪 0,0025m³/dia 🡪 0,9125m³/ano

Multiplicando pelo número de pessoas: 6,3875m³/ano

• Vacas: 18,1m³/ano

Multiplicando pelo número de animais: 1267m³/ano

        Entrada Total: 145273m³/ano

        Nesse sistema as fontes de saída de água são: Gramado e Milho e Água de infiltração.

• Gramado: A absorção de água pelo gramado está em torno de 4000m³/ha/ano, levando em conta que 50% da área da fazenda é de gramado, teremos como saída: 24000m³/ano
• Milho: Já a absorção do milho é de 3000m³/ha/ano, multiplicando pela área equivalente de milho: 18000m³/ano
• Infiltração: O volume de água que irá infiltrar é a diferença no total da entrada pelas saídas (Gramado+Milho), ou seja: 103273m³/ano

Saída Total: 145273m³/ano

Balanço Químico de Nitrogênio:

No balanço de Nitrogênio, as informações da concentração de Nitrogênio presentes em todos os componentes avaliados no balanço hídrico farão o mesmo papel do volume de água, desta forma, tornando o processo do balanço de nitrogênio muito parecido.