Vol6 no2 2013

REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica. http://www.journals.unam.mx/index.php/aidis/index

Vol. 6, No. 2 6 de agosto de 2013 ISSN 0718-378X Con el patrocinio de:

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Temática y alcance La Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales. Investigación, desarrollo y práctica, es una publicación electrónica cuatrimestral, coeditada por AIDIS y el Instituto de Ingeniería UNAM, que publica contribuciones evaluadas por pares originales, de calidad y actualidad, dentro de su área de competencia. De esta forma se presentan trabajos que abarcan aspectos relacionados con el conocimiento científico y práctico, tanto tecnológico como de gestión, dentro del área de la Ingeniería Sanitaria y Ambiental en Latinoamérica.

El enfoque es interdisciplinario buscando contribuir en forma directa a la generación de conocimiento, al desarrollo de tecnologías y a un mejor desempeño profesional. Entre los temas cubiertos por la revista están los siguientes: agua potable, calidad de agua, aguas residuales, residuos sólidos, energía, contaminación, reciclaje, cambio climático, salud ambiental, nuevas tecnologías, ética, legislación y política ambiental, gestión ambiental, gestión de empresas de servicios de saneamiento, sustentabilidad y participación social, entre otros.

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Vol. 6, No. 2 6 de agosto de 2013

Tabla de Contenido Vol. 6, No 2.

1.-

USO DE PLAGUICIDAS EN ZONAS CAÑERAS DEL MUNICIPIO DE CÁRDENAS TABASCO, MÉXICO: POSIBLE IMPACTO AMBIENTAL Y A LA SALUD PESTICIDE USE INAREAS OF THE MUNICIPALITY OF CARDENAS SUGARCANE TABASCO, MEXICO: POTENTIAL ENVIRONMENTAL IMPACTAND THE HEALTH

1 - 11

Liliana Hernández-Acosta, Francisco Javier Qué-Ramos, Ana Belem Piña-Guzmán, José Ramón Laines Canepa

2.-

ESTUDO OPERACIONAL COMPARATIVO EM DIFERENTES CONCEPÇÕES DE ETEs EM FORTALEZA COMPARATIVE OPERATIONAL STUDY IN DIFFERENT CONCEPTIONS OF ETEs IN FORTALEZA

12 - 25

José Reges da Silva Lobão, Marisete Dantas de Aquino, Raimundo Oliveira de Souza, Renato Teixeira Moreira, Francisco Chagas da Silva Filho

3.-

REMOÇÃO BIOLÓGICA DE NITRATO EM ÁGUA DE ABASTECIMENTO UTILIZANDO O ENDOCARPO DE COCO COMO FONTE DE CARBONO BIOLOGICAL REMOVAL OF NITRATE IN THE WATER SUPPLY USING THE COCONUT ENDOCARP AS CARBON SOURCE

26 - 35

Rafael Melo Torres, Luiz Pereira de Brito, Fabíola da Costa Catombé Dantas, Dayana Melo Torres

SECCIÓN EDUCACIÓN AMBIENTAL Editor invitado: Dr Gonzalo Ruiz Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile

4.-

METODOLOGIA PARA LA FORMACION DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA AMBIENTAL UTILIZANDO INDICES FISICOQUIMICOS Y BIOLOGICOS PARA DETERMINAR CALIDAD DE AGUA EN LA QUEBRADA MENZULI (SANTANDER, COLOMBIA) FORMATION OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDENTS APPLYING A METHODOLOGY TO ASSESS WATER QUALITY THROUGH PHYSICAL, CHEMICAL AND BIOLOGICAL INDEXES: CASE STUDY OF MENZULI CREEK IN SANTANDER, COLOMBIA Yolanda Gamarra, Ricardo Restrepo

36

37 - 45

Vol. 6, No. 2 6 de agosto de 2013

5.-

ENSINO DE EPIDEMIOLOGIA PARA CURSOS DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL: O PORTFÓLIO COMO FERRAMENTA DE AVALIAÇÃO EPIDEMIOLOGY TEACHING IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING UNDERGRADUATE COURSES: THE PORTFOLIO AS A TOOL FOR ASSESSMEN

46 - 55

Paula Dias Bevilacqua, Marisa Barletto, Cristian Ferreira de Souza, Cristiane Magalhães de Melo, Rafael Kopschitz Xavier Bastos

6.-

EXPERIÊNCIA EM EDUCAÇÃO AMBIENTAL ADQUIRIDA DENTRO DA COORDENADORIA DE GESTÃO AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – UFRGS EXPERIENCE IN ENVIRONMENTAL EDUCATION IN THE ENVIRONMENTAL MANAGEMENT COORDINATION OF UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL - UFRGS

56 - 64

Anne Krummenauer, Darci Barnech Campani, Paulo Robinson da Silva Samuel

7.-

COMO LOS ESTUDIANTES PUEDEN MANEJAR LOS RESIDUOS ESCOLARES: UN ESTUDIO DE CASO HOW STUDENTS CAN HANDLE SCHOOL WASTE: A CASE STUDY

65 - 71

Manfred Fehr, Atna Gomes Silva

8.-

PROPOSTAS DE EDUCAÇÃO AMBIENTAL POR MEIO DAS PRÁTICAS DE PRODUÇÃO MAIS LIMPA EM UMA INDÚSTRIA DE VESTUÁRIO PROPOSALS FOR ENVIRONMENTAL EDUCATION THROUGH THE PRACTICES OF CLEANER PRODUCTION IN A GARMENT INDUSTRY

72 - 79

André Luiz Emmel Silva, Ênio Leandro Machado, Jorge André Ribas Moraes, Tonia Magali Moraes Brum

9.-

PRÁCTICAS PROFESIONALES: UNA EXPERIENCIA EXITOSA DE INTEGRACION UNIVERSIDADEMPRESA EN LA FORMACIÓN DE LOS INGENIEROS AMBIENTALES INTERNSHIPS: A SUCCESSFUL EXPERIENCE OF UNIVERSITY-PRIVATE COMPANIES INTEGRATION IN THE FORMATION OF ENVIRONMENTAL ENGINEERS

80 - 91

Andrés Mauricio Vélez Pereira

10.-

INNOVACIÓN CURRICULAR PARA LA CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL AÑO 2012, UNIVERSIDAD DE VALPARAÍSO, CHILE CURRICULAR INNOVATION IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING FOR 2012, UNIVERSITY OF VALPARAÍSO, CHILE Javier Arancibia Fortes, Joao Cerqueira Pinto, Ociel Cofré Carvajal, Laura Sobarzo Rojas, Yenny Olivares Henríquez

92 - 99

Vol. 6, No. 2, 1 – 11 6 de agosto de 2013

REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

USO DE PLAGUICIDAS EN ZONAS CAÑERAS DEL MUNICIPIO DE CÁRDENAS TABASCO, MÉXICO: POSIBLE IMPACTO AMBIENTAL Y A LA SALUD

Liliana Hernández-Acosta 1 Francisco Javier Qué-Ramos 1 Ana Belem Piña-Guzmán 2 *José Ramón Laines Canepa 1

PESTICIDE USE INAREAS OF THE MUNICIPALITY OF CARDENAS SUGARCANE TABASCO, MEXICO: POTENTIAL ENVIRONMENTAL IMPACTAND THE HEALTH Recibido el 20 de enero de 2013; Aceptado el 30 de mayo de 2013

Abstract For some years it has been questioned on the effects that pesticides can cause both environmental compartments and the fauna, flora and especially humans. Excessive use of these chemicals can cause environmental problems and human health, which if not prevented or treated in time may result in irreversible environmental damage and epidemiological. Today some are studies that allow us to know the use, distribution and the impact these substances cause. In southeastern Mexico, particularly in the town of Cardenas in the state of Tabasco, the cultivation of sugar cane is economic livelihood of many families and the excessive use of pesticides for the eradication of pests and diseases of crops is already a Normal practice. In this paper, derived from interviews with producers, the staff responsible for the distribution of pesticides in each association and groups of residents near the sugar cane area, shows a general diagnosis of pests affecting the cultivation of sugar cane and as the use, distribution and type of pesticides applied. Geographically locating the area of influence of the culture, we identified 17 different types of pesticides frequently used and based on the mechanisms of toxic action, delivering a diagnosis of their potential environmental impact and human health.

Keywords: pesticides, pests, sugar cane.

1 2

División Académica de Ciencias Biológicas. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, México Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (UPIBI). Instituto Politécnico Nacional (IPN), México

*Autor corresponsal: 1 División Académica de Ciencias Biológicas. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Km. 0.5 carretera Villahermosa-Cárdenas entronque Bosques de Saloya, Tabasco, México. Email: josra_2001@yahoo.com.mx

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Resumen Desde hace algunos años se ha cuestionado sobre los efectos que los plaguicidas pueden ocasionar tanto a los compartimentos ambientales, así como a la fauna, flora y sobre todo a los seres humanos. El uso excesivo de estos agroquímicos, puede provocar problemas ambientales y a la salud humana, que de no ser prevenidos o atendidos a tiempo podrían resultar en daños ecológicos y epidemiológicos irreversibles. Hoy en día poco son los estudios que nos permiten conocer el uso, distribución y el impacto que estas sustancias provocan. En el sureste Mexicano, particularmente en el municipio de Cárdenas en el estado de Tabasco, el cultivo de caña de azúcar es fuente de sustento económico de muchas familias y el uso excesivo de plaguicidas para la erradicación de plagas y enfermedades propias del cultivo es ya una práctica normal. En el presente trabajo, derivado de entrevistas a productores, al personal encargado de la distribución de plaguicidas en cada asociación y a grupos de pobladores cercanos a la zona cañera, se muestra un diagnóstico general de plagas que afectan al cultivo de la caña de azúcar, así como del uso, distribución y tipo de plaguicidas aplicados. Ubicando geográficamente el área de influencia del cultivo, se identificaron 17 diferentes tipos de plaguicidas frecuentemente utilizados y con base en los mecanismos de acción tóxica, se emite un diagnóstico de su posible impacto ambiental y a la salud humana.

Palabras clave: plaguicidas, caña de azúcar, plagas.

Introducción En el área agrícola, la necesidad de incrementar la producción en campo propició el uso intensivo de agroquímicos, especialmente plaguicidas usados para proteger los cultivos de las plagas (Kiely, 1999). Sin embargo, la aplicación excesiva de plaguicidas trae consigo un alto riesgo de acumulación en organismos vivos y desequilibrio de los ecosistemas (Albert, 1990).

Los plaguicidas por muchos años han representado una alternativa viable, segura y fácil para controlar los ataques de plagas a los distintos cultivos alrededor del mundo. Además del uso agrícola, estos agroquímicos también son utilizados frecuentemente para erradicar epidemias y así controlar la salud pública. Sin embargo, son sustancias heterogéneas con propiedades tóxicas específicas, que afectan no solamente a la plaga que se desea controlar sino a diferentes organismos incluyendo a seres humanos, animales domésticos, organismos acuáticos, insectos polinizadores, aves y otra fauna silvestre (García, 1997). El impacto potencial de los plaguicidas, una vez liberados en el ambiente, está definido por su comportamiento y destino en el medio, lo cual depende de sus características físico-químicas y de los compartimentos ambientales en que se encuentre. (Calamari y Vighi, 1992; Makay, 1991; Verscheuren, 1983).

En México, los problemas de salud observados en humanos, relacionados con el uso de plaguicidas, no son calificados ni cuantificados adecuadamente, pues actualmente no se cuenta con un buen registro nacional de intoxicaciones por plaguicidas y en los documentos encontrados se percibe y manifiesta un subregistro de casos de intoxicación. El subregistro para México se estima en aproximadamente 5 veces, esto quiere decir que por cada caso, 5 no se registran, lo cual coincide con una estimación por parte de la Organización Panamericana de la Salud, para las tasas de intoxicación en los países latinoamericanos, en la que por cada caso 2

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notificado existen 5 no notificados. En el caso particular del Estado de Tabasco, en los Centros de Información Toxicológica para el 2001 se registraron 30 casos de intoxicación por plaguicidas, de cuyo dato podría inferirse la ocurrencia de 150 posibles intoxicaciones. (COFEPRIS, 2002).

Existe evidencia científica y empírica que relaciona a la utilización y exposición de plaguicidas con la aparición de síntomas de intoxicación agudos y el desarrollo de enfermedades de tipo crónico que, por otro lado, son dependientes del tipo de plaguicida usado y son causadas por malas prácticas de uso. Un estudio de corte transversal en casos de intoxicaciones agudas por plaguicidas en una zona agrícola del Estado de México, muestra evidencia de la predominancia de las intoxicaciones de tipo ocupacional (71.8%) en individuos del sexo masculino (78%), siendo los plaguicidas organofosforados los que se involucraron con mayor frecuencia (44%) en los casos de intoxicación. Además de caracterizar las intoxicaciones e identificar el perfil ocupacional, dicho estudio identificó conductas inapropiadas en el uso de plaguicidas, como el consumo de alimentos en el sitio de trabajo, la ausencia de uso de equipo de protección y el no apego a las instrucciones de preparación y aplicación de los plaguicidas (Hernández-González et al., 2007). Estos últimos hallazgos son altamente concordantes con los resultados obtenidos en un estudio descriptivo transversal realizado en los Andes centrales del Perú (Montoro et al., 2009).

En general, se sabe que el costo del manejo de plagas, dictado por la cantidad y frecuencia del uso de plaguicidas, se relaciona inversamente con el grado de tecnificación del campo. Sin embargo, los altos costos no llevan implícito la efectividad del manejo de plagas pues la aplicación de plaguicidas no siempre tiene una justificación técnica. La efectividad depende más bien del conocimiento que el agricultor tenga del manejo integrado de plagas, lo cual resulta en un beneficio relacionado con la reducción de los costos de manejo de plagas, incremento de los beneficios netos por hectárea y reducción del impacto ambiental por el uso de plaguicidas.

En México son muchos los cultivos que se desarrollan tanto de temporal o de riego así como cíclicos o perennes y demandan un uso extensivo de plaguicidas para el control de plagas y enfermedades propias de cada cultivo. En el caso del cultivo de la caña de azúcar, de acuerdo a la Secretaría de Agricultura Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) y datos del Sistema de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), el campo cañero mexicano para el año 2007 reportó una superficie total cosechada de 690,440 hectáreas, de las cuales el 60% (412,346 has) fueron en temporal y el restante 40% (278,094 has) bajo riego (SAGARPA, 2007). En el sureste mexicano y en particular el estado de Tabasco, tiene una economía en donde la agricultura juega un papel fundamental. De acuerdo a INEGI (2010), Tabasco cuenta con suelos fértiles y se estima que un 30% del agua a nivel nacional se ubica en este estado. En el municipio de Cárdenas Tabasco, la caña de azúcar es un cultivo que representa una fuente de ingresos para un gran número de familias y, por lo mismo, la continua necesidad de producir más, conlleva a que se presenten diversos daños ecológicos por la demanda y el uso excesivo de 3

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sustancias químicas. El municipio de Cárdenas cuenta con una superficie de 197,032 has, de las cuales 100,746 has están ocupadas por diversos cultivos, siendo la caña de azúcar el cultivo más importante de este municipio con 17,111 has cultivadas (INEGI, 2009). Esta investigación ubica los principales plaguicidas utilizados en cultivos de caña de azúcar dentro de la zona agrícola del municipio y sus posibles efectos ambientales y a la salud humana.

Materiales y métodos La metodología empleada para este estudio consistió en realizar la caracterización de la zona del municipio de Cárdenas Tabasco (Fig. 1), para lo cual se tomaron en cuenta datos como orografía, hidrografía, tipos de suelo, usos del suelo, clima, temperatura media anual, fauna, flora y superficie total cultivada. Se ubicaron e identificaron los ejidos dedicados solamente al cultivo de caña destinada a los dos ingenios azucareros presentes en el municipio: Ingenio Santa Rosalía (ISR) e Ingenio Presidente Benito Juárez (IPBJ). Se pudo conocer a detalle cuáles y cuántos se encuentran dedicados a esta actividad.

Figura 1. Área de estudio

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Dada la organización de los ejidos en asociaciones cañeras locales, se realizó una primera encuesta a 80 productores y 5 encargados de dichas asociaciones, con la finalidad de conocer el uso y distribución de los plaguicidas e identificar los plaguicidas y cantidades que actualmente se están aplicando a los cultivos de caña de azúcar en esta zona y con esto conocer la etapa optima del cultivo para la aplicación de estas sustancias. Se realizó una segunda encuesta a la población en general involucrada o no en actividades del cultivo de caña. Con el fin de conocer la perspectiva del uso de plaguicidas, la forma en que se desarrollan las aplicaciones y la contaminación de agua, suelo y aires que se está provocando por las prácticas agrícolas incorrectas. Dichas encuestas se analizaron mediante el paquete estadístico Sigmaplot.

Resultados Los ingenios azucareros ISR e IPBJ se ubican en el municipio de Cárdenas Tabasco, México. En ellos existen dos asociaciones cañeras locales: La Unión Nacional de Cañeros, A.C. (perteneciente a la Confederación Nacional de Productores Rurales; CNPR) y Unión Nacional de Productores de Caña de Azúcar, A.C, (perteneciente a la Confederación Nacional Campesina; CNC). Se tiene registro de 6,366 productores de caña que aportan la materia prima durante los meses de Diciembre a Junio. Los productores, de ambas asociaciones, que abastecen a cada ingenio son 2,296 para ISR y 4,070 para el IPBJ. (Fig. 2).

Ingenio Pte. Benito Juárez 2500

2300

No de agricultores

2000

1500

Ingenio Sta. Rosalía

1770

1350 946

1000

500

0 CNC

CNPR

CNC

CNPR

Asociaciones

Figura 2. Agricultores asociados

5

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Ingenio Pte. Benito Juárez 10000

9158.94 8000

Ingenio Sta. Rosalía 6600

has.

6000

6000

4200 4000

2000

0 CNC

CNPR

CNC

CNPR

Asociaciones

Figura 3. Superficie cultivada en la zona agrícola

De acuerdo a la figura 3, en toda la zona agrícola se cultivan actualmente 25,958.94 has, de las cuales, 15,758.94 has corresponden a los productores del IPBJ y las restantes 10,600 has son cultivadas por los productores del ISR. El ISR recibe caña de azúcar de 52 ejidos y el IPBJ recibe de 21 ejidos. En cuanto a daños causados por las diferentes plagas que atacan al cultivo de caña, las asociaciones estiman que hay una disminución en su producción anual que va desde un 20% a un 40%, siendo mayores las pérdidas en la producción que los ejidos de la CNC destinan al IPBJ (Fig. 4). Las principales plagas que atacan al cultivo se muestran en el Cuadro I. Cuadro I. Plagas que afectan el cultivo de la caña de azúcar en la zona cañera del municipio de Cárdenas, Tabasco, México Plaga

Nombre científico

Mosca pinta Picudo Gusano barrenador Falso medidor Rata Chinche de encaje Pulgón Amarillo

(Aeneolamia postica) (Aeneolamia postica) (Lepidoptera: Pyralidae) (Mosislatipes) (Liomyssalvini) (Leptodictyatabida) (Sifafava) 6

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60

Ingenio Pte. Benito Juárez 50

%De Perdidas

40% 40

30

Ingenio Sta. Rosalía 25%

25% 20%

20

10

0 CNC

CNPR

CNC

CNPR

Asociaciones

Figura 4. Estimación del Porcentaje de pérdidas en la producción de caña de azúcar a causa de las plagas, de acuerdo a las asociaciones cañeras locales

Estas plagas sin duda son la mayor amenaza para los cañeros, es por esto que en la búsqueda de proteger el cultivo, los productores de caña de azúcar recurren a lo que hasta el día de hoy ha representado una alternativa segura y sobre todo rápida para contrarrestar este tipo de problema; “el uso de plaguicidas”. (CESVETAB, 2011).

Las asociaciones cañeras encuestadas consideran que el principal daño a su producción es el causado por plagas propias de este cultivo y están conscientes de que no existe un buen manejo de estas por parte de ellos. Las asociaciones estiman que en condiciones óptimas, la producción de caña es de 60ton/ha/año, valor muy cercano al del rendimiento promedio anual de caña de azúcar en México para la última década bajo condiciones de temporal de acuerdo a datos proporcionados por el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2011) La distribución de plaguicidas llevada a cabo por las asociaciones, se realiza en los ingenios. El ISR recibe 12.0 toneladas anuales de plaguicidas de la asociación CNC para su distribución a los agricultores mientras que la CNPR no realiza distribución alguna para este ingenio. En el IPBJ la asociación CNC distribuye 20.0 toneladas al año de plaguicidas y la CNPR distribuye 16.5 toneladas anualmente. Los plaguicidas más frecuentemente utilizados se muestran en el Cuadro II, en donde se hace notar el uso de plaguicidas del grupo de los organofosforados y carbamatos, cuya toxicidad está ampliamente documentada. Estos dos grupos de plaguicidas 7

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pueden causar envenenamiento inmediato (efecto agudo) de similares características, ya que son absorbidos con mucha facilidad por inhalación, ingestión y a través de la piel. Pero también se pueden presentar daños por toxicidad a largo plazo, ya que para algunos plaguicidas organofosforados cuya degradación es relativamente lenta, puede ocurrir un almacenamiento temporal significativo en grasa corporal y causar enfermedades que aparecen luego de años del contacto con el plaguicida (efecto crónico) (Morgan, 1989).

Cuadro II. Plaguicidas utilizados para control de plagas en la zona cañera del municipio de Cárdenas, Tabasco, México Nombre Vida media Ingrediente activo Familia química Plaga que ataca comercial en suelo (días) Marshal Carbosulfan Carbamato 28 – 56 Mosca pinta Velfuran Carbofuran Carbamato 30 – 120 Mosca pinta Velcron/ Monocrotofos Organofosforado 7 Gusano barrenador Monoupel Jade/ pinto Imidacloprid Imida 48 – 190 Mosca pinta Malation Muralla Golpe Regent 4SC Decis Cipermetrina Storm Klerat/ Fulrat Felino

Malation

Organofosforado

1 – 25

Imidacloprid/ Deltametrina Lambdacialotrina Fipronil Deltametrina Cipermetrina Flocoumafen Brodifacoum Difacinona

Neonicotinoides/ piretroides Piretroides Fenilpirazol Piretroides Piretroides Coumarínico Anticoagulante Indandiona

11 - 72 y 48 a 190 90 – 120 18 – 300 7 7 No definido 14 14

Mosca pinta Mosca pinta Mosca pinta Gusano barrenador Falso medidor Falso medidor Rata Rata Rata

Fuente: CICOPLAFEST

En las cuatro diferentes asociaciones cañeras en los últimos años han sustituidos varios plaguicidas organoclorados y organofosforados por plaguicidas menos agresivos a los mamíferos, como los piretroides. En el aire, los piretroides son degradados rápidamente (1-2 días) por la luz solar o por otros compuestos que se encuentran en la atmósfera, se adhieren firmemente al suelo y eventualmente son degradados por microrganismos. En el suelo y el agua; generalmente no se mueven del suelo al agua subterránea. (ATSDR, 2003), puesto que el extracto de los piretroides son derivados de las piretrinas y comparten ciertas características con ellas. Los piretroides son muy solubles en la grasa de los animales, estos se metabolizan mucho más rápido lo cual no representa ninguna posibilidad de bioacumulación en los animales o seres humanos. El impacto que se encontró dentro del ambiente se percibe sobre todo por las formas de aplicación que de acuerdo al resultado de las encuestas los agricultores las llevan a cabo de manera indiscriminada y bajo las condiciones mínimas de seguridad e higiene poniendo 8

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en riesgo no solo su salud sino el equilibrio ambiental de la zona; este desequilibrio es latente puesto que no se da tratamiento a los envases de plaguicida, no se toman en cuenta medidas preventivas durante la aplicación. De lo anterior se percibe un riesgo de salud para la población ya que las áreas de aplicación son aledañas los asentamientos humanos.

Discusión La producción de caña de azúcar en esta área de estudio refleja un aumento en cuanto a la superficie total cultivada hoy en día. Este dato sustentado en los resultados de esta investigación donde se demuestra que para el año 2012 se tiene registro de un aumento de alrededor del 51.70% en tres año con respecto al dato que INEGI reportó en el año 2009. Este aumento en parte se debe a las condiciones del buen precio que el cultivo de caña mantiene en el mercado nacional en estos últimos años, cuestión económica que hace que los productores incrementen sus hectáreas de cultivo. Lo anterior, a su vez obliga a los agricultores a proteger su materia prima con el uso de plaguicidas cada día más frecuentemente y lo hacen mediante la aplicación incontrolada.

El total de plaguicidas distribuidos por cada ingenio, depende ampliamente de la cantidad de hectáreas cultivadas; se observó que el ingenio Pte. Benito Juárez distribuye 36.5 ton en las 15758.94 has con las que cuenta; el ingenio Sta. Rosalía por su parte distribuye 12 ton de plaguicidas por 10 000 hectáreas de cultivo. Se estima que el volumen de plaguicidas utilizados por hectárea cultivada en el ingenio Pte. Benito Juárez es de (2.40 kg), el doble de lo que el ingenio Sta. Rosalía por cada hectárea distribuye (1.2 kg), lo cual sugiere un mal uso de los plaguicidas por una falta de programas de entrenamiento para la aplicación de estos agroquímicos y pone en evidencia que la legislación relativa al comercio y aplicación de plaguicidas es incompleta, permisiva y obsoleta, Lo encontrado en el presente estudio acerca de las conductas e idiosincrasia asociadas al uso de plaguicidas, concuerda con lo observado en otras comunidades agrícolas en México y Perú, lo cual sugiere un problema generalizado en América Latina. En la zona agrícola de estudio abordada en el presente trabajo, el mayor problema que se presenta es la falta de cultura de la prevención de riesgo y es importante hacer notar que se aplican plaguicidas muy tóxicos entre los que se encuentran los organofosforados y carbamatos (carbosulfán y carbofurán). Ambos grupos de plaguicidas causan una sintomatología semejante: inducción de una crisis colinérgica aguda, pero en el caso de los carbamatos la enzima afectada (acetilcolinesterasa) se reactiva espontáneamente y se restaura así la función nerviosa normal, lo que podría hacerlos ver como más “inócuos”. Sin embargo existe evidencia creciente de que puede ocurrir toxicidad grave y muerte con algunos carbamatos, incluyendo el carbosulfán y el carbofurán (Roberts y Aaron, 2007). Todo lo anterior apoya la necesidad urgente de promover la capacitación de los productores en el manejo de plaguicidas en el cultivo de la caña de azúcar.

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De las encuestas realizadas se demuestra que el uso de plaguicidas, su manejo, aplicación y destino final en el ambiente es algo que la mayoría de los agricultores desconoce y son indiferentes a cualquier tipo de pláticas o asesorías técnicas, sobre todo porque afirman que llevan demasiado tiempo usando estas sustancias químicas y no perciben ningún tipo de afectación tanto a su salud como al ambiente. Por lo observado en campo la forma en que los trabajadores aplican los plaguicidas en la zona es inadecuada, ya que no reúne las condiciones mínimas de seguridad e higiene, pues el agricultor no utiliza ningún equipo de protección o la ropa adecuada durante la aplicación de plaguicidas.

Agradecimientos Al CONACYT y la SERNAPAM, por el financiamiento, según convenio de investigación TAB-2008-C13-93770. Dentro del proyecto “Estrategia de Consolidación para la Red de Información Analítica Ambiental del Estado de Tabasco”.

A las asociaciones locales de los ingenios Pte. Benito Juárez y Sta. Rosalía del Municipio de Cárdenas Tabasco, México, por la información proporcionada durante las encuestas.

Referencias bibliográficas Albert L. (1990) Los plaguicidas, el ambiente y la salud. Lilia Albert. Coordinadora. Centro de Ecodesarrollo, México D.F. 331 p.

ATSDR. (2003) Agency For Toxic Substances and Disease Registry. Disponible en http://www.atsdr.gov/es/ en español. Consultado el 16 de Mayo del 2012.

Calamari y Vighi. (1992) Modelo para estimar destino y cantidades esperadas de los plaguicidas en los compartimientos ambientales. Disponible en www.trentu.ca/envmodel, consultado el 23 de abril del 2012.

Comité́ Estatal de Sanidad Vegetal de Tabasco (CESVETAB) (2011) Folleto Informativo Control de las Principales Plagas de la Caña de Azúcar en Tabasco, México Control del Proceso y Uso de Plaguicidas, Fertilizantes y Sustancias Tóxicas (CICOPLAFEST)(2004) Catálogo de plaguicidas. Comisión Intersecretarial para el. Secretaría de Salud, Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. http://www.semarnat.gob.mx/gestionambiental/riiq/Documents/catalogo%20plag/INICIO.pdf.

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

ESTUDO OPERACIONAL COMPARATIVO EM DIFERENTES CONCEPÇÕES DE ETEs EM FORTALEZA

*José Reges da Silva Lobão 1 Marisete Dantas de Aquino 1 Raimundo Oliveira de Souza 1 Renato Teixeira Moreira 1 Francisco Chagas da Silva Filho 1

COMPARATIVE OPERATIONAL STUDY IN DIFFERENT CONCEPTIONS OF ETEs IN FORTALEZA Recibido el 2 de abril de 2013; Aceptado el 29 de mayo de 2013

Abstract The article provides a critical analysis of the sewage treatment quality in Fortaleza, on the following STPs: Aracapé III, São Cristóvão and Almirante Tamandaré. The analyzed parameters were Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Total Suspended Solids (TSS). It was also verified the sampling variability of the effluents to sewage treatment, for the parameters BOD, COD and TSS. Analytical approaches were made through statistical treatment of the obtained data, as well as the contribution to the approximation of the design methodologies with changes of variables involved in the performance of the studied STPs. The adopted methodology was the qualitative and quantitative inspection and testing, of parameters, including assessment of operational efficiency and reliability.

Keywords: Reliability analysis; Sewage treatment; Environment.

1

Universidade Federal do Ceará, Brasil

*Autor corresponsal: Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Universidade Federal do Ceará, Bloco 713, Avenida Humberto Monte S/N, Campus do Pici. Fortaleza-CE. CEP 60451-970, Brasil. Email: regislobao@bol.com.br

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Resumo O artigo estabelece uma análise crítica sobre a qualidade do tratamento de efluentes em Fortaleza, relativos às seguintes ETEs: Aracapé III, São Cristóvão e Almirante Tamandaré. Os parâmetros analisados foram a Demanda Química de Oxigênio (DQO), a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e os Sólidos Suspensos Totais (SST).

Também verificou-se a variabilidade amostral dos efluentes ao tratamento de esgotos, para os parâmetros DBO, DQO e SST. Foram efetuadas abordagens analíticas, através de tratamento estatístico dos dados obtidos, bem como a contribuição para a aproximação das metodologias de projeto com alterações das variáveis envolvidas na atuação das ETEs estudadas. A metodologia adotada foi à inspeção e a experimentação, qualitativa e quantitativa de parâmetros, compreendendo a avaliação da eficiência operacional e da confiabilidade.

Palavras chave: análises de confiabilidade, tratamento de esgoto, meio ambiente.

Introdução O principal objetivo deste trabalho foi estabelecer um parecer crítico construtivo à qualidade do tratamento de efluentes na cidade de Fortaleza, relativos às ETEs: Aracapé III, São Cristóvão e Almirante Tamandaré, operando em escala real. Os parâmetros analisados foram a Demanda Química de Oxigênio (DQO), a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e os Sólidos Suspensos Totais (SST).

Dentre os recursos naturais mais importantes para o homem, o mais relevante é a água, onde é perceptível a sua inevitável escassez no Planeta. Atualmente, grande parte dos esgotos domésticos é submetida a tratamentos, que resultam em efluentes compatíveis aos padrões de lançamento. Mas não é suficiente para um veredicto positivo sobre a eficiência de uma ETE, ou seja, quando os valores médios dos dados observados atendem os padrões da legislação, essa poderá estar operando fora desses limites em grande parte do tempo. Em contrapartida, uma ETE que apresenta valores médios em discordância com o padrão de lançamento poderá atender à legislação em tempo considerável.

Em alinhamento às diversas incertezas presentes na fase de projeto e operação de ETE’s, é provável que existam alguns riscos de falha, que são inevitáveis, e as mesmas devem ser projetadas em função de níveis aceitáveis de riscos. Também foram investigadas as eficiências de remoção de DBO, DQO e SST, por estarem relacionadas com a produtividade e a qualidade operacional das emissões de esgotos tratados. Metcalf e Eddy (1991), definem a confiabilidade (Cf) como sendo uma função da probabilidade de falhas (P), que pode ser expressa pela Equação:

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Cf = 1  P(falha)

Equação (1)

Em que: Cf: Confiabilidade

1  P(falha) = 1  P(Conc .efluente > Conc .requerida)

Equação (2)

Logo, a probabilidade de falhas fica associada à função de distribuição da concentração do efluente. A função de distribuição lognormal tem sido utilizada com uma boa adaptação na preconização de concentração efluente para a DQO, a DBO e os SST, no efluente de uma ETE (Eisenberg et al., 2001), sendo que na pesquisa efetuada, a distribuição lognormal foi a mais conservadora. Então, torna-se essencial, neste caso, a introdução de algumas definições relativas à distribuição lognormal para o entendimento da metodologia empregada.

A distribuição lognormal pode ser conceituada como a distribuição de uma variável aleatória, cujo logarítmo representa uma distribuição normal. Logo, uma variável aleatória e positiva x é dita seguir um modelo distributivo lognormal, com a média “mx” e o desvio padrão “sx”, se a variável y = ln (x) for normalmente distribuídacom a média “my” e desvio padrão “sy”. A função lognormal é dada por (CROW e SHIMIZU, 1988):

f ( x) 

1 2 x  y

f ( x)  0

e

 (ln x   y ) 2 2y

x  0 Equação (3)

Equação (4)

Tal distribuição é assimétrica, com uma extensa cauda à direita da média. Usando a relação y = ln(x), quando µx e σx são conhecidos para x, a média e a variância correspondentes para y podem ser determinadas como a seguir (BROADBENT, 1956, CROW e SHIMIZU, 1988):

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  y  ln   

   2 x   2 y 

 2x

Equação (5)

  2x   2 y  ln  1  2   x 

Equação (6)

As equações 5 e 6 foram utilizadas para desenvolver a equação 17, que trata da confiabilidade apresentada por Niku et al (1979). Tal equação permitirá quantificar o número de desvios – padrão ou variável normal central reduzida (Z1-α), que está relacionada com a probabilidade de não excedência da concentração efluente obtida com relação aos padrões legais.

Materiais e Métodos A determinação da confiabilidade, a partir da função de distribuição lognormal da concentração do efluente, pode ser utilizada em dois momentos: uma durante à fase de elaboração do projeto e a outra na fase de operação. No primeiro caso, uma vez adotado o nível de confiabilidade desejado, no cenário Z1-α (90%) para cada ETE, determina-se um valor médio para cada constituinte, garantindo desta forma, que a variação de concentração esperada só ultrapasse os valores permitidos em um número de vezes igual ao previsto pelo valor da confiabilidade adotada (nível de confiabilidade 90%). O valor médio de concentração do efluente a ser adotado em projeto é obtido em função de um coeficiente de confiabilidade (CDC).

(CDC )  (Vx 2  1)1\ 2 .e (  Z1 . (ln(Vx

2

1))1\ 2 )

Equação (7)

Este “CDC” relaciona valores das concentrações médias de projeto ao padrão a ser alcançado em uma base probabilística. O valor médio do constituinte mx, poderá ser obtido da equação:

mx = (CDC) . Xs

Equação (8)

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Em que: mx: Média da concentração do constituinte Xs: Concentração padrão requerida Vx: Coeficiente de Variação (CV) Z1-α: número de desvios – padrão ou variável normal central reduzida (probabilidade de não excedência)

O coeficiente de variação, que auxiliará no cálculo do coeficiente de confiabilidade (CDC), é dado pela relação entre o desvio-padrão e a média anual das concentrações relativas aos parâmetros operacionais.

 σx   CV =  μx  

Equação (9)

Em que: σx: Desvio-Padrão µx: Média anual (frequência de coleta simples e mensal para todas as ETE’s – ano 2006)

Supondo que, para uma determinada probabilidade de falha α entre 0 e 1, mais perto de 0, deseja-se projetar um processo para cada variável lognormal “x” observada, com a propriedade:

P(x  Xs)  1 - 

Equação (10)

Em que: 1- α: Probabilidade de não excedência Xs: Concentração padrão requerida

Assim, (1 – ) é a probabilidade que a variável x não exceda o padrão Xs. Para o desenvolvimento da confiabilidade NIKU et al. (1982), foram utilizadas as propriedades da função lognormal, onde a média da função normal é zero (µy = 0) e a variância é um (σ2y = 1).

Desta forma, a tabela 1 elaborada para a distribuição normal central reduzida vêm da equação 11:

 ln Xs   y    1   P   Z  y  

Equação (11)

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Em que: Z: Variável normal padronizada  ln Xs   y    y   : Valor padrão normal variado (Z 1- α)

O objetivo foi desenvolver uma expressão para o coeficiente de confiabilidade, a partir do qual possa ser computado o valor médio necessário para que o processo garanta um nível de confiabilidade (1- α), dado um conhecido padrão Xs e um calculado coeficiente de variação, (CV = σx / mx). O coeficiente de confiabilidade relaciona µx ao padrão Xs para um nível de confiabilidade de 1 – α, que é fundamentado nas propriedades originais e não dos logaritmos dos dados. Foi tomada a concentração de projeto de um efluente, que permite garantir uma confiabilidade durante uma determinada fração temporal, e pode ser dada pelo produto da concentração padrão legal, específica a cada ítem, pelo coeficiente de confiabilidade (CDC).

CP = Xsx(CDC)

Equação (12)

Em que: CP: Concentração de Projeto Xs: Concentração padrão requerida pela legislação (CONAMA) CDC: Coeficiente de Confiabilidade

No segundo caso, com base no Xs estabelecido pela legislação para ETE’s em operação, onde a variação das concentrações efluentes altera a sua atuação, teremos uma nova concentração.

CO = (Xs) / CDC

Equação (13)

Em que CO: Concentração de Operação Xs: Concentração padrão requerida pela legislação (CONAMA) CDC: Coeficiente de Confiabilidade

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Para a determinação da confiabilidade, foi aplicado o modelo proposto por Metcalf & Eddy (1991) e Niku et al. (1979). A confiabilidade é então calculada em função da média anual de concentração constituinte efluente (frequência de coleta simples e mensal), da concentração requerida padrão (legislação) e do desvio-padrão, conforme apresentado nas Equações 14 e 17.

O resultado representa a confiabilidade decorrente de todos os fatores intervenientes.

Cf = Distrib. NormalPadrão( Z1α )

Equação (14)

Para a dedução da equação da confiabilidade, a média e a variância da função lognormal (equações 5 e 6) foram rearranjadas:

 y  ln(  x ) 

1 2  y 2

Equação (15)

  2x   2 y  ln  1  2   ln( 1  CV 2 x )  x 

Equação (16)

Desta forma, substituindo-se as equações 15 e 16 na expressão 10, chegou-se à equação 17:

1   Z 1  ln Xs   ln  x  ln( 1  CV 2 x )  * 2    ln (( Z 1 α = [

mx )x( X

1 V

ln (V

+1)

X

X

+1

1 ln( V X  1)



)) ]

Equação (17)

Em que: mx: Média da concentração do constituinte Xs: Concentração padrão requerida Vx: Coeficiente de Variação (CV) Z1- : número de desvios – padrão ou variável normal central reduzida (probabilidade de não excedência)

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Os dados utilizados foram obtidos junto à CAGECE (Companhia de Abastecimento de Água e Esgoto do Ceará), segundo as análises laboratoriais e visitas técnicas, entre janeiro e dezembro de 2006. Os exames laboratoriais seguiram os métodos preconizados no Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater (2005). Foram consideradas três ETE’s em operação na cidade de Fortaleza. Tais dados foram obtidos no período de um ano de monitoramento (2006), sendo a freqüência de coletas simples e mensal para todas as estações.

De um modo geral, para as ETE’s em estudo, foram tomadas as concentrações afluentes e efluentes para DBO, DQO e SST, sendo constituído cada parâmetro, por 24 dados (12 meses do ano 2006), totalizando 216 dados para a composição tanto das análises de eficiência operacional como para os testes de confiabilidade. Os valores de concentração dos efluentes considerados como metas foram obtidos seguindo as recomendações do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), sendo que para a DQO (200mg/L), para a DBO (60mg/L) e para os SST (150mg/L).

A metodologia foi baseada em dois procedimentos: o primeiro sem probabilidade preconizada, onde foi calculada a confiabilidade em função da média efluente anual para cada parâmetro, do desvio-padrão, do coeficiente de variação e do Z1-α, que é quantificado (equação 17) e inserido na Tabela da Distribuição Normal Padrão (tabela 1), para a obtenção da confiabilidade. Já, no segundo método, a probabilidade é estabelecida para a quantificação tanto das concentrações de projeto quanto das concentrações de operação. Essas concentrações dependem das metas legais (CONAMA) e do CDC, que é calculado em função da média anual efluente (DQO, DBO, SST), do desvio-padrão, do coeficiente de variação (CV) e do Z1-α (90%), que é dado de entrada para a obtenção da confiabilidade na Tabela da Distribuição Normal Padrão (tabela 1).

As verificações das eficiências foram calculadas através das médias anuais de remoção dos parâmetros avaliados e das médias preconizadas para cada tipologia de tratamento, obtidas segundo Von Sperling (1996), que foram comparadas com os resultados dos valores médios deste trabalho. Essas referências foram empregadas na presente pesquisa, dentre elas: Reator UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket (DQO – 55 a 70%, DBO – 60 a 75%, SST – 65 a 80%), Decanto-Digestor (DQO – 70 a 80%, DBO – 80 a 85%, SST – 80 a 90%) e Lagoas de Estabilização (DQO – 65 a 80%, DBO – 75 a 85%, SST – 70 a 80%).

A quantificação da confiabilidade foi executada conforme a tabela 1, que mostra a relação entre os valores do Z1-α (número de desvios – padrão) e a confiabilidade de não excedência, onde em determinado período estabelecido, os valores das concentrações efluentes não irão ultrapassar os padrões legais deliberados pelo CONAMA e por órgãos normatizadores regionais.

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Tabela 1. Distribuição Normal Padrão Z - 3.0 - 2.9 - 2,8 - 2.7 - 2.6 - 2.5 - 2.4 - 2.3 - 2.2 - 2.1 - 2.0 - 1.9 - 1.8 - 1.7 - 1.6 - 1.5 - 1.4 - 1.3 - 1.2 - 1.1 - 1.0 - 0.9 - 0.8 - 0.7 - 0.6 - 0.5 - 0.4 - 0.3 - 0.2 - 0.1 - 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0

0 0.0013 0.0019 0.0026 0.0035 0.0047 0.0062 0.0082 0.0107 0.0139 0.0179 0.0228 0.0287 0.0359 0.0446 0.0548 0.0668 0.0808 0.0968 0.1151 0.1357 0.1587 0.1841 0.2119 0.2420 0.2743 0.3085 0.3446 0.3821 0.4207 0.4602 0.5000 0.5000 0.5398 0.5793 0.6179 0.6554 0.6915 0.7257 0.7580 0.7881 0.8159 0.8413 0.8643 0.8849 0,9032 0.9192 0.9332 0.9452 0.9554 0.9641 0.9713 0.9772 0.9821 0.9861 0,9893 0.9918 0.9938 0.9953 0.9965 0.9974 0.9981 0.9987

1 0.0010 0.0018 0.0025 0.0034 0.0045 0.0060 0.0080 0.0104 0.0136 0.0174 0.0222 0.0281 0.0352 0.0436 0.0537 0.0655 0.0793 0.0951 0.1131 0.1335 0.1562 0.1814 0.2090 0.2389 0.2709 0.3050 0.3409 0.3783 0.4168 0.4562 0.4960 0.5040 0.5438 0.5832 0.6217 0.6591 0.6950 0.7291 0.7611 0.7910 0.8186 0.8438 0.8665 0.8869 0.9049 0.9207 0.9345 0.9463 0.9564 0.9648 0.9719 0.9778 0,9826 0.9864 0.9896 0.9920 0.9940 0.9955 0.9966 0.9975 0.9982 0.9990

2 0.0007 0.0017 0.0024 0.0033 0.0044 0.0059 0.0078 0.0102 0.0132 0.0170 0.0217 0.0274 0.0344 0.0427 0.0526 0.0643 0.0778 0.0934 0.1112 0.1314 0.1539 0.1788 0.2061 0.2358 0.2676 0.3015 0.3372 0.3745 0.4129 0.4522 0.4920 0.5080 0.5478 0.5871 0.6255 0.6628 0.6985 0.7324 0.7642 0.7939 0.8212 0.8461 0.8686 0.8888 0.9066 0.9222 0.9357 0.9474 0.9573 0.9656 0.9726 0,9783 0.9830 0.9868 0.9898 0.9922 0.9941 0.9956 0.9967 0.9976 0.9982 0.9993

3 0.0005 0.0017 0.0023 0.0032 0.0043 0.0057 0.0075 0.0099 0.0129 0.0166 0.0212 0.0268 0.0336 0.0418 0.0516 0.0630 0.0764 0.0918 0.1093 0.1292 0.1515 0.1762 0.2033 0.2327 0.2643 0.2981 0.3336 0.3707 0.4090 0.4483 0.4880 0.5120 0.5517 0.5910 0.6293 0.6664 0.7019 0.7357 0.7673 0,7967 0.8238 0.8485 0.8708 0.8907 0.9082 0.9236 0.9370 0.9484 0.9582 0.9664 0.9732 0.9788 0.9834 0.9871 0.9901 0.9925 0.9943 0.9957 0.9968 0.9977 0.9983 0.9995

4 0.0003 0.0016 0.0023 0.0031 0.0041 0.0055 0.0073 0.0096 0.0126 0.0162 0.0207 0.0262 0.0329 0.0409 0.0505 0.0618 0.0749 0.0901 0.1075 0.1271 0.1492 0.1736 0.2005 0.2297 0.2611 0.2946 0.3300 0.3669 0.4052 0.4443 0.4840 0.5160 0.5557 0,5948 0.6331 0.6700 0.7054 0.7389 0.7703 0.7995 0.8264 0.8508 0.8729 0.8925 0.9099 0.9251 0.9382 0.9495 0.9591 0.9671 0.9738 0.9793 0.9838 0.9874 0,9904 0.9927 0.9945 0.9959 0.9969 0.9977 0.9984 0.9997

5 0.0002 0.0016 0.0022 0.0030 0.0040 0.0054 0.0071 0.0094 0.0122 0.0158 0.0202 0.0256 0.0322 0.0401 0.0495 0.0606 0.0735 0.0885 0.1056 0.1251 0.1469 0.1711 0.1977 0.2266 0.2578 0.2912 0.3264 0.3632 0.4013 0.4404 0.4801 0.5199 0,5596 0.5987 0.6368 0.6736 0.7088 0.7422 0.7734 0.8023 0.8289 0,8531 0,8749 0,8944 0,9115 0,9265 0.9394 0.9505 0.9599 0.9678 0.9744 0.9798 0.9842 0.9878 0.9906 0.9929 0.9946 0.9960 0.9970 0.9978 0.9984 0.9998

6 0.0002 0.0015 0.0021 0.0029 0.0039 0.0052 0.0069 0.0091 0.0119 0.0154 0.0197 0.0250 0.0314 0.0392 0.0485 0.0594 0.0722 0.0869 0.1038 0.1230 0.1446 0.1685 0.1949 0.2236 0.2546 0.2877 0.3228 0.3594 0.3974 0.4364 0.4761 0.5239 0.5636 0.6026 0.6406 0.6772 0.7123 0.7454 0.7764 0.8051 0.8315 0.8554 0.8770 0.8962 0.9131 0,9278 0.9406 0.9515 0.9608 0.9686 0.9750 0.9803 0,9846 0,9881 0.9909 0.9931 0.9948 0.9961 0.9971 0.9979 0.9985 0.9998

7 0.0001 0.0015 0.0020 0.0028 0.0038 0.0051 0.0068 0.0089 0.0116 0.0150 0.0192 0.0244 0.0307 0.0384 0.0475 0.0582 0.0708 0.0853 0.1020 0.1210 0.1423 0.1660 0.1922 0.2206 0.2514 0.2843 0.3192 0.3557 0.3936 0.4325 0.4721 0.5279 0.5675 0.6064 0.6443 0.6808 0.7157 0.7486 0.7794 0.8078 0.8340 0.8577 0.8790 0.8980 0.9147 0.9292 0.9418 0.9525 0.9616 0.9693 0.9756 0.9808 0.9850 0.9884 0.9911 0.9932 0.9949 0.9962 0.9972 0.9979 0.9985 0.9999

8 0.0001 0.0014 0.0020 0.0027 0.0037 0.0049 0.0066 0.0087 0.0113 0.0146 0.0188 0.0238 0.0300 0.0375 0.0465 0.0570 0.0694 0.0838 0.1003 0.1190 0.1401 0.1635 0.1894 0.2177 0.2483 0.2810 0.3156 0.3520 0.3897 0.4286 0.4681 0.5319 0.5714 0.6103 0.6480 0,6844 0.7190 0.7517 0.7823 0.8106 0.8365 0.8599 0.8810 0.8997 0.9162 0.9306 0.9430 0.9535 0.9625 0.9700 0.9762 0.9812 0.9854 0.9887 0.9913 0.9934 0.9951 0.9963 0.9973 0.9980 0.9986 0.9999

9 0.0000 0.0014 0.0019 0.0026 0.0036 0.0048 0.0064 0.0084 0.0110 0.0143 0.0183 0.0233 0.0294 0.0367 0.0455 0.0559 0.0681 0.0823 0.0985 0.1170 0.1379 0.1611 0.1867 0.2148 0.2451 0.2776 0.3121 0.3483 0.3859 0.4247 0.4641 0.5359 0.5753 0.6141 0.6517 0.6879 0.7224 0.7549 0.7853 0.8133 0.8389 0.8621 0.8830 0.9015 0.9177 0.9319 0.9441 0.9545 0.9633 0.9706 0.9767 0.9817 0.9857 0.9890 0.9916 0.9936 0.9952 0.9964 0.9974 0.9981 0.9986 1.0000

Nota: Dados de entrada Z1- para a obtenção da confiabilidade

20

Vol. 6, No. 2, 12 – 25 6 de agosto de 2013

Resultados e Discussão Durante o período de estudo (2006), foram calculadas as confiabilidades, conforme a Tabela 2.

Tabela 2. Análise de Confiabilidade – Procedimento 01 (2006) ETEs Processo de Tratamento Vazão média atual (l/s) População atendida (hab) Vazão de projeto (l/s) Parâmetros Concentração Média Afluente (mg/L) Eficiência de remoção (%)

DADOS BÁSICOS DAS ETEs – 2006 Aracapé III São Cristóvão Almirante Tamandaré Sistema de Lagoas de Sistema Decanto Sistema UASB Estabilização digestor + filtro anaeróbio 7.5 30.7 19.9 1800 20000 4000 10 57 25 DBO DQO SST DBO DQO SST DBO DQO SST 498.6 651.7 171.5 446.2 596.8 265.8 136.4 276.3 290.9 77.1 62.5 59.2 96.5 65.6 69.9 51.4 62.5 74.5 DETERMINAÇÃO DA CONFIABILIDADE

Parâmetros Média de Eficiência adotada (%) Meta de Concentração Adotada (mg/L) Concentração Média Efluente (mg/L) Desvio - padrão (mg/L) Coeficiente de variação (CV) Valor Z1Confiabilidade (%)

DBO 60

DQO 55

DBO 75

DQO 65

SST 70

DBO 70

DQO 80

SST 80

60 200 37.3 246.7 38.28 38.63 1.03 0.16 0.984 -0.3518

150 60 75.0 42.4 17.84 31.78 0.24 0.75 1.72 0.84

200 72.5 37.55 0.52 1.9

150 54.8 18.92 0.35 1.72

60 64.1 49.46 0.77 0.29

200 78.9 37.27 0.47 1.81

150 50.6 38.43 0.76 1.82

83.8

95.7

97.1

95.8

61.4

96.5

96.6

36.2

SST 65

80.0

Conforme a tabela 2, a tipologia que obteve o melhor desempenho foi a da ETE São Cristóvão, tanto com relação às eficiências operacionais (DBO – 96.5%, DQO – 66.5% e SST – 69.9%) como pelas confiabilidades calculadas (DBO – 80%, DQO – 97.1% e SST – 95.8%), considerando o conjunto dos três parâmetros. A ETE Aracapé obteve a menor confiabilidade (DQO – 36.2%), enquanto que as demais ETE’s, apresentaram confiabilidades variando entre 96.5% e 97.1%, para este ítem. Com relação aos coeficientes de variação operacionais, para a DQO, apresentou menor variabilidade a ETE Aracapé, 0.16. Apesar do resultado, este ítem se mostrou pouco confiável devido a alta concentração afluente (651.7mg/L), a baixa eficiência operacional (62.5%) e a concentração efluente de 246.7mg/L, superior a meta (200mg/L), que também influencia no cálculo do Z1-α (-0.3518), conforme a equação 17. O valor obtido de Z1-α é parâmetro de entrada na Tabela da Distribuição Normal Padrão, para a obtenção de uma confiabilidade de 36.2%.

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Tabela 3. Análise de Confiabilidade – Procedimento 02 (2006) DADOS BÁSICOS DAS ETEs – 2006 ETEs Aracapé III SãoSistema Cristóvão de Lagoas de Processo de Tratamento Sistema UASB Estabilização Vazão média atual (l/s) 7.5 30.7

Almirante Tamandaré Sistema Decanto - digestor + filtro anaeróbio 19.9

População atendida (hab)

1800

20000

4000

Vazão de projeto (l/s) Parâmetros Concentração Média Afluente (mg/L) Eficiência de remoção (%)

DBO

10 DQO

SST

DBO

57 DQO

SST

DBO

25 DQO

SST

498.6

651.7

171.5

446.2

596.8

265.8

136.4

276.3

290.9

77.1 62.5 59.2 96.5 65.6 69.9 DETERMINAÇÃO DA CONFIABILIDADE – CDC DBO DQO SST DBO DQO SST

51.4

62.5

74.5

DBO

DQO

SST

Parâmetros Média Eficiência Adotada (%)

60

55

65

75

65

70

70

80

80

60

200

150

60

200

150

60

200

150

37.3

246.7

75.0

42.4

72.5

54.8

64.1

78.9

50.6

Desvio padrão (mg/L)

38.28

38.63

17.84

31.78

37.55

18.92

49.46

37.27

38.43

Coeficiente de Variação 1-α (%) α (%)

1.03 90 10

0.16 90 10

0.24 90 10

0.75 90 10

0.52 90 10

0.35 90 10

0.77 90 10

0.47 90 10

0.76 90 10

Z (90%)

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

-1.28

CDC Concentração de Projeto (mg/L) Concentração de Operação (mg/L)

0.48

0.83

0.76

0.53

0.6

0.69

0.53

0.62

0.52

29

165

114

32

121

103

32

125

79

124

242

197

113

332

219

114

321

283

Meta de Concentração Adotada (mg/L) Concentração Média Efluente (mg/L)

Na tabela 3, foi induzida uma confiabilidade 1-α de 90%, e pela equação 1, foi obtido um α de 10% (valores que excedem o exigido). Esse percentual é dado de entrada na Tabela da Distribuição Normal Padrão. Logo, pela equação 17, foi determinado o Z1- α de -1.28, para 90% de confiabilidade preconizada. Então foram calculados os coeficientes de confiabilidade (equação 7), onde foi constatada uma melhor atuação da ETE Aracapé (CDC – 0.83), para a DQO. Para as outras ETE’s, o CDC variou entre 0.6 e 0.62. Como o cálculo do CDC depende do coeficiente de variação e do Z1- α, logo a ETE Aracapé obteve o melhor índice de confiabilidade (CDC – 0.83), por apresentar um CV de 0.16, sendo a menor variabilidade para a DQO. Tal resultado, traduz uma maior proximidade entre as concentrações de projeto e operação, em função das metas permitidas pela legislação do CONAMA e estabelecida por órgãos normatizadores regionais (DQO – 200mg/L). Claro que, quanto menor for a concentração afluente (DQO), maior será a 22

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proximidade das concentrações de projeto e operação com às metas legais. Mesmo obtendo um elevado CDC e uma baixa variabilidade para a DQO, a ETE Aracapé apresentou baixa confiabilidade (36.2%), porque a confiabilidade depende também das concentrações afluentes e efluentes, da eficiência operacional e dos padrões estabelecidos.

De acordo com a figura 1, o comportamento das curvas para diferentes níveis de confiabilidades se altera à medida que se elevam os graus de confiabilidade desejados. Cabe enfatizar que quanto maior for a confiabilidade, menores deverão ser os coeficientes de variação para a obtenção de elevados valores de coeficientes de confiabilidade. Para se ter 90% de confiabilidade de uma ETE, foi obtido um CDC igual a 0.50, então seria necessário que a ETE operasse com um CV médio de 0.77. Para uma confiabilidade de 80%, até os valores elevados de CV são suficientes para a obtenção de altos valores de CDC.

Análise do Coeficiente de Confiabilidade em função de CV 1.03 0.77 0.76 0.75 0.52 0.47 0.35 0.24 0.16 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

nivel 99%

nivel 95%

nivel 90%

nivel 80%

Logarítmica (nivel 80%)

Logarítmica (nivel 90%)

Logarítmica (nivel 95%)

Logarítmica (nivel 99%)

Figura 1. Análise do Coeficiente de Confiabilidade em função do Coeficiente de Variação -DQO

No mesmo exemplo, para um CV de 0.77 e nível de confiabilidade de 80%, o valor do CDC foi de 0.70. Logo, nesta situação, os valores de CDC são altos, pois cerca de 20% das concentrações excederão os níveis legais. Com um CV de 1.03 e nível de 80%, foi obtido um CDC de 0.71. Para o mesmo CV e nível de 99%, foi quantificado um CDC de 0.2 (figura 1). Logo, só 1% das concentrações excederá o exigido. O gráfico (figura 2), mostrou as concentrações de projeto que seriam necessárias ao padrões de 200mg/L de DQO em escala real de (CV).

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Análise Concentração DQO 99%

0.52

Análise Concentração DQO 95%

0.47

Análise Concentração DQO 90% 0.16

Análise Concentração DQO 80% 0

50

100

150

200

Figura 2. Análise do Coeficiente de Confiabilidade – DQO 2006

As concentrações de projeto são inversamente proporcionais aos coeficientes de variação bem como aos coeficientes de confiabilidade. No entanto, pelos dados seguirem uma distribuição lognormal, este comportamento é diferente para menores confiabilidades (figura 2), onde as linhas de tendência alteram a sua inclinação ao eixo y, à medida que o nível de confiabilidade é menor. A curva de 80%, a partir de um CV de 0.52, mostra as concentrações se elevando com maior expressão com relação à diminuição dos coeficientes de variação. Logo, ao escolher uma concentração maior, a probabilidade de superação a este valor será menor. Também foi constatado que, quanto maior o nível de confiabilidade, maiores serão as variações das concentrações de projeto e mais rigorosa será a operação da ETE, já que baseados na metodologia empregada, esses resultados refletem que, quanto maiores os níveis de confiabilidade menores deverão ser os ítens que tenderão a ultrapassar às metas legais, logo neste caso, o risco é maior. Para os CV’s de 0.16 e 0.52, e garantindo que 80% dos resultados atendessem ao padrão de lançamento de 200 mg/L para DQO (figura 2), seria necessário projetar uma ETE, cuja concentração efluente média fosse de 175 mg/L, caso ela apresentasse um CV de 0.16. No entanto, caso o CV fosse de 0.52 (maiores desvíos-padrão), esta seria de 148 mg/L. Logo, para um mesmo nível de confiança, quanto maior for o coeficiente de variação menor deverá ser a concentração prevista (situação crítica), já que o CV em questão traduz uma maior variabilidade das concentrações efluentes de DQO. Para um CV de 0.16, o cenário operacional se tornaria mais favorável, podendo a ETE operar com uma concentração efluente média de 175mg/L. Já para os mesmos CV’s e nível 99%, as concentrações seriam 140mg/L e 65mg/L, respectivamente. Logo, para níveis de confiança maiores (alto rigor), as concentrações preconizadas devem ser menores, e neste caso específico, deve ser garantido que apenas 1% ultrapasse às metas estabelecidas, onde no caso anterior, seria permitido que 20% superassem os mesmos padrões.

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Conclusão De acordo com os resultados obtidos, foi constatado que 66.6% das ETE’s atenderam os padrões legais para DBO e DQO, e 100% para SST, segundo às normas do CONAMA. Com relação aos padrões literários, Von Sperling (2005), detiveram os melhores desempenhos os sistemas de lagoas de estabilização e o UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), com eficiências respectivas de 96.5%, 65.6%, 69.9% e 77.1%, 62.5%, 59.2%, para as remoções de DBO, DQO e SST. Os resultados obtidos demonstraram a importância tanto da análise de desempenho como da investigação da confiabilidade. Também foi evidenciado que o monitoramento das ETEs deve ser feito de forma individual, promovendo a caracterização e diagnósticos para solucionar especificamente cada ETE, através de uma avaliação ampla e integrada. Foi entendido que as cargas aplicadas, as condições ambientais e os parâmetros operacionais são probabilísticos por natureza e estão sujeitos às mudanças aleatórias na sua intensidade, composição e simultaneidade de ocorrência. Há de se enfatizar que os resultados obtidos mostraram a realidade existente, mas não a capacidade de cada sistema, que podem atingir desempenhos superiores, bem como melhores confiabilidades.

Agradecimentos. Os autores agradecem o apoio para o desenvolvimento da pesquisa à Companhia de Abastecimento de Água e Esgoto do Ceará (CAGECE) bem como à Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP).

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Von Sperling, M. (1996) Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de Esgotos. 2. ed. – Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais;

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

REMOÇÃO BIOLÓGICA DE NITRATO EM ÁGUA DE ABASTECIMENTO UTILIZANDO O ENDOCARPO DE COCO COMO FONTE DE CARBONO

*Rafael Melo Torres1 Luiz Pereira de Brito1 Fabíola da Costa Catombé Dantas1 Dayana Melo Torres1

BIOLOGICAL REMOVAL OF NITRATE IN THE WATER SUPPLY USING THE COCONUT ENDOCARP AS CARBON SOURCE Recibido el 12 de abril de 2013; Aceptado el 6 de julio de 2013

Abstract Groundwater quality has been deteriorated as a result of the intensification of human activities over the years.

Groundwater contamination by nitrate is one of the effects of this degradation, a socio-environmental problem that affects many regions of the world. Developing techniques for nitrate removal in water is intended to eliminate or reduce the concentration of this compound, and those that involve biological processes have produced economic and environmental advantages. This study proposes a technology for biological removal of nitrate in water supply for humans consumption, using the endocarp’s coconut as a carbon source and bacteria support. The experiments were performed in pilot scale anoxic chambers, testing different areas of the substrate surface.

Results showed high rates of nitrate removal during the monitoring period, noting the occurrence of denitrification after the beginning of system operation. The best performance was achieved in the treatment system containing increased substrate surface area, indicating that the decrease in the endocarp size contributed to increased bacterial activity, improving the ability to remove nitrate.

Keywords: denitrification, nitrate removal, water treatment.

1

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Brasil

*Autor corresponsal: Campus Universitário/LARHISA/CT, Lagoa Nova. CEP 59072-970. Natal-RN/Brasil.

Email: faelmelo13@yahoo.com.br

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Resumo A qualidade da água subterrânea vem sendo cada vez mais comprometida como consequência da intensificação das ações antrópicas ao longo dos anos. Um dos efeitos dessa degradação é a contaminação dos mananciais subterrâneos por nitrato, um problema socioambiental que atinge diversas regiões do mundo. Técnicas para remoção de nitrato em águas têm sido desenvolvidas a fim de eliminar, ou reduzir, a concentração deste composto, sendo que as que envolvem processos biológicos têm apresentado vantagens econômicas e ambientais.

Esse estudo propõe uma tecnologia de remoção biológica do nitrato em água de abastecimento humano, utilizando o endocarpo de coco como fonte de carbono e suporte bacteriano. Os experimentos foram realizados em câmaras anóxicas em escala piloto, testando diferentes áreas superficiais do substrato. Os resultados mostraram elevadas taxas de remoção de nitrato ao longo do período de monitoramento, observando a ocorrência da desnitrificação logo após o início do funcionamento do sistema. O melhor desempenho foi alcançado no sistema de tratamento contendo substrato de maior área superficial, indicando que a diminuição no tamanho do endocarpo contribuiu com o aumento da atividade bacteriana, melhorando a capacidade de remoção de nitrato.

Palavras chave: desnitrificação, remoção de nitrato, tratamento de água.

Introdução A qualidade da água subterrânea vem sendo cada vez mais comprometida como consequência da intensificação das ações antrópicas ao longo dos anos, particularmente em relação à contaminação por nitrato. Essa problemática deve ser tratada sob uma perspectiva global, uma vez que a contaminação dos mananciais subterrâneos por nitrato é um problema socioambiental que atinge diversas regiões do mundo. Por exemplo, na China e Espanha, essa contaminação ocorre principalmente por fontes difusas, devido a práticas agrícolas (Xuming e Jianlong, 2009; Calderer et al., 2010). Já em outros países, principalmente subdesenvolvidos, a contaminação por nitrato ocorre principalmente por fontes pontuais em decorrência da disposição inadequada de resíduos e efluentes de atividades industriais e domésticas (Clarke, 2006).

Técnicas físico-químicas para remoção de nitrato em águas têm sido amplamente desenvolvidas. Entretanto, essas tecnologias possuem vantagens e desvantagens econômicas e ambientais, como, por exemplo, a necessidade de pós-tratamento, possível formação de subprodutos persistentes na água, alto custo econômico de instalação e operação (Park e Yoo, 2009; Karanasios, et al., 2010). Nesse contexto, o processo de desnitrificação biológica é considerado como uma abordagem promissora para remover o nitrato de água contaminada (Calderer et al., 2010). O melhor custo-benefício comparado a outros processos, a baixa geração de subprodutos químicos ofensivos à saúde humana e facilidade de operação e manutenção, são algumas vantagens reconhecidas do processo de desnitrificação no tratamento de água (Park e Yoo, 2009).

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O processo de remoção de nitrato com a utilização do endocarpo de coco como fonte de carbono surge como uma alternativa a processos físico-químicos, com potenciais vantagens econômicas e ambientais. Além de possuir as vantagens reconhecidas dos processos de desnitrificação, a utilização do endocarpo de coco da baía (Cocos nucifera Linn) se mostra como uma rica fonte de carbono para as bactérias heterotróficas, em virtude da constituição bioquímica formada por compostos lignocelulósicos (Smísek e Cerny, 1970; Santos, 2002), sendo uma das condições favoráveis para geração de elevadas taxas de desnitrificação (Gibert et al., 2008).

Objetivo O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar a remoção de nitrato em água de abastecimento a partir da utilização do endocarpo de coco da baía (Cocos nucifera Linn) como fonte de carbono para bactérias heterotróficas além de testar diferenças nas taxas de remoção de nitrato entre variadas áreas superficiais desse substrato.

Metodologia A pesquisa foi realizada na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Brasil) onde a água utilizada neste estudo foi proveniente de um poço artesiano com concentrações consideráveis de nitrato. Para realizar o experimento foram utilizadas duas câmaras anóxicas com mesmas dimensões: Câmara-C1 na Fase 1 e Câmara-C2 na Fase 2. Os reatores possuem locais de coleta de amostra intermediários, sendo que esses pontos foram vedados e não utilizados. As amostras de água foram coletadas somente na entrada e saída das câmaras.

Ambas as câmaras possuem 30 cm de altura total, preenchidas com endocarpo de coco a uma altura de 20 cm. Na camada acima do endocarpo, foram inseridos cascalhinhos (brita 0) preenchendo os restantes 10cm da altura do reator a fim de evitar o contato da água presente nas câmaras com o ar atmosférico, possibilitando um sistema anóxico. A altura da lâmina d’água nos reatores foi de 22 cm (Figuras 1, 2 e 3).

Figura 1. Planta Baixa das câmaras anóxicas 28

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Figura 2. Corte AA das câmaras anóxica

Figura 3. Corte BB das câmaras anóxicas

Etapas desenvolvidas na pesquisa A pesquisa foi desenvolvida em duas fases, cada uma com tamanho e áreas superficiais de endocarpo de coco distintas, ficando a vazão de água invariável e diferentes índices de vazios e Tempo de Detenção Hidráulica (TDH). Na Tabela 1 são apresentadas características de cada fase.

Tabela 1. Características de cada fase da pesquisa Fase

Câmara

FASE 1 10/11/10 a 23/03/11

C1

FASE 2 26/02/11 a 13/07/11

C2

Tamanho do endocarpo (mm)

AS (cm2/g)

Qágua (l/dia)

Vtotal (l)

Vútil (l)

e

Vefetivo (l)

Vágua (l)

TDH (h)

4.8–9.5 (100% Vútil)

7.10

63

60

34

0.51

16.66

17.34

6.61

9.25

63

60

34

0.49

17.34

16.66

6.35

4.8–9.5 (66.66% Vútil) 2.4–4.8 (33.33% Vútil)

AS = Área superficial específica do endocarpo; Qágua = Vazão do sistema; Vtotal = Volume total da câmara; Vútil = Volume da câmara destinado ao endocarpo; e = Índice de vazios= Vágua / Vútil; Vefetivo = Volume dos grãos de endocarpo = Vútil -Vágua; Vágua = Volume de água presente entre os grãos de endocarpo; TDH = Tempo de detenção hidráulica = Vágua /Qágua

A Fase 1 durou 133 dias (Novembro/2010 a Março/2011), na qual a câmara C1 foi preenchida com uma camada de 20cm de endocarpo (material retido entre as peneiras com abertura de 4.80mm e 9.50mm), e uma camada de 10cm de cascalhinho.

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A Fase 2 funcionou por 137 dias (Fevereiro/2011 a Julho/2011), e a câmara C2 foi operada sob as mesmas condições da câmara C1, exceto a faixa granulométrica do material orgânico, que foi preenchida com a mistura de partículas de 4.80mm a 9.50mm (66.66% do volume útil da câmara) e partículas de 2.40mm a 4.80mm (33.33% do volume útil da câmara) de forma homogênea e com aspecto uniforme. Ambas as fases buscam a desnitrificação, porém, a Fase 2 busca uma maior capacidade para desnitrificar, devido o uso de endocarpo de menor tamanho, fornecendo assim uma alta área superficial, portanto, um maior alojamento para bactérias e consequentemente uma melhoria na taxa de remoção de nitrato.

Montagem do sistema de desnitrificação A água para alimentar as câmaras foi armazenada em um reservatório de PVC de 250 litros, do qual era recalcada por duas bombas com vazão de 63 litros/dia cada, até a entrada das câmaras.

As Figuras 4 a 5 mostram os componentes do sistema de desnitrificação.

Metodologia de coleta e análise As amostras foram coletadas semanalmente em três pontos de coleta. O primeiro (Ponto E), corresponde ao reservatório de PVC 250 Litros de onde era bombeada a água para a entrada das câmaras. Os outros dois pontos foram coletados nas saídas da câmara-C1 (Ponto – S1) e da câmara-C2 (Ponto – S2). Para verificar as diferenças das variáveis físico-químicas entre os pontos de coleta e da capacidade de desnitrificação entre os reatores foi feita análises de variância ANOVA one way, ao nível de significância, α=0.05.

A

B

Figura 4. Câmara anóxica C2. A: Camada de material inerte; B: Camada com endocarpo de coco.

Figura 5. Vista geral dos componentes do sistema, com vistas das Câmaras C1 e C2

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Resultados e Discussão Os dados obtidos pela estatística descritiva são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2. Valores médios, medianos, mínimos, máximos, desvio padrão e nº de dados dos parâmetros nas fases Câmara-C1 (Fase 1) Ponto E Ponto S1 Média-Mediana Média-Mediana Mín-Máx-DP Mín-Máx-DP 27.49-27.55 26.39-26.35 24.60-29.80-1.16 24.30-28.40-1.20

Câmara -C2 (Fase 2) Ponto E Ponto S2 Média-Mediana Média-Mediana Mín-Máx-DP Mín-Máx-DP 25.73-25.55 25.39-25.10 24.00-28.60-1.41 24.10-27.50-1.05

Parâmetro

N

Temperatura (°C)

20

pH

20

5.55-5.51 4.79-6.38-0.34

6.66-6.65 5.95-7.35-0.29

5.53-5.48 5.20-6.31-0.26

6.86-6.79 6.09-7.85-0.43

Alcalinidade Total (mg/l)

20

13.00-12.00 10.0018.00-3.82

37.00-37.00 30.00-44.00-8.08

16.50-17.00 12.0020.00-3.41

33.25-34.50 18.0-46.0-11.58

Turbidez (uT)

20

0.46-0.45 0.16-0.86-0.17

3.73 -0.91 0.28-12.60-4.53

0.42-0.41 0.15-0.67-0.15

2.76 -0.72 0.12-17.30-4.31

Nitrato (mg/l)

20

8.65-8.33 7.85-10.35-0.77

3.59-3.66 0.10-8.04-2.58

11.04-10.83 9.58-12.45-0.94

4.97-4.57 0-9.81-3.25

DQO Total (mg/l)

19

7.92-7.87 1.82-15.79-4.07

23.30-22.40 7.66-47.37-10.52

8.28-7.14 0-18.65-5.45

28.48-25.92 7.19-71.42-16.87

DQO Filtrada (mg/l)

13* 19*

--------------------

10.45-11.50 3.8015.90-4.13

--------------------

13.00-11.02 3.54-43.65-10.08

Oxigênio dissolvido (mg/l)

4* 16**

5.18-5.13 4.95-5.51-0.24

0.66-0.51 0.41-1.21-0.37

3.90-3.76 3.01-5.05-0.50

0.64-0.63 0.47-0.99-0.15

* Número de dados obtidos para a Fase 1; **Número de dados obtidos para a Fase 2

A temperatura da água nas câmaras teve baixas amplitudes de variação, entre 24.0ºC e 29.80ºC. Os valores encontrados estão de acordo com Volokita et al., (1996) e Ovez (2006), que verificaram que temperaturas entre 25°C e 35°C favorecem a atividade de desnitrificação em água.

O pH na entrada das câmaras indica uma condição ligeiramente ácida da água subterrânea (Figuras 06 e 07). O aumento do pH e da alcalinidade após a passagem da água pelas câmaras é um indicativo da ocorrência do processo de desnitrificação e ocorre em função do consumo de íons H+ durante a oxidação biológica do nitrato pelas bactérias (Lee et al., 2001; Clarke, 2006; Xuming ; Jianlong, 2009).

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7.2

7.0 6.8

p=.000

7.0 p=.000 6.8

6.6

6.6 6.4

6.2

pH

pH

6.4

6.0

6.0 5.8

5.8

5.6

5.6

5.4

5.4 5.2

6.2

5.2

E

S1 Ponto de Coleta

Figura 6. ANOVA gráfica pH–Fase 1

5.0 E

S2 Ponto de Coleta

Figura 7. ANOVA gráfica pH–Fase 2

Houve redução significativa da concentração de Oxigênio Dissolvido (OD) na entrada da câmara para a saída. Estes valores indicam uma condição favorável para o processo de desntrificação, garantindo que as condições anóxicas no interior da câmara foram alcançadas. Resultado similar foi encontrado por Calderer et al. (2010) e Gibert et al. (2008), que monitoraram os níveis de OD iniciais e finais, e perceberam que o OD médio (4.00 e 5.90 mg/L, respectivamente) na água foi quase esgotado pela ação de bactérias desnitrificantes, atingindo valores médios menores que 0.90 mg/L. Esses baixos valores de OD podem ser retornardos aos níveis antes da desnitrificação através de processos simples de aeração.

Foi perceptível a formação de material em suspensão, que gerou a alta turbidez na saída das câmaras, nas sete primeiras semanas. Calderer et al. (2010) comenta que a presença de sólidos suspensos é comum em sistemas de desnitrificação em água, em virtude da formação de biomassa bacteriana. Processos posteriores de filtração simples na água podem ser realizados com vistas à diminuição da turbidez na água desnitrificada.

Na Fase 1 e Fase 2 a concentração afluente média de nitrato foram respectivamente de 8.65 mgN/L e 11.04 mgN/L. Já na saída da câmara em ambas as fases, houve redução significativa da concentração de média nitrato para 3.59 mgN/L e 4.97 mgN/L respectivamente (Tabela 2). Foi possível observar que após 24 horas de funcionamento do sistema a remoção foi em torno de 98% e cerca de 50% durante 03 (três) meses para as duas fases (Figuras 8 e 9). A elevada remoção de nitrato está relacionada ao adequado conjunto de condições favoráveis a desnitrificação pela comunidade bacteriana: condições anóxicas, temperatura, pH e principalmente devido a alta disponibilidade de carbono fornecida pelo endocarpo no inicio do experimento.

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Entretanto, foi verificado que a eficiência do sistema tende a diminuir ao longo do tempo. Esse fato pode estar relacionado diretamente com a assimilação de carbono pelas bactérias heterotróficas, pois há uma limitação de recursos, já que, a disponibilidade de carbono existente na composição química do substrato tende a diminuir pelo consumo microbiano à medida que o experimento ocorre, obrigando a substituição periódica da fonte carbono utilizada. Provavelmente, a diminuição na degradação da matéria orgânica pelas bactérias pode ocorrer pela mudança na labilidade do carbono associado à hidrodinâmica do reator (Gibert et al., 2008). Clarke (2006) realizou vários experimentos, em batelada, com diferentes fontes de carbono (pó de madeira, glicose, farinha de milho e metanol), e os experimentos mostraram que a desnitrificação depende da quantidade de carbono existente em cada substrato.

Ponto de Coleta - E

Ponto de Coleta - S1

12

Nitrato (mgN/L)

10 8 6 4 2 0 -2 29/10/10

08/12/10 18/11/10

17/01/11 28/12/10

26/02/11 06/02/11

07/04/11 18/03/11

Data

Figura 8. Variação do nitrato–Fase 1

Foram encontradas diferenças estatísticas entre a capacidade de desntrificação da câmara da Fase 1 e Fase 2 (Figura 10). Este fato comprova que o aumento da área superficial na Fase 2, conforme Tabela 1, implicou em um maior alojamento para bactérias, resultando em uma maior biomassa de microorganismos e conseqüentemente um processo de desnitrificação mais intenso. Ovez (2006) em seu estudo também verificou que substratos com maior área superficial promovem um melhor processo de desnitrificação, apesar de apresentar baixas concentrações de carbono. Volokita et al. (1996) também sugerem que a diminuição no tamanho do substrato pode melhorar a eficiência da remoção de nitrato.

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Ponto de Coleta - E

Ponto de Coleta - S2

14 12

Nitrato (mgN/L)

10 8 6 4 2 0 -2 06/02/11 18/03/11 27/04/11 06/06/11 16/07/11 26/02/11 07/04/11 17/05/11 26/06/11 05/08/11

Data

Figura 9. Variação do nitrato – Fase 2

9.0 p=0.39

Capacidade de Desnitrificação (mgN/L)

8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 C1 - Fase 1

C2 - Fase 2 Câm ara Anóxi ca

Figura 10.Capacidade Desnitrificação (Fase 1 x Fase 2)

A matéria orgânica, representada pela DQO, na entrada da câmara foi pequena com valores médios mais elevados na saída (Tabela 2). Este comportamento já era esperado como resposta à inserção da fonte de carbono, propiciando formação de biomassa e liberação de moléculas orgânicas pelo metabolismo bacteriano em virtude da degradação do substrato. A DQOfiltrada na saída da câmara-C1 foi igual a DQOTotal na entrada (p>0.05). Por outro lado, a DQOfiltrada na saída da câmara-C2 foi diferente da DQOTotal na entrada (p=0.004). Ainda assim, processos de filtração podem ser realizados para assegurar à diminuição do teor de matéria orgânica na água.

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Conclusões A desnitrificação em água de abastecimento humano com emprego de câmara anóxica em escala piloto, com a utilização do endocarpo de coco como fonte de carbono se mostrou promissora, com taxas de remoção de nitrato superiores a 50% durante grande parte do experimento.

A desntrificação da água, a partir de diferentes áreas superficiais de endocarpo, resultou em eficiências distintas de remoção de nitrato, confirmando que a área superficial influi de forma significativa no processo de desnitrificação.

Referências bibliográficas Calderer, M.; Gibert, O.; Martí, V.; Rovira, M.; de Pablo, J; Jordana, S.; Duro, L.; Guimerà, J. and Bruno, J. (2010) Denitrification in presence of acetate and glucose for bioremediation of nitrate-contaminated groundwater, Environmental Technology, 31(10), 799-814.

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Karanasios, K.A.; Vasiliadou, I.A; Pavlou, S. and Vayenas, D.V. (2010) Hydrogenotrophic denitrification of potable water: a review, Journal of Hazardous Materials, 180(1-3), 20-37.

Ovez, B. (2006) Batch biological denitrification using arundo donax, glycyrrhiza glabra, and gracilaria verrucosa as carbon source. Process Biochemistry, 41(6), 1289-1295.

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Vol. 6, No. 2 6 de agosto de 2013

REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

SECCIÓN

EDUCACIÓN AMBIENTAL Editor invitado: Dr Gonzalo Ruiz Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile

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Vol. 6, No. 2, 37 – 45 6 de agosto de 2013

REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

METODOLOGIA PARA LA FORMACION DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA AMBIENTAL UTILIZANDO INDICES FISICOQUIMICOS Y BIOLOGICOS PARA DETERMINAR CALIDAD DE AGUA EN LA QUEBRADA MENZULI (SANTANDER, COLOMBIA)

*Yolanda Gamarra1 Ricardo Restrepo1

FORMATION OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDENTS APPLYING A METHODOLOGY TO ASSESS WATER QUALITY THROUGH PHYSICAL, CHEMICAL AND BIOLOGICAL INDEXES: CASE STUDY OF MENZULI CREEK IN SANTANDER, COLOMBIA Recibido el 4 de abril de 2012; Aceptado el 31 de julio de 2013

Abstract Waste water discharges water bodies produce a steady detriment of organisms. Living organisms are indicators of pollution according with its presence or absence. The purpose of this research was to find suitable bioindicators of water pollution in Menzuli Creek (Santander, Colombia), from its source to its mouth, in order to identify critical areas with the highest pollution levels. As a starting point, secondary information of previous physical and chemical sampling campaigns was collected and analyzed to establish the most relevant sampling points. Once the sampling points were selected, a biological sampling was performed in order to gather and classify species that can be used as indicators of water pollution along the whole water body selected for this study. At the same time, water samples from the same sites were analyzed for physical and chemical characterization. Based on these analyses, the macro-invertebrate species found in this creek, and comparing with related information of water quality indexes found in scientific literature, potential bioindicators were identified. The experimental methodology applied in this study also pretends to motivate the development of skills and competences in undergraduate students that will be useful for their professional growth as environmental engineers. Furthermore, the information on potential bioindicators of water pollution gathered throughout this study provides a good basis for the development of a guide of bioindicators of water quality in the metropolitan area of Bucaramanga and its surroundings.

Keywords: Bioindicators, quality indexes, water pollution indexes.

1

Ingeniería Ambiental, Universidad Pontificia Bolivariana – Seccional Bucaramanga, Colombia

*Autor corresponsal: Campus Universitario Km. 7 via Piedecuesta, Santander, Colombia. Email:yolanda.gamarra@upb.edu.co

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Vol. 6, No. 2, 37 – 45 6 de agosto de 2013

Resumen Los vertimientos realizados a las fuentes hídricas generan un deterioro progresivo que afecta los organismos presentes en medios acuáticos. Los seres vivos son los mejores indicadores de contaminación, y se relaciona con su presencia o ausencia. El presente trabajo realizó un análisis de bioindicación en la quebrada Menzulí (Santander, Colombia), para establecer el grado de contaminación en diferentes puntos, comprendidos entre su nacimiento y la desembocadura. Como punto de partida, se recopiló información secundaria de muestreos fisicoquímicos y biológicos de campo, realizados previamente, para determinar las zonas de monitoreo. Posteriormente, se hizo monitoreo biológico para identificar las especies encontradas a lo largo de la cuenca y establecer el estado de contaminación de la fuente hídrica. Adicionalmente, se colectaron muestras para análisis de parámetros fisicoquímicos, y se estableció el potencial bioindicador, relacionando los resultados con la información de macroinvertebrados colectados, mediante el empleo de índices de calidad reportados en la literatura. La metodología de trabajo, pretende desarrollar en los estudiantes de Ingeniería Ambiental, habilidades y competencias mediante la articulación de conocimientos aplicados. Los resultados obtenidos permiten la recopilación de información para desarrollar una guía de bioindicadores de calidad de agua en los ríos y quebradas de la zona de influencia del área metropolitana de Bucaramanga.

Palabras Clave: Bioindicadores, índices de calidad, índices de contaminación.

Introducción La cuenca de la Quebrada Menzulí está ubicada en los Municipios de Piedecuesta y Floridablanca, pertenece a la región Occidental del Macizo de Santander, con un área de 69 Km2. En los últimos años, el incremento de la contaminación de sus aguas se relaciona con las descargas de agua residual, tanto de industrias como de población urbana y rural aledaña. El descontrolado crecimiento demográfico, la deforestación, las prácticas agrícolas insostenibles, el desplazamiento humano, el turismo y la urbanización, están causando un fuerte daño en ésta cuenca hidrográfica. El costo de este daño, se percibe en la erosión del suelo, los deslizamientos, la disminución de la cantidad y calidad del agua, pérdida de biodiversidad y graves desequilibrios ecológicos. Es necesario su ordenación y uso adecuado. Para aportar a la solución de esta problemática, se realizó este Diagnóstico Ambiental, como primer paso en la planificación de esta importante cuenca del Área Metropolitana de Bucaramanga (Colombia).

La bioindicación es una herramienta económica y confiable para establecer la calidad de los cuerpos de agua, potencial de uso, nivel de contaminación, y puede ser utilizada de manera complementaria a la información obtenida por análisis fisicoquímicos. En Colombia se está masificando esta metodología como prioritaria para los diagnósticos de calidad de agua, y de sistemas acuáticos en general. El presente estudio, constituye un aporte para incrementar el conocimiento de la biodiversidad en Colombia, al mismo tiempo que permite adicionar una herramienta en la formación de los estudiantes de Ingeniería Ambiental y extender la aplicación de ésta metodología en los ríos y quebradas del país. La metodología pretende fomentar el trabajo interdisciplinario y desarrollar en los estudiantes de Ingeniería Ambiental, habilidades y competencias, mediante la articulación de conocimientos aplicados. Adicionalmente, incentiva 38

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una actitud crítica en procesos de formulación, ejecución y análisis de resultados para proyectos de investigación y desarrollo, fortaleciendo aptitudes individuales y grupales, que permite integrar las ciencias básicas y aplicadas en la solución de problemas. La información obtenida constituye el punto de partida en la elaboración de una guía de macroinvertebrados bioindicadores de calidad de agua para la Quebrada Menzulí, aplicable a ríos y quebradas de la zona de influencia del área metropolitana de Bucaramanga. Este documento se constituye en una herramienta para procesos de evaluación y seguimiento e incluso de línea base, que pretende incrementar la información en bioindicación, para lograr muestreos de diagnóstico más efectivos, económicos y certeros.

Metodología La metodología se dividió en dos partes: la primera, de entrenamiento y capacitación en el aula, y la segunda, de técnicas de entrenamiento en campo.

Entrenamiento y capacitación en aula Se desarrollaron talleres en tres áreas:   

Talleres de formación en conceptos básicos en: macroinvertebrados, utilización de claves taxonómicas, métodos de colecta, cálculo de índices de calidad de agua.

Talleres de formación para trabajo de campo: equipo de campo, utilización, técnicas de campo, optimización de tiempo y recursos.

Talleres de formación para trabajo de laboratorio: equipos y reactivos útiles para análisis de muestras fisicoquímicas y biológicas, cálculo e interpretación de los índices.

Técnicas de entrenamiento en campo Se realizaron prácticas en campo en cuerpos de agua cercanos para aplicar lo aprendido en los talleres de aula, incluyendo captura de macroinvertebrados, muestreo fisicoquímico, etiquetado y colecta de los organismos.

Los estudiantes del Semillero de Investigación en Biodiversidad (SIB) adscrito a la Facultad de Ingeniería Ambiental, fueron el apoyo para el desarrollo de esta investigación, asistiendo a los docentes como parte de las actividades de entrenamiento en campo y laboratorio. A partir de ésta experiencia, los estudiantes vinculan los conocimientos de las ciencias básicas en la aplicación para el ejercicio profesional de la Ingeniería Ambiental, generando una cadena de formación en prácticas de muestreo y monitoreo de recursos hidrobiológicos.

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Generalidades y descripción de la zona de estudio La Quebrada Menzulí nace en el Alto de Mantilla, zona rural de Floridablanca y Piedecuesta a una altura de 2100 m.s.n.m., y desemboca en el margen izquierdo del Río Frío a una altura de 750 m.s.n.m. Limita por el occidente con el borde oriental de la mesa de Ruitoque, por el costado oriental con la falla de Bucaramanga, por el sur con el municipio de Piedecuesta y al norte con el casco urbano de Floridablanca.

Selección de los puntos de Monitoreo Basados en información secundaria, puntos de interés para la Corporación para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga (CDMB), autoridad ambiental de la región, condiciones topográficas y acceso a la quebrada, se definieron 12 puntos de monitoreo, desde el afloramiento hasta la desembocadura. En estos puntos se colectaron muestras fisicoquímicas y biológicas en dos épocas climáticas diferentes, para determinar la aproximación de ciclo de vida completo, de la mayoría de los macroinvertebrados que habitan la quebrada y analizar el estado de contaminación.

Colecta de macroinvertebrados La colecta de macroinvertebrados se realizó según el método “Kick Sampling” (Fide, 1989), cada cinco metros en ambas orillas de la quebrada por punto de muestreo, en un periodo de tiempo de una hora o hasta encontrar repeticiones de las muestras colectadas. Las jornadas de monitoreo fueron diurnas. La colecta se hizo a partir del reporte del nicho ecológico de las diferentes especies (remansos, corrientes, cascadas, bajo troncos y bajo piedras).

Identificación de Macroinvertebrados Los macroinvertebrados colectados en campo se identificaron hasta el nivel de familia y/o género aplicando las claves taxonómicas y guías de campo de Bouchard (2004), Domínguez, et al (2006), Gooderham, et al (2003), Roldan, 2003, Roldán (1988), Oscoz, et al (2011) y Throp y Rogers (2010), en el Laboratorio de Microbiología de la Universidad Pontificia Bolivarianaseccional Bucaramanga. En las Figuras 1-3 se presentan las imágenes de los puntos representativos a lo largo de la Quebrada Menzulí (cuenca alta, punto de muestreo MS08; media, punto AZ07 y baja, punto AZ01, a pocos metros de su desembocadura), su descripción y los macroinvertebrados capturados en cada punto, la identificación a nivel de familia y la calificación según el índice BMWP/Col. Recolección de muestras análisis fisicoquímicos Para colectar las muestras de pruebas fisicoquímicas se realizaron análisis in situ, para Oxígeno Disuelto, Conductividad, pH y Temperatura. Adicionalmente en cada punto, se colectaron muestras para análisis de parámetros, de acuerdo a los índices de calidad de agua y contaminación presentes en la literatura. Como información complementaria a los parámetros mostrados, se realizaron aforos de caudal en todos los puntos de muestreo.

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Figura 1. Quebrada Menzulí, cuenca alta, macroinvertebrados colectados

Figura 2. Quebrada Menzulí, cuenca media, macroinvertebrados colectados 41

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Figura 3. Quebrada Menzulí, cuenca baja, macroinvertebrados colectados

Análisis de muestras fisicoquímicas Las muestras para fisicoquímicos, se analizaron en el Laboratorio de Calidad de Agua de la CDMB, siguiendo los lineamientos de los métodos estándar y equipos calibrados para análisis de muestras. Los índices fisicoquímicos que se calcularon con el consolidado de datos fisicoquímicos fueron: National Sanitation Fundation (NSF), Compañía de Tecnología de Saneamiento Ambiental de Brasil (CETESB), Índice de calidad de aguas Dinius, 1987 (DINIUS), Índice de calidad de aguas desarrollado por Rojas, 1991 (ROJAS), Índice de Contaminación por Mineralización (ICOMI), Índice de Contaminación por Materia Orgánica (ICOMO), Índice de Contaminación por Sólidos Suspendidos (ICOSUS), y como índice biótico, el BMWP (Figura 4).

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Figura 4. Resultados comparativos entre índices físico-químicos y biológicos calculados a lo largo de la Cuenca de la Quebrada Menzulí

Discusión Basados en los resultados y los análisis realizados en el presente estudio, se desarrolla el siguiente diagnóstico para el cuerpo de agua monitoreado: el agua de la quebrada Menzulí, en su recorrido desde la cuenca alta hasta su desembocadura, presenta una amplia variación en su calidad; inicia con “buena” calidad (Roldán, 2003), pero al descender en la zona media, debido al aumento de vertimientos domésticos e industriales que aportan carga orgánica a la quebrada, califica “moderadamente contaminada” y en algunos sectores a “muy contaminada” (Roldán, 2003). En la zona baja, como consecuencia de la disminución de vertimientos, el agua se recupera a una condición de “moderadamente contaminada”, permitiendo una autopurificación de la quebrada antes de su desembocadura.

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La aplicación de índices fisicoquímicos (Dinius, 1987; Rojas, 1991; Ramírez y Viña, 1998) y biológicos (Roldan, 2003) para determinar calidad de agua, permitieron obtener un diagnóstico confirmativo y compatible en los resultados, brindando a los estudiantes de Ingeniería Ambiental la posibilidad de utilizar herramientas de fácil aplicación, económicas y complementarias, para su desempeño profesional.

El presente estudio establece el punto de partida para proyectar la evaluación del estado de calidad de los sistemas lóticos dulceacuícolas del área metropolitana de Bucaramanga y constituye una base sólida en la elaboración y publicación de una guía de campo para especies bioindicadoras de los cuerpos de agua de Santander.

Conclusiones Se logró participación de los estudiantes en el proceso completo de desarrollo para la preparación, ejecución e integración de conocimiento básico y aplicado, en las actividades de campo y laboratorio, del estudio realizado.

El trabajo interdisciplinario logró destacar habilidades y fortalecer competencias al complementar las capacidades individuales, permitiendo resultados con valor científico y logrando sensibilizar a los estudiantes en la importancia de aunar esfuerzos en la búsqueda de un resultado.

Se desarrollaron destrezas y habilidades en el manejo de equipos de campo y laboratorio.

Desde el análisis e interpretación de datos y resultados de las diferentes pruebas, los estudiantes proyectan el impacto de la actividad antrópica sobre los recursos naturales para identificar estrategias y soluciones integrales desde lo económico, ambiental y social.

Se encontró en el estudio que la aplicación de índices que asocian la contaminación por materia orgánica, se correlaciona con la valoración de los macroinvertebrados presentes.

Agradecimientos Los autores expresan sus agradecimientos a los estudiantes del Semillero de Investigación en Biodiversidad (SIB) de la Facultad de Ingeniería Ambiental de la Universidad Pontificia Bolivariana-Seccional Bucaramanga, por su participación en las actividades de campo y laboratorio para el desarrollo del presente estudio.

A la Dirección General de Investigaciones de la Universidad Pontificia Bolivariana– Seccional Bucaramanga y a la Corporación Autónoma para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga – CDMB por el apoyo económico y logístico para el desarrollo del proyecto.

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Referencias bibliográficas Bouchard, R.W. (2004) Guide to aquatic macroinvertebrates of the Upper Midwest. Water Resources Center, University of Minnesota. 208 pp.

Dinius, S. H. (1987). Design of an index of water quality. Water Resources Bulletin, 23(5), 833–843.

Dominguez, E.; Molineri, C.; Pescador, M.; Hubbard, D. & Nieto, C. Aquatic Biodiversity in Latin America. (2006) Vol. 2: Ephemeroptera of South America. PENSOFT. Moscow. 647 pp.

Gooderham, J. & Tsyrlin, E. (2003) The Waterbug Book. A guide to the freshwater macroinvertebrates of temperate Australia. CSIRO Publishing. Australia. 241 pp.

Oscoz, J.; Galicia, D. & Miranda, R. (2011) Identification Guide of Freshwater Macroinvertebrates of Spain. Springer.

176 pp.

Ramírez, A; Restrepo, R y Fernández, N. (2003). “Evaluación de impactos ambientales ocasionados por vertimientos sobre aguas continentales”. Amb. & Des. 12:53-80.

Ramírez, A y Viña, G. (1998) Limnología Colombiana: aportes a su conocimiento y estadísticas de análisis. Fundacion Universidad Jorge Tadeo Lozano. 312pp.

Rojas, O. (1991) Índices de Calidad del agua en Fuente de Captación. Seminario Internacional sobre calidad del agua para consumo, Cali.

Roldan, G. P. (2003) Bioindicadores de la calidad del agua. Uso del método BMWP/COL. Editorial Universidad de Antioquia.

Roldán, A. G. (1988) Guía para el estudio de macroinvertebrados acuáticos del Departamento de Antioquia.

Primera edición. Presencia Ltda. Fondo para la Protección del Medio Ambiente “José Celestino Mutis” FENColombia. Bogotá. 217 pp.

Throp, J. y Rogers, Ch. (2010)Field Guide to Freshwater Invertebrates of North America. Elsevier – Academic Press.

New York. 300 pp.

Walton-League, I. The Stream Study: Identification Key for Common Stream Bottom Macroinvertebrates http://people.virginia.edu/~sos-iwla/Stream-Study/StreamStudyHomePage/StreamStudy.HTML (consultada: 01/08/2011).

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

ENSINO DE EPIDEMIOLOGIA PARA CURSOS DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL: O PORTFÓLIO COMO FERRAMENTA DE AVALIAÇÃO

*Paula Dias Bevilacqua1 Marisa Barletto2 Cristian Ferreira de Souza3 Cristiane Magalhães de Melo3 Rafael Kopschitz Xavier Bastos4

EPIDEMIOLOGY TEACHING IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING UNDERGRADUATE COURSES: THE PORTFOLIO AS A TOOL FOR ASSESSMEN Recibido el 17 de junio de 2012; Aceptado el 1 de abril de 2013

Abstract In the first term of 2010, it was proposed to the students enrolled in the course Epidemiology Applied to Environmental Sanitation (37 students) offered for degree in Environmental Engineering at Federal University of Viçosa the development of a portfolio as a complementary assessment of learning. The portfolios were assessed by the teacher and the teaching interns in the middle and the end of term. Overall, at the final assessment, the groups of students presented well prepared portfolios, but in the proceeding assessment, it was realized that few groups had made progress, i.e., the construction of the portfolio happen at the end of the course. For some students, the portfolio ended up being 'just another' task among others developed in other courses they were enrolled in the term. The students assessed the portfolio as a 'different' 'valid' and 'innovative' instrument but 'laborious' and 'difficult to implement' because, as it was done in group, demanded meetings of its members, which is not easy to be coordinated due to several academic tasks. Despite the difficulties, experience has shown the applicability of the portfolio of the course content. Portfolio should be enhanced to become a more viable and effective teachinglearning instrument.

Keywords: active methodologies, curriculum, teaching-learning, training.

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Departamento de Veterinária, Universidade Federal de Viçosa.

Departamento de Educação, Universidade Federal de Viçosa.

3 Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária, Departamento de Veterinária, Universidade Federal de Viçosa.

4 Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Viçosa.

2

*Autor corresponsal: Departamento de Veterinária, Universidade Federal de Viçosa. Av. PH Rolfs s/n - Campus Universitário CEP: 36570 000 - Viçosa – MG, Brasil. Email: paula@ufv.br

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Resumo No primeiro semestre de 2010, foi proposto aos/as estudantes matriculados na disciplina Epidemiologia Aplicada ao Saneamento Ambiental (37 estudantes), oferecida para o curso de Engenharia Ambiental da UFV, a elaboração de um portfólio como forma complementar de avaliação da aprendizagem. Os portfólios foram avaliados pela professora e pelos estagiários/as em ensino no meio e ao final do período letivo. De forma geral, na avaliação final, os grupos de estudantes apresentaram portfólios bem elaborados; contudo, na avaliação processual, percebeu-se que poucos tinham avançado na elaboração, ou seja, a dedicação ao portfólio se deu mais ao final da disciplina.

Para alguns, o portfólio acabou sendo ‘mais um’ trabalho das várias disciplinas cursadas no período. Na avaliação do portfólio pelos/as estudantes, a maioria indicou ser um instrumento ‘diferente’, ‘válido’, ‘inovador’, contudo ‘trabalhoso’ e de ‘difícil execução’, pois, como foi feito em grupo, demandou reuniões de seus integrantes, o que não é fácil de ser coordenado devido aos vários encargos didáticos do período letivo. Apesar das dificuldades, a experiência demonstrou a aplicabilidade do portfólio ao conteúdo específico da disciplina, devendo ser aprimorado para que se torne um instrumento mais efetivo e viável de ensino-aprendizagem.

Palavras chave: currículo, ensino-aprendizagem, formação, metodologias ativas.

Introdução Na contemporaneidade, há uma valorização dos meios de comunicação e da informação, pelo constante avanço tecnológico e pela percepção do mundo como rede de relações dinâmicas.

Diante desse contexto, tem-se discutido a necessidade de mudança de paradigma do sistema de ensino, buscando-se superar os modelos tradicionais, os quais, do ponto de vista metodológico, valorizam a transmissão do conhecimento acumulado pelo/a professor/a aos/às alunos/as de forma passiva; desenvolvendo-se práticas pedagógicas críticas, valorizando o/a aluno/a como sujeito do processo de ensino-aprendizagem e, consequentemente, ativo na construção do conhecimento cognitivo.

As práticas pedagógicas críticas e progressistas, em contraposição ao sistema tradicional, buscam: “(...) desenvolver autonomia individual em conjunto com o coletivo, o qual é o grande desafio do processo de ensinoaprendizagem a ser alcançado pelo professor. A educação deve ser capaz de desencadear uma visão do todo, além de possibilitar a construção de redes de mudanças sociais, com a conseqüente expansão da consciência individual e coletiva.

Por isso, a crescente busca por métodos inovadores, que priorizem e desenvolvam uma prática pedagógica ética, crítica, reflexiva e transformadora, ultrapassando os limites do treinamento puramente técnico.” (Mitre et al., 2008).

Essa disposição na mudança de paradigma de ensino não se limita somente ao ensino básico.

No ensino superior, através da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN), publicada em 1996, as instituições de ensino superior também foram solicitadas a mudar suas práticas pedagógicas, aproximando-se da realidade social, conhecendo seus problemas e motivando seus corpos docentes e discentes a se relacionarem de forma diferente com a comunidade (Brasil, 1996).

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A passagem pelo ensino superior é relativamente rápida para o aprendizado e formação de um profissional, enquanto que o exercício da da profissão, escolhida, a princípio, para a vida toda, será uma etapa extensa em que os conhecimentos e competências adquiridos na graduação serão aplicados. Dessa maneira, torna-se essencial pensar em uma metodologia pedagógica voltada para uma prática que privilegie o desenvolvimento da autonomia do/a aluno/a (Freire, 2002) e a formação de um profissional crítico, reflexivo e ético.

Para acompanhar a necessidade de mudança de paradigma na área educacional, torna-se necessário o incentivo à formação e incorporação de um corpo docente mais atualizado e distante do modelo tradicional de ensino. Um corpo docente aberto à adoção e à implementação de práticas pedagógicas e práticas de avaliação inovadoras, a fim de realizar um trabalho voltado para formação crítica, reflexiva, ativa e participativa que culmine na diplomação de um profissional capacitado para atuar em diferentes contextos.

Já do ponto de vista do mercado, tem se verificado a valorização da conformação de equipes multiprofissionais de forma a potencializar resultados, uma vez que as formações específicas, competências e habilidades de diferentes profissionais são, muitas vezes, complementares.

Entretanto, nos cursos de graduação é comum observar a fragmentação do conhecimento (nas bem conhecidas ‘matrizes curriculares’ ou ‘ currículos’), bem como, a valorização de determinadas áreas de atuação em detrimento de outras. Essas características dos cursos acabam por moldar um perfil de profissional, não necessariamente adequado às exigências e à dinâmica da sociedade.

Atualmente, no Brasil, existem 164 cursos superiores de graduação nas áreas de Engenharia Ambiental ou Engenharia Sanitária e Ambiental. Avaliando-se a grade curricular de 32 cursos oferecidos por instituições federais ou estaduais, em 69% a matéria ‘epidemiologia’ aparece contemplada ou em disciplinas específicas ou afins (como saúde ambiental, saúde e meio ambiente, problemas de saúde pública).

As Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Engenharia (Ministério da Educação, 2002) não preveem explicitamente a temática epidemiologia nos conteúdos básicos e profissionalizantes dos currículos dos cursos. Contudo, conteúdos disciplinares diversos podem (e devem) compor a grade curricular dos cursos de forma a contemplar temas e aspectos específicos de cada modalidade da Engenharia. A Epidemiologia, enquanto campo de conhecimento, tradicionalmente faz parte da formação de profissionais da área da saúde (Medicina, Enfermagem, Odontologia, Medicina Veterinária, Fisioterapia, dentre outros). A Resolução nº 447/2000 (CONFEA, 2000) define as competências do/a Engenheiro/a Ambiental como o desempenho de atividades referentes à administração, gestão e ordenamento ambientais e ao monitoramento e mitigação de impactos ambientais. Sendo assim, disciplinas que contemplem temas relacionados à saúde das populações humanas são bem vindas de 48

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forma a garantir o desenvolvimento das competências e habilidades estabelecidas para o exercício profissional.

A Epidemiologia é a ciência que tem como objeto de estudo o processo saúde-doença e seus determinantes em populações. De forma geral, a Epidemiologia, como disciplina nas matrizes curriculares dos cursos, é abordada como instrumental para a prática em saúde pública. Assim, os conteúdos tratados abrangem temas de natureza quantitativa e qualitativa em que o/a estudante deverá apreender ferramentas para a objetivação do processo saúde-doença e, posteriormente, a identificação de seus determinantes, para a intervenção qualificada em eventos em saúde, como o controle ou a prevenção de agravos.

Em se tratando do curso de graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Viçosa (UFV), o conteúdo de epidemiologia é ofertado na forma de disciplina obrigatória aos/às estudantes matriculados no quinto período do curso, totalizando 60 horas-aulas teóricas. Essa disciplina foi estruturada especificamente para atender à demanda da criação do referido curso na UFV, iniciado em 2000. Desde 2003, a disciplina é oferecida anualmente, estando, assim, em seu sétimo ano de oferecimento.

A experiência de oferecimento da disciplina no curso de graduação em Engenharia Ambiental da UFV demonstra que os/as estudante vivenciam a disciplina sem maiores dificuldades, sendo o índice de aprovação elevado e o aproveitamento acima da média (60%). Contudo, é nítida a maior facilidade de apreensão e envolvimento dos/as alunos/as com os temas relacionados ao conteúdo quantitativo da disciplina. Como exemplo, citamos: construção de indicadores epidemiológicos, estudos de tendência de séries históricas, estimativa de populações, dentre outros. Os conteúdos de natureza qualitativa (por exemplo: modelos causais explicativos do processo saúde-doença, epidemiologia das doenças transmissíveis, delineamentos e interpretação de estudos epidemiológicos) são, por outro lado, mais difíceis de compreensão, dada sua característica mais subjetiva e menos objetivante.

De forma a potencializar o processo ensino-aprendizagem da disciplina, foi introduzido, no ano de 2010, o portfólio como instrumento de avaliação da aprendizagem. Conforme Hernández (2000), o portfólio é o conjunto de diferentes tipos de documentos (anotações pessoais, experiências de aula, trabalhos pontuais, controles de aprendizagem, conexões com outros temas fora da escola, representações visuais, dentre outros) que proporciona evidências do conhecimento que foram sendo construídos, as estratégias utilizadas para aprender e a disposição de quem o elabora para continuar aprendendo.

Não há uma definição específica e, muito menos, um procedimento metodológico a ser seguido para execução do trabalho com portfólio, no entanto, essa ferramenta permite a experimentação do processo de ensino-aprendizagem valorizando a reflexão e a autonomia 49

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dos/as sujeitos, além de proporcionar uma avaliação processual do trabalho (Alvarenga e Araújo, 2006; Silva e Sá-Chaves, 2008, Marin et al., 2010). O portfólio tem sido utilizado em experiências de ensino-aprendizagem e/ou avaliação no ensino superior em diferentes áreas, tais como saúde - Medicina e Enfermagem (Silva e Francisco, 2009; Almino e Juliano, 2007; Silva e Sá-Chaves, 2008), humanas - Pedagogia (Villas Boas, 2005) e Letras (Torres, 2007); e, também, na educação à distância (Santos, 2006).

O presente trabalho objetiva apresentar essa experiência específica do uso do portfólio, refletindo sobre os limites e potencialidade desse instrumento como ferramenta de avaliação da aprendizagem em conteúdos de epidemiologia.

Metodologia No primeiro semestre de 2010, foi proposto aos/as estudantes matriculados/as na disciplina “Epidemiologia Aplicada ao Saneamento Ambiental” oferecida para o curso de Engenharia Ambiental da UFV, a elaboração de um portfólio como forma de avaliação da aprendizagem.

Nesse período letivo, havia 37 estudantes matriculados/as na disciplina, sendo inviável o trabalho com portfólios individuais. Assim, o portfólio foi elaborado por grupos de três a cinco estudantes.

A estrutura proposta para a elaboração do portfólio incluiu: (i) contexto: compreendendo apresentação do grupo; atividades desenvolvidas dentro e fora da UFV; sonhos/pretensões e expectativas sobre a disciplina; (ii) didático pedagógica: compreendendo uma reflexão sobre o que é o portfólio (a partir da leitura de textos de apoio); síntese dos tópicos trabalhados na disciplina; respostas a perguntas/dúvidas surgidas em sala de aula e informações complementares (inclusão de dados que o grupo identificasse como relacionados à disciplina) e (iii) avaliação da disciplina e do portfólio.

Os portfólios foram avaliados em dois momentos, um no meio e outro ao final do período letivo. Os responsáveis pela avaliação foram a professora/coordenadora da disciplina e dois estudantes de pós-graduação da UFV que desenvolviam atividades de estágio em ensino vinculadas à referida disciplina. Basicamente, os momentos de avaliação compreenderam a leitura dos portfólios para verificação do atendimento à estrutura proposta, avaliação da organização, avaliação do conteúdo incorporado ao portfólio (considerando a origem da fonte consultada e vinculação aos temas abordados na disciplina) e, também, a criatividade do grupo ao organizar e construir o portfólio.

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Resultados e discussão De forma geral, na avaliação final, os grupos apresentaram portfólios bem elaborados; contudo, na avaliação processual, percebeu-se que poucos tinham avançado na elaboração, ou seja, a dedicação ao portfólio se deu mais ao final da disciplina. Esse fato restringe o uso dessa técnica, na medida em que o portfólio deve ser construído paulatinamente, incorporando pouco a pouco a apropriação do conteúdo ministrado e a evolução do/a estudante. Ou seja, há comprometimento do potencial conferido ao portfólio de constituir ferramenta que valoriza o ensino-aprendizagem como um processo de construção, dinâmico e pessoal.

Na avaliação do portfólio pelos/as estudantes, a maioria indicou ser um instrumento ‘diferente’, ‘válido’, ‘inovador’, contudo ‘trabalhoso’ e de ‘difícil execução’, pois, como foi feito em grupo, demandou reuniões de seus integrantes, o que não é fácil de ser coordenado devido aos vários encargos didáticos do período letivo.

Tabela 1. Assuntos tratados pelos/as estudantes no portfólio segundo os tópicos/conteúdos da disciplina Tópico/assunto abordado na disciplina

Assunto da matéria/notícia/artigo

Fonte de dados/informação utilizada

Usos e aplicações da epidemiologia (investigação e prevenção de agravos)

DST/Aids; surtos de toxi-infecções alimentares; epidemiologia de conflito; dengue; copa do mundo e epidemias

Matéria jornalística (internet)

Indicadores epidemiológicos/medidas de saúde coletiva (descrição de agravos)

Prevalência/incidência (dengue; hanseníase; hipertensão, meningite, Aids); mortalidade infantil, mortalidade materna; mortalidade por causa (Aids)

Revista não científica (impressa); publicações técnicas (internet); matéria jornalística (internet)

Séries temporais/processo epidêmico (caracterização de epidemias e surtos)

Hanseníase, dengue; doença diarreica, leptospirose; hepatite A

Matéria jornalística (internet)

Delineamentos de estudos epidemiológicos (‘causalidade’ de doenças)

Dor crônica; ética em saúde; Viagra e perda da audição; consumo de cafeína e declínio cognitivo/degeneração cerebral; tratamento homeopático de adenóide; fatores sócio econômicos e mortalidade infantil por diarreia, pneumonia e desnutrição

Matéria jornalística (internet); artigo científico

Epidemiologia das doenças transmissíveis (conceitos de agente etiológico, hospedeiro, vetor, veículo, modo de transmissão, fonte de infecção e outros)

DST/Aids; doenças transmitidas por alimentos e água; gripe suína (H1N1); gastrenterite (Campylobacter jejuni), malária; esquistossomose; leishmaniose, doença de Chagas; dengue; hepatite A

Revista de divulgação científica/tecnológica; matéria jornalística (impressa, televisionada e internet); normatizações técnicas (internet)

Investigação de surtos e epidemias (definição da população exposta, definição da fonte de infecção, caracterização do evento segundo varáveis tempo-espaço-indivíduo, métodos de controle/prevenção)

Doença respiratória em evento estudantil; esquistossomose

Investigação realizada; artigo científico

Outros tópicos/assuntos

Gerenciamento de resíduos sólidos de serviços de saúde

Entrevista com fiscal da vigilância sanitária do município

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Apesar das dificuldades relatadas pelos/as estudantes, na avaliação do conteúdo, pode-se perceber dedicação, autonomia e criatividade na elaboração de tópicos específicos. Vários elementos do portfólio permitiram perceber que as temáticas da disciplina foram relacionadas ao cotidiano, à formação profissional ou a outras experiências acadêmicas dos/as estudantes.

Na Tabela 1, apresentamos os assuntos tratados pelos/as estudantes relacionados aos tópicos e conteúdos abordados nas disciplinas.

A maioria das fontes de dados/informações utilizadas para ilustrar os assuntos se caracterizou por artigos publicados em revistas de divulgação científica/tecnológica e notícias publicadas em jornais de grande circulação sendo esses últimos obtidos, em grande parte, na internet (Figura 1).

A

B

Figura 1. Imagens dos conteúdos dos portfólios com exemplos de estratégias utilizadas para fixação do conteúdo da disciplina: (A) revista de divulgação científica/tecnológica e (B) matéria jornalística (internet)

Contudo, alguns grupos utilizaram fontes variadas, como informações obtidas de entrevistas realizadas com profissionais do Serviço de Vigilância Sanitária da Secretaria Municipal de Saúde de Viçosa-MG e dados de investigação de surto ocorrido em evento estudantil realizado na UFV (Figura 1), demonstrando um processo mais ativo de construção do conhecimento e adesão à proposta de elaboração do portfólio.

Apenas dois grupos apresentaram conteúdos obtidos de artigos publicados em periódicos científicos, sugerindo a procura por leituras mais fáceis e de abordagem superficial de 52

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conteúdos e a baixa motivação em utilizar referências científicas no estudo, sendo essas leituras importantes na formação acadêmica dos/as estudantes (Figura 2).

Por outro lado, em alguns grupos houve pouca reflexão e a elaboração do portfólio assumiu caráter mais 'formal', um agrupamento de textos e tarefas solicitadas. Nesse sentido, para alguns/mas, o portfólio acabou sendo ‘mais um’ trabalho das várias disciplinas cursadas no período.

A

B

Figura 2. Imagens dos conteúdos dos portfólios com exemplos de estratégias utilizadas para fixação do conteúdo da disciplina: (A) matéria jornalística (televisionada) e (B) artigo científico

Segundo o trabalho de Teófilo e Dias (2009), os/as professores/as reconhecem a importância de incorporar algumas tendências atuais, como as metodologias ativas, no processo ensinoaprendizagem, mas admitem ter dificuldades no processo de incorporação dos pressupostos de metodologias inovadoras. As dificuldades são atribuídas à resistência dos discentes, que permanecem condicionados à postura reprodutivista e, por isso, de certa forma, os/as docentes atribuem aos/às alunos/as os obstáculos existentes na utilização dessas práticas. Por outro lado, os/as discentes acreditam que tais experiências e metodologias inovadoras dão espaço ao/à estudante, buscando o diálogo entre professor/a e aluno/a. Para eles, existem professores/as que tentam incorporar essas estratégias, mas se acomodam durante o processo e não permitem que o estudante se expresse significativamente. Dessa forma, alunos/as e professores/as tornam a valorizar o processo de aprendizagem por meio da transmissão de conteúdos prontos e por meio de estruturas rígidas nas relações interpessoais.

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Ainda segundo esses autores, para impedir o insucesso da incorporação de metodologias inovadoras no processo de aprender, são necessárias, ainda, discussões acerca da abordagem pedagógica a ser implementada junto aos/às estudantes, os quais convivem com dúvidas, que os tornam resistentes ao processo diferente de aprender. E, além disso, que essas discussões possibilitem mudanças de atitudes e concepções não só dos/as alunos/as, mas também dos/as professores/as, que devem contemplar esses momentos como oportunidades para conhecer melhor seus alunos/as (Teófilo e Dias, 2009).

Na experiência aqui relatada, o portfólio também favoreceu a análise de singularidades e peculiaridades do desenvolvimento dos/as estudantes enquanto grupo, constituindo-se em instrumento agregador ‘fora da sala de aula’. Ainda que esse aspecto tenha sido avaliado pelos/as estudantes como um aspecto negativo por demandar tempo para reuniões e encontros, a perspectiva de envolvimento dos estudantes em atividades relacionadas à disciplina para além das aulas presenciais é sem dúvida estimulante e bastante positiva.

Conclusões A experiência permitiu demonstrar a aplicabilidade do portfólio no ensino da epidemiologia para estudantes de graduação em Engenharia Ambiental, favorecendo a apropriação de conteúdos de mais difícil objetivação por parte dos/as estudantes. As várias formas utilizadas pelos/as estudantes para relacionar o conteúdo da disciplina a aspectos do cotidiano e à vivência acadêmica, além da variabilidade dos temas abordados, revelou que a objetivação dos conteúdos qualitativos se deu de forma dinâmica e vinculada à experiência dos/as estudantes.

A incorporação de um modelo de ensino mais contemporâneo e inovador ao currículo de um curso de graduação é uma tarefa complexa, uma vez que se necessita de verdadeira aceitação e integração do corpo docente e discente. Entretanto, isso não impede que abordagens mais pontuais sejam realizadas envolvendo apenas alguma/s disciplina/s de um curso. Essa atitude pode ser o início da mudança de concepção didática e abertura a essa nova esfera pedagógica.

Nessa experiência, o portfólio emergiu como possibilidade de ruptura com a tradicional avaliação quantitativa e classificatória, em que discentes e docentes supervalorizam a nota, considerada resultado da medição feita pelo/a professor/a para quantificar o quanto o/a aluno/a aprendeu. O instrumento permitiu maior aproximação entres esses sujeitos, contudo, inseguranças e dúvidas nos/as estudantes também foram percebidas e relatadas. Em que pesem as dificuldades, em sua maioria narradas pelos/as estudantes, é preciso ainda aprimoramento e adaptação para que o portfólio se torne um instrumento mais efetivo e viável de ensino-aprendizagem ou, mesmo, o único procedimento avaliativo.

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Agradecimentos. A Universidade Federal de Viçosa pela liberdade e possibilidade de experimentação pedagógica.

Referências bibliográficas Almino M.A.F.B., Juliano I.A. (2007). Relato de experiência: implantação do portfólio no módulo de neonatologia num curso de medicina do Ceará. Revista de Pediatria, 8(1), 42-47.

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

EXPERIÊNCIA EM EDUCAÇÃO AMBIENTAL ADQUIRIDA DENTRO DA COORDENADORIA DE GESTÃO AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – UFRGS

*Anne Krummenauer1 Darci Barnech Campani2 Paulo Robinson da Silva Samuel3

EXPERIENCE IN ENVIRONMENTAL EDUCATION IN THE ENVIRONMENTAL MANAGEMENT COORDINATION OF UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL UFRGS Recibido el 20 de agosto de 2012; Aceptado el 31 de julio de 2013

Abstract The Coordination of Environmental Management of Universidade Federal do Rio Grande do Sul, "CGA”, has the task of managing all programs and projects that underpin the functioning of the Environmental Management System, and works with four main programs: Environmental Education, Environmental Aspects and Impacts, Environmental Licensing and Environmental Certification. To carry out their projects, the Coordination has the support of students from various courses. As part of the project, students are monitored and encouraged to enhance the management tools and improve the practices adopted and disseminated by the CGA to units and buildings that studing. The fellows work with just part of the CGA own tasks: to contribute to Environmental Education. In this regard, the student gains experience in the stock market environmental management practices and knowledge that can be applied to other institutions or companies, with the student, thus forming a more complete and being more suited to the needs of the labor market, contributing to the dissemination of environmental knowledge.

Keywords: CGA, environmental education, management tools, environmental management.

1

Estagiária da Coordenadoria de Gestão Ambiental, “CGA”, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Brasil Coordenador da CGA da UFRGS 3 Engenheiro da CGA da UFRGS 2

*Autor corresponsal: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Coordenadoria de Gestão Ambiental. Rua Luiz Englert, sem número, Anexo 2 da Reitoria- Prédio 12109 (Ex-Quimica), sala 6. – Bairro Farroupilha, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. 90.040040. Brasil. Email: paulo.samuel@ufrgs.br/arwenk@hotmail.com

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Resumo A Coordenadoria de Gestão Ambiental da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, “CGA”, tem por função gerenciar todos os programas e projetos em que se baseia o funcionamento do Sistema de Gestão Ambiental, e trabalha com quatro programas principais: Educação Ambiental, Aspectos e Impactos Ambientais, Licenciamento Ambiental e Certificação Ambiental. Para realização de seus projetos, a Coordenadoria conta com o apoio de estudantes provenientes de diversos cursos. Fazendo parte dos projetos, os estudantes são acompanhados e incentivados a aprimorar as ferramentas de gestão e melhorar as práticas adotadas e disseminadas pela CGA às unidades e prédios que a compõem. O trabalho com bolsistas acaba fazendo parte das próprias atribuições da CGA: a de contribuir para a Educação Ambiental. Sob este aspecto, o aluno bolsista adquire experiência nas práticas de gestão ambiental e conhecimento que poderá ser aplicado em outras instituições ou empresas, tendo o aluno, assim, uma formação mais completa e estando mais bem preparado para as necessidades do mercado de trabalho, promovendo a disseminação do conhecimento ambiental.

Palavras-chave: CGA, educação ambiental, ferramentas de gestão, gestão ambiental.

Introdução A Coordenadoria de Gestão Ambiental da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, “CGA”, tem por função gerenciar todos os programas e projetos em que se baseia o funcionamento do Sistema de Gestão Ambiental, acompanhando todos os processos que apresentem aspectos relacionados a questões ambientais. Dentro da Coordenadoria podem ser citados quatro programas, que são os eixos temáticos para todos os projetos: Educação Ambiental, Aspectos e Impactos Ambientais, Licenciamento Ambiental e Certificação Ambiental.

Para realização de seus projetos, a CGA é composta por profissionais das áreas de biologia, engenharia, agronomia, arquitetura, química, jornalismo, entre outros, e cerca de 20 alunos de graduação por eles orientados. Esses estudantes, provenientes de diversos cursos, fazendo parte dos projetos, são orientados a trabalhar as ferramentas de gestão e acompanhar as melhorarias nas práticas disseminadas pela CGA às unidades e prédios que compõem a Universidade e à sociedade.

As parcerias entre a Universidade e os alunos podem ser firmadas através de bolsas voluntárias ou remuneradas, sob diversas modalidades, como extensão, pesquisa ou auxílio permanência, partindo do interesse do aluno em candidatar-se, o que beneficia tanto universidade quanto aluno, pois, segundo Côrrea (2006 apud Dulac et al., 2009), são em Instituições de Ensino Superior que a maioria dos profissionais que desenvolvem, dirigem, gerenciam, ensinam, trabalham e influenciam as organizações da sociedade, deveriam ter iniciado seu processo de conscientização ecológica.

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O papel de destaque assumido pelas Instituições de Ensino Superior (IES) no processo de desenvolvimento tecnológico, na preparação de estudantes e fornecimento de informações e conhecimento, pode e deve ser utilizado também para construir o desenvolvimento de uma sociedade sustentável e justa (Tauchen e Brandli, 2006). As atividades realizadas, com orientação visando à educação ambiental, constituem o método usado pela Coordenadoria para assumir seu papel na gestão e na educação ambiental.

A integração entre a educação ambiental e o processo de gestão não é absolutamente novidade, como coloca Quintas (2004): ”[...] ao se falar em Educação no Processo de Gestão Ambiental, não está se falando de uma nova Educação Ambiental. Está se falando sim, em uma outra concepção de educação que toma o espaço da gestão ambiental como elemento estruturante na organização do processo de ensino-aprendizagem, construído com os sujeitos nele envolvidos, para que haja de fato controle social sobre decisões, que via de regra, afetam o destino de muitos, senão de todos, destas e de futuras gerações” (grifo do autor).

Ou, ainda, como se pode ressaltar que: “Embora a EA seja definida nestes documentos como um processo dinâmico integrativo, transformador, participativo, abrangente, globalizador, permanente e contextualizador, há um aspecto que é praticamente escamoteado nestas definições.//Trata-se de conceber a Educação como um instrumento no processo de gestão ambiental, postulando-se a necessidade de criação de espaços democráticos de exercício do poder de gestão. Uma tal concepção implicaria em se prever formas de compartilhamento com as populações locais envolvidas nas questões ambientais das informações necessárias à compreensão da complexidade dessas questões, bem como a criação de espaços de decisão quanto às políticas públicas a serem adotadas.” (Zaneti e Sá [200-]) A prática da gestão ambiental exige, seja qual for a sua ação, processos de orientação educacional, por isso, a educação deve ocupar um lugar central na sua promoção como conhecimento aplicado ao tratamento da questão ambiental (Silva e Pessoa, [200-]). O enfoque da gestão e da educação ambiental, quando analisados individualmente, já apresentam grandes complexidades. Porém, a prática da gestão, efetiva e continuada, necessita da educação ambiental, conscientizadora e transformadora, para existir e vice versa. Tomando consciência desta inter-relação, e pretendendo consolidar esta política, neste trabalho serão relacionadas as principais atividades desenvolvidas dentro dos projetos da CGA, evidenciando a forma de atuação do bolsista e o aprendizado por ele adquirido.

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Metodologia e Resultados A sala da CGA, por possuir um espaço pequeno, proporciona a troca de conhecimento e experiências, de forma que, mesmo trabalhando em um projeto específico, o bolsista passa a conhecer os demais projetos e a se envolver nas atividades desenvolvidas. Dentro da CGA, abordam-se ferramentas de gestão como Levantamento de Aspectos e Impactos Ambientais, “LAIA”, e GESPÚBLICA, e outras temáticas como legislação ambiental, produtos ecoeficientes, coleta seletiva, compostagem, educação ambiental e a elaboração de materiais de comunicação para a divulgação dos temas ambientais.

Dentro das atividades propostas da CGA, os alunos são inseridos conforme seus interesses e potenciais de aprendizado, ou seja, a contribuição que poderão dar e receber de acordo com seus interesses e cursos de graduação. Segue-se um relato sobre cada um dos projetos e suas características.

Educação Ambiental Projeto “As Questões Ambientais- Divulgação de Aspectos Científicos e tecnológicos” Alunos de graduação em engenharia ambiental, biologia e outros cursos afins são convidados a ministrar aula para crianças de escolas públicas próximas à Barragem Mãe D’Água, localizada na divisa do Campus do Vale da UFRGS e o Município de Viamão. Este projeto oferece uma oportunidade para desenvolvimento de atividade de extensão ou do estágio curricular em educação ambiental, como é o caso do curso de Engenharia Ambiental que possui esta exigência, e já está em seu quarto ciclo de atividades. A Figura 1 ilustra uma aula oferecida pelo projeto.

Figura 1. Aula ministrada no projeto “As Questões Ambientais” na escola Alberto Pasqualini, Viamão (Acervo CGA, 2010) 59

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O projeto promove, dentro da comunidade, a disseminação do conhecimento ambiental e oportuniza a melhora das suas condições de vida. Para os participantes, o projeto engloba muito dos conceitos aprendidos dentro de sala de aula e os desafia a traduzir estes conceitos para a realidade e a linguagem do aluno de ensino fundamental. Com os conteúdos ambientais permeando todas as disciplinas do currículo e contextualizados com a realidade da comunidade, a escola ajudará o aluno a perceber a correlação dos fatos e a ter uma visão integral do mundo em que vive (Effting, 2007).

Para os alunos de engenharia ambiental da UFRGS, segundo Schiavi et al. (2012), a participação no projeto de educação ambiental é uma oportunidade para socializar o conhecimento adquirido na sala de aula para a comunidade da região, salientando a importância do saneamento para a melhoria da saúde pública e da qualidade de vida, e para o enfrentamento dos problemas socioambientais. O domínio de um público específico, alunos das escolas públicas participantes do projeto, e a capacidade de atuar com situações não planejadas são algumas das propostas e desafios que o estágio proporciona aos ministrantes do projeto.

Projeto “Ecodesenvolvimento – A Responsabilidade Ambiental em Construção” Este projeto de educação ambiental foi desenvolvido no formato de um curso que visou a atuar dentro da comunidade universitária, incitando a percepção ambiental dos graduandos e divulgando as práticas e políticas ambientais da Universidade. Segundo Samuel e Campani (2009), na temática resíduos sólidos, a rotatividade característica dos estudantes na Universidade, que em média permanecem de 5 a 7 anos, e a sua origem em cidades que ainda não praticam a coleta seletiva, justifica a manutenção de uma ação contínuo de conscientização sobre o referido tema. O curso serve, portanto, como mais uma oportunidade de conscientização formadora disponibilizada pela Universidade.

Contribuindo para a formação do ingressante na Universidade, com enriquecendo na sua formação curricular, o projeto ainda tem outro aspecto marcante na promoção do conhecimento ambiental: os disseminadores de conhecimento são estudantes de graduação, como alunos de Engenharia Ambiental, que pesquisam e expõem o conhecimento para os demais estudantes e, dessa forma, também tem um incremento na sua formação (Krummenauer et al., 2012).

O curso já foi ministrado um semestre e espera-se dar continuidade aos trabalhos. Nesta primeira edição, as aulas ficaram inteiramente sob a responsabilidade dos alunos, graduandos, que trouxeram a ideia para dentro da Coordenadoria e receberam o apoio necessário para que esta se concretizasse. A atuação dentro do curso possibilitou não só a pesquisa e o aumento do conhecimento relacionado ao meio ambiente e à Universidade, mas a troca de informações entre alunos de graduação (como alunos e como professores), além de servir como um exemplo 60

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de que é válido atender às demandas e dar apoio para que os graduandos busquem contribuir para melhorar o ambiente universitário. A figura 2 exemplifica uma das aulas oferecidas pelo curso, na qual foi realizada uma visita ao Morro Santana, na cidade de Porto Alegre.

Figura 2. Saída de campo realizada ao Morro Santana, no Campus do Vale, UFRGS, programada pelo Curso Ecodensenvolvimento (Acervo CGA, 2010)

Outras Universidades também realizaram experiências de educação ambiental na forma de disciplinas, como a Universidad de la República( UdelaR), Uruguai, conforme experiências divulgadas pelo Grupo de Educación Ambiental (Bresciano et al., 2010). A disciplina de Química Ambiental, por exemplo, foi oferecida desde 2003, sendo obrigatória para o curso de Química com opção de Agroquímica e opcional para os demais cursos da faculdade e estudantes de outros centros universitários. Conta com aulas teóricas e com atividades práticas, em cada ano elegendo-se um tema diferente para ser desenvolvido com os alunos. Algumas das oficinas realizadas foram “Conceptos básicos sobre química ambiental”, “El agua y sus usos em Ciudad del Plata”, além de atividades de campo centrada na conversação da biodiversidade na Reserva de Penino. Entre as reflexões colocadas do ponto de vista ambiental, destaca-se: a importância da vivência, o intercâmbio com os atores locais sobre temas locais em um território real, que é enriquecedor para todas as atividades envolvidas; participação e satisfação: a experiência tem efeito positivo no compromisso e satisfação dos estudantes com o curso; fomento a reflexão crítica e informada: em temas ambientais é comum que a comunidade tenha dificuldades para ter acesso à informação e, ao mesmo tempo, os universitários frequentemente tem pouco acesso às opiniões, sentimentos e conhecimentos da comunidade sobre estes temas.

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Comparando as experiências, observa-se que, diferentemente do curso realizado na UFRGS, que teve ligação com um órgão de Gestão Universitária, as disciplinas com a temática ambiental oferecidas na UdelaR desenvolveram-se ligadas a um departamento da Universidade. O público também foi distinto: enquanto na UdelaR os alunos envolvidos estavam cursando a partir do terceiro ano de faculdade, e na UFRGS o curso voltou-se para estudantes dos primeiros e segundos anos.

Aspectos e Impactos O SGA, implantado pela Coordenadoria de Gestão Ambiental (CGA), utilizou as ferramentas típicas da Gestão Ambiental como o Levantamento de Aspectos e Impactos Ambientais, mas para a priorização na realização das ações recomendadas à diminuição dos riscos ambientais, foi utilizado FMEA (Failure Mode and Efect Analysis), utilizando 4 critérios para análise da prioridade, um quanto ao grau de risco ambiental, outro à freqüência de ocorrência do mesmo, um terceiro ao tempo para a detecção do problema e sua solução e um último quanto à facilidade para a aplicação da medida proposta (Campani et al., 2008). O FMEA, ferramenta de gestão, utilizada para priorizar as ações no LAIA, tem proporcionado a elaboração de diversos trabalhos sobre a sua aplicação, resultando em apresentações da CGA, em pareceria com os bolsistas, em seminários e congressos e publicações.

Esta ferramenta permite análises críticas, e que proponham mudanças e práticas dentro das unidades da Universidade, para a melhora de seu desempenho ambiental. O papel do aluno bolsista é semelhante ao de um executor, pois frequenta todas as unidades estudadas, conhece e reporta suas particularidades e propõe, juntamente com o seu Coordenador, as adequações aos padrões recomendados, segundo as orientações da ferramenta.

O bolsista trabalha com um instrumento de diagnóstico que analisa vários aspectos da estrutura de funcionamento de uma unidade. São questionados aspectos como controle de emissões, controle de descarte de resíduos, frequência de limpeza, uso racional de recursos, equipamentos e produtos adequados, como lâmpadas menos poluentes, entre outros. A experiência adquirida é ligada tanto ao reconhecimento da necessidade no controle de práticas quanto à reanálise posturas arraigadas.

Licenciamento Ambiental O licenciamento ambiental é um programa realizado em parceria com a Superintendência de Infraestrutura da UFRGS, “SUINFRA” que visa à obtenção de licenças ambientais para a construção e a operação de diferentes atividades nos Campi da UFRGS. Tanto para podas quanto para autorizar a construção de novas obras, é necessário que se obtenha o licenciamento ambiental junto ao órgão ambiental responsável. Para o trabalho neste projeto, geralmente se requisitam bolsistas da área da biologia ou da agronomia que irão atuar no reconhecimento de árvores, no georreferenciamento e na solicitação de licenças e organização 62

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das medidas compensatórias recomendadas. O trabalho de campo e atividades como análise de solicitações de podas e controle de pragas estimulam os bolsistas a pôr em prática conhecimentos obtidos no seu curso.

Certificação Ambiental Consiste na aplicação de normas e requisitos legais a laboratórios, salas e demais espaços físicos da UFRGS. A certificação é dada pela própria Coordenadoria mediante a realização das adequações indicadas pela ferramenta LAIA. O bolsista que trabalha como mais um elo entre a Unidade e a Gestão Ambiental, e atua verificando o que está sendo feito nas unidades e dando suporte para as ações acertadas nas etapas do LAIA. Dessa forma, é dado um reforço ao que foi indicado e credibilidade para o projeto, fazendo com que as unidades sintam-se motivadas a dar continuidade às ações. O bolsista faz uso de um conhecimento consistente de LAIA e precisa ser capaz de repassar a necessidade e importância das ações a serem realizadas para os responsáveis designados.

Conclusões Mesmo que o aluno se motive a trabalhar dentro da CGA e já demonstre uma disposição favorável à temática ambiental, há uma gama de atividades distintas sendo realizadas neste órgão, como as listadas anteriormente, que possibilita ao bolsista, seja ele da engenharia ambiental ou da contabilidade, contribuir e a aprender muito dentro da Coordenadoria. É consensual que, no desempenho de uma atividade, o aluno estagiário deva agregar conhecimento com seu desempenho.

A complexidade de um sistema de Gestão Ambiental já é conhecida. Com a implantação e a continuidade das ações da CGA na UFRGS foi possível, ao longo dos anos, perceber as peculiaridades que envolvem sua implantação em Campi Universitários. As facilidades de se inserir os universitários nas ações da Gestão, devido às diversas bolsas colocada à disposição em suas inúmeras modalidades, aproxima os alunos, que recebem a informação em sala de aula, em geral, teórica, da aplicação. Para orientar estes alunos, é necessário instruir, acompanhar e observar as trocas de ideias que podem vir a ser propostas. Um exemplo desta situação foi demonstrado no item que fala sobre o curso “Ecodesenvolvimento”, elaborado a partir das trocas e demandas da relação entre os graduandos e os profissionais da Coordenadoria.

Em diversas outras práticas ou segmentos da sociedade, simples ações podem se desencadear como instrumentos de educação. Apercebendo-se destas trocas, a Coordenadoria, ao longo de suas atividades, pode explorar ainda mais esta relação de educação ambiental que se estabeleceu. O trabalho com bolsistas passa a fazer parte das próprias atribuições da CGA: a de contribuir para a Educação Ambiental. Sob este aspecto, o aluno bolsista adquire experiência 63

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nas práticas de gestão ambiental e conhecimento que poderá ser aplicado em outras instituições ou empresas, ou seja, além do ambiente escolar.

A Coordenadoria contribui, desta forma, para a formação de profissionais com certa experiência e com conhecimento na área do meio ambiente, tendo o aluno, assim, uma formação mais completa, estando mais preparado para as necessidades do mercado de trabalho e contribuindo para a disseminação do conhecimento ambiental.

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

COMO LOS ESTUDIANTES PUEDEN MANEJAR LOS RESIDUOS ESCOLARES: UN ESTUDIO DE CASO

*Manfred Fehr1 Atna Gomes Silva1

HOW STUDENTS CAN HANDLE SCHOOL WASTE: A CASE STUDY Recibido el 9 de enero de 2012; Aceptado el 21 de marzo de 2013

Abstract This study challenged a public school community in Brazil to construct a waste management scheme with the aim to divert the maximum possible quantity from the landfill. The method asked for separation of waste into biodegradable material, inert recyclable material and trash. Students operated the system. They produced compost from the biodegradable material on the school premises and delivered the inert recyclable material to reverse logistics operators. Only the trash ended up in the landfill. The separated waste consisted of 38.2% biodegradable food scraps, 42.6% inert recyclable material and 19.2% useless material designated as garbage. The windrows for composting received all biodegradable waste from the school, fruit scraps from a neighboring shop, dry leaves and some small branches from the garden as well as water to control the humidity. Of the 157.7 kg of waste produced per month, the management scheme diverted from the landfill 80.8%. The method is available for imitation elsewhere.

Keywords:Diversion of waste from landfills, recycling waste in schools, waste management in schools.

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Instituto de Geografía, Universidad Federal en Uberlândia, Brasil

*Autor corresponsal:Universidad Federal en Uberlândia. 38400 902 Uberlândia MG Brasil. Email: prosec22@yahoo.com

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Resumen Se desafió la comunidad de una escuela brasileña a montar un sistema de gestión de residuos con el objetivo de desviar del relleno la mayor parte posible. Los residuos se separaron en biodegradables, inertes reciclables y basura.

Los biodegradables, que eran los restos de comida, se transformaron en compost en las dependencias de la escuela.

Los inertes se repasaron a la logística reversa de la ciudad. Solamente la basura se destinó al relleno. Los residuos colectados consistieron de 38.2% de material biodegradable, de 42.6% de material inerte reciclable y de 19.2% de material no aprovechable que se designó como basura. Las pilas de compostaje recibieron, además de los restos de comida, frutas descartadas de una tienda vecina, hojas secas y ramos pequeños del jardín y agua para mantener la humedad. Se demostró que los alumnos pueden operar el sistema de gestión, inclusive el compostaje. Del total mensual de residuos producidos de 157.5 Kg., el 80.8% fue reciclado. El esquema gerencial está disponible para imitación y multiplicación.

Palavras clave: Desvío de residuos del relleno, gestión de residuos en escuelas, reciclaje de residuos escolares.

Introducción Los residuos sólidos urbanos acompañan a las actividades humanas y siempre existirán en las ciudades. Se originan en los sectores domiciliario, institucional, comercial, industrial y de la limpieza pública. Cada sector produce residuos en cantidades y composiciones específicas. El secreto de la gestión reside en la correcta separación en la fuente con el intento de hacer llegar las varias partes separadas a destinaciones otras que el relleno.

El equipo de los autores ya había experimentado con la gestión de residuos industriales y domiciliarios y había delineado caminos para desviar la mayor parte de ellos del relleno (Fehr &Kuranishi1999, Fehr & Castro 1999, Fehr &Calçado2001, Fehr et al 2010). En el presente estudio se desarrolló un modelo de gestión para una escuela pública que representa el sector institucional.

Existía la expectativa que debido a la similitud organizacional y poblacional, el modelo podría ser extrapolado al universo escolar en general.

Se escogió una escuela de enseñanza básica para crear y documentar un precedente. El objetivo general fue evolucionar de la situación inicial, cuando todos los residuos iban al relleno, hasta otra situación cuando el reciclaje alcanza su valor máximo posible.

La población estudiantil era de 1350 alumnos distribuidos en tres turnos con 590 en el matutino, 520 en el vespertino e 240 en el nocturno. Se identificó la situación vigente al iniciar el estudio cuando todos los residuos eran entregados a la recolecta mezclada y llevados al relleno municipal.

Como objetivos específicos se tenían los siguientes: implantar la separación en la fuente, identificar destinaciones adecuadas para las partes separadas, determinar la composición de los residuos y así apuntar el potencial de reciclaje, ilustrar la utilidad de los residuos biodegradables por un proyecto piloto de compostaje y finalmente documentar el modelo gerencial y cuantificar el desvío del relleno.

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Metodología Con la identificación del modelo gerencial vigente, el equipo ilustró a la comunidad escolar la inconveniencia del crecimiento perpetuo de los rellenos. Los principales motivos de esa inconveniencia son el balance material abierto y la degradación de los terrenos urbanos. La noción del balance identifica el relleno como receptor eterno de material que así forma el punto final de un sistema linear de movimiento de recursos. Todo material allí depositado es perdido para siempre y de cierta manera forma un planeta paralelo que crece al coste del planeta Tierra. Tal sistema linear es insostenible a largo plazo. La noción de la degradación de terrenos urbanos transmite la imagen asustadora de la multiplicación de los rellenos que ocupan cada vez más terrenos y los sustraen de usos más nobles. El raciocinio llevó la comunidad a buscar un sistema cíclico donde los diversos materiales descartados son separados y devueltos al sistema económico para nuevos usos. El cierre de ese ciclo crearía una situación sostenible.

El modelo del ciclo cerrado se construyó a través de los siguientes pasos: obtener el apoyo de la dirección de la escuela; promover discusiones con alumnos, docentes y empleados; documentar la situación de partida en términos de la cantidad vertida al relleno; crear la infraestructura para la separación en la fuente de todos los residuos; dar instrucciones para la separación; monitorear el éxito de la separación; cuantificar los resultados de la separación; identificar y usar caminos de la logística reversa para residuos inertes; producir compost a partir de los residuos biodegradables en el jardín de la escuela; verificar el éxito del emprendimiento por la comparación con la situación de partida.

Se distribuyeron recipientes en diversos lugares estratégicos para la recogida de los tres tipos de residuos: material biodegradable, material inerte reciclable y basura. Las instrucciones de separación daban las definiciones correspondientes que eran: material biodegradable – todos los restos de alimento putrescibles; material inerte – todo el material de envase limpio y seco de vidrio, plástico, papel cartón y metal además de todo el papel proveniente de las actividades escolares; basura – todo material que no cabe en las dos categorías anteriores.

Los propios alumnos pesaban todo el material recogido, acumulaban los residuos inertes para entregarlos a la cooperativa de colectores de la ciudad, llevaban los residuos biodegradables hasta las pilas de compostaje y dejaban la basura para la recogida municipal. Con respecto al material inerte reciclable, la gente de la cooperativa pasaba por la escuela en varias ocasiones para explicar a los alumnos responsables exactamente cuales materiales absorbía la logística reversa. Eses alumnos luego pasaban la información a la comunidad. Los alumnos también cuidaban del compostaje con la ayuda del equipo de investigación.

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Resultados y Discusión En la Tabla 1 se presenta el resultado numérico de la separación y de la recogida en la escuela.

Las fluctuaciones semanales se consideran aleatorias y provenientes de la variación de los hábitos alimentares de los alumnos. La composición promedia de los residuos separados refleja la situación típica de la institución donde los residuos inertes predominan debido al alto consumo de papel y al bajo consumo de alimentos.

Este resultado se usó para divulgar el retorno del esfuerzo. Solo en los 85 días de acompañamiento cuantitativo del proyecto, la comunidad desvió del relleno 168.4 + 187.7 = 356.1 Kg. de residuos que corresponden al 356.1 / 441.0 = 80.8% de todos los residuos producidos.

Como manifestación del ejercicio de ciudadanía quedó claro a los alumnos que con un esfuerzo modesto la cantidad de residuos llevados al relleno pode ser reducida del 100% al 19.2%. Eso representa un avance impresionante en el pasaje del sistema linear al cíclico de balance de material.

Tabla 1.Cantidades de residuos separados e recogidos en la escuela en Kg., año 2008. ( Error de medición +/- 25 gramos a cada pesaje) Período biodegradable inerte basura 14/04 al 18/04 22.8 18.2 11.0 22/04 al 25/04 9.75 19.0 6.0 28/04 al 02/05 9.75 13.1 5.5 05/05 al 09/05 14.6 20.25 7.0 12/05 al 16/05 18.15 20.75 9.2 19/05 al 23/05 10.15 13.35 5.5 26/05 al 30/05 13.1 17.8 7.2 02/06 al 06/06 9.15 17.5 6.25 09/06 al 13/06 12.7 9.4 4.8 16/06 al 20/06 15.25 8.75 6.2 23/06 al 27/06 10.5 8.75 6.25 30/06 al 08/07 22.50 20.85 10.0 Soma Kg. %

168.4 38.2

187.7 42.6

84.9 19.2

total

441.0 100.0

Total días 85 (63 días útiles y 22 días de fines de semana sin clases)

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Los alumnos aprendieron también que las personas producen residuos en todos los lugares que frecuentan durante el día, principalmente en la residencia y en el local de trabajo o estudio. En el caso puesto, la comunidad estudiantil producía 441.0 Kg. de residuos en 85 días o 5.2 Kg. por día o 441.0*30.4/85=157.7 Kg. por mes. Cuando reducido al nivel individual, la producción corresponde a la aparentemente insignificante cantidad de 5200 / 1350 = 3.8 gramos por día por alumno. Los alumnos aprendieron aquí el efecto multiplicador de esfuerzos. Si cada uno hace su parte y separa 80.8% de sus residuos, el resultado llega al desvío de 157.7*0.808=127.4 Kg. por mes o 127.4*12=1.529 toneladas por año.

El experimento contenía un factor invisible que corresponde al mensaje que los alumnos llevan para casa. Solamente en el caso de la escuela estudiada, el mensaje llega a 1350 familias. Es fácil percibir que con la replicación consciente del modelo en todas las escuelas de la ciudad, la idea de la separación en la fuente puede penetrar la población sin necesidad de intervención de la administración pública.

Los propios alumnos cuidaban de la producción de compost a partir de los residuos biodegradables. Durante el período del estudio se formaran dos pilas de compostaje que posteriormente se acompañaran por cien días hasta la maduración del compost. Además de los restos de alimento de la cantina y del kiosco, se agregaron restos del jardinaje y frutas descartadas de una tienda vecina. Hojas secas del jardín formaban la cobertura de las pilas como protección contra el tiempo. Se adicionaba agua siempre que se constataba falta de humedad en las pilas. Las pilas eran cercadas de ladrillos huecos y cubiertas por un toldo de eternita. En la fase inicial había larvas en consecuencia de la intensa actividad biológica que hizo la temperatura subir arriba de 55oC. Después de aproximadamente 60 días las larvas desaparecieron debido a la falta de alimento. Entonces las pilas permanecieron en reposo hasta la maduración del compost.

Los ingredientes de la pilas se muestran en la Tabla 2. La Tabla 3 muestra el balance de masa de las pilas Tabla 2. Ingredientes de las pilas de compostaje en Kg pila 1 14/04 al 23/05 restos de alimentos 85.2 restos de jardinaje 15 frutas descartadas en tienda 18 hojas secas de árboles 45.2 agua para humidificación 34 total 197.4

pila 2 26/05 al 08/07 83.2 19 20 44.6 33 190.8

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Tabla 3. Entradas e salidas de material de las pilas en Kg Ingreso de Compost material tamizado pila 1 197.4 57.2 pila 2 190.8 59.2

Retenido en el tamiz 49.38 47.65

Biogás e vapor (por diferencia) 90.82 83.95

El compost tamizado estaba disponible inmediatamente para uso en el jardinaje. Se usó un tamiz de pedrero con mallas cuadradas de cinco milímetros. El material retenido en el tamiz puede ser usado como estructurante en futuras pilas en vez de los restos de jardinaje. Los análisis hechos en laboratorios especializados mostraron valores de pH de 6.6 y relación carbono /nitrógeno de 16 / 1. El contenido de potasio y fósforo fue adecuado para uso en correcciones de suelo con 1386 y 53 mg / Kg respectivamente (EPAMIG 2008, UFU 2009).

En el contexto escolar, el resultado más valioso fue el aprendizaje y el envolvimiento de los alumnos. Además de reducir el tamaño del relleno, tuvieron la satisfacción de fabricar un producto útil a partir de materia que anteriormente llamaban de basura.

Conclusiones El estudio de caso en la escuela escogida cumplió su propósito de lanzar una semiente para imitación y reproducción.

En solo 85 días, los 1350 alumnos desviaron del relleno 356.1 Kg. de residuos que así retornaron al ciclo económico.

El porcentaje de residuos llevados al relleno por esa comunidad pasó del 100 al 19.2%.

Indirectamente, el mensaje del posible reciclaje llegó a las familias de los 1350 alumnos.

De los 441.0 Kg. de residuos producidos en el período del experimento, 187.7 Kg. fueron repasados a la logística reversa para reciclaje, 168.4 Kg. fueron usados para producir 116.4 Kg. de compost maduro y tamizado, y solamente 84.9 Kg. o 19.2% fueron llevados al relleno.

El objetivo inicial de construir un modelo de gestión de residuos escolares fue cumplido.

El modelo está disponible para imitación en otras escuelas.

El experimento proporcionó a los alumnos una actividad extra-curricular donde aprendieron las nociones básicas de la gestión ambiental y de la fabricación de un producto.

Agradecimientos.El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Brasil CNPq apoyó la investigación a través del proceso 301120/2007-2 PQ.

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

PROPOSTAS DE EDUCAÇÃO AMBIENTAL POR MEIO DAS PRÁTICAS DE PRODUÇÃO MAIS LIMPA EM UMA INDÚSTRIA DE VESTUÁRIO

* André Luiz Emmel Silva1 Ênio Leandro Machado1 Jorge André Ribas Moraes1 Tonia Magali Moraes Brum2

PROPOSALS FOR ENVIRONMENTAL EDUCATION THROUGH THE PRACTICES OF CLEANER PRODUCTION IN A GARMENT INDUSTRY Recibido el 2 de marzo de 2012; Aceptado el 31 de julio de 2013

Abstract The present study aimed to analyze the reality of a manufacturing company in the clothing business in Rio Grande do Sul, and propose an environmental education through techniques that focus on cleaner production. For this, a case study was conducted. It may be noted that PmaisL simple techniques, allied to the existing programs, will bring opportunities for improvement, both economic, social and environmental concerns for the company.

Keywords: Environmental Education, Cleaner Production, Minimizing Environmental Impacts.

1

Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental - PPGTA - Universidade de Santa Cruz do Sul, Av. Independência, 2293.

CEP: 96.815-900. Santa Cruz do Sul/RS, Brasil.

2 Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Av. Roraima, 1000 - Cidade Universitária – Bairro Camobi - CEP: 97.105-900.

Santa Maria/RS, Brasil. *Autor corresponsal: Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental - PPGTA - Universidade de Santa Cruz do Sul, Av. Independência, 2293. CEP: 96.815-900. Santa Cruz do Sul/RS, Brasil. Email: andre.emmel@ibest.com.br

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Resumo O presente estudo teve como objetivo analisar a realidade fabril de uma empresa do ramo de vestuário do Rio Grande do Sul, e propor uma educação ambiental por meio de técnicas que foquem uma produção mais limpa.

Para isso, um estudo de caso foi realizado. Pode-se observar que técnicas simples de PmaisL, aliadas aos programas já existentes, trarão oportunidades de melhorias, tanto econômicas, sociais quanto ambientais para a empresa.

Palavras clave: Educação Ambiental, Produção mais Limpa, Minimização de Impactos Ambientais.

Introdução Atualmente, as organizações estão percebendo a importância de atuarem de forma menos agressiva ao meio ambiente, podendo reduzir custos e ficarem mais competitivas ao incluírem em suas estratégias empresariais as preocupações ambientais, adotando novas estratégias tecnológicas, implantando sistemas de gestão ambiental e racionalizando o consumo dos recursos naturais. Consoante a isso, as empresas são induzidas a realizarem investimentos ambientais pelas pressões das regulamentações, dos consumidores finais e intermediários, dos investidores, enfim, de todos os seus stakeholders (SEVERO, 2010).

A atividade industrial, por muito tempo, tida como impactante começa a despontar para um cenário de alternativas racionais de gestão, em que a variável ambiental insere-se sem, contudo, frear o seu desenvolvimento e sua própria sustentabilidade (PIMENTA, 2007). Neste contexto, as estratégias empresariais, que até então se resumia à questão econômica, como competitividade, eficiência, lucratividade, etc., passam a introduzir em suas preocupações as variáveis ambientais, tornando-se, então, vital incorporá-las aos processos produtivos. Isto levou a necessidade de modificações no âmbito da gestão e da estrutura organizacional, reorientando objetivos e metas, visando a internalização das variáveis ambientais nos modelos gerenciais (SEVERO, 2010).

A preocupação ambiental no meio empresarial ainda está muito restrita às grandes organizações que adotam práticas ambientais socialmente responsáveis, motivadas pela responsabilidade social e pelo marketing verde (SHIGUNOV NETO, 2009). Para Scatena (2005) o debate sobre a educação ambiental tem estado presente em diversas conferências e encontros nacionais e internacionais com o propósito de serem estabelecidos princípios e objetivos gerais e a forma pela qual essa temática deve ser implantada em âmbito formal e informal.

O elo educação ambiental compreende uma grande variedade de iniciativas e práticas capazes de estimularem a cultura da reciclagem nos planos locais. O desempenho desse elo é crítico para o êxito da cadeia como um todo, por influenciar componentes quantitativos e aspectos qualitativos dos materiais recicláveis (VALINI, 2005). Os formatos particulares adquiridos pelas atividades de educação ambiental são os mais variados: assumidas como política pública ou 73

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não; em escolas; por campanhas domiciliares; com o uso de mídias locais, além de outras possibilidades. Cada formato particular implica diferentes impactos, tanto em termos da efetividade como nos aspectos abrangidos pelas cinco dimensões da sustentabilidade (NETO, 2010) Dias (2003) acredita que a educação ambiental seja um processo por meio do qual as pessoas aprendem como funciona o ambiente, como dependem dele, como as pessoas o afetam e como os seres humanos promovem a sua sustentabilidade.

Contudo, não é necessária a implantação de inovações radicais no combate a escassez dos recursos naturais. Simples práticas gerenciais adotadas pela administração podem trazer benefícios e provocar grande impacto na gestão ambiental. Nessa conjuntura, a Produção mais Limpa (PmaisL), aponta como uma ferramenta favorável a atuação das empresas de forma preventiva em relação aos seus aspectos ambientais, através da minimização de impactos associados à minimização de custo e otimização de processos, recuperação e otimização do uso de matérias-primas e energia, tendo de forma geral ganho de produtividade a partir de um controle ambiental preventivo (PIMENTA, 2007).

Vale destacar que a PmaisL tem suas origens nas propostas correlatas estimuladas pela Conferência de Estocolmo de 1972, como o conceito de tecnologia limpa (clean technology), um conceito de tecnologia que deveria alcançar três propósitos distintos, porém complementares: lançar menos poluição ao meio ambiente, gerar menos resíduos e consumir menos recursos naturais, principalmente os não-renováveis (BARBIERI, 2007).

Focada com a redução de resíduos gerados internamente, a PmaisL, trata de análises e ações ambientais preventivas, economizando água, energia e matérias-primas. Não considera como objeto de estudo clientes e fornecedores. O princípio básico da metodologia de Produção mais Limpa é eliminar a poluição durante o processo de produção, não no final. A razão: todos os resíduos que a empresa gera custaram-lhe dinheiro, pois foram comprados a preço de matériaprima e consumiram insumos como água e energia. Uma vez gerados, continuam a consumir dinheiro, seja sob a forma de gastos de tratamento e armazenamento, seja sob a forma de multas pela falta desses cuidados, ou ainda pelos danos à imagem e à reputação da empresa (CEBDS, 2010).

De forma geral, ressalta-se a existência de uma grande relutância para a prática da PmaisL. Os maiores obstáculos ocorrem em função da resistência à mudança; da concepção errônea (falta de informação sobre a técnica e a importância dada ao ambiente natural); a não existência de políticas nacionais que dêem suporte às atividades de produção mais limpa; barreiras econômicas (alocação incorreta dos custos ambientais e investimentos) e barreiras técnicas (novas tecnologias) (MOURA, 2005). Já Rossi (2009) agrupa as barreiras em cinco categorias: 74

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relacionadas com política; com mercado; financeiras e econômicas; informação e técnicas; e gerenciais e organizacionais.

Tendo em vista as ponderações acima, propõe-se neste estudo criar uma proposta de educação ambiental por meio das práticas de Produção mais Limpa em uma empresa voltada ao segmento de vestuário do Rio Grande do Sul. A empresa estudada nesta pesquisa foi fundada em 1993 e conta com hoje com 86 funcionários. A produção anual ultrapassa os 600 mil ítens, todos do segmento de vestuário de proteção contra frio e chuva. Dentro os principais produtos destacam-se capas de chuva, conjuntos de motoqueiros, coletes refletivos, polainas e jaquetas impermeáveis.

A principal matéria-prima é o PVC (Policloreto de Vinila). O PVC é um dos produtos sintéticos mais importantes dentre as resinas de origem petroquímica. Proveniente de duas matériasprimas naturais (sal marinho: 57% e petróleo: 43%), foi o primeiro plástico a ser desenvolvido comercialmente.

Para a aplicação em vestimentas impermeáveis, visando uma maior resistência, o PVC é revestido internamente de poliéster. A conjuntura desses dois elementos é conhecida tecnicamente como napa. Podendo variar em cor e espessura, a napa é responsável por 97% da composição dos produtos, com um cosumo anual de 720 toneladas. O restante é formado por aviamentos diversos como botões, zíperes e velcros.

Desenvolvimento Com a intenção de aplicar a metodologia PmaisL, o trabalho foi dividido em 4 etapas: A primeira etapa, Planejamento e Organização, caracterizou-se pela busca do comprometimento da direção, gerência e funcionários. Em conjunto com os profissionais da empresa, defini-se o escopo e os objetivos do programa de PmaisL. Para finalizar a primeira etapa, forma-se o Ecotime, o grupo que irá conduzir as atividades. A etapa seguinte consistiu em Inventariar Dados. A elaboração de fluxogramas do processo produtivo e diagnóstico ambiental, através da avaliação de entradas e saídas, devem ser realizados nesse momento. A terceira etapa destinouse a Interpretar os Impactos. Diagnosticadas as fontes geradoras de resíduos, essas são tratadas como oportunidades de PmaisL. Para a quarta e última etapa, chamada de Implantação e Monitoramento, têm-se estudo de viabilidade técnica, econômica e ambiental, a definição das prioridades e o monitoramento dos resultados através de indicadores. Ao definir as prioridades, as informações são analisadas considerando os regulamentos legais, a quantidade de resíduos gerados, a toxicidade dos resíduos e os custos envolvidos.

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Oportunidades de PmaisL O processo produtivo para a confecção de vestimentas impermeáveis é composto de nove etapas: recebimento de matérias-primas e insumos, armazenagem, corte, solda, costura, revisão, embalamento, armazenagem final e expedição. Após analise de cada etapa, oportunidades de PmaisL foram identificadas.

1. Otimização dos sistemas de iluminação - A otimização dos sistemas de iluminação pode trazer economias significativas de energia com a vantagem de, normalmente, exigir pouco investimento. Dentre as diversas medidas que podem ser adotadas, as sugeridas são: Redução da iluminância a níveis adequados, respeitando-se sempre o previsto em normas; Desligamento da iluminação nos locais que não estão ocupados, ex: Setor de Armazenagem; Utilização de interruptores individuais para maior flexibilidade no uso da iluminação; Aproveitamento, sempre que possível, da iluminação natural; Utilizar lâmpadas de alta eficiência luminosa, com maior vida útil e melhor relação custo/benefício; Redimensionamento e reposicionamento das calhas de iluminação; Programa de manutenção que compreende a limpeza das luminárias e substituição sistemática das lâmpadas queimadas.

2. Substituição de Matéria-Prima - O desperdício de materiais se dá principalmente no setor de corte. A empresa já adota hoje técnicas padronizadas de corte. Os chamados “cortes econômicos” estão registrados em Procedimentos Operacionais Padrões (POP), sendo que o funcionário não tem autoridade para descumprir tal procedimento. Porém, mesmo seguindo os manuais, algumas sobras são inevitáveis devido ao tamanho único das bobinas de matériaprima. A alternativa proposta seria buscar junto aos fornecedores, tamanhos diferenciados dessas bobinas, com larguras que favorecessem os cortes econômicos.

3. Reciclagem interna - Não sendo possível evitar as sobras, essas podem ser classificados de acordo com o tipo, espessura, cor e tamanho. E reutilizados na confecção de peças menores, como bolsos, lapelas e golas.

4. Reciclagem externa - Em relação aos resíduos sólidos foi proposto um plano de gerenciamento, bem como um programa de segregação de resíduos recicláveis. Esse programa permite agregar valor aos resíduos que podem ser comercializados com empresas capacitadas para tal. Nesse caso, o principal resíduo é o papelão oriundo de embalagens de transportes e sacos de polietileno os quais as bobinas de matéria-prima vêm embaladas. Sobras de aviamentos como botões, zíperes, velcros, elásticos e linhas podem ser acondicionados e doados a instituições que utilizam desses itens para a confecção de artesanatos.

Já os resíduos de napa (sobras do processo), que passaram pela reciclagem interna e não foram reaproveitados, continuarão sendo destinados a indústrias que utilizam o processo de injeção.

Lá, serão transformados em solados a serem usados nas polainas da empresa. Essa prática já é 76

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comumente hoje adotada. Dessa forma, 100% da matéria-prima é reutilizada, sob a forma de acessórios aos produtos (reciclagem interna) ou solados para novos produtos (reciclagem externa).

5. Treinamentos - Para que todos os funcionários possam contribuir com idéias e soluções para os problemas ambientais, treinamentos regulares poderão ser feitos. Caso a empresa trabalhe com serviços terceirizados, essas atividades devem ser incluídos nos programas de treinamento.

O Ecotime formado para a implantação do programa é uma ótima alternativa para proferir os treinamentos, reduzindo assim, os custos de contratações de equipe externa.

Indicadores de monitoramento ambiental Como indicadores de monitoramento, apresentamos as seguintes sugestões, as quais estão relacionadas na tabela 1.

Tabela 1. Quadro de indicadores Atividade

Aspecto Ambiental

Indicador

Utilização de recursos naturais

Consumo de Energia Consumo de Água Consumo de Matéria-Prima

KWh / h máquina Litros / unidade produzida Kg / unidade produzida

Geração de Resíduos Resíduos reaproveitados internamente Resíduos encaminhados para reciclagem externa

Kg / MP consumida Kg resíduos reaproveitados/resíduos gerados Kg resíduos não aproveitados/ resíduos gerados

Recursos Humanos

Treinamento

Horas treinamento / func / ano

Sociedade

Reclamações Visitas

Nº reclamações por interferência / ano Nº visitas / ano

Gestão Ambiental

Objetivos e metas

% metas atingidas

Processo Produtivo

Para cada indicador, metas de melhoria deverão ser traçadas, com seu respectivo plano de ação. Cada indicador deverá ser acompanhado mensalmente e, ao final do ano, compara-se o resultado alcançado com a meta estabelecida. Há uma grande dificuldade no estabelecimento dessas metas, pois não existe transparência e abertura das informações pelas empresas desse mesmo segmento, num estímulo contrário a prática do benchmarking, sendo essa uma forma de proteção contra os concorrentes.

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Conclusão Assim como em qualquer investimento, a decisão de investir em produção mais limpa depende da relação custo-benefício. Na empresa em estudo, apesar de já existirem programas que visam melhores práticas de planejamento tanto na alocação de recursos materiais como máquinas e equipamentos, a implantação da metodologia PmaisL poderá ser um complemento de tais programas e trazer ganhos. Por ser uma técnica de aplicação contínua e mobilizar toda a organização, provocará mudanças culturais afetando diretamente, desde o empregado de menor hierarquia até o principal executivo da empresa.

Resultados extremamente positivos poderão ser obtidos, entre eles destacam-se a diminuição na geração de resíduos, melhor reaproveitamento dos resíduos gerados, otimização do uso da água e energia, ambiente favorável de trabalho, e maiores e melhores condições de segurança e saúde dos funcionários além de apresentar uma boa imagem da empresa perante a sociedade.

Essa preocupação da empresa com a gestão ambiental, poderá ser encarada como uma resposta natural ao “novo” cliente, chamado por Shigunov Neto (2009) de consumidor verde, que exige novos produtos e serviços ecologicamente corretos.

Para um próximo estudo, caso a empresa opte por implantar tal proposta, deve-se avaliar os resultados, assim como definir o retorno financeiro com base em cada investimento feito para alcançar a meta de cada indicador.

Dessa forma, o presente trabalho evidenciou a partir do estudo de caso realizado numa indústria voltada ao segmento de vestuário do Rio Grande do Sul, que a implantação de uma educação ambiental por meio das práticas de PmaisL é possível. Apesar de simples, o programa PmaisL trará oportunidades de melhorias, tanto econômicas, sociais quanto ambientais para a empresa. É possível produzir melhor, gastando menos.

Referencias bibliográficas Barbieri, J. C. Gestão ambiental empresarial: conceitos, modelos e instrumentos. 2 ED. São Paulo: Saraiva, 2007.

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Neto, A. S.; Fonseca, S. A.; Ferreira, A. de M. Contribuições para a inovação na gestão dos sistemas locais de coletareciclagem. In: XVIII Simpósio de Engenharia de Produção, São Paulo: Anais SIMPEP, 2010.

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Scatena, L. M. Ações em educação ambiental: análise multivariada da percepção ambiental de diferentes grupos sociais como instrumento de apoio à gestão de pequenas bacias – estudo de caso da microbacia do córrego de Capituva, Macedônia, SP. Tese de doutorado, São Carlos-SP: Universidade de São Paulo, 2005.

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Shigunov Neto, A.; Campos, L. M. de S.; Shigunov, T. Fundamentos da Gestão Ambiental. Rio de Janeiro: Ed. Ciência Moderna Ltda, 2009.

Valini, G. Technology needs to be linked to environmental education programs for more efficacious waste management. Waste Management & Research. v. 23, Issue 2, p. 93-94, 2005.

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

PRÁCTICAS PROFESIONALES: UNA EXPERIENCIA EXITOSA DE INTEGRACION UNIVERSIDAD-EMPRESA EN LA FORMACIÓN DE LOS INGENIEROS AMBIENTALES

*Andrés Mauricio Vélez Pereira1

INTERNSHIPS: A SUCCESSFUL EXPERIENCE OF UNIVERSITY-PRIVATE COMPANIES INTEGRATION IN THE FORMATION OF ENVIRONMENTAL ENGINEERS Recibido el 29 de marzo de 2013; Aceptado el 31 de julio de 2013

Abstract The Colombian Ministry of Education to grant Educational accreditation for academic excellence, establishes as a fundamental aspect the assessment and monitoring of impacts generated by the environmental engineering graduates and solutions that provides the degree to the local needs. Therefore, current pedagogical models used in the faculties of engineering, reaffirmed in the training cycles ideal and present spaces to contextualize their theoretical knowledge through praxis. A concrete example is the inclusion of a professional internship complementary to the professional cycle, allowing fulfilling the training process, by applying knowledge and skills acquired in the training process considered by the challenges of their activities, while their first job skills are developed. For the specific case of Environmental Engineering program of the institution, the processes of professional practice have generated a positive impact and acceptance by the private sector, linking to the company workforce 46.2% of students who have completed the process, which represents 17.6% of the total who have developed the program, showing an articulation between program curricular structure with the productive public / private sector needs.

Keywords: Articulation University-Society-Private Company, Course Design, Professional training, pedagogical processes.

1

Programa de Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de la Costa

*Autor corresponsal: Andrés Vélez Pereira, Programa de Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de la Costa Calle 58 Nº 55-66, Apartado postal 80002, Barranquilla,Colombia. Email: avelez3@cuc.edu.co

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Resumo El Ministerio de Educación Nacional Colombiano para el otorgamiento de registros calificados y acreditación por excelencia académica, establece como aspecto fundamental la evaluación y seguimiento de los impactos generados por los egresados y las soluciones que aporta la carrera a las necesidades en la localidad. Por lo tanto, los modelos pedagógicos actuales empleados en las facultades de ingeniería, reafirman en los ciclos formativos espacios idóneos y actuales para contextualizar sus conocimientos teóricos mediante la praxis, ejemplo concreto es la inclusión de un proceso de pasantías profesionales complementaria al ciclo profesional, permitiendo culminar su proceso de formación, mediante la aplicación de los conocimiento y herramientas adquiridas en el proceso de formación plateadas por los retos de su actividad, al tiempo que desarrolla sus primeras competencias laborales.

Para el caso puntual del programa de Ingeniería Ambiental de la institución, los procesos de prácticas profesionales ha generado un impacto favorable y de aceptación por parte del sector privado, vinculando a la planta laboral de la empresa el 46.2% de los estudiantes que han culminado el proceso, representando el 17.6% del total que han desarrollado el programa, evidenciando la articulación de la estructura curricular del programa con la necesidades del sector productivo publico/privado Palabras clave: Articulación Universidad-Sociedad-Empresa, Estructura Curricular, Prácticas profesionales, Procesos pedagógicos.

Introducción Los procesos de articulación universidad-empresa han suscitado interés por parte de los investigadores y departamentos, ministerios o entes nacionales de ciencia y tecnología en el mundo, pues se concibe como un espacio idóneo para la innovación y desarrollo económico e industrial del país, reflejados directamente en los índices de desarrollos de los países. Esto es evidente si se analiza la Figura 1, donde se observa que en América los gastos de inversión en investigación y desarrollo se encuentran en su mayoría ligados con el aumento progresivo de los PIB en los Países (Figura 2), construidos a partir de los datos suministrados por el Banco Mundial (fecha de consulta 12 de agosto de 2011). Consistente con lo presentado por el comité de automatización de la AIE de Chile quien observo el comportamiento de países desarrollados, como es el caso de EE. UU., presentando una fortaleza que existe para la empresa al vincularse con la Universidad, ya que invierte en la misma para nuevos desarrollos (Comité de automatización de la AIE, 2007) En el contexto Colombiano, la situación no es ajena, puesto el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación COLCIENCIAS y su Programa Nacional de Desarrollo Tecnológico Industrial y Calidad está orientado a fortalecer el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SNCT) mediante el fomento de la investigación aplicada para la solución de problemas empresariales, la transferencia de conocimiento para la modernización y la transformación de la industria manufacturera (continua y discreta) a partir del desarrollo de proyectos de innovación y desarrollo tecnológico en el marco de la alianza universidad empresa – estado (Colciencias – Pagina Institucional) 81

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Figura 1. Gastos del PIB en Investigación y desarrollo en la mayoría de los países de américa. Fuente: Construida por el autor a partir de los datos suministrado por el Banco Mundial (http://datos.bancomundial.org/indicador/GB.XPD.RSDV.GD.ZS consultado el 12/08/2011)

Crecimiento del PIB Perú

2006

Paraguay

2001

1996

Mundo México Honduras

País

Ecuador Cuba Costa Rica Colombia Chile Canadá Brasil Bolivia Argentina

-4

0

4

8

12

% anualeje

Figura 2. Crecimiento del PIB en la mayoría de los países de américa.

Fuente: Construida por el autor a partir de los datos suministrado por el banco mundial http://datos.bancomundial.org/indicador/NY.GDP.MKTP.KD.ZG/countries/1W?display=default consultado el 12/08/2011 82

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Según Fernández et al., (2000), plantea 5 modalidades en la cual se puede establecer una relación universidad e empresa (RUE) y se describen y detallan en la Figura 3. Resaltando dentro de este grupo la importancia de cada una de ellas en el ámbito de formación de ingenieros. Las RUE académicas se contemplan como el espacio propicio para la praxis de los conocimientos y desarrollo de competencias de los futuros profesionales en el ámbito empresarial como complemento de las actividades pedagógicas trazadas por los docentes, mientras que las restantes modalidades van más enfocadas o permiten la inserción de pasantes de último año de carrera a desarrollar sus primeras competencias laborales en el marco de los procesos de formación bajo la tutoría de profesionales que permiten el primer acercamiento profesional de los estudiantes a su vida laboral.

Figura 3. Clasificación de los tipos de relación universidad empresa Fuente: Desarrollado por el autor a partir de la información de Lucio et al., (2000)

Los procesos de vinculación de pasantes en las empresas en el marco de las RUE, plantea una alternativa para reafirmar los procesos de docencia, al tiempo que se articulan los procesos de investigación y desarrollo a la misma (ver Tabla 1). Beneficiando a todos los participantes del proceso, a la empresa por los beneficios económicos, el desarrollo institucional y su posicionamiento en el mercado, a la docencia porque permite articular las necesidades del sector empresarial a la estructura curricular y objetivos de los programas académicos, al estudiantado pues permite un acercamiento a su primera experiencia profesional y desarrollo de competencias laborales iniciales.

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Esta información es consistente si se analiza los criterios por establecidos por la comisión nacional de acreditación CNA como órgano de respaldo del Ministerio Nacional de Educación Colombiano para la identificación y clasificación de los programas de alta calidad educativa en el país, el cual en su característica 4, Relevancia Académica y Pertinencia Social del Programa y la característica 28, Extensión o proyección social, establecen como indicadores la apreciación sustentada de directivos de empresas públicas o privadas y demás instancias locales, regionales, nacionales o internacionales sobre la relevancia académica y pertinencia social del programa, y sobre el reconocimiento de sus egresados y apreciación de empresarios, funcionarios públicos, líderes comunitarios, y de otros agentes externos sobre el impacto social de los proyectos desarrollados por el programa respectivamente. Estableciendo como incentivo adicional a la universidad en propiciar los espacios académico-investigativos con el sector empresarial.

Tabla 1. Beneficios de las RUE Universidad

Empresa

Actualizan a los estudiantes en los avances tecnológicos en las diferentes áreas del conocimiento

Conocen el ámbito de acción y competencias de cada universidad

Permiten la potencialización de las competencias mediante la praxis de los conocimientos abarbados

Respetan, apoyan y favorecen el trabajo de alumnos en práctica y memoristas.

Influyen en las activadas docentes el proceso de actualización en las áreas de formación, permitiendo eliminar la docencia repetitiva y la actualización de los currículo

Hacen partícipe a la Universidad de los beneficios obtenidos por el trabajo en conjunto

Identifican las necesidad de formación específica de los profesionales

Cofinancian a partir de los recursos destinados por la empresa a potencializar loas procesos de I+D+I

Fortalecen las actividades de investigación formativa

Vinculación de profesionales competentes y conocimientos actualizados necesarios para el desarrollo del sector industrial Fuente: Recreado por el auto a partir de información secundaria del Columna de opinión del Comité de Automatización de AIE

La Universidad Pedagógica Nacional de México, plantea que las prácticas profesionales constituyen un ejercicio guiado y supervisado donde se ponen en juego los conocimientos adquiridos durante el proceso formativo del estudiante. Permiten concretizar teorías aplicándolas a situaciones problemáticas reales, posibilitando a los estudiantes reconocer los límites de la teoría y acceder a los requerimientos de la realidad (UPN, 2002).

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Así mismo afirma que las prácticas profesionales no tienen un solo sentido; establecen un diálogo continuo entre la formación recibida en la Universidad y la realidad. Se espera que la realidad en la que se insertan los estudiantes sea un espacio que nutra los procesos de aprendizaje y contribuya a una comprensión más compleja y global de las problemáticas y situaciones en las que esté involucrado de acuerdo a la línea específica (UPN, 2002) En el contexto Colombiano las prácticas profesionales en ingeniería, se han constituido parte inherente de los planes de estudios o estructuras curriculares, concebidos como una extensión de la academia en la praxis de los futuros profesionales, su desarrollo ha permitido a las universidad brindar un acercamiento al sector empresarial, articulando de forma directa los procesos de formación, investigación e innovación al desarrollo de las macrocompetencias de los ingenieros al tiempo que potencializa las competencias específicas y generales de los futuros profesionales.

Prácticas como estrategia en la formación de ingenieros ambientales en la Universidad de la Costa Como se ha mencionado anteriormente el proceso de formación de muchos profesionales requiere que en los planes de estudios se incluyan el desarrollo de actividades curriculares que permitan vivenciar mediante la praxis los alcances y limitantes de las teorías y conceptos abordados en las clases magistrales, en este sentido muchos de los programas académicos han incorporado a su procesos de formación el desarrollo de laboratorios que permitan realizar experiencias que ratifiquen la teoría abordada en clases.

Para el caso de los ingenieros y muy particularmente para el caso de Ingenieros Ambientales, el desarrollo de prácticas académicas como laboratorios, casos de estudio o actividades de campo, resulta ser imperante para el desarrollo de las competencias específicas del futuro profesional, permitiendo desarrollar entre otras, competencias en el identificación y procedimiento de laboratorio para evaluar la calidad de un componente (agua, aire, suelo, ecosistema) objetó de estudio, comprender las etapas necesarias para el desarrollo de actividades de campo, entre una innumerable lista de competencias que se desarrollan en el campo de la praxis.

Para el caso puntual del programa de Ingeniería Ambiental de la Universidad de la Costa CUC, el plan de estudios se concibe teniendo en cuenta las premisas anteriores y que acorde con las condiciones de calidad que le exige el Ministerio de Educación Nacional Colombiano, presenta un programa académico conformado por 14% de asignaturas prácticas, sin incluir el proceso de prácticas profesionales que representa un 7% del total de los créditos académicos (ver Figura 4).

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Figura 4. Distribución del plan de estudios por tipo de asignatura en el programa de Ingeniería Ambiental de la CUC

Así mismo, los procesos de formación concebidos bajo el esquema de créditos académicos en Colombia, definido en el decreto 1295 de 2010 del Ministerio de Educación Nacional de Colombia como: “Un crédito académico equivale a cuarenta y ocho (48) horas de trabajo académico del estudiante, que comprende las horas con acompañamiento directo del docente y las horas de trabajo independiente que el estudiante debe dedicar a la realización de actividades de estudio, prácticas u otras que sean necesarias para alcanzar las metas de aprendizaje” Dicho decreto establece una relación 1 a 2 para programas de pregrado en Colombia, es decir, por cada una hora de acompañamiento directo del docente, el estudiante debe dedicar dos horas a trabajo independiente; Induciendo a los programas académicos a presentar en su estructura curricular mayores proporciones de asignaturas teórico prácticas que permitan al estudiante vivenciar las teorías recolectadas en las horas de docencia directa y confrontarla en la práctica, y en su tiempo autónomo de trabajo concebido en el sistema por créditos, reflexionar y contrastar los resultados observados con la teoría y los procesos de investigación que han adelantado por otros investigadores permitiendo potencializar el cumplimento de los objetivos del plan de estudios así como el desarrollo de las competencias de los futuros profesionales.

Procesos de prácticas una experiencia exitosa entre la relación universidad empresa Los programas académicos profesionales de la Universidad de la Costa, establecen como requisito de grado que el estudiante curse en su último semestre la asignaturas de prácticas empresarial con un equivalente a 12 créditos académicos (ver Figura 4).

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Es así como el consejo directivo de la CUC mediante el acuerdo No. 136 del 28 DE OCTUBRE DE 2010 “por Medio del cual se Modifica el Acuerdo No. 080 de 30 de Junio 2010, Reglamento de Prácticas de la Universidad de la Costa, CUC”. Establece en el artículo 5 que los objetivos de las prácticas: 1. Fortalecer la formación integral de los estudiantes.

2. Permitir la aplicación de los conocimientos adquiridos en los diferentes campos y áreas de desempeño de su profesión.

3. Adquirir la experiencia de la dinámica del medio laboral en el que ejerce la práctica.

4. Establecer contacto con el sector externo, lo cual permite retroalimentar la estructura curricular del programa académico” En este mismo reglamento se contemplan las modalidades de prácticas profesionales en las cuales se puede adscribir un estudiante de ingeniería ambiental y se resumen en la Figura 5, y al tiempo que resume el proceso de prácticas en la Figura 6. Por último es importante mencionar que el proceso de prácticas empresariales se soporta en la unidad académica de los programas mediante el comité curricular de prácticas empresariales, donde se plantean las estrategias del proceso y se atienden las solicitudes de los estudiantes.

Prácticas por convenio

Modalidades de Prácticas

Pasantías Prácticas para quienes laboran en su perfil profesional Estudiantes que laboran fuera de su área de formación profesional Práctica Investigativa Estudiantes que desean fortalecer sus competencias investigativas.

Proyectos de emprendimiento Práctica en Extensión Proyectos de proyección social

Figura 5. Modalidades de Prácticas en la CUC según el reglamento

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Figura 6. Procedimiento de Prácticas

Para el caso puntual de Ingeniería Ambiental de la Universidad, en la Figura 7 se observan los estadísticos de las prácticas del programa, evidenciando que el proceso ha tenido un alto impacto positivo en el sector productivo, representando a la fecha la ubicación del 33.9% de los estudiantes que han culminado el proceso, demostrado la concordancia del plan de estudios planteados por la institución y las necesidades del entorno en materia de profesionales en el área de Ingeniería Ambiental, a la vez que justifica la necesidad de seguir formado profesionales competentes en el área ambiental partiendo del hecho que el departamento del Atlántico se ubica como el segundo departamento con mayor industrias por kilómetro cuadrado últimos 8 años, según el índice de densidad industrial (IDI) del Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE (periodo 2000-2008 reportados por el DANE - Ver Figura 8).

Esta información puede ser ratificada a la luz de la permanencia e inclusión de nuevas empresas al proceso de prácticas empresarial del programa (ver Figura 9) evidenciando que si bien no cuentan con la capacidad de crear un cargo para la vinculación de los estudiantes, o su interés sea más enfocado al respaldo de los procesos pedagógicos de la institución vinculan consecutivamente a los estudiantes en sus empresas como pasantes, ratificando la aceptación e impacto que ejercen nuestros profesionales en el sector, que dan cumplimiento a lo que se establece en las características 4 y 28 del CNA para acreditación de programas por alta calidad académica.

Es necesario aclarar que el programa de Ingeniería Ambiental de la CUC, adscrito a la Facultad de Ciencias Ambientales es un programa joven en cuanto a esta denominación iniciando sus actividades desde el 2005 autorizado por el Ministerio de Educación Nacional Colombiano mediante la Resolución No 496 de 2005, y que los resultados preliminares apuntan a seguir realizando estos procesos académicos.

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Figura 7. Estadísticas del proceso de prácticas empresarial en el programa de ingeniería ambiental de la CUC

Departamento

Indice de Densidad Industrial por departamentos (IDI) de Colombia 2000 - 2008 AMAZONAS ANTIOQUIA ARCHIPIELAGO DE SAN ANDRES ATLANTICO BOGOTA D.C. BOLIVAR BOYACA CALDAS CAQUETA CASANARE CAUCA CESAR CHOCO CÓRDOBA CUNDINAMARCA HUILA LA GUAJIRA MAGDALENA META NARIÑO NORTE DE SANTANDER QUINDIO RISARALDA SANTANDER SUCRE TOLIMA VALLE DEL CAUCA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Año 2008

Año 2007

Año 2006

Año 2005

Año 2004

Año 2003

Año 2002

Año 2001

Año 2000

1

1,2

1,4

1,6

IDI (cociente entre número de establecimientos y área de los deptos en km2)

Figura 8. Índice de densidad industrial por departamentos de Colombia Construido por el autor a partir de los datos suministrados por el DANE, consultados el 27 de julio de 2011 89

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Figura 9. Número de empresas vinculadas al proceso de prácticas empresariales del programa de Ingeniería Ambiental de la CUC

Conclusiones Los procesos de articulación empresa-universidad son modelos declarados exitosos en el desarrollo de los procesos de investigación e innovación, no obstante los procesos estudiados son escasos y no abarcan en un todo los tipos de REU que se llevan a cabo desde la docencia, pasando por la investigación y culminando en la ubicación de pasantes en el sector empresarial.

Este documento presenta un primer análisis del acercamiento de los procesos de relación empresa-universidad que la CUC a través de su programa de Ingeniería Ambiental adscrita a la Facultad de Ciencias Ambientales ha venido desarrollando. Ejercicio que se seguirá evaluando en coherencia con los documentos estratégicos para la gestión académica de la Faculta: “Relación Universidad – Empresa – Estado” y “Seguimiento y Evaluación del Impacto del Egresado”; y soportados por las actividades misionales o sustantivas de investigación, docencia, extensión e internacionalización del programa que permitan consolidad y analizar los impactos ejercidos.

Los resultados aquí presentados pese a que no son muy altos en volumen demuestran la pertinencia de estos programas en el departamento, al tiempo que se evidencia la necesidad de articular los procesos académico-investigativos con los productivos del sector empresarial que contribuyan al crecimiento socioeconómico de la región concebido como modelo de desarrollo.

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Agradecimientos A la Ing. Catherine Pulido Roncacio, coordinadora de prácticas empresarial de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de la Costa CUC por los datos suministrados para este artículo.

Referencias bibliográficas AIE, Columna de opinión del Comité de Automatización. 2007. “Relación Universidad Empresa: ¿Oportunidad o Incompatibilidad?”. Recuperado el 12 de agosto de 2011 de la URLS: http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/articulos/marzo-07.pdf Banco Mundial, Recuperado el 12/08/2011 de la URLS: http://datos.bancomundial.org/indicador/GB.XPD.RSDV.GD.ZS Colciencias Departamento Administrativo cd Ciencias Tecnologia e Innovacion, Pagina Institucional. http://www.colciencias.gov.co/programa_estrategia/desarrollo-tecnol-gico-e-innovaci-n-industrial Recuperado el 12 agosto de 2011.

Corporación Universitaria de la Costa - CUC. Consejo directivo. Acuerdo No. 136 de 28 de octubre de 2010. “por medio del cual se modifica el acuerdo No. 080 de 30 de junio 2010, reglamento de prácticas de la Corporación Universitaria de la Costa - CUC”. Disponible en la URLS: http://www.cuc.edu.co/images/stories/archivos/pdf/normatividad/ACUERDOCD136.pdf Lineamientos para la acreditación de programas, concejo nacional de acreditación CNA, Ministerio de Educación Nacional de Colombia, Bogotá, Noviembre de 2006 Ministerio de Educación Nacional República de Colombia, Decreto No. 1295 de 20 DE ABRIL DE 2010, Por el cual se reglamenta el registro calificado de que trata la Ley 1188 de 2008 y la oferta y desarrollo de programas académicos de educación superior. Disponible en la URLS: http://www.mineducacion.gov.co/1621/articles-229430_archivo_pdf_decreto1295.pdf Ministerio de Educación Nacional República de Colombia, Sistema Nacional de Acreditación, Consejo Nacional de Acreditación, Lineamientos para la Acreditación de Programas, 2006. ISSN 0122-7874. Disponible en la URLS: http://www.mineducacion.gov.co/CNA/1741/articles-186359_lineamientos_2.pdf Fernández L.I., Martínez E.C., Cegarra F.C., Gutiérrez G.A.( 2000). Una visión crítica de las Relaciones Universidad Empresa: el papel de las estructuras de interrelacion. Ingenio. Universidad Politécnica de Valencia – CSIC. Recuperado el 12 de agosto de 2011 de la URLS: http://www2.uca.es/serv/consejo_social/doc/transferencia12.pdf Universidad Pedagógica Nacional. Programa de reordenamiento de la oferta educativa de las unidades UPN, licenciatura en intervención educativa 2002. documento normativo prácticas profesionales y servicio social. Dirección de unidades UPN. México, D.F. febrero de 2002

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REVISTA AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica.

INNOVACIÓN CURRICULAR PARA LA CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL AÑO 2012, UNIVERSIDAD DE VALPARAÍSO, CHILE

Javier Arancibia Fortes1 Joao Cerqueira Pinto1 Ociel Cofré Carvajal1 Laura Sobarzo Rojas1 *Yenny Olivares Henríquez1

CURRICULAR INNOVATION IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING FOR 2012, UNIVERSITY OF VALPARAÍSO, CHILE Recibido el 17 de abril de 2012; Aceptado el 31 de julio de 2013

Abstract Environmental Engineering was created in 1997, with an integrated vision in the area environmental science with a strong study of the characteristics of air, soil and water, contaminants, industrial processes and management tools to improve the quality life and country's economic development consistent with regulations environmental and studies in the area basics science. This allow specialists to act against contingent environmental problems. The process curriculum innovation for this year 2012, was part of the general purposes contained in the Plan of Institutional Development at the University of Valparaiso (2010-2014) and include several changes related to methods of teaching, changes in programs, incorporation of new thematics and changes in the exit profiles.

Mainly, this process aims to produce holistic and integrative environmental professionals in the areas of science and technology basic and applied through the modification in the curriculum and the graduate profile.

Keywords: basic sciences, competency, curriculum innovation environmental, profiles.

1

Departamento de Biología y Ciencias Ambientales, Universidad de Valparaíso, Chile

*Autor corresponsal: Universidad de Valparaíso, Departamento de Biología y Ciencias Ambientales. Avenida Gran Bretaña # 1111, Playa Ancha, Valparaíso. Código postal 2340000, Chile. Email: yenny.olivares@uv.cl

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Resumo Ingeniería Ambiental se creó en 1997, con una visión integral de la ciencia del medio ambiente zona con un fuerte estudio de las características del aire, suelo y agua, contaminantes, procesos industriales y herramientas de gestión para mejorar la calidad de vida y el desarrollo económico del país, en consonancia con la normativa ambiental y los estudios en el área de ciencias básicas. Esto permite que los especialistas deban tomar medidas contra los problemas ambientales contingentes. El proceso de innovación curricular para el año 2012, formó parte de los objetivos generales establecidos en el Plan de Desarrollo Institucional de la Universidad de Valparaíso (2010-2014) e incluye varios cambios relacionados con los métodos de enseñanza, los cambios en los programas, incorporación de nuevas temáticas y los cambios en los perfiles de egreso. Principalmente, este proceso tiene como objetivo formar profesionales integrales y de integración del medio ambiente en las áreas de la ciencia y la tecnología básica y aplicada a través de la modificación en el plan de estudios y el perfil del egresado.

Palabras clave: ciencias básicas, competencias, innovación curricular, medio ambiente, perfiles.

Introdução La emergencia de la llamada sociedad del conocimiento (Celis y Gómez, 2005) implica una formación profesional basada en competencias generales, necesarias para el aprovechamiento de las diversas oportunidades de formación en el área laboral (Barnett, 2001; Schön, 1992).

Según Habermas (1989), las competencias comprenden una compleja combinación de conocimientos, actitudes, habilidades y valores desplegados en el ambiente del desempeño de una tarea, convierten a un sujeto, capaz de lenguaje y acción, para participar en procesos de entendimiento en un contexto dado. Dentro de un enfoque sistémico se trata de un conjunto articulado y dinámico de conocimientos, habilidades, actitudes y valores que toman parte activa en el desempeño responsable y eficaz de las actividades cotidianas dentro de un contexto determinado (Tobón y García, 2010). De acuerdo a este legado, la Comisión de Innovación Curricular de la carrera de Ingeniería Ambiental establece como objetivo principal dentro del proceso formativo del estudiante de la carrera, crear un nuevo plan de estudios orientado por competencias que integre tanto competencias específicas como transversales a lo largo de la malla curricular incluyendo una diferenciación en los perfiles de licenciado y titulado. En conjunto con lo anterior, este tipo de cambios está acorde al modelo educativo o pedagógico de la Universidad de Valparaíso, orientado por competencias y sustentado en valores en una conceptualización de las competencias que pone de relieve los conocimientos, desde una perspectiva integradora en que el componente cognitivo es imprescindible, pero en una relación dinámica con las habilidades y los elementos actitudinales. La ejecución de este modelo significa un cambio paradigmático que supone un tránsito desde un enfoque centrado en la enseñanza, a uno centrado en el aprendizaje. Para ello se establecen cuatro principios básicos; Docencia centrada en el estudiante, promoviendo y facilitando el aprendizaje autónomo; Resignificación del rol del profesor, como gestor del aprendizaje; Nueva organización de las actividades formativas y; Nuevas formas de evaluar los aprendizajes (División Académica, 2012) 93

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Metodología La carrera de Ingeniería Ambiental desde su creación en los años 90’ hasta la fecha ha experimentado diversos cambios en su plan de estudios.

Para la realización de los cambios expuestos en el presente documento, se tomaron en cuenta diversos aspectos específicos. En primer lugar, el proceso de innovación curricular propuesto se desprende del Plan Estratégico de la Carrera, que considera como objetivo estratégico principal “El desarrollo y mejora de la docencia”. En segundo lugar, actualmente se lleva a cabo el Proceso de Autoevaluación en Ingeniería Ambiental y el mecanismo para la obtención de la información fue la aplicación de encuestas tanto de alumnos egresados, de profesionales trabajando, de empleadores y de profesionales académicos que desempeñan funciones en la carrera. Lo anterior, se realizó con el fin de lograr mejoras en el proceso enseñanza-aprendizaje actualmente ejecutándose y consecuentemente, obtener profesionales más acorde al mercado.

Por lo tanto, los resultados obtenidos de tales encuestas, fueron considerados en la elaboración posterior del nuevo plan de estudios. Finalmente y en tercer lugar, se analizaron las necesidades actuales del país en materia ambiental y se revisaron mallas curriculares de otras instituciones de educación superior. Como resultado del proceso anteriormente descrito se obtuvo la formulación del nuevo plan curricular orientado en competencias (Contreras, 2005).

Resultados Competencias establecidas Este proceso, consta de un cambio en los programas de las asignaturas del plan de estudios incorporando competencias específicas y competencias transversales. Para que este proceso se lleve a cabo se realizó un mapa de progreso (Tabla 1) que dividió el plan de estudios en niveles de domínio.

El mecanismo por el cual se trabaja actualmente en la ejecución de los programas, incluye variaciones en las metodologías de enseñanza por parte de los docentes ya sea reduciendo el número de alumnos por curso para personalizar aún más la entrega de los conocimientos y reforzando trabajos grupales tanto en aula como en campo, incorporando la autoevaluación y coevaluación en los equipos de trabajo. Estos son algunos de los cambios en el proceso formativo que se requirieron para implementar el nuevo plan de estudios orientado por competencias.

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Tabla 1. Mapa de progreso Competencia del perfil de egreso

Nivel de dominio I inicial 4º Semestre

Nivel de dominio II intermedio 8º Semestre

Nivel de dominio III avanzado 10º Semestre

1.-Poseer sólidos conocimientos en normativas ambientales vigentes en Chile aplicados a proyectos de inversión y desarrollo, así como en aquellas que permiten una mejora en procesos productivos.

2.- Manejar un lenguaje técnico en áreas vinculadas a la ingeniería y ciencias ambientales.

Se espera que el/la estudiante se familiarice con la normativa ambiental vigente, con análisis de problemáticas ambientales.

Se espera que el/la estudiante maneje y aplique la legislación ambiental y de prevención vigente.

Se espera que el/la estudiante domine la normativa vigente y su aplicabilidad en proyectos.

Se espera que el/la estudiante maneje un lenguaje técnico de las ciencias ambientales y la ingeniería.

3.-Desarrollar sistemas de gestión ambiental y evaluación de proyectos

Se espera que el/la estudiante se familiarice con los conceptos de Gestión Ambiental.

Se espera que el/la estudiante demuestren familiaridad con las ciencias de la tierra.

Se espera que el/la estudiante utilice el lenguaje técnico en el desarrollo de tareas vinculas a la ingeniería ambiental.

Se espera que el/la estudiante comprenda y analice herramientas de Gestión Ambiental y proyectos Se espera que el/la estudiante demuestre conocimientos de los instrumentos que existen en Chile y los requerimientos para su elaboración.

Se espera que el/la estudiante integre sus conocimientos adquiridos en la comunicación de antecedentes técnicos alusivo a la gestión del medio ambiente.

Se espera que el/la estudiante maneje conocimientos avanzados en las ciencias ambientales e ingeniería

Se espera que el/la estudiante domine un lenguaje técnico ingenieril y en las ciencias ambientales.

Se espera que el/la estudiante gestione el desarrollo y ejecución de proyectos.

Se espera que el/la estudiante sea capaz de participar en el diseño y ejecución de los instrumentos de planificación.

4. Poseer conocimientos que permitan participar en la elaboración de instrumentos de planificación y gestión territorial.

5. Poseer la capacidad de desenvolverse realizando charlas, capacitaciones y actividades relacionadas con el área de gestión del medio ambiente.

6.-Manejar y aplicar conocimientos disciplinarios en áreas vinculadas a la ingeniería y las ciencias ambientales.

Se espera que el/la estudiante maneje técnicas de comunicación oral y escrita a través de presentaciones de seminario y talleres grupales interdisciplinarios.

Se espera que el/la estudiante adquiera conocimientos y conceptos básicos de las ciencias ambientales e ingeniería

7.-Manejar conocimientos que permitan tomar decisiones en diferentes alternativas tecnológicas, biotecnológicas y energéticas relacionadas con los impactos ambientales provocados por las actividades antrópicas sobre los ecosistemas.

8.-Manejar conocimientos que le permitan estudiar y evaluar la calidad de los ecosistemas, recursos naturales, bióticos y abióticos desde un punto de vista de las ciencias básicas.

Se espera que el/la estudiante comience a desarrollar un pensamiento ingenieril y/o a familiarizarse con la existencia de tecnologías aplicables a la prevención de contaminación, ambiental y sistemas de tratamiento de residuos Se espera que el/la estudiante conozca y adquiera conocimiento en relación a los ecosistemas desde un punto de cuantitativo y cualitativo.

Se espera que el/la estudiante comprendan y analicen ejemplos de diferentes tecnologías ambientales y energéticas disponibles.

Se espera que el/la estudiante se motive para aprender a actualizarse permanentemente.

Se espera que el/la estudiante desarrolle técnicas para la búsqueda de información actualizada.

Se espera que el/la estudiante demuestre capacidad de liderazgo consolidando el trabajo en equipo respetando su entorno, a través de trabajos de campo.

Adquirir capacidad para aprender y actualizarse permanentemente.

10.-Poseer capacidad de liderazgo, emprendimiento, innovación y trabajo en equipo, respetando y valorando su entorno.

Se espera que el/la estudiante realice trabajos en equipo, respetando la opinión de sus pares.

Se espera que el/la estudiante maneje conocimiento en relación a ecosistemas a fin de gestionar su uso y aprovechamiento de manera sustentable

Se espera que el/la estudiante capaz de elaborar y defender un proyecto de investigación o de aplicación en campo de la ingeniería ambiental Se espera que el/la estudiante aplique los conocimientos disciplinarios adquiridos en áreas vinculadas a la ingeniería y las ciencias ambientales.

Se espera que el/la estudiante tome decisiones a la hora de seleccionar la mejor tecnología disponible, a nivel nacional e internacional, para dar solución a un problema ambiental y/o energético particular.

Se espera que el/la estudiante maneje y aplique el concepto de ecosistema para realizar diagnósticos ambientales que le permitan analizar, representar y compatibilizar las diversas actividades desarrolladas por el hombre con su entorno, permitiendo una adecuada planificación ambiental y ordenamiento del territorio.

Se espera que el/la estudiante sea capaz de actualizarse constantemente.

Se espera que el/la estudiante demuestre emprendimiento e innovador valorando y respetando su entorno a través de desarrollo de proyectos.

Fuente: Elaboración propia

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Perfiles Los perfiles fueron diferenciados en dos tipos: perfil del licenciado y perfil del titulado.

Perfil del licenciado en Ingeniería Ambiental Dominio de conocimientos básicos en áreas de la ingeniería y las ciencias ambientales, participación en el análisis de procesos productivos, identificación de externalidades ambientales negativas, diseño de instrumentos de planificación territorial, y estudio de la calidad de los ecosistemas y recursos naturales bióticos o abióticos que lo conforman.

Capacidad para valorar su entorno y conocer herramientas que le permitan organizar actividades de difusión ligados a las disciplinas básicas del medio ambiente. Conocer los cuerpos normativos de bases generales en materia ambiental vigentes en el país, aplicados a proyectos de inversión y desarrollo.

Perfil del titulado en Ingeniería Ambiental Profesional con formación holística e interdisciplinaria en materias ambientales, caracterizado por su capacidad de liderazgo, emprendimiento, innovación y trabajo en equipo.

Maneja un lenguaje técnico suficiente en áreas de la ingeniería y las ciencias ambientales, y conocimiento y capacidades de interpretación de las normativas de bases generales y específicas en materia ambiental vigente en Chile. Capacidad para desenvolverse en el campo laboral ofrecido por el sector público y privado, transmitir conocimientos en actividades de difusión o capacitación; participar en la elaboración, evaluación, ejecución y/o seguimiento de Estudios y/o Declaraciones de Impacto Ambiental.

Domina los conocimientos disciplinarios suficientes en áreas vinculadas a la ingeniería y las ciencias ambientales, que le permiten, descubrir y evaluar la condición y calidad de los sistemas naturales y los recursos naturales que lo constituyen, desde un punto de vista multidisciplinario; participar en la identificación y aplicación de tecnologías para la prevención, control, reducción o remediación de impactos ambientales producidos por actividades económicas sobre sistemas naturales o socioculturales; y desempeñarse en el búsqueda y comprobación de alternativas energéticas de fuentes no convencionales.

Tiene las capacidades para diseñar, planificar y ejecutar instrumentos de gestión en ámbitos de la planificación del territorio y la gestión ambiental de empresas públicas o privadas, a partir de la habilidad para diagnosticar y evaluar el estado de un sistema natural, la construcción e interpretación de modelos predictivos o representativos, la aplicación de Tecnologías de la Información y la Comunicación, y la capacidad para articular información proveniente de diversas fuentes y disciplinas; a fin de compatibilizar las actividades desarrolladas por el hombre 96

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con la capacidad de carga o grado de vulnerabilidad de un entorno.

Un estudiante de Ingeniería Ambiental se considera licenciado cuando presente las características anteriormente descritas y cuando haya adquirido todas las competencias que se desarrollarán en las asignaturas del plan de estudios hasta el octavo semestre, lo que es equivalente al II nivel de dominio según el mapa de progreso (Tabla 1).

A la vez, el estudiante titulado de Ingeniero Ambiental será todo aquel que, incluídas las competencias del licenciado, además desarrolle las competencias establecidas en el III nivel de dominio (Tabla 1) correspondientes al 10° semestre de la carrera.

Nuevo plan de estudios Como resultado del trabajo del Comité Curricular y el Consejo Docente de la carrera de Ingeniería Ambiental, se obtuvo el nuevo plan de estudios (Figura 1).

Líneas formativas  Ciencias básicas: asignaturas que dan una base multidisciplinaria en relación a ciencias aplicadas en general, para posteriormente, profundizar contenidos en asignaturas de años posteriores.  Asignaturas complementarias: cursos que permiten desarrollar habilidades y/o competencias transversales utilizando herramientas para enfrentar su desempeño como estudiantes y posteriormente, su desempeño como profesionales.  Gestión territorial: cursos que permiten manejar la distribución del territorio y el ordenamiento de los diferentes actores sociales, logrando crear una visión holística de estos actores en un ambiente determinado.  Recursos naturales: permiten obtener conocimiento de un ecosistema determinado e identificar las interrelaciones que existen entre los organismos con fines relevantes para valorar su existencia.  Ciencias de la ingeniería: asignaturas que otorgan una visión integral y específica del quehacer de un ingeniero ambiental, entregando herramientas para la ejecución de proyectos de mejora.  Asignaturas de especialidad: cursos aplicados al área ambiental desde lo particular a lo general, entregando diversas perspectivas de la ejecución de un ingeniero ambiental, en cuanto a la investigación científica, la gestión y diseño y la ingeniería en sí misma.

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Figura 1. Plan curricular carrera Ingeniería Ambiental año 2012 98

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Conclusión Con la realización de un nuevo plan curricular para la carrera de Ingeniería ambiental y los nuevos perfiles, se logran establecer las bases de excelencia para obtener un profesional acorde a los acontecimientos generados en el contexto de la contingencia ambiental.

Con la construcción del mapa de progreso, se permite verificar que los alumnos logren adquirir gradualmente las competencias necesarias durante el desarrollo de la formación profesional y retroalimentar este proceso con el apoyo del cuerpo docente de la carrera.

Las competencias definidas para el desarrollo del nuevo plan de estudios esperan satisfacer las demandas del mercado ambiental entregando profesionales de excelencia y calidad.

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