Saneamento Basico e Meio Ambiente - Material Didatico EAD

ENSINO A DISTÂNCIA SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Copyright 2023 by Editora Faculdade Avantis Direitos de publicação reservados à Editora Faculdade Avantis e ao Centro Universitário Avantis UNIAVAN Av Marginal Leste 3600 Bloco 1 CEP 88339125 Balneário Camboriú SC editora avantisedubr Depósito legal na Biblioteca Nacional conforme Lei nº 10994 de 14 de dezembro de 2010 Nenhuma parte pode ser reproduzida transmitida ou duplicada sem o consentimento da Editora por escrito O Código Penal Brasileiro determina no art 184 dos crimes contra a propriedade intelectual Equipe de Revisão Brenda Talissa Pires Eduarda Hauch Marlene Toledo Sisnandes Editoração Bruna Jaime Feiden Projeto gráfico e diagramação Ana Lucia Dal Pizzol Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca do Centro Universitário Avantis UNIAVAN Aline Medeiros dOliveira CRB 14 1063 PROGRAMA DA DISCIPLINA EMENTA A biosfera e seu equilíbrio Fatores que comprometem a salubridade ambiental Efeitos da Tecnologia sobre o equilíbrio ecológico A preservação dos recursos naturais Sistemas de abastecimento de água Características das águas de abastecimento Etapas de elaboração de projetos Consumo de água Captação adução e reservação de água Rede de distribuição Tratamento de água Sistemas de esgoto Rede de esgotos sanitários Tratamento de esgotos sanitários Rede de esgoto pluvial Gestão de Resíduos Sólidos Sistemas de resíduos sólidos Tratamento de resíduos sólidos Limpeza pública Drenagem superficial e profunda OBJETIVO GERAL Proporcionar ao acadêmico conhecimentos relacionados ao saneamento básico e meio ambiente nas esferas do sistema de abastecimento de água sistemas de coleta e tratamento de esgoto gestão de resíduos sólidos e manejo e águas pluviais urbanas PLANO DE ESTUDOS A busca por proteção coletiva aos dejetos humanos remonta à Antiguidade Registros arqueológicos apontam a existência de banheiros redes de esgoto drenagem e aquedutos em diversas civilizações antigas entre elas os babilônios e romanos Infelizmente o ser humano acabou percebendo da pior maneira que precisava do mínimo de medidas sanitárias para evitar doenças principalmente após a ocorrência de grandes epidemias Nesta disciplina vamos estudar o saneamento básico e sua interação com o meio ambiente e o ser humano As medidas de saneamento básico são muito importantes na prevenção de doenças principalmente as de veiculação hídrica como diarreia febre tifoide cólera leptospirose entre outras Na Unidade 1 iniciaremos com o conceito de biosfera e sua interação com o homem Veremos também os fatores que alteram o equilíbrio ecológico e como preservar o meio ambiente Na Unidade 2 serão estudados os sistemas de abastecimento de água como ela chega até as casas o tratamento para deixála potável e as diretrizes de projetos Na Unidade 3 estudaremos os sistemas de esgotamento sanitário o tratamento de esgoto e as redes de drenagem que devolvem águas pluviais das edificações para rios e lagos Na Unidade 4 serão estudados os resíduos sólidos sua gestão e métodos de tratamento e redução O PAPEL DA DISCIPLINA PARA A FORMAÇÃO DO ACADÊMICO O saneamento básico é essencial para aumentar a qualidade de vida das pessoas e para o desenvolvimento do país por isso seu estudo é de fundamental importância O Brasil apresenta deficiências muito grandes no setor de saneamento e nesta área são grandes os esforços dos entes públicos em reverter a presente problemática através da busca de recursos financeiros capacitação de pessoal e execução de obras Nesse contexto surge a necessidade de formação de profissionais habilitados e capazes de atuar nas equipes de projeto execução de obras e operação dos vários sistemas de saneamento básico Nesta disciplina serão vistos os conceitos de saneamento básico que envolvem os serviços de abastecimento de água coleta e tratamento de esgoto manejo de águas pluviais urbanas e gestão dos resíduos sólidos Estes são os pilares do saneamento essenciais para a formação dos futuros engenheiros Por isso pretendese através deste caderno auxiliar todos os profissionais que alicerçam o saneamento em seus estudos oferecendolhes informações para entender o processo de operação noções de projeto e execução dos sistemas de abastecimento de água esgotamento sanitário e gerenciamento de resíduos para que possam atuar diante dos desafios e exercer sua profissão de forma articulada no contexto social entendendoa como uma forma de participação e contribuição social Bons estudos PROFESSOR APRESENTAÇÃO DO AUTOR TÂNIA MARA SEBBEN ONEDA Sou a professora Tânia formada em Engenharia Civil pela Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC Mestre em Engenharia Civil pela Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC e no momento doutoranda no Programa de Pósgraduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina UFSC Atualmente trabalho como docente no ensino superior na Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC para o curso de Engenharia Civil As disciplinas ministradas são todas ligadas às águas e sua interação com o ambiente urbano entre elas Instalações Prediais Hidrologia Projeto de Drenagem Urbana e Sistemas de Esgotamento Hídrico Lattes httplattescnpqbr2411863681448259 SUMÁRIO UNIDADE 1 INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO 10 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 11 INTRODUÇÃO 11 11 A BIOSFERA E SEU EQUILÍBRIO 11 12 FATORES QUE COMPROMETEM A SALUBRIDADE AMBIENTAL 13 13 EFEITOS DA TECNOLOGIA SOBRE O EQUILÍBRIO ECOLÓGICO 14 14 A PRESERVAÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS 15 15 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 16 16 CARACTERÍSTICAS DAS ÁGUAS DE ABASTECIMENTO 19 17 ETAPAS DE ELABORAÇÃO DE PROJETOS 21 18 CONSUMO DE ÁGUA 22 CONSIDERAÇÕES FINAIS 29 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 30 UNIDADE 2 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 32 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 33 INTRODUÇÃO 33 21 CAPTAÇÃO ADUÇÃO E RESERVAÇÃO DE ÁGUA 33 211 Captação 33 212 Adução de Água 35 213 Vazões de Dimensionamento 37 214 Reservatórios de Água 39 215 Estações Elevatórias 43 22 REDES DE DISTRIBUIÇÃO 44 221 Dimensionamento das Redes Ramificadas 47 23 TRATAMENTO DA ÁGUA 52 CONSIDERAÇÕES FINAIS 56 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 57 UNIDADE 3 SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 59 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 60 INTRODUÇÃO 60 31 SISTEMAS DE ESGOTO60 32 REDE DE ESGOTOS SANITÁRIOS 62 321 Dimensionamento das Redes de Esgoto 66 33 TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS 70 331 Tratamento Individual de Esgoto Sanitário 71 332 Tratamento Coletivo de Esgoto Sanitário 74 34 DRENAGEM URBANA 78 35 REDE DE ESGOTO PLUVIAL 81 CONSIDERAÇÕES FINAIS 85 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 86 UNIDADE 4 RESÍDUOS SÓLIDOS 88 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 89 INTRODUÇÃO 89 41 SISTEMAS DE RESÍDUOS SÓLIDOS 89 411 Definição e Classificação 89 412 Características e Composição dos Resíduos 92 42 GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS94 43 LIMPEZA PÚBLICA 96 44 TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 97 441 Reciclagem de Resíduos 102 442 Resíduos da Construção Civil 104 CONSIDERAÇÕES FINAIS 107 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 108 REFERÊNCIAS 110 1 UNIDADE INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO 11 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Compreender o conceito de biosfera e sua subdivisão Fornecer condições teóricas para a análise crítica de soluções propostas para os problemas ambientais Compreender os sistemas de abastecimento de água Identificar as características das águas de abastecimento e os fatores de consumo Calcular a população de projeto INTRODUÇÃO Nesta Unidade iniciaremos os estudos sobre saneamento básico e meio ambiente A Unidade traz alguns conceitos básicos sobre a biosfera equilíbrio ecológico e preservação ambiental Na sequência estudaremos os sistemas de abastecimento de água que são responsáveis por fornecer esse líquido tão precioso em nossas casas para os mais diversos usos em quantidade qualidade e pressões adequadas Veremos também quais são os quatro maiores grupos consumidores de água e os fatores que afetam o consumo 11 A BIOSFERA E SEU EQUILÍBRIO A biosfera significa esfera da vida São as condições existentes no planeta Terra para que a vida se desenvolva Ela pode ser dividida em hidrosfera atmosfera e litosfera A hidrosfera corresponde à porção de água existente no planeta como rios mares oceanos lagos e geleiras A atmosfera corresponde à porção gasosa que envolve o planeta e a litosfera é a camada sólida da Terra também chamada de crosta terrestre A Figura 1 ilustra esse conceito 12 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A biosfera se refere ao conjunto de todos os ecossistemas da Terra ou seja a camada da Terra que contém seres vivos CONTERATO et al 2018 p 23 Conterato et al 2018 ainda afirmam que partes da biosfera podem sem consideradas ecossistemas de diversos tamanhos quando existe troca de matéria e energia Então uma lagoa ou um oceano podem ser considerados ecossistemas CONTERATO et al 2018 Figura 1 Conceito de biosfera Fonte Adaptada de Durães 2006 Os seres humanos são os principais causadores de interferências no equilíbrio da biosfera A partir do final do século XIX com os avanços da medicina e as transformações provocadas pela industrialização ocorreu um grande aumento populacional provocando prejuízos ao meio ambiente entre eles a geração de resíduos sólidos a poluição da água do solo e da atmosfera o aumento do efeito estufa o aquecimento global e as mudanças climáticas CONTERATO et al 2018 A relação do homem com a natureza deixou evidências do quanto contribuiu para sucessivas catástrofes ambientais a constante exploração dos recursos naturais mostrou sinais do grande impacto que poderia gerar para a degradação do meio ambiente TORRES PACHECO SANTOS 2021 p 17 Para Pereira e Horn 2009 o mundo vive em uma crise profunda em que deve haver mudanças de paradigmas para que possa haver o equilíbrio entre o homem e a natureza evitando a destruição do planeta Para isso o homem deve ter em mente 13 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE que não é ser supremo mas que deve valorizar o meio em que vive PEREIRA HORN 2009 p 50 Então para garantir a qualidade de vida da população e a oferta de produtos e serviços para as gerações futuras questões como planejamento urbano educação básica investimentos em saúde e saneamento são fundamentais Caso contrário haverá desequilíbrio entre a tríade população saúde e meio ambiente LIMA 2020 12 FATORES QUE COMPROMETEM A SALUBRIDADE AMBIENTAL Segundo a Fundação Nacional da Saúde 2018 p 14 salubridade ambiental é o estado de higidez em que vive a população urbana e rural tanto no que se refere a sua capacidade de inibir prevenir ou impedir a ocorrência de endemias ou epidemias veiculadas pelo meio ambiente como no tocante ao seu potencial de promover o aperfeiçoamento de condições mesológicas favoráveis ao pleno gozo de saúde e bemestar Estado de higidez é relativo à boa saúde de uma população e a falta de saneamento pode comprometer o bemestar físico das pessoas Para Rodrigues Júnior 2022 a salubridade ambiental é caracterizada como o nível de higiene e saúde da população de modo que seja assegurado o desenvolvimento do espaço territorial sustentável bem como o socioeconômico em conjunto com a conservação ambiental Deste modo percebese que o conceito de salubridade ambiental está totalmente ligado aos serviços de saneamento de um local assim como às políticas públicas aplicadas para melhoria das condições sanitárias da população A degradação ambiental envolve o desequilíbrio dos ecossistemas e o comprometimento da saúde e bemestar dos indivíduos O crescimento populacional a extração dos recursos naturais a urbanização acelerada e sem planejamento o crescimento de áreas agrícolas o aumento do consumo a alta densidade populacional e a intensificação das atividades industriais são algumas causas que promovem a degradação e comprometem a salubridade ambiental POMPEO SAMWAYS 2020 Para alcançar níveis de salubridade estabelecidos pelas legislações específicas 14 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE são necessários investimentos em saneamento básico incentivo à pesquisa científica e educação ambiental 13 EFEITOS DA TECNOLOGIA SOBRE O EQUILÍBRIO ECOLÓGICO As mudanças tecnológicas ao longo dos últimos séculos introduzidas devido ao sistema produtivo alteraram as condições de existência e de sobrevivência dos seres humanos A tecnologia que contribuiu para melhorar a qualidade de vida também trouxe impactos negativos ao meio ambiente O atual modo de vida baseado no consumo acaba por gerar uma grande quantidade de resíduos por exemplo os resíduos eletrônicos Estes resíduos possuem metais pesados como arsênio cádmio chumbo cloreto de amônia manganês e mercúrio que se descartados de forma inadequada podem comprometer a saúde humana e provocar a morte de animais e plantas Para Pereira Da Silva e Carbonari 2017 uma sociedade sustentável não coloca em risco os recursos naturais dos quais depende Portanto desenvolvimento sustentável é o modelo que segue esses princípios diferente do modelo atual de crescimento que se baseia no aumento da produção e do consumo PEREIRA DA SILVA CARBONARI 2017 p 187 Nesse contexto surge a tecnologia ambiental verde ou tecnologia limpa que visa conservar monitorar ou reduzir os danos que o homem provoca ao meio ambiente quando consome seus recursos O uso da energia solar a energia proveniente do biogás produtos biodegradáveis novas tecnologias para tratamento de esgotos biocombustíveis energia eólica entre outros são exemplos do uso da tecnologia visando à proteção ambiental o que traz desenvolvimento social e econômico 15 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 14 A PRESERVAÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS A Lei nº 69381981 que dispõe sobre a Política Nacional de Meio Ambiente define que o meio ambiente é o conjunto de condições leis influências e interações de ordem física química e biológica que permite abriga e rege a vida em todas as suas formas BRASIL 1981 p 1 A poluição do meio ambiente afeta tanto países desenvolvidos quanto em desenvolvimento O crescimento econômico associado à exploração dos recursos naturais é um fator que prejudica o meio ambiente Diversos setores da indústria de extração e transformação ainda não possuem métodos que propiciem um controle efetivo da poluição industrial FNS 2018 O controle das substâncias químicas perigosas o manejo adequado dos recursos hídricos e dos resíduos sólidos o controle de ruídos das vibrações e das radiações são essenciais à proteção do meio ambiente natural FNS 2018 p 17 No Brasil os principais responsáveis pela poluição de rios e lagos são os lançamentos sem tratamento de efluentes industriais agrícolas comerciais e esgotos domésticos além da disposição inadequada dos resíduos sólidos Isso impacta na qualidade das águas superficiais e subterrâneas e compromete a qualidade do meio ambiente como um todo SANTOS et al 2021 Para controle da poluição das águas primeiramente devese considerar a bacia hidrográfica na sua totalidade A implantação de sistemas de coleta e tratamento de esgotos sanitários e industriais o controle da erosão e a recuperação do equilíbrio dinâmico dos rios são técnicas usadas Na recuperação dos rios podem ser usadas técnicas não estruturais as quais abrangem as políticas administrativas e legais e os procedimentos que limitam ou regulamentam alguma atividade ou técnicas estruturais que incluam algum tipo de alteração física no rio FNS 2018 Para o controle da poluição atmosférica o ideal seria trabalhar na prevenção evitando que as substâncias nocivas consigam alcançar o ar Caso não seja possível é necessário evitar que a substância atinja o homem e lhe provoque algum dano através da proteção Para assegurar a população contra elementos nocivos são usados coletores mecânicos centrífugos exaustores e filtros de ar FNS 2018 Para o controle da poluição do solo podem ser feitas técnicas preventivas e corretivas Segundo a Fundação Nacional da Saúde 2018 p 26 as técnicas mais utilizadas são 16 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE seleção dos locais e das técnicas mais apropriadas para o desenvolvimento das atividades humanas considerando o uso e tipo de solo na região o relevo a vegetação a possibilidade de ocorrência de inundações e as características do subsolo execução de sistemas de prevenção da contaminação das águas subterrâneas implantação de sistemas de prevenção e erosão tais como alteração de declividade operação em curvas de nível execução de dispositivos de drenagem e manutenção da cobertura vegetal minimização de resíduos industriais através da redução da geração na fonte segregação reciclagem e alteração dos processos produtivos minimização de sistemas de disposição final de resíduos urbanos através da coleta seletiva reciclagem e tratamento execução de sistemas de disposição final de resíduos considerando critérios de proteção do solo Assim como estabelece o Art 225 do capítulo VI da Constituição Federal todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida BRASIL 1988 A Constituição também reforça que é do poder público e da coletividade o dever de defender e preservar o meio ambiente para as presentes e futuras gerações Portanto são imprescindíveis o conhecimento e a educação ambiental da população para que preservem e protejam o meio ambiente 15 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA A Lei Federal do Saneamento Básico nº 114452007 define saneamento básico como sendo o conjunto de serviços de abastecimento público de água potável coleta tratamento e disposição final adequada dos esgotos sanitários drenagem e manejo das águas pluviais urbanas além da limpeza urbana e o manejo dos resíduos sólidos BRASIL 2007 Saneamento é um fator essencial para o desenvolvimento econômico e social de um país Segundo Conterato et al 2018 p 82 17 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Os serviços de água tratada de coleta e tratamento dos esgotos levam a melhoria da qualidade de vidas das pessoas sobretudo na saúde infantil com redução da mortalidade infantil e melhorias na educação Também levam a expansão do turismo valorização dos imóveis melhoria da renda do trabalhador despoluição dos rios e preservação dos recursos hídricos etc Os sistemas de abastecimento de água servem para suprir de forma prática a necessidade que temos de água Tais sistemas podem sustentar a demanda de água de um pequeno povoado até grandes cidades Esse tipo de sistema implica a retirada da água da natureza a adequação da sua qualidade o seu transporte e o seu fornecimento à população em quantidades compatíveis com as necessidades SANTOS et al 2021 p 37 Existem basicamente dois tipos de sistema de abastecimento de água o sistema coletivo e o individual O sistema coletivo é usado em áreas urbanas e rurais com população mais concentrada e os custos de implantação são divididos pelos usuários FNS 2018 Já o sistema individual é usado em áreas rurais com população dispersa e como o próprio nome indica é utilizado para abastecer apenas um consumidor podendo ser feito através da perfuração de poços ou da coleta direta do manancial superficial O sistema coletivo de abastecimento de água geralmente é composto pelos seguintes componentes manancial de onde a água é retirada captação conjunto elevatório adução de água bruta sem tratamento tratamento Estação de Tratamento de Água ETA adução de água tratada póstratamento reservatório e rede de distribuição O manancial ou a fonte de água pode ser subterrânea superficial rios e lagos ou proveniente da água da chuva A escolha do manancial deve considerar a localização as vazões o crescimento da população e a qualidade da água bruta não tratada SANTOS et al 2021 p 38 A captação é o conjunto de equipamentos e instalações destinados à retirada de água do manancial A estação elevatória é o conjunto de bombas e acessórios destinados a recalcar a água ou aumentar a pressão na rede MIZUKAWA 2020 A adução é o conjunto de tubulações e conexões necessárias para promover o deslocamento da água desde a captação até o tratamento adução de água bruta ou do tratamento até o reservatório de distribuição adução de água tratada Podem funcionar por gravidade como um conduto livre como um conduto forçado ou por recalque SANTOS et al 2021 18 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A Estação de Tratamento de Água é o conjunto de unidades destinadas a tratar a água e atender aos padrões de potabilidade MIZUKAWA 2020 p 59 A finalidade dos reservatórios é atender às variações de consumo ao longo do dia proporcionar a continuidade do abastecimento em caso de paralisação da produção de água manter pressões adequadas e garantir uma reserva estratégica de combate a incêndios SANTOS et al 2021 p 40 A rede de distribuição é composta pelas tubulações conexões e acessórios que têm a função de levar a água tratada até os consumidores de forma contínua mantendo padrões de potabilidade em quantidade de pressões adequadas SANTOS et al 2021 A Figura 2 mostra um esquema do sistema de abastecimento de água Figura 2 Sistema de abastecimento de água Fonte Adaptada de Santos et al 2022 A norma NBR 12211 orienta sobre a concepção dos sistemas públicos de abastecimento de água que podem ser distintos de cidade para cidade ABNT 1992b A escolha de cada alternativa para o melhor sistema é em função de aspectos técnicos econômicos e sociais de cada local MIZUKAWA 2020 Para Pompeo e Samways 2020 quanto maior e mais extensivo o sistema melhor pois quando o sistema é concebido em grande escala há um maior investimento em tecnologias para controle de qualidade da água e controle das pressões minimizando custos operacionais e melhorando o aproveitamento dos recursos naturais 19 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 16 CARACTERÍSTICAS DAS ÁGUAS DE ABASTECIMENTO A água possui características físicas químicas e bacteriológicas determinadas por uma série de parâmetros Antes de analisar e identificar os parâmetros é preciso saber para qual fim será utilizada CONTERATO et al 2018 A qualidade da água está ligada diretamente com a qualidade de vida das pessoas e do meio ambiente pois ela pode ser um veículo de transmissão de doenças Também é importante ressaltar que a qualidade da água é fundamental para a manutenção dos sistemas aquáticos CONTERATO et al 2018 Nas águas de abastecimento o tratamento de água consiste em transformar a água bruta em água adequada para o consumo humano de modo que sejam atendidos os padrões de qualidade físicoquímico e microbiológico determinados pelas agências reguladoras LIMA 2020 p 56 No Brasil o Ministério da Saúde estabelece as portarias que definem os padrões de potabilidade da água no país portarias estas constantemente revisadas Lima 2020 afirma que os padrões de potabilidade abrangem as condições dos padrões microbiológicos Coliformes e Escherichia coli turbidez ph temperatura valores máximos permitidos para substâncias químicas antimônio chumbo cianeto cromo nitrato nitrito benzeno diclorometano bromato clorito entre outros valores máximos permitidos para cianotoxinas valores máximos permitidos para radioatividade valores máximos permitidos para parâmetros organolépticos e a frequência dessas análises SAIBA MAIS Padrão Organoléptico é o conjunto de valores permitidos para os parâmetros caracterizados por provocar estímulos sensoriais que afetam a aceitação para consumo humano mas que não necessariamente implicam risco a saúde Acesse a Portaria nº 8882021 BRASIL 2021 que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade no link abaixo httpsbvsmssaudegovbrbvssaudelegisgm2021prt088807052021html 20 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Segundo Conterato et al 2018 p 160 para garantir segurança aos usuários é preciso estabelecer limites para cada substância presente na água para cada uso que será feito dela A Resolução nº 3572005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA classifica as águas no Brasil segundo a qualidade requerida para seus usos principais As águas doces são classificadas em cinco classes especiais classe 1 classe 2 classe 3 e classe 4 A classe especial é a água com melhor qualidade e a classe 4 é a água com menor qualidade Para consumo humano após tratamento pode ser utilizada água até a classe 3 CONTERATO et al 2018 O Quadro 1 mostra as classes segundo a classificação do CONAMA e os principais usos para as águas doces USOS DA ÁGUA DOCE CLASSES Especial 1 2 3 4 Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas Proteção das comunidades aquáticas Recreação de contato primário Aquicultura Abastecimento para consumo humano Após de sinfecção Após tratamento simplificado Após tra tamento convencional Após trat amento convencional ou avançado Recreação de contato secun dário Pesca Irrigação Dessedentação de animais Navegação Harmonia paisagística Quadro 1 Classes e usos da água doce Fonte Adaptado de ANA 2022 21 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Águas com melhor qualidade classe especial atendem a todos os usos enquanto que águas de pior qualidade classe 4 podem ser usadas apenas para navegação e harmonia paisagística O enquadramento em classes das águas superficiais é importante para garantir a segurança dos usuários e também para auxiliar no planejamento e gestão desse recurso CONTERATO et al 2018 17 ETAPAS DE ELABORAÇÃO DE PROJETOS Para projetar um sistema de abastecimento de água é preciso definir a população que será atendida a taxa de crescimento da cidade e as necessidades industriais Para a escolha do manancial que é uma etapa fundamental devemse avaliar critérios técnicos como a localização a topografia a vazão e o nível de contaminação SANTOS et al 2021 Além disso algumas legislações ambientais devem ser seguidas pois podem afetar diretamente as obras de saneamento Entre elas segundo Mizukawa 2020 Licenciamento ambiental necessário em todos os empreendimentos que utilizem recursos naturais ou seja obras de saneamento que provoquem modificações ambientais ficam sujeitas ao licenciamento Outorga de uso é um instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos que prevê o direito de uso da água os sistemas de abastecimento por retirarem a água do meio ambiente e o sistema de esgotamento sanitário por lançar água novamente no meio ambiente precisam de outorga Resoluções CONAMA existem resoluções que estabelecem metas de qualidade para o lançamento de efluentes Resolução nº 4302011 e a Resolução nº 3572005 que classifica os corpos dágua e a partir da classificação sugere os usos e níveis de tratamento para o consumo humano Código Florestal estabelece as áreas de preservação permanente em rios e reservatórios que podem ser utilizados como manancial O projeto de engenharia para o sistema de abastecimento de água é constituído pelo projeto hidráulico do sistema e por projetos complementares tais como o projeto 22 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE hidrossanitário estrutural elétrico automação prevenção e combate a incêndio bem como por estudos de sondagem memoriais especificações técnicas orçamento cronograma físicofinanceiro e laudo hidrogeológico quando for necessário 18 CONSUMO DE ÁGUA Os consumidores de água são classificados em quatro grandes categorias doméstico comercial industrial e público Conforme Tsutiya 2006 o consumidor doméstico usa a água para diversos fins como para beber preparar alimentos higiene pessoal lavagem de roupa limpeza em geral rega de jardins piscina lavagem de veículos O consumo de água doméstico é influenciado por diversos fatores entre eles renda familiar clima características da habitação características culturais e características do abastecimento pressão da rede qualidade da água tarifas etc O uso comercial se caracteriza pelo uso de pequenos e grandes consumidores como bares padarias restaurantes lanchonetes hospitais hotéis postos de gasolina lavarápidos clubes lojas prédios comerciais shoppings centers entre outros O uso da água para fins industriais pode ser para uso humano dos funcionários uso doméstico da indústria limpeza geral irrigação entre outros uso da água incorporada ao produto diluição e a água usada no processo de produção geração de vapor lavagens refrigeração etc O uso público inclui a parcela de água utilizada na irrigação de parques e jardins lavagem de ruas e passeios edifícios e sanitários de uso público fontes ornamentais piscinas públicas chafarizes e torneiras públicas combate a incêndios limpeza de coletores de esgotos etc TSUTIYA 2006 Para a estimativa do consumo de água por uma população utilizase o conceito de consumo per capita ou seja quanto de água em média cada pessoa habitante consome em determinado tempo POMPEO SAMWAYS 2020 p 97 No Brasil é comum a utilização de valores de consumo entre 180 e 200 litroshabitantedia O consumo de água doméstico apresenta variações anuais mensais diárias horárias e instantâneas pois está relacionado com as atividades diárias da população A variação do consumo industrial é menor já no consumo público e comercial as variações são intermediárias TSUTIYA 2006 23 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE É chamado de coeficiente do dia de maior consumo K1 a relação entre o maior consumo diário verificado no período de um ano e o consumo médio diário neste mesmo período considerandose sempre as mesmas ligações TSUTIYA 2006 p 52 É chamado de coeficiente da hora de maior consumo K2 a relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária do mesmo dia TSUTIYA 2006 p 52 A Figura 3 ilustra esses conceitos Figura 3 Coeficientes K1 e K2 Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Pompeo e Samways 2020 afirmam que na falta de dados de medição podem ser adotados os valores de 12 para K1 e 15 para K2 O coeficiente K1 é utilizado nos cálculos de vazão para a infraestrutura do sistema enquanto o coeficiente K2 é usado somente nas redes de distribuição de água Os sistemas de abastecimento de água são construídos em etapas conforme o crescimento das cidades Por isso é muito importante conhecer a população de projeto 24 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE que será abastecida com água A população de projeto é a estimativa do número de pessoas que será atendida ao fim de um período determinado entre 10 e 30 anos geralmente usa se o período médio de 20 anos POMPEO SAMWAYS 2020 p 105 Diversos são os métodos aplicáveis para o estudo demográfico destacandose os seguintes método dos componentes demográficos método de extrapolação gráfica e métodos matemáticos 9 Método dos Componentes Demográficos É baseado no crescimento vegetativo e no crescimento social do período analisado Pode ser expresso pela Equação 1 TSUTIYA 2006 1 Em que P população na data t P0 população na data inicial t0 N nascimentos no período t t0 M óbitos I imigrantes no período E emigrantes no período N M crescimento vegetativo no período I E crescimento social no período 9 Método de Extrapolação Gráfica É um método gráfico que consiste no traçado de uma curva arbitrária que se ajusta aos dados já observados de populações de outras comunidades com características semelhantes ao estudo mas que tenham uma população maior TSUTIYA 2006 p 60 9 Métodos Matemáticos Os métodos matemáticos são baseados em equações matemáticas com o auxílio de dados conhecidos Os métodos mais comuns são as projeções aritméticas geométricas e 25 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE a projeção tipo curva logística a Projeção aritmética esse método considera uma taxa de crescimento constante para os anos que se seguem a partir de dados conhecidos Uma projeção linear sem limite máximo para a população Pode ser expresso pela Equação 2 TSUTIYA 2006 2 Em que P População para o ano t P2 População do último censo ano t2 ka constante t ano da projeção t2 ano do último censo A constante ka pode ser obtida pela Equação 3 TSUTIYA 2006 3 Em que ka constante P2 População do último censo ano t2 P1 População do penúltimo censo ano t1 t2 ano do último censo t1 ano do penúltimo censo A Figura 4 mostra a projeção linear da população segundo o método aritmético 26 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 4 Projeção da população pelo método aritmético Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 b Projeção geométrica este método considera um crescimento exponencial da população sem limite máximo para esta Pode ser expressa pela Equação 4 TSUTIYA 2006 4 Em que P População para o ano t P2 População do último censo ano t2 kg constante t ano da projeção t2 ano do último censo A constante kg pode ser obtida pela Equação 5 TSUTIYA 2006 5 Em que kg constante P2 População do último censo ano t2 P1 População do penúltimo censo ano t1 t2 ano do último censo t1 ano do penúltimo censo 27 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A Figura 5 mostra a curva exponencial da população segundo o método geométrico Figura 5 Projeção da população pelo método geométrico Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 c Projeção tipo curva logística neste método assumese que em determinado momento a população deixa de crescer em um mesmo ritmo tendendo a uma população máxima de saturação POMPEO SAMWAYS 2020 Este método requer que sejam obedecidas as seguintes condições de contorno i ii iii Em que P0 população inicial P1 e P2 populações conhecidas temporalmente t0 tempo inicial t1 e t2 tempos cujas populações são conhecidas A projeção tipo curva logística é descrita pela Equações 6 TSUTIYA 2006 6 Em que P população para o ano t 28 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE e logaritmo neperiano t ano da projeção t0 tempo inicial a b e K são parâmetros descritos conforme as Equações 7 8 e 9 TSUTIYA 2006 7 8 9 Em que P0 população inicial P1 e P2 populações conhecidas temporalmente d intervalo constante entre os anos t0 t1 e t2 A Figura 6 mostra a curva da projeção tipo curva logística Figura 6 Projeção da população pelo método da curva logística Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 Ao se calcular a população pelos três métodos obtémse resultados diferentes A população influencia diretamente no cálculo da vazão futura assim é recomendado que sejam verificados os gráficos das populações ao longo do tempo Conforme a curva dos gráficos devese verificar a melhor projeção que descreve o crescimento populacional do local POMPEO SAMWAYS 2020 29 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta Unidade você estudou sobre a biosfera o meio ambiente e iniciamos os conceitos do sistema de abastecimento de água como os componentes as etapas na elaboração dos projetos e o consumo de água Na próxima Unidade vamos nos aprofundar nos estudos sobre a captação as adutoras os reservatórios as redes de abastecimento e como tudo funciona para garantir o suprimento de água para as cidades 30 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 Segundo a Lei Federal nº 114452007 os serviços que compõem a definição de saneamento básico são a Abastecimento de água regularização fundiária gerenciamento de esgoto e controle de doenças b Abastecimento de água coleta e tratamento de esgoto manejo de águas pluviais e gerenciamento de resíduos c Controle de doenças urbanas manejo das águas pluviais e tratamento de esgoto d Regularização fundiária abastecimento de água coleta e tratamento de esgoto e gerenciamento de resíduos e Abastecimento de água coleta e tratamento de esgoto regularização fundiária e manejo das águas pluviais 02 Os sistemas de abastecimento de água são construídos em etapas conforme o crescimento das cidades Por isso é muito importante conhecer a população de projeto que será abastecida com água Veja na Tabela 1 os dados conhecidos da população da Cidade X Tabela 1 População da cidade X Ano População 2000 28000 2020 65000 Fonte A autora 2022 Com base no método aritmético a população da Cidade X no ano de 2040 será de a 35000 habitantes b 54000 habitantes c 96000 habitantes d 102000 habitantes 31 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE e 123000 habitantes 03 O consumo de água doméstico apresenta variações anuais mensais diárias horárias e instantâneas pois está relacionado com as atividades diárias da população Sobre os coeficientes de variação de vazão analise as afirmativas abaixo I É chamado de coeficiente do dia de maior consumo K1 a relação entre o maior consumo diário verificado no período de um ano e o consumo médio diário neste mesmo período considerandose sempre as mesmas ligações II É chamado de coeficiente da hora de maior consumo K2 a relação entre a maior vazão horária observada em um dia e a vazão média horária do mesmo dia III Na falta de dados de medição podem ser adotados os valores de 12 para K1 e 15 para K2 IV O coeficiente K1 é utilizado nos cálculos de vazão para a infraestrutura do sistema enquanto o coeficiente K2 é usado somente nas redes de distribuição de água Está correto o que se afirmam em a I e III apenas b II e IV apenas c III e IV apenas d I II e III apenas e I II III e IV UNIDADE2 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 33 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Identificar os componentes de um sistema de abastecimento de água Calcular as vazões das adutoras Dimensionar volumes de reservação Identificar os tipos de redes Compreender o dimensionamento das redes de abastecimento de água Identificar as etapas e componentes de uma estação de tratamento de água INTRODUÇÃO Na Unidade 2 você estudará detalhadamente os sistemas de abastecimento de água e suas partes componentes Vamos aprender sobre a captação adução tratamento e reservação de água que são tão importantes para garantir o abastecimento e manter a qualidade da água que chega até nossas casas Também conheceremos as redes de distribuição tipologia funcionamento e dimensionamento Os sistemas de abastecimento de água são de extrema importância para a população pois promovem saúde através da distribuição de água tratada para consumo preparação de alimentos higiene pessoal além de outros usos 21 CAPTAÇÃO ADUÇÃO E RESERVAÇÃO DE ÁGUA 211 Captação Uma vez selecionado o manancial é necessário verificar a melhor forma de captar a água para o sistema Para isso alguns fatores devem ser considerados como a distância 34 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE da captação até a Estação de Tratamento a necessidade de desapropriação de áreas particulares a presença de áreas de preservação ambiental as fontes de energia para o bombeamento das águas e a facilidade de acesso ao local POMPEO SAMWAYS 2020 Segundo Libardi Júnior 2020 as formas de captação se relacionam com o tipo de manancial que dá origem à água O Quadro 2 relaciona a fonte à forma de captação FONTE DE ÁGUA FORMA DE CAPTAÇÃO Água da chuva Superfícies para coleta coberturas Nascente de encosta Caixa de tomada Fundo de vales Galeria filtrante Lençol freático Poço escavado Lençol subterrâneo Poço artesiano ou tubular profundo Rios lagos e açudes Tomada direta fixa ou móvel Quadro 2 Fonte e forma de captação de água Fonte Libardi Júnior 2020 A captação de água para abastecimento público segundo Tsutiya 2006 p 67 é um conjunto de estruturas e dispositivos construídos ou montados junto a um manancial para a retirada de água destinada a um sistema de abastecimento A captação deve ser projetada para funcionar sem interrupção em qualquer época do ano permitir a retirada de água em quantidade suficiente com a melhor qualidade possível e facilitar a operação e manutenção do sistema TSUTIYA 2006 De modo geral a captação para abastecimento público é realizada em rios lagoas ou represas e caso o manancial se encontre em uma cota inferior à da cidade deverá ser utilizada uma estação elevatória Em mananciais subterrâneos a captação pode ser feita através de poços que podem ser escavados ou perfurados e a água provém de um aquífero freático ou confinado POMPEO SAMWAYS 2020 As partes constituintes da captação são barragem vertedor ou enrocamento tomada de água gradeamento desarenador e dispositivo de controle Segundo Tsutiya 2006 Barragem vertedor ou enrocamento são obras executadas ao longo da largura do manancial para elevar o nível de água e garantir o nível mínimo para o bom funcionamento da captação e dasbombas Tomada de água é um conjunto de dispositivos destinado a conduzir a água do manancial para as demais partes da captação 35 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Gradeamento são constituídas de telas ou barras paralelas destinadas a impedir a entrada de materiais grosseiros flutuantes ou em suspensão como tronco de árvores galhos plantas peixes etc que normalmente são trazidos pelos cursos de água Desarenador também chamado de caixa de areia são dispositivos destinados à retenção da areia por onde as águas passam com velocidade reduzida havendo um processo de sedimentação Dispositivo de controle são dispositivos usados pata controlar o fluxo e permitir a operação do sistema como comportas e válvulas 212 Adução de Água Após a captação a água precisa ser transportada até chegar à estação de tratamento e ao sair da estação de tratamento precisa também ser transportada até chegar a um reservatório ou às redes de abastecimento Segundo Tsutiya 2006 p 155 adutoras são canalizações dos sistemas de abastecimento de água que conduzem a água para as unidades que precedem a rede de distribuição Elas interligam captação estação de tratamento e reservatórios e não distribuem a água aos consumidores Segundo Libardi Júnior 2020 as adutoras podem ser classificadas em função da natureza da água transportada em adutoras de água bruta e tratada em função da energia para movimentação da água em adutoras por gravidade conduto livre forçado ou ambos adutoras por recalque e adutoras mistas As adutoras de água bruta são tubulações que transportam a água sem tratamento enquanto as tubulações que transportam a água tratada são denominadas adutoras de água tratada TSUTIYA 2006 p 156 As adutoras por gravidade transportam a água de uma cota mais elevada até uma cota mais baixa por ação da gravidade e podem ser em conduto livre pressão atmosférica conduto forçado pressão maior do que a atmosférica ou ambos com trechos funcionando como conduto livre e trechos em que o funcionamento é forçado As adutoras por recalque funcionam através do bombeamento da água por estações elevatórias levando a água de uma cota mais baixa para outra mais alta As adutoras mistas funcionam alguns trechos por recalque e alguns trechos por gravidade TSUTIYA 2006 Na Figura 7 podemos ver alguns tipos de adutoras 36 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 7 Adutoras em um sistema de abastecimento de água Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Libardi Júnior 2020 afirma que os materiais mais utilizados para a construção de adutoras são PVC de alta pressão ferro fundido com revestimento interno de argamassa de cimento aço soldado aço com junta ponta e bolsa travada concreto armado fibra de vidro com resina de poliéster e polietileno de alta densidade PEAD Pompeo e Samways 2020 asseguram que cada material atribui características de resistência durabilidade e atrito em sua superfície interna e isso influi na perda de energia mecânica atribuída à água pelas bombas hidráulicas ou pela gravidade ao longo de seu transporte Essa perda de energia em relação à massa é denominada perda de carga POMPEO SAMWAYS 2020 p 121 Segundo Tsutiya 2006 p 158 a vazão de adução é estabelecida em função da população a ser abastecida da cota per capita dos coeficientes de variação das vazões e do número de horas de funcionamento 37 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE SAIBA MAIS Abaixo está o link de um artigo científico que usa o Sistema de Informações Geográficas SIG para verificar o melhor traçado para uma adutora no estado de Pernambuco considerando uma análise multicritérios entre eles custo e caminhamento Aproveite httpswwwscielobrjesaa85NqLZXL4TQK4jk5kVJKVbNformatpdflangpt 213 Vazões de Dimensionamento A seguir são apresentadas as equações para o cálculo das vazões a serem veiculadas nas adutoras de um sistema de abastecimento de água A vazão da captação estação elevatória e adutora até a ETA inclusive é dada pela Equação 10 10 Em que Qa vazão em ls K1 coeficiente do dia de maior consumo usualmente 12 P população de projeto q consumo per capita de água Qesp vazão específica por exemplo grandes consumidores indústrias comércios etc CETA consumo de água na ETA normalmente de 3 a 5 A vazão da adutora que interliga a ETA até o reservatório de abastecimento é dada pela Equação 11 11 Em que Qb vazão em ls 38 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE K1 coeficiente do dia de maior consumo usualmente 12 P população de projeto q consumo per capita de água Qesp vazão específica por exemplo grandes consumidores indústrias comércios etc E a vazão do reservatório até a rede de abastecimento é dada pela Equação 12 12 Em que Qc vazão em ls K1 coeficiente do dia de maior consumo usualmente 12 K2 coeficiente da hora de maior consumo usualmente 15 P população de projeto q consumo per capita de água Qesp vazão específica por exemplo grandes consumidores indústrias comércios etc Exemplo 1 Calcule as vazões de dimensionamento das adutoras Q1 Q2 e Q3 Figura 8 de um sistema de abastecimento de água para atender uma população de 50000 habitantes com vazão industrial de 400 ls sendo o consumo per capita de água de 200 lhabdia e um consumo na ETA de 2 Adotar K1 120 e K2 150 Figura 8 Vazões das adutoras Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 39 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Solução Para a vazão Q1 da captação até a ETA passando pela estação elevatória temos Para a vazão Q2 da ETA até o reservatório temos Para a vazão Q3 do reservatório até a rede de distribuição temos 214 Reservatórios de Água Segundo Santos et al 2021 depois do tratamento a água dever ser encaminhada para os reservatórios e de lá sairá para a rede de distribuição chegando até as edificações e os seus usuários Tsutiya 2006 p 337 afirma que as principais finalidades dos reservatórios são Regularizar a vazão receber uma vazão constante igual a 40 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE demanda média do dia de maior consumo de sua área de influência acumular água durante as horas em que a demanda e inferior a média e fornecer as vazões complementares quando a vazão de demanda for superior a média Segurança ao abastecimento fornecer água por ocasião de interrupções no funcionamento normal da adução como consequência da ruptura da adutora paralisação da captação ou estação de tratamento falta de energia elétrica etc Reserva de água para incêndio suprir vazões extras para o combate a incêndio Regularizar pressões a localização dos reservatórios de distribuição pode influir nas condições de pressão da rede principalmente reduzindo as variações de pressões Em relação à localização no terreno os reservatórios podem ser elevados construídos sobre uma estrutura apoiados enterrados e semienterrados LIBARDI JÚNIOR 2020 A Figura 9 mostra essa classificação Figura 9 Classificação dos reservatórios em relação ao terreno Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 De acordo com a localização no sistema os reservatórios podem estar situados a montante da rede de distribuição no início da rede a jusante no extremo ou em pontos estratégicos podendo fornecer ou receber água da rede de distribuição LIBARDI JÚNIOR 2020 Reservatórios de montante sempre fornecem água à rede de distribuição Os 41 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE reservatórios de jusante também chamados de reservatórios de sobras recebem água durante as horas de menor consumo e auxiliam o abastecimento durante as horas de maior consumo além de possibilitarem uma menor oscilação de pressão nas zonas de jusante da rede Os reservatórios intermediários situados em pontos estratégicos intercalados no sistema geralmente têm menor capacidade e sua função é servir de volante de regularização das transições entre bombeamento eou adução por gravidade TSUTIYA 2006 p 338 A Figura 10 mostra a classificação dos reservatórios em relação à localização no sistema Figura 10 Reservatórios a montante e a jusante da rede de distribuição Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Os materiais mais empregados para a construção de reservatórios são concreto armado aço fibra de vidro polietileno e PVC LIBARDI JÚNIOR 2020 A escolha do material deve ser feita em função de um estudo técnico e econômico que leve em 42 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE consideração a fundação a disponibilidade de material da região e a agressividade da água a armazenar TSUTIYA 2006 Lembrando sempre que os reservatórios devem manter a potabilidade da água nas condições de fornecimento Sobre a forma o reservatório pode ter qualquer forma desde que esteja adequada ao volume necessário de reservação e mantenha a boa qualidade da água SANTOS et al 2021 Para garantir o funcionamento do sistema os reservatórios devem ser corretamente dimensionados Quanto à capacidade de reservação recomendase que o volume armazenado seja igual ou maior que 13 do volume de água consumido referente ao dia de maior consumo LIBARDI JÚNIOR 2020 p 11 Apesar de ser necessário para o sistema de distribuição de água os reservatórios apresentam algumas desvantagens como o custo elevado para a implantação localização em uma cota adequada para atender às variações de pressões na rede além do impacto ambiental na área de implantação SANTOS et al 2021 Exemplo 2 Calcule a capacidade de um reservatório volume de reservação para abastecimento de água que deve atender uma população de 60000 habitantes com uma vazão de indústria de 25 ls consumo per capita de 200 lhabdia sendo K1 12 e K2 15 O volume de reservação a ser adotado deve ter 13 do volume consumido no dia de maior consumo Solução A vazão para o dia de maior consumo será Como o volume de reservação deve ser 13 do volume consumido no dia de maior consumo então 43 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 215 Estações Elevatórias As estações elevatórias são componentes essenciais dos sistemas de abastecimento de água sendo utilizadas na captação adução tratamento e distribuição de água TSUTIYA 2006 p 225 As estações elevatórias são estruturas utilizadas para recalque de água bruta ou tratada e podem ser usadas para promover o aumento da pressão em adutoras ou nas redes de distribuição de água Os principais componentes das estações elevatórias são os equipamentos eletromecânicos bombas e motores tubulações sucção barrilete e recalque e a construção civil formada pelo poço de sucção e a casa de bomba LIMA 2020 p 53 As bombas em estações elevatórias de água podem estar afogadas e não afogadas A Figura 11 mostra a diferença Figura 11 Diferença entre bomba afogada e não afogada Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 A altura manométrica total H é a carga que deve ser vencida pela bomba quando o líquido está sendo bombeado Para sua determinação devem ser consideradas as alturas geométricas de sucção e recalque as perdas de carga e as cargas cinéticas Cada bomba é projetada basicamente para elevar uma determinada vazão até uma altura manométrica 44 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE total H em condições de máximo rendimento e à medida que o par Q e H se afasta das condições ótimas de operação o rendimento da bomba tende a cair Para a escolha dos conjuntos motorbomba e determinação do ponto de operação da vazão e altura manométrica total do sistema elevatório é necessária uma análise das curvas do sistema elevatório e das bombas disponíveis no mercado passíveis de serem utilizadas em cada caso bem como do tipo de operação do sistema de bombeamento TSUTIYA 2006 22 REDES DE DISTRIBUIÇÃO Uma rede de abastecimento de água é o conjunto de tubulações e acessórios que transporta a água para diversos pontos de consumo Segundo Santos et al 2021 p 50 esse transporte deve ser realizado de forma segura evitando desperdícios e riscos de contaminação da água a fim de que ela promova saúde e conforto para seus consumidores contribuindo para a qualidade de vida As redes podem ser classificadas de acordo com sua configuração em rede ramificada rede malhada e rede mista Segundo Santos et al 2021 na rede ramificada o abastecimento ocorre por meio de uma tubulação tronco alimentada por um reservatório ou por meio de uma elevatória A distribuição é feita diretamente para os condutos secundários sendo conhecido o sentido da vazão de cada trecho Na rede ramificada um acidente que interrompa o escoamento em uma tubulação compromete todo o abastecimento nas tubulações situadas a jusante portanto a adoção é recomendada somente em casos em que não seja possível o traçado de uma rede malhada TSUTIYA 2006 p 390 Já a rede malhada que pode ser formada por blocos ou anéis é possível alimentar qualquer ponto do sistema por mais de um trajeto Isso possibilita uma maior flexibilidade em satisfazer a demanda e facilidade de manutenção da rede com o mínimo de interrupção possível no fornecimento da água SANTOS et al 2021 p 51 Esse é o traçado costumeiro para a rede de distribuição de água de municípios com uma área urbana significativa A rede mista é aquela que mistura uma porção de rede de distribuição malhada juntamente com outra porção de rede de distribuição ramificada SANTOS et al 2021 p 52 A Figura 12 mostra o esquema de uma rede malhada e uma rede ramificada 45 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 12 Rede ramificada e rede malhada Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Tsutiya 2006 recomenda para o traçado das redes que as tubulações principais formem circuitos fechados sempre que possível que as tubulações principais sejam direcionadas para as zonas de maior demanda e próximas de onde se localizam as vazões concentradas que estejam localizadas nas vias ou áreas públicas dando preferência para localização em vias não pavimentadas sem tráfego intenso sempre que possível A vazão da rede de distribuição é dada pela Equação 13 13 46 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Em que Q vazão de distribuição em ls K1 coeficiente do dia de maior consumo usualmente 12 K2 coeficiente da hora de maior consumo usualmente 15 P população de projeto q consumo per capita de água Dividindose a vazão de distribuição pela extensão da rede ou da área a ser abastecida obtémse a vazão especifica dada pela Equação 14 14 Em que qm vazão de distribuição em marcha em ls L extensão total da rede em metros A NBR 12218 ABNT 2017 recomenda que a pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 400 kPa podendo chegar a 500 kPa em regiões de topografia acidentada e com pressão dinâmica mínima de 100 kPa Para atender esses limites é comum ser necessária a divisão da rede em zonas de pressão por exemplo alta média e baixa e o uso combinado de reservatórios apoiados ou elevados em diferentes cotas boosters e válvulas redutoras de pressão A NBR 12218 ABNT 2017 recomenda também que o diâmetro mínimo das tubulações secundárias seja de 50mm e para tubulações principais 75mm A velocidade máxima de dimensionamento deve corresponder a uma perda de carga de até 10mkm e devem ser evitadas velocidades inferiores a 04 ms ABNT 2017 Para o dimensionamento de redes malhadas considerase que a vazão que entra em cada nó deve ser igual à vazão que sai e que o somatório de perda de carga de um anel fechado deve ser zero CONTERATO et al 2018 A seguir veremos detalhadamente o dimensionamento de redes ramificadas 47 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 221 Dimensionamento das Redes Ramificadas Para dimensionar esse tipo de rede a vazão em cada nó é igual à soma das vazões dos nós a jusante O dimensionamento deve ser feito de jusante para montante de acordo com a necessidade de vazão em cada ramo CONTERATO et al 2018 p 121 Segundo Santos et al 2021 devemse seguir os seguintes passos para o dimensionamento de uma rede ramificada 1 Numerar os trechos de jusante para montante 2 Determinar o comprimento de cada trecho L medido em planta em metros m3 Determinar a vazão de distribuição da rede Q em litros por segundo ls conforme Equação 134 Determinar a vazão de distribuição em marcha em ls 5 Partindo das pontas secas extremidades em que as vazões são nulas de jusante para montante determinase para cada trecho a vazão a montante a demanda do trecho e a vazão a jusante 6 Determinar a vazão fictícia do trecho ls através da média das vazões a montante e a jusante 7 Determinar o diâmetro mm do conduto com base no Quadro 3 de pré dimensionamento de canalizações Para isso devese utilizar a vazão fictícia Diâmetro mm Velocidade máxima ms Vazão máxima ls 50 05 10 75 05 22 100 06 47 150 08 141 200 09 283 250 110 539 300 120 848 350 130 1250 400 140 1760 450 150 2380 500 160 3140 48 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 550 170 4030 600 180 5090 Quadro 3 Velocidades máximas em função do diâmetro Fonte Tsutiya 2006 8 Calcular a velocidade média de escoamento no trecho ms usando a vazão fictícia 9 Calcular a perda de carga total no trecho m Para esse passo indicase utilizar Hazen Willians ou a Fórmula Universal É necessário utilizar a vazão fictícia 10 Inserir o valor de pressão conhecido em algum ponto da rede Normalmente é estabelecido um ponto da rede cuja pressão mínima deva ser respeitada 11 Determinar a cota piezométrica de montante do trecho em metros 12 Determinar a pressão disponível de jusante e de montante em metros Por fim devese verificar se as pressões resultantes estão nos limites estabelecidos Caso não estejam modificase a cota do reservatório ou o traçado ou os diâmetros admitidos e repetese o cálculo até que se obtenha uma perfeita distribuição de pressões Exemplo 3 Dimensionar a rede ramificada da Figura 13 sendo conhecidos TSUTIYA 2006 População atendida 5000 habitantes Consumo per capita 200 lhabdia Coeficiente do dia de maior consumo K1 120 Coeficiente da hora de maior consumo K2 150 Cotas do terreno conforme comprimento dos trechos da rede Figura 13 C130 Determinar os diâmetros as pressões cotas piezométricas e a cota do nível mínimo dagua do reservatório de modo que a pressão dinâmica mínima seja de 10mca e a pressão estática máxima de 50 mca 49 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 13 Rede do Exemplo 3 Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Solução Seguindo o passo a passo proposto por Santos et al 2021 1 Cálculo da vazão de distribuição na rede 2 Comprimento total da rede 450 150 100 150 100 200 120 80 1350m 3 Vazão de distribuição em marcha 4 Para auxiliar nos cálculos utilizaremos uma tabela Na coluna 1 está a numeração dos trechos na coluna 2 a extensão de cada trecho a coluna 3 é a vazão em marcha no trecho qm L na coluna 4 está a vazão a jusante QJ igual a zero nas extremidades na coluna 5 a vazão de montante Qm QJ qmL e na coluna 6 a vazão fictícia A Tabela 2 mostra essa planilha 5 Na coluna 7 é o diâmetro obtido a partir do Quadro 3 6 A coluna 8 é a velocidade calculada através da equação da continuidade Q vS em que S é a área da seção de escoamento 50 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Tabela 2 Planilha de cálculo parte 1 Trecho Extensão m Vazão ls Diâme tro mm Velocidade ms Em marcha Jusante Montante Fictícia 1 100 154 0 154 077 50 039 2 100 154 154 309 231 100 029 3 150 231 0 231 116 75 026 4 150 231 540 772 656 150 037 5 80 123 0 123 062 50 031 6 120 185 0 185 093 50 047 7 200 309 309 617 463 100 059 8 450 694 1389 2083 1763 200 055 Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Para o trecho 1 Vazão em marcha qm L 00154 100 154 ls Vazão a jusante 0 a jusante do trecho 1 temos a extremidade da rede então é zero Vazão a montante Qm QJ qmL 0 154 154 ls Vazão fictícia média das vazões a montante e a jusante 0 1542 077 ls Diâmetro escolhido através do Quadro 3 com a vazão fictícia 50mm Velocidade v QS 039 ms E assim segue para todos os trechos até o preenchimento total da primeira etapa conforme a Tabela 2 Na segunda etapa continuando o passo a passo proposto por Santos et al 2021 conforme Tabela 3 7 Cálculo da perda de carga unitária neste exemplo foi utilizada a formula de HazenWilliams com C 130 coluna 1 da Tabela 3 8 Perda de carga no trecho perda de carga unitária multiplicada pelo comprimento do trecho coluna 2 da Tabela 3 9 Cotas do terreno preenchidas através das informações da Figura 13 colunas 3 e 4 10 Cotas piezométricas a jusante e a montante colunas 5 e 6 a partir de um ponto conhecido de pressão em que se preenchem os demais diminuindo a perda de carga 11 Pressão disponível 51 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Tabela 3 Planilha de cálculo parte 2 Perda de carga unitária mm Perda de carga m Cota do terreno m Cota Piezométrica m Pressão Disponível Montante Jusante Montante Jusante Montante Jusante 00046 046 7000 8100 9146 9100 2146 1000 00013 013 7200 7000 9159 9146 1959 2146 00015 023 7200 7600 9159 9136 1959 1536 00012 018 7820 7200 9177 9159 1357 1959 00031 025 7400 7250 9085 9060 1685 1810 00066 079 7400 6020 9085 9006 1685 2986 00046 092 7820 7400 9177 9085 1357 1685 00018 081 8500 7820 9258 9177 758 1357 Fonte Adaptada de Tsutiya 2006 Para o trecho 1 Cálculo da perda de carga unitária Perda de carga no trecho 00049 x 100 049 m Cotas piezométricas no ponto mais desfavorável do sistema a jusante do trecho 1 admitese a pressão dinâmica mínima de 10 mca A cota piezométrica nesse ponto é 10 8100 9100 mca A cota piezométrica a montante desse trecho é 9100 perda de carga no trecho 1 9146 mca Prosseguese no cálculo acrescentando as perdas de carga pois estamos no sentido contrário do fluxo da água Pressão disponível a montante e a jusante por diferenças com as cotas do terreno temse as pressões a montante e a jusante de cada trecho Análise final estando o terreno no local do reservatório na cota 8500 e na cota piezométrica 9263 mca o nível mínimo no reservatório deverá situarse a 763 m 9263 8500 acima do terreno para manter a rede com pressão mínima de 1000 mca 52 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 23 TRATAMENTO DA ÁGUA Entre os componentes do sistema de abastecimento de água está a Estação de Tratamento de Água ETA Essas estações existem para garantir os padrões de potabilidade de água para o consumo humano visto que a maioria dos mananciais não apresenta padrões aceitáveis de potabilidade As ETAs são responsáveis por tratar as águas para que elas estejam adequadas do ponto de vista físicoquímico e microbiológico SANTOS et al 2021 Os tipos e tecnologias usadas para o tratamento dependem da qualidade da água bruta captada do manancial Pompeo e Samways 2020 p 122 afirmam que As águas com boa qualidade demandam poucas etapas de tratamento e tecnologias mais simples ou tratamento simplificado Para águas de pior qualidade fazse uso de tecnologias mais elaboradas caracterizando o chamado tratamento convencional Em alguns casos exigese um tratamento mais complexo denominado tratamento avançado Na realidade quanto pior é a qualidade da água captada mais etapas de tratamento devem ser adicionadas nas ETAs para garantir os padrões de potabilidade exigidos Nas estações de tratamento a água passa por diversas etapas até estar adequada aos padrões de consumo As principais etapas que ocorrem nas ETAs convencionais são coagulação floculação decantação filtração desinfecção e fluoretação A Figura 14 mostra as etapas de uma ETA convencional A fase da coagulação consiste em aglutinar as partículas finas que estão suspensas na água por meio de agentes coagulantes Estes produtos químicos coagulantes sulfato de alumínio cloreto férrico e outros e a agitação intensa atuam na remoção de partículas e impurezas que são responsáveis pela cor odor e sabor da água LIMA 2020 A fase da floculação consiste em fazer as partículas coaguladas se aproximarem para formar flocos maiores Esse fenômeno ocorre em razão da atração de cargas elétricas nos sólidos coagulados e portanto são muito sensíveis à agitação da água devendo esse processo ocorrer em condições de agitação leve e controlada POMPEO SAMWAYS 2020 p 128 Após a mistura rápida ocorrida na coagulação a água passa lentamente pelo tanque de floculação até a próxima etapa a decantação 53 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 14 Estação convencional de tratamento de água Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 Na decantação ou sedimentação os flocos são removidos da água ou seja há a deposição das impurezas através da ação da gravidade Os decantadores são tanques que possuem o fundo levemente inclinado para auxiliar a descarga do material sedimentado As bordas superiores com calhas conduzem a água clarificada para a próxima etapa POMPEO SAMWAYS 2020 A Figura 15 mostra um exemplo de um decantador O material sedimentado nos decantadores também chamado de lodo deve passar por um tratamento antes da destinação final tratamento este semelhante ao tratamento de esgoto Existem os decantadores tradicionais de fluxo horizontal ou de baixa taxa e também os tubulares de fluxo laminar ou alta taxa Nos decantadores de alta taxa existem placas ou anteparos perpendiculares ao fluxo hidráulico que fazem com que as particulas percam energia e se sedimentem diminuindo o tempo de detenção hidráulica e as dimensões dos tanques POMPEO SAMWAYS 2020 54 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 15 Decantador Fonte Envatoelements 2022 Após a decantação a água passa pelo processo de filtragem para remoção de partículas suspensas A água sobredrenante dos decantadores passa por unidades filtrantes formadas por materiais porosos como pedras areia e carvão antracito com a finalidade de remoção dos flocos mais finos e leves que não sedimentaram LIMA 2020 p 59 A Figura 16 mostra as unidades filtrantes Com o tempo pode ocorrer o fenômeno da colmatação nos filtros devido ao acúmulo de flocos presos no meio filtrante Para fazer a limpeza pressurizase a água tratada no fluxo inverso para carregar esse material retido e promover a limpeza Essa água usada na lavagem dos filtros deve retornar ao início do processo para tratamento POMPEO SAMWAYS 2020 A etapa da desinfecção consiste na remoção de micoorganismos patogênicos A desinfecção é realizada por meio de dois tipos de agentes o físico e o químico Dentre os agentes físicos estão a luz solar o calor e a radiação ultravioleta já os agentes químicos englobam o ozônio e peróxido de hidrogênio permanganato de potássio ácido peracético iodo íons metálicos ferratos processos oxidativos avançados dióxido de cloro derivados clorados orgânicos e inorgânicos e bromo MACEDO 2007 p 418 55 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 16 Filtração da água Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 O cloro pode ser usado no processo de desinfecção mas não é única tecnologia A função da cloração é manter certa quantidade de agente desinfectante na tubulação de adução e distribuição para proteger a água no percurso entre o tratamento e os pontos de consumo POMPEO SAMWAYS 2020 p 123 A etapa da fluoretação não é considerada um tratamento em si mas há adição de produtos a base de flúor na água fluossilicato de sódio fluoreto de sódio ou ácido fluossilícico para diminuir a incidência de cárie dentária na população LIMA 2020 Após passar por todas essas etapas nas ETAs a água está potável e adequada para o consumo humano SUGESTÃO DE VÍDEO Abaixo está o link de uma visita a estação de tratamento de água de Guara piranga na zona sul de São Paulo em que os autores mostram cada etapa do tratamento Ao fim do vídeo ainda mostram o tratamento por membranas Bom vídeo httpsyoutubecWBSF0VyiMI 56 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta Unidade você aprofundou os estudos sobre o abastecimento de água que é um dos pilares do saneamento básico responsável pela captação tratamento e envio da água potável até as residências Estudamos sobre as adutoras que são as tubulações de grande porte responsáveis pelo transporte da água conhecemos as redes de abastecimento seus tipos e dimensionamento e aprendemos sobre a estação de tratamento de água responsável por transformar a água bruta captada do manancial em água potável No próxima Unidade estudaremos sobre as redes de esgoto e o tratamento dessa água que já foi utilizada pela população Até lá 57 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 A bomba em uma estação elevatória de adução de água trabalha afogada quando a Existe excesso de combustível b Necessita succionar água do poço de sucção que está em nível inferior ao da bomba c O ar não é eliminado da tubulação causando o afogamento da bomba d A bomba está em nível inferior ao nível de água do poço de sucção e A casa de máquinas inunda periodicamente causando o afogamento da bomba 02 As principais etapas na ordem em que ocorrem nas estações de tratamento de água convencionais são a Coagulação floculação decantação filtração desinfecção e fluoretação b Floculação deposição sedimentação e desinfecção c Aeração filtração coagulação fluoretação e sedimentação d Fluoretação cloração coagulação e desinfecção e Decantação coagulação cloração desinfecção e fluoretação 03 A vazão da captação estação elevatória e adutora até a ETA inclusive é dada pela equação abaixo Assinale a alternativa que representa essa vazão para uma localidade com população de 3000 habitantes consumo per capita de 180 lhabdia sendo que o consumo da ETA é de 2 da água captada Não há consumidores específicos Adote K112 a 750 ls 58 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE b 765 ls c 785 ls d 934 ls e 956 ls UNIDADE3 SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 60 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Identificar os tipos de sistemas de esgoto Verificar os componentes de um sistema de esgotamento sanitário Dimensionar as vazões de uma rede de esgoto Conhecer o tratamento individual e coletivo de esgoto Conceituar águas urbanas e escoamento pluvial INTRODUÇÃO Na Unidade 3 você estudará detalhadamente os sistemas de esgotamento sanitário e suas partes componentes Vamos aprender sobre os tipos de sistemas de esgoto a rede coletora e seus componentes as vazões constituintes o tratamento do esgoto e a drenagem pluvial O dimensionamento e a manutenção adequados de um sistema de esgotamento sanitário são fundamentais para evitar a contaminação da população e do meio ambiente Assim como o dimensionamento e a manutenção da drenagem urbana impedem os alagamentos e inundações evitando transtornos à população 31 SISTEMAS DE ESGOTO Santos et al 2021 p 75 afirmam que o sistema de esgotamento sanitário é a junção de componentes responsáveis pela coleta pelo transporte pelo tratamento e pela disposição final dos esgotos sanitários Segundo Pompeo e Samways 2020 os sistemas de coleta de esgoto podem ser individuais unitários separadores absolutos e mistos Os sistemas individuais são aqueles em que o tratamento do esgoto é feito na 61 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE própria edificação por exemplo a utilização do conjunto fossa séptica e filtro anaeróbio adotados na ausência de redes coletoras de esgoto No sistema unitário o esgoto doméstico e as águas pluviais são coletados e encaminhados na mesma galeria para uma estação de tratamento de esgoto ETE Esse sistema não é recomendado para o Brasil pois seriam necessárias tubulações de grande diâmetro sobretudo em regiões com altos índices pluviométricos e haveria superdimensionamento das estações de tratamento de esgoto em razão do grande volume gerado no período das chuvas POMPEO SAMWAYS 2020 O sistema separador absoluto é o sistema utilizado no Brasil no qual são separadas as águas pluviais do esgoto sanitário Os esgotos concentrados seguem para as estações de tratamento enquanto as águas pluviais retornam ao rio mais próximo O sistema é dito misto quando se utilizam o sistema unitário e separador absoluto na mesma cidade A Figura 17 ilustra a diferença entre os dois sistemas Figura 17 Sistemas de esgotos Fonte Adaptada de Pompeo e Samways 2020 62 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Segundo Pompeo e Samways 2020 p 148 as razões para se exigir o uso do sistema separador absoluto no Brasil são Alto índice pluviométrico na maioria das localidades brasileiras Menores custos de implantação pelo fato de utilizar tubulação de diâmetro menor e mais barata em relação ao utilizado nos sistemas unitários justamente por não contar com vazões da coleta de águas pluviais Reduzido tempo de implantação por ter diâmetros menores as tubulações são mais fáceis de ser adquiridas e instaladas podem ser implantadas na via ou no passeio e não há necessidade de pavimentação da via Redução da extensão de tubulações de grande diâmetro pois o esgoto coletado ao longo da rede pode ser encaminhado por uma significativa distância antes da necessidade de aumento em seu diâmetro em razão do acréscimo da vazão Menor vazão de esgoto tratado permitindo ETEs mais compactas Maior concentração de impurezas no esgoto auxiliando o tratamento biológico nas ETEs 32 REDE DE ESGOTOS SANITÁRIOS Conterato et al 2018 p 129 afirmam que o sistema de coleta e transporte de esgoto sanitário é projetado em sua grande parte por gravidade ou seja adaptando se à topografia da região para escoar naturalmente Pode ser necessária a construção de estações elevatórias ou trechos que funcionem como conduto forçado para transpor obstáculos topográficosA NBR 9649 ABNT1986 estabelece as diretrizes e critérios para a elaboraçãode projetos de redes coletoras de esgotos sanitários Esse sistema pode ser dividido em rede coletora interceptor emissário sifão invertido corpo de água receptor estação elevatória e estação de tratamento SANTOS et al 2021 Tsutiya e Sobrinho 2011 p 6 definem as partes constituintes de um sistema de esgoto sanitário 63 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE rede coletora conjunto de canalizações destinadas a receber e conduzir os esgotos dos edifícios coletor tronco é o coletor principal de uma bacia de drenagem que recebe a contribuição dos coletores secundários conduzindo seus efluentes a um interceptor ou emissário interceptor canalização que recebe coletores ao longo de seu comprimento não recebendo ligações prediais diretas emissário canalização destinada a conduzir os esgotos a um destino conveniente estação de tratamento eou lançamento sem receber contribuições em marcha sifão invertido obra destinada a transposição de obstáculo pela tubulação de esgoto funcionando sob pressão corpo de água receptor corpo de água onde são lançados os esgotos estação elevatória conjunto de instalações destinadas a transferir os esgotos de uma cota mais baixa para outra mais alta estação de tratamento conjunto de instalações destinadas a depuração dos esgotos antes de seu lançamento no corpo receptor A ligação predial interliga o sistema de esgoto das propriedades particulares ao sistema de coleta público O coletor público de esgoto é a tubulação que recebe efluentes de coletores prediais em qualquer ponto de sua extensão Os de maior extensão são chamados de coletores principais O coletor tronco que é um tubo de maior diâmetro recebe apenas contribuições de coletores de esgoto e envia o efluente até um interceptor ou emissário O interceptor segue para o destino final recebendo contribuições em pontos específicos não recebendo contribuições de ligações domiciliares ao longo de seu trecho CONTERATO et al 2018 A Figura 18 mostra um esquema das tubulações que compõem a rede de esgoto 64 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 18 Esquema mostrando coletor de esgoto coletor tronco e interceptor Fonte Adaptada de Conterato et al 2018 Ao longo da rede de esgoto existem também os órgãos acessórios que são utilizados ao longo do sistema de coleta e transporte de esgoto para permitir interligações transpor obstáculos ou facilitar a inspeção e limpeza da rede em geral CONTERATO et al 2018 p 133 O poço de visita PV é uma câmara que permite a visitação para limpeza ou manutenção O terminal de inspeção e limpeza TIL não permite a visitação mas autoriza a inspeção e introdução de equipamentos de limpeza na rede O terminal de limpeza TL permite apenas a introdução de equipamentos para limpeza É o mais simples entre os acessórios de interligação e por isso é instalado no início de coletores A caixa de passagem é como um poço de visita mas não tem acesso É utilizada por exemplo em mudança de direção sem a necessidade de acesso para inspeção ou limpeza CONTERATO et al 2018 Para a elaboração do projeto da rede coletora de esgoto Santos et al 2021 afirmam que é necessário o levantamento planialtimétrico da área de projeto e de suas zonas de expansão em escala mínima de 12000 com curvas de nível de metro em metro Também afirmam a necessidade da planta em escala mínima de 110000 em que estejam representadas as áreas das bacias de esgotamento de interesse para o projeto Por funcionar por gravidade o traçado da rede coletora de esgotos sofre influência direta da topografia do local em que a rede será instalada Em função disso segundo Tsutiya e Sobrinho 2011 podese ter os seguintes tipos de rede Rede perpendicular indicada para cidades atravessadas ou circundadas por 65 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE cursos dágua Possui vários coletores tronco independentes com um traçado perpendicular ao curso de água onde um interceptor marginal recebe o efluente desses coletores para encaminhar ao destino Rede em leque usada em cidades com terrenos acidentados como São Paulo Neste tipo de rede os coletores tronco ficam no fundo de vales ou nas partes baixas das bacias nele incidem os coletores secundários com um traçado em forma de leque ou espinha de peixe Rede radial ou distrital usada em cidades planas como Santos e Rio de Janeiro Neste caso a cidade é dividida em distritos ou setores e em cada setor são criados pontos baixos para onde o efluente é destinado Desses pontos baixos o esgoto é bombeado para um distrito vizinho ou para o destino final A Figura 19 mostra um exemplo do traçado desses três tipos de rede Figura 19 Tipos de traçados de rede de esgoto Fonte Adaptada de Tsutiya e Sobrinho 2011 66 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE SAIBA MAIS Abaixo está o link de um artigo científico que mostra a influência da topografia no dimensionamento das redes coletoras de esgoto Boa leitura httpsmultivixedubrwpcontentuploads201812redescoletorasdeesgotosanitarioa influenciadatopografianodimensionamentopdf 321 Dimensionamento das Redes de Esgoto Santos et al 2021 p 82 afirmam que o cálculo das vazões para o dimensionamento dos esgotamentos sanitários considera a população atendida o consumo per capita o coeficiente de retorno e os coeficientes de variação de vazão A população a ser atendida depende de levantamento de dados atuais e do cálculo das previsões conforme visto na Unidade 1 O consumo per capita pode ser definido como a quantidade de água consumida por uma pessoa em suas atividades rotineiras também já estudado na Unidade 1 Os coeficientes de variação de vazão referemse à variação de vazões conforme as demandas mensais horárias e sazonais Os coeficientes K1 coeficiente do dia de maior consumo e K2 coeficiente da hora de maior consumo já foram estudados na Unidade 1 Nas redes de esgoto pode ser necessária a utilização do coeficiente K3 que é o coeficiente de mínima vazão horária A NBR 9649 ABNT 1986 recomenda que na ausência de valores determinados por medições práticas devem ser utilizados os valores de K1 12 K2 15 e K3 05 para projetos de sistemas de esgotamento sanitário A relação entre o consumo de água e a geração de esgoto sanitário caracterizase pelo coeficiente ou taxa de retorno POMPEO SAMWAYS 2020 p 150 Nem toda a água potável consumida por uma residência volta na forma de esgoto doméstico parte é perdida por evaporação infiltração no solo ou vai para o sistema de águas pluviais Na falta de dados específicos a NBR 9649 ABNT 1986 estabelece que 80 da água distribuída retorne na forma de esgoto sanitário Segundo Santos et al 2021 a vazão doméstica média de esgotos é calculada pela 67 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Equação 15 15 Em que Qmed vazão doméstica média ls P população hab C coeficiente de retorno q consumo de água per capita lhabdia A vazão máxima diária é calculada por meio da Equação 16 16 Em que Qmáx vazão máxima diária ldia P população hab C coeficiente de retorno q consumo de água per capita lhabdia K1 coeficiente do dia de maior consumo A vazão máxima horária é calculada por meio da Equação 17 17 Em que Qmáxh vazão máxima horária ldia P população hab C coeficiente de retorno q consumo de água per capita lhabdia K1 coeficiente do dia de maior consumo K2 coeficiente da hora de maior consumo A vazão mínima é calculada pela Equação 18 18 68 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Em que Qmín vazão mínima ldia P população hab C coeficiente de retorno q consumo de água per capita lhabdia K3 coeficiente de mínima vazão horária Exemplo 4 Para uma localidade com 5000 habitantes e vazão per capita de 200lhabdia estime as vazões média máxima diária máxima horária e mínima Para tal considere os valores K1 12 K2 15 K3 05 e o coeficiente de retorno de 80 Solução Vazão doméstica média Vazão máxima diária Vazão máxima horária Vazão mínima As águas de infiltração que acabam entrando nas tubulações também são responsáveis por uma parcela significativa de vazão nas redes coletoras de esgoto Essa taxa é referente a um volume que se infiltra na tubulação e depende de condições como o nível do lençol freático natureza do solo material e qualidade da execução da rede CONTERATO et al 2018 p 139 Segundo a NBR 9649 ABNT 1986 as águas de infiltração variam de 005 a 10 LsKm Portanto a vazão de infiltração é dada pela Equação 19 19 69 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Em que Qinf vazão de infiltração ls Txinf taxa de infiltração entre 005 e 1 lsKm L comprimento da rede Km Também devem ser consideradas vazões concentradas ou singulares referentes às contribuições de esgoto Geralmente são consideradas contribuições concentradas aquelas provenientes de grandes escolas hospitais clubes estações rodoviárias shopping centers grandes edificações residenciais eou comerciais TSUTIYA SOBRINHO 2011 Os esgotos industriais só poderão ser lançados na rede coletora pública desde que garantam sua integridade e dos processos de tratamento do esgoto CONTERATO et al 2018 Caso seus aspectos não se assemelhem ao esgoto doméstico os esgotos industriais devem passar por tratamento preliminar a fim de admitir características aceitáveis permitindo seu lançamento Assim segundo Tsutiya e Sobrinho 2011 a vazão de esgoto sanitário é composta pelas seguintes parcelas conforme Equação 20 20 Em que Q vazão de esgoto sanitário ls Qmed vazão doméstica ls Qinf vazão de infiltração ls Qc vazão concentrada ou singular ls Exemplo 5 Calcular a vazão de esgoto de determinada região que tem 10000 habitantes consumo per capita de 180 lhabdia e coeficiente de retorno de 80 Considere K1 12 K2 15 e uma vazão industrial de esgoto de 80000 ldia A rede coletora tem 165 Km recentemente construídos Solução Cálculo da vazão de infiltração supondo que a rede é nova será considerada a taxa de infiltração de 005 lsKm 005 165 0825 ls A vazão doméstica máxima é dada por 70 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A vazão de esgoto será A NBR 9649 ABNT 1986 estabelece alguns critérios em relação ao dimensionamento de redes de esgoto Recomendase como menor valor de vazão 15 Ls em qualquer trecho O menor diâmetro adotado na rede não deve ser inferior a DN 100 A máxima declividade admissível é aquela para a qual se tenha a velocidade final igual a 5 ms 33 TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS Conterato et al 2018 p 175 afirmam que o esgoto nada mais é do que a água transportando sólidos que são despejados de residências e indústrias todos os dias Quando lançados nos corpos dágua sem tratamento esses sólidos presentes no esgoto são responsáveis pela degradação da qualidade de um corpo dágua CONTERATO et al 2018 Segundo Santos et al 2021 p 74 os esgotos sanitários contêm aproximadamente 999 de água e a fração restante inclui sólidos orgânicos e inorgânicos suspensos e dissolvidos bem como microrganismos Portanto é devido a essa fração de 01 que há necessidade de tratar os esgotos Quando o esgoto é lançado sem tratamento em um corpo receptor acaba consumindo grande parte do oxigênio dissolvido na água nos processos de degradação da matéria orgânica Esse consumo se deve aos processos de estabilização da matéria orgânica realizados pelas bactérias decompositoras que utilizam o oxigênio disponível no meio líquido para sua respiração CONTERATO et al 2018 A redução de oxigênio 71 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE dissolvido tem diversas complicações do ponto de vista ambiental sendo um dos principais problemas de poluição das águas podendo causar a morte de peixes e outros animais aquáticos A autodepuração é a capacidade de um curso dágua se recuperar por meio de mecanismos puramente naturais CONTERATO et al 2018 p 176 Esse tempo necessário para a autodepuração vai depender da capacidade de assimilação do corpo receptor Em um rio ou mar o fenômeno pode durar menos que em lagos pois a agitação favorece a aeração do escoamento acelerando o processo CONTERATO et al 2018 p 176 Santos et al 2021 afirmam que um dos principais indicadores para a análise tanto da água como dos esgotos é o oxigênio dissolvido A partir da análise da demanda bioquímica de oxigênio DBO ou da demanda química de oxigênio DQO é possível avaliar a concentração de matéria orgânica presente no líquido A DBO representa a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica por ação de bactérias aeróbias Dessa forma indica a quantidade de oxigênio necessária para as bactérias aeróbias consumirem a matéria orgânica presente em um líquido água ou esgoto SANTOS et al 2021 p 73 Assim podese definir a DBO como um índice da concentração de matéria orgânica presente em um volume de água A DQO indica a quantidade de oxigênio necessária para a oxidação da matéria orgânica por meio de um agente químico Esses dois parâmetros analisam a quantidade de oxigênio necessária para a oxidação dos compostos orgânicos ou seja o oxigênio dissolvido SANTOS et al 2021 p 73 Quando existe a sobrecarga de nutrientes na água que pode ocorrer devido ao lançamento de esgotos ocorre um fenômeno conhecido como eutrofização em que há uma grande proliferação de algas e cianobactérias que impedem a penetração da luz solar no ambiente aquático Sem luz muitos organismos que dependem de fotossíntese acabam morrendo CONTERATO et al 2018 p 177 331 Tratamento Individual de Esgoto Sanitário Os sistemas individuais de esgoto sanitário devem ser usados em locais onde ainda não há rede coletora de esgoto para enviálo a uma estação de tratamento ETE Entre os sistemas individuais a fossa séptica ou tanque séptico é um sistema mundialmente 72 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE utilizado sendo uma alternativa econômica e de fácil operação De acordo com Conterato et al 2018 p 190 a fossa séptica consiste em uma câmara construída especialmente para reter os esgotos por determinado tempo de modo a permitir a sedimentação dos sólidos e a retenção de materiais graxos transformando os em compostos mais simples e estáveis Pompeo e Samways 2020 afirmam que a eficiência desta unidade de tratamento varia de 30 a 50 na remoção da DBO Afirmam ainda que os tanques sépticos promovem simultaneamente processos de sedimentação digestão e armazenamento da matéria orgânica POMPEO SAMWAYS 2020 p 160 As fossas sépticas podem ser em concreto préfabricado em fibra de vidro ou moldadas in loco em concreto armado ou blocos cerâmicos e cimento A NBR 7229 ABNT 1993 é a norma que orienta sobre as condições gerais para projeto construção e operação do sistema de tanques sépticos A Figura 20 mostra o esquema de funcionamento de uma fossa séptica Figura 20 Fossa séptica Fonte Adaptada de ABNT 1993 A NBR 7229 ABNT 1993 recomenda algumas distâncias mínimas horizontais que devem ser observadas em relação à localização da fossa séptica 73 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 15 m de construções limites do terreno sumidouros valas e ramal predial de água 3 m de árvores e de qualquer marcação da rede pública para abastecimento de água 15 m de poços freáticos e de corpos de água Segundo Conterato et al 2018 antes da destinação final o efluente da fossa pode receber tratamento complementar Geralmente são utilizados filtros anaeróbios de fluxo ascendente que consistem em uma câmara com camadas de material filtrante CONTERATO et al 2018 p 190 A utilização do conjunto fossa e filtro pode chegar a uma eficiência de 70 a 85 na remoção de DBO O filtro anaeróbio segundo Santos et al 2021 p 113 é um reator biológico utilizado para depurar todo o esgoto por meio dos microrganismos não aeróbios É utilizado como retenção dos elementos sólidos e o trabalho anaeróbio costuma receber influência devido à oscilação de temperatura do esgoto A NBR 13969 ABNT 1997 que é complementar a NBR 7229 ABNT 1993 orienta sobre projeto execução e operação do filtro anaeróbio O filtro anaeróbio pode ser executado em concreto armado ou plástico ou fibra de vidro de alta resistência para que não haja possibilidade de infiltração da água externa A Figura 21 mostra um corte esquemático de um filtro anaeróbio Figura 21 Filtro Anaeróbio Fonte Adaptada de ABNT 1997 74 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE No funcionamento do filtro de fluxo ascendente segundo Conterato et al 2018 o esgoto é obrigado a circular no sentido ascendente passando através de camadas filtrantes que podem ser de diferentes materiais Em volta dessas camadas filtrantes desenvolvemse bactérias que atuam na decomposição de outros poluentes que não foram degradados na fossa séptica Os elementos filtrantes podem ser pedra brita cepilhos de madeira material cerâmico ou plástico Após passar pelo tratamento da fossa séptica e do filtro anaeróbio o efluente tratado pode ser lançado na rede de drenagem pluvial Caso a localidade não tenha rede de drenagem pode ser feito um sumidouro O sumidouro também denominado poço absorvente tem como função o escoamento para o solo por meio de infiltração da água residuária recebida do tanque séptico CONTERATO et al 2018 p 199 O sumidouro funciona de maneira contrária a um poço de água pois recebe o esgoto líquido no seu interior e através de suas paredes permite a infiltração no terreno Por ser verticalizado seu uso é recomendado somente nas áreas onde o lençol freático é profundo de forma que possa ser garantida uma distância mínima de 150 m entre o seu fundo e o nível máximo do lençol freático para evitar contaminação Em casos em que o lençol freático não é tão profundo podem ser feitas as valas de infiltração que são valas que recebem o efluente e permitem a infiltração pelo solo assim como o sumidouro A vala de infiltração é um método de disposição do efluente de esgotos que consiste na sua percolação no solo onde ocorre a depuração por processos físicos retenção de sólidos químicos adsorção e bioquímicos oxidação ABNT 1997 p 16 A vala funciona através de um conjunto de tubulações assentado a uma certa profundidade utilizando o solo também como meio filtrante 332 Tratamento Coletivo de Esgoto Sanitário O tratamento coletivo dos efluentes domésticos é realizado nas Estações de Tratamento de Esgotos ETE que têm como principal objetivo reduzir as cargas poluidoras do esgoto sanitário SANTOS et al 2021 p 70 Assim em uma ETE são removidos sólidos suspensos compostos orgânicos biodegradáveis e organismos patogênicos além de nutrientes metais pesados e sólidos dissolvidos inorgânicos 75 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Santos et al 2021 afirmam que o tratamento de esgoto é uma combinação de três processos processos físicos químicos e biológicos Nos processos físicos as impurezas são removidas por peneiramento sedimentação filtração flotação absorção ou adsorção ou ambas e centrifugação Nos processos químicos as impurezas são removidas por meio de coagulação absorção óxidoredução desinfecção e troca iônica Já nos processos biológicos os poluentes são removidos por mecanismos como tratamento aeróbico tratamento anaeróbico e processo de fotossíntese como ocorre nas lagoas SANTOS et al 2021 p 95 A NBR 12209 ABNT 2011 fixa as condições exigíveis para a elaboração de projeto hidráulicosanitário de estações de tratamento de esgoto sanitário ETE A Figura 22 mostra uma estação de tratamento de esgoto Figura 22 Estação de tratamento de esgoto Fonte Envatoelements 2022 As ETEs possuem diferentes configurações dependendo da tecnologia empregada mas todas elas apresentam o tratamento preliminar O tratamento preliminar é formado por gradeamento e desarenação Esse tratamento é muito importante pois é responsável 76 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE pela retirada de sólidos grosseiros como garrafas pet tecidos e materiais inertes de fácil sedimentação como areia e pedras Esses materiais podem danificar bombas hidráulicas e obstruir as tubulações caso sejam encaminhados para o tratamento POMPEO SAMWAYS 2020 O gradeamento consiste em retirar os sólidos por meio físico através de grades com espaçamento que variam de 10 a 25 cm O desarenador é um tanque de sedimentação onde são removidas partículas com densidade alta como areia pedras cascas sementes de plantas plásticos e metal Após gradeamento e tanque desarenador o esgoto deve passar por um dispositivo medidor de vazão geralmente uma calha Parshall POMPEO SAMWAYS 2020 Após o tratamento preliminar o nível de tratamento pode ser classificado segundo o grau de eficiência em tratamento primário secundário e terciário O tratamento primário tem a função de clarificar o esgoto removendo os sólidos que podem sedimentar pelo seu próprio peso Esse primeiro lodo formado é chamado de lodo primário bruto CONTERATO et al 2018 p 180 Nessa etapa o esgoto é encaminhado para um tanque de sedimentação onde os sólidos ali presentes sedimentam e ficam no fundo do tanque Podem ser necessários produtos químicos para auxiliar na sedimentação além disso nessa etapa também podem ser removidos sólidos flutuantes óleos e graxas POMPEO SAMWAYS 2020 No tratamento secundário são utilizados microrganismos para degradação da matéria orgânica e redução de sólidos suspensos e dissolvidos no esgoto A participação dos microrganismos é fundamental e eles podem ser aeróbios que usam o oxigênio para realizar suas funções metabólicas ou anaeróbios que não necessitam de oxigênio na degradação Existem diferentes processos usados no tratamento secundário que utilizam os microrganismos A escolha do tratamento ideal vai depender das características do esgoto do clima da região da disponibilidade de energia da disponibilidade de espaço entre outros CONTERATO et al 2018 Entre eles estão os lodos ativados reatores anaeróbios e lagoas de estabilização O tratamento por lodos ativados consiste na mistura completa do esgoto com certo volume de lodo biologicamente ativo ou seja com microrganismos degradadores da matéria orgânica POMPEO SAMWAYS 2020 p 178 Na presença de oxigênio dissolvido são formados flocos que decantam no tanque formando o lodo Este lodo que recircula no sistema e o excesso são descartados após tratamento do lodo que veremos mais adiante O esgoto tratado é coletado por canaletas na superfície e passa para a próxima etapa Tratase de um sistema que não necessita de grandes áreas para sua instalação mas precisa de alto grau de mecanização o que implica em elevado consumo de energia 77 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE e manutenção A eficiência do sistema chega a 90 na remoção da matéria orgânica POMPEO SAMWAYS 2020 Nos reatores anaeróbios o tratamento é realizado por microrganismos presentes em um manto de lodo formado no interior dos reatores anaeróbios CONTERATO et al 2018 p 183 Jordão e Pessoa 2014 apud CONTERATO et al 2018 p 183 afirmam que essas estruturas têm as seguintes partes câmara de digestão onde se localiza o manto de lodo e onde se processa a digestão anaeróbia separador de fases dispositivo que separa as fases líquida e gasosa da fase sólida é na verdade um defletor de gases zona de transição encontrase entre a zona de digestão e a zona de sedimentação superior zona de sedimentação o esgoto com uma velocidade ascensional verte pelas aberturas superiores permitindo que os sólidos ainda presentes sedimentem e retornem para as zonas de transição e digestão zona de acumulação de gás zona onde o gás se acumula para ser coletado posteriormente A eficiência de um reator anaeróbio chega a 70 na remoção da DBO e na remoção dos sólidos na ordem de 67 a 90 O tratamento por lagoas consiste na estabilização da matéria orgânica pela oxidação bacteriológica eou redução fotossintética das águas As lagoas podem ser utilizadas em série onde cada uma tem características próprias Elas são classificadas em Lagoas anaeróbias mais profundas de dois a cinco metros onde há predomínio da ação de microrganismos anaeróbios Lagoas facultativas são menos profundas e o tratamento ocorre de maneira aeróbia na parte superior da lagoa devido à presença do oxigênio do ar atmosférico e do oxigênio produzido por algas fotossintetizantes Lagoas de maturação têm como objetivo a remoção de organismos patogênicos devido à incidência da radiação ultravioleta da luz solar por isso são escavações rasas inferiores a um metro As lagoas apesar de demandarem uma área grande em relação a outros processos apresentam boa eficiência principalmente em regiões com clima quente CONTERATO 78 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE et al 2018 p 185 A remoção de DBO fica na faixa de 50 a 70 No tratamento terciário são removidos poluentes específicos micronutrientes e patógenos além de outros poluentes não retidos no tratamento primário e secundário Aqui removemse compostos como nitrogênio e fósforo além da extração completa da matéria orgânica Entre os principais métodos de tratamento terciário estão os processos de desinfecção por cloração raios ultravioletas ou ozonização CONTERATO et al 2018 Nas ETEs também deve ocorrer o tratamento do lodo igualmente chamado de tratamento sólido antes de ser descartado Esse tratamento consite em quatro etapas adensamento estabilização desidratação e higienização O adensamento consiste em concentrar os sólidos presentes no lodo para reduzir sua umidade Pode ser realizado por gravidade ou por flotação que consiste na adição de um polímero que facilita o arraste e o acúmulo do lodo na superfície do tanque A estabilização pode ser realizada por digestão anaeróbia aeróbia tratamento térmico ou ainda estabilização química A desidratação pode ser realizada por processos naturais ou mecânicos leito de secagem como exemplo de desidratação natural e prensa desaguadora como exemplo de desidratação mecânica Existem diferentes métodos para a higienização entre os mais usados estão a adição de cal e a composta gem A necessidade de higienização depende da destinação final já que a incineração ou a disposição em aterro sanitário requerem uma higienização menos rigorosa CONTERATO et al 2018 p 188 34 DRENAGEM URBANA A drenagem urbana compreende o conjunto de obras ou instalações destinadas a escoar o excesso de água seja em rodovias na zona rural ou na malha urbana Ela compreende o conjunto de todas as medidas a serem tomadas que visem a atenuação dos riscos e dos prejuízos decorrentes de inundações Por muitos anos a drenagem urbana visava afastar as águas da chuva o mais rápido 79 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE possível para jusante As cidades impermeabilizavam o solo e canalizavam os córregos para que a água da chuva uma vez no solo fosse afastada da cidade rapidamente Com o crescimento da urbanização a solução de canalização não resolve mais o problema e o foco agora passa a ser outro A impermeabilização do solo faz com que diminua a infiltração da água da chuva e desta forma aumente o volume de escoamento superficial O foco hoje em dia é o manejo das águas pluviais urbanas uma drenagem urbana sustentável A Figura 23 ilustra o processo Esse foco deve ser movido para uma abordagem sistêmica na qual a bacia inteira deve ser considerada Ações distribuídas espalhadas ao redor da bacia cumprem com a drenagem a fim de controlar a geração de escoamentos Aspectos espaciais e temporais devem ser analisados de uma forma que o conjunto de propostas e soluções possam reorganizar os padrões de escoamento e minimizar as inundações MIGUEZ MAGALHÃES 2010 Figura 23 Esquema da evolução das soluções de drenagem urbana e urbanização Fonte Adaptada de Miguez e Magalhães 2010 Os fundamentos da drenagem urbana moderna estão basicamente em não transferir os impactos a jusante evitar a ampliação das cheias naturais recuperar os corpos hídricos buscar o reequilíbrio dos ciclos naturais hidrólogos biológicos e ecológicos e considerar a bacia hidrográfica como unidade espacial de ação Para gerenciamento adequado da drenagem urbana são indispensáveis o conhecimento da área o seu monitoramento o planejamento das ações visando minimização dos impactos 80 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE e principalmente a participação e motivação da população envolvida A microdrenagem urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais a nível de loteamento ou de rede primária urbana TUCCI et al 2015 A principal função do sistema de microdrenagem é coletar e conduzir a água pluvial até o sistema de macrodrenagem além de retirar a água pluvial dos pavimentos das vias públicas evitar alagamentos oferecer segurança aos pedestres e motoristas e evitar ou reduzir danos Compõem o sistema de microdrenagem as vias as sarjetas o meiofio as bocas de lobo os tubos e conexões os poços de visita e os condutos forçados Existem algumas soluções alternativas visando à redução dos impactos da urbanização sobre o comportamento hidrológico das bacias que são os reservatórios domiciliares de águas pluviais as trincheiras de infiltração os valos de armazenamento o armazenamento em coberturas o armazenamento e a infiltração em áreas de estacionamento entre outras que são igualmente parte do sistema de microdrenagem A macrodrenagem urbana é o conjunto de ações estruturais e não estruturais destinadas a controlar cheias para evitar inundações e suas consequências São obras que têm como objetivo melhorar o escoamento da água de forma a diminuir os problemas com erosão assoreamento e inundações ao longo dos talvegues fundo de vale As estruturas de macrodrenagem destinamse à condução final das águas captadas pela drenagem primária dando prosseguimento ao escoamento dos deflúvios oriundos das ruas sarjetas valas e galerias A macrodrenagem de uma zona urbana corresponde à rede de drenagem natural préexistente nos terrenos antes da ocupação sendo constituída pelos córregos riachos e rios localizados nos talvegues e vales TUCCI et al 2015 Tem como objetivo minimizar riscos e prejuízos em áreas de extensão significativa causados por cheias com períodos de retorno relativamente grandes O traçado de macrodrenagem obedece ao caminho natural dos corpos aquáticos e as áreas envolvidas são na maioria maiores que 3 km² grandes bairros bacias hidrográficas As vazões de projeto são oriundas de eventos com 20 50 ou 100 anos de período de retorno TUCCI et al 2015 SAIBA MAIS Abaixo o link de um artigo que mostra alguns sistemas de drenagem urbana sustentável entre eles pavimento permeável reservatórios de detenção trinchei ras de infiltração poço de infiltração telhado verde e faixas gramadas httpswwwceaunesporgbrholosarticleview30544903 81 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 35 REDE DE ESGOTO PLUVIAL De acordo com Almeida 2020 para o dimensionamento dos elementos de captação e transporte da microdrenagem é necessário estimar a vazão de projeto que é dada pelo método racional conforme Equação 21 21 Em que Q vazão de projeto m³s C coeficiente de escoamento superficial admissional i intensidade pluviométrica mmh A área de drenagem Km² O coeficiente de escoamento superficial varia conforme a cobertura do solo e representa o percentual do volume que escoa superficialmente em relação ao volume precipitado Podem ser utilizados valores tabelados de referência conforme Quadro 4 para o coeficiente de escoamento superficial SUPERFÍCIE VALOR ESPERADO Asfalto 083 Concreto 088 Calçadas 080 Telhado 085 Grama em solo arenoso plano 008 Grama em solo arenoso inclinado 018 Grama em solo argiloso plano 015 Grama em solo argiloso inclinado 030 Quadro 4 Coeficiente de escoamento superficial Fonte Santos et al 2021 82 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A intensidade pluviométrica pode ser obtida a partir das curvas de intensidade duração frequência IDF ou a partir de equações de chuva específicas para cada região A área de drenagem pode ser calculada com base em levantamentos topográficos ALMEIDA 2020 Uma etapa fundamental no dimensionamento do sistema de drenagem é a especificação do tamanho apropriado dos componentes do sistema especialmente tubos canais e reservatórios SANTOS et al 2021 p 167 O projeto de tubulações de águas pluviais requer um longo esforço para coleta dos dados além disso devem ser projetados como condutos livres minimizando possíveis transtornos relacionados à sobrepressão nas tubulações Para o dimensionamento de uma rede de águas pluviais diversos são os critérios e parâmetros adotados envolvendo grandezas como o tempo de concentração velocidade mínima e máxima tipo de escoamento considerado no cálculo influência de remanso dentre outros Assim é preciso analisar os critérios e fixálos dentro de certas restrições para dimensionar as galerias de águas pluviais PDDU 2011 Dentre os procedimentos e critérios básicos de projeto de uma rede de galerias de águas pluviais alguns podem ser resumidamente citados abaixo PDDU 2011 Para o projeto de uma rede de galerias de águas pluviais é necessário dispor do arranjo geral da rede em planta O ponto inicial de uma rede de galerias de águas pluviais deve corresponder ao ponto onde a vazão escoada pela rua ou avenida supera a capacidade admissível para esta Devem ser previstas galerias desde os pontos altos do arruamento possibilitando a implantação das ligações pluviais de todos os lotes Em seguida é necessário estabelecer um perfil preliminar e seus respectivos ramais adotando de início diâmetros arbitrários para os diversos trechos com a finalidade de uma avaliação preliminar das velocidades de escoamento para a determinação dos respectivos tempos de concentração O dimensionamento é efetuado utilizando a fórmula de Manning que retrata as condições de operação do conduto em regime permanente uniforme dada pela Equação 22 22 83 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Em que Q vazão m³s i declividade mm n coeficiente de rugosidade de Manning A área m² P perímetro molhado m R raio hidráulico AP m Os elementos geométricos característicos da seção circular necessários aos cálculos a serem efetuados estão indicados na Figura 24 Com os elementos indicados na Figura 24 são calculadas as velocidades de escoamento nos diversos trechos da rede de galerias Em seguida são calculados os tempos de escoamento nos mesmos trechos que por sua vez permitem uma primeira avaliação dos tempos de concentração As galerias pluviais são normalmente projetadas para funcionamento em regime livre a seção plena para a vazão de projeto Figura 24 Esquema da evolução das soluções de drenagem urbana e urbanização Fonte Adaptada de PDDU 2011 Normalmente as declividades a serem adotadas correspondem às próprias declividades das ruas entretanto quando as velocidades superarem os limites permissíveis é necessário inserir poços de queda a fim de reduzir as 84 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE declividades de determinados trechos visando não ultrapassar os referidos limites Uma vez conhecidos os tempos de concentração são calculadas as vazões ao longo de toda a rede utilizando o método racional Conhecidas as vazões de dimensionamento da rede deve ser efetuada uma reavaliação dos diâmetros anteriormente adotados agora dimensionados para as novas vazões acima estabelecidas Uma vez definidos os diâmetros dos tubos ao longo dos diversos trechos da galeria é conveniente efetuar uma atualização das velocidades de escoamento e seus respectivos tempos de concentração bem como as vazões finais de projeto O recobrimento mínimo da rede deve ser de 080m quando forem empregadas tubulações sem estrutura especial Quando por condições topográficas forem utilizados recobrimentos menores deverá ser projetado reforço da tubulação para suportar os esforços envolvidos Santos et al 2021 p 171 afirmam que o conhecimento dos componentes do sistema de drenagem pluvial é de grande importância tal como o entendimento dos principais critérios de seleção e dimensionamento dessas estruturas Com esses estudos é possível que o sistema de drenagem pluvial para áreas urbanas seja adequado e eficiente reduzindo processos de inundações e os impactos sociais que eles ocasionam Exemplo 6 Dimensione uma galeria circular capaz de transportar 105 ls considerando a declividade longitudinal da rua i0001 mm O conduto é de concreto n 0013 Solução Com o uso da equação da continuidade e fazendo na equação de Manning R D4 seção plena deduzse a expressão para o diâmetro 0476 m adotase D 500 mm 85 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta Unidade você aprofundou o estudo sobre os sistemas de esgotamento sanitário pois verificamos o que acontece com o esgoto que sai das residências sendo o tratamento coletivo ou não Aprendemos também sobre os tipos de redes de esgoto os elementos e as vazões que a compõe Ainda estudamos sobre a drenagem urbana os conceitos de macro e microdrenagem e vimos algumas diretrizes para projetos A coleta e o tratamento do esgoto são medidas de saneamento de extrema importância pois vão muito além da preservação do meio ambiente evitando as doenças de veiculação hídrica e promovendo a saúde da população 86 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 Segundo Pompeo e Samways 2020 os sistemas de coleta de esgoto podem ser individuais unitários separadores absolutos e mistos Sobre os tipos de sistemas analise as afirmativas a seguir I Os sistemas individuais são aqueles em que o tratamento do esgoto é feito na própria edificação e são adotados na ausência de redes coletoras de esgoto II No sistema unitário o esgoto doméstico e as águas pluviais são coletados e encaminhados na mesma galeria para uma estação de tratamento de esgoto III O sistema separador absoluto é o sistema utilizado no Brasil onde são separadas as águas pluviais do esgoto sanitário IV O sistema é dito misto quando utilizam o sistema individual e unitário na mesma cidade Está correto o que se afirma em I e III apenas II e IV apenas III e IV apenas I II e III apenas I II III e IV 02 Os sistemas de drenagem urbana são formados pelo conjunto da macrodrenagem e da microdrenagem Sobre esse assunto assinale a alternativa CORRETA a A microdrenagem urbana é o conjunto de ações estruturais e não estruturais destinadas a controlar cheias para evitar inundações e suas consequências b A microdrenagem de uma zona urbana corresponde à rede de drenagem natural préexistente nos terrenos antes da ocupação sendo constituída pelos córregos riachos e rios localizados nos talvegues e vales c Uma das funções do sistema de microdrenagem é retirar a água pluvial dos 87 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE pavimentos das vias públicas evitar alagamentos oferecer segurança aos pedestres e motoristas e evitar ou reduzir danos d A macrodrenagem urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais a nível de loteamento ou de rede primária urbana e Compõem o sistema de macrodrenagem as vias as sarjetas o meiofio as bocas de lobo os tubos e conexões os poços de visita e os condutos forçados 03 Em uma Estação de Tratamento de Esgoto ETE sabese que o tratamento consiste na mistura completa do esgoto com certo volume de lodo biologicamente ativo que na presença de oxigênio dissolvido forma flocos que decantam no tanque formando o lodo Este lodo recircula no sistema e o excesso é descartado Com base nessas informações é CORRETO afirmar que o tipo de tratamento secundário empregado nessa ETE é denominado como a Lagoas anaeróbias b Reatores anaeróbios c Lodos ativados d Lagoas de estabilização e Tratamento do lodo UNIDADE 4 RESÍDUOS SÓLIDOS 89 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Conhecer a definição e classificação dos resíduos sólidos Identificar mecanismos de reciclagem de resíduos Identificar e diferenciar as tecnologias disponíveis para a destinação dos resíduos Entender a importância da correta destinação dos resíduos INTRODUÇÃO Resíduos sólidos são definidos como sendo todo material substância objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade Essa definição está na Lei Federal nº 123052010 Mas será que tudo o que é descartado pode ser considerado lixo Muitas vezes esse resíduo pode ser considerado na verdade matériaprima para outro tipo de indústria Nesta Unidade estudaremos as características classificação e os principais tipos de tratamentos aplicados aos resíduos sólidos urbanos 41 SISTEMAS DE RESÍDUOS SÓLIDOS 411 Definição e Classificação De acordo com Silveira 2018 é comum associar o termo lixo a tudo que não tem mais serventia e nesse caso deve ser descartado Já o resíduo se refere a subprodutos que podem ser reutilizados resultantes de algum processo industrial ou não que envolva reutilização ou reciclagem 90 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A NBR 10004 ABNT 2004 define resíduo sólido como sendo resíduos em estado sólido e semissólido oriundos de atividades de procedência doméstica industrial de serviços de varrição comercial agrícola e hospitalar Ainda inclui na definição os lodos de sistemas de tratamento de água e outros líquidos cujas características tornem inviável o lançamento na rede pública de esgotos ou corpos dágua Segundo Santos et al 2021 os resíduos são classificados de várias formas e as mais importantes são quanto à origem e quanto à periculosidade Quanto à origem os resíduos podem ser classificados em domiciliares de limpeza urbana comerciais de saneamento básico industriais de serviços de saúde de construção civil agrossilvopastoris de serviços de transportes e de mineração Santos et al 2021 p 176 descrevem detalhadamente cada tipo Resíduos domiciliares originários de atividades domésticas em residências urbanas Resíduos de limpeza urbana originários de varrição limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana Resíduos comerciais gerados nos comércios Suas características dependem da atividade desenvolvida Resíduos de saneamento básico em geral resultantes das atividades de saneamento básico como em estações de tratamento de água ETAs e estações de tratamento de esgoto ETEs Resíduos industriais gerados nos processos produtivos e instalações industriais Suas características dependem da atividade desenvolvida Resíduos de serviços de saúde gerados nos serviços de saúde como clínicas de saúde hospitais farmácias clínicas odontológicas e clínicas veterinárias Resíduos da construção civil gerados em construções reformas reparos e demolições de obras de construção civil incluídos os resultantes da preparação e da escavação de terrenos para obras civis Resíduos agrossilvopastoris gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais Incluem os resíduos relacionados a insumos utilizados nessas atividades Resíduos de serviços de transporte originários de portos aeroportos terminais alfandegários rodoviários e ferroviários bem como passagens de fronteira Resíduos de mineração gerados na atividade de pesquisa extração ou beneficiamento de minérios 91 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE A NBR 10004 ABNT 2004 classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública para que possam ser gerenciados adequadamente Os resíduos sólidos apresentam uma vasta diversidade e complexidade sendo que suas características físicas químicas e biológicas variam de acordo com a fonte ou atividade geradora podendo ser classificados de acordo com os riscos potenciais de contaminação ao meio ambiente MONTEIRO et al 2001 Classe I ou Perigosos aqueles que em função de suas características intrínsecas de inflamabilidade corrosividade reatividade toxicidade ou patogenicidade apresentam riscos à saúde pública através do aumento da mortalidade ou da morbidade ou ainda provocam efeitos adversos ao meio ambiente quando manuseados ou dispostos de forma inadequada Classe II ou Não Inertes são os resíduos que podem apresentar características de combustibilidade biodegradabilidade ou solubilidade com possibilidade de acarretar riscos à saúde ou ao meio ambiente não se enquadrando nas classificações de resíduos Classe I Perigosos ou Classe III Inertes Classe III ou Inertes não oferecem riscos à saúde e ao meio ambiente e quando submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada em temperatura ambiente não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água excetuandose os padrões de aspecto cor turbidez e sabor De acordo com a Resolução nº 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA 2002 os resíduos da construção civil recebem uma classificação especial em resíduos classe A B C e D Classe A são resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados São exemplos desta classe os resíduos de construção demolição reparos e reformas de pavimentação inclusive solo componentes cerâmicos argamassa e concreto de peças prémoldadas em concreto blocos tubos etc Classe B nesta classe estão resíduos como plásticos papéis vidros papelões metais madeiras embalagens vazias de tinta e gesso Classe C resíduos para os quais ainda não foram desenvolvidas tecnologias economicamente viáveis que permitam sua reciclagem Classe D resíduos perigosos originários da construção civil como solventes tintas ou qualquer outro material contaminado e que seja prejudicial à saúde 92 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE SUGESTÃO DE VÍDEO Abaixo está o link de um vídeo que mostra a diferença entre lixo e resíduo bem como a correta destinação Espero que goste bom vídeo httpswwwyoutubecomwatchvMiuIckYJfQY 412 Características e Composição dos Resíduos Para poder gerenciar adequadamente os resíduos sólidos é imprescindível conhecê los Os resíduos sólidos podem ser caracterizados física química e biologicamente Entre as características físicas estão Geração per capita quantidade diária de resíduo gerada por cada habitante Teor de umidade reflete o percentual de água de uma amostra de resíduo sólido Composição gravimétrica reflete os valores percentuais dos diferentes componentes dos resíduos sólidos em uma amostra A composição gravimétrica média dos resíduos sólidos urbanos RSU coletados no Brasil é bastante diversificada nas diferentes regiões uma vez que está diretamente relacionada com características hábitos e costumes de consumo e descarte da população local A Figura 25 apresenta uma média para a composição gravimétrica no Brasil 93 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 25 Composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos no Brasil Fonte Adaptada de ABRELPE 2022 Entre as características químicas estão Poder calorífico indica a capacidade potencial de um material desprender determinada quantidade de calor quando submetido à queima O poder calorífico médio do lixo domiciliar se situa na faixa de 5000kcalkg MONTEIRO et al 2001 pH o potencial hidrogeniônico pH indica o teor de acidez ou alcalinidade dos resíduos Em geral situase na faixa de 5 a 7 MONTEIRO et al 2001 Composição química consiste na determinação dos teores de cinzas matéria orgânica carbono nitrogênio potássio cálcio fósforo resíduo mineral total resíduo mineral solúvel e gorduras Relação CarbonoNitrogênio indica o grau de decomposição da matéria orgânica do lixo nos processos de tratamentodisposição final As características biológicas são aquelas determinadas pela população microbiana e dos agentes patogênicos presentes no lixo que ao lado das suas características químicas permitem que sejam selecionados os métodos de tratamento e disposição final mais adequados MONTEIRO et al 2001 p 36 94 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Conterato et al 2018 afirmam que entre os fatores que influenciam na geração de resíduos sólidos urbanos podese citar a economia do país o número de habitantes da região a área relativa de produção as variações sazonais e condições climáticas os hábitos e costumes da população o nível educacional e poder aquisitivo o tipo de equipamento e frequência de coleta a segregação na origem as leis e regulamentações específicas e a tecnologia 42 GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS O objetivo principal da gestão e do gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos RSU é propiciar a melhoria ou a manutenção da saúde isto é o bemestar físico social e mental da comunidade ZANTA FERREIRA 2003 Os termos gestão e gerenciamento em geral adquirem conotações distintas embora possam ser empregados como sinônimos O termo gestão é utilizado para definir decisões ações e procedimentos adotados em nível estratégico enquanto o gerenciamento visa à operação do sistema de limpeza urbana ZANTA FERREIRA 2003 p 1 A geração de resíduos sólidos urbanos no Brasil durante o ano de 2022 alcançou um total de aproximadamente 818 milhões de toneladas o que corresponde a 224 mil toneladas diárias Cada brasileiro produziu em média 1043 kg de resíduos por dia ABRELPE 2022 A partir dos dados registrados em 2022 observase que o montante de resíduos gerados no país apresentou uma leve queda quando comparado ao ano de 2021 As possíveis razões podem estar relacionadas às novas dinâmicas sociais com a retomada da geração de resíduos nas empresas escolas e escritórios com a menor utilização dos serviços de delivery em comparação ao período de maior isolamento social e por conta da variação no poder de compra de parte da população ABRELPE 2022 p 16 As características de cada tipo de resíduo exigem um modelo de gestão adequado envolvendo o tratamento ideal para cada com a finalidade de evitar problemas de saúde pública contaminação ambiental impactos sociais e econômicos Fazem parte do gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos diferentes órgãos da administração pública e da sociedade civil com o propósito de realizar a limpeza urbana a coleta o tratamento e a disposição final do lixo MONTEIRO et al 2001 95 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Podese considerar o gerenciamento integrado do lixo quando existir uma estreita interligação entre as ações normativas operacionais financeiras e de planejamento das atividades do sistema de limpeza urbana bem como quando tais articulações se manifestarem também no âmbito das ações de limpeza urbana com as demais políticas públicas setoriais Nesse cenário a participação da população ocupará papel de significativo destaque tendo reconhecida sua função de agente transformador no contexto da limpeza urbana MONTEIRO et al 2001 p 8 Assim o gerenciamento integrado revelase com a atuação de subsistemas específicos que demandam instalações equipamentos pessoal e tecnologia não somente disponíveis na prefeitura mas oferecidos pelos demais agentes envolvidos na gestão entre eles a própria população os grandes geradores os catadores e os estabelecimentos que tratam da saúde MONTEIRO et al 2001 Santos et al 2021 apresentam as etapas do gerenciamento de resíduos sólidos Segregação consiste em separar o material na fonte geradora Acondicionamento e armazenamento o acondicionamento consiste em preparar os resíduos de forma sanitariamente adequada para a coleta O tipo de acondicionamentoarmazenamento depende das características dos resíduos gerados Coleta e transporte a coleta contempla o recolhimento dos resíduos acondicionados mediante transporte adequado para encaminhamento ao tratamento ou à disposição final Tratamento consiste em uma série de procedimentos destinados a reduzir a quantidade de resíduos Há diversas formas de tratar os resíduos por exemplo compostagem reciclagem e incineração Disposição final corresponde ao ato de dispor no solo os resíduos sólidos gerados 96 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE SUGESTÃO DE LEITURA No link abaixo está um artigo que aborda as perspectivas e desafios da gestão integrada dos resíduos sólidos urbanos Boa Leitura httpswwwresearchgatenetpublication318217988GESTAOINTEGRADADERESIDU OSSOLIDOSURBANOSPERSPECTIVASEDESAFIOS 43 LIMPEZA PÚBLICA De acordo com Monteiro et al 2001 o sistema de limpeza urbana pode ser administrado das seguintes formas diretamente pelo município por meio de uma empresa pública específica ou por meio de uma empresa de economia mista criada especificamente para a finalidade Independentemente disso os serviços ainda podem ser objeto de concessão ou terceirização Além disso existe a possibilidade de consórcios intermunicipais principalmente para os serviços de disposição final de resíduos sólidos Em relação ao gerenciamento de resíduos domiciliares temse as seguintes etapas de responsabilidade do poder público municipal coleta e transporte tratamento e disposição final A Lei Federal nº 12305 BRASIL 2010 afirma que é de competência dos geradores de resíduos domiciliares disponibilizarem adequadamente os seus resíduos para a coleta cuja responsabilidade é do poder público municipal Santos et al 2021 mencionam os seguintes tipos de coleta Coleta regular executada por meio de processo convencional ou alternativo com periodicidade definida atingindo o maior universo possível domicílio por domicílio Coleta extraordinária executada esporadicamente a critério do órgão público de limpeza urbana Coleta seletiva executada para a remoção distinta dos resíduos recicláveis que pode ser realizada de porta em porta ou de forma espontânea 97 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Segundo Santos et al 2021 p 194 os resíduos dos serviços públicos costumam cobrir atividades como varrição capina roçagem limpeza de ralos feiras praias poda de árvores desobstrução de ramais e galerias pluviais entre outros O manejo desses resíduos é de responsabilidade do poder público municipal pois em geral são resíduos não perigosos 44 TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS A Lei Federal nº 12305 BRASIL 2010 determina que todo resíduo seja processado apropriadamente antes da destinação final As alternativas como a coleta seletiva a reciclagem e a compostagem são bons exemplos de soluções utilizadas para o processamento correto dos resíduos O que não é aproveitado os resíduos sólidos denominados rejeitos deverá ser encaminhado para aterros sanitários coprocessamento incineração etc A referida lei estabelece ainda no Art 7º uma ordem de prioridade para gestão dos resíduos em geral considerando a não geração como a primeira opção e a disposição final como última alternativa para um gerenciamento ambientalmente adequado dos resíduos Para avaliar o nível de impacto causado ao meio ambiente podese lançar mão da avaliação da hierarquia da disposição de resíduos apresentada na Figura 26 A destinação final ambientalmente adequada inclui a reutilização a reciclagem a compostagem a recuperação e o aproveitamento energético ou outras destinações admitidas pelos órgãos competentes entre elas a disposição final observando normas operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança e a minimizar os impactos ambientais adversos BARBOSA IBRAHIN 2014 Para se fazer a escolha do processo de tratamento de RSU devem ser considerados diversos fatores como a caracterização dos resíduos a disponibilidade de espaço a adequação à legislação vigente a aceitação pelo público envolvido e o valor de investimento e manutenção a partir de custos diretos e indiretos TONETO JÚNIOR SAIANI DOURADO 2014 98 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Figura 26 Hierarquia da gestão de resíduos estabelecida pela Política Nacional de Resíduos PNRS Fonte Adaptada de Nagali 2014 Entre alguns processos de tratamento de resíduos sólidos urbanos estão aterro sanitário compostagem digestão anaeróbia incineração e pirólise 9 Aterro Sanitário Van Elk 2007 conceitua o aterro sanitário como uma obra de engenharia projetada para garantir a disposição correta dos resíduos sólidos urbanos sem prejudicar o meio ambiente e a saúde pública Também afirma que é o meio mais eficaz e seguro de destinação e tem um ótimo custobenefício Possui requisitos de projeto licenciamento e operação necessária ao processo de licenciamento previstos por norma e regulamentações pertinentes Tais requisitos de projeto compreendem atendimento aos critérios de localização no que se referem às condições topográficas hidrogeológicas e geotécnicas sistema de monitoramento de águas subterrâneas sistema de drenagem com queima ou aproveitamento energético de gases sistema de tratamento de percolado mistura de chorume com água filtrada recobrimento interno com argila compactada eou geomembranas plano de fechamento etc BARROS 2013 No Brasil a norma que regulamenta as condições mínimas para a apresentação do projeto de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos é a NBR 8419 ABNT 1992a 99 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE De acordo com a Fundação de Apoio ao Desenvolvimento da Universidade Federal de Pernambuco FADE 2014 os aterros são classificados de acordo com a forma que são projetados A Figura 27 apresenta um esquema simplificado de um aterro sanitário a Aterro em vala escavação profunda limitada e largura variável confinada em todos os lados sem a operação mecanizada b Aterro em trincheira sem limitação da profundidade e largura que se caracteriza por confinamento em três lados e operação mecanizada c Aterro em encosta caracterizado pelo uso de taludes préexistentes implantados em áreas de ondulações ou depressões naturais d Aterro em área caracterizado pela disposição em áreas planas acima da cota do terreno natural Figura 27 Esquema do aterro sanitário Fonte Adaptada de FADE 2014 O ciclo de vida do aterro pode ser dividido em quatro etapas construção operação inclui monitoramento encerramento e manutenção de longo prazo que também inclui monitoramento A FADE 2014 comenta que os aterros sanitários possuem vantagens e desvantagens como pode ser observado no Quadro 5 100 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE VANTAGENS DESVANTAGENS Recebimento de resíduos diversos e a operação não requer mão de obra especializada Custo elevado de desnitrificação de chorume Recuperação de áreas topograficamente inutiliza das Perda de oportunidade para o gás de aterro para projeto de energia Utilização de equipamentos e máquinas usadas em serviços de terraplanagem Há interferência da meteorologia na produção de lixiviados requerendo tratamento adequado Diminuição da carga de contaminação de águas residuais drenagem rápida das águas residuais Necessidade de grandes áreas para aterro muitas vezes distantes da área urbana acarretando despe sas adicionais com transporte Possibilidade de utilização como digestor anaeró bio para aproveitamento energético do biogás Período pósencerramento relativamente longo para a estabilização do aterro incluindo os efluentes líquidos e gasosos Custos de instalação e operação são mais baixos que outras alternativas de tratamento Inadequação em áreas com nível dágua inferior a 15m nível até a disposição de RSU devido ao potencial de contaminação do lençol freático Quadro 5 Vantagens e desvantagens do aterro sanitário Fonte Adaptado de FADE 2014 Sendo uma obra civil o custo para a implantação de aterro sanitário varia de forma bem simplificada é caracterizado pela sua capacidade de recebimento total de resíduos expresso em toneladasdia bem como o tempo de vida Está cada vez mais difícil a construção de aterros sanitário como descrevem Monteiro et al 2001 devido aos altos índices de crescimento das cidades que ocasionam restrições na disponibilidade de locais próximos da geração de RSU e na dimensão necessária para a implantação do aterro sanitário que possa atender à necessidade dos municípios 9 Compostagem É uma técnica de reciclagem simples que transforma os resíduos em um composto orgânico de valor agronômico podendo ser realizada em grande ou pequena escala e ser praticada em ambientes domiciliares como uma excelente maneira de tratar os resíduos orgânicos diretamente no local de geração ROSA et al 2019 A compostagem pode ser definida como uma bioxidação aeróbia exotérmica 101 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE de um substrato orgânico heterogêneo no estado sólido caracterizado pela produção de CO2 água liberação de substâncias minerais e formação de matéria orgânica estável CONTERATO et al 2018 p 54 É um processo biológico e para que se realize de maneira satisfatória é necessário que alguns parâmetros físicoquímicos sejam respeitados permitindo que os microrganismos encontrem condições favoráveis para transformarem a matéria orgânica 9 Digestão Anaeróbia Diferentemente da compostagem a digestão anaeróbia é caracterizada por ser um processo anaeróbico de decomposição biológica da matéria orgânica resultando na formação de biogás e composto orgânico estabilizado O biogás gerado é formado em grande parte por metano e dióxido de carbono além de pequenas quantidades de outros gases conferindo ao biogás alto poder calorífico e potencial de geração de energia O mecanismo de decomposição anaeróbica se desenvolve pela ação de vários microrganismos fermentativos acetogênicos e metanogênicos que em condições ideais de umidade e temperatura passam a predominar no meio provocando a degradação de forma acelerada dos resíduos KUNZ OLIVEIRA 2006 9 Incineração A incineração de resíduos emprega alta temperatura 900C a 1200C de fornos para queimar correntes de resíduos que entram em combustão completa Isso garante o tratamento sanitário e a destruição de componentes orgânicos e minimiza a presença de resíduos combustíveis nas cinzas resultantes MORGADO FERREIRA 2006 É uma tecnologia usada em diversos países europeus nos Estados Unidos e no Japão pois são locais que apresentam reduzido número de terrenos disponíveis para a construção de aterros A incineração reduz em 90 o volume e em 70 o peso dos resíduos encaminhados aos aterros mas mesmo assim os aterros permanecem necessários para a disposição final das cinzas resultantes TONETO JÚNIOR SAIANI DOURADO 2014 O calor produzido pelos fornos normalmente é aproveitado para geração de energia na forma de vapor mas como desvantagens temse o alto custo de instalação investimento elevado alto custo operacional devido ao controle permanente de emissões gasosas e exigência de mão de obra especializada na operação ABREU HENKES 2019 102 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Para que a incineração possa ser considerada uma forma de destinação final ambientalmente adequada ela precisa ser controlada e associada a um sistema de filtros que evite a emissão de poluentes na atmosfera Por isso em alguns países como na Alemanha a incineração deve ser autorizada em outros como Suécia Canadá Bélgica e Holanda os incineradores estão sendo proibidos TONETO JÚNIOR SAIANI DOURADO 2014 9 Pirólise A pirólise é um processo térmico de tratamento que promove a decomposição de resíduos em atmosfera ausente de oxigênio Praticamente não emitindo gases de efeito estufa e como a temperatura é baixa em relação a outros processos não ocorre a vaporização de metais pesados Destacase em relação aos outros processos pois além de reduzir consideravelmente a massa e o volume de resíduos produz combustíveis de alta qualidade que podem ser utilizados para gerar energia Esses combustíveis podem ser gasosos líquidos e sólidos dependendo do objetivo da planta diferenciandose de outras tecnologias por possuir mais alternativas na geração de produtos ABREU HENKES 2019 Os produtos da pirólise são o carvão óleo pirolítico ou bioóleo e um gás composto por hidrogênio H2 dióxido de carbono CO2 monóxido de carbono CO e metano CH4 Como vantagens do processo de pirólise podem ser citadas a redução do volume de resíduos a geração de gás combustível para produção de energia a possibilidade de descentralização do tratamento com redução da logística de resíduos e a redução da necessidade de espaço em aterros sanitários Como desvantagens do processo de pirólise têmse os riscos com a operação do processo principalmente em relação à poluição atmosférica e a possibilidade de encaminhamento de resíduos passíveis de reciclagem por comodidade TONETO JÚNIOR SAIANI DOURADO 2014 441 Reciclagem de Resíduos A compreensão das características dos resíduos sólidos urbanos recicláveis bem como suas origens constituise no passo inicial para que tanto a população 103 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE quanto as autoridades competentes possam lidar com esse fato de forma efetiva A correta identificação dos resíduos pela população por meio da educação ambiental é importante para uma melhor administração desses elementos para que possam ou não ser reutilizados ou reciclados bem como resultar em uma melhor conscientização na hora da aquisição de produtos PEREIRA CURI 2013 Os resíduos sólidos urbanos que devem ser reciclados são os papéis plásticos metais vidros de diferentes tipos ou seja materiais que podem ser reaproveitados para outros fins diferentes dos que estes serviam inicialmente evitando o aumento do volume de acondicionamento dos resíduos nos aterros sanitários Os resíduos citados se selecionados acumulados e enfardados podem ser comercializados e transformados em renda para a população MELLO 2019 Portanto a reciclagem pode atender aos pilares econômicos sociais e ambientais Sua viabilidade econômica depende da instituição de políticas públicas e da intervenção do Estado a fim de fomentar a comercialização dos materiais recicláveis e reciclados e sua competitividade no mercado com as matériasprimas virgens e os produtos a partir delas produzidas CANELOI 2011 Reciclagem do papel a reciclagem do papel consiste em reintroduzilo novamente em seu processo produtivo Existem algumas categorias de papel que não são passíveis de reciclagem O processo convencional de reciclagem pode ser dividido em quatro etapas coleta remoção de impressão reformação e entrega Reciclagem de plástico a reciclagem do plástico é de suma importância pois por serem derivados do petróleo demandam muita energia e insumo para sua fabricação Existem quatro abordagens principais para a reciclagem de plásticos reciclagem primária reextrusão secundária mecânica terciária química e quaternária recuperação de energia Reciclagem de metal os metais são divididos em duas categorias e ambas podem ser recicladas os metais ferrosos e não ferrosos Porém devem ser separadas A reciclagem do metal apresenta uma série de vantagens dentre as quais a boa qualidade do produto alcançada a partir da reciclagem e a economia de energia obtida pela não necessidade de redução do minério a metal Reciclagem de embalagens cartonadas ou longa vida as embalagens cartonadas são abundantes no mercado e se tornaram uma problemática pois possuem camadas de diferentes materiais o que pode tornar difícil a recuperação e reciclagem de cada material componente Reciclagem de pneus ocorre inicialmente a separação da borracha vulcanizada 104 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE de outros componentes como metais e tecidos Os pneus são cortados em lascas e purificados por um sistema de peneiras As lascas são moídas e depois submetidas à digestão em vapor dágua e produtos químicos O produto obtido pode ser refinado em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme ou extrudado para a obtenção de grânulos de borracha CONTERATO et al 2018 442 Resíduos da Construção Civil A construção civil é reconhecida como uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e social e por outro lado comportase ainda como grande geradora de impactos ambientais quer seja pelo consumo de recursos naturais pela modificação da paisagem ou pela geração de resíduos PINTO 2005 Os resíduos de construção e demolição RCD em relação a sua composição possuem características bastante heterogêneas comparandose com resíduos gerados por outras indústrias pois possuem em sua constituição parcelas de praticamente todos os materiais que foram utilizados na construção da obra PONTES 2007 Em termos de composição os resíduos da construção civil são uma mistura de materiais inertes tais como concreto argamassa madeira plásticos papelão vidros metais cerâmica e terra e segundo Monteiro et al 2001 a composição média do entulho de obra no Brasil segue a Figura 28 em termos percentuais Figura 28 Composição média do entulho de obra no Brasil Fonte Adaptada de Monteiro et al 2021 105 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE Em 2021 foram coletados pelos municípios mais de 48 milhões de toneladas de RCD o que representa um crescimento de 29 em relação a 2020 A quantidade coletada por habitante foi de cerca de 227 kg por ano e em boa parte equivale a resíduos de construção e demolição abandonados em vias e logradouros públicos ABRELPE 2022 Usualmente os resíduos da construção civil estão enquadrados na classe II B entretanto a presença de tintas solventes óleos e outros derivados pode mudar a classificação do RCD para classe I ou classe II A A forma de tratamento dos resíduos da construção civil mais difundida é a segregação ou limpeza seguida de trituração e reutilização na própria indústria da construção civil O entulho reciclado pode ser usado como base e subbase de rodovias agregado graúdo na execução de estruturas de edifícios em obras de arte de concreto armado e em peças prémoldadas Monteiro et al 2021 apresentam as vantagens na reciclagem dos resíduos da construção civil Redução de volume de extração de matériasprimas Conservação de matériasprimas não renováveis Correção dos problemas ambientais urbanos gerados pela deposição indiscriminada de resíduos de construção na malha urbana Colocação no mercado de materiais de construção de custo mais baixo Criação de novos postos de trabalho para mão de obra com baixa qualificação Por essas razões a implantação de novas usinas de reciclagem para esses materiais deve ser incentivada mesmo que sua viabilidade econômica seja alcançada através da cobrança de taxas específicas O conceito de qualidade aplicado na indústria da construção civil vem provocando uma mudança no cenário de gerenciamento dos seus resíduos até pouco tempo negligenciado SILVA et al 2018 p 134 Percebese que já existem empresas focadas na redução de perdas nos canteiros de obras e incentivando a reciclagem Os profissionais da construção civil já formados ou aqueles que ainda estão no início da vida profissional em qualquer esfera devem estar preparados para as atividades de reduzir reutilizar e reciclar os resíduos em seus ambientes de trabalho a fim de fortalecer o desenvolvimento sustentável pois esta é a nova vertente da construção civil nacional A sustentabilidade tão almejada pela sociedade atual certamente só será atingida se a construção civil umas das principais se não a principal indústria consumidora de matériaprima e geradora de 106 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE resíduos tornarse sustentável A correta gestão dos seus resíduos já é um importante passo para a realização disto CABRAL MOREIRA 2011 p 39 Há necessidade portanto de integração principalmente entre os atores e agentes públicos e do setor produtivo objetivando compartilhar a responsabilidade da gestão dos resíduos sólidos oriundos dos processos construtivos potencializando o compartilhamento de recursos e ações Aos geradores cabe reduzir as perdas e a geração de resíduos por meio da adoção de métodos construtivos mais racionais introduzir um sistema eficiente de gestão de resíduos sólidos durante o processo construtivo conscientizarse da necessidade de utilizar materiais reciclados viabilizar as atividades de reciclagem assegurando a qualidade dos resíduos segregados e investir em pesquisa e desenvolvimento Ao setor público particularmente nos municípios cabe definir as regras e as ações necessárias à gestão de resíduos sólidos estabelecendo procedimentos de fiscalização e incentivando o adensamento da cadeia de valor dos resíduos da construção 107 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta última Unidade vimos mais um dos segmentos do saneamento básico que engloba os serviços de manejo dos resíduos sólidos Tão importante quanto o abastecimento de água o tratamento de esgotos e a coleta de águas pluviais a questão dos resíduos sólidos se torna um enorme problema para as cidades quando não gerenciada adequadamente Despeçome agora de você e quero dizer que foi um prazer lhe acompanhar neste conteúdo Espero que te ajude muito na profissão escolhida a qual é tão essencial para a sociedade Um abraço 108 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 Numere a coluna da direita em relação à coluna da esquerda fazendo a associação dos conceitos dos diferentes destinos de resíduos sólidos 1 Aterro sanitário Produção de fertilizante dependência da proximidade de um mercado consumidor 2 Incinerador Redução substancial do volume do lixo custo de instalação e funcionamento muito elevados 3 Compostagem Recolhimento do chorume exigências relacionadas ao relevo e ao terreno 4 Pirólise Processo térmico que promove a decomposição de resíduos em atmosfera ausente de oxigênio A sequência que relaciona corretamente as colunas de cima para baixo é a 2 1 3 4 b 3 2 1 4 c 2 1 4 3 d 3 2 4 1 e 3 1 2 4 02 A Política Nacional de Resíduos Sólidos estabelece um modelo de gestão que combina várias técnicas para o manejo de resíduos e baseiase em alguns princípios que visam à diminuição do desperdício e do volume de resíduos Podese sintetizar esses princípios na seguinte ordem a Não geração compostagem reciclagem reutilizaçãoreaproveitamento b Não geração reduçãominimização reutilização reciclagem descarte adequado cGeração ou aumentomaximização reutilizaçãoreaproveitamento reciclagem correta disposição final d Não geração reutilizaçãoreaproveitamento incineração e correta disposição final e Geração reciclagem compostagem tratamento adequado e correta disposição final 109 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE 03 Para poder gerenciar adequadamente os resíduos sólidos é imprescindível conhecêlos Sobre as características dos resíduos analise as afirmativas a seguir I A geração per capita é a quantidade diária de resíduo gerada por cada habitante II O teor de umidade reflete o percentual de água de uma amostra de resíduo sólido III A composição gravimétrica são os valores percentuais dos diferentes componentes dos resíduos sólidos em uma amostra IV Entre as características químicas dos resíduos estão o poder calorífico e o pH Está correto o que se afirmam em a I e III apenas b II e IV apenas c III e IV apenas d I II e III apenas e I II III e IV 110 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE REFERÊNCIAS ABREU C D HENKES J A Uma análise sobre o tratamento de resíduos sólidos urbanos proposta de sistema alternativo transformando resíduos sólidos em carvão e energia Gestão e Sustentabilidade Ambiental Florianópolis v 8 n 1 p 10151042 2019 AGOSTINHO M S P POLETO C Sistemas sustentáveis de drenagem urbana dispositivos HOLOS Environment v 12 n 2 p 121131 2012 ALMEIDA J C B Drenagem urbana Curitiba Contentus 2020 AMARAL F E CIRILO J A RIBEIRO NETO A Uso de técnicas de geoprocessamento na otimização do traçado de sistemas adutores de abastecimento de água com a utilização de uma base de dados de alta definição Eng Sanit Ambient v 25 n 2 p 381 391 marabr 2020 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS ABRELPE Panorama 2022 ABRELPE São Paulo 2022 Disponível em httpsabrelpeorgbrdownloadpanorama2022 Acesso em 30 dez 2022 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 7229 projeto construção e operação de sistemas de tanques sépticos Rio de Janeiro ABNT 1993 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 8419 apresentação de projetos de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos Rio de Janeiro ABNT 1992a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 9649 projetos de redes coletoras de esgoto sanitário Rio de Janeiro ABNT 1986 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 10004 resíduos sólidos Classificação Rio de Janeiro ABNT 2004 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12209 elaboração de projeto hidráulicosanitário de estações de tratamento de esgoto sanitário Rio de Janeiro ABNT 2011 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12211 estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água Procedimento Rio de Janeiro ABNT 1992b ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12218 projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público Procedimento Rio 111 SANEAMENTO BÁSICO E MEIO AMBIENTE de Janeiro ABNT 2017 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 13969 tanques sépticos Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos Projeto construção e operação Rio de Janeiro ABNT 1997 AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS ANA Enquadramento Bases conceituais Disponível em httpportalpnqaanagovbrenquadramentobasesconceituaisaspx Acesso em 26 out 2022 BARBOSA R P IBRAHIN F I D Resíduos sólidos impactos manejo e gestão ambiental São Paulo Érica 2014 BARROS R M Tratado sobre resíduos sólidos gestão uso e sustentabilidade Rio de Janeiro Editora Interciência 2013 BRASIL Constituição Federal Capítulo VI do meio ambiente art 225 Brasília Senado Federal 1988 Disponível em httpalerjln1alerjrjgovbrconstfed uniavanedubr