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SANEAMENTO Fernanda Cunha Maia 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO BÁSICO 3 2 O MEIO AQUÁTICO 25 3 OS MANANCIAIS 49 4 SISTEMAS URBANOS DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO 70 5 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO 93 6 O MEIO TERRESTRE 121 3 1 INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO BÁSICO Apresentação Caro aluno iniciaremos a seguir os nossos estudos na disciplina saneamento Para começarmos precisamos entender que o saneamento não é só a destinação apropriada dos nossos dejetos O saneamento é o ato de tornar um ambiente saudável para aqueles que ali habitam e o meio em que vivemos Nesse cenário podemos fazer uma analogia se o médico é o responsável pela saúde de uma pessoa o engenheiro traz através do saneamento soluções que possam garantir a saúde e desenvolvimento de uma comunidade inteira De forma que ações que visam o Saneamento de um local têm como resultado cidades mais sustentáveis uso inteligente dos nossos mananciais correto reuso e destinação dos resíduos sólidos e assim por diante No primeiro bloco desta apostila iremos aprender os conceitos básicos de saneamento e a relação direta entre saneamento e saúde pública onde veremos também como funciona a transmissão de doenças infecciosas e como fazemos para evitálas Também aprenderemos os principais conceitos relacionados ao comportamento do meio atmosférico onde aprofundaremos os conceitos relacionados à poluição atmosférica bem como seus principais poluentes e como funcionam seus principais tratamentos Sendo assim já podemos perceber que é muito importante que o Engenheiro Civil aprenda e use os conceitos do Saneamento tanto no seu dia a dia quanto no âmbito profissional Dessa forma te desejo boa sorte e bons estudos 11 O ambiente é saneamento e saúde pública Prezadoa alunoa de acordo com o Trata Brasil SNIS 2021 quase 35 milhões de brasileiros não possuem água potável encanada em suas casas Além disso temos aproximadamente 100 milhões de pessoas sem acesso à coleta de esgoto De acordo 4 com esse estudo o nosso país ainda não faz tratamento em 49 dos esgotos gerados o que representa jogar na natureza todos os dias 53 mil piscinas olímpicas de esgotos sem tratamento SNIS 2019 Veja na figura 11 um exemplo da ausência de coleta de esgoto em uma comunidade Fonte Fabiocostafotografia123 Via Shutterstock Figura 11 Esgoto a céu aberto no Rio de Janeiro 2017 Através do nosso dia a dia temos desde criança a noção de que a ausência de saneamento pode trazer diversos malefícios para uma residência No entanto é muito mais grave que isso ela pode trazer prejuízos a uma comunidade inteira Como engenheiros nós temos o dever de garantir e manter um ambiente saudável para a população através de medidas como garantir o fornecimento de água potável a coleta e o tratamento correto dos esgotos sanitários destinação e tratamento correto dos resíduos sólidos entre outros Mas como podemos promover ações de saneamento para uma população antes de sabermos o que essa palavra significa A Organização Mundial de Saúde WHO 2004 define o saneamento como o controle de todos os fatores ambientais que podem exercer efeitos nocivos sobre o bemestar físico mental e social dos indivíduos Esse conceito abrange não só o ambiente no qual uma população está inserida mas todo o contexto social em que ela vive Então para que um ambiente seja considerado 5 saudável além dos aspectos ambientais devemos inserir nesse contexto os aspectos econômicos e sociais daquela comunidade Para nossa apostila iremos estudar o saneamento pelo ponto de vista de um engenheiro civil contudo mantendo o objetivo de proporcionar um ambiente saudável para aqueles que o habitam Assim iremos analisar todas as ações operacionais que um engenheiro civil pode realizar com o objetivo de trazer saneamento básico para uma comunidade Dentro da engenharia civil há basicamente quatro pilares essenciais do saneamento básico demonstrados na figura 12 Esses fundamentos básicos do saneamento são abastecimento de água potável coleta e tratamento de esgotos sanitários limpeza urbana e destinação correta dos resíduos sólidos e a drenagem urbana de águas pluviais Fonte elaborado pela autora 2021 Figura 12 Fundamentos do Saneamento Básico A lei 114452007 BRASIL 2007 é conhecida como a Lei Nacional do Saneamento Básico nela nós encontramos todas as instruções sobre o saneamento no Brasil Essa lei é importante pois a partir dela foi determinado que ações públicas que promovem o saneamento são um direito dos cidadãos brasileiros Dessa forma todos os serviços relacionados a ele devem ser disponibilizados à população Saneamento básico Distribuição de água potável Esgotamento sanitário Tratamento de resíduos sólidos Drenagem de águas pluviais 6 12 A importância do Saneamento para as comunidades Para promover ações de saneamento em uma comunidade é necessário primeiro entendermos qual é a relação entre saneamento e saúde de uma população por isso temos que entender o que é saúde pública A saúde pública pode ser definida como o conjunto de práticas que promovem a saúde da população englobando medidas de prevenção de doenças a partir de uma estrutura de hospitais até as medidas de saneamento básico E ao certificarmonos que em uma comunidade existem os quatro fundamentos do saneamento básico supracitados figura 12 com certeza iremos ver refletido nela uma alta qualidade de vida dos seus moradores bem como a saúde pública garantida Lembrese quanto maior é o investimento em saneamento básico menores serão as despesas com a saúde dessa comunidade Após quase 15 anos da Lei Nacional do Saneamento Básico o Sistema Nacional de Informações SNIS vem postando anualmente publicações atualizadas acerca da situação do saneamento brasileiro Os nomes dessas publicações são Diagnósticos dos Serviços e temos disponíveis as seguintes versões Água e Esgotos Resíduos Sólidos Urbanos e Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas Nesse documento é possível observar a evolução do saneamento no nosso país bem como a situação atual desses serviços figura 13 7 Fonte SNIS 2021 Figura 13 Atendimento médio urbano da rede de água dos municípios com prestadores de serviços participantes do SNIS por estado em 2021 Ao interpretarmos a figura 13 observamos que a distribuição de água por rede de abastecimento possui valor acima de 90 no Distrito Federal e em mais 19 estados brasileiros Amazonas Pernambuco Roraima Paraná Rio de Janeiro Mato Grosso do Sul Mato Grosso Rio Grande do Norte Rio Grande do Sul Goiás Tocantins São Paulo Espírito Santo Bahia Sergipe Piauí Minas Gerais Paraíba e Santa Catarina SNIS 2021 Porém quando falamos sobre a quantidade de água potável perdida durante toda rede de distribuição isto é no caminho da estação de tratamento de água até as nossas residências é observado uma perda de em média 392 dessa água no país De forma que é apresentada uma baixa eficiência que pode variar de 298 no estado do Alagoas a 736 no Amapá SNIS 2021 Atualmente o Japão possui índice de perda 8 por volta dos 10 e temos exemplos até mais baixos como na Austrália e Nova Zelândia SNIS 2021 Já em relação ao índice de atendimento urbano da rede coletora de esgotos de acordo com o SNIS 2019 BRASIL 2021 temos registros de 610 municípios com índice igual a 100 144 do total de municípios da amostra que possuem rede coletora de esgoto Essas 610 cidades são correspondentes a 106 da população urbana brasileira da amostra utilizada para a realização desses cálculos De forma que essa porcentagem representa a população urbana do Brasil que é domiciliada em cidades com acesso aos serviços de esgoto Contudo a média de atendimento urbano para rede coletora de esgotos no país demonstra resultados acima de 70 apenas no Distrito Federal e em quatro estados brasileiros BRASIL 2021 É importante lembrarmos que a presença de uma rede coletora de esgotos não significa necessariamente que o esgoto coletado está sendo tratado corretamente assim ainda temos muito a evoluir na área de saneamento no nosso país 9 Fonte SNIS 2021 Figura 14 Mapa do índice médio de atendimento urbano por rede coletora de esgotos dos municípios com prestadores de serviços participantes do SNIS em 2021 distribuído por faixas percentuais segundo estado 13 Transmissão de doenças A relação entre o aparecimento de certas doenças e o saneamento é um indicador importante para ser avaliado em uma comunidade Já que o modo de transmissão dessas doenças principalmente as doenças infecciosas está conectado de forma direta ao saneamento Por esse motivo vale a pena entendermos o conceito de doença infecciosa As doenças infecciosas são aquelas transmitidas entre as pessoas por meio de um agente etiológico Por sua vez o agente etiológico é o ser vivo que irá causar a doença em questão um vírus um protozoário um fungo entre outros As doenças infecciosas podem ser transmitidas também através do meio como uma água contaminada 10 Nesse contexto é importante observarmos a frequência que certas doenças aparecem em uma comunidade e como podemos relacionálas com o saneamento Por exemplo o índice de mortalidade infantil representa o número de óbitos de crianças abaixo de 1 ano de idade por cada 1000 crianças nascidas vivas e é frequentemente utilizado como parâmetro da qualidade da infraestrutura oferecida a uma população A mortalidade infantil é um parâmetro da qualidade do saneamento de uma comunidade pois relaciona a vulnerabilidade de uma população no caso das crianças com a presença de algumas doenças Onde quanto maior os níveis de infraestrutura e saneamento de uma comunidade menor é a mortalidade infantil naquele local Na Tábua completa de mortalidade para o Brasil 2020 divulgada anualmente pelo IBGE Tabela 11 podemos observar claramente uma redução da mortalidade infantil de 1940 até hoje no nosso país Tabela 11 Taxa de mortalidade infantil por mil taxa de mortalidade no grupo de 1 a 4 anos de idade por mil e taxa de mortalidade na infância por mil Brasil 19402019 Ano Taxa de mortalidade infantil por mil Taxa de mortalidade no grupo de 1 a 4 anos de idade por mil Taxa de mortalidade na infância por mil Das crianças que vieram a falecer antes dos 5 anos a chance de falecer Antes de 1 ano Entre 1 a 4 anos 1940 1466 767 2121 691 309 1950 1362 654 1927 707 293 1960 1177 476 1596 737 263 1970 976 317 1262 773 227 1980 691 160 840 823 177 1991 451 131 576 783 217 2000 290 67 355 817 183 2010 172 264 198 869 131 2019 119 204 140 856 144 Δ 1940 2019 919 973 934 Δ 1940 2019 1347 746 1981 Fonte Adaptado de IBGE 2020 A Fundação Nacional de Saúde FUNASA classifica diretamente a falta de saneamento com algumas doenças denominandoas de Doenças Relacionadas a um Saneamento 11 Ambiental Inadequado ou DRSAI As DRSAI em sua maioria são doenças de transmissão fecooral com transmissão por vetores doenças que possuem contato com águas poluídas transmitidas por falta de higiene ou verminoses Essa classificação é realizada através da análise comportamental do agente etiológico naquela comunidade Através do monitoramento das DRSAI é possível traçar estratégias de melhoramento do saneamento naquele local Veja na tabela 12 exemplos de DRSAI como ocorre sua transmissão e seus principais sintomas Tabela 12 Exemplos de doenças infecciosas que possuem relação com o saneamento inadequado DRSAI Doença Transmissão Sintomas Cólera Água contaminada Diarreia intensa vômito Dengue Mosquito infectado Dores abdominais vômito tonturas Diarreia infecciosa Fezes contaminada Febre diarreia falta de apetite Doença do carrapato Carrapato infectado Anemia dor no corpo falta de apetite Doença de Chagas Fezes de inseto infectado Febre dor no corpo aumento do fígado náuseas diarreia Esquistossomose Caramujo infectado Febre dermatite tosse diarreia enjoos vômito Febre tifoide Água contaminada Febre vômito diarreia dor de cabeça Giardíase Fezes contaminada Dor abdominal diarreia febre Hepatite A Fezes contaminada Urina escura amarelamento da pele Leptospirose Urina de ratos infectados Febre alta dores de cabeça dor no corpo vômito Fonte Elaborado pela autora 14 Controle de vetores Em saneamento nós chamamos o ser vivo portador do agente etiológico transmissor da doença de VETOR Como exemplo de animais vetores podemos citar moscas baratas ratos figura 15 carrapatos pulgas besouros caracóis vermes mosquitos 12 entre outros A Dengue doença tão comum em algumas partes do Brasil possui o vírus como agente etiológico e o mosquito Aedes aegypti como vetor Fonte Kocabas Via Shutterstock Figura 15 Rato que é um vetor em uma tubulação de esgoto A necessidade de se controlar a população dos vetores cresceu à medida que a maior parte da população começou a viver nos centros urbanos Onde ao se controlar os vetores controlamos consequentemente o aparecimento das suas respectivas doenças Certas medidas de saneamento como a construção de uma boa infraestrutura da cidade e a construção de residências seguras do ponto de vista sanitário promoverá o controle dos vetores de maneira mais fácil Sabemos que o próprio ecossistema de um local beneficiará o aparecimento dos vetores mas como engenheiros devemos aprender algumas medidas de controle que podemos adotar ao notar o seu aparecimento Observe a figura 16 13 Fonte Elaborado pela Autora Figura 16 Formas de realizar o controle dos vetores Ao observarmos a figura 16 encontramos 3 formas básicas de controle dos vetores o controle mecânico o controle biológico e o controle químico O controle mecânico é um tipo de controle em que fazemos a retirada mecânica desses vetores do local de infestação Já o controle químico é realizado através do uso de produtos químicos como os inseticidas e larvicidas Por fim o controle biológico é realizado com o auxílio de outros animais para o controle Podemos citar diversas medidas de ações do saneamento que promovem a diminuição dos vetores coleta de lixo manejo e armazenamento correto dos resíduos sólidos melhoria das residências da população coleta e tratamento correto dos esgotos produzidos desinfecção da água entre outros Imagine a seguinte situação Como sabemos as larvas do mosquito da dengue precisam de água parada para nascer e se desenvolver mas se uma cidade contar com uma boa infraestrutura com distribuição de água e armazenamento correto em reservatórios clorados e fechados não existirá a chance de desenvolvimento das larvas do mosquito da dengue e assim consequentemente não teremos os mosquitos adultos Controle de vetores Controle Biológico Uso de outros animais para controle da população de vetores Controle Mecânico ou Ambiental Remoção do meio área onde os vetores se reproduzem Controle químico Uso de inseticidas eou larvicidas para controle da população 14 15 O meio atmosférico conceito Caro estudante para prosseguirmos nos nossos estudos sobre o saneamento é necessário aprendermos antes um pouco sobre como funcionam os ecossistemas e o que é poluição Damos o nome de ecossistema ao conjunto formado entre fauna flora e o meio onde habitam os seres vivos Os ecossistemas podem ser encontrados no meio terrestre aquático e atmosférico e em todos os três meios podemos também encontrar situações de poluição O Brasil possui diversos ecossistemas como a Amazônia Caatinga Cerrado Pantanal Mangue entre outros Outro importante conceito que devemos recordar é o de animais produtores e consumidores Nos ecossistemas chamamos de produtores todos os seres vivos que possuem a capacidade de produzir o seu próprio alimento como as plantas que produzem seu alimento por meio da fotossíntese Já os consumidores são aqueles que não conseguem produzir seu próprio alimento como os herbívoros onívoros e carnívoros os decompositores são aqueles organismos capazes de se alimentar decompondo os seres que estão mortos um exemplo deles são os fungos e as bactérias A cadeia alimentar é um ciclo que os seres produtores consumidores e decompositores fazem parte funcionando como uma sequência de transferência de energia através do consumo dos nutrientes Uma cadeia alimentar em equilíbrio assegura a sobrevivência de todo um ecossistema Já a poluição pode ser definida como sendo a adição de certo elemento que pode ser uma forma energética um composto químico ou ser vivo a um meio ou parte de um ecossistema tendo como resultado a inviabilidade da utilização desse meio pelos indivíduos que ali habitam Por exemplo a adição descontrolada de uma espécie consumidora a um ecossistema vai desequilibrar suas populações dos seres produtores e decompositores configurando uma situação de poluição O mesmo ocorre por exemplo se adicionarmos um composto químico como os agrotóxicos e até uma água com altas temperaturas a um córrego essas ações trarão uma situação de poluição a esse córrego 15 É possível ter a ocorrência de poluição no meio aquático no meio terrestre e no meio atmosférico Nesta apostila iremos estudar os três meios separados começando pelo meio atmosférico Nos blocos seguintes faremos o aprofundamento dos outros meios aquático e terrestre separadamente Se você reside em uma cidade urbanizada com certeza você já sentiu em algum dia que a qualidade do ar não estava boa É visível a consequência que uma má qualidade do ar traz para a nossa saúde não é mesmo Contudo a poluição da atmosfera é um tema que até pouco tempo atrás era escassamente pesquisado pelos cientistas pois acreditavase que o ar estaria apropriado para respiração dos seres vivos ad aeternum RUSSO 2010 A atmosfera é dividida por faixas de extensão figura 17 do espaço para a superfície são elas exosfera termosfera mesosfera estratosfera e troposfera que é onde nós vivemos Essas faixas possuem a função de proteger a superfície terrestre da incidência dos raios solares Sem a atmosfera não seria possível suportar o calor vindo do sol Observe na figura 17 as camadas da atmosfera com as suas respectivas extensões Fontehttpsbitly35cR8Ct Figura 17 Camadas da superfície terrestre 16 Em nosso país os estudos sobre a poluição atmosférica se concentram na cidade de São Paulo e verificam a relação entre o aparecimento de doenças e a poluição atmosférica Alguns estudos da área apontam que o aumento de 46 nas internações por asmas nas crianças 43 em idosos com doença pulmonar obstrutiva crônica e 15 por doença isquêmica do coração em idosos são causadas por materiais particulados inaláveis GOUVEIA et al 2006 Esse é apenas um dos estudos que estão sendo desenvolvidos a respeito desse tema Além das pesquisas é possível notar também a sociedade cobrando cada vez mais a implantação de medidas capazes de diminuir a emissão de partículas poluidoras A seguir vamos entender de onde surgem a poluição atmosférica e quais são as principais medidas que os engenheiros podem adotar para evitálas 16 Causas da poluição atmosférica fontes naturais e antrópicas A poluição atmosférica pode ser conceituada como sendo a existência de um material ou energia que altera o equilíbrio do meio atmosférico Ela traz prejuízos tanto para saúde pública quanto para os bens públicos e ecossistemas em geral É comum termos a impressão de que todas as causas da poluição atmosférica são provenientes da ação humana Contudo algumas situações são provenientes de eventos naturais Dessa forma podemos dividir as fontes da poluição atmosférica em dois tipos as fontes naturais provenientes de eventos naturais sem a interferência humana ou antrópicas proveniente de ações humanas Veja na figura 18 uma queimada na floresta em que a fonte pode ser tanto natural como antrópica e em seguida temos o quadro 11 com as principais fontes da poluição atmosférica naturais e antrópicas 17 Fonte toa55 Via Shutterstock Figura 18 Queimada em uma floresta Quadro 11 Resumo das principais fontes de poluição atmosférica naturais e antrópicas Fonte elaborado pela autora De maneira geral as fontes de poluição atmosférica naturais são menos perigosas do que as fontes antrópicas Contudo alguns fatores climáticos são decisivos no momento de classificarmos uma fonte de poluição atmosférica como grave ou leve Situações como baixa umidade e pouco vento por exemplo irão favorecer a permanência de poluentes no ar e consequentemente a poluição atmosférica Queima de combustíveis em geral Poluentes provenientes de processos industriais Gases contidos em inseticidas Fontes Antrópicas Erupções Vulcânicas Incêndios florestais Odores provenientes da decomposição de matéria orgânica Suspensão de material particulado pela ação do vento Fontes Naturais 18 Um fenômeno que se encaixa nesse contexto é a Inversão Térmica que é formada quando uma camada de ar frio estaciona acima de uma camada de ar quente aprisionandoa nesse local mais baixo O problema é instaurado porque a camada de ar quente que fica presa próximo da superfície contém diversos poluentes atmosféricos como fumaças de automóveis e eles não conseguem se dissipar figura 19 Outro fenômeno que é uma consequência da poluição atmosférica é a chuva ácida A chuva ácida ocorre quando os primeiros milímetros de chuva lavam a atmosfera encontrando em seu caminho os poluentes que estavam ali alterando o pH daquela água de levemente ácido para ácido A chuva ácida traz grandes prejuízos ao patrimônio público como a corrosão de esculturas por ação continuada Fonte Nelson Antoine Via Shutterstock Figura 19 Camada de poluição atmosférica observada na cidade de São Paulo SP 17 Poluição atmosférica principais poluentes Para configurar uma situação de poluição atmosférica é necessário analisar alguns fatores como a concentração e o tipo de poluente que está ali Mas o que são os poluentes atmosféricos Os poluentes atmosféricos são todas as partículas ou substâncias químicas que trazem danos ao ecossistema no qual se encontram 19 Dentro dos poluentes atmosféricos temos dois tipos de classificação Uma é em relação a sua composição química e a outra é em relação ao seu tamanho e estado físico Essas classificações são recomendadas pela Organização Mundial de Saúde WHO 1999 pois através delas podemos traçar a melhor estratégia para realizar o tratamento correto da poluição Além da classificação relacionada à sua composição química quando falamos de sua formação química os poluentes podem ser classificados como primários e secundários Os primários são os poluentes atmosféricos que já possuem estabilidade química desde o momento que são lançados na atmosfera ou seja os poluentes primários não sofrem alteração da sua estrutura química no seu lançamento como exemplo de poluentes primários podemos citar o dióxido de carbono CO2 Já os poluentes secundários são aqueles formados após o contato do poluente com a atmosfera através de uma reação química O poluente secundário pode ser um próprio poluente secundário que se modificou ou um poluente primário que seguirá a mesma premissa formando um novo poluente Um exemplo de poluente secundário é o dióxido de nitrogênio NO2 formado através da junção entre monóxido de nitrogênio NO e do oxigênio O2 oriundo da própria atmosfera A outra classificação dos poluentes atmosféricos feita pela OMS é em relação ao estado físico e o estado do poluente Que pode ser em gases e vapores ou material particulado As principais características de cada um deles são observadas na figura 110 Além disso podemos concluir que geralmente os materiais particulados que possuem dimensão menor que 10 μ m que equivale a 105m são os mais perigosos aos seres humanos e podem provocar diversas doenças Lembrando que são os materiais particulados 0 a 100 μm que normalmente trazem prejuízos a aparelhos e máquinas nas indústrias Outra consequência que os poluentes atmosféricos trazem aos ecossistemas e porque não dizer ao nosso planeta é a destruição da camada de ozônio atmosférica Popularmente conhecida como o buraco na camada de ozônio ela se encontra na estratosfera e possui uma espessura de 12 a 32 km Sua principal função é atenuar a 20 ação dos raios solares ultravioletas na superfície terrestre A emissão de gases como clorofluorcarbonos CFC em conjunto com o gás carbônico reage quimicamente e formam outros compostos destruindo o ozônio e diminuindo a espessura da camada Fonte elaborado pela autora Imagens Live VectorArtem Stepanov Via Shutterstock Figura 110 Quadro com resumo com as principais características dos gases vapores e materiais particulados 18 Poluição atmosférica principais tratamentos Caro alunoa já aprendemos neste bloco como ocorre a dinâmica do meio atmosférico as causas da poluição atmosférica quais são os principais poluentes capazes de trazer poluição e as principais consequências dessa poluição Para finalizar esse assunto você irá aprender quais são os principais tipos de tratamento para controlar esse tipo de poluição Para isso temos duas soluções principais a primeira parte do ponto de vista macro para áreas maiores e a segunda conta com medidas do ponto de vista micro para áreas menores uma indústria por exemplo 21 O ponto de vista micro é aquele que traz soluções para pequenas áreas em locais pequenos Esse tipo de tratamento da poluição atmosférica é utilizado comumente em indústrias recomendado para pequenas concentrações de poluentes A Resolução do CONAMA número 3822006 BRASIL 2006 é a responsável pelas diretrizes que as indústrias devem seguir em relação aos limites máximos de emissão de poluentes Dessa forma as indústrias são responsáveis por adotar medidas de tratamento que consigam ficar em conformidade com os padrões de lançamento dos poluentes atmosféricos E para isso devem implementar alguns equipamentos que realizam esse tratamento de acordo com o tipo de poluente que se produz Na tabela 13 podemos ver alguns tipos de equipamentos que realizam esse tratamento micro Tabela 13 Exemplo de equipamentos disponíveis para o tratamento dos poluentes atmosféricos Controle de Material Particulado Sistema Seco Sistema úmido Controle de Gases e Vapores coletor gravitacional lavador com préatomização tipo torre de spray torres de absorção torre de enchimento torre de prato coletor inercial lavador com atomização pelo gás tipo venturi leito de adsorção coletor centrífugo ciclones torre de enchimento incinerador de gases catalíticos e de chama filtros de tecidos mangas lavador de disco ou ciclônico condensadores precipitador eletrostático filtro eletrostático úmido Fonte Adaptado de Junior 2005 p 471 Como iremos escolher a melhor opção para o tratamento Todos os equipamentos da tabela 13 estão disponíveis no mercado e serão escolhidos de acordo com o poluente que aquela indústria produzirá Por exemplo em indústrias siderúrgicas que produzem materiais metálicos são indicados coletores gravitacionais para a realização do 22 tratamento O coletor gravitacional é um equipamento que possui câmaras para recolher os materiais particulados acima de 50 μm é um equipamento relativamente barato mas por outro lado demanda uma grande área para ser instalado Assim vimos como se realiza alguns tratamentos para poluentes atmosféricos em uma abordagem micro para uma indústria por exemplo A seguir você irá aprender um pouco sobre a abordagem macro ou seja soluções de tratamento para uma área grande como uma cidade Os procedimentos adotados no macro partem normalmente da implantação de medidas de política pública São algumas delas O estabelecimento de políticas que priorizem ações integradas na reversão dessa problemática O desenvolvimento de programas de educação ambiental formal e não formal A minimização da produção de resíduos por meio da mudança nos padrões de consumo e de produção A definição e aplicação de procedimentos adequados do ponto de vista da proteção ambiental e responsabilidade social de tratar resíduos gerados Repensar a forma de ocupação e uso do solo respeitando os limites de capacidade de suporte e do tempo de autodepuração dos espaços JUNIOR 2005 p 441 Conclusão Caro alunoa no decorrer desse bloco você aprendeu o que é saneamento qual a sua importância para a saúde da população a relação entre saneamento e saúde quais são os principais pontos a respeito da dinâmica da atmosfera como esse meio funciona e como ocorrem as situações de poluição atmosférica Você percebeu que os elementos e as condições meteorológicas de um local assim como a sua concentração populacional possuem grande influência no aparecimento de uma possível situação de poluição atmosférica Aqui deixo um desafio para você 23 comumente quais são os fenômenos de poluição atmosféricas das metrópoles E por que elas aparecem Estamos apenas começando a nossa jornada dentro do mundo do saneamento A seguir você aprenderá sobre um novo meio o meio aquático Vamos lá REFERÊNCIAS BRASIL Lei nº 11445 de 05 de janeiro de 2007 Estabelece diretrizes nacionais para o saneamento básico altera as Leis nos 6766 de 19 de dezembro de 1979 8036 de 11 de maio de 1990 8666 de 21 de junho de 1993 8987 de 13 de fevereiro de 1995 revoga a Lei no 6528 de 11 de maio de 1978 e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília 5 jan 2007 BRASIL Ministério do Meio AmbienteCONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução n 382 Estabelece os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas Distrito Federal 2006 BRASIL Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento Diagnóstico dos serviços de Água e Esgoto 2019 Brasília SNIS 2021 GOUVEIA N et al Hospitalizações por causas respiratórias e cardiovasculares associadas à contaminação atmosférica no Município de São Paulo Cadernos de Saúde Pública v22 n12 Rio de Janeiro 2006 p266977 INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA IBGE Tabua completa de mortalidade para o Brasil 2019 Breve análise da evolução da mortalidade no Brasil IBGE Rio de Janeiro 2020 JUNIOR A P Saneamento saúde e ambiente fundamentos para um desenvolvimento sustentável Coleção Ambiental 2 Barueri SP Manole 2005 p457463 RUSSO PR A qualidade do ar no município do Rio de Janeiro análise espaçotemporal de partículas em suspensão na atmosfera Revista de Ciências Humanas janjun 2010 v10 n1 p7893 24 WORLD HEALTH ORGANIZATION Air quality guidelines online Genebra 1999 WORLD HEALTH ORGANIZATION Water Sanitation and Hygiene Links to Health Who november 2004 Disponível em httpsbitly3G9GwlC Acesso em 06 jan 2021 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES CETESB Poluentes Disponível em httpscetesbspgovbrarpoluentes Acesso em 30 jun 2019 NASCIMENTO L F C FRANCISCO J B Material particulado e internação hospitalar por hipertensão arterial em uma cidade brasileira de porte médio Cadernos de Saúde Pública Rio de Janeiro v29 n8 p156571 2013 ROMÃO R et al Relação entre baixo peso ao nascer e exposição ao material particulado inalável Cadernos de Saúde Pública Rio de Janeiro v29 n6 p11018 2013 YAMASOE M A Estudo de propriedades ópticas de partículas de aerossóis a partir de uma rede de radiômetros solares PhD Thesis Instituto de Física da USP São Paulo São Paulo 1999 255p 25 2 O MEIO AQUÁTICO Apresentação Caro aluno pelo nosso conhecimento de mundo sabemos que o saneamento ou a falta dele traz implicações muito sérias à uma comunidade De forma que ao jogar esgoto in natura sem tratamento em um córrego ocorrerá uma situação de poluição e existirão riscos de uma doença infecciosa ser transmitida a uma população ribeirinha Essas situações de poluição também acontecem nos oceanos É comum observarmos em noticiários que alguma praia está apta ao banho ou não está apta ao banho e essa aptidão se dá pela qualidade da água A partir deste bloco você começará a entender os motivos de ocorrência dessa situação de poluição Iremos entender quais são suas implicações como podemos identificálas prevenilas e como podemos reverter as situações por ela causada Você já aprendeu como ocorre a poluição atmosférica e nesse bloco iremos focar no meio aquático e sua poluição Primeiramente você precisa entender o que é a dinâmica energética deste meio começaremos por aí 21 O meio aquático conceito O meio aquático é aquele local que tem a água como principal componente O oceano o mar rios e lagos podem ser classificados como meio aquático A água possui grande importância para os seres vivos do nosso planeta pois sem ela não seria possível a vida da forma que conhecemos atualmente Por esse motivo ter água potável disponível é um direito de todos e da mesma forma também é papel de todos ter cuidados para conseguirmos manter as águas livres de poluição Como você aprendeu no bloco anterior o ecossistema aquático também é formado por diversos seres vivos em uma cadeia alimentar Nele se encontram da mesma forma seres classificados como consumidores produtores e decompositores formando a cadeia alimentar aquática conforme a figura 21 a seguir 26 Fonte VeronikaDecart Via Shutterstock Figura 21 Exemplo de cadeia alimentar aquática A cadeia alimentar aquática possui diversos seres como peixes mamíferos fungos algas bactérias anfíbios entre outros Em um corpo hídrico saudável todos esses seres vivos vivem em harmonia de forma que podemos dizer que esse espaço está livre de uma poluição Lembrese que de forma análoga ao meio atmosférico quando a concentração de uma dessas populações for alterada desequilibrando essa harmonia por algum motivo há uma situação de poluição Ainda sobre uma cadeia alimentar veja alguns conceitos importantes a Em ecologia chamamos de Teia Alimentar a interligação de diversas Cadeias Alimentares As teias possuem um fluxo de energia e diversos nutrientes em diversos caminhos pois as próprias cadeias alimentares não são isoladas uma das outras nos ecossistemas b Todos os seres que vivem no nosso planeta necessitam de um tipo de energia para sobreviver e há diversos tipos de energia disponível no planeta Terra Por exemplo a energia da luz solar ou do alimento que alguns organismos consomem 27 c Os seres vivos que sobrevivem a partir da energia solar são denominados de Seres Autotróficos Esses organismos conseguem transformar a luz solar em alimento através da fotossíntese Entre os seres autotróficos estão as plantas e algas por exemplo d Já os denominados Seres Heterotróficos são aqueles que se alimentam dos seres autotróficos ou de outros seres heterotróficos De forma que os seres heterotróficos que se alimentam de plantas e algas seres autotróficos são chamados de Herbívoros Os seres heterotróficos que se alimentam de outros seres heterotróficos são chamados de Carnívoros se possuem alimentação exclusiva de outros seres heterotróficos ou de Onívoros se possuem alimentação composta de seres autotróficos ou de seres heterotróficos e Além da classificação em autotróficos e heterotróficos em ecologia podemos denominar os seres autotróficos de seres Produtores e os seres heterotróficos de Consumidores E por fim temos a presença de seres chamados de Decompositores que estão presentes em todos os ecossistemas f As cadeias alimentares podem ser divididas em níveis os chamados Níveis Tróficos Faz parte do primeiro nível trófico os organismos produtores ou autotróficos o segundo nível trófico é composto pelos organismos herbívoros o terceiro por animais que se alimentam de organismos herbívoro o quarto nível trófico é composto de animais carnívoros e assim sucessivamente g Em uma cadeia alimentar é comum observarmos diversos níveis tróficos Nos ecossistemas nenhum ser vivo sobrevive sem seu respectivo alimento energia Para entendermos como a poluição ocorre precisamos entender como funciona essa dinâmica Vejamos no próximo item como isso ocorre 28 22 A dinâmica energética do meio aquático A dinâmica energética do meio aquático é o nome que se dá para as relações entre a energia disponível nesse ecossistema e o alimento matéria que os seres vivos necessitam Ou seja em um ecossistema há um fluxo energético onde a energia solar captada pelos seres produtores em conjunto com alguns outros elementos é transformada em matéria orgânica alimento Lembrese que chamamos de matéria orgânica toda matéria que possui como base o elemento químico carbono e tem sua origem nos seres produtores ou consumidores vegetais e animais Já o denominado material mineral também chamado de material inorgânico é o material composto de minerais Os materiais minerais possuem como base outros elementos químicos como por exemplo nitrogênio ferro potássio entre outros Os organismos decompositores são os responsáveis por disponibilizar os materiais inorgânicos dentro das cadeias alimentares e esses materiais inorgânicos serão utilizados pelos seres produtores para a formação da própria matéria orgânica Esse ciclo forma a dinâmica energética do meio aquático observe a figura 22 Fonte elaborado pela autora 2021 Figura 22 Como funciona a dinâmica energética do meio aquático Seres produtores Através de luz solar gás carbônico disponível na atmosfera e material mineral produzem matéria orgânica Seres consumidores Sobrevivem através do oxigênio disponivel na atmosfera e de matéria orgânica Seres decompositores Decompõe matéria orgânica proveniente dos seres produtores ou dos seres consumidores transformando a matéria orgânica em material mineral 29 Para interpretar a figura 22 devemos lembrar que todo o sistema funciona de forma cíclica onde se alteramos um dos itens todo o restante também será impactado É dessa forma que pode haver uma situação de poluição nas cadeias alimentares aquáticas Por exemplo se no meio aquático por algum motivo os organismos produtores não tiverem contato com a luz solar eles não sobreviverão por muito tempo e assim não conseguirão servir de alimento para os organismos consumidores herbívoros Consequentemente sem a presença dos organismos produtores toda a alimentação dessa cadeia estará prejudicada e por ventura dizimada Esse é um exemplo clássico e recorrente de um acontecimento que tem como consequência a poluição no meio aquático Onde a relação entre energia e matéria implicará diretamente em uma situação de poluição nesse meio Você pode estar se perguntando toda alteração em um ecossistema resultará na poluição desse meio Não Nos próximos itens você vai entender que a definição de poluição dependerá de diversos itens como a concentração de uma substância ou frequência lançada no meio ambiente Iremos chamar poluente a partir de agora toda substância que poderá causar poluição a um meio seja ele atmosférico aquático ou terrestre O poluente presente em um meio pode permanecer nele por vários anos Esse processo ocorre através de fenômenos como a Bioacumulação e Biomagnificação Vamos entender mais sobre esses conceitos a O que é Bioacumulação É o processo biológico no qual certa substância fica armazenada no corpo de um ser vivo b O que é Biomagnificação É o processo biológico no qual uma substância vai sendo absorvida pelo corpo dos seres vivos ao longo de uma cadeia alimentar c Qual a diferença entre os dois Na Bioacumulação o armazenamento de uma substância é analisado somente em um nível trófico Já a Biomagnificação leva em consideração o armazenamento de uma substância em diversos níveis 30 tróficos É através da Bioacumulação que podemos observar o acúmulo de uma substância em diversos níveis tróficos o que poderá indicar uma Biomagnificação E quando for encontrada a alta concentração de uma substância no corpo de um ser vivo a biomagnificação será configurada uma situação de poluição d O que são substâncias Biodegradáveis Quando dizemos que uma substância é biodegradável significa que ela pode ser metabolizada catalisado por um ser vivo sendo degradada em forma de carbono As substâncias biodegradáveis não ficam armazenadas nos seres vivos por isso não causam o fenômeno da bioacumulação Sendo assim elas não prejudicam as cadeias alimentares e não promovem situações de poluição 23 Parâmetros da qualidade da água Em ecossistemas aquáticos podemos citar alguns fatores que podem alterar diretamente a dinâmica energética deste meio e consequentemente as suas cadeias alimentares Esses fatores são chamados de parâmetros de qualidade da água e são as diversas características físicas químicas e biológicas que podem ser observadas no meio aquático Através dos parâmetros de qualidade da água conseguimos descobrir a situação real de um corpo hídrico De forma que os parâmetros de qualidade da água promovem um verdadeiro raio x daquele local Onde se houver uma alteração muito grande de apenas um desses parâmetros de qualidade da água poderá ser configurada uma situação de poluição O pH a temperatura a concentração de Oxigênio Dissolvido a Demanda Química de Oxigênio a concentração de Amônia e a concentração de Ferro são apenas alguns dos parâmetros de qualidade da água que podem ser analisados em um corpo hídrico Mas antes de analisarmos alguns dos parâmetros separadamente você sabe qual o conceito de água potável Quando falamos do conceito de potabilidade de uma água estamos dizendo que aquela água possui atendimento a todos os parâmetros de qualidade Ou seja se analisarmos suas características parâmetros iremos descobrir 31 que elas estão dentro dos limites definidos por lei No entanto quando temos uma água apta para consumo humano nós estamos dizendo que essa água pode ser consumida pela população em usos nobres como cozinhar alimentos e utilizálas para banho Há ainda a classificação de uma água antes água bruta e após o tratamento de água água tratada Os tratamentos que são realizados na água e esgoto servirão justamente para atender as concentrações dos parâmetros de qualidade da água definidos por lei Veremos com detalhes todos os tipos de tratamentos nos próximos blocos Voltando aos parâmetros de qualidade da água veja a seguir como eles são medidos e controlados dentro dos corpos hídricos a Temperatura A temperatura da água é um parâmetro muitas vezes esquecido no momento de avaliarmos a qualidade de um corpo hídrico Mas é muito importante pois a temperatura irá influenciar na solubilidade de um gás Por exemplo com o aumento da temperatura há uma diminuição da concentração do oxigênio dissolvido no meio aquático b pH O pH é um dos parâmetros que temos muito contato desde o ensino médio Ele demonstra quimicamente o quanto alcalino ou ácido está um meio através do potencial hidrogeniônico de um meio aquoso Em uma escala de 0 a 14 quanto mais próximo de 0 mais ácido é aquele meio E quando mais próximo de 14 mais alcalino é aquele meio O pH 7 é definido como pH neutro e o ideal para águas doces é que o pH fique entre 60 e 90 c Turbidez a turbidez é uma medida indireta da quantidade de partículas em suspensão que estão presentes em um meio aquoso Ela é uma medida indireta pois na verdade nós medimos a quantidade de luz que consegue atravessar aquele meio e não a quantidade de partículas em si De forma que sempre que uma água possuir a turbidez elevada ela terá um aspecto turvo A unidade de turbidez UNT é especifica do parâmetro chamado de unidades nefelométricas Na prática nós conseguimos medir a turbidez através de turbidímetros portáteis 32 onde podemos analisar esse parâmetro quase instantaneamente E na prática quanto maior é a velocidade de escoamento de um corpo hídrico maior será sua turbidez d Oxigênio Dissolvido OD se fossemos definir o principal parâmetro de qualidade da água com certeza estaríamos falando do oxigênio dissolvido Todos os ecossistemas aquáticos dependem desse parâmetro pois a respiração dos animais aquáticos depende da concentração de oxigênio dissolvido contido ali A origem do oxigênio dissolvido em corpos hídricos depende de dois fatores a própria fotossíntese das algas e plantas aquáticas e o contato que a superfície aquática terá com o oxigênio gasoso presente na atmosfera Para a manutenção da vida aquática é necessário que a concentração mínima do oxigênio dissolvido fique entre 2 e 5 mg O2L1 e Coliformes provavelmente você já deve ter ouvido falar nas bactérias chamadas popularmente de coliformes Os coliformes são grupos de microrganismos utilizados para detectar a presença de bactérias em um corpo hídrico Como você já sabe os ecossistemas aquáticos possuem diversos tipos de microrganismos e o grupo coliformes se torna um parâmetro para que consigamos observar a presença de bactérias numa amostra de água É necessário sabermos que nem sempre os coliformes presentes em uma amostra irão causar doenças Dentro dos coliformes temos o tipo coliformes totais que engloba um número maior de bactérias e nem sempre irão causar doenças Mas temos também as denominadas coliformes termotolerantes que podem indicar a presença de bactérias que causam doenças Os coliformes termotolerantes são aqueles encontrados no intestino de animais de sangue quente Esse grupo de bactérias não sobrevive fora do trato dos animais então sua presença em uma amostra pode indicar a presença de fezes nela Os coliformes são medidos de forma quantitativa em uma amostra aquosa onde deverá ser preservado de forma especifica para a realização da sua análise Em termos gerais a água apta para o consumo humano deverá estar livre da presença dos coliformes 33 f Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO e Demanda Química de Oxigênio DQO são medidas que indicam indiretamente a presença de matéria orgânica na água Por definição a DBO mede a quantidade de oxigênio dissolvido que seria necessária para um microrganismo decompor a quantidade de matéria orgânica presente naquela amostra Já a DQO mede a quantidade de oxigênio dissolvido que seria necessária para a degradação total da matéria orgânica em um processo de oxidação química As análises de DBO e DQO são importantíssimas principalmente para o Esgoto pois indicam a presença de uma situação de poluição naquela água Em que quanto maior a DBO e DQO menor será o oxigênio dissolvido disponível para os animais aquáticos daquele local indicando claramente um nível de poluição Além dos parâmetros de qualidade citados acima temos diversos outros tipos de parâmetros que funcionam como verdadeiros indicativos de qualidade da água Podemos citar como parâmetros também cor real e aparente gosto e odor fluoreto ferro fósforo cianotoxinas dureza manganês amônia nitrito nitrato entre outros Vimos nesse bloco que os parâmetros da água influenciarão em sua qualidade no ecossistema aquático e são indicadores de uma possível poluição naquele local Alguns desses parâmetros podem ser medidos in loco através de equipamentos portáteis contudo diversos outros parâmetros só podem ser medidos em um laboratório de análises físicas e químicas 24 Parâmetros da qualidade da água panorama nacional e internacional Através do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA regido pelo Ministério do Meio Ambiente os corpos hídricos são divididos em algumas classificações Essas classificações são importantes pois elas delimitam os valores máximos permitidos da concentração de cada parâmetro de qualidade da água Através da classificação é possível delimitar o uso de cada corpo hídrico onde águas com qualidade mais nobres devem ser destinadas a usos nobres e viceversa 34 A resolução CONAMA número 357 BRASIL 2005 divide as águas em salinas doces e salobras Onde dentro dos três tipos de água ainda temos as divisões em classes de enquadramento As classes possuem usos permitidos como 1 Águas Doces Classe especial abastecimento humano recreação contato primário Classe 1 abastecimento humano após tratamento proteção de ecossistema aquático Classe 2 abastecimento humano após tratamento convencional proteção de ecossistema aquicultura e pesca Classe 3 abastecimento humano após tratamento avançado irrigação de arbóreas recreação de contato secundário Classe 4 navegação e harmonia paisagística 2 Águas Salinas Classe especial preservação de ecossistemas conservação e proteção integral Classe 1 recreação de contato primário proteção de ecossistema aquicultura e pesca Classe 2 pesca amadora recreação de contato secundário Classe 3 navegação e harmonia paisagística 3 Águas Salobras Classe especial preservação de ecossistemas conservação e proteção integral Classe 1 abastecimento humano após tratamento avançado recreação de contato primário proteção de ecossistema aquático aquicultura e pesca 35 Classe 2 pesca amadora recreação de contato secundário Classe 3 navegação e harmonia paisagística Fonte Adaptado de BRASIL 2005 Ao analisarmos as definições acima concluímos que as diferentes classes dos tipos de água são uma consequência direta de sua qualidade De forma que os usos mais exigentes possuem uma qualidade maior A divisão das águas em classes se dará a partir de uma série de análises de diversos parâmetros de qualidade que você já aprendeu conforme a resolução CONAMA número 357 BRASIL 2005 Além disso podemos citar como usos mais exigentes ou também chamados de usos nobres água para abastecimento humano e prevenção de ecossistema aquático Dento de uma construção podemos citar que os usos nobres são aqueles chamados de demandas potáveis que são pias lavatórios cozinhas máquinas de lavar cafeteiras e bebedouros Já os usos menos exigentes ou menos nobres que possuem baixa qualidade são por exemplo navegação e paisagismo Em uma construção denominamos os usos que não necessitam de água para abastecimento ou menos nobres de demandas não potáveis que são bacias sanitárias e mictórios lavagem de pisos irrigação e espelhos dágua Observação as torres de resfriamento não são consideradas uma demanda potável contudo elas necessitam de uma qualidade de água específica para funcionar sendo necessário seguir as recomendações de cada fabricante As determinações dos padrões para enquadramento das águas são realizadas em nosso país desde 1977 A partir de uma legislação elaborada com essa finalidade foram determinados os valores máximos permitidos de cada parâmetro de qualidade da água Atualmente no Brasil temos diversas leis e portarias a respeito a mais importante delas seria a Portaria de Consolidação número 5 BRASIL 2017 que estabelece os padrões de potabilidade das águas sendo regida pelo Ministério da Saúde Essa portaria estabelece os procedimentos de controle de vigilância da 36 qualidade de consumo humano e seu padrão de potabilidade BRASIL 2017 Ou seja é dentro dessa portaria que você pode encontrar todas as diretrizes para a classificação e controle das águas para que seja atendido o padrão de potabilidade Ao longo do tempo todas essas recomendações e limites dos parâmetros de qualidade da água vão passando por mudanças que têm como objetivo atualizar e incluir novos parâmetros que possam surgir Isso não é diferente fora do nosso país onde cada lugar tem suas próprias diretrizes Por exemplo nos Estados Unidos as agências reguladoras fazem as indicações dos limites máximos permitidos para cada parâmetro que são adotados nesse país Na União Europeia temos uma diretriz geral indicada para todos os países Veja as comparações entre os parâmetros de qualidade da água em alguns países na Tabela 21 Tabela 21 Concentrações máximas para alguns parâmetros químicos de padrões de potabilidade em diversos países Parâmetros Brasil mgL Canadá mgL Singapura mgL Israel mgL Chile mgL UE mgL Arsênio 0033 001 001 001 001 001 Bário 100 100 07 0001 Fluoreto 140 150 070 150 Benzeno 0005 0005 0003 0005 0001 Cromo 005 005 005 005 005 Cianeto 0022 02 007 005 Mercúrio 0002 0001 0006 0001 0001 0001 Fonte adaptado de Quirino 2017 37 25 Autodepuração Você já aprendeu como os padrões de qualidade da água podem determinar o grau de potabilidade de uma água A partir de agora vamos aprender qual é a relação direta entre alguns parâmetros de qualidade da água e a poluição E isso tudo começa com um conceito importantíssimo chamado de Autodepuração Von Sperling 2005 conceitua a Autodepuração como sendo o processo natural que os corpos dágua tem para instaurar o equilíbrio perdido Quando alteramos por algum motivo a dinâmica energética do meio aquático o equilíbrio desse meio será alterado e a autodepuração será o processo natural que aquele ecossistema fará para que seja reestabelecido o equilíbrio inicial Ou seja o conceito de autodepuração parte do princípio de que um certo ecossistema saudável e estável após a intervenção de uma fonte poluidora tentará voltar ao seu estado inicial Observe a figura 23 Fonte Braga et al 2005 p90 Figura 23 Esquema da relação dos parâmetros de qualidade e autodepuração Vamos analisar a Figura 23 e entender como funciona a autodepuração Primeiramente temos uma Zona De Águas Limpas que é a primeira zona do processo e está em uma situação de equilíbrio prépoluição Nessa zona os parâmetros de qualidade da água estão constantes e os seres vivos que ali habitam estão com suas 38 populações controladas em uma situação de harmonia A zona de águas limpas possui oxigênio dissolvido em concentrações altas e poluentes em concentrações baixas como a DBO dessa zona que possui baixa concentração A segunda zona da autodepuração é a Zona de Degradação onde haverá a descarga do poluente A descarga do poluente trará uma consequência direta em alguns parâmetros de qualidade da água Por exemplo se a poluição se der por uma alta descarga de matéria orgânica nesse corpo dágua logo os níveis de DBO e DQO subirão quase instantaneamente representada pela linha contínua da figura 23 enquanto que para degradar essa matéria orgânica os seres decompositores precisarão de oxigênio para degradar esse excesso de matéria orgânica então o oxigênio dissolvido OD dessa zona vai decair como você pode observar na figura 23 a linha pontilhada equivale ao nível de oxigênio dissolvido A diminuição dos níveis de OD afetará os seres vivos mais sensíveis que começarão a morrer Lembrese que alguns seres vivos e animais aquáticos necessitam do OD para realizar a sua respiração por isso o OD é um parâmetro de qualidade da água importantíssimo para avaliar a presença de uma fonte poluidora no meio aquático A terceira zona do processo de autodepuração é a Zona de Decomposição Ativa Vamos analisar a figura 23 onde você percebe que nessa zona temos a menor concentração de OD ao longo do processo de autodepuração E por causa disso é nessa zona que os animais que precisam do OD morrem Na zona de decomposição ativa os únicos seres vivos que sobrevivem com baixo OD são alguns tipos de bactérias e fungos A quarta e última zona do processo de autodepuração é chamada de Zona de Recuperação Passada a zona de decomposição ativa a zona de recuperação se caracteriza pelo aumento da concentração de OD no sistema e em paralelo a diminuição das concentrações de DBO e DQO Na zona de recuperação já observamos o aparecimento de seres vivos aquáticos Nessa zona que há a recuperação do ecossistema que está encaminhando para uma nova zona de águas limpas onde o ecossistema estará recuperado 39 É dessa forma que ocorre todo o processo de autodepuração Por isso os parâmetros de OD DBO e DQO são importantíssimos para avaliarmos o grau de poluição que pode haver em um ecossistema aquático Mas você deve estar se perguntando se o ambiente aquático tem a capacidade de se auto recuperar como ainda observamos situações de poluição Para respondermos essa questão é necessário aprendermos dois conceitos importantes o conceito de fontes de poluição pontual e difusa Como você já aprendeu a situação de poluição em um corpo hídrico dependerá de diversos fatores como por exemplo a concentração e a quantidade de poluente que será inserido naquele corpo dágua Em saneamento nós chamamos de Carga a quantidade e a concentração de certo poluente que será despejado naquele local Quanto maior a carga maior será o poder de poluição daquele poluente para um corpo hídrico Além disso também precisamos avaliar outras características daquele ecossistema Dentre essas características podemos citar uma muito importante a vazão daquele corpo dágua quanto maior a vazão de um rio maior será a sua capacidade de autodepuração Onde para avaliarmos a quantidade de poluentes que um rio poderá receber devemos realizar um estudo de Autodepuração para o mesmo ou para um trecho dele Nesse estudo são avaliados o tempo necessário para a autodepuração e os limites de poluentes que podem ser despejados naquele rio de forma que não haja grandes prejuízos para ele É nesse momento que devemos entender o conceito de cargas poluidoras pontuais e difusas As cargas pontuais ou poluições pontuais são aquelas fontes de poluição que ocorrem muitas vezes de forma única uma única fonte geralmente serão facilmente identificadas possuem grandes vazões e podem ser corrigidas de forma mais eficaz Por exemplo uma grande vazão de esgoto sendo descarregado em um rio é uma carga pontual Essa situação é facilmente identificada por ser de grande vazão e por ser passível de punição judicial também é mais fácil de ser corrigida Assim as cargas pontuais são mais fáceis de serem tratadas e apesar de prejudicar aquele corpo hídrico conseguimos reestabelecer o equilíbrio daquele sistema 40 Já as cargas difusas ou poluições difusas podem ser definidas como sendo pequenas cargas poluidoras em diversos pontos de um corpo hídrico Imagine o curso natural de um rio extenso onde ao longo de sua extensão temos na área rural algumas indústrias que irão despejar seu esgoto nesse rio As indústrias geralmente possuem uma vazão de esgoto menor que uma cidade mas se somarmos todos os esgotos despejados teremos uma grande quantidade ao final das contas Essa é a situação clássica de uma poluição difusa Observe a figura 24 a seguir Fonte CigdemBW Press Via Shutterstock Figura 24 Exemplo de poluição difusa várias fontes que é a situação que encontramos no Rio Tietê localizado em São Paulo O Rio Tietê possui 1100km de extensão e nasce a cerca de 100km de São Paulo e ao se aproximar da cidade recebe muitos resíduos poluentes A poluição difusa é mais difícil de ser identificada pois às vezes a vazão é baixa e difícil de ser identificada Ela pode parecer inofensiva para quem está fazendo aquele descarte em um rio mas o problema está justamente nessa situação Pois por termos diversas fontes de poluição sendo despejadas em um único curso dágua não haverá tempo hábil para que o processo de autodepuração ocorra assim não haverá a recuperação daquele rio A poluição por cargas difusas pode ocorrer tanto no meio rural como no meio urbano Já citamos um exemplo de poluição difusa no meio rural agora vamos citar no meio urbano O rio Tietê localizado em São Paulo SP figura 24 é um exemplo de poluição difusa no meio urbano onde as diversas cargas poluidoras são descarregadas 41 há décadas nesse rio A poluição difusa se não identificada não poderá ser tratada por fim haverá aquilo que chamamos popularmente de morte de um rio quando não há a possibilidade de recuperação por autodepuração 26 Poluição das águas Até agora você observou como pode ocorrer a poluição do meio aquático e como ocorre a dinâmica energética em seu meio Em seguida você aprendeu que ao alterarmos a dinâmica energética desse meio poderá haver uma situação de poluição e que em alguns casos o corpo hídrico tentará voltar a situação de equilíbrio inicial através da autodepuração Você também aprendeu que todos os parâmetros de qualidade da água são importantíssimos para que se avalie o grau de poluição daquele ecossistema juntamente com suas propriedades Parâmetros como a concentração de Oxigênio Dissolvido DBO DQO e muitos outros são imprescindíveis para essa avaliação Assim a alteração brusca de um parâmetro de qualidade da água causa um desequilíbrio caracterizando uma situação de poluição do meio aquático E a poluição aquática possui diversas causas e consequências Vejamos a seguir as principais Poluição das águas causas e consequências Prezado Aluno veremos em destaque a poluição das águas doces a seguir Onde um ou mais poluentes terão como consequência a poluição da água contudo são causas e consequências diferentes Sendo assim você irá aprender separadamente cada uma delas onde a identificação do poluente é indispensável para conseguirmos escolher a estratégia correta para tratar a poluição e recuperar o ecossistema de forma adequada Vejamos a seguir os poluentes causa e a consequência de cada um deles Excesso de Matéria Orgânica O excesso de matéria orgânica é uma das causas mais comuns da poluição aquática Já que muitos poluentes possuem matéria orgânica em sua composição por exemplo os 42 esgotos Em um ecossistema aquático a matéria orgânica que está sobrando precisará ser degradada para que seja reestabelecido o equilíbrio desse mesmo ecossistema Para degradar a matéria orgânica será necessário oxigênio dissolvido de forma que a concentração do OD vai decair se instaurando a situação de poluição Na figura a seguir um exemplo de despejo de esgoto que contém matéria orgânica em um corpo hídrico Fonte DesingRage Via Shutterstock Figura 25 Esgoto sendo descarregado no rio Excesso de Nutrientes Eutrofização Outra fonte comum de poluição é o excesso de nutrientes nos corpos hídricos Os nutrientes são geralmente como denominamos os elementos químicos Fósforo e Nitrogênio Em excesso no ecossistema aquático trazem um grave problema de poluição Esses elementos são essenciais para que haja o crescimento de algas e vegetais seres produtores do meio aquático Contudo quando há a disponibilidade de nutrientes em excesso há também um crescimento exagerado das algas comumente chamado de Boom de crescimento O processo de boom de crescimento é chamado de Eutrofização que irá trazer uma aparência verde figura 26 na superfície daquele corpo hídrico sinalizando um excesso de vegetais naquele local O maior problema do processo de eutrofização é o bloqueio da passagem de luz para os outros vegetais que não estão na superfície sem 43 realizar a fotossíntese não há produção de oxigênio e por consequência há a diminuição do OD disponível mortalidade dos seres vivos e situação de poluição Fonte adap de rktz Via Shutterstock Figura 26 Água saudável esq A poluição da água devido ao extenso crescimento de pequenas plantas aquáticas perigosas algas e plâncton causam eutrofização e tornamse inutilizáveis dir Assoreamento Outra causa de poluição aquática é o acréscimo de elementos minerais em um corpo hídrico na maioria das vezes agregados inertes em um processo de poluição por assoreamento Como agregados geralmente esses materiais são areias lodos ou argilas que são colocados nesses ecossistemas em grandes quantidades diminuindo a profundidade desse local figura 27 Com a diminuição do espaço no ecossistema os seres vivos que ali habitam não conseguirão sobreviver e todas as populações serão afetadas como consequência 44 Fonte Creative Nature Media Via Shutterstcok Figura 27 Porto em desuso e assoreado em Boness Borrowstounness na região de Falkirk na Escócia Reino Unido Metais Como você já aprendeu neste bloco alguns metais pesados podem fazer parte de processos como a Bioacumulação e a Biomagnificação e por isso são prejudiciais para a saúde dos humanos figura 28 Assim a presença até em pequenas quantidades desses metais pesados poderão configurar uma situação de poluição a um corpo hídrico É comum termos a presença de esgotos que possuam metais pesados provenientes de atividades como a exercida nas indústrias galvanoplásticas por isso é importante analisar esse constituinte Fonte NicolasQ Via Shutterstock Figura 28 Poluição da água de uma mina de mercúrio abandonada 45 Acidificação Um pH baixo caracterizando uma água ácida figura 29 influenciará toda a cadeia alimentar de um ecossistema aquático Os seres vivos mais sensíveis podem morrer por esse motivo e assim pode se instaurar uma situação de poluição Por isso o pH precisa ser monitorado constantemente podendo ser medido em questão de segundos através de um equipamento portátil Fonte joserpizarro Via Shutterstock Figura 29 Águas ácidas do rio Tinto Rio Tinto Huelva Espanha Tipos de Esgotos Sem dúvidas podemos incluir os esgotos como uma causa da poluição aquática Contudo para entendermos o poder de poluição que os esgotos possuem vamos entender sua composição e seus tipos O esgoto comum proveniente das cidades são denominados de esgotos sanitários ou efluentes sanitários Ele é composto basicamente dos esgotos domésticos somados aos esgotos ou efluentes industriais Os esgotos domésticos efluentes domésticos são aqueles provenientes das residências ou seja são os nossos dejetos provenientes das casas da população Dentro da produção de esgotos domésticos podemos ainda os dividir em águas cinzas aqueles dejetos compostos de lavatórios pias e chuveiros e águas negras que são aqueles dejetos provenientes das bacias sanitárias contendo urina e fezes 46 Quimicamente os esgotos domésticos contem matéria orgânica nutrientes nitrogênio e fósforo e microrganismos diversos Já os esgotos industriais são aqueles esgotos provenientes das indústrias Também chamados de efluentes industriais eles são formados a partir dos processos industriais de cada indústria Como você já deve imaginar cada indústria irá produzir um efluente industrial com características próprias Sobre isso Giordano 2005 diz que A utilização de água pela indústria pode ocorrer de diversas formas tais como incorporação ao produto lavagens de máquinas tubulações e pisos águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor águas utilizadas diretamente nas etapas do processo industrial ou incorporadas aos produtos esgotos sanitários dos funcionários Exceto pelos volumes de águas incorporados aos produtos e pelas perdas por evaporação as águas tornamse contaminadas por resíduos do processo industrial ou pelas perdas de energia térmica originando assim os efluentes líquidos GIORDANO 2005 É comum indústrias semelhantes possuírem processos produtivos também semelhantes por consequência seus esgotos possuirão os parâmetros de qualidade da água parecidos Assim os seus respectivos tratamentos serão parecidos As indústrias no nosso país devem lançar seus efluentes em corpos hídricos corpos receptores com a mesma ou melhor qualidade da água desse corpo receptor De forma que somente poderão ser lançados os efluentes que tenham qualidade igual ou superior ao corpo receptor BRASIL 2011 através de tratamento prévio e que obedeçam aos padrões e exigências definidos por lei Conclusão Nesse bloco você aprendeu como a poluição do meio aquático ocorre suas causas suas consequências os principais poluentes e como podemos avaliar a qualidade da água de um corpo hídrico Como engenheiros iremos encontrar diversas situações que peçam a classificação de uma água e o modo de fazer isso você aprendeu aqui com muito cuidado na interpretação dos resultados analisados tendo em vista os 47 parâmetros de qualidade da água Somente assim você terá certeza que uma água será apta ou não ao consumo humano REFERÊNCIAS BRAGA et al Introdução à engenharia ambiental 2ª Ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2005 BRASIL 2005 Ministério do Meio Ambiente Resolução nº 357 de 17 de março de 2005 Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília DF 18 mar 2005 Seção 1 p 5863 BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Resolução n 430 de 13 de Maio de 2011 Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes completa e altera a Resolução n 357 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente Conama Diário Oficial da República Federativa do Brasil Brasília DF 2011 BRASIL 2017 Portaria de Consolidação nº 5 de 28 de setembro de 2017 Consolidação das normas sobre as ações e os serviços de Saúde do Sistema Único de Saúde Diário Oficial da União 05 Set 2017 GIORDANO G Tratamento e controle de efluentes industriais 2005 81 f Departamento de Engenharia Sanitária e do Meio Ambiente Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2005 QUIRINO Amanda Gondim Cabral et al 2017 Padrões de qualidade de água doce panorama nacional e internacional Anais do Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental e Sustentabilidade Vol 5 Congestas 2017 p 1146 VON SPERLING M Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos 2005 Belo Horizonte Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Belo Horizonte Ed da UFMG 48 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ALMEIDA R A S Índice de qualidade de águas subterrâneas destinadas ao uso na produção de água potável IQAS dissertação Salvador Universidade Federal da Bahia 2007 AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION APHA 2005 Standard methods for the examination of water and wastewater 21th ed Washington APHA GNADLINGER J A declaração de Dublin sobre água e desenvolvimento sustentável trad Dublin 31 jan 1992 HESPANHOL I Potencial de reúso de água no Brasil agricultura indústria municípios recarga de aquíferos Revista Brasileira de Recursos Hídricos v 07 n 4 p 7595 2003 REIS J A T MENDONÇA A S F Análise técnica dos novos padrões brasileiros para amônia em efluentes e corpos dágua Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental v 14 n 3 p 353362 2009 RIBEIRO M C M Nova portaria de potabilidade de água busca de consenso para viabilizar a melhoria da qualidade da água potável distribuída no Brasil Rev DAE 2012 189176 SÃO PAULO Resolução Conjunta SESSMASSR n 01 de 28 de Junho de 2017 Disciplina o reúso direto não potável de água para fins urbanos proveniente de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário e dá outras providências SP 2017 UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY US EPA Guidelines for water reuse Sep 2012 Disponível em httpsbitly3G4Rdph Acesso em 06 jan 2021 VON SPERLING M Análise dos padrões brasileiros de qualidade de corpos dágua e de lançamento de efluentes líquidos Revista Brasileira de Recursos Hídricos v3 n 1 p 111132 1998 49 3 OS MANANCIAIS Apresentação Quando pensamos no abastecimento de água de uma cidade nos deparamos com vários desafios entre eles pensar em qual será a água que iremos utilizar para esse abastecimento Na prática nós temos diversas opções para o abastecimento de água de uma cidade assim diversas características devem ser analisadas antes de tomarmos a decisão de qual água utilizar no abastecimento Como por exemplo as características da qualidade da água disponível como você aprendeu no bloco anterior que são muito importantes Contudo a quantidade de água disponível a distância da captação até a residência da população o tipo de tratamento que será realizado e as obras necessárias para levar a água até a população são fatores importantíssimos para que seja escolhida uma fonte de água manancial É esse assunto que você irá aprender neste bloco o que são mananciais como escolhemos um manancial para abastecimento como podemos proteger os mananciais os principais mananciais brasileiros e por fim iremos aprender na prática como é o dimensionamento de uma cisterna para água da chuva Você já percebeu o quanto esse assunto é importante não é Vamos lá 31 O ciclo hidrológico A água em nosso planeta se comporta de forma cíclica em uma cadeia de processos de forma constante e paralela nos 3 estados físicos da matéria Essa série de processos envolvendo a água na Terra é chamado de ciclo hidrológico Ele envolve diversos processos básicos a evaporação a transpiração a precipitação e a infiltração Você já deve ter ouvido falar sobre o ciclo hidrológico no decorrer de sua jornada escolar Na figura 31 um resumo de como ocorre o ciclo hidrológico 50 Fonte adp Noko Cloud Via Shutterstock Figura 31 O ciclo hidrológico da água Ao analisarmos o ciclo hidrológico podemos fazer algumas considerações importantes para o saneamento a água no nosso planeta possui a mesma quantidade ou seja é finita dentro do planeta Terra Isso quer dizer que a quantidade da água é constante no ciclo hidrológico Mas por que geralmente nós ouvimos falar que a água no nosso planeta está acabando Isso ocorre porque na verdade a água doce com boa qualidade para consumirmos está cada vez mais insuficiente para atender as demandas da população Por isso devemos ter a preocupação de manter a qualidade da água e o desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento para que consigamos atender as demandas da população e atividades em geral Ainda de acordo com o a figura 31 você pode observar alguns processos dentro do ciclo hidrológico que possuem implicações importantes dentro do saneamento Por exemplo a água disponível nas lagoas rios e oceanos águas superficiais evaporam e são armazenadas na atmosfera até que condensarão em forma de água de chuva Já 51 as águas das chuvas voltam para as lagoas rios e oceanos no entanto além disso elas também podem infiltrar e acabarem armazenadas nos solos águas subterrâneas As águas que possuem potencial de aproveitamento para consumo humano e outras atividades são denominadas de mananciais Ou seja os mananciais são os locais onde conseguimos aproveitar a água para diversos usos no próximo item você irá aprender com detalhes o conceito dos três mananciais disponíveis no planeta Terra Desde os primórdios todas as civilizações antigas se desenvolveram em locais próximos e com fácil acesso à água doce pois como sabemos todos os humanos precisam de água para continuar vivos Ao longo do tempo com o avanço das tecnologias envolvendo o tratamento e captação das águas superficiais e subterrâneas as técnicas avançadas de irrigação a captação e o aproveitamento de água da chuva a dessalinização de águas salinas e salobras entre outros nós conseguimos aproveitar a água em locais que antes não eram possíveis Por conta disso o homem começou a habitar ambientes antes inóspitos Com o aumento do consumo de água doce episódios de escassez de água começaram a acontecer trazendo como consequência uma crescente preocupação com a água no nosso planeta Veja a seguir como ocorre o potencial de aproveitamento dos mananciais e como protegêlos 32 Tipos de mananciais Os mananciais são basicamente as fontes de água disponíveis para o uso da população entre outras atividades O termo mananciais é muito comum dentro do saneamento e podemos observar na natureza 3 tipos deles os mananciais superficiais os mananciais subterrâneos e o manancial meteórico Veja no quadro 31 suas especificidades 52 Quadro 31 Tipos de mananciais e suas definições Fonte Elaborado pela autora 2021 Imagens Valentin Ayupov Symbiot A3pfamily Via Shutterstock Quando escolhemos um dos 3 tipos de mananciais citados para ser o fornecedor de água a uma população independentemente do tamanho dessa população dizemos que ele é o manancial abastecedor daquela região E geralmente pelo nosso conhecimento de mundo associamos o manancial abastecedor de uma cidade a um rio manancial superficial daquela região mas isso nem sempre é verdade Por exemplo é cada vez mais comum termos vários mananciais abastecedores em uma região onde diversas situações levam a essa escolha Imagine que você mora num local onde em algumas épocas do ano falta água no manancial abastecedor proveniente da água de um rio manancial superficial Para que não haja falta de água no local a prefeitura perfurou poços artesianos que suprem à comunidade nos Superficial São os mananciais que estão disponíveis na superfície da terra Podem ser rios lagos lagoas e até oceanos desalinização Geralmente são os primeiros a serem considerados na escolha do manancial Subterrâneo São as águas que estão no subsolo ou camadas mais profundas da Terra São extraídas a partir de poços rasos ou profundos São cada vez mais utilizados Meterórico São as águas que estão armazenadas na atmosfera em forma de vapor e são aproveitadas quando caem na superfície em forma de chuvas Possuem um potencial enorme mas são pouco exploradas 53 períodos de escassez Esse é um exemplo de situação onde se faz necessária a utilização de vários mananciais abastecedores Contudo o ideal ao escolhermos um manancial como abastecedor de uma região é que esse seja suficiente para o abastecimento dessa região initerruptamente ou seja o ano todo Então vamos retomar como a escolha deve ser feita No item anterior nós citamos alguns dos motivos pelo qual escolhemos um manancial vejamos esses motivos com mais detalhes Na NBR 122131992 Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público Procedimento ABNT 1992 são discutidas algumas características para que um manancial superficial seja escolhido potencialmente como abastecedor Por exemplo as construções e obras para captação de águas superficiais devem ser construídas para funcionar sem interrupções ao longo de anos Além disso os sistemas devem captar água suficiente para abastecer a população para a qual foi projetado com a sua captação em um ponto onde a qualidade da água captada seja a melhor possível E a distância até a captação o acesso a esse manancial a facilidade de operação e manutenção também são fatores que deverão ser levados em consideração Vale destacar que atualmente existe tecnologia disponível para tratarmos basicamente qualquer qualidade de água Contudo quanto mais sofisticada a tecnologia mais custos terá o tratamento e sua manutenção De forma que a escolha do manancial deve estar atrelada à tecnologia disponível naquela região e à parte financeira que se faz de grande importância nessa situação Vamos analisar outro exemplo imagine que após uma análise minuciosa só temos disponível água salina proveniente dos oceanos para a escolha como manancial abastecedor de uma região Dentro da análise foi descoberto que era mais barato a dessalinização da água salina do que perfuração de um poço profundo Para esse exemplo foi adotada então a dessalinização como tratamento de água e o oceano como manancial abastecedor por falta de opções mais baratas Esse tipo de avaliação descrita acima é feita quando se vai analisar e escolher uma manancial sendo realizada sempre que necessária 54 Em termos de manancial superficial além dos já citados outro fator também é importante o ponto de captação dentro do curso dágua O ponto de captação em águas superficiais deve ser realizado da seguinte forma em um trecho reto do curso dágua ou em locais que não formem bancos de areia em pontos submersos do rio evitar um local de captação que possua margem instável em um ponto protegido por grade com vazão média calculada em projeto Então resumidamente devemos avaliar em conjunto a quantidade de água disponível a qualidade da água disponível o custo de implantação e o custo de operação desse sistema análise financeira de viabilidade localização da água do manancial acesso ao local de captação e estabilidade ao longo dos anos Essa avaliação deverá ser realizada sempre e para todos os tipos de mananciais tanto superficial quanto subterrâneo e meteórico 33 Os principais mananciais brasileiros O Brasil é proporcionalmente um dos países que possuem maior disponibilidade de água doce no mundo De acordo com a Agência Nacional das Águas ANA 2009 o país possui aproximadamente 12 das águas doces superficiais do mundo Essa grande disponibilidade de água traz ao nosso país um maior compromisso com a população o dever de manter a qualidade da água dos recursos hídricos brasileiros O Brasil pode ser dividido em 12 regiões hidrográficas divididas pela Divisão Hidrográfica Nacional realizada pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos CNRH Essas regiões hidrográficas visam orientar o planejamento e o gerenciamento das bacias hidrográficas brasileiras das subbacias e dos recursos hídricos em geral ANA 2021 São regiões hidrográficas brasileiras a Região Hidrográfica Amazônica figura 32 Região Hidrográfica Atlântico Leste Região Hidrográfica Atlântico Sudeste Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Ocidental Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Oriental Região Hidrográfica TocantinsAraguaia Região Hidrográfica Parnaíba Região Hidrográfica São Francisco Região Hidrográfica Atlântico Sul Região Hidrográfica Paraguai Região Hidrográfica Paraná Região Hidrográfica Uruguai ANA 2021 Fonte Gustavo Frazao Via Shutterstock Figura 32 O Rio Amazonas faz parte da região Hidrográfica Amazônica No site da Agência Nacional das Águas há disponível anualmente para download gratuito os relatórios intitulados Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras ANA 2015 O relatório acompanha periodicamente todas as regiões hidrográficas brasileiras divulgando dados importantes em relação a situação que aquela região hidrográfica se encontra 56 Os mananciais brasileiros não servem apenas para o abastecimento de água da população sendo utilizados em diversas outras funções como atividades industriais irrigação criação de animais transporte e lazer da população Tudo isso pode trazer um impacto ambiental negativo para esses recursos hídricos por isso é de suma importância monitorar e fiscalizar todas essas atividades Além do poder público vale salientar que toda a população possui o dever de zelar pela manutenção da qualidade dos nossos mananciais seja conservando os recursos hídricos ao pressionar os órgãos ambientais ou denunciando quando forem observadas ações de degradação Já em termos de política pública podemos afirmar que a cada ano a preocupação com a manutenção dos recursos hídricos cresce aumentando também instintivamente o surgimento de leis que promovem a conservação desses recursos Como por exemplo no estado de São Paulo temos as leis estaduais número 89875 e 117276 Lei Estadual de Proteção aos Mananciais desde 1976 que correspondem às bacias Guarapiranga e Billings SÃO PAULO 1976 Até a década de 1950 não existia no estado uma preocupação com a proteção dos recursos hídricos mas isso mudou em meados de 1960 A partir do final da década de 60 começou a preocupação com os recursos hídricos e proteção de mananciais a partir daí foi feito o Plano Metropolitano de Desenvolvimento Integrado PMDI justamente com a criação das leis citadas Nos anos 90 após 20 anos das primeiras leis de proteção aos mananciais houve a necessidade de revisão por parte do poder público à essa legislação De forma que foi aprovada a lei Estadual 986697 que teve como objetivo dispor as diretrizes e normas sobre a proteção e recuperação das bacias hidrográficas paulistas SÃO PAULO 1997 Para saber mais Para acessar as informações do relatório Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras ANA 2015 acesse httpwwwsnirhgovbrportalsnirhcentraisdeconteudosconjunturados recursoshidricosregioeshidrograficas2014pdf 57 Essa lei determinava resumidamente que a utilização dos mananciais só é autorizada após a análise e aprovação prévia dos órgãos ambientais 34 Proteção de mananciais Proteção de mananciais superficiais Como você viu no item anterior os mananciais são utilizados para diversas atividades que trazem determinado impacto ambiental para aquele manancial Por exemplo o crescimento inadequado das cidades afeta a qualidade dos recursos hídricos de forma negativa por isso a importância da proteção dos mananciais Para entendermos como funciona essa proteção devemos primeiramente aprender algumas nomenclaturas a respeito do corpo dágua Observe a figura a seguir Fonte adp Stihii Via Shutterstock Figura 33 Partes constituintes de um curso dágua Ao analisarmos a figura 33 podemos observar que em relação a um ponto de referência no caso o boneco que temos na figura o ponto acima se chamará montante e o ponto localizado após o ponto de referência se chamará Jusante Esse conceito é importante pois a proteção dos mananciais superficiais deve sempre começar na nascente daquele rio ou seja no ponto mais a montante possível Contudo na prática ao longo de um curso dágua o que acontece é a presença de diversas atividades por exemplo as que fazem parte da rotina de diversas cidades 58 Dessa forma nem sempre há a manutenção da qualidade da água nos pontos a montante de uma cidade Sendo importante estudos de autodepuração e o monitoramento da qualidade da água de um manancial Podemos citar algumas medidas de proteção do manancial com o objetivo de manter a qualidade da água daquele local Por exemplo nas margens direita e esquerda do curso dágua é necessário o monitoramento do despejo de esgotos sendo essa a principal medida de proteção Além disso também é muito importante o controle e planejamento das construções nas margens de um rio Construções em áreas muito próximas de um curso dágua comumente irão despejar seus esgotos naquele manancial por isso a importância dessa medida No entorno dos rios é importante monitorar a presença de resíduos sólidos e a construção de lixões ou qualquer tipo de acúmulo de resíduos sólidos sem tratamento adequado Controlar a quantidade de fertilizante e agrotóxico na agricultura próxima aos rios também é uma medida de proteção ao manancial pela possibilidade de transferência desses compostos para o rio através de chuvas ou do lençol freático E por fim deve ser monitorada a erosão e assoreamento dos rios que podem ser uma das causas da poluição aquática Como Engenheiro Civil o seu papel será o de verificar a localização das futuras construções É importante observar se essas construções estão localizadas em áreas de proteção de manancial Em via de regra há uma proibição de construção em uma faixa de 15 metros de cada margem de um rio então ao ser contratado para uma construção em locais muito próximos a rios e cursos dágua é recomendado que você entre em contato com a prefeitura da cidade onde está localizado o terreno e verifique a viabilidade desta construção Proteção de mananciais subterrâneos Além dos mananciais superficiais também é muito importante proteger os mananciais subterrâneos As águas subterrâneas podem ficar armazenadas nos chamados lençóis freáticos ou nos denominados lençóis artesianos Essa classificação depende de onde estará localizada a água O solo apresenta diversas camadas da superfície até chegar 59 ao centro da Terra Essas camadas possuem composições diferentes e com isso podem ser ou não impermeáveis Existem camadas de rochas impermeáveis e as águas podem ser armazenadas entre essas camadas sem que consigam escapar Esse local se chama lençóis artesianos ou aquíferos Nosso país possui diversos aquíferos uma grande quantidade de água subterrânea disponível para ser utilizada As águas subterrâneas dos lençóis freáticos são aquelas que estão abaixo da superfície e acima dessas camadas impermeáveis por isso possuem a mesma pressão atmosférica do solo daquele local O nível das águas dos lençóis freáticos ou seja sua disponibilidade depende do regime de chuva daquele local De forma que se houver um período de estiagem prolongada pode ser que não haja a mesma quantidade de água disponível As águas subterrâneas podem ser aproveitadas ao extrairmos de poços rasos ou freáticos e poços profundos ou artesianos Observe a figura 34 a seguir onde você pode identificar a diferença entre os poços rasos e profundos e ainda as camadas do solo com a presença das camadas impermeáveis 60 Fonte adp Designua Via Shutterstock Figura 34 Tipos de águas subterrâneas proveniente de lençóis freáticos e artesianos poços rasos e poços profundos com as camadas permeáveis e impermeáveis do solo Como você pode perceber através da figura 34 os lençóis freáticos consequentemente os poços rasos são os mais vulneráveis às poluições em geral Geralmente as próprias atividades próximas do local onde está localizado o poço raso são poluidoras por si como atividades que geram esgoto O poço raso por ter sua localização mais próxima de uma fonte poluidora não conta com uma barreia física como uma camada de solo impermeável que impeça o contato do poluente com o manancial Já os poços profundos ou artesianos nos quais a água subterrânea é extraída de aquíferos e está localizada no interior de duas camadas impermeáveis do solo eles geralmente possuem uma profundidade maior que o poço freático Para ser perfurado 61 o poço artesiano precisa de perfuratrizes e frequentemente possui uma maior pressão da água confinada por isso as águas de poços profundos jorram do solo sem a necessidade de uma bomba pressurizadora Caso as águas do poço profundo não jorrem sem bomba então é necessário acoplar uma bomba ao sistema para a extração da água Nessa situação o poço será definido como semi artesiano Em geral as águas contidas nos poços profundos possuem uma melhor qualidade que nos poços rasos Isso ocorre justamente pela localização entre camadas impermeáveis do solo Contudo há situações nas quais pode ocorrer contaminação por ferro e manganês em poços profundos e esses contaminantes são provenientes da própria constituição química da camada impermeável Do mesmo modo que os mananciais superficiais para a realização da proteção dos mananciais subterrâneos são necessárias algumas medidas A proteção dos mananciais subterrâneos também é de alçada estadual com medidas semelhantes as já citadas Como por exemplo o monitoramento de atividades agrícolas próximo aos poços monitoramento de fertilizantes e agrotóxicos monitoramento de atividades geradoras de esgotos que possam infiltrar no solo a montante do poço monitoramento de implantação de lixões sem tratamento que também pode contaminar o solo e as águas ali armazenadas com chorume Cada vez mais os mananciais subterrâneos são usados como fontes de água E a perfuração de poços para abastecimento da população ocorre desde as civilizações antigas Nos dias atuais a perfuração de poços é cada vez mais utilizada seja como manancial abastecedor ou como manancial para situações de emergência períodos de escassez de água por exemplo A utilização de mananciais subterrâneos possui diversas vantagens Por exemplo o sistema que utiliza um manancial subterrâneo possui facilidade de acesso a essa água em locais que possuem disponibilidade de mananciais subterrâneos eles estão mais próximos do consumidor ou seja não necessitam de grandes distâncias do poço até o consumidor influenciando assim na questão econômica do sistema Além disso as águas subterrâneas na maioria das vezes apresentam parâmetros de qualidade da água melhores que as águas superficiais tendo em vista que o solo pode servir como um verdadeiro filtro das 62 águas e assim elas necessitam de um tratamento menos robusto para chegar a qualidade desejada pelo consumidor 35 Mananciais meteóricos Dimensionamento de cisternas O manancial meteórico é aquele onde as águas são provenientes das chuvas Esse manancial é pouco aproveitado no nosso país exceto em regiões que possuem grande escassez de água por isso é importantíssimo o incentivo para que ele seja cada vez mais utilizado Já que possuem grande potencial de abastecimento No Brasil a Norma Brasileira ABNT NBR 155272019 ABNT 2019 é a norma técnica que indica as principais diretrizes para o aproveitamento da água de chuva pelas coberturas para fins não potáveis e na sua edição de 2007 ABNT 2007 recomendava 6 métodos de dimensionamento de cisternas para aproveitamento de águas pluviais A partir dela podemos escolher e dimensionar o sistema de captação dessa água em edificações Essa norma contempla diversos aspectos do sistema de aproveitamento de águas pluviais como o conceito de aproveitamento de água de chuva a qualidade da água de chuva previsão de consumo de água o dimensionamento de calhas e condutores o coeficiente de runoff os dispositivos usados em reservatórios o reservatório de autolimpeza as noções de hidrologia as precipitações nas capitais o dimensionamento do reservatório pelo Método de Rippl o exercício de aplicação do método de Rippl a análise de simulação do reservatório e a eficiência e exercício de aplicação do método da simulação Além dela temos disponíveis algumas outras normas complementares que tratam do aproveitamento dessas águas a ABNT NBR 108441989 Instalações prediais de águas pluviais Procedimento que de acordo com a própria ABNT fixa as exigências necessárias aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade segurança higiene conforto durabilidade e economia ABNT 1989 E também temos disponível a norma ABNT NBR 56262020 Sistemas prediais de água fria e água quente Projeto execução operação e manutenção ABNT 2020 que é uma norma técnica mais geral ou seja ela engloba 63 todo o sistema de água fria e água quente predial incluindo também as águas pluviais ou seja as águas de chuva de coberturas De forma geral o sistema de armazenamento e coleta de águas da chuva de cobertura possui como partes integrantes a própria cobertura da edificação quanto maior a cobertura maior o potencial de aproveitamento um reservatório próprio para armazenamento dessa água também chamado de cisterna que não poderá ser o mesmo da água proveniente da concessionária essas águas não podem se misturar por questões sanitárias e um sistema de calhas e condutores que levarão as águas meteóricas da cobertura até o seu reservatório final Fonte Axten Tokar 3dandphoto Via Shutterstock Figura 35 Cobertura e Calha A Condutores B e Reservatório C Devemos sempre ter em mente que o aproveitamento do manancial meteórico fornece um alívio em relação as dificuldades que possam existir na obtenção de uma água de boa qualidade Por possuir uma instalação muito simples como você viu esta tecnologia deve ser cada vez mais aproveitada Além disso ela poderá ser instalada tanto nos centros urbanos quanto no meio rural Contudo na prática o que é observado na grande maioria das edificações dos centros urbanos é que não há o aproveitamento das águas da chuva Por esse motivo que em 64 agosto de 2021 no estado de São Paulo foi aprovada a Lei estadual número 3562015 SÃO PAULO 2015 que torna obrigatória a inclusão de um projeto de aproveitamento de água da chuva nas novas construção do estado Veja a seguir como ocorre o dimensionamento de uma cisterna para aproveitamento de água da chuva 36 Exemplo prático dimensionamento de cisternas O sistema de aproveitamento de água da chuva em situações onde há outras fontes de água potável disponível por exemplo água potável da concessionária ou de poços profundos geralmente será dimensionado apenas para fins não potáveis Esse sistema dependerá basicamente de dois fatores o tamanho da cobertura de captação o telhado que irá captar a água da chuva e a quantidade de chuva que cai naquele local O tamanho da cobertura nós iremos saber através da própria planta baixa daquela edificação E a quantidade de chuva que cai naquele local será determinada através de uma análise da série histórica de precipitação daquela região disponibilizada geralmente pelos órgãos e institutos meteorológicos da cidade ou região nos quais se encontram Dentro do sistema de aproveitamento aquele composto basicamente por cobertura calhas condutores e reservatório o reservatório é o item que possui maior custo onde o custo apenas do reservatório pode representar até 50 do custo total de implantação do sistema Por esse motivo é recomendado sempre que possível que nós engenheiros façamos diversas projeções do tamanho do reservatório para que ele seja uma combinação entre fatores economicamente e tecnicamente viável Para a realização das projeções a revisão da norma ABNT NBR 15527 2007 BRASIL 2007 indicava 6 métodos diferentes Método de Rippl Método da Simulação Método Azevedo Neto Método Prático Alemão Método Prático Inglês e Método Prático Australiano Segundo a própria norma o projetista responsável pelo projeto pode utilizar qualquer um dos 6 métodos ficando à vontade para usar o que ele quiser desde que seja atendido o critério técnico ambiental e econômico simultaneamente Na nova revisão de 2019 a mesma norma 15527 2019 BRASIL 65 2019 deixou apenas o método prático brasileiro como indicação de dimensionamento de cisternas Contudo os estudos que testam qual método seria melhor BEZERRA et al 2010 são inconclusivos onde de acordo com a autora Este estudo não foi conclusivo quanto à definição de qual seria o melhor método entre os avaliados neste artigo pois os resultados não indicaram nenhum padrão constante e provavelmente cada caso terá seu método mais apropriado Assim salientase a importância de efetuar esse tipo de investigação comparativa antes de optar por um ou outro método de dimensionamento Os métodos que resultam em volumes maiores em geral mas não necessariamente atendem à condição de suprir a demanda por mais tempo ao longo do ano Por outro lado os métodos que resultam em menor volume apresentam menor custo do reservatório BEZERRA et al 2010 Ou seja de acordo com o mesmo artigo há uma variação no tamanho do reservatório de até o dobro do tamanho de um método para outro E mesmo com essa grande variação no tamanho do reservatório não foi observado um maior aproveitamento da água da chuva Ou seja como já citado o projetista deverá analisar todos os cálculos para chegar a uma conclusão Vejamos a seguir um exemplo prático para o dimensionamento utilizando um dos métodos indicados na NBR 15527 ABNT 2007 O método Azevedo Netto ou Método Prático Brasileiro que leva em consideração a precipitação média anual em mm a área da coleta área do telhado em m² e o número de meses que possui pouca ou nenhuma chuva Possui como cálculo do volume o reservatório V 𝑽 𝟎 𝟎𝟒𝟐 𝑷𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 𝑨 𝑻 Onde V é o volume do reservatório em litros P é a precipitação média anual em mm A é a área do telhado em m² T é o número de meses de seca ou pouca chuva 66 Outro método indicado na NBR é o método Rippl que usa no seu cálculo a série histórica mensal de precipitação ou as séries diárias da precipitação No método Rippl o reservatório é calculado por 𝑺𝒕 𝑫𝒕 𝑸𝒕 Onde St é o volume de água no reservatório durante um tempo t em m³ Qt é o volume de chuva aproveitável durante um tempo t em m³ Dt é a demanda de água durante um tempo t em m³ No método Rippl o volume de chuva aproveitável no tempo t é calculado por 𝑸𝒕 𝑪𝒂𝒑 𝑷𝒕 𝑨𝟏 𝟎𝟎𝟎 Onde Cap é o coeficiente de escoamento superficial que geralmente é adotado o valor de 80 de aproveitamento Pt é a precipitação da chuva durante um tempo t em mm de chuva A é a área de captação da cobertura m² de telhado Para a utilização do método Rippl devemos verificar uma condição se o somatório de todas as demandas de água no intervalo de tempo considerado nos cálculos anteriores é menor que o somatório dos volumes de água de chuva aproveitável também já calculado Então se atendida essa condição Dt Qt a equação do volume do reservatório será dada por 𝑽𝒓 𝚺 𝑺𝒕 Onde St 0 67 Conclusão Caro aluno a nessa unidade você aprendeu o que são mananciais e quais os tipos que encontramos na natureza superficial subterrâneo e meteórico Além dos conceitos iniciais você também aprendeu como se dá o aproveitamento da água que se encontra à disposição em cada um dos mananciais e como podemos protegêlos da poluição No último item dessa unidade você aprendeu como calcular o reservatório de aproveitamento de água da chuva em dois métodos diferentes Você viu como essa unidade é importante em seu dia a dia como engenheiro Espero que você tenha gostado até a próxima unidade REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5626 instalações prediais de água fria Rio de Janeiro 2020 41 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 10844 instalações prediais de águas pluviais Rio de Janeiro 1989 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12213 projeto de captação de água de superfície para abastecimento público Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 15527 água de chuva aproveitamento em áreas urbanas para fins não potáveis requisitos Rio de Janeiro 2007 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 15527 água de chuva aproveitamento em áreas urbanas para fins não potáveis requisitos Rio de Janeiro 2019 BEZERRA S M da C et al Dimensionamento de reservatório para aproveitamento de água de chuva comparação entre métodos da ABNT NBR 155272007 e Decreto Municipal 2932006 de Curitiba PR Ambiente Construído 2010 v 10 n 4 pp 219 231 Acesso em 04 jan 2022 Disponível em httpsdoiorg101590S1678 86212010000400015 68 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS WBCSD World Business Council for Sustainable Development CEBDS Centro Empresarial Brasileiro Para o Desenvolvimento Sustentável No Rumo da Mudança Fatos e Tendências Água Brasília 2009 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras Edição Especial Brasília ANA 2015 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS As regiões hidrográficas Govbr 2021 Brasília Acesso em 18 dez 2021 Disponível em httpswwwgovbranapt brassuntosgestaodasaguaspanoramadasaguasregioeshidrograficas SÃO PAULO LEI Nº 898 DE 18 DE DEZEMBRO DE 1975 Disciplina o uso do solo para proteção dos mananciais cursos e reservatórios de água e demais recursos hídricos de interesse da Região Metropolitana da Grande São Paulo SÃO PAULO LEI Nº 1172 DE 17 DENOVEMBRO DE 1976 Delimita as áreas de proteção relativas aos mananciais cursos e reservatórios de água a que se refere o artigo 2 da Lei n 898 de 18 de dezembro de 1975 estabelece normas de restrição de uso do solo em tais áreas e dá providências correlatas SÃO PAULO LEI Nº 9866 DE 28 DE NOVEMBRO DE 1997 Atualizado até a Lei nº 16337 de 14 de dezembro de 2016 Dispõe sobre diretrizes e normas para a proteção e recuperação das bacias hidrográficas dos mananciais de interesse regional do Estado de São Paulo e dá outras providências SÃO PAULO Projeto de lei 356 2015 Transformado em Norma Lei nº 17394 2021 Dispõe sobre a inclusão nos projetos arquitetônicos dos órgãos do Estado de sistema para captação da água de chuva REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12214 projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12217 projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público Rio de Janeiro 1994 69 FERRARA L N SANTOS P F WHATELY M Mananciais diagnóstico e políticas habitacionais São Paulo Instituto Socioambiental 2009 Disponível em httpswwwsocioambientalorgptbroisapublicacoesmananciaisdiagnosticoe politicashabitacionais Acesso em 25 fev 2022 MARCONDES M J A Cidade e Natureza Proteção aos mananciais e exclusão social São Paulo Studio Nobel EDUSP FAPESP 1999 SALGADO Julio César Pereira Instalação Hidráulica Residencial a prática do diaadia São Paulo Érica 2010 TOMAZ P Aproveitamento de Água de Chuva aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis 2 ed São Paulo Navegar 2005 180 p 70 4 SISTEMAS URBANOS DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO Apresentação Caro aluno a Até o momento você aprendeu nesta disciplina como se comporta o meio atmosférico e o meio aquático viu como se dá poluição nestes meios e também de onde vem a água que abastece sua residência Chegamos na metade do nosso curso e neste item você irá aprender como a água sai do manancial superficial e chega até a sua casa Para que isso aconteça com segurança é necessário uma série de etapas e é isso que iremos ver neste bloco Além disso você vai aprender como ocorre a etapa civil de construção dessas etapas no passo a passo da construção das redes de distribuição E fecharemos esse capítulo com um esboço geral de como funciona os sistemas de esgotamento sanitário Vamos lá 41 Sistemas urbanos de abastecimento de água Caro aluno como introduzimos anteriormente o sistema de abastecimento de água de uma população pode ocorrer tanto no meio rural quanto no meio urbano No meio rural o sistema de abastecimento de água é simples envolvendo poucas etapas por exemplo uma bomba de sucção do manancial superficial ou um poço para a captação de águas subterrâneas e ainda a presença de um sistema coletor de águas da chuva com a presença de uma cisterna ou a combinação de dois ou mais métodos Esse sistema consegue suprir as necessidades dessa população sem maiores problemas No meio rural não há viabilidade econômica do abastecimento de água via uma rede complexa pois muitas vezes existe uma baixa densidade demográfica e grandes distâncias a se vencer Inclusive as medidas de abastecimento de água potável tratamento de esgoto e armazenamento de resíduos sólidos em áreas rurais são tratados por uma vertente do saneamento denominado Saneamento Rural 71 Contudo essa situação muda quando pensamos em centros urbanos de pequenas a grandes cidades no qual os sistemas de abastecimentos de água se tornam economicamente viáveis Ao conjunto de operações e obras civis que vão desde a captação até a chegada da água na residência da população chamamos de sistemas de abastecimento de água em centro urbanos e como você deve imaginar esses sistemas serão compostos de diversas etapas sequenciais Essas etapas devem ser analisadas uma a uma onde serão implantadas levando em consideração as características da cidade a água captada onde está localizado seu manancial abastecedor a quantidade da água que a população precisará a topografia da região entre outros Geralmente o sistema de abastecimento urbano é operado por uma concessionária de água para abastecimento que pode ser uma empresa estatal ou privada Resumidamente as principais etapas de operação de um sistema urbano de abastecimento de água são 1 Primeiramente há a escolha do manancial de abastecedor e a captação da água deste manancial levando em consideração todos aqueles pontos já discutidos no bloco 3 2 Após a captação ou adução da água dos reservatórios de água represas ou diretamente de rios ela será transportada através de bombas chamadas nesse momento de adutoras e será levada para a estação de tratamento de água chamada comumente em engenharia civil de ETA 3 A partir de agora chamaremos as águas que ainda não passaram por um tratamento de água bruta e as águas que passaram por um tratamento de água tratada 4 Na estação de tratamento de água a água bruta passará por diversos processos de tratamento escolhidos de acordo com a qualidade da água bruta captada quanto pior a qualidade da água mais sofisticado será o tratamento adotado na ETA 5 Após o tratamento a água bruta passará a se chamar de água tratada 72 6 Após o tratamento a água estará com a qualidade necessária para ser considerada potável e assim estará pronta para abastecimento onde primeiramente será transportada para um reservatório localizado geralmente próximo da estação de tratamento 7 Depois a água é bombeada do reservatório grande para reservatórios menores Os Reservatórios menores são distribuídos para diversas localizações da região e são chamados comumente de reservatórios de bairros 8 Dos reservatórios de bairro a água tratada será levada para as tubulações robustas maiores denominadas de adutoras 9 E por fim a água será encaminhada das adutoras para as redes de distribuição posteriormente para o resto da cidade e finalmente para as casas da população Observe a figura 41 nela você encontrará todas as etapas citadas desde a captação até a chegada da água nas residências Fonte FUNASA 2006 Figura 41 sistema de abastecimento de água em centro urbano 73 42 Fatores que influenciam no consumo de água estimativa de demandas Para o correto funcionamento de um sistema urbano de abastecimento de água um item é fundamental o sistema deve suprir todas as demandas da população que será atendida Para que as demandas de água sejam atendidas é necessário avaliar alguns componentes do sistema como culturalmente qual a quantidade de água que aquela população irá consumir a quantidade de água disponível pelo manancial abastecedor a renda da população e até o desenvolvimento da região Uma população que reside em uma área com menor acesso a água e menos renda per capita terá consumos de água diferentes de uma população que possui mais água e mais renda disponível Contudo a Organização Mundial de Saúde WHO 2017 sugere no mínimo 50 L diapessoa para que uma pessoa consiga as condições mínimas de higiene e saúde pública para uma região que possua acesso intermediário a recursos hídricos Além dos fatores culturais citados as demandas de água variam de acordo com a atividade para qual a água será destinada que podem ser doméstico comunitário comercial industrial e de combate à incêndios Onde dentro das atividades temos os usos Uso doméstico higiene pessoal consumo e cozimento de alimentos Uso comunitário irrigação de vegetação em locais públicos banheiros públicos limpeza de locais públicos Uso comercial usos diversos em lojas hotéis restaurantes Uso industrial usos diversos em processos industriais limpeza banheiro de funcionários Combate à incêndios reserva de emergência para combate a incêndio Para a estimativa de consumo de uma população temos que levar em consideração ainda o tamanho da região que será atendida o clima consumo ao longo do dia prever o crescimento populacional de 20 a 50 anos e prever as perdas que possam existir por vazamentos ao longo da rede Por exemplo o consumo de água per capita varia de 100 Lpessoadia para uma população de 2000 pessoas de 250 Lpessoadia 74 para uma população de 200000 pessoas HELLER 2010 E assim o consumo pode ser calculado através da demanda média vezes o número de pessoas atendidas aproximadamente Contudo para a realização de um cálculo mais preciso devemos levar em consideração o tipo de captação realizada no manancial abastecedor Em termos de manancial abastecedor superficial a captação ou adução da água pode ocorrer de 3 formas A primeira delas é a ocorrência de um sistema de captação contínua extração contínua de uma represa reservação de água em uma represa a segunda delas é um sistema de extração contínua em curso dágua sem reservação de água sem represa e a terceira delas é com extração seletiva descontínua com reservação com represa De forma que o cálculo das 3 formas é realizado por a Em sistema de extração contínua com a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑃 𝑞 86400 b Em sistema de extração contínua sem a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑘2 𝑃 𝑞 86400 c Em sistema de extração seletiva com a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑃 𝑞 𝑛 3600 Onde Q Vazão média anual medida em Ls P População abastecida medida em número de habitantes hab q Consumo diário por pessoa medido em Lhabdia k1 Coeficiente adimensional do dia de maior consumo de água 75 k2 Coeficiente adimensional da hora de maior consumo de água n Número de horas de funcionamento Quando há a possibilidade de realizar a extração contínua sem reservação ou seja adução da água diretamente dos cursos dágua em extração contínua sem a necessidade de reservar a água em um manancial superficial com boa qualidade essa deverá ser escolhida como sistema de adução Contudo nem sempre há a possibilidade de realizar a extração contínua seja pela disponibilidade ou pela quantidade Nesse caso deverá ser adotado o sistema de adução por extração seletiva 43 Reservatórios No Brasil é muito comum a presença de um reservatório dentro das residências da população Esse reservatório é denominado popularmente de caixa dágua e é adotado nos domicílios brasileiros por uma questão cultural como uma maneira de manter a água disponível caso haja interrupção de água proveniente da concessionária Por isso é importante frisar que as concessionárias brasileiras não possuem qualquer responsabilidade sobre a qualidade da água que fica armazenada nos reservatórios domiciliares caixas dágua ou seja a concessionária deve manter o padrão de potabilidade da água até o momento que essa água entra nas residências no hidrômetro que fica localizado na entrada das casas brasileiras Do hidrômetro para dentro da residência a qualidade da água é de responsabilidade do consumidor Voltando ao nosso sistema urbano de abastecimento de água você já aprendeu como ocorre a escolha do manancial e como calculamos as demandas de água de uma população Após essas etapas a próxima é o tratamento de água na ETA e em seguida há a etapa de reservação da água tratada em grandes reservatórios diferentes dos reservatórios domiciliares Antes de adentrarmos aos grandes reservatórios e suas finalidades na saída da ETA há uma série de tubulações e bombas responsáveis pelo transporte da água tratada até a altitude do reservatório A esse conjunto de tubulações e bombas que farão esse 76 transporte chamamos de estação elevatória As estações elevatórias em linhas gerais são responsáveis pelo transporte de água em grandes distâncias De modo que também podem ser instaladas para a realização do transporte das águas brutas até a ETA caso a adução da água bruta seja feita em um ponto muito distante As estações elevatórias também podem ser utilizadas para bombeamento de esgoto Os grandes reservatórios possuem diversas finalidades além de somente armazenar a água tratada Eles são construídos em locais de maior altitude ou em reservatórios elevados figura 42 para que a distribuição da água seja realizada com a pressão necessária ajudada pela força da gravidade Além de reservar a água tratada e manter a pressão na rede de acordo com as necessidades da região a ser atendida os reservatórios possuem a finalidade de regularização da vazão de água que será disponibilizada para a população possuindo a finalidade de manter a reserva de incêndios FonteADVTPRobson 90 Via Shutterstock Figura 42 Exemplo de reservatório em cota mais alta A que a cidade que irá abastecer e um exemplo de reservatório elevado B A construção do reservatório leva em consideração alguns pontos como por exemplo a sua posição em relação a rede de distribuição e pode ser construído em duas 77 localizações distintas Em relação a isso pode ser a montante da rede de distribuição ou a jusante da rede de distribuição antes ou depois da rede de distribuição No Brasil o modelo mais comum é a construção do reservatório a montante da rede de distribuição como você pode observar na figura 41 Esse modelo possui como vantagem a manutenção das vazões e pressões da água constantes Nos modelos que possuem a construção do reservatório a jusante da rede de distribuição o que ocorre é que o excedente de água que passou pela rede de distribuição será armazenado ao final do sistema Nesse modelo não há a necessidade de grandes diferenças de altitudes entre o reservatório e a rede de distribuição Os reservatórios também podem ser construídos de diversos formatos modelos e utilizando diversos materiais A forma do reservatório geralmente é circular ou retangular o que mudará a fórmula cálculo do volume do reservatório Se observa que para reservatórios elevados usualmente o formato circular é o mais utilizado Se os reservatórios forem enterrados ou semienterrados formatos retangulares são mais utilizados A maioria dos grandes reservatórios são construídos utilizando concreto armado como matériaprima Contudo para tamanhos de reservatórios menores já encontramos no mercado a fibra de vidro como matériaprima Em relação ao terreno que será construído ele pode ser elevado figura 42 enterrado semienterrado apoiado e standpipe figura 43 O formato do reservatório será escolhido de acordo a altitude do terreno em relação a rede de distribuição com o objetivo de manter a vazão e pressão necessárias para abastecimento da região 78 Fonte HELLER 2010 p 585 Figura 43 tipos de reservatórios em relação ao terreno no qual ele será construído 44 Cálculo da capacidade dos grandes reservatórios Caro aluno a os cálculos da capacidade dos grandes reservatórios aqueles que fazem parte dos sistemas urbanos de abastecimento de água possuem um passo a passo de cálculo que envolvem gráficos ábacos e diversas variáveis Por isso apresentaremos neste item um resumo de como ocorre esse dimensionamento Caso seja necessário na sua vida profissional recomendo o aprofundamento deste assunto com a inclusão do passo a passo completo de dimensionamento Assim o cálculo do reservatório ou reservatórios em si deverá incluir o somatório de todos os seus volumes úteis caso seja mais de um ao longo de todo o sistema urbano de abastecimento de água Dentro desse cálculo deverá ser previsto também a água excedente que foi produzida na ETA mas não foi utilizada e ainda a reserva para emergências e incêndio Contudo o cálculo do volume do s reservatório s não deve ser superdimensionado ou seja não é economicamente viável termos um volume total muito maior do que a demanda daquela população Nesse contexto temos duas maneiras de calcular o volume do reservatório Uma delas e a que vamos aqui tratar leva em consideração a curva de consumo de água da região incluída para a realização dos cálculos essa curva 79 nos dará com precisão o comportamento do consumo da água daquela região ao longo de um dia De forma que nesse método o volume do reservatório terá como base a análise da curva observando o intervalo de tempo em que há o maior consumo e o volume do reservatório é igual a no mínimo o mesmo volume excedente de produção Fonte HELLER 2010 p 595 Figura 44 Curva de consumo de uma população X ao longo de 24 horas Como você pode imaginar o engenheiro civil pode atuar também como projetista de um sistema de abastecimento urbano de água por esse motino veja a seguir um exemplo de dimensionamento envolvendo a demanda de água de uma população e o volume do reservatório Exemplo Qual seria o volume do reservatório de uma população de 200000 habitantes cujo consumo per capita é de 250 Lhabdia com o coeficiente do dia de maior consumo igual a 12 para um reservatório do tipo apoiado com abastecimento por um manancial abastecedor composto por uma adutora de recalque e extração contínua com a presença de reservatório Considere o Qcap representando também a vazão do dia de maior consumo 80 Observação para esse caso consideramos o volume do reservatório igual a um terço do volume que foi aduzido no dia de maior vazão Primeiro passo cálculo da vazão de projeto Levar em consideração no cálculo a extração contínua com adutora de recalque e presença de reservatório De forma que o Qcap será 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝒌𝟏 𝒙 𝑷 𝒙 𝑸 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝟏 𝟐 𝒙 𝟐𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒙 𝟐𝟓𝟎 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝟔𝟗𝟒 𝟒𝟓 𝐋𝐬 Segundo passo como dito no corpo do exemplo o Qcap representará também a vazão do dia de maior consumo da população E na observação sabemos que o volume do reservatório será um terço do captado Então 𝑽 𝟏 𝟑 𝑸𝒄𝒂𝒑 𝒙 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝑳 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒎³ 45 Redes de distribuição Após a reservação a última etapa do sistema de abastecimento urbano de água são as redes de distribuição São as redes de distribuição que levam a água do reservatório até as residências das pessoas em uma série de tubulações e conexões que ficam no subsolo Chamamos de redes toda essa configuração de tubulações que funcionam de forma interligada De acordo como foi construído as redes de distribuição possuem algumas classificações de acordo com o seu traçado a posição do reservatório qualidade da água distribuída zona de pressão e do condutor distribuidor Observe o quadro a seguir 81 Quadro 41 Tipos e características das redes de distribuição Fonte elaborado pela autora Mas o que o quadro 41 significa O traçado da rede de distribuição que pode ser ramificada malhada ou mista figura 45 será o caminho o formato ou desenho cuja tubulação irá percorrer Usualmente as chamadas redes ramificadas são construídas em pequenas cidades ou regiões pois possuem como principal característica a presença de um conduto principal seguida de condutos secundários formato conhecido como espinha de peixe Já as redes malhadas são construídas em regiões urbanas maiores ou grandes centros urbanos com seus condutos possuindo formato de malhas Traçado Ramificada Malhada Mista Posição do Reservatório Montante Jusante Sem reservatório Qualidade da água distribuída Simples Dupla Zona de pressão Únicas Múltiplas Condutor distribuidor Único Auxiliares Laterais 82 Fonte Surco et al 2015 Figura 45 Tipos de redes de distribuição onde o R da figura representa o reservatório Já em relação a presença do reservatório podemos classificar a rede de distribuição à montante do reservatório rede de distribuição à jusante do reservatório ou ainda a construção de dois reservatórios ou seja um reservatório à montante e outro reservatório à jusante das redes Em outros países é comum a ausência de reservatórios ou seja sistemas urbanos de abastecimento de água sem a utilização de reservatórios geralmente adotados em países desenvolvidos que possuem grande estabilidade no seu sistema de abastecimento por isso não há a necessidade de reservatório Em alguns países ou cidades mais desenvolvidas também podemos observar a construção de duas redes de distribuição simultâneas construído lado a lado A segunda rede de distribuição construída tem como objetivo transportar água não potável ou seja há a primeira rede transportando água potável e há a segunda rede transportando água não potável fins não potáveis Assim quando temos a construção de apenas uma rede de distribuição as chamamos de redes simples quando temos duas redes de distribuição as chamamos de redes duplas As redes simples fazem o transporte de apenas de água potável enquanto as redes duplas fazem o transporte de água potável e água não potável As chamadas zonas de pressão são áreas que as redes de distribuição irão suprir onde será verificado todos os limites de pressões é a parte da rede de distribuição responsável pela manutenção da pressão nos limites estabelecidos em projeto As zonas de pressão garantem que haverá abastecimento naquela área Elas podem ser do tipo zona única regiões mais planas ou zona múltipla regiões com grandes variações de altitude 83 As redes de distribuição são compostas de tubulações que irão transportar a água E essas tubulações também chamadas de condutor distribuidor podem ser únicas auxiliares ou laterais Os distribuidores auxiliares são as tubulações que contêm um condutor principal diâmetro de 400 mm no mínimo Já os chamados condutores laterais são construídos em vias que possuem largura acima de 18 m tráfego intenso 46 Dimensionamento das Redes de Distribuição A norma técnica responsável pelo projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público no nosso país é a NBR 122182017 ABNT 2017 É nela que encontramos a indicação dos elementos básicos para a realização do dimensionamento das redes de distribuição que resumidamente são um estudo de concepção do sistema de abastecimento conforme NBR 12211 projetos de outras partes do sistema de abastecimento levantamento planialtimétrico da área do projeto e o plano de urbanização e legislação do uso do solo NBR 122182017 ABNT 2017 O dimensionamento de uma rede de distribuição é feito através de uma série de cálculos e simulações pois deve ser feita a verificação de pressão vazão velocidade da água linha piezométrica em todos os pontos da rede por isso não é um cálculo simples De forma que nos dias atuais o dimensionamento de uma rede de distribuição de água é feito cada vez mais através de softwares específicos para isso Antigamente quando não havia computadores ou softwares disponíveis o dimensionamento das redes era feito à mão Os métodos foram sendo desenvolvidos de acordo com o tipo de rede a ser traçada ou seja há métodos de dimensionamento que se aplicam melhor às redes malhadas e outros métodos mais indicados para as redes ramificadas Como exemplo de método de dimensionamento podemos citar os métodos Nodal com Convergência por Iteração de Pressões Nodal com Convergência método NewtonRaphson seccionamento fictício HardyCross com Iterações de Vazões indicado para redes malhadas trecho a trecho etc Na NBR 122182017 ABNT 2017 há diversas outras recomendações uma delas é a de que a velocidade mínima nos condutores seja de 06 ms e sua velocidade máxima 84 seja 35 ms Mas se o diâmetro do condutor principal for acima de 300 mm é recomendado a instalação de outro condutor chamado de conduto secundário com 50 mm de diâmetro mínimo Para verificar se as redes funcionarão nos métodos interativos devemos garantir 01 Ls de vazão residual máxima com 05 kPa de carga piezométrica Além dessas ainda temos que nos atentar que as zonas de pressão devem possuir limites de pressão de 15 a 50 mca as válvulas de fechamento de trechos devem ser instaladas através de uma válvula de fechamento Por exemplo é necessário a presença de uma válvula de fechamento para trechos três ou mais que possuam um nó Chamamos de nós os pontos das redes de distribuição no qual há o consumo de água propriamente dito podendo ser também pontos de ligação de diversos trechos Nos trechos as válvulas de descarga deverão possuir diâmetros iguais máximo 100 mm de diâmetro Dimensionamento de Rede ramificada Como você pode imaginar o dimensionamento completo de uma rede de distribuição não é um processo simples De forma que recomendamos o aprofundamento desse assunto caso no futuro você atue nessa área Contudo veja a seguir como realizar o dimensionamento de uma rede pequena e simples utilizando o método trecho a trecho para uma rede de distribuição do tipo ramificada pequena Esse método de dimensionamento trecho a trecho possui alguns limites de utilização sendo aplicado para uma área máxima de 20000 m² com indicação de aplicação apenas para pequenas comunidades O dimensionamento das redes ramificadas é mais simples do que o das redes malhadas pois nós conseguimos prever o sentido percorrido pela água dessa forma podemos antecipar também que as vazões vão sendo acumuladas ao longo do caminho percorrido do fim para o inicio E para a técnica trecho a trecho é considerado um consumo uniforme ao longo da rede Sendo assim é aplicada a formula HazenWilliams para cálculo da vazão velocidade máxima e perda de carga por trecho Observe como é feito o passo a passo de cálculo no dimensionamento trecho a trecho 85 a Cálculo da vazão total de distribuição Qd 𝑄𝑑 𝑃 𝑞 𝑘1 𝑘286400 Onde Qd Vazão total de distribuição em Ls P número de habitantes hab q consumo diário por pessoa medido em L habdia k1 coeficiente do dia de maior consumo de água adimensional k2 coeficiente da hora de maior consumo de água adimensional b Comprimento da rede ou comprimento total L Somatório em metros de todos os comprimentos arruamentos da rede de distribuição incluindo principais e secundários Lembrese no trecho inicial não há distribuição por isso esse primeiro trecho não é contabilizado c Vazão de distribuição vazão específica de distribuição Qm 𝑞𝑚 𝑃 𝑞 𝑘1 𝑘2 86400 𝐿 Onde qm vazão específica de distribuição em Ls P número de habitantes hab q consumo diário por pessoa medido em Lhabdia k1 coeficiente do dia de maior consumo de água adimensional k2 coeficiente da hora de maior consumo de água adimensional L comprimento da rede em m 86 d Vazão no s trecho s Para o cálculo da vazão em um trecho devemos enumerar todos os trechos no sentido do fim para o início da rede de distribuição Lembrando que o inicio da rede nesse caso será onde está localizado o reservatório A vazão Qj total dos trechos será a soma de cada trecho Qt e será calculada a multiplicação da vazão específica item c vezes o comprimento daquele trecho item d Por fim calculamos a vazão média que será igual ao Qj mais o Qt dividido por dois conforme as fórmulas a seguir 𝑸𝒕 𝒒𝒎 𝑳 𝑸𝒋 𝚺 𝑸𝒕 𝑸𝒎é𝒅𝒊𝒐 𝑸𝒋 𝑸𝒕𝟐 e Dimensionamento do condutor O dimensionamento do trecho será determinado através de uma tabela que indicará o diâmetro da tubulação daquele trecho conforme a tabela 41 que possui uma comparação entre a vazão média do trecho a velocidade a perda de carga diâmetro recomendado entre outros Tabela 41 Limites de velocidade perda de carga e vazão para tubulações em redes de distribuição D mm Velocidade Máxima ms Vazão Máxima Ls Perda de carga unitária em m100m C130 Q Q2 50 070 14 149 041 75 090 40 144 039 100 100 79 125 034 150 100 177 077 021 87 200 110 35 065 018 250 110 54 050 014 300 120 85 048 013 350 130 125 046 013 400 140 176 045 013 Fonte Azevedo Netto et al 1998 p 493 apud Heller 2010 p 636 adaptado Dimensionamento de Rede Malhada O dimensionamento de redes de distribuição do tipo Malhada é mais difícil de ser calculado que as redes Ramificadas Inclusive uma das técnicas de dimensionamento utilizada para as redes malhadas é o seccionamento fictício que essencialmente transformará as redes malhadas em diversas redes ramificadas Desse modo o cálculo será simplificado Contudo o seccionamento fictício só pode ser utilizado para uma população de até 5000 habitantes Além disso esse método não pode ser utilizado caso a rede seja do tipo mista De forma que é importante frisar mais uma vez caso seja necessário em sua vida profissional utilize um software apropriado para o tamanho da rede de distribuição a ser dimensionada recomendamos também que você aprofunde o assunto e escolha um método apropriado 47 Sistemas de coleta de esgoto Você aprendeu como funciona o sistema de abastecimento de água desde a sua captação até o momento em que a água entra na casa das pessoas através das redes de distribuição Após a chegada da água nas residências ou outra atividade há o uso da água de diversas maneiras e assim ela se tornará não potável O sistema que irá coletar a água utilizada ou seja as águas não potáveis nas residências das pessoas e a levará para sua destinação final é chamado de sistemas de esgotamento sanitário Os sistemas de esgotamento sanitário são compostos de uma 88 série de tubulações construções equipamentos estação de tratamento de esgoto ETE e destinação final O sistema de esgotamento sanitário começa a partir da coleta de águas não potáveis no caso esgoto dos pontos de consumo No consumo residencial o aproveitamento pode ser diverso em banhos cozimento de alimentos bacias sanitárias pias e torneiras em geral Os esgotos domésticos são aqueles provenientes das residências da população Já os esgotos provenientes de indústrias são chamados de esgotos industriais As características do esgoto mudam de acordo com a classificação do esgoto e seus parâmetros de qualidade da água também mudam Por exemplo as atividades industriais são muito diferentes entre si de forma que também produzirão esgotos industriais totalmente diferentes Imagine um esgoto produzido por uma indústria de curtume e um esgoto produzido por uma indústria da têxtil além dos parâmetros da qualidade da água mudarem bastante a quantidade de esgoto industrial produzida também será diferente Por esse motivo é importantíssimo que as indústrias em geral consigam tratar seu próprio esgoto antes de o lançarem na rede de coleta e que elas sejam estimuladas a realizar esse tratamento Além disso as etapas de tratamento de esgoto de uma estação de tratamento de esgoto ETE são escolhidas de acordo com os parâmetros de qualidade da água Dessa forma os parâmetros do esgoto doméstico são diferentes dos parâmetros do esgoto industrial Mas você sabe qual a nomenclatura utilizada para se referir ao esgoto produzido por uma população Os esgotos brutos são os esgotos que ainda não foram tratados ou seja é o esgoto doméstico ou industrial que ainda não chegou às ETEs A ETE é a estação de tratamento onde o esgoto bruto passará por uma série de etapas de tratamento de forma análoga à estação de tratamento de água em etapas específicas para o seu tratamento É dever do tratamento de esgoto deixar o esgoto agora denominado de esgoto tratado ou efluente tratado com todos os parâmetros de qualidade da água dentro dos padrões estabelecidos por lei 89 Vale salientar que os efluentes tratados devem ser lançados em corpos receptores de forma a não alterar a qualidade daquele corpo receptor Ou seja se o corpo receptor for classificado como Classe 2 por exemplo o efluente que for lançado ali não pode alterar sua classificação tampouco sua qualidade Voltando ao sistema de esgotamento sanitário nele o esgoto irá percorrer o caminho da residência da população até o corpo receptor conforme figura a seguir Fonte Sabesp 2021 Figura 46 Sistema de esgotamento sanitário em uma comunidade Analisando a figura 46 vemos que o esgoto bruto sai da residência da população e é coletado através de uma tubulação chamada de ligação domiciliar Da ligação domiciliar o esgoto passa para a rede coletora e para o coletortronco em tubulações cada vez mais robustas Logo depois o esgoto passa para a tubulação interceptora antes de entrar na ETE Por fim o efluente tratado na ETE é despejado no corpo receptor com os prérequisitos já mencionados Os sistemas de esgotamento sanitário assim como os sistemas de abastecimento urbano de água são construídos aproveitando a força da gravidade no transporte dos 90 dejetos Contudo quando não é possível a utilização da força da gravidade são instaladas as estações elevatórias com o objetivo de vencer a altitude bombeando o esgoto bruto Conclusão Caro aluno a Nesse bloco você aprendeu como funciona todo o sistema de abastecimento urbano de água potável desde a captação passando por parâmetros de dimensionamento dos grandes reservatórios até as redes de distribuição que são as responsáveis por levar as águas potáveis até a sua residência Além disso você também aprendeu como calcular uma pequena rede de distribuição Nós finalizamos esse bloco aprendendo como funciona o sistema de esgotamento sanitário No próximo bloco iremos adentrar nos tratamentos de água e esgoto separadamente vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12211 Estudo de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água Procedimento Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12218 Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público Procedimento Rio de Janeiro 2017 BRASIL FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE Manual de saneamento 3 ed rev Brasília Fundação Nacional de Saúde 2006 408 p ISBN 8573460458 HELLER L LUCIO V Abastecimento de água para consumo humano Léo Heller Valter Lúcio A118 de Pádua organizadores 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 SABESP Coleta de Esgotos 2021 Disponível em httpsitesabespcombrUserFilesredesgdejpg Acesso em 20 dez 2021 91 SURCO D F VECCHI T PB RAVAGNANI M A S S Otimização de um sistema de rede de distribuição de água usando técnicas de programação nãolinear com solvers tipo dnlp Paraná 2015 WORLD HEALTH ORGANIZATION WHO Guidelines for drinkingwater quality fourth edition incorporating the first addendum Geneva World Health Organization 2017 Licence CC BYNCSA 30 IGO REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 15538 Medidores de água potável Ensaios para avaliação de eficiência Rio de Janeiro 2014 AWWA 2003 Relatório Applying Worldwide BMPs in Water Loss Control Journal AWWA Agosto 2003 AWWA Water Loss Control Committee BENTLEY Water Distribution Modeling and Management 2017 Disponível em httpsimsbentleycom Acesso em 5 de jan 2022 BERARDI Luigi et alet al Leakage Management Planning Remote Real Time Controlled Pressure Reduction in Oppegard Municipality Procedia Engineering sl v 119 p72 81 2015 Elsevier BV BEZERRA S T M SILVA S A GOMES H P Controle automático de pressão em sistemas de distribuição de água In GOMES Heber Pimentel SISTEMAS DE SANEAMENTO Eficiência Energética João Pessoa Universitária 2010 p 1366 BRASIL LEI Nº 12334 DE 20 DE SETEMBRO DE 2010 Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art 35 da Lei no 9433 de 8 de janeiro de 1997 e do art 4o da Lei no 9984 de 17 de julho de 2000 BRASIL MINISTÉRIO DA SAÚDE Portaria GMMS nº 888 de 4 de maio de 2021 Altera o Anexo XX da Portaria de Consolidação GMMS nº 5 de 28 de setembro de 2017 92 para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade 29 p Disponível em httpswwwingovbrwebdouportariagmmsn888de4demaiode2021 318461562 PDF Acesso em 20 de dez 2021 GUIMARÃES A J A CARVALHO D F de SILVA L D B da Saneamento Básico Apostila Disponível em httpwwwufrrjbrinstitutositdengleonardodownloadsAPOSTILAApostila20IT 20179Cap20420parte203pdf Acesso em 05 dez 2021 SHAMMAS N K WANG L K Abastecimento de água e remoção de resíduos Tradução Luiz Claudio de Queiroz Faria 3 ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2018 il 28 cm p 471486 TSUTIYA MT Abastecimento de Água 3ª Edição Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo São Paulo 2006 93 5 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO Apresentação Caro aluno você já aprendeu alguns conceitos muito importantes dentro do saneamento você aprendeu como se comportam os meios atmosféricos e aquáticos as causas e efeitos da poluição aquática já aprendeu como são escolhidos os mananciais abastecedores de uma população como proteger esses mananciais como funcionam os sistemas urbanos de abastecimento de água e coleta de esgoto entre outros Neste bloco você aprenderá todas as etapas que ocorrem dentro de uma ETA e uma ETE ou seja como ocorre o tratamento da água para abastecimento e do esgoto produzido por uma população Você sabia que as etapas de tratamento da água são diferentes das etapas de tratamento dos esgotos Pois é você aprenderá sobre isso neste bloco Como sugestão indico que você revise os conceitos de parâmetros de qualidade da água já explanados no bloco 2 pois eles serão importantes para a compreensão dos tratamentos Bons estudos 51 Estações de Tratamento de Água ETA Caro aluno antes de adentrarmos nas estações de tratamento de água vamos relembrar um conceito importante As águas que as concessionárias transportam para a residência da população é por lei uma água potável A água que é considerada potável é aquela que está apta ao consumo humano beber cozinhar tomar banho etc e dentro dos padrões de potabilidade estabelecido pelas autoridades em leis e portarias Lembrese também que as concessionárias têm a obrigação de entregar uma água potável até a entrada da residência Para chegar até a casa da população a água bruta captada em um manancial abastecedor para ser chamada de água potável passa por uma série de etapas dentro da ETA As estações de tratamento de água possuem essencialmente um objetivo tornar a água bruta apta ao consumo humano Para sabermos se a água está 94 dentro dos padrões de potabilidade são feitos diversos testes e verificados todos os parâmetros de qualidade de água Vale lembrar também que quanto melhor a qualidade da água captada no manancial mais simples será o tratamento dentro da ETA Contudo se for necessário captar uma água de qualidade inferior para abastecimento atualmente há tratamentos cada vez mais avançados sendo capazes de tratar qualquer água independentemente de sua qualidade Mas como você deve imaginar as águas de qualidade superior que demandam um tratamento mais simples terão um custo de tratamento mais baixo do que as águas que precisarão de tratamentos mais sofisticados Por esse motivo é sempre preferível que a água com melhor qualidade sempre seja o manancial abastecedor de uma região Outro fator que devemos analisar na escolha das etapas de tratamento de uma ETA é a disponibilidade de tecnologia daquela região Por exemplo não devemos implantar tratamentos sofisticados em regiões onde não há tecnologias avançadas ou fácil manutenção disponível O que torna um tratamento com maior custo são os equipamentos instalados os produtos que serão utilizados e a frequência e operações da manutenção Frequentemente são observadas nas estações de tratamento de água uma série de etapas que funcionam em cadeia Essas etapas devem ser instaladas de forma sequencial para que o tratamento funcione de forma correta Além disso os produtos químicos que serão utilizados nas ETAs devem ser adicionados à água na quantidade correta précalculada no projeto da estação e no momento correto do tratamento Veja na figura 51 uma fotografia aérea de uma Estação de Tratamento de Água onde podemos observar essas etapas de tratamento de forma clara Você aprenderá todas elas no próximo item 95 Fonte Chekart Via Shutterstock Figura 51 Estação de Tratamento de Água em fotografia aérea A partir da figura 51 podemos observar as etapas de coagulação decantação filtração casa de bombas e casa de químicos Mas você sabe quais são os principais produtos químicos utilizados nas estações de tratamento de água Os produtos químicos utilizados nas ETAs são classificados em 3 tipos básicos coagulantes alcalinizantes oxidantes ou desinfetantes caso seja adotado no processo uma desinfecção por agente químico Todos os produtos químicos devem ser cuidadosamente manuseados por um funcionário da ETA operador designado especificamente para essa função Dentro de cada grupo nós temos produtos específicos a Coagulante sais de ferro sais de alumínio como o próprio sulfato de alumínio muito utilizado nos processos b Alcalinizantes cales e hidróxidos de sódio c Oxidante ou desinfetante cloros ozônios peróxidos de hidrogênio 52 Etapas de tratamento de uma ETA As estações de tratamento de água possuem algumas etapas básicas de tratamento denominadas prétratamento coagulação floculação decantação flotação filtração desinfecção correção de pH e fluoretação Essas etapas são instaladas de forma 96 sequencial de acordo com a qualidade da água bruta Veja a seguir a definição de cada uma dessas etapas 1 Prétratamento Chamamos de prétratamento a primeira etapa da ETA que consiste na separação de objetos grosseiros que por ventura tenham sido captados no manancial juntamente com as águas brutas onde estão incluídos folhas galhos de árvores e areias em geral Esses objetos grosseiros são retirados no prétratamento a partir da ação de grades e peneiras próprias para esse uso Dentro do prétratamento temos ainda a presença de uma caixa de areia própria para a retirada da areia que irá sedimentar na caixa e de uma calha Parshall responsável pela medição da vazão que está chegando na ETA No prétratamento nós realizamos uma medição do pH turbidez e cor da água bruta para o monitoramento dos parâmetros de qualidade Se necessário no pré tratamento é adicionado à água um alcalinizante para correção do pH 2 Coagulação Após o prétratamento a água será transportada para a etapa de Coagulação A coagulação é realizada em um tanque específico com a adição dos coagulantes produto químico A adição do coagulante na água bruta tem o objetivo de formar flocos pesados juntamente com os contaminantes que queremos retirar da água bruta para que possam ser recolhidos nas próximas etapas do tratamento Para que haja a formação dos flocos pelos coagulantes a água bruta deve estar com o pH corrigido na faixa recomendada pelo fabricante do coagulante geralmente é um pH de neutro a básico Na coagulação há o choque dos coagulantes com as partículas que estão na água Onde uma partícula que pode estar dissolvida na água bruta irá se juntar com outra partícula grudando uma na outra pela ação do coagulante através de reações químicas Para que haja a formação de partículas maiores além dos coagulantes que serão adicionados ao tanque de coagulação é necessário que a água seja agitada Por isso muitas vezes o tanque de coagulação é também o tanque de mistura rápida 97 câmara de mistura rápida e nesse tanque é provocada uma turbulência na água para que haja a sua mistura com os coagulantes e as partículas dissolvidas se choquem umas contra as outras Além disso podemos inserir ar na câmara de mistura rápida em um processo chamado de Aeração Mecânica A aeração pode ser feita através da construção de um artificio denominado de ressalto hidráulico ou pela instalação de aeradores e compressores mecânicos próprios para esse fim 3 Floculação Com adição do coagulante no tanque de mistura rápida na etapa de coagulação a próxima etapa do tratamento de água é a Floculação Nela haverá a formação dos flocos em um tanque de floculação ou câmara de mistura lenta A água também será misturada para que as partículas se choquem e formem flocos maiores e pesados Para isso há uma agitação mecânica com velocidade controlada já que se houver uma agitação rápida os flocos formados podem se quebrar devido a movimentação descontrolada acima do previsto 4 Sedimentação e Flotação Nesse momento dentro da ETA os flocos pesados já estão formados Sendo assim a próxima etapa do tratamento chamada de Sedimentação ou Decantação e Flotação consiste em retirálos Em saneamento chamamos de sedimentação o processo de afundamento dos flocos formados na floculação O floco que é formado na etapa anterior é pesado ou seja mais denso que a água E por ação da gravidade ele vai afundar e se depositar no fundo do reservatório que no caso será o decantador Ao se acumular no fundo do decantador os flocos decantados serão retirados facilmente pela ação de raspadores Há diversos modelos de decantadores e raspadores mecânicos disponíveis no mercado Já o processo de flotação é a retirada de flocos leves Ou seja no processo de floculação também há a formação de flocos mas esses irão flutuar por possuir 98 densidade menor que a água A formação de flocos leves não é o objetivo da floculação e ocorre em menor quantidade que os flocos pesados Esse fenômeno muitas vezes acontece pela adição de bolhas de ar aos flocos que o fazem flutuarem na água podendo até formar espumas em alguns casos Na flotação os flocos leves são retirados pela borda do reservatório 5 Filtração Após a retirada dos flocos formados nas etapas anteriores a filtração é a etapa seguinte do tratamento Você pode imaginar que a nossa água já está livre de contaminantes contudo a resposta é que ainda não Na filtração serão retirados materiais particulados pequenos que ainda estão presentes na água e algum floco formado que não foi retirado na decantação A filtração é realizada através de filtros formados por camadas de materiais granulares distintos em diferentes faixas granulométricas Assim as camadas dos filtros são construídas por pedras pedregulhos areia grossa e areia fina em faixas granulométricas Dessa forma a água vai passando por esse material granular e as partículas que desejamos retirar vão ficando presas A filtração possui diversos tipos de acordo com suas características Em relação ao fluxo por exemplo pode ocorrer de duas formas básicas que são ascendente ou descendente A filtração do tipo descendente ocorre com o fluxo de água passando de cima para baixo enquanto a filtração ascendente ocorre com o fluxo de baixo para cima Além dessa classificação os filtros podem ser classificados de acordo com sua taxa de filtração em lentos ou rápidos Os filtros lentos possuem taxas de filtração velocidade de filtração de 3 a 6 m³ de água tratada por m² de filtro por dia m³m² dia Já a filtração rápida ocorre com taxas de filtração de 150 a 300 m³m² dia Para Heller 2010 os filtros lentos possuem a capacidade de tratar pequenas vazões ou grandes áreas de filtro para serem implantados já os filtros rápidos são capazes de tratar grandes volumes de água Ao longo de sua operação os filtros vão acumulando sujeiras em sua estrutura interna de forma que periodicamente é necessário laválos Para que a limpeza seja feita é 99 separada uma pequena parte da água tratada específica para esse fim chamada de água de retrolavagem dos filtros E assim a água de retrolavagem é aplicada em fluxo contrário ao funcionamento normal daquele filtro onde as sujeiras que estão acumuladas são desprendidas e descartadas Membranas Filtrantes Há disponível no mercado atualmente uma tecnologia avançada de tratamento denominada de membranas filtrantes ou filtração por membrana A membrana filtrante é uma barreira física composta por uma membrana sintética que contém nitrato de celulose acetato de celulose éster de celulose mista entre outros A filtração por membranas é um tratamento de água avançado pois esse processo consegue retirar todos os contaminantes da água inclusive alguns íons deixando passar somente as moléculas de água Dessa forma as membranas conseguem tratar as águas com as piores qualidades deixando apta ao consumo humano Esse é um dos tratamentos utilizados para a dessalinização de água salgada ou salobra A filtração por membrana é dividida em microfiltração ultrafiltração nanofiltração osmose reversa eletrodiálise eletrodiálise reversa e pervaporação de acordo com a porosidade abertura de sua membrana Os tratamentos de água que utilizam membranas filtrantes possuem um custo muito maior que os tratamentos por filtração convencional 6 Desinfecção Após a filtração seja por filtração convencional ou por membranas para garantirmos que a água está livre dos patogênicos a próxima etapa de tratamento é a Desinfecção Ou seja é nessa etapa que garantimos que a água estará apta ao consumo humano até chegar em sua casa Assim é comum a adição de uma quantidade de desinfetante adicional para manter essa potabilidade da água ao longo de todo o sistema de abastecimento urbano 100 Dessa forma conceitualmente a desinfecção é a esterilização da água deixandoa livre dos patogênicos que podem ser vírus bactéria protozoários ou vermes Essa etapa poderá ser realizada utilizando diversas técnicas veja algumas dela a seguir Produtos à base de Cloro quando utilizamos produtos à base de cloro na desinfecção é comum chamarmos essa etapa de Cloração Esse método de desinfecção é o mais utilizado nas ETAs brasileiras Temos no mercado diversos produtos à base de cloro para ser utilizado na cloração hipoclorito de sódio dióxido de cloro ou cloro gás Para ser eficaz como alvejante o cloro precisa de ser dosado corretamente com uma concentração précalculada no tempo que fica em contato com a água para agir tempo de contato Ozônio o ozônio é um gás de composição O3 A ozonização é o processo de desinfecção no qual é utilizado o gás ozônio Por seu poder oxidante o ozônio é adicionado na água e sua reação produz uma oxidação dos agentes poluentes eliminandoos O ozônio é menos utilizado que o cloro como desinfetante pois é um produto mais caro e mais instável Radiação ultravioleta a desinfecção por radiação ultravioleta consiste em passar a água filtrada por uma lâmpada específica para esse fim A utilização da radiação ultravioleta para desinfecção tem a vantagem de eliminar os patogênicos sem a necessidade de acrescentar um produto químico à água Contudo essa técnica é mais cara que a cloração e necessita de lâmpadas específicas Sua manutenção tem que ser seguida à risca 7 Fluoretação e Correção de pH Desde a regulamentação da lei número 60501974 BRASIL 1974 é obrigatório em nosso país a adição de Flúor ao fim do tratamento de água na ETA sendo a Fluoretação a última etapa do tratamento A adição do flúor no tratamento tem como objetivo prevenir o aparecimento da cárie dentária em crianças e adultos Todavia essa etapa de tratamento é controversa nos dias atuais tendo em vista que é necessária uma atualização em termos de estudos que comprovem sua eficácia De 101 qualquer forma a adição de flúor deve ter concentração de 15 mgL ao longo da rede de abastecimento BRASIL 2012 A correção do pH acontece em diversas etapas do tratamento de água e essa etapa tem como objetivo deixar a água com pH ótimo para que os produtos químicos consigam agir de forma correta Além disso a correção do pH também tem como objetivo evitar a ocorrência de incrustações e corrosões da tubulação Geralmente ela é feita com produtos à base de cales 53 Configurações de uma ETA No item 52 você aprendeu como se dá o tratamento de água completo em uma estação com todas as etapas e seus respectivos conceitos As etapas de tratamento ocorrem de forma sequencial conforme figura 52 a seguir Fonte Sabesp 2022 Figura 52 Etapas sequenciais de tratamento da água na entrada da ETA 1 e 2 até a residência das pessoas 9 Apesar da configuração completa ser majoritariamente nas ETAs brasileiras nem sempre é necessária que todas essas etapas de tratamento sejam implantadas em uma ETA Como você já sabe a adoção de uma etapa de tratamento depende da qualidade da água bruta captada no manancial fator mais importante tecnologia disponível 102 manutenção disponível custo total de tratamento De forma que na figura 52 você observa a configuração clássica convencional de uma ETA Contudo encontramos disponíveis no mercado outras configurações de ETA a depender dos fatores já mencionados Um dos formatos disponíveis no mercado são as chamadas de ETAs compactas As ETAs compactas são aquelas que possuem todos as etapas de tratamento em unidades tanques compactas no modelo integrado Nesse modelo as etapas de coagulação floculação e decantação são feitas em um tanque só seguidos de uma etapa de filtração ou superfiltração em um tanque acoplado a primeira etapa Nas ETAs compactas chamamos de superfiltração o tanque fechado geralmente de aço composto por um filtro rápido operando com uma pressão controlada maior que a pressão atmosférica A ETA compacta tem sua operação feita de forma automática sem a necessidade de um operador permanente Todos os produtos químicos são adicionados através de uma bomba dosadora automática e geralmente após a filtração é utilizado um filtro de carvão ativado instalado anteriormente a fase de desinfecção O carvão ativado é um produto utilizado tanto para ETAs compactas como para os filtros residenciais de pequeno porte Ele serve para a realização de um polimento de uma complementação dos tratamentos onde ele adsorve partículas indesejáveis que possam estar presentes na água O filtro de carvão ativado possui várias camadas a água passa por todas essas camadas em pressão controlada As ETAs compactas são comercializadas no nosso país para atividades como hotéis condomínios residenciais empreendimentos diversos shoppings etc Geralmente são instaladas com o objetivo de tratar as águas subterrâneas captadas de poços artesianos para esses locais Os locais que instalam as ETAs compactas fazem um estudo de viabilidade da instalação de poços artesianos mais a instalação e operação das ETAs compactas Para que haja a viabilidade é necessário que o m³ de água produzida nos poços seja mais barato do que o m³ oferecido pela concessionária Veja na figura 53 a seguir um exemplo de ETA compacta construída em fibra de vidro 103 Fonte Alexxxey Via Shutterstock Figura 53 Exemplo de ETA Compacta 54 Estações de tratamento de esgoto ETE Nesse momento você já aprendeu os principais conceitos relacionados ao tratamento de água Nesse item você irá aprender os principais conceitos do tratamento de esgoto Para isso tenha sempre em mente que as etapas de tratamento de água são diferentes das etapas de tratamento de esgoto Isso acontece pois nas ETA a qualidade da água captada é muito superior a qualidade do esgoto como você pode imaginar Os tratamentos que ocorrem nas estações de tratamento de esgoto ETEs tratam uma água com qualidade muito inferior àquelas encontradas nas ETAs Na ETE temos uma nomenclatura própria que você deverá aprender O esgoto é chamado também de águas servidas ou águas residuárias Quando o esgoto entra na ETE ele é chamado de afluente e quando tratamos o afluente ele é denominado efluente tratado E o rio ou curso dágua que receberá o efluente tratado é chamado de corpo receptor O objetivo do tratamento de esgoto é tornar o efluente próprio para o seu deságue nos corpos receptores ou seja através de uma série de tratamentos analogamente aos tratamentos que ocorrem nas ETAs 104 A preocupação com o tratamento de esgotos começou em Londres após um surto de Cólera no ano de 1840 aproximadamente Com o crescimento das cidades outros locais começaram a se preocupar com o tratamento de esgotos também esse fato ocorreu no meio do século XIX Mas só a partir de 1950 foi observado um salto no setor sendo desenvolvidos diversos métodos de tratamento Diferentemente das ETAs o tratamento de esgoto pode ser realizado de diversas formas adotando técnicas diferentes a depender da situação Veja na figura 54 a fotografia aérea de uma ETE localizada em São Paulo Fonte Sabesp 2022 Figura 54 Vista aérea de uma estação de tratamento de esgoto localizada em São Paulo O sistema de coleta de esgotos urbanos começa a partir do momento em que utilizamos a água tratada nas residências Nesse contexto o tratamento de água seguido de coleta e tratamento de esgoto seria um sistema de gestão urbana de água completo começando na captação da água bruta e terminando no deságue do efluente tratado no corpo receptor Contudo no nosso país o sistema de coleta e tratamento de esgoto é mais precário do que o sistema urbano de abastecimento de água potável Sendo uma meta do marco do saneamento no país O CONAMA em sua resolução número 430 BRASIL 2011 estabelece todas as diretrizes para o lançamento dos efluentes tratados nos corpos receptores Onde os tratamentos realizados na ETE devem atender aos limites de concentração dos 105 parâmetros de qualidade da água antes de haver lançamentos de efluentes nos corpos receptores Ainda de acordo com o CONAMA Art 3o Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados diretamente nos corpos receptores após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições padrões e exigências dispostos nesta Resolução e em outras normas aplicáveis Parágrafo único O órgão ambiental competente poderá a qualquer momento mediante fundamentação técnica I acrescentar outras condições e padrões para o lançamento de efluentes ou tornálos mais restritivos tendo em vista as condições do corpo receptor ou II exigir tecnologia ambientalmente adequada e economicamente viável para o tratamento dos efluentes compatível com as condições do respectivo corpo receptor BRASIL 2011 A resolução 430 estabelece também que os padrões parâmetros de qualidade da água irão variar conforme as classes de enquadramento do corpo receptor É importante lembrar que o efluente lançado nunca pode causar uma qualidade inferior a que o corpo receptor apresenta no momento do deságue Assim devese realizar uma avaliação dos parâmetros de qualidade da água do corpo receptor e o efluente a ser lançado deve possuir qualidade igual ou superior a ele onde Art 4o Para efeito desta Resolução adotamse as seguintes definições em complementação àquelas contidas no art 2º da Resolução CONAMA no 357 de 2005 I Capacidade de suporte do corpo receptor valor máximo de determinado poluente que o corpo hídrico pode receber sem comprometer a qualidade da água e seus usos determinados pela classe de enquadramento BRASIL 2011 106 55 Etapas do tratamento de uma ETE a Tratamento Preliminar No tratamento preliminar temos a presença de equipamentos que separem grandes sólidos como papel plástico entre outros e areia sólidos sedimentares que possam existir na rede coletora de esgoto O tratamento preliminar é a primeira etapa de tratamento de uma ETE e os equipamentos instalados nessa etapa são as grades como na figura e os desarenadores b Tratamento Primário Em tratamentos primários são instalados decantadores denominados nessa etapa de decantadores primários que são tanques onde os sólidos em suspensão densos irão afundar para serem retirados Para que os decantadores primários funcionem corretamente é necessário que a taxa de escoamento dentro do decantador seja baixa e assim não haverá agitação ou mistura fazendo com que os sólidos voltem a ficar suspensos no decantador Nessa etapa enquanto os sólidos densos afundam os poluentes que boiam óleos e graxas também são retirados pela borda do decantador como na figura acima c Tratamento Secundário O tratamento secundário em uma ETE é um tratamento composto de atividades biológicas para a retirada parcialmente de matéria orgânica e nutrientes do esgoto No tratamento primário a retirada dos sólidos em suspensão é realizada através da decantação dos mesmos ou seja é um processo físicoquímico Já no tratamento secundário microrganismos bactérias específicas são inseridos no tanque ou reator Fonte Chotima Kruachao Via Shutterstock Fonte Leonid Via Shutterstock 107 biológico com ou sem o auxílio de um meio suporte e através de processos biológicos as bactérias realizarão o tratamento Dentro do tratamento secundário há diversas técnicas disponíveis que podem ser aeróbias ou anaeróbias veja a seguir Lodos Ativados o tratamento denominado Lodos Ativados é um dos tratamentos mais utilizados atualmente Ele é também um dos tratamentos mais modernos disponíveis e há dois tipos básicos o convencional e o de aeração prolongada Os lodos ativados removem a matéria orgânica pela presença de microrganismos Os microrganismos se agrupam em flocos ao passar pelos flocos as bactérias realizarão o tratamento Como necessita de aeração para funcionar os lodos ativados são considerados um processo aeróbio De forma que os microrganismos ali presente necessitam da concentração correta de oxigênio bem como tempo de contato para crescer e realizar o tratamento RAFA UASB O processo chamado Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente RAFA ou em inglês UASB utiliza bactérias em um reator biológico de fluxo ascendente Por não utilizar nenhuma técnica de aeração o RAFA é considerado um tratamento biológico anaeróbio e como os tratamentos anaeróbios é presente um mal cheiro nos locais próximos ao reator Para evitar o mal cheiro ao redor do reator geralmente os reatores RAFA são fechados como na figura e são instaladas tubulações específicas no local que recolherão o gás produzido Fonte Vladimir Mulder Via Shutterstock Fonte Phonthip Chitchen Via Shutterstock 108 Lagoas de Estabilização o tratamento de esgoto por Lagoas de Estabilização figura ao lado nada mais é que a utilização de lagoas artificiais construídas para que os processos de remoção dos poluentes aconteçam pela ação de bactérias ali presentes Essas lagoas são dimensionadas de forma simples onde a profundidade varia entre os tipos de lagoas de estabilização que podem ser anaeróbiafacultativa facultativas e aerada MBBR o MBBR é a sigla em inglês para o processo chamado Moving Bed Biofilm Reactors Ele é um tratamento biológico que utiliza os chamados biofilmes em sua composição Os biofilmes são pequenas estruturas de plástico ou até britas que tem o objetivo de manter as bactérias agrupadas em um local Os biofilmes figura apresentam alguns centímetros de dimensão e projetos para armazenar as bactérias em colônias O esgoto ao entrar em contato com os biofilmes espalhados no reator também entrará em contato com as bactérias que realizarão o tratamento O MBBR é um tratamento aeróbio ou seja necessita de aeração mecânica Lodo Granular Aeróbio desenvolvido na Holanda o tratamento por lodo granular aeróbio é um dos tratamentos mais avançados atualmente sendo considerado inclusive uma evolução dos lodos ativados No lodo granular aeróbio todos os processos ocorrem em um só reator não necessitando de tratamento primário O lodo granular aeróbio também é um processo aeróbio só que no lugar de flocos lodos ativados as bactérias se agrupam em grânulos Fonte Sabesp 2022 Fonte Twtpeeters 2012 Fonte Puripatch Lokakalin Via Shutterstock 109 pequenas esferas figura acima devido às condições operacionais do próprio reator Observação um conceito importante que você deve aprender é que em termos de tratamento de esgotos chamamos de Lodo aqueles sólidos que retiramos nos decantadores ou seja a impureza que decantou E no caso dos tratamentos secundários os lodos produzidos são chamados de Lodos Biológicos sendo compostos por sólidos e pelos microrganismos que ali habitam Na manutenção dos tanques há periodicamente a retirada do lodo produzido que deverá ser levado para uma série de tratamentos específicos para lodos d Tratamento Terciário O tratamento terciário é atualmente o tratamento de esgoto mais avançado disponível pois além da matéria orgânica ele remove também os nutrientes nitrogênio e fosforo do esgoto Ou seja os tratamentos que fazem a remoção de matéria orgânica e nutrientes em conjunto são classificados como terciário Alguns dos tratamentos secundários exemplificados anteriormente são classificados como secundários e terciários como lodos ativados MBBR Lodo Granular Aeróbio entre outros Além da remoção de nutrientes de forma eficaz o tratamento terciário promove a remoção de metais pesados contaminantes compostos orgânicos recalcitrantes remove cor que em alguns casos é difícil de remover e promove a desinfecção do efluente tratado 56 Configurações de uma ETE De forma análoga aos tratamentos de água para as estações de tratamento de esgoto também temos disponível diversas configurações de ETE Na verdade a escolha de uma técnica para ser implantada na ETE já irá promover uma configuração diferente para ela É muito importante que você saiba a diferença entre as etapas que ocorrem nas ETAs e as que ocorrem nas ETEs por esse motivo vamos citar algumas das configurações mais usuais que podem ocorrer nas ETEs Lembrando que a definição da 110 configuração de uma ETE depende dos fatores já citados nesse bloco como por exemplo a qualidade da água requerida pelo corpo receptor Você sabia que o próprio tanque séptico é um tipo de tratamento primário que também pode ser adotado para ETEs Veja na figura 55 um exemplo de configuração que utiliza o tanque séptico como parte do seu tratamento seguido por filtro anaeróbio O filtro anaeróbio é um reator biológico anaeróbio de fluxo ascendente que possui uma manta de microrganismos que será formada através da presença de um material suporte Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 55 Tanque séptico seguido de filtro anaeróbio Outra configuração que poder ser adotada em uma ETE consiste na presença de um reator RAFA UASB seguido de filtro biológico e decantador secundário O reator RAFA produz um gás malcheiroso que poderá ser utilizado como biogás e produzir energia elétrica Observe na figura 56 111 Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 56 Reator RAFA seguido de filtro biológico e decantador secundário Para o reator de lodos ativados do tipo convencional uma das configurações possível é prétratamento seguido pelo reator de aeração tanque de aeração que são os lodos ativados decantador secundário e descarte no corpo receptor Observe a figura 57 Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 57 Lodos ativados convencional Ou seja temos milhares de configurações possíveis de serem instaladas em uma estação de tratamento de esgoto Todas essas configurações necessitam de um estudo prévio dos parâmetros de qualidade de água do esgoto bruto do efluente tratado e do corpo receptor e os projetos de dimensionamento de todos os tanques grades e decantadores da ETE 112 57 O reúso da água Cada vez mais é necessário que consigamos economizar água nas atividades que realizamos seja residencial comercial industrial na agricultura ou na criação de animais Nesse contexto o desenvolvimento de tecnologias que promovam a economia de água é cada vez mais valorizado A economia de água pode ser feita de diversas formas e uma delas é o reúso da água A reutilização ou reúso é uma técnica que promove uma segunda utilização da água havendo a necessidade ou não de tratamento para sua reutilização Atualmente no nosso país a água de reúso não pode ser utilizada para fins potáveis usos potáveis como banho e cozimento de alimentos contudo ela pode e deve ser utilizada para fins não potáveis bacias sanitárias irrigação lavagem de pisos torres de resfriamento jardinagem entre outros De forma que a água de reuso deve ser utilizada em fins menos nobres onde não é necessária uma melhor qualidade da água O reúso da água promove uma série de vantagens para uma região em diversas áreas social econômica e ambiental Veja o quadro abaixo Quadro 51 Vantagens do reúso da água Fonte Elaborado pela autora 2022 Menor produção de esgotos menor volumes Com o reúso uma menor quantidade de esgotos será produzida e chegará menos volmes nas ETEs e consequentemente uma menor quantidade de efluente chegará aos corpos receptores Menor quantidade de água potável captada Há com o reúso uma menor quantidade de águas potáveis captadas nos mananciais Maior disponibilidade de águas potáveis para fins potáveis Melhor imagem da Empresa Empresas que utilizam reúso possuem uma melhor imagem junto aos seus clientes e esse é um fator importante atualmente Benefícios Econômicos A água de reúso muitas vezes é uma água mais barata que a água das concessionárias ou seja há uma redução global dos custos de água Competitividade comercial Com medidas sustentáveis como o reúso há uma adequação em normas ambientais internacionais que trazem competitividade comercial a produtos no mercado internacional Consciência Ambiental Socialmente o reúso desperta uma consciência ambiental na população criando novos padrões de consumo e consciência 113 No quadro 51 você aprendeu as maiores vantagens do reúso da água Uma delas é a certificação internacional como o certificado ISO 14046 ABNT 2017 Gestão ambiental Pegada hídrica Princípios requisitos e diretrizes uma certificação que afirma a existência de economia no consumo da água usada para a fabricação dos produtos comercializados pegada hídrica daquele produto De forma que a empresa que possui um selo ISO 14046 teve a economia de água testada indicando também que o produto fabricado por ela atendeu aos padrões rigorosos de diminuição do desperdício das águas industriais Tipos de água de reúso e os parâmetros de qualidade da água Você já ouviu falar em águas cinzas e águas negras Os esgotos residenciais podem ser divididos em algumas classificações de acordo com a água utilizada que o formou Essa classificação é utilizada pois cada tipo de esgoto terá um tratamento específico Veja a seguir essa classificação Águas negras água servida que foi utilizada no vaso sanitário de uma residência contém as fezes a urina e o papel higiênico apresenta microrganismos que podem causar doenças Águas cinzas toda a água servida que foi utilizada em uma residência exceto o esgoto proveniente dos vasos sanitários Águas cinzas claras água servida em uma residência exceto a água proveniente da pia da cozinha e a água proveniente do vaso sanitário Águas cinzas escuras água servida em uma residência exceto vaso sanitário incluindo a pia da cozinha Águas amarelas águas servidas compostas somente por urina Águas marrons águas servidas compostas somente por fezes Observação essa classificação só é utilizada para os esgotos residenciais pois como você já sabe os esgotos industriais possuem características muito distintas a depender da indústria que a produziu 114 58 Tipos de reúso O reúso da água é uma das novas tecnologias que serão indispensáveis em um futuro muito próximo Por isso cabe aprendermos mais sobre esse assunto Por exemplo você sabia que podemos realizar o reúso de duas formas básicas O reúso não potável e reúso potável Além disso dentro do reúso potável há a classificação em reúso direto e reúso indireto Veja a seguir as características de cada um deles No reúso não potável como seu próprio nome diz não haverá a necessidade de tornar a água potável para a sua utilização De qualquer forma o reúso não potável demanda um tratamento antes de ser utilizado Esse tratamento pode ser feito no próprio local onde a água de reúso será utilizada em mini ETEs as ETE compactas que são comercializadas por empresas especificas sem a necessidade de tratar as águas de reúso nas grandes ETEs das cidades Veja a seguir as principais utilizações da água de reúso não potável Reúso urbano atividades que não necessitam de potabilidade em geral como vaso sanitário limpeza de vias públicas lavagem de equipamentos sem contato com pessoas lavagem de automóveis utilização em lagos ornamentais entre outros Reúso agrícola irrigação de modo geral de forma que a água proveniente de reuso não potável no caso possui nutrientes em sua composição de forma semelhante a um fertilizante Contudo para ser utilizado deve contar alguns cuidados por exemplo o operador não poder ter contato com essa água utilizando EPI A água de reúso pode ser utilizada na irrigação de cultura agrícola de plantas frutíferas para a rega de jardins rega de campos esportivos grama entre outros Reúso industrial tendo em vista que alguns processos industriais não precisam de água potável para operar o reúso não potável pode ser feito nas indústrias em etapas como a refrigeração ou aquecimento de equipamentos uso em caldeiras limpeza de pisos e equipamentos entre outros 115 Outros a água de reúso pode ainda ser utilizada para a recarga de aquíferos subterrâneos a manutenção de vazões e ainda em criação de peixes aquiculturas necessita cuidados É necessário frisar que para a utilização de reúso não potável devemos tomar alguns cuidados já que por não haver padrão de potabilidade dessa água de reúso pode haver a transmissão de doenças Por isso o operador as pessoas que podem ter algum tipo de contato com a água de reúso devem utilizar EPI apropriado para evitar o contato direto com essas águas Além disso na instalação da tubulação que irá fazer o transporte de águas de reúso devemos destacar que ali passará esse tipo de água com etiquetas e pintura com cor que destaque o reúso O reúso potável é o tipo de reúso no qual a água terá fim potável passando por todo tratamento necessário Dentro do reúso potável há dois tipos o reúso direto e o reúso indireto O reúso indireto é a forma mais comum de reúso potável já que consiste em os esgotos domésticos serem tratados em ETE através do sistema de coleta de esgotos de uma cidade tratados e descartados em um corpo receptor e mais adiante no próprio corpo receptor serão captados novamente como manancial abastecedor captados pelo sistema urbano de abastecimento de água O reúso indireto quando planejado é uma forma segura de realizar reúso pois todos os parâmetros de qualidade da água são aferidos na ETE e posteriormente na ETA Além disso há o processo de autodepuração do corpo receptor que irá contribuir ainda mais para melhorar a qualidade de sua água O reúso potável direto ocorre quando os efluentes tratados na ETE são transferidos diretamente para a ETA através de uma conexão direta sem a passagem de um corpo receptor Após o tratamento na ETA onde são aferidos todos os parâmetros de qualidade da água e sua potabilidade a água será distribuída normalmente nos sistemas urbanos de abastecimento de água potável Algumas cidades desenvolvidas nos Estados Unidos por exemplo realizam o reúso potável direto como alternativa para o abastecimento de água contudo esse tipo de reúso não é regulamentado no nosso país tendo em vista que ainda há um certo preconceito com a água de reúso por parte da população 116 Veja a seguir no quadro 52 um resumo de todos os tipos de reúso da água Quadro 52 Resumo dos tipos de reúso da água Fonte Elaborado pela autora 59 Dimensionamento de fossas sépticas A fossa séptica pode ser considerada um tipo de tratamento de esgoto que no caso seria um Tratamento de Esgoto Individual Como você pode imaginar nem sempre será possível a construção de um sistema de coleta de esgoto para áreas de difícil acesso eou com uma baixa densidade populacional Nesse contexto a melhor opção seria o tratamento individual de esgoto e é com esse pensamento que muitas residências brasileiras adotam a instalação de fossas sépticas para o tratamento e armazenamento dos esgotos produzidos A fossa ou tanque séptico atua como um tratamento primário e até secundário se formos analisar bem pois as próprias bactérias anaeróbias ali presentes irão atuar na remoção de matéria orgânica em parte Então vejamos a seguir como podemos dimensionar um tanque séptico de acordo com a ABNT NBR 72291997 ABNT 1997 Projeto construção e operação de sistemas de tanques sépticos O dimensionamento de tanques sépticos por essa norma ocorre de forma bem simples através do cálculo do volume do tanque dado por 𝑽 𝟏 𝟎𝟎𝟎 𝑵 𝑪 𝑻 𝑲 𝑳𝒇 Reúso Potável Direto Indireto Não Potável Urbano Industrial Agrícola Recreativo Aquicultura 117 Onde V volume útil litros N número de pessoas atendidas ou unidades de contribuição C contribuição de despejos em Lpessoadia disponível na Tabela 1 da ABNT NBR 72291993 T período de detenção em dias disponível na Tabela 2 da ABNT NBR 72291997 K taxa de lodo digerido acumulado em dias que será o equivalente de lodo acumulado disponível na Tabela 3 da ABNT NBR 72291997 Lf contribuição de lodo fresco medido em Lpessoadia Veja a seguir um pequeno exemplo desse método de dimensionamento Exemplo Imagine que em uma residência em uma cidade brasileira nordestina clima quente com temperaturas acima de 20 C habitam 4 pessoas Nessa residência há uma contribuição de aproximadamente 160 Lpessoadia com a contribuição de lodo fresco Lf 10 período de detenção T 10 dia e intervalo de limpeza de 1 ano K 57 Logo 𝑽 𝟏 𝟎𝟎𝟎 𝑵 𝑪 𝑻 𝑲 𝑳𝒇 𝑽 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟒 𝟏𝟔𝟎 𝟏 𝟎 𝟓𝟕 𝟏 𝟎 𝑽 𝟏 𝟖𝟔𝟖 𝟎 𝒐𝒖 𝟏 𝟖𝟔 𝒎³ Agora que sabemos o volume total vamos dimensionar o tanque séptico para o formato retangular Volume total do tanque séptico 186 m³ Adotando a altura do tanque igual a 15 m Sabendo que o volume de um reservatório com formato retangular largura x comprimento x altura 118 𝑽 𝑳 𝑪 𝑯 𝟏 𝟖𝟔 𝑳 𝑪 𝟏 𝟓 𝑳 𝑪 𝟏 𝟐𝟒 𝒎² Adotando a largura L igual a 1 m então o comprimento C 124 m Logo o tanque séptico deve ser construído com as dimensões 1 x 124 x 125 m Observação você pode construir o tanque séptico de outros formatos como por exemplo no formato cilíndrico ficando a critério do seu cliente e do espaço disponível para a construção Conclusão Caro aluno a você já se perguntou qual a economia de água que medidas de reúso trazem para um empreendimento E dentro da sua casa Pois a partir desse bloco você começou a aprender como se dá essa economia e quais são seus benefícios Você assimilou durante nosso estudo todas as etapas de tratamento de água e de esgoto as premissas para o reúso da água e os cálculos para o dimensionamento de um tanque séptico Você viu que não há impedimento de tratamento para diferentes qualidades da água contudo tratamentos mais sofisticados demandam maiores custos que nem sempre serão possíveis de arcar Por isso a importância do reúso da água O próximo bloco tratará de outro assunto muito importante os resíduos sólidos Vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT ABNT NBR ISO 140462017 Gestão ambiental Pegada Hídrica Princípios requisitos e diretrizes 1ª ed Rio de Janeiro 2017 BRASIL Fundação Nacional de Saúde Manual de fluoretação da água para consumo humanoFundação Nacional de Saúde Brasília Funasa 2012 72 p 119 BRASIL Lei Federal n 6050 de 24 de maio de 1974 Dispõe sobre a fluoretação da água em sistemas de abastecimento quando existir estação de tratamento Disponível em httpwwwplanaltogovbrccivil03leisl6050htm Acesso em 5 de jan 2022 BRASIL Ministério do Meio Ambiente Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Resolução Nº 430 de 13052011 Federal Dispõe sobre as condições e padrões de lança mento de efluentes complementa e altera a Resolução Nº 357 de 17 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA 2011 HELLER L LUCIO V Abastecimento de água para consumo humano Léo Heller Valter Lúcio A118 de Pádua organizadores 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 SABESP 2022 Tratamento de água Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId47 Acesso em 5 de jan 2022 SABESP 2022 Tratamento de esgoto Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId49 Acesso em 5 de jan 2022 SABESP 2022 Tipos de tratamento de esgoto Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId61 Acesso em 5 de jan 2022 TWTPEETERS 2012 Imagens commons Disponível em httpscommonswikimediaorgwikiFileAerobicgranularsludgeNeredajpg Acesso em 5 jan 2022 VON SPERLING M Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos 3ed Belo Horizonte Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG 2005 243p 120 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION APHA Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 21 ed Washington DC APHA 2005 BRASIL Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 13969 Tanques sépticos Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos Projeto construção e operação Rio de Janeiro Set 1997 58p CAVALCANTI J E W A Manual de Tratamento de efluentes industriais 2 ed São Paulo Engenho Editora Técnica Ltda 2012 500p PEINENMAN K NUNES S Membranes for water teatment Weinheim WileyVHC 2010 237 p SANCHES S SILVA CH VIEIRA E Agentes Desinfetantes Alternativos para o Tratamento de Água 2003 Disponível em httpqnescsbqorgbronlineqnesc17a03pdf Acesso em 5 de jan 2022 WORLD HEALTH ORGANIZATION WHO Guidelines for drinkingwater quality fourth edition incorporating the first addendum Geneva World Health Organization 2017 Licence CC BYNCSA 30 IGO 121 6 O MEIO TERRESTRE Apresentação Caro a aluno a estamos começando o último bloco da nossa apostila de Saneamento Ao longo dessa jornada você aprendeu os principais conceitos da área mas ainda falta um assunto muito importante o meio terrestre O homem realiza a maioria de suas atividades no meio terrestre e como consequência também é observado o aparecimento de poluição nesse meio Por esse motivo você aprenderá neste bloco todas as causas tipos e consequências dessa poluição e não obstante aprenderá também como tratar o solo Além disso vamos dar destaque aos resíduos sólidos o lixo que produzimos em nossas residências e descobrir a resposta para uma importante pergunta como podemos diminuir a geração desses resíduos Ao final deste bloco você terá aprendido os principais conceitos a respeito do Saneamento Todos os blocos servirão de base para seus futuros trabalhos como engenheiro civil nessa área tão fascinante 61 O solo conceito e importância para o meio ambiente Segundo Azevedo e Dalmolin 2006 o solo atua no nosso planeta como um suporte às vidas vegetais e sua infinita comunidade biótica Ele possui a capacidade de deter água e oxigênio dispondo esses compostos aos seres vivos No âmbito socioeconômico ainda de acordo com os autores o solo promove a base de sistemas produtivos viabiliza a produção de alimentos fibras e madeira e no fim das cadeias produtivas ele promove um meio para descarte de resíduos É no solo que são desenvolvidas a maioria das atividades que o homem realiza também é nele que diversas dinâmicas e atividades ocorrem como a vida vegetal a construção civil exploração de minérios atividades agrícolas geração de resíduos sólidos entre outros Além da importância já citada podemos definir o solo como sendo um material particulado que possui como composição as rochas que sofreram processos de erosão ao longo do tempo matéria orgânica proveniente de plantas e animais e outros 122 minerais BOTKIN e KELLER 2005 É no solo que diversos ecossistemas vivem esses são considerados Ecossistemas Terrestres e se localizam na parte exterior da camada terrestre em uma camada superficial O solo possui diversas funções que são especificadas por Junior 2005 da seguinte maneira Funções do solo a É o substrato essencial à vida terrestre b Promove o fator de controle natural dos ciclos de elementos e energia dos ecossistemas c É um filtro bioquímico essencial nas trocas entre a atmosfera e a litosfera d Onde estão localizados os grandes reservatórios naturais de água doce e É o substrato essencial para a produção de alimentos e matériasprimas f Também fornece um substrato essencial à vida animal e humana JUNIOR 2005 Diferentes solos possuem diferentes características e composições próprias eles são formados a partir de fatores como ação do tempo ação do homem decomposição de animais ação dos ventos ação das chuvas etc As características dos solos vão variar de acordo com a rocha que a originou chamada de Rochamãe ou de rocha não alterada De forma que ao longo de milhares de anos e a partir dos fatores já citados as camadas do solo vão sendo formadas E assim em geologia nós chamamos as camadas de um solo formado de Horizontes Os horizontes possuem altas concentrações de matéria orgânica água e diversos minerais A partir da composição da rochamãe e dos processos de erosão a composição química do solo vai sendo composta Quando há a formação do solo e sua composição química é estabelecida os ecossistemas vão surgindo naquele local façamos um paralelo um ecossistema que vive no solo de uma floresta tropical é diferente de um ecossistema que vive em um deserto Veja na figura 61 um exemplo de horizontes e suas respectivas camadas 123 Fonte adp Ellen Bronstayn Via Shutterstock Figura 61 Camadas de horizontes e suas diversas classificações Na figura acima temos os horizontes R C B E A e O do centro para a superfície Onde R é a rochamãe O Horizonte C contém o material rochoso inconsolidado de rocha alterada muito similar a rochamãe Já o Horizonte B contém cor mais forte e material coeso O Horizonte E contém cor mais clara e acúmulo de argila Já o Horizonte A concentra húmus E por fim o Horizonte O é o horizonte que contém solos minerais e material orgânico Observação o húmus é um dos tipos de solo compostos basicamente de matéria orgânica Ele é rico em nutrientes e pode ser utilizado como fertilizante para plantas por conta dessa característica o húmus é primordial para os vegetais em geral A matéria orgânica do húmus vem da decomposição de animais e vegetais 124 62 Fontes e poluentes do solo Da mesma maneira que os meios atmosférico e aquático o meio terrestre também pode se encontrar em uma situação de poluição Para entendermos como ocorre essa situação de poluição do meio terrestre precisamos primeiramente entender como se dá o equilíbrio desse meio A composição do solo é diversa nela são encontrados elementos nas formas sólida líquida e gasosa além de diversos nutrientes matéria orgânica material mineral ar e água As concentrações desses elementos tipo de organismos granulometria dos grãos altura do lençol freático entre outros vão variar de local para local Geralmente os horizontes na superfície são os que concentram a maior parte da vida No solo também encontramos teias alimentares compostas de produtores consumidores e decompositores Os ecossistemas terrestres convivem em equilíbrio até que algum agente externo altere esse equilíbrio Então de forma análoga ao meio aquático a poluição do meio terrestre pode ser definida como a entrada inusitada de um composto estranho ao meio ou algum tipo de energia alterando o seu equilíbrio inicial Dessa forma as atividades que ocorrem no meio terrestre podem alterar o seu equilíbrio sendo configurada uma situação de poluição A poluição do solo pode ter origem das atividades humanas e também pode ter origem nas atividades naturais Veja a seguir no quadro 61 as atividades que podem originar uma situação de poluição 125 Quadro 61 Atividades que podem originar uma situação de poluição Fonte elaborado pela autora Da mesma forma que o meio aquático no meio terrestre podemos avaliar o grau de poluição a partir de alguns parâmetros de qualidade nesse caso parâmetros de qualidade do solo Como indicador de poluição do solo podemos citar indicadores físicoquímicos pH oxigênio concentração de matéria orgânica taxa de infiltração presença de água entre outros e indicadores biológicos avaliação do ecossistema no local avaliação da quantidade de microrganismos Os poluentes são os compostos ou forma energética que provocarão poluição em algum meio eles podem ter origens diversas fonte possuem consequências diferentes no solo e possuirão tratamentos específicos No quadro 62 podemos ver as consequências e o tratamento do poluente no solo Atividades naturais Os processos naturais que ocorrem no solo também podem provocar uma situação de poluição São fontes naturais de poluição do meio terrestre erosão das rochas inundações diversas ação do vento terremotos atividade vulcânicas figura ao lado concentrações elevadas de material inorgânico etc Imagem Benny Christiansen via shutterstock Atividades antrópicas humana São exemplos de atividades antrópicas humana urbanização desenfreada atividade industrial mineração figura ao lado atividades agrícolas pecuária lançamento de esgotos ou efluente no solo lixões resíduos sólidos no solo sem tratamento Imagem evgenyv via shutterstock 126 Quadro 62 Fontes consequências e tratamentos dos poluentes no meio terrestre Fonte Elaborado pela autora 127 63 Consequências da poluição terrestre O solo apresenta algumas características que o fazem ser muito importante para o Saneamento Uma das principais é a sua porosidade pois é por conta dessa propriedade que os solos se comportam como verdadeiros filtros para a água que será infiltrada Ou seja a água que percorre os solos sofre uma filtração onde seus poluentes vão sendo armazenados nos poros Contudo da mesma maneira que ocorre nos filtros das ETAs há um momento em que os filtros já estão saturados de contaminantes e esses contaminantes começarão a passar para a água subterrânea nos lençóis freáticos Algumas características irão determinar a permanência do contaminante no solo tais como o tipo do solo a porosidade do solo permeabilidade altura do lençol freático pH do solo a densidade do contaminante temperatura do contaminante etc Por exemplo havendo a contaminação de um solo por poluente liquido quanto maior a densidade maior será o deslocamento para as camadas mais profundas do solo Como você aprendeu no item anterior no quadro 62 as atividades que ocorrem no solo possuem várias origens Uma delas acontece quando algum poluente é dissolvido ao ter contato com a água dessa forma eles são carregados para o lençol freático Um exemplo disso são as atividades agrícolas que podem ser as fontes de diversos tipos de poluição O uso de adubos solúveis em água pode carregar os poluentes para o lençol freático e até para o próprio corpo hídrico próximo ao local 128 Fonte adp CETESB 2022 Figura 62 Diversos poluentes do solo e sua possível migração para os lençóis freáticos As diversas fontes de poluição terrestre citadas no quadro 62 podem possuir diferentes origens mas o mesmo poluente De forma que o tratamento para o poluente será o mesmo Vale destacar que deve haver o monitoramento dos parâmetros de qualidade do solo e dos possíveis poluentes nos locais É muito importante que nos lugares em que há a produção de alimentos atividades agrícolas exista um controle rígido da qualidade do solo adotando medidas como policulturas rotatividade de culturas monitoramento da quantidade de adubo e defensores agrícolas entre outros Então de acordo com o quadro 62 juntamente com a figura 62 você pode observar que os contaminantes líquidos podem mais facilmente contaminar não só o solo como também os lençóis freáticos ali presentes E além do lençol freático os contaminantes podem ainda fluir para os corpos hídricos seguindo então o fluxo da água e atingindo locais distantes da origem daquela poluição CESTEB 2022 Esse é um exemplo claro de poluição terrestre que dá origem a poluição aquática 129 A poluição do solo é apesar de uma realidade dos dias atuais um assunto muito novo e pouco explorado pelos pesquisadores Isso acontece pois existem diversas dificuldades técnicas políticas e sociais para que as pesquisas sejam feitas O solo é um recurso diretamente ligado as atividades antrópicas não só pelas dificuldades já citadas mas pelo alto valor econômico atrelado às atividades poluidoras A ideia de proteger o solo é relativamente nova tendo como precursores da discussão os países desenvolvidos CETESB 2022 Veja nos itens a seguir como podemos realizar a preservação do solo a partir de atividades do nosso dia a dia tanto em nossas casas como em suas futuras atividades como engenheiro a civil 64 Os resíduos sólidos Por volta do século XVIII à época da revolução industrial o homem começou a ter acesso irrestrito a bens materiais de forma desordenada desde então cada vez mais é observado um acúmulo desses bens Como consequência do consumo excessivo vemos também uma produção exagerada de resíduos sólidos Mas o que são os resíduos sólidos Os resíduos sólidos são aqueles materiais que nós jogamos fora Antigamente chamávamos de lixo tudo que era descartado mas atualmente o lixo é dividido em duas partes o resíduo solido que é a parte reaproveitável e o rejeito a parte que não podemos reaproveitar Os resíduos sólidos são um grande problema da atualidade principalmente pela produção de grandes volumes sendo armazenados em locais inapropriados Nesse contexto há uma crescente preocupação das autoridades e da população em geral com esse assunto De forma que antes de continuarmos vamos nos lembrar da regra geral dos três erres 3Rs em relação aos resíduos sólidos sempre que possível Reduzir a produção de um resíduo primeiro R seguido pelo segundo R o de Reutilizar aquele material para outras finalidades e por fim o terceiro R sempre destinar corretamente os resíduos para a Reciclagem nessa ordem figura 63 130 Fonte adp Smx12 Tasha Vector Via Shutterstock Figura 63 Regra dos 3 Rs dos resíduos sólidos reduzir reutilizar e reciclar A Reciclagem do resíduo sólido B Um resíduo sólido proveniente de uma indústria farmacêutica é diferente do lixo que nós produzimos nas nossas casas Então como você deve imaginar há diversos tipos de resíduos sólidos sendo produzidos em diversas áreas Sendo assim pela Política Nacional de Resíduos Sólidos PNRS lei número 12305 sancionada em 2010 BRASIL 2010 há uma classificação do resíduo sólido de acordo com o local que o produziu Veja a classificação do resíduo sólido de acordo com a PNRS quanto a origem e sua periculosidade no quadro 63 131 Quadro 63 Classificação do resíduo sólido quanto a sua origem e quanto a sua periculosidade Art 13 Para os efeitos desta Lei os resíduos sólidos têm a seguinte classificação I quanto à origem a resíduos domiciliares os originários de atividades domésticas em residências urbanas b resíduos de limpeza urbana os originários da varrição limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana c resíduos sólidos urbanos os englobados nas alíneas a e b d resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços os gerados nessas atividades excetuados os referidos nas alíneas b e g h e j e resíduos dos serviços públicos de saneamento básico os gerados nessas atividades excetuados os referidos na alínea c f resíduos industriais os gerados nos processos produtivos e instalações industriais g resíduos de serviços de saúde os gerados nos serviços de saúde conforme definido em regulamento ou em normas estabelecidas pelos órgãos do Sisnama e do SNVS h resíduos da construção civil os gerados nas construções reformas reparos e demolições de obras de construção civil incluídos os resultantes da preparação e escavação de terrenos para obras civis i resíduos agrossilvopastoris os gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais incluídos os relacionados a insumos utilizados nessas atividades j resíduos de serviços de transportes os originários de portos aeroportos terminais alfandegários rodoviários e ferroviários e passagens de fronteira k resíduos de mineração os gerados na atividade de pesquisa extração ou beneficiamento de minérios II quanto à periculosidade a resíduos perigosos aqueles que em razão de suas características de inflamabilidade corrosividade reatividade toxicidade patogenicidade carcinogenicidade teratogenicidade e mutagenicidade apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental de acordo com lei regulamento ou norma técnica b resíduos não perigosos aqueles não enquadrados na alínea a Fonte BRASIL 2010 132 65 A política nacional de resíduos sólidos PNRS No item anterior você aprendeu o que são os resíduos sólidos e sua classificação quanto a sua origem e sua periculosidade Essa definição vem da lei número 12305 sancionada em nosso país em 2010 BRASIL 2010 Vejamos nesse item um pouco mais a respeito dessa lei conhecida como PNRS Política nacional de resíduos sólidos Essa lei abrange o conceito de resíduo sólido que você aprendeu no item anterior Isso se deve ao fato de que a lei inclui em sua definição resíduos sólidos e gasosos como sendo um tipo de resíduo Nos incisos XV e XVI da lei temos que XV rejeitos resíduos sólidos que depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis não apresentem outra possibilidade que não a disposição final ambientalmente adequada XVI resíduos sólidos material substância objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade cuja destinação final se procede se propõe proceder ou se está obrigado a proceder nos estados sólido ou semissólido bem como gases contidos em recipientes e líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos dágua ou exijam para isso soluções técnicas ou economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível BRASIL 2010 Por ser considerado um resíduo sólido o resíduo líquido não pode ser descartado na rede coletora de esgoto pois por lei esse tipo de resíduo pode demandar um tratamento específico Já que geralmente esse ele é muito concentrado e a depender da sua origem como por exemplo o resíduo líquido proveniente de indústria de galvanoplastia precisa de um tratamento especial Outra classificação que merece atenção é a classificação por resíduos perigosos e não perigosos Os resíduos perigosos são aqueles que podem ter algum tipo de risco à saúde humana ou risco ambiental Os resíduos perigosos possuem como característica pelo menos um dos itens a seguir inflamabilidade corrosividade reatividade radioatividade toxicidade patogenia carcinogenia entre outros Os resíduos não 133 perigosos são os que não se encaixam em um dos itens anteriores Também vale destacar que os resíduos radioativos não devem ser levados para os locais de tratamento de resíduos sólidos para os aterros sanitários por exemplo esse resíduo deve ser tratado em local especifico A classificação dos resíduos perigosos é dada de acordo com o grau de periculosidade que ele apresenta Essa divisão ocorre em classes classe I e classe II Dentro da classe I estão os resíduos sólidos perigosos Na classe II estão os resíduos não perigosos essa classe é ainda dividida em A e B onde em A contém os resíduos não inertes e em B os resíduos inertes Ainda de acordo com a PNRS todos os resíduos sólidos devem ser descartados de forma correta Para que esse descarte seja feito adequadamente o município deve realizar um planejamento dos resíduos sólidos O gerenciamento dos resíduos sólidos de um município é citado na PNRS e possui diversas fases como a coleta o transporte o tratamento e por fim a destinação final do resíduo tratado Além disso deve ser realizado um estudo que consiga compreender todos os aspectos políticos econômicos sociais ambientais e culturais daquele município De forma que deverá ser elaborado pelo município um plano de gestão ou plano de gerenciamento de resíduos sólidos com o objetivo de mostrar à população todo o plano de controle tratamento e destino dos resíduos tratados É de responsabilidade do poder público no nosso país os estudos de planejamento e a operação até o destino final do resíduo sólido daquele município O inciso X da PNRS fala sobre a etapa de gerenciamento de resíduos sólidos veja a seguir X gerenciamento de resíduos sólidos conjunto de ações exercidas direta ou indiretamente nas etapas de coleta transporte transbordo tratamento e destinação final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos de acordo com plano municipal de gestão integrada de resíduos sólidos ou com plano de gerenciamento de resíduos sólidos exigidos na forma desta Lei 134 XI gestão integrada de resíduos sólidos conjunto de ações voltadas para a busca de soluções para os resíduos sólidos de forma a considerar as dimensões política econômica ambiental cultural e social com controle social e sob a premissa do desenvolvimento sustentável XII logística reversa instrumento de desenvolvimento econômico e social caracterizado por um conjunto de ações procedimentos e meios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial para reaproveitamento em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos ou outra destinação final ambientalmente adequada BRASIL 2010 A PNRS além do que já foi citado também indica a regra dos 3Rs de forma mais detalhada onde são inclusas novas práticas ambientais para a questão do resíduo sólido que também devem seguir uma ordem preferencial de não geração reutilização reciclagem tratamento e disposição final dos rejeitos Vejamos no item a seguir como se dá o tratamento e a disposição final dos resíduos sólidos 66 Os aterros sanitários conceito e tipos Caro aluno a ao longo deste bloco você já aprendeu o conceito da poluição terrestre o conceito dos resíduos sólidos entre outros Neste item dando continuidade aos nossos estudos você vai aprender sobre o tratamento dos resíduos sólidos que também é configurado como um tratamento para a poluição terrestre O tratamento dos resíduos sólidos nada mais é do que técnicas e tecnologias para fazer com que a quantidade de resíduos seja menor do que no início do processo ou seja o tratamento do resíduo sólido é composto por operações em cadeia que visam diminuir o volume do resíduo desde o recolhimento até o armazenamento final O tratamento promove a diminuição dos impactos ambientais que os resíduos sólidos trazem ao meio ambiente Veja na figura 64 135 Fonte PlutusART Via Shutterstock Figura 64 Disposição de resíduos sólidos sem tratamento enterrados no solo configurando uma prática errada de tratamento Você já aprendeu que o armazenamento dos resíduos sólidos sem tratamento pode ser considerado um poluente causador da poluição terrestre podendo ter como consequência diversos malefícios àquele local Por isso cada vez mais temos disponível no mercado técnicas de tratamento dos resíduos Veja a seguir os principais tipos de tratamento dos resíduos sólidos 136 Quadro 64 Tipos de tratamento dos resíduos sólidos Fonte elaborado pela autora Conforme o quadro 64 você pôde observar que os tratamentos dos resíduos sólidos são divididos de tratamentos físicos térmicos ou mecânicos e os biológicos Os físicos sempre envolvem a mudança de temperatura ou a alteração da umidade do resíduo Já os mecânicos fazem a quebra do resíduo com o objetivo de alterar suas dimensões diminuição do tamanho dos resíduos Por fim os tratamentos biológicos utilizam seres vivos e microrganismos na decomposição dos resíduos Um dos tratamentos utilizados em grandes centros urbanos são os aterros sanitários e sim o aterro bem planejado e bem executado é um tipo de tratamento eficaz dos resíduos sólidos Os aterros funcionam como um tratamento biológico que utiliza microrganismos bactérias anaeróbias no tratamento A maior desvantagem dos aterros sanitários é que eles demandam uma grande área para serem instalados e há uma limitação do uso daquele solo após a desativação do aterro Tratamento físico Térmicos Secagem utiliza uma corrente de ar para diminuiçao da umidade do resíduo Incineração utiliza um combustível para realizar a queima do resíduo matéria orgância é oxidada Pirólise utiliza altas temperaturas em um abiente sem oxigênio Plasma utiliza gás formado na queima do resíduo gás ionizado Cooprocessamento utiliza cinzas provenientes da queima de resíduos como composto de outro produto cimento por exemplo Mecânicos Centrifugação utiliza a força centrífuga como operação mecânica de separação dos resíduos Separação gravitacional utiliza líquido com densidade diferente dos compostos que realizará a separação de compostos com densidades opostas Redução de partículas utiliza equipamentos como moinhos prensas e peneiras para realizar a a diminuição do tamanho das partículas utilizando equipamentos Tratamento bilógico Biodigestão ambientes sem oxigênio denominado de Biodigestores que realizam a decomposição da matéria orgânica Compostagem realizado em usinas de compostagem armazenam o resíduo em abiente com oxigênio onde ocorre a decomposição da matéria orgânica 137 Diferentemente dos lixões os Aterros Sanitários são locais planejados que armazenam os resíduos sólidos Em sua base e nas laterais há uma camada impermeável seguida por camadas alternadas de resíduos e solo ou outro material que seja inerte possui drenagem e destinação apropriada para os líquidos produzidos Já o denominado Aterro Controlado é um tipo de aterro que não possuirá drenagem dos líquidos ali produzidos de forma que não seria o melhor tipo de tratamento por existir possibilidade de contaminação do lençol freático Os lixões são locais onde os resíduos são armazenados sem nenhum cuidado com a impermeabilização da área não há proteção do solo nem do meio ambiente daquele local muitas vezes são a céu aberto e não configuram uma destinação correta dos resíduos Em um centro urbano há uma empresa credenciada pelos órgãos públicos que fará a coleta e levará os resíduos domésticos para os aterros Pela PNRS os lixões devem ser desativados e os centros urbanos devem se planejar para a implantação de aterros sanitários O liquido que é produzido nos aterros ou nos lixões é denominado popularmente de chorume e cientificamente é chamado de Lixiviado ou Percolado Os lixiviados são aqueles líquidos provenientes da decomposição dos resíduos sólidos com cor escura e mal cheiro Ele é um liquido que possui altas concentrações de DQO BDO nutrientes compostos tóxicos microrganismos e acidez Por esse motivo o lixiviado deve ser drenado e retirado dos aterros e deve ser transportado para tratamento em ETEs Fonte Eduard ValentinovTasha Ro Via Shutterstock Figura 65 Aterro sanitário vista aérea A camadas do aterro sanitário B 138 67 Os resíduos sólidos provenientes da construção civil De acordo com Neto 2005 as atividades provenientes da construção civil são as atividades que geram mais resíduos sólidos que podem representar até 70 do total dos resíduos Os resíduos da construção civil possuem a sigla RCC e são compostos de demolições e restos de materiais de construção gesso argamassa fiação madeira metais concreto O maior problema relacionado ao RCC é seu volume pois é um volume proporcionalmente maior do que outras atividades A resolução 3072002 do CONAMA Resíduos da Construção Civil Lei Federal Gestão dos Resíduos da Construção Civil BRASIL 2002 estabelece as diretrizes os critérios e procedimentos para a gestão dos RCC indicando as ações necessárias para que haja a diminuição dos impactos ambientais Essa resolução faz uma classificação dos resíduos provenientes da construção civil em A B C e D As classes são divididas de acordo com seu grau de reutilização e de periculosidade conforme artigo primeiro da resolução I Classe A são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados tais como a de construção demolição reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura inclusive solos provenientes de terraplanagem b de construção demolição reformas e reparos de edificações materiais cerâmicas tijolos azulejos blocos telhas placas de revestimento etc argamassa e concreto c de processo de fabricação eou demolição de peças prémoldadas em concreto blocos tubos meiosfios etc produzidos nos canteiros de obras II Classe B são os resíduos recicláveis para outras destinações tais como plásticos papel papelão metais vidros madeiras e outros III Classe C são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagemrecuperação tais como os produtos oriundos do gesso IV Classe D são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção tais como tintas solventes óleos e outros ou aqueles contaminados oriundos de demolições reformas e reparos de clínicas radiológicas instalações industriais e outros BRASIL 2002 139 Na cadeia produtiva de resíduos sólidos da construção civil existem os elementos que irão compor o sistema que os divide em agente gerador transportador gerenciamento de resíduo solido área de destinação de resíduo sólido aterro de RCC agregados que podem ser reciclados reutilização do resíduo reciclagem do resíduo e beneficiamento do resíduo BRASIL 2002 O gerador do resíduo sólido possuirá diversas responsabilidades assim como os outros elementos que irão compor o sistema e em nossa vida profissional como engenheiro a civil muitas vezes teremos o papel de gerador nesse sistema Vamos entender quais são as responsabilidades do gerador Como todo resíduo solido a regra dos 3Rs também vale para os resíduos da construção civil e deve ser prioritária a não geração do resíduo Ainda de acordo com a resolução do CONAMA Os geradores deverão ter como objetivo prioritário a não geração de resíduos e secundariamente a redução a reutilização a reciclagem e a destinação final BRASIL 2002 E em relação ao gerenciamento dos RCC a norma ainda indica um Plano Integrado de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil que deve ser seguido por todos os geradores principalmente os geradores do tipo grandes geradores a ser elaborado pelos órgãos públicos municipais contendo I as diretrizes técnicas e procedimentos para o Programa Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil e para os Projetos de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil a ser elaborado pelos grandes geradores possibilitando o exercício das responsabilidades de todos os geradores II O cadastramento de áreas públicas ou privadas aptas para recebimento triagem e armazenamento temporário de pequenos volumes em conformidade com o porte da área urbana municipal possibilitando a destinação posterior dos resíduos oriundos de pequenos geradores às áreas de beneficiamento III O estabelecimento de processos de licenciamento para as áreas de beneficiamento de disposição final dos resíduos 140 IV A proibição da disposição dos resíduos de construção tais como tintas solventes óleos e outros ou aqueles contaminados oriundos de demolições reformas e reparos de clínicas radiológicas instalações industriais e outros V o incentivo à reinserção dos resíduos reutilizáveis ou reciclados no ciclo produtivo VI a definição de critérios para o cadastramento de transportadores VII as ações de orientação de fiscalização e de controle dos agentes envolvidos VIII as ações educativas visando reduzir a geração de resíduos e possibilitar a sua segregação BRASIL 2002 Além disso os pequenos geradores devem seguir um programa de gerenciamento a ser elaborado pelo órgão municipal no qual indicará os procedimentos a serem seguidos Os engenheiros possuem um grande papel no contexto de gerador de resíduos sólidos dessa forma deveremos assumir nossa responsabilidade e tentar ao máximo reduzir reutilizar e reciclar os materiais e descartes da construção civil Dessa forma a regra dos 3Rs também vale para os engenheiros Adotando essas medidas podemos mudar o panorama da construção civil como o maior gerador de resíduos sólidos Conclusão E com esse bloco você finalizou seus estudos dentro do mundo do saneamento básico Nele você aprendeu como funciona o meio terrestre quais são as principais fontes de poluição desse meio os principais poluentes do solo as consequências da poluição terrestre e sobre o grande problema da atualidade os resíduos sólidos Dentro dos resíduos sólidos você aprendeu como se dá o seu tratamento sendo o aterro sanitário um grande destaque entre deles Finalizamos esse bloco falando sobre os resíduos sólidos da construção civil e toda a legislação a respeito desse assunto para que você consiga atenuar os efeitos da geração dos RCC em suas atividades como engenheiro Um dos grandes desafios dos engenheiros do futuro será o desenvolvimento de construções modernas mas sem a agressão ao meio ambiente que está ao seu redor 141 O objetivo de nossa disciplina foi mostrar a você estudante que devemos cada vez mais estarmos aptos a construir tendo sempre como base a sustentabilidade Esperamos que tenha gostado Até a próxima REFERÊNCIAS AZEVEDO A C DALMOLIN R S D Solos e Ambiente uma introdução Santa Maria Pallotti 2006 100 p BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução n 307 de 5 de Julho de 2002 Estabelece diretrizes critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil Diário Oficial da República BrasíliaDF 17 de Julho de 2002 BRASIL Lei nº 12305 de 2 de agosto de 2010 Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos altera a Lei no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília 03 ago de 2010 BOTKIN D KELLER E Environmental Science Earth as Living Planet 5th Ed United States Of America John Wiley Sons Inc 2005 CETESB 2022 Poluição Qualidade do solo sp Disponível em httpscetesbspgovbrsolopoluicao Acesso em 05 de jan de 2022 JUNIOR A P Saneamento saúde e ambiente fundamentos para um desenvolvimento sustentável Barueri SP Manole 2005 Coleção Ambiental 2 NETO J C M Gestão dos Resíduos de Construção e Demolição no Brasil São Carlos Rima 2005 p 162 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES BARBOSA RILDO PEREIRA Resíduos sólidos impactos manejo e gestão ambiental Rildo Pereira Barbosa Francini Imene Dias Ibrahin 1 ed São Paulo Erica 2014 BRAGA B et al Introducao a engenharia ambiental 2 ed São Paulo Prentice Hall 2005 142 BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução nº 348 de 5 de julho de 2002 Altera a Resolução CONAMA n 307 de 5 de julho de 2002 incluindo o amianto na classe de resíduos perigosos Diário Oficial da República BrasíliaDF 2004 CARDOSO A da C F GALATTO S L GUADAGNIN M R Estimativa de Geração de Resíduos da Construção Civil e Estudo de Viabilidade de Usina de Triagem e Reciclagem Revista Brasileira de Ciências Ambientais Número 31 Março de 2014 HAMASSAKI Luiz Tsuguio Processamento do lixo Reciclagem de Entulho In DALMEIDA Maria Luiza Otero VILHENA André Coord Lixo municipal manual de gerenciamento integrado 2 ed São Paulo Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPTCompromisso Empresarial para Reciclagem CEMPRE 2000 Cap 4 p 179189 MARCHESAN E SARTORI GMS REIMCHE GB AVILA LA ZANELA R MACHADO SLO MACEDO VRM COGO JP Qualidade de água dos rios Vacacaí e Vacacaí Mirim no Estado do Rio Grande do Sul Brasil Ciência Rural v39 n7 p20502056 2009 MUCELIN C A BELLINI M Lixo e impactos ambientais perceptíveis no ecossistema urbano Sociedade Natureza Uberlândia 20 1 111124 2008 RATTNER H Meio ambiente saúde e desenvolvimento sustentável Ciência Saúde Coletiva v14 n6 p19651971 2009
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SANEAMENTO Fernanda Cunha Maia 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO BÁSICO 3 2 O MEIO AQUÁTICO 25 3 OS MANANCIAIS 49 4 SISTEMAS URBANOS DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO 70 5 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO 93 6 O MEIO TERRESTRE 121 3 1 INTRODUÇÃO AO SANEAMENTO BÁSICO Apresentação Caro aluno iniciaremos a seguir os nossos estudos na disciplina saneamento Para começarmos precisamos entender que o saneamento não é só a destinação apropriada dos nossos dejetos O saneamento é o ato de tornar um ambiente saudável para aqueles que ali habitam e o meio em que vivemos Nesse cenário podemos fazer uma analogia se o médico é o responsável pela saúde de uma pessoa o engenheiro traz através do saneamento soluções que possam garantir a saúde e desenvolvimento de uma comunidade inteira De forma que ações que visam o Saneamento de um local têm como resultado cidades mais sustentáveis uso inteligente dos nossos mananciais correto reuso e destinação dos resíduos sólidos e assim por diante No primeiro bloco desta apostila iremos aprender os conceitos básicos de saneamento e a relação direta entre saneamento e saúde pública onde veremos também como funciona a transmissão de doenças infecciosas e como fazemos para evitálas Também aprenderemos os principais conceitos relacionados ao comportamento do meio atmosférico onde aprofundaremos os conceitos relacionados à poluição atmosférica bem como seus principais poluentes e como funcionam seus principais tratamentos Sendo assim já podemos perceber que é muito importante que o Engenheiro Civil aprenda e use os conceitos do Saneamento tanto no seu dia a dia quanto no âmbito profissional Dessa forma te desejo boa sorte e bons estudos 11 O ambiente é saneamento e saúde pública Prezadoa alunoa de acordo com o Trata Brasil SNIS 2021 quase 35 milhões de brasileiros não possuem água potável encanada em suas casas Além disso temos aproximadamente 100 milhões de pessoas sem acesso à coleta de esgoto De acordo 4 com esse estudo o nosso país ainda não faz tratamento em 49 dos esgotos gerados o que representa jogar na natureza todos os dias 53 mil piscinas olímpicas de esgotos sem tratamento SNIS 2019 Veja na figura 11 um exemplo da ausência de coleta de esgoto em uma comunidade Fonte Fabiocostafotografia123 Via Shutterstock Figura 11 Esgoto a céu aberto no Rio de Janeiro 2017 Através do nosso dia a dia temos desde criança a noção de que a ausência de saneamento pode trazer diversos malefícios para uma residência No entanto é muito mais grave que isso ela pode trazer prejuízos a uma comunidade inteira Como engenheiros nós temos o dever de garantir e manter um ambiente saudável para a população através de medidas como garantir o fornecimento de água potável a coleta e o tratamento correto dos esgotos sanitários destinação e tratamento correto dos resíduos sólidos entre outros Mas como podemos promover ações de saneamento para uma população antes de sabermos o que essa palavra significa A Organização Mundial de Saúde WHO 2004 define o saneamento como o controle de todos os fatores ambientais que podem exercer efeitos nocivos sobre o bemestar físico mental e social dos indivíduos Esse conceito abrange não só o ambiente no qual uma população está inserida mas todo o contexto social em que ela vive Então para que um ambiente seja considerado 5 saudável além dos aspectos ambientais devemos inserir nesse contexto os aspectos econômicos e sociais daquela comunidade Para nossa apostila iremos estudar o saneamento pelo ponto de vista de um engenheiro civil contudo mantendo o objetivo de proporcionar um ambiente saudável para aqueles que o habitam Assim iremos analisar todas as ações operacionais que um engenheiro civil pode realizar com o objetivo de trazer saneamento básico para uma comunidade Dentro da engenharia civil há basicamente quatro pilares essenciais do saneamento básico demonstrados na figura 12 Esses fundamentos básicos do saneamento são abastecimento de água potável coleta e tratamento de esgotos sanitários limpeza urbana e destinação correta dos resíduos sólidos e a drenagem urbana de águas pluviais Fonte elaborado pela autora 2021 Figura 12 Fundamentos do Saneamento Básico A lei 114452007 BRASIL 2007 é conhecida como a Lei Nacional do Saneamento Básico nela nós encontramos todas as instruções sobre o saneamento no Brasil Essa lei é importante pois a partir dela foi determinado que ações públicas que promovem o saneamento são um direito dos cidadãos brasileiros Dessa forma todos os serviços relacionados a ele devem ser disponibilizados à população Saneamento básico Distribuição de água potável Esgotamento sanitário Tratamento de resíduos sólidos Drenagem de águas pluviais 6 12 A importância do Saneamento para as comunidades Para promover ações de saneamento em uma comunidade é necessário primeiro entendermos qual é a relação entre saneamento e saúde de uma população por isso temos que entender o que é saúde pública A saúde pública pode ser definida como o conjunto de práticas que promovem a saúde da população englobando medidas de prevenção de doenças a partir de uma estrutura de hospitais até as medidas de saneamento básico E ao certificarmonos que em uma comunidade existem os quatro fundamentos do saneamento básico supracitados figura 12 com certeza iremos ver refletido nela uma alta qualidade de vida dos seus moradores bem como a saúde pública garantida Lembrese quanto maior é o investimento em saneamento básico menores serão as despesas com a saúde dessa comunidade Após quase 15 anos da Lei Nacional do Saneamento Básico o Sistema Nacional de Informações SNIS vem postando anualmente publicações atualizadas acerca da situação do saneamento brasileiro Os nomes dessas publicações são Diagnósticos dos Serviços e temos disponíveis as seguintes versões Água e Esgotos Resíduos Sólidos Urbanos e Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas Nesse documento é possível observar a evolução do saneamento no nosso país bem como a situação atual desses serviços figura 13 7 Fonte SNIS 2021 Figura 13 Atendimento médio urbano da rede de água dos municípios com prestadores de serviços participantes do SNIS por estado em 2021 Ao interpretarmos a figura 13 observamos que a distribuição de água por rede de abastecimento possui valor acima de 90 no Distrito Federal e em mais 19 estados brasileiros Amazonas Pernambuco Roraima Paraná Rio de Janeiro Mato Grosso do Sul Mato Grosso Rio Grande do Norte Rio Grande do Sul Goiás Tocantins São Paulo Espírito Santo Bahia Sergipe Piauí Minas Gerais Paraíba e Santa Catarina SNIS 2021 Porém quando falamos sobre a quantidade de água potável perdida durante toda rede de distribuição isto é no caminho da estação de tratamento de água até as nossas residências é observado uma perda de em média 392 dessa água no país De forma que é apresentada uma baixa eficiência que pode variar de 298 no estado do Alagoas a 736 no Amapá SNIS 2021 Atualmente o Japão possui índice de perda 8 por volta dos 10 e temos exemplos até mais baixos como na Austrália e Nova Zelândia SNIS 2021 Já em relação ao índice de atendimento urbano da rede coletora de esgotos de acordo com o SNIS 2019 BRASIL 2021 temos registros de 610 municípios com índice igual a 100 144 do total de municípios da amostra que possuem rede coletora de esgoto Essas 610 cidades são correspondentes a 106 da população urbana brasileira da amostra utilizada para a realização desses cálculos De forma que essa porcentagem representa a população urbana do Brasil que é domiciliada em cidades com acesso aos serviços de esgoto Contudo a média de atendimento urbano para rede coletora de esgotos no país demonstra resultados acima de 70 apenas no Distrito Federal e em quatro estados brasileiros BRASIL 2021 É importante lembrarmos que a presença de uma rede coletora de esgotos não significa necessariamente que o esgoto coletado está sendo tratado corretamente assim ainda temos muito a evoluir na área de saneamento no nosso país 9 Fonte SNIS 2021 Figura 14 Mapa do índice médio de atendimento urbano por rede coletora de esgotos dos municípios com prestadores de serviços participantes do SNIS em 2021 distribuído por faixas percentuais segundo estado 13 Transmissão de doenças A relação entre o aparecimento de certas doenças e o saneamento é um indicador importante para ser avaliado em uma comunidade Já que o modo de transmissão dessas doenças principalmente as doenças infecciosas está conectado de forma direta ao saneamento Por esse motivo vale a pena entendermos o conceito de doença infecciosa As doenças infecciosas são aquelas transmitidas entre as pessoas por meio de um agente etiológico Por sua vez o agente etiológico é o ser vivo que irá causar a doença em questão um vírus um protozoário um fungo entre outros As doenças infecciosas podem ser transmitidas também através do meio como uma água contaminada 10 Nesse contexto é importante observarmos a frequência que certas doenças aparecem em uma comunidade e como podemos relacionálas com o saneamento Por exemplo o índice de mortalidade infantil representa o número de óbitos de crianças abaixo de 1 ano de idade por cada 1000 crianças nascidas vivas e é frequentemente utilizado como parâmetro da qualidade da infraestrutura oferecida a uma população A mortalidade infantil é um parâmetro da qualidade do saneamento de uma comunidade pois relaciona a vulnerabilidade de uma população no caso das crianças com a presença de algumas doenças Onde quanto maior os níveis de infraestrutura e saneamento de uma comunidade menor é a mortalidade infantil naquele local Na Tábua completa de mortalidade para o Brasil 2020 divulgada anualmente pelo IBGE Tabela 11 podemos observar claramente uma redução da mortalidade infantil de 1940 até hoje no nosso país Tabela 11 Taxa de mortalidade infantil por mil taxa de mortalidade no grupo de 1 a 4 anos de idade por mil e taxa de mortalidade na infância por mil Brasil 19402019 Ano Taxa de mortalidade infantil por mil Taxa de mortalidade no grupo de 1 a 4 anos de idade por mil Taxa de mortalidade na infância por mil Das crianças que vieram a falecer antes dos 5 anos a chance de falecer Antes de 1 ano Entre 1 a 4 anos 1940 1466 767 2121 691 309 1950 1362 654 1927 707 293 1960 1177 476 1596 737 263 1970 976 317 1262 773 227 1980 691 160 840 823 177 1991 451 131 576 783 217 2000 290 67 355 817 183 2010 172 264 198 869 131 2019 119 204 140 856 144 Δ 1940 2019 919 973 934 Δ 1940 2019 1347 746 1981 Fonte Adaptado de IBGE 2020 A Fundação Nacional de Saúde FUNASA classifica diretamente a falta de saneamento com algumas doenças denominandoas de Doenças Relacionadas a um Saneamento 11 Ambiental Inadequado ou DRSAI As DRSAI em sua maioria são doenças de transmissão fecooral com transmissão por vetores doenças que possuem contato com águas poluídas transmitidas por falta de higiene ou verminoses Essa classificação é realizada através da análise comportamental do agente etiológico naquela comunidade Através do monitoramento das DRSAI é possível traçar estratégias de melhoramento do saneamento naquele local Veja na tabela 12 exemplos de DRSAI como ocorre sua transmissão e seus principais sintomas Tabela 12 Exemplos de doenças infecciosas que possuem relação com o saneamento inadequado DRSAI Doença Transmissão Sintomas Cólera Água contaminada Diarreia intensa vômito Dengue Mosquito infectado Dores abdominais vômito tonturas Diarreia infecciosa Fezes contaminada Febre diarreia falta de apetite Doença do carrapato Carrapato infectado Anemia dor no corpo falta de apetite Doença de Chagas Fezes de inseto infectado Febre dor no corpo aumento do fígado náuseas diarreia Esquistossomose Caramujo infectado Febre dermatite tosse diarreia enjoos vômito Febre tifoide Água contaminada Febre vômito diarreia dor de cabeça Giardíase Fezes contaminada Dor abdominal diarreia febre Hepatite A Fezes contaminada Urina escura amarelamento da pele Leptospirose Urina de ratos infectados Febre alta dores de cabeça dor no corpo vômito Fonte Elaborado pela autora 14 Controle de vetores Em saneamento nós chamamos o ser vivo portador do agente etiológico transmissor da doença de VETOR Como exemplo de animais vetores podemos citar moscas baratas ratos figura 15 carrapatos pulgas besouros caracóis vermes mosquitos 12 entre outros A Dengue doença tão comum em algumas partes do Brasil possui o vírus como agente etiológico e o mosquito Aedes aegypti como vetor Fonte Kocabas Via Shutterstock Figura 15 Rato que é um vetor em uma tubulação de esgoto A necessidade de se controlar a população dos vetores cresceu à medida que a maior parte da população começou a viver nos centros urbanos Onde ao se controlar os vetores controlamos consequentemente o aparecimento das suas respectivas doenças Certas medidas de saneamento como a construção de uma boa infraestrutura da cidade e a construção de residências seguras do ponto de vista sanitário promoverá o controle dos vetores de maneira mais fácil Sabemos que o próprio ecossistema de um local beneficiará o aparecimento dos vetores mas como engenheiros devemos aprender algumas medidas de controle que podemos adotar ao notar o seu aparecimento Observe a figura 16 13 Fonte Elaborado pela Autora Figura 16 Formas de realizar o controle dos vetores Ao observarmos a figura 16 encontramos 3 formas básicas de controle dos vetores o controle mecânico o controle biológico e o controle químico O controle mecânico é um tipo de controle em que fazemos a retirada mecânica desses vetores do local de infestação Já o controle químico é realizado através do uso de produtos químicos como os inseticidas e larvicidas Por fim o controle biológico é realizado com o auxílio de outros animais para o controle Podemos citar diversas medidas de ações do saneamento que promovem a diminuição dos vetores coleta de lixo manejo e armazenamento correto dos resíduos sólidos melhoria das residências da população coleta e tratamento correto dos esgotos produzidos desinfecção da água entre outros Imagine a seguinte situação Como sabemos as larvas do mosquito da dengue precisam de água parada para nascer e se desenvolver mas se uma cidade contar com uma boa infraestrutura com distribuição de água e armazenamento correto em reservatórios clorados e fechados não existirá a chance de desenvolvimento das larvas do mosquito da dengue e assim consequentemente não teremos os mosquitos adultos Controle de vetores Controle Biológico Uso de outros animais para controle da população de vetores Controle Mecânico ou Ambiental Remoção do meio área onde os vetores se reproduzem Controle químico Uso de inseticidas eou larvicidas para controle da população 14 15 O meio atmosférico conceito Caro estudante para prosseguirmos nos nossos estudos sobre o saneamento é necessário aprendermos antes um pouco sobre como funcionam os ecossistemas e o que é poluição Damos o nome de ecossistema ao conjunto formado entre fauna flora e o meio onde habitam os seres vivos Os ecossistemas podem ser encontrados no meio terrestre aquático e atmosférico e em todos os três meios podemos também encontrar situações de poluição O Brasil possui diversos ecossistemas como a Amazônia Caatinga Cerrado Pantanal Mangue entre outros Outro importante conceito que devemos recordar é o de animais produtores e consumidores Nos ecossistemas chamamos de produtores todos os seres vivos que possuem a capacidade de produzir o seu próprio alimento como as plantas que produzem seu alimento por meio da fotossíntese Já os consumidores são aqueles que não conseguem produzir seu próprio alimento como os herbívoros onívoros e carnívoros os decompositores são aqueles organismos capazes de se alimentar decompondo os seres que estão mortos um exemplo deles são os fungos e as bactérias A cadeia alimentar é um ciclo que os seres produtores consumidores e decompositores fazem parte funcionando como uma sequência de transferência de energia através do consumo dos nutrientes Uma cadeia alimentar em equilíbrio assegura a sobrevivência de todo um ecossistema Já a poluição pode ser definida como sendo a adição de certo elemento que pode ser uma forma energética um composto químico ou ser vivo a um meio ou parte de um ecossistema tendo como resultado a inviabilidade da utilização desse meio pelos indivíduos que ali habitam Por exemplo a adição descontrolada de uma espécie consumidora a um ecossistema vai desequilibrar suas populações dos seres produtores e decompositores configurando uma situação de poluição O mesmo ocorre por exemplo se adicionarmos um composto químico como os agrotóxicos e até uma água com altas temperaturas a um córrego essas ações trarão uma situação de poluição a esse córrego 15 É possível ter a ocorrência de poluição no meio aquático no meio terrestre e no meio atmosférico Nesta apostila iremos estudar os três meios separados começando pelo meio atmosférico Nos blocos seguintes faremos o aprofundamento dos outros meios aquático e terrestre separadamente Se você reside em uma cidade urbanizada com certeza você já sentiu em algum dia que a qualidade do ar não estava boa É visível a consequência que uma má qualidade do ar traz para a nossa saúde não é mesmo Contudo a poluição da atmosfera é um tema que até pouco tempo atrás era escassamente pesquisado pelos cientistas pois acreditavase que o ar estaria apropriado para respiração dos seres vivos ad aeternum RUSSO 2010 A atmosfera é dividida por faixas de extensão figura 17 do espaço para a superfície são elas exosfera termosfera mesosfera estratosfera e troposfera que é onde nós vivemos Essas faixas possuem a função de proteger a superfície terrestre da incidência dos raios solares Sem a atmosfera não seria possível suportar o calor vindo do sol Observe na figura 17 as camadas da atmosfera com as suas respectivas extensões Fontehttpsbitly35cR8Ct Figura 17 Camadas da superfície terrestre 16 Em nosso país os estudos sobre a poluição atmosférica se concentram na cidade de São Paulo e verificam a relação entre o aparecimento de doenças e a poluição atmosférica Alguns estudos da área apontam que o aumento de 46 nas internações por asmas nas crianças 43 em idosos com doença pulmonar obstrutiva crônica e 15 por doença isquêmica do coração em idosos são causadas por materiais particulados inaláveis GOUVEIA et al 2006 Esse é apenas um dos estudos que estão sendo desenvolvidos a respeito desse tema Além das pesquisas é possível notar também a sociedade cobrando cada vez mais a implantação de medidas capazes de diminuir a emissão de partículas poluidoras A seguir vamos entender de onde surgem a poluição atmosférica e quais são as principais medidas que os engenheiros podem adotar para evitálas 16 Causas da poluição atmosférica fontes naturais e antrópicas A poluição atmosférica pode ser conceituada como sendo a existência de um material ou energia que altera o equilíbrio do meio atmosférico Ela traz prejuízos tanto para saúde pública quanto para os bens públicos e ecossistemas em geral É comum termos a impressão de que todas as causas da poluição atmosférica são provenientes da ação humana Contudo algumas situações são provenientes de eventos naturais Dessa forma podemos dividir as fontes da poluição atmosférica em dois tipos as fontes naturais provenientes de eventos naturais sem a interferência humana ou antrópicas proveniente de ações humanas Veja na figura 18 uma queimada na floresta em que a fonte pode ser tanto natural como antrópica e em seguida temos o quadro 11 com as principais fontes da poluição atmosférica naturais e antrópicas 17 Fonte toa55 Via Shutterstock Figura 18 Queimada em uma floresta Quadro 11 Resumo das principais fontes de poluição atmosférica naturais e antrópicas Fonte elaborado pela autora De maneira geral as fontes de poluição atmosférica naturais são menos perigosas do que as fontes antrópicas Contudo alguns fatores climáticos são decisivos no momento de classificarmos uma fonte de poluição atmosférica como grave ou leve Situações como baixa umidade e pouco vento por exemplo irão favorecer a permanência de poluentes no ar e consequentemente a poluição atmosférica Queima de combustíveis em geral Poluentes provenientes de processos industriais Gases contidos em inseticidas Fontes Antrópicas Erupções Vulcânicas Incêndios florestais Odores provenientes da decomposição de matéria orgânica Suspensão de material particulado pela ação do vento Fontes Naturais 18 Um fenômeno que se encaixa nesse contexto é a Inversão Térmica que é formada quando uma camada de ar frio estaciona acima de uma camada de ar quente aprisionandoa nesse local mais baixo O problema é instaurado porque a camada de ar quente que fica presa próximo da superfície contém diversos poluentes atmosféricos como fumaças de automóveis e eles não conseguem se dissipar figura 19 Outro fenômeno que é uma consequência da poluição atmosférica é a chuva ácida A chuva ácida ocorre quando os primeiros milímetros de chuva lavam a atmosfera encontrando em seu caminho os poluentes que estavam ali alterando o pH daquela água de levemente ácido para ácido A chuva ácida traz grandes prejuízos ao patrimônio público como a corrosão de esculturas por ação continuada Fonte Nelson Antoine Via Shutterstock Figura 19 Camada de poluição atmosférica observada na cidade de São Paulo SP 17 Poluição atmosférica principais poluentes Para configurar uma situação de poluição atmosférica é necessário analisar alguns fatores como a concentração e o tipo de poluente que está ali Mas o que são os poluentes atmosféricos Os poluentes atmosféricos são todas as partículas ou substâncias químicas que trazem danos ao ecossistema no qual se encontram 19 Dentro dos poluentes atmosféricos temos dois tipos de classificação Uma é em relação a sua composição química e a outra é em relação ao seu tamanho e estado físico Essas classificações são recomendadas pela Organização Mundial de Saúde WHO 1999 pois através delas podemos traçar a melhor estratégia para realizar o tratamento correto da poluição Além da classificação relacionada à sua composição química quando falamos de sua formação química os poluentes podem ser classificados como primários e secundários Os primários são os poluentes atmosféricos que já possuem estabilidade química desde o momento que são lançados na atmosfera ou seja os poluentes primários não sofrem alteração da sua estrutura química no seu lançamento como exemplo de poluentes primários podemos citar o dióxido de carbono CO2 Já os poluentes secundários são aqueles formados após o contato do poluente com a atmosfera através de uma reação química O poluente secundário pode ser um próprio poluente secundário que se modificou ou um poluente primário que seguirá a mesma premissa formando um novo poluente Um exemplo de poluente secundário é o dióxido de nitrogênio NO2 formado através da junção entre monóxido de nitrogênio NO e do oxigênio O2 oriundo da própria atmosfera A outra classificação dos poluentes atmosféricos feita pela OMS é em relação ao estado físico e o estado do poluente Que pode ser em gases e vapores ou material particulado As principais características de cada um deles são observadas na figura 110 Além disso podemos concluir que geralmente os materiais particulados que possuem dimensão menor que 10 μ m que equivale a 105m são os mais perigosos aos seres humanos e podem provocar diversas doenças Lembrando que são os materiais particulados 0 a 100 μm que normalmente trazem prejuízos a aparelhos e máquinas nas indústrias Outra consequência que os poluentes atmosféricos trazem aos ecossistemas e porque não dizer ao nosso planeta é a destruição da camada de ozônio atmosférica Popularmente conhecida como o buraco na camada de ozônio ela se encontra na estratosfera e possui uma espessura de 12 a 32 km Sua principal função é atenuar a 20 ação dos raios solares ultravioletas na superfície terrestre A emissão de gases como clorofluorcarbonos CFC em conjunto com o gás carbônico reage quimicamente e formam outros compostos destruindo o ozônio e diminuindo a espessura da camada Fonte elaborado pela autora Imagens Live VectorArtem Stepanov Via Shutterstock Figura 110 Quadro com resumo com as principais características dos gases vapores e materiais particulados 18 Poluição atmosférica principais tratamentos Caro alunoa já aprendemos neste bloco como ocorre a dinâmica do meio atmosférico as causas da poluição atmosférica quais são os principais poluentes capazes de trazer poluição e as principais consequências dessa poluição Para finalizar esse assunto você irá aprender quais são os principais tipos de tratamento para controlar esse tipo de poluição Para isso temos duas soluções principais a primeira parte do ponto de vista macro para áreas maiores e a segunda conta com medidas do ponto de vista micro para áreas menores uma indústria por exemplo 21 O ponto de vista micro é aquele que traz soluções para pequenas áreas em locais pequenos Esse tipo de tratamento da poluição atmosférica é utilizado comumente em indústrias recomendado para pequenas concentrações de poluentes A Resolução do CONAMA número 3822006 BRASIL 2006 é a responsável pelas diretrizes que as indústrias devem seguir em relação aos limites máximos de emissão de poluentes Dessa forma as indústrias são responsáveis por adotar medidas de tratamento que consigam ficar em conformidade com os padrões de lançamento dos poluentes atmosféricos E para isso devem implementar alguns equipamentos que realizam esse tratamento de acordo com o tipo de poluente que se produz Na tabela 13 podemos ver alguns tipos de equipamentos que realizam esse tratamento micro Tabela 13 Exemplo de equipamentos disponíveis para o tratamento dos poluentes atmosféricos Controle de Material Particulado Sistema Seco Sistema úmido Controle de Gases e Vapores coletor gravitacional lavador com préatomização tipo torre de spray torres de absorção torre de enchimento torre de prato coletor inercial lavador com atomização pelo gás tipo venturi leito de adsorção coletor centrífugo ciclones torre de enchimento incinerador de gases catalíticos e de chama filtros de tecidos mangas lavador de disco ou ciclônico condensadores precipitador eletrostático filtro eletrostático úmido Fonte Adaptado de Junior 2005 p 471 Como iremos escolher a melhor opção para o tratamento Todos os equipamentos da tabela 13 estão disponíveis no mercado e serão escolhidos de acordo com o poluente que aquela indústria produzirá Por exemplo em indústrias siderúrgicas que produzem materiais metálicos são indicados coletores gravitacionais para a realização do 22 tratamento O coletor gravitacional é um equipamento que possui câmaras para recolher os materiais particulados acima de 50 μm é um equipamento relativamente barato mas por outro lado demanda uma grande área para ser instalado Assim vimos como se realiza alguns tratamentos para poluentes atmosféricos em uma abordagem micro para uma indústria por exemplo A seguir você irá aprender um pouco sobre a abordagem macro ou seja soluções de tratamento para uma área grande como uma cidade Os procedimentos adotados no macro partem normalmente da implantação de medidas de política pública São algumas delas O estabelecimento de políticas que priorizem ações integradas na reversão dessa problemática O desenvolvimento de programas de educação ambiental formal e não formal A minimização da produção de resíduos por meio da mudança nos padrões de consumo e de produção A definição e aplicação de procedimentos adequados do ponto de vista da proteção ambiental e responsabilidade social de tratar resíduos gerados Repensar a forma de ocupação e uso do solo respeitando os limites de capacidade de suporte e do tempo de autodepuração dos espaços JUNIOR 2005 p 441 Conclusão Caro alunoa no decorrer desse bloco você aprendeu o que é saneamento qual a sua importância para a saúde da população a relação entre saneamento e saúde quais são os principais pontos a respeito da dinâmica da atmosfera como esse meio funciona e como ocorrem as situações de poluição atmosférica Você percebeu que os elementos e as condições meteorológicas de um local assim como a sua concentração populacional possuem grande influência no aparecimento de uma possível situação de poluição atmosférica Aqui deixo um desafio para você 23 comumente quais são os fenômenos de poluição atmosféricas das metrópoles E por que elas aparecem Estamos apenas começando a nossa jornada dentro do mundo do saneamento A seguir você aprenderá sobre um novo meio o meio aquático Vamos lá REFERÊNCIAS BRASIL Lei nº 11445 de 05 de janeiro de 2007 Estabelece diretrizes nacionais para o saneamento básico altera as Leis nos 6766 de 19 de dezembro de 1979 8036 de 11 de maio de 1990 8666 de 21 de junho de 1993 8987 de 13 de fevereiro de 1995 revoga a Lei no 6528 de 11 de maio de 1978 e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília 5 jan 2007 BRASIL Ministério do Meio AmbienteCONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução n 382 Estabelece os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas Distrito Federal 2006 BRASIL Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento Diagnóstico dos serviços de Água e Esgoto 2019 Brasília SNIS 2021 GOUVEIA N et al Hospitalizações por causas respiratórias e cardiovasculares associadas à contaminação atmosférica no Município de São Paulo Cadernos de Saúde Pública v22 n12 Rio de Janeiro 2006 p266977 INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA IBGE Tabua completa de mortalidade para o Brasil 2019 Breve análise da evolução da mortalidade no Brasil IBGE Rio de Janeiro 2020 JUNIOR A P Saneamento saúde e ambiente fundamentos para um desenvolvimento sustentável Coleção Ambiental 2 Barueri SP Manole 2005 p457463 RUSSO PR A qualidade do ar no município do Rio de Janeiro análise espaçotemporal de partículas em suspensão na atmosfera Revista de Ciências Humanas janjun 2010 v10 n1 p7893 24 WORLD HEALTH ORGANIZATION Air quality guidelines online Genebra 1999 WORLD HEALTH ORGANIZATION Water Sanitation and Hygiene Links to Health Who november 2004 Disponível em httpsbitly3G9GwlC Acesso em 06 jan 2021 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES CETESB Poluentes Disponível em httpscetesbspgovbrarpoluentes Acesso em 30 jun 2019 NASCIMENTO L F C FRANCISCO J B Material particulado e internação hospitalar por hipertensão arterial em uma cidade brasileira de porte médio Cadernos de Saúde Pública Rio de Janeiro v29 n8 p156571 2013 ROMÃO R et al Relação entre baixo peso ao nascer e exposição ao material particulado inalável Cadernos de Saúde Pública Rio de Janeiro v29 n6 p11018 2013 YAMASOE M A Estudo de propriedades ópticas de partículas de aerossóis a partir de uma rede de radiômetros solares PhD Thesis Instituto de Física da USP São Paulo São Paulo 1999 255p 25 2 O MEIO AQUÁTICO Apresentação Caro aluno pelo nosso conhecimento de mundo sabemos que o saneamento ou a falta dele traz implicações muito sérias à uma comunidade De forma que ao jogar esgoto in natura sem tratamento em um córrego ocorrerá uma situação de poluição e existirão riscos de uma doença infecciosa ser transmitida a uma população ribeirinha Essas situações de poluição também acontecem nos oceanos É comum observarmos em noticiários que alguma praia está apta ao banho ou não está apta ao banho e essa aptidão se dá pela qualidade da água A partir deste bloco você começará a entender os motivos de ocorrência dessa situação de poluição Iremos entender quais são suas implicações como podemos identificálas prevenilas e como podemos reverter as situações por ela causada Você já aprendeu como ocorre a poluição atmosférica e nesse bloco iremos focar no meio aquático e sua poluição Primeiramente você precisa entender o que é a dinâmica energética deste meio começaremos por aí 21 O meio aquático conceito O meio aquático é aquele local que tem a água como principal componente O oceano o mar rios e lagos podem ser classificados como meio aquático A água possui grande importância para os seres vivos do nosso planeta pois sem ela não seria possível a vida da forma que conhecemos atualmente Por esse motivo ter água potável disponível é um direito de todos e da mesma forma também é papel de todos ter cuidados para conseguirmos manter as águas livres de poluição Como você aprendeu no bloco anterior o ecossistema aquático também é formado por diversos seres vivos em uma cadeia alimentar Nele se encontram da mesma forma seres classificados como consumidores produtores e decompositores formando a cadeia alimentar aquática conforme a figura 21 a seguir 26 Fonte VeronikaDecart Via Shutterstock Figura 21 Exemplo de cadeia alimentar aquática A cadeia alimentar aquática possui diversos seres como peixes mamíferos fungos algas bactérias anfíbios entre outros Em um corpo hídrico saudável todos esses seres vivos vivem em harmonia de forma que podemos dizer que esse espaço está livre de uma poluição Lembrese que de forma análoga ao meio atmosférico quando a concentração de uma dessas populações for alterada desequilibrando essa harmonia por algum motivo há uma situação de poluição Ainda sobre uma cadeia alimentar veja alguns conceitos importantes a Em ecologia chamamos de Teia Alimentar a interligação de diversas Cadeias Alimentares As teias possuem um fluxo de energia e diversos nutrientes em diversos caminhos pois as próprias cadeias alimentares não são isoladas uma das outras nos ecossistemas b Todos os seres que vivem no nosso planeta necessitam de um tipo de energia para sobreviver e há diversos tipos de energia disponível no planeta Terra Por exemplo a energia da luz solar ou do alimento que alguns organismos consomem 27 c Os seres vivos que sobrevivem a partir da energia solar são denominados de Seres Autotróficos Esses organismos conseguem transformar a luz solar em alimento através da fotossíntese Entre os seres autotróficos estão as plantas e algas por exemplo d Já os denominados Seres Heterotróficos são aqueles que se alimentam dos seres autotróficos ou de outros seres heterotróficos De forma que os seres heterotróficos que se alimentam de plantas e algas seres autotróficos são chamados de Herbívoros Os seres heterotróficos que se alimentam de outros seres heterotróficos são chamados de Carnívoros se possuem alimentação exclusiva de outros seres heterotróficos ou de Onívoros se possuem alimentação composta de seres autotróficos ou de seres heterotróficos e Além da classificação em autotróficos e heterotróficos em ecologia podemos denominar os seres autotróficos de seres Produtores e os seres heterotróficos de Consumidores E por fim temos a presença de seres chamados de Decompositores que estão presentes em todos os ecossistemas f As cadeias alimentares podem ser divididas em níveis os chamados Níveis Tróficos Faz parte do primeiro nível trófico os organismos produtores ou autotróficos o segundo nível trófico é composto pelos organismos herbívoros o terceiro por animais que se alimentam de organismos herbívoro o quarto nível trófico é composto de animais carnívoros e assim sucessivamente g Em uma cadeia alimentar é comum observarmos diversos níveis tróficos Nos ecossistemas nenhum ser vivo sobrevive sem seu respectivo alimento energia Para entendermos como a poluição ocorre precisamos entender como funciona essa dinâmica Vejamos no próximo item como isso ocorre 28 22 A dinâmica energética do meio aquático A dinâmica energética do meio aquático é o nome que se dá para as relações entre a energia disponível nesse ecossistema e o alimento matéria que os seres vivos necessitam Ou seja em um ecossistema há um fluxo energético onde a energia solar captada pelos seres produtores em conjunto com alguns outros elementos é transformada em matéria orgânica alimento Lembrese que chamamos de matéria orgânica toda matéria que possui como base o elemento químico carbono e tem sua origem nos seres produtores ou consumidores vegetais e animais Já o denominado material mineral também chamado de material inorgânico é o material composto de minerais Os materiais minerais possuem como base outros elementos químicos como por exemplo nitrogênio ferro potássio entre outros Os organismos decompositores são os responsáveis por disponibilizar os materiais inorgânicos dentro das cadeias alimentares e esses materiais inorgânicos serão utilizados pelos seres produtores para a formação da própria matéria orgânica Esse ciclo forma a dinâmica energética do meio aquático observe a figura 22 Fonte elaborado pela autora 2021 Figura 22 Como funciona a dinâmica energética do meio aquático Seres produtores Através de luz solar gás carbônico disponível na atmosfera e material mineral produzem matéria orgânica Seres consumidores Sobrevivem através do oxigênio disponivel na atmosfera e de matéria orgânica Seres decompositores Decompõe matéria orgânica proveniente dos seres produtores ou dos seres consumidores transformando a matéria orgânica em material mineral 29 Para interpretar a figura 22 devemos lembrar que todo o sistema funciona de forma cíclica onde se alteramos um dos itens todo o restante também será impactado É dessa forma que pode haver uma situação de poluição nas cadeias alimentares aquáticas Por exemplo se no meio aquático por algum motivo os organismos produtores não tiverem contato com a luz solar eles não sobreviverão por muito tempo e assim não conseguirão servir de alimento para os organismos consumidores herbívoros Consequentemente sem a presença dos organismos produtores toda a alimentação dessa cadeia estará prejudicada e por ventura dizimada Esse é um exemplo clássico e recorrente de um acontecimento que tem como consequência a poluição no meio aquático Onde a relação entre energia e matéria implicará diretamente em uma situação de poluição nesse meio Você pode estar se perguntando toda alteração em um ecossistema resultará na poluição desse meio Não Nos próximos itens você vai entender que a definição de poluição dependerá de diversos itens como a concentração de uma substância ou frequência lançada no meio ambiente Iremos chamar poluente a partir de agora toda substância que poderá causar poluição a um meio seja ele atmosférico aquático ou terrestre O poluente presente em um meio pode permanecer nele por vários anos Esse processo ocorre através de fenômenos como a Bioacumulação e Biomagnificação Vamos entender mais sobre esses conceitos a O que é Bioacumulação É o processo biológico no qual certa substância fica armazenada no corpo de um ser vivo b O que é Biomagnificação É o processo biológico no qual uma substância vai sendo absorvida pelo corpo dos seres vivos ao longo de uma cadeia alimentar c Qual a diferença entre os dois Na Bioacumulação o armazenamento de uma substância é analisado somente em um nível trófico Já a Biomagnificação leva em consideração o armazenamento de uma substância em diversos níveis 30 tróficos É através da Bioacumulação que podemos observar o acúmulo de uma substância em diversos níveis tróficos o que poderá indicar uma Biomagnificação E quando for encontrada a alta concentração de uma substância no corpo de um ser vivo a biomagnificação será configurada uma situação de poluição d O que são substâncias Biodegradáveis Quando dizemos que uma substância é biodegradável significa que ela pode ser metabolizada catalisado por um ser vivo sendo degradada em forma de carbono As substâncias biodegradáveis não ficam armazenadas nos seres vivos por isso não causam o fenômeno da bioacumulação Sendo assim elas não prejudicam as cadeias alimentares e não promovem situações de poluição 23 Parâmetros da qualidade da água Em ecossistemas aquáticos podemos citar alguns fatores que podem alterar diretamente a dinâmica energética deste meio e consequentemente as suas cadeias alimentares Esses fatores são chamados de parâmetros de qualidade da água e são as diversas características físicas químicas e biológicas que podem ser observadas no meio aquático Através dos parâmetros de qualidade da água conseguimos descobrir a situação real de um corpo hídrico De forma que os parâmetros de qualidade da água promovem um verdadeiro raio x daquele local Onde se houver uma alteração muito grande de apenas um desses parâmetros de qualidade da água poderá ser configurada uma situação de poluição O pH a temperatura a concentração de Oxigênio Dissolvido a Demanda Química de Oxigênio a concentração de Amônia e a concentração de Ferro são apenas alguns dos parâmetros de qualidade da água que podem ser analisados em um corpo hídrico Mas antes de analisarmos alguns dos parâmetros separadamente você sabe qual o conceito de água potável Quando falamos do conceito de potabilidade de uma água estamos dizendo que aquela água possui atendimento a todos os parâmetros de qualidade Ou seja se analisarmos suas características parâmetros iremos descobrir 31 que elas estão dentro dos limites definidos por lei No entanto quando temos uma água apta para consumo humano nós estamos dizendo que essa água pode ser consumida pela população em usos nobres como cozinhar alimentos e utilizálas para banho Há ainda a classificação de uma água antes água bruta e após o tratamento de água água tratada Os tratamentos que são realizados na água e esgoto servirão justamente para atender as concentrações dos parâmetros de qualidade da água definidos por lei Veremos com detalhes todos os tipos de tratamentos nos próximos blocos Voltando aos parâmetros de qualidade da água veja a seguir como eles são medidos e controlados dentro dos corpos hídricos a Temperatura A temperatura da água é um parâmetro muitas vezes esquecido no momento de avaliarmos a qualidade de um corpo hídrico Mas é muito importante pois a temperatura irá influenciar na solubilidade de um gás Por exemplo com o aumento da temperatura há uma diminuição da concentração do oxigênio dissolvido no meio aquático b pH O pH é um dos parâmetros que temos muito contato desde o ensino médio Ele demonstra quimicamente o quanto alcalino ou ácido está um meio através do potencial hidrogeniônico de um meio aquoso Em uma escala de 0 a 14 quanto mais próximo de 0 mais ácido é aquele meio E quando mais próximo de 14 mais alcalino é aquele meio O pH 7 é definido como pH neutro e o ideal para águas doces é que o pH fique entre 60 e 90 c Turbidez a turbidez é uma medida indireta da quantidade de partículas em suspensão que estão presentes em um meio aquoso Ela é uma medida indireta pois na verdade nós medimos a quantidade de luz que consegue atravessar aquele meio e não a quantidade de partículas em si De forma que sempre que uma água possuir a turbidez elevada ela terá um aspecto turvo A unidade de turbidez UNT é especifica do parâmetro chamado de unidades nefelométricas Na prática nós conseguimos medir a turbidez através de turbidímetros portáteis 32 onde podemos analisar esse parâmetro quase instantaneamente E na prática quanto maior é a velocidade de escoamento de um corpo hídrico maior será sua turbidez d Oxigênio Dissolvido OD se fossemos definir o principal parâmetro de qualidade da água com certeza estaríamos falando do oxigênio dissolvido Todos os ecossistemas aquáticos dependem desse parâmetro pois a respiração dos animais aquáticos depende da concentração de oxigênio dissolvido contido ali A origem do oxigênio dissolvido em corpos hídricos depende de dois fatores a própria fotossíntese das algas e plantas aquáticas e o contato que a superfície aquática terá com o oxigênio gasoso presente na atmosfera Para a manutenção da vida aquática é necessário que a concentração mínima do oxigênio dissolvido fique entre 2 e 5 mg O2L1 e Coliformes provavelmente você já deve ter ouvido falar nas bactérias chamadas popularmente de coliformes Os coliformes são grupos de microrganismos utilizados para detectar a presença de bactérias em um corpo hídrico Como você já sabe os ecossistemas aquáticos possuem diversos tipos de microrganismos e o grupo coliformes se torna um parâmetro para que consigamos observar a presença de bactérias numa amostra de água É necessário sabermos que nem sempre os coliformes presentes em uma amostra irão causar doenças Dentro dos coliformes temos o tipo coliformes totais que engloba um número maior de bactérias e nem sempre irão causar doenças Mas temos também as denominadas coliformes termotolerantes que podem indicar a presença de bactérias que causam doenças Os coliformes termotolerantes são aqueles encontrados no intestino de animais de sangue quente Esse grupo de bactérias não sobrevive fora do trato dos animais então sua presença em uma amostra pode indicar a presença de fezes nela Os coliformes são medidos de forma quantitativa em uma amostra aquosa onde deverá ser preservado de forma especifica para a realização da sua análise Em termos gerais a água apta para o consumo humano deverá estar livre da presença dos coliformes 33 f Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO e Demanda Química de Oxigênio DQO são medidas que indicam indiretamente a presença de matéria orgânica na água Por definição a DBO mede a quantidade de oxigênio dissolvido que seria necessária para um microrganismo decompor a quantidade de matéria orgânica presente naquela amostra Já a DQO mede a quantidade de oxigênio dissolvido que seria necessária para a degradação total da matéria orgânica em um processo de oxidação química As análises de DBO e DQO são importantíssimas principalmente para o Esgoto pois indicam a presença de uma situação de poluição naquela água Em que quanto maior a DBO e DQO menor será o oxigênio dissolvido disponível para os animais aquáticos daquele local indicando claramente um nível de poluição Além dos parâmetros de qualidade citados acima temos diversos outros tipos de parâmetros que funcionam como verdadeiros indicativos de qualidade da água Podemos citar como parâmetros também cor real e aparente gosto e odor fluoreto ferro fósforo cianotoxinas dureza manganês amônia nitrito nitrato entre outros Vimos nesse bloco que os parâmetros da água influenciarão em sua qualidade no ecossistema aquático e são indicadores de uma possível poluição naquele local Alguns desses parâmetros podem ser medidos in loco através de equipamentos portáteis contudo diversos outros parâmetros só podem ser medidos em um laboratório de análises físicas e químicas 24 Parâmetros da qualidade da água panorama nacional e internacional Através do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA regido pelo Ministério do Meio Ambiente os corpos hídricos são divididos em algumas classificações Essas classificações são importantes pois elas delimitam os valores máximos permitidos da concentração de cada parâmetro de qualidade da água Através da classificação é possível delimitar o uso de cada corpo hídrico onde águas com qualidade mais nobres devem ser destinadas a usos nobres e viceversa 34 A resolução CONAMA número 357 BRASIL 2005 divide as águas em salinas doces e salobras Onde dentro dos três tipos de água ainda temos as divisões em classes de enquadramento As classes possuem usos permitidos como 1 Águas Doces Classe especial abastecimento humano recreação contato primário Classe 1 abastecimento humano após tratamento proteção de ecossistema aquático Classe 2 abastecimento humano após tratamento convencional proteção de ecossistema aquicultura e pesca Classe 3 abastecimento humano após tratamento avançado irrigação de arbóreas recreação de contato secundário Classe 4 navegação e harmonia paisagística 2 Águas Salinas Classe especial preservação de ecossistemas conservação e proteção integral Classe 1 recreação de contato primário proteção de ecossistema aquicultura e pesca Classe 2 pesca amadora recreação de contato secundário Classe 3 navegação e harmonia paisagística 3 Águas Salobras Classe especial preservação de ecossistemas conservação e proteção integral Classe 1 abastecimento humano após tratamento avançado recreação de contato primário proteção de ecossistema aquático aquicultura e pesca 35 Classe 2 pesca amadora recreação de contato secundário Classe 3 navegação e harmonia paisagística Fonte Adaptado de BRASIL 2005 Ao analisarmos as definições acima concluímos que as diferentes classes dos tipos de água são uma consequência direta de sua qualidade De forma que os usos mais exigentes possuem uma qualidade maior A divisão das águas em classes se dará a partir de uma série de análises de diversos parâmetros de qualidade que você já aprendeu conforme a resolução CONAMA número 357 BRASIL 2005 Além disso podemos citar como usos mais exigentes ou também chamados de usos nobres água para abastecimento humano e prevenção de ecossistema aquático Dento de uma construção podemos citar que os usos nobres são aqueles chamados de demandas potáveis que são pias lavatórios cozinhas máquinas de lavar cafeteiras e bebedouros Já os usos menos exigentes ou menos nobres que possuem baixa qualidade são por exemplo navegação e paisagismo Em uma construção denominamos os usos que não necessitam de água para abastecimento ou menos nobres de demandas não potáveis que são bacias sanitárias e mictórios lavagem de pisos irrigação e espelhos dágua Observação as torres de resfriamento não são consideradas uma demanda potável contudo elas necessitam de uma qualidade de água específica para funcionar sendo necessário seguir as recomendações de cada fabricante As determinações dos padrões para enquadramento das águas são realizadas em nosso país desde 1977 A partir de uma legislação elaborada com essa finalidade foram determinados os valores máximos permitidos de cada parâmetro de qualidade da água Atualmente no Brasil temos diversas leis e portarias a respeito a mais importante delas seria a Portaria de Consolidação número 5 BRASIL 2017 que estabelece os padrões de potabilidade das águas sendo regida pelo Ministério da Saúde Essa portaria estabelece os procedimentos de controle de vigilância da 36 qualidade de consumo humano e seu padrão de potabilidade BRASIL 2017 Ou seja é dentro dessa portaria que você pode encontrar todas as diretrizes para a classificação e controle das águas para que seja atendido o padrão de potabilidade Ao longo do tempo todas essas recomendações e limites dos parâmetros de qualidade da água vão passando por mudanças que têm como objetivo atualizar e incluir novos parâmetros que possam surgir Isso não é diferente fora do nosso país onde cada lugar tem suas próprias diretrizes Por exemplo nos Estados Unidos as agências reguladoras fazem as indicações dos limites máximos permitidos para cada parâmetro que são adotados nesse país Na União Europeia temos uma diretriz geral indicada para todos os países Veja as comparações entre os parâmetros de qualidade da água em alguns países na Tabela 21 Tabela 21 Concentrações máximas para alguns parâmetros químicos de padrões de potabilidade em diversos países Parâmetros Brasil mgL Canadá mgL Singapura mgL Israel mgL Chile mgL UE mgL Arsênio 0033 001 001 001 001 001 Bário 100 100 07 0001 Fluoreto 140 150 070 150 Benzeno 0005 0005 0003 0005 0001 Cromo 005 005 005 005 005 Cianeto 0022 02 007 005 Mercúrio 0002 0001 0006 0001 0001 0001 Fonte adaptado de Quirino 2017 37 25 Autodepuração Você já aprendeu como os padrões de qualidade da água podem determinar o grau de potabilidade de uma água A partir de agora vamos aprender qual é a relação direta entre alguns parâmetros de qualidade da água e a poluição E isso tudo começa com um conceito importantíssimo chamado de Autodepuração Von Sperling 2005 conceitua a Autodepuração como sendo o processo natural que os corpos dágua tem para instaurar o equilíbrio perdido Quando alteramos por algum motivo a dinâmica energética do meio aquático o equilíbrio desse meio será alterado e a autodepuração será o processo natural que aquele ecossistema fará para que seja reestabelecido o equilíbrio inicial Ou seja o conceito de autodepuração parte do princípio de que um certo ecossistema saudável e estável após a intervenção de uma fonte poluidora tentará voltar ao seu estado inicial Observe a figura 23 Fonte Braga et al 2005 p90 Figura 23 Esquema da relação dos parâmetros de qualidade e autodepuração Vamos analisar a Figura 23 e entender como funciona a autodepuração Primeiramente temos uma Zona De Águas Limpas que é a primeira zona do processo e está em uma situação de equilíbrio prépoluição Nessa zona os parâmetros de qualidade da água estão constantes e os seres vivos que ali habitam estão com suas 38 populações controladas em uma situação de harmonia A zona de águas limpas possui oxigênio dissolvido em concentrações altas e poluentes em concentrações baixas como a DBO dessa zona que possui baixa concentração A segunda zona da autodepuração é a Zona de Degradação onde haverá a descarga do poluente A descarga do poluente trará uma consequência direta em alguns parâmetros de qualidade da água Por exemplo se a poluição se der por uma alta descarga de matéria orgânica nesse corpo dágua logo os níveis de DBO e DQO subirão quase instantaneamente representada pela linha contínua da figura 23 enquanto que para degradar essa matéria orgânica os seres decompositores precisarão de oxigênio para degradar esse excesso de matéria orgânica então o oxigênio dissolvido OD dessa zona vai decair como você pode observar na figura 23 a linha pontilhada equivale ao nível de oxigênio dissolvido A diminuição dos níveis de OD afetará os seres vivos mais sensíveis que começarão a morrer Lembrese que alguns seres vivos e animais aquáticos necessitam do OD para realizar a sua respiração por isso o OD é um parâmetro de qualidade da água importantíssimo para avaliar a presença de uma fonte poluidora no meio aquático A terceira zona do processo de autodepuração é a Zona de Decomposição Ativa Vamos analisar a figura 23 onde você percebe que nessa zona temos a menor concentração de OD ao longo do processo de autodepuração E por causa disso é nessa zona que os animais que precisam do OD morrem Na zona de decomposição ativa os únicos seres vivos que sobrevivem com baixo OD são alguns tipos de bactérias e fungos A quarta e última zona do processo de autodepuração é chamada de Zona de Recuperação Passada a zona de decomposição ativa a zona de recuperação se caracteriza pelo aumento da concentração de OD no sistema e em paralelo a diminuição das concentrações de DBO e DQO Na zona de recuperação já observamos o aparecimento de seres vivos aquáticos Nessa zona que há a recuperação do ecossistema que está encaminhando para uma nova zona de águas limpas onde o ecossistema estará recuperado 39 É dessa forma que ocorre todo o processo de autodepuração Por isso os parâmetros de OD DBO e DQO são importantíssimos para avaliarmos o grau de poluição que pode haver em um ecossistema aquático Mas você deve estar se perguntando se o ambiente aquático tem a capacidade de se auto recuperar como ainda observamos situações de poluição Para respondermos essa questão é necessário aprendermos dois conceitos importantes o conceito de fontes de poluição pontual e difusa Como você já aprendeu a situação de poluição em um corpo hídrico dependerá de diversos fatores como por exemplo a concentração e a quantidade de poluente que será inserido naquele corpo dágua Em saneamento nós chamamos de Carga a quantidade e a concentração de certo poluente que será despejado naquele local Quanto maior a carga maior será o poder de poluição daquele poluente para um corpo hídrico Além disso também precisamos avaliar outras características daquele ecossistema Dentre essas características podemos citar uma muito importante a vazão daquele corpo dágua quanto maior a vazão de um rio maior será a sua capacidade de autodepuração Onde para avaliarmos a quantidade de poluentes que um rio poderá receber devemos realizar um estudo de Autodepuração para o mesmo ou para um trecho dele Nesse estudo são avaliados o tempo necessário para a autodepuração e os limites de poluentes que podem ser despejados naquele rio de forma que não haja grandes prejuízos para ele É nesse momento que devemos entender o conceito de cargas poluidoras pontuais e difusas As cargas pontuais ou poluições pontuais são aquelas fontes de poluição que ocorrem muitas vezes de forma única uma única fonte geralmente serão facilmente identificadas possuem grandes vazões e podem ser corrigidas de forma mais eficaz Por exemplo uma grande vazão de esgoto sendo descarregado em um rio é uma carga pontual Essa situação é facilmente identificada por ser de grande vazão e por ser passível de punição judicial também é mais fácil de ser corrigida Assim as cargas pontuais são mais fáceis de serem tratadas e apesar de prejudicar aquele corpo hídrico conseguimos reestabelecer o equilíbrio daquele sistema 40 Já as cargas difusas ou poluições difusas podem ser definidas como sendo pequenas cargas poluidoras em diversos pontos de um corpo hídrico Imagine o curso natural de um rio extenso onde ao longo de sua extensão temos na área rural algumas indústrias que irão despejar seu esgoto nesse rio As indústrias geralmente possuem uma vazão de esgoto menor que uma cidade mas se somarmos todos os esgotos despejados teremos uma grande quantidade ao final das contas Essa é a situação clássica de uma poluição difusa Observe a figura 24 a seguir Fonte CigdemBW Press Via Shutterstock Figura 24 Exemplo de poluição difusa várias fontes que é a situação que encontramos no Rio Tietê localizado em São Paulo O Rio Tietê possui 1100km de extensão e nasce a cerca de 100km de São Paulo e ao se aproximar da cidade recebe muitos resíduos poluentes A poluição difusa é mais difícil de ser identificada pois às vezes a vazão é baixa e difícil de ser identificada Ela pode parecer inofensiva para quem está fazendo aquele descarte em um rio mas o problema está justamente nessa situação Pois por termos diversas fontes de poluição sendo despejadas em um único curso dágua não haverá tempo hábil para que o processo de autodepuração ocorra assim não haverá a recuperação daquele rio A poluição por cargas difusas pode ocorrer tanto no meio rural como no meio urbano Já citamos um exemplo de poluição difusa no meio rural agora vamos citar no meio urbano O rio Tietê localizado em São Paulo SP figura 24 é um exemplo de poluição difusa no meio urbano onde as diversas cargas poluidoras são descarregadas 41 há décadas nesse rio A poluição difusa se não identificada não poderá ser tratada por fim haverá aquilo que chamamos popularmente de morte de um rio quando não há a possibilidade de recuperação por autodepuração 26 Poluição das águas Até agora você observou como pode ocorrer a poluição do meio aquático e como ocorre a dinâmica energética em seu meio Em seguida você aprendeu que ao alterarmos a dinâmica energética desse meio poderá haver uma situação de poluição e que em alguns casos o corpo hídrico tentará voltar a situação de equilíbrio inicial através da autodepuração Você também aprendeu que todos os parâmetros de qualidade da água são importantíssimos para que se avalie o grau de poluição daquele ecossistema juntamente com suas propriedades Parâmetros como a concentração de Oxigênio Dissolvido DBO DQO e muitos outros são imprescindíveis para essa avaliação Assim a alteração brusca de um parâmetro de qualidade da água causa um desequilíbrio caracterizando uma situação de poluição do meio aquático E a poluição aquática possui diversas causas e consequências Vejamos a seguir as principais Poluição das águas causas e consequências Prezado Aluno veremos em destaque a poluição das águas doces a seguir Onde um ou mais poluentes terão como consequência a poluição da água contudo são causas e consequências diferentes Sendo assim você irá aprender separadamente cada uma delas onde a identificação do poluente é indispensável para conseguirmos escolher a estratégia correta para tratar a poluição e recuperar o ecossistema de forma adequada Vejamos a seguir os poluentes causa e a consequência de cada um deles Excesso de Matéria Orgânica O excesso de matéria orgânica é uma das causas mais comuns da poluição aquática Já que muitos poluentes possuem matéria orgânica em sua composição por exemplo os 42 esgotos Em um ecossistema aquático a matéria orgânica que está sobrando precisará ser degradada para que seja reestabelecido o equilíbrio desse mesmo ecossistema Para degradar a matéria orgânica será necessário oxigênio dissolvido de forma que a concentração do OD vai decair se instaurando a situação de poluição Na figura a seguir um exemplo de despejo de esgoto que contém matéria orgânica em um corpo hídrico Fonte DesingRage Via Shutterstock Figura 25 Esgoto sendo descarregado no rio Excesso de Nutrientes Eutrofização Outra fonte comum de poluição é o excesso de nutrientes nos corpos hídricos Os nutrientes são geralmente como denominamos os elementos químicos Fósforo e Nitrogênio Em excesso no ecossistema aquático trazem um grave problema de poluição Esses elementos são essenciais para que haja o crescimento de algas e vegetais seres produtores do meio aquático Contudo quando há a disponibilidade de nutrientes em excesso há também um crescimento exagerado das algas comumente chamado de Boom de crescimento O processo de boom de crescimento é chamado de Eutrofização que irá trazer uma aparência verde figura 26 na superfície daquele corpo hídrico sinalizando um excesso de vegetais naquele local O maior problema do processo de eutrofização é o bloqueio da passagem de luz para os outros vegetais que não estão na superfície sem 43 realizar a fotossíntese não há produção de oxigênio e por consequência há a diminuição do OD disponível mortalidade dos seres vivos e situação de poluição Fonte adap de rktz Via Shutterstock Figura 26 Água saudável esq A poluição da água devido ao extenso crescimento de pequenas plantas aquáticas perigosas algas e plâncton causam eutrofização e tornamse inutilizáveis dir Assoreamento Outra causa de poluição aquática é o acréscimo de elementos minerais em um corpo hídrico na maioria das vezes agregados inertes em um processo de poluição por assoreamento Como agregados geralmente esses materiais são areias lodos ou argilas que são colocados nesses ecossistemas em grandes quantidades diminuindo a profundidade desse local figura 27 Com a diminuição do espaço no ecossistema os seres vivos que ali habitam não conseguirão sobreviver e todas as populações serão afetadas como consequência 44 Fonte Creative Nature Media Via Shutterstcok Figura 27 Porto em desuso e assoreado em Boness Borrowstounness na região de Falkirk na Escócia Reino Unido Metais Como você já aprendeu neste bloco alguns metais pesados podem fazer parte de processos como a Bioacumulação e a Biomagnificação e por isso são prejudiciais para a saúde dos humanos figura 28 Assim a presença até em pequenas quantidades desses metais pesados poderão configurar uma situação de poluição a um corpo hídrico É comum termos a presença de esgotos que possuam metais pesados provenientes de atividades como a exercida nas indústrias galvanoplásticas por isso é importante analisar esse constituinte Fonte NicolasQ Via Shutterstock Figura 28 Poluição da água de uma mina de mercúrio abandonada 45 Acidificação Um pH baixo caracterizando uma água ácida figura 29 influenciará toda a cadeia alimentar de um ecossistema aquático Os seres vivos mais sensíveis podem morrer por esse motivo e assim pode se instaurar uma situação de poluição Por isso o pH precisa ser monitorado constantemente podendo ser medido em questão de segundos através de um equipamento portátil Fonte joserpizarro Via Shutterstock Figura 29 Águas ácidas do rio Tinto Rio Tinto Huelva Espanha Tipos de Esgotos Sem dúvidas podemos incluir os esgotos como uma causa da poluição aquática Contudo para entendermos o poder de poluição que os esgotos possuem vamos entender sua composição e seus tipos O esgoto comum proveniente das cidades são denominados de esgotos sanitários ou efluentes sanitários Ele é composto basicamente dos esgotos domésticos somados aos esgotos ou efluentes industriais Os esgotos domésticos efluentes domésticos são aqueles provenientes das residências ou seja são os nossos dejetos provenientes das casas da população Dentro da produção de esgotos domésticos podemos ainda os dividir em águas cinzas aqueles dejetos compostos de lavatórios pias e chuveiros e águas negras que são aqueles dejetos provenientes das bacias sanitárias contendo urina e fezes 46 Quimicamente os esgotos domésticos contem matéria orgânica nutrientes nitrogênio e fósforo e microrganismos diversos Já os esgotos industriais são aqueles esgotos provenientes das indústrias Também chamados de efluentes industriais eles são formados a partir dos processos industriais de cada indústria Como você já deve imaginar cada indústria irá produzir um efluente industrial com características próprias Sobre isso Giordano 2005 diz que A utilização de água pela indústria pode ocorrer de diversas formas tais como incorporação ao produto lavagens de máquinas tubulações e pisos águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor águas utilizadas diretamente nas etapas do processo industrial ou incorporadas aos produtos esgotos sanitários dos funcionários Exceto pelos volumes de águas incorporados aos produtos e pelas perdas por evaporação as águas tornamse contaminadas por resíduos do processo industrial ou pelas perdas de energia térmica originando assim os efluentes líquidos GIORDANO 2005 É comum indústrias semelhantes possuírem processos produtivos também semelhantes por consequência seus esgotos possuirão os parâmetros de qualidade da água parecidos Assim os seus respectivos tratamentos serão parecidos As indústrias no nosso país devem lançar seus efluentes em corpos hídricos corpos receptores com a mesma ou melhor qualidade da água desse corpo receptor De forma que somente poderão ser lançados os efluentes que tenham qualidade igual ou superior ao corpo receptor BRASIL 2011 através de tratamento prévio e que obedeçam aos padrões e exigências definidos por lei Conclusão Nesse bloco você aprendeu como a poluição do meio aquático ocorre suas causas suas consequências os principais poluentes e como podemos avaliar a qualidade da água de um corpo hídrico Como engenheiros iremos encontrar diversas situações que peçam a classificação de uma água e o modo de fazer isso você aprendeu aqui com muito cuidado na interpretação dos resultados analisados tendo em vista os 47 parâmetros de qualidade da água Somente assim você terá certeza que uma água será apta ou não ao consumo humano REFERÊNCIAS BRAGA et al Introdução à engenharia ambiental 2ª Ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2005 BRASIL 2005 Ministério do Meio Ambiente Resolução nº 357 de 17 de março de 2005 Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília DF 18 mar 2005 Seção 1 p 5863 BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Resolução n 430 de 13 de Maio de 2011 Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes completa e altera a Resolução n 357 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente Conama Diário Oficial da República Federativa do Brasil Brasília DF 2011 BRASIL 2017 Portaria de Consolidação nº 5 de 28 de setembro de 2017 Consolidação das normas sobre as ações e os serviços de Saúde do Sistema Único de Saúde Diário Oficial da União 05 Set 2017 GIORDANO G Tratamento e controle de efluentes industriais 2005 81 f Departamento de Engenharia Sanitária e do Meio Ambiente Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2005 QUIRINO Amanda Gondim Cabral et al 2017 Padrões de qualidade de água doce panorama nacional e internacional Anais do Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental e Sustentabilidade Vol 5 Congestas 2017 p 1146 VON SPERLING M Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos 2005 Belo Horizonte Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Belo Horizonte Ed da UFMG 48 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ALMEIDA R A S Índice de qualidade de águas subterrâneas destinadas ao uso na produção de água potável IQAS dissertação Salvador Universidade Federal da Bahia 2007 AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION APHA 2005 Standard methods for the examination of water and wastewater 21th ed Washington APHA GNADLINGER J A declaração de Dublin sobre água e desenvolvimento sustentável trad Dublin 31 jan 1992 HESPANHOL I Potencial de reúso de água no Brasil agricultura indústria municípios recarga de aquíferos Revista Brasileira de Recursos Hídricos v 07 n 4 p 7595 2003 REIS J A T MENDONÇA A S F Análise técnica dos novos padrões brasileiros para amônia em efluentes e corpos dágua Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental v 14 n 3 p 353362 2009 RIBEIRO M C M Nova portaria de potabilidade de água busca de consenso para viabilizar a melhoria da qualidade da água potável distribuída no Brasil Rev DAE 2012 189176 SÃO PAULO Resolução Conjunta SESSMASSR n 01 de 28 de Junho de 2017 Disciplina o reúso direto não potável de água para fins urbanos proveniente de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário e dá outras providências SP 2017 UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY US EPA Guidelines for water reuse Sep 2012 Disponível em httpsbitly3G4Rdph Acesso em 06 jan 2021 VON SPERLING M Análise dos padrões brasileiros de qualidade de corpos dágua e de lançamento de efluentes líquidos Revista Brasileira de Recursos Hídricos v3 n 1 p 111132 1998 49 3 OS MANANCIAIS Apresentação Quando pensamos no abastecimento de água de uma cidade nos deparamos com vários desafios entre eles pensar em qual será a água que iremos utilizar para esse abastecimento Na prática nós temos diversas opções para o abastecimento de água de uma cidade assim diversas características devem ser analisadas antes de tomarmos a decisão de qual água utilizar no abastecimento Como por exemplo as características da qualidade da água disponível como você aprendeu no bloco anterior que são muito importantes Contudo a quantidade de água disponível a distância da captação até a residência da população o tipo de tratamento que será realizado e as obras necessárias para levar a água até a população são fatores importantíssimos para que seja escolhida uma fonte de água manancial É esse assunto que você irá aprender neste bloco o que são mananciais como escolhemos um manancial para abastecimento como podemos proteger os mananciais os principais mananciais brasileiros e por fim iremos aprender na prática como é o dimensionamento de uma cisterna para água da chuva Você já percebeu o quanto esse assunto é importante não é Vamos lá 31 O ciclo hidrológico A água em nosso planeta se comporta de forma cíclica em uma cadeia de processos de forma constante e paralela nos 3 estados físicos da matéria Essa série de processos envolvendo a água na Terra é chamado de ciclo hidrológico Ele envolve diversos processos básicos a evaporação a transpiração a precipitação e a infiltração Você já deve ter ouvido falar sobre o ciclo hidrológico no decorrer de sua jornada escolar Na figura 31 um resumo de como ocorre o ciclo hidrológico 50 Fonte adp Noko Cloud Via Shutterstock Figura 31 O ciclo hidrológico da água Ao analisarmos o ciclo hidrológico podemos fazer algumas considerações importantes para o saneamento a água no nosso planeta possui a mesma quantidade ou seja é finita dentro do planeta Terra Isso quer dizer que a quantidade da água é constante no ciclo hidrológico Mas por que geralmente nós ouvimos falar que a água no nosso planeta está acabando Isso ocorre porque na verdade a água doce com boa qualidade para consumirmos está cada vez mais insuficiente para atender as demandas da população Por isso devemos ter a preocupação de manter a qualidade da água e o desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento para que consigamos atender as demandas da população e atividades em geral Ainda de acordo com o a figura 31 você pode observar alguns processos dentro do ciclo hidrológico que possuem implicações importantes dentro do saneamento Por exemplo a água disponível nas lagoas rios e oceanos águas superficiais evaporam e são armazenadas na atmosfera até que condensarão em forma de água de chuva Já 51 as águas das chuvas voltam para as lagoas rios e oceanos no entanto além disso elas também podem infiltrar e acabarem armazenadas nos solos águas subterrâneas As águas que possuem potencial de aproveitamento para consumo humano e outras atividades são denominadas de mananciais Ou seja os mananciais são os locais onde conseguimos aproveitar a água para diversos usos no próximo item você irá aprender com detalhes o conceito dos três mananciais disponíveis no planeta Terra Desde os primórdios todas as civilizações antigas se desenvolveram em locais próximos e com fácil acesso à água doce pois como sabemos todos os humanos precisam de água para continuar vivos Ao longo do tempo com o avanço das tecnologias envolvendo o tratamento e captação das águas superficiais e subterrâneas as técnicas avançadas de irrigação a captação e o aproveitamento de água da chuva a dessalinização de águas salinas e salobras entre outros nós conseguimos aproveitar a água em locais que antes não eram possíveis Por conta disso o homem começou a habitar ambientes antes inóspitos Com o aumento do consumo de água doce episódios de escassez de água começaram a acontecer trazendo como consequência uma crescente preocupação com a água no nosso planeta Veja a seguir como ocorre o potencial de aproveitamento dos mananciais e como protegêlos 32 Tipos de mananciais Os mananciais são basicamente as fontes de água disponíveis para o uso da população entre outras atividades O termo mananciais é muito comum dentro do saneamento e podemos observar na natureza 3 tipos deles os mananciais superficiais os mananciais subterrâneos e o manancial meteórico Veja no quadro 31 suas especificidades 52 Quadro 31 Tipos de mananciais e suas definições Fonte Elaborado pela autora 2021 Imagens Valentin Ayupov Symbiot A3pfamily Via Shutterstock Quando escolhemos um dos 3 tipos de mananciais citados para ser o fornecedor de água a uma população independentemente do tamanho dessa população dizemos que ele é o manancial abastecedor daquela região E geralmente pelo nosso conhecimento de mundo associamos o manancial abastecedor de uma cidade a um rio manancial superficial daquela região mas isso nem sempre é verdade Por exemplo é cada vez mais comum termos vários mananciais abastecedores em uma região onde diversas situações levam a essa escolha Imagine que você mora num local onde em algumas épocas do ano falta água no manancial abastecedor proveniente da água de um rio manancial superficial Para que não haja falta de água no local a prefeitura perfurou poços artesianos que suprem à comunidade nos Superficial São os mananciais que estão disponíveis na superfície da terra Podem ser rios lagos lagoas e até oceanos desalinização Geralmente são os primeiros a serem considerados na escolha do manancial Subterrâneo São as águas que estão no subsolo ou camadas mais profundas da Terra São extraídas a partir de poços rasos ou profundos São cada vez mais utilizados Meterórico São as águas que estão armazenadas na atmosfera em forma de vapor e são aproveitadas quando caem na superfície em forma de chuvas Possuem um potencial enorme mas são pouco exploradas 53 períodos de escassez Esse é um exemplo de situação onde se faz necessária a utilização de vários mananciais abastecedores Contudo o ideal ao escolhermos um manancial como abastecedor de uma região é que esse seja suficiente para o abastecimento dessa região initerruptamente ou seja o ano todo Então vamos retomar como a escolha deve ser feita No item anterior nós citamos alguns dos motivos pelo qual escolhemos um manancial vejamos esses motivos com mais detalhes Na NBR 122131992 Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público Procedimento ABNT 1992 são discutidas algumas características para que um manancial superficial seja escolhido potencialmente como abastecedor Por exemplo as construções e obras para captação de águas superficiais devem ser construídas para funcionar sem interrupções ao longo de anos Além disso os sistemas devem captar água suficiente para abastecer a população para a qual foi projetado com a sua captação em um ponto onde a qualidade da água captada seja a melhor possível E a distância até a captação o acesso a esse manancial a facilidade de operação e manutenção também são fatores que deverão ser levados em consideração Vale destacar que atualmente existe tecnologia disponível para tratarmos basicamente qualquer qualidade de água Contudo quanto mais sofisticada a tecnologia mais custos terá o tratamento e sua manutenção De forma que a escolha do manancial deve estar atrelada à tecnologia disponível naquela região e à parte financeira que se faz de grande importância nessa situação Vamos analisar outro exemplo imagine que após uma análise minuciosa só temos disponível água salina proveniente dos oceanos para a escolha como manancial abastecedor de uma região Dentro da análise foi descoberto que era mais barato a dessalinização da água salina do que perfuração de um poço profundo Para esse exemplo foi adotada então a dessalinização como tratamento de água e o oceano como manancial abastecedor por falta de opções mais baratas Esse tipo de avaliação descrita acima é feita quando se vai analisar e escolher uma manancial sendo realizada sempre que necessária 54 Em termos de manancial superficial além dos já citados outro fator também é importante o ponto de captação dentro do curso dágua O ponto de captação em águas superficiais deve ser realizado da seguinte forma em um trecho reto do curso dágua ou em locais que não formem bancos de areia em pontos submersos do rio evitar um local de captação que possua margem instável em um ponto protegido por grade com vazão média calculada em projeto Então resumidamente devemos avaliar em conjunto a quantidade de água disponível a qualidade da água disponível o custo de implantação e o custo de operação desse sistema análise financeira de viabilidade localização da água do manancial acesso ao local de captação e estabilidade ao longo dos anos Essa avaliação deverá ser realizada sempre e para todos os tipos de mananciais tanto superficial quanto subterrâneo e meteórico 33 Os principais mananciais brasileiros O Brasil é proporcionalmente um dos países que possuem maior disponibilidade de água doce no mundo De acordo com a Agência Nacional das Águas ANA 2009 o país possui aproximadamente 12 das águas doces superficiais do mundo Essa grande disponibilidade de água traz ao nosso país um maior compromisso com a população o dever de manter a qualidade da água dos recursos hídricos brasileiros O Brasil pode ser dividido em 12 regiões hidrográficas divididas pela Divisão Hidrográfica Nacional realizada pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos CNRH Essas regiões hidrográficas visam orientar o planejamento e o gerenciamento das bacias hidrográficas brasileiras das subbacias e dos recursos hídricos em geral ANA 2021 São regiões hidrográficas brasileiras a Região Hidrográfica Amazônica figura 32 Região Hidrográfica Atlântico Leste Região Hidrográfica Atlântico Sudeste Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Ocidental Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Oriental Região Hidrográfica TocantinsAraguaia Região Hidrográfica Parnaíba Região Hidrográfica São Francisco Região Hidrográfica Atlântico Sul Região Hidrográfica Paraguai Região Hidrográfica Paraná Região Hidrográfica Uruguai ANA 2021 Fonte Gustavo Frazao Via Shutterstock Figura 32 O Rio Amazonas faz parte da região Hidrográfica Amazônica No site da Agência Nacional das Águas há disponível anualmente para download gratuito os relatórios intitulados Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras ANA 2015 O relatório acompanha periodicamente todas as regiões hidrográficas brasileiras divulgando dados importantes em relação a situação que aquela região hidrográfica se encontra 56 Os mananciais brasileiros não servem apenas para o abastecimento de água da população sendo utilizados em diversas outras funções como atividades industriais irrigação criação de animais transporte e lazer da população Tudo isso pode trazer um impacto ambiental negativo para esses recursos hídricos por isso é de suma importância monitorar e fiscalizar todas essas atividades Além do poder público vale salientar que toda a população possui o dever de zelar pela manutenção da qualidade dos nossos mananciais seja conservando os recursos hídricos ao pressionar os órgãos ambientais ou denunciando quando forem observadas ações de degradação Já em termos de política pública podemos afirmar que a cada ano a preocupação com a manutenção dos recursos hídricos cresce aumentando também instintivamente o surgimento de leis que promovem a conservação desses recursos Como por exemplo no estado de São Paulo temos as leis estaduais número 89875 e 117276 Lei Estadual de Proteção aos Mananciais desde 1976 que correspondem às bacias Guarapiranga e Billings SÃO PAULO 1976 Até a década de 1950 não existia no estado uma preocupação com a proteção dos recursos hídricos mas isso mudou em meados de 1960 A partir do final da década de 60 começou a preocupação com os recursos hídricos e proteção de mananciais a partir daí foi feito o Plano Metropolitano de Desenvolvimento Integrado PMDI justamente com a criação das leis citadas Nos anos 90 após 20 anos das primeiras leis de proteção aos mananciais houve a necessidade de revisão por parte do poder público à essa legislação De forma que foi aprovada a lei Estadual 986697 que teve como objetivo dispor as diretrizes e normas sobre a proteção e recuperação das bacias hidrográficas paulistas SÃO PAULO 1997 Para saber mais Para acessar as informações do relatório Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras ANA 2015 acesse httpwwwsnirhgovbrportalsnirhcentraisdeconteudosconjunturados recursoshidricosregioeshidrograficas2014pdf 57 Essa lei determinava resumidamente que a utilização dos mananciais só é autorizada após a análise e aprovação prévia dos órgãos ambientais 34 Proteção de mananciais Proteção de mananciais superficiais Como você viu no item anterior os mananciais são utilizados para diversas atividades que trazem determinado impacto ambiental para aquele manancial Por exemplo o crescimento inadequado das cidades afeta a qualidade dos recursos hídricos de forma negativa por isso a importância da proteção dos mananciais Para entendermos como funciona essa proteção devemos primeiramente aprender algumas nomenclaturas a respeito do corpo dágua Observe a figura a seguir Fonte adp Stihii Via Shutterstock Figura 33 Partes constituintes de um curso dágua Ao analisarmos a figura 33 podemos observar que em relação a um ponto de referência no caso o boneco que temos na figura o ponto acima se chamará montante e o ponto localizado após o ponto de referência se chamará Jusante Esse conceito é importante pois a proteção dos mananciais superficiais deve sempre começar na nascente daquele rio ou seja no ponto mais a montante possível Contudo na prática ao longo de um curso dágua o que acontece é a presença de diversas atividades por exemplo as que fazem parte da rotina de diversas cidades 58 Dessa forma nem sempre há a manutenção da qualidade da água nos pontos a montante de uma cidade Sendo importante estudos de autodepuração e o monitoramento da qualidade da água de um manancial Podemos citar algumas medidas de proteção do manancial com o objetivo de manter a qualidade da água daquele local Por exemplo nas margens direita e esquerda do curso dágua é necessário o monitoramento do despejo de esgotos sendo essa a principal medida de proteção Além disso também é muito importante o controle e planejamento das construções nas margens de um rio Construções em áreas muito próximas de um curso dágua comumente irão despejar seus esgotos naquele manancial por isso a importância dessa medida No entorno dos rios é importante monitorar a presença de resíduos sólidos e a construção de lixões ou qualquer tipo de acúmulo de resíduos sólidos sem tratamento adequado Controlar a quantidade de fertilizante e agrotóxico na agricultura próxima aos rios também é uma medida de proteção ao manancial pela possibilidade de transferência desses compostos para o rio através de chuvas ou do lençol freático E por fim deve ser monitorada a erosão e assoreamento dos rios que podem ser uma das causas da poluição aquática Como Engenheiro Civil o seu papel será o de verificar a localização das futuras construções É importante observar se essas construções estão localizadas em áreas de proteção de manancial Em via de regra há uma proibição de construção em uma faixa de 15 metros de cada margem de um rio então ao ser contratado para uma construção em locais muito próximos a rios e cursos dágua é recomendado que você entre em contato com a prefeitura da cidade onde está localizado o terreno e verifique a viabilidade desta construção Proteção de mananciais subterrâneos Além dos mananciais superficiais também é muito importante proteger os mananciais subterrâneos As águas subterrâneas podem ficar armazenadas nos chamados lençóis freáticos ou nos denominados lençóis artesianos Essa classificação depende de onde estará localizada a água O solo apresenta diversas camadas da superfície até chegar 59 ao centro da Terra Essas camadas possuem composições diferentes e com isso podem ser ou não impermeáveis Existem camadas de rochas impermeáveis e as águas podem ser armazenadas entre essas camadas sem que consigam escapar Esse local se chama lençóis artesianos ou aquíferos Nosso país possui diversos aquíferos uma grande quantidade de água subterrânea disponível para ser utilizada As águas subterrâneas dos lençóis freáticos são aquelas que estão abaixo da superfície e acima dessas camadas impermeáveis por isso possuem a mesma pressão atmosférica do solo daquele local O nível das águas dos lençóis freáticos ou seja sua disponibilidade depende do regime de chuva daquele local De forma que se houver um período de estiagem prolongada pode ser que não haja a mesma quantidade de água disponível As águas subterrâneas podem ser aproveitadas ao extrairmos de poços rasos ou freáticos e poços profundos ou artesianos Observe a figura 34 a seguir onde você pode identificar a diferença entre os poços rasos e profundos e ainda as camadas do solo com a presença das camadas impermeáveis 60 Fonte adp Designua Via Shutterstock Figura 34 Tipos de águas subterrâneas proveniente de lençóis freáticos e artesianos poços rasos e poços profundos com as camadas permeáveis e impermeáveis do solo Como você pode perceber através da figura 34 os lençóis freáticos consequentemente os poços rasos são os mais vulneráveis às poluições em geral Geralmente as próprias atividades próximas do local onde está localizado o poço raso são poluidoras por si como atividades que geram esgoto O poço raso por ter sua localização mais próxima de uma fonte poluidora não conta com uma barreia física como uma camada de solo impermeável que impeça o contato do poluente com o manancial Já os poços profundos ou artesianos nos quais a água subterrânea é extraída de aquíferos e está localizada no interior de duas camadas impermeáveis do solo eles geralmente possuem uma profundidade maior que o poço freático Para ser perfurado 61 o poço artesiano precisa de perfuratrizes e frequentemente possui uma maior pressão da água confinada por isso as águas de poços profundos jorram do solo sem a necessidade de uma bomba pressurizadora Caso as águas do poço profundo não jorrem sem bomba então é necessário acoplar uma bomba ao sistema para a extração da água Nessa situação o poço será definido como semi artesiano Em geral as águas contidas nos poços profundos possuem uma melhor qualidade que nos poços rasos Isso ocorre justamente pela localização entre camadas impermeáveis do solo Contudo há situações nas quais pode ocorrer contaminação por ferro e manganês em poços profundos e esses contaminantes são provenientes da própria constituição química da camada impermeável Do mesmo modo que os mananciais superficiais para a realização da proteção dos mananciais subterrâneos são necessárias algumas medidas A proteção dos mananciais subterrâneos também é de alçada estadual com medidas semelhantes as já citadas Como por exemplo o monitoramento de atividades agrícolas próximo aos poços monitoramento de fertilizantes e agrotóxicos monitoramento de atividades geradoras de esgotos que possam infiltrar no solo a montante do poço monitoramento de implantação de lixões sem tratamento que também pode contaminar o solo e as águas ali armazenadas com chorume Cada vez mais os mananciais subterrâneos são usados como fontes de água E a perfuração de poços para abastecimento da população ocorre desde as civilizações antigas Nos dias atuais a perfuração de poços é cada vez mais utilizada seja como manancial abastecedor ou como manancial para situações de emergência períodos de escassez de água por exemplo A utilização de mananciais subterrâneos possui diversas vantagens Por exemplo o sistema que utiliza um manancial subterrâneo possui facilidade de acesso a essa água em locais que possuem disponibilidade de mananciais subterrâneos eles estão mais próximos do consumidor ou seja não necessitam de grandes distâncias do poço até o consumidor influenciando assim na questão econômica do sistema Além disso as águas subterrâneas na maioria das vezes apresentam parâmetros de qualidade da água melhores que as águas superficiais tendo em vista que o solo pode servir como um verdadeiro filtro das 62 águas e assim elas necessitam de um tratamento menos robusto para chegar a qualidade desejada pelo consumidor 35 Mananciais meteóricos Dimensionamento de cisternas O manancial meteórico é aquele onde as águas são provenientes das chuvas Esse manancial é pouco aproveitado no nosso país exceto em regiões que possuem grande escassez de água por isso é importantíssimo o incentivo para que ele seja cada vez mais utilizado Já que possuem grande potencial de abastecimento No Brasil a Norma Brasileira ABNT NBR 155272019 ABNT 2019 é a norma técnica que indica as principais diretrizes para o aproveitamento da água de chuva pelas coberturas para fins não potáveis e na sua edição de 2007 ABNT 2007 recomendava 6 métodos de dimensionamento de cisternas para aproveitamento de águas pluviais A partir dela podemos escolher e dimensionar o sistema de captação dessa água em edificações Essa norma contempla diversos aspectos do sistema de aproveitamento de águas pluviais como o conceito de aproveitamento de água de chuva a qualidade da água de chuva previsão de consumo de água o dimensionamento de calhas e condutores o coeficiente de runoff os dispositivos usados em reservatórios o reservatório de autolimpeza as noções de hidrologia as precipitações nas capitais o dimensionamento do reservatório pelo Método de Rippl o exercício de aplicação do método de Rippl a análise de simulação do reservatório e a eficiência e exercício de aplicação do método da simulação Além dela temos disponíveis algumas outras normas complementares que tratam do aproveitamento dessas águas a ABNT NBR 108441989 Instalações prediais de águas pluviais Procedimento que de acordo com a própria ABNT fixa as exigências necessárias aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade segurança higiene conforto durabilidade e economia ABNT 1989 E também temos disponível a norma ABNT NBR 56262020 Sistemas prediais de água fria e água quente Projeto execução operação e manutenção ABNT 2020 que é uma norma técnica mais geral ou seja ela engloba 63 todo o sistema de água fria e água quente predial incluindo também as águas pluviais ou seja as águas de chuva de coberturas De forma geral o sistema de armazenamento e coleta de águas da chuva de cobertura possui como partes integrantes a própria cobertura da edificação quanto maior a cobertura maior o potencial de aproveitamento um reservatório próprio para armazenamento dessa água também chamado de cisterna que não poderá ser o mesmo da água proveniente da concessionária essas águas não podem se misturar por questões sanitárias e um sistema de calhas e condutores que levarão as águas meteóricas da cobertura até o seu reservatório final Fonte Axten Tokar 3dandphoto Via Shutterstock Figura 35 Cobertura e Calha A Condutores B e Reservatório C Devemos sempre ter em mente que o aproveitamento do manancial meteórico fornece um alívio em relação as dificuldades que possam existir na obtenção de uma água de boa qualidade Por possuir uma instalação muito simples como você viu esta tecnologia deve ser cada vez mais aproveitada Além disso ela poderá ser instalada tanto nos centros urbanos quanto no meio rural Contudo na prática o que é observado na grande maioria das edificações dos centros urbanos é que não há o aproveitamento das águas da chuva Por esse motivo que em 64 agosto de 2021 no estado de São Paulo foi aprovada a Lei estadual número 3562015 SÃO PAULO 2015 que torna obrigatória a inclusão de um projeto de aproveitamento de água da chuva nas novas construção do estado Veja a seguir como ocorre o dimensionamento de uma cisterna para aproveitamento de água da chuva 36 Exemplo prático dimensionamento de cisternas O sistema de aproveitamento de água da chuva em situações onde há outras fontes de água potável disponível por exemplo água potável da concessionária ou de poços profundos geralmente será dimensionado apenas para fins não potáveis Esse sistema dependerá basicamente de dois fatores o tamanho da cobertura de captação o telhado que irá captar a água da chuva e a quantidade de chuva que cai naquele local O tamanho da cobertura nós iremos saber através da própria planta baixa daquela edificação E a quantidade de chuva que cai naquele local será determinada através de uma análise da série histórica de precipitação daquela região disponibilizada geralmente pelos órgãos e institutos meteorológicos da cidade ou região nos quais se encontram Dentro do sistema de aproveitamento aquele composto basicamente por cobertura calhas condutores e reservatório o reservatório é o item que possui maior custo onde o custo apenas do reservatório pode representar até 50 do custo total de implantação do sistema Por esse motivo é recomendado sempre que possível que nós engenheiros façamos diversas projeções do tamanho do reservatório para que ele seja uma combinação entre fatores economicamente e tecnicamente viável Para a realização das projeções a revisão da norma ABNT NBR 15527 2007 BRASIL 2007 indicava 6 métodos diferentes Método de Rippl Método da Simulação Método Azevedo Neto Método Prático Alemão Método Prático Inglês e Método Prático Australiano Segundo a própria norma o projetista responsável pelo projeto pode utilizar qualquer um dos 6 métodos ficando à vontade para usar o que ele quiser desde que seja atendido o critério técnico ambiental e econômico simultaneamente Na nova revisão de 2019 a mesma norma 15527 2019 BRASIL 65 2019 deixou apenas o método prático brasileiro como indicação de dimensionamento de cisternas Contudo os estudos que testam qual método seria melhor BEZERRA et al 2010 são inconclusivos onde de acordo com a autora Este estudo não foi conclusivo quanto à definição de qual seria o melhor método entre os avaliados neste artigo pois os resultados não indicaram nenhum padrão constante e provavelmente cada caso terá seu método mais apropriado Assim salientase a importância de efetuar esse tipo de investigação comparativa antes de optar por um ou outro método de dimensionamento Os métodos que resultam em volumes maiores em geral mas não necessariamente atendem à condição de suprir a demanda por mais tempo ao longo do ano Por outro lado os métodos que resultam em menor volume apresentam menor custo do reservatório BEZERRA et al 2010 Ou seja de acordo com o mesmo artigo há uma variação no tamanho do reservatório de até o dobro do tamanho de um método para outro E mesmo com essa grande variação no tamanho do reservatório não foi observado um maior aproveitamento da água da chuva Ou seja como já citado o projetista deverá analisar todos os cálculos para chegar a uma conclusão Vejamos a seguir um exemplo prático para o dimensionamento utilizando um dos métodos indicados na NBR 15527 ABNT 2007 O método Azevedo Netto ou Método Prático Brasileiro que leva em consideração a precipitação média anual em mm a área da coleta área do telhado em m² e o número de meses que possui pouca ou nenhuma chuva Possui como cálculo do volume o reservatório V 𝑽 𝟎 𝟎𝟒𝟐 𝑷𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 𝑨 𝑻 Onde V é o volume do reservatório em litros P é a precipitação média anual em mm A é a área do telhado em m² T é o número de meses de seca ou pouca chuva 66 Outro método indicado na NBR é o método Rippl que usa no seu cálculo a série histórica mensal de precipitação ou as séries diárias da precipitação No método Rippl o reservatório é calculado por 𝑺𝒕 𝑫𝒕 𝑸𝒕 Onde St é o volume de água no reservatório durante um tempo t em m³ Qt é o volume de chuva aproveitável durante um tempo t em m³ Dt é a demanda de água durante um tempo t em m³ No método Rippl o volume de chuva aproveitável no tempo t é calculado por 𝑸𝒕 𝑪𝒂𝒑 𝑷𝒕 𝑨𝟏 𝟎𝟎𝟎 Onde Cap é o coeficiente de escoamento superficial que geralmente é adotado o valor de 80 de aproveitamento Pt é a precipitação da chuva durante um tempo t em mm de chuva A é a área de captação da cobertura m² de telhado Para a utilização do método Rippl devemos verificar uma condição se o somatório de todas as demandas de água no intervalo de tempo considerado nos cálculos anteriores é menor que o somatório dos volumes de água de chuva aproveitável também já calculado Então se atendida essa condição Dt Qt a equação do volume do reservatório será dada por 𝑽𝒓 𝚺 𝑺𝒕 Onde St 0 67 Conclusão Caro aluno a nessa unidade você aprendeu o que são mananciais e quais os tipos que encontramos na natureza superficial subterrâneo e meteórico Além dos conceitos iniciais você também aprendeu como se dá o aproveitamento da água que se encontra à disposição em cada um dos mananciais e como podemos protegêlos da poluição No último item dessa unidade você aprendeu como calcular o reservatório de aproveitamento de água da chuva em dois métodos diferentes Você viu como essa unidade é importante em seu dia a dia como engenheiro Espero que você tenha gostado até a próxima unidade REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5626 instalações prediais de água fria Rio de Janeiro 2020 41 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 10844 instalações prediais de águas pluviais Rio de Janeiro 1989 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12213 projeto de captação de água de superfície para abastecimento público Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 15527 água de chuva aproveitamento em áreas urbanas para fins não potáveis requisitos Rio de Janeiro 2007 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 15527 água de chuva aproveitamento em áreas urbanas para fins não potáveis requisitos Rio de Janeiro 2019 BEZERRA S M da C et al Dimensionamento de reservatório para aproveitamento de água de chuva comparação entre métodos da ABNT NBR 155272007 e Decreto Municipal 2932006 de Curitiba PR Ambiente Construído 2010 v 10 n 4 pp 219 231 Acesso em 04 jan 2022 Disponível em httpsdoiorg101590S1678 86212010000400015 68 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS WBCSD World Business Council for Sustainable Development CEBDS Centro Empresarial Brasileiro Para o Desenvolvimento Sustentável No Rumo da Mudança Fatos e Tendências Água Brasília 2009 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil regiões hidrográficas brasileiras Edição Especial Brasília ANA 2015 ANA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS As regiões hidrográficas Govbr 2021 Brasília Acesso em 18 dez 2021 Disponível em httpswwwgovbranapt brassuntosgestaodasaguaspanoramadasaguasregioeshidrograficas SÃO PAULO LEI Nº 898 DE 18 DE DEZEMBRO DE 1975 Disciplina o uso do solo para proteção dos mananciais cursos e reservatórios de água e demais recursos hídricos de interesse da Região Metropolitana da Grande São Paulo SÃO PAULO LEI Nº 1172 DE 17 DENOVEMBRO DE 1976 Delimita as áreas de proteção relativas aos mananciais cursos e reservatórios de água a que se refere o artigo 2 da Lei n 898 de 18 de dezembro de 1975 estabelece normas de restrição de uso do solo em tais áreas e dá providências correlatas SÃO PAULO LEI Nº 9866 DE 28 DE NOVEMBRO DE 1997 Atualizado até a Lei nº 16337 de 14 de dezembro de 2016 Dispõe sobre diretrizes e normas para a proteção e recuperação das bacias hidrográficas dos mananciais de interesse regional do Estado de São Paulo e dá outras providências SÃO PAULO Projeto de lei 356 2015 Transformado em Norma Lei nº 17394 2021 Dispõe sobre a inclusão nos projetos arquitetônicos dos órgãos do Estado de sistema para captação da água de chuva REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12214 projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12217 projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público Rio de Janeiro 1994 69 FERRARA L N SANTOS P F WHATELY M Mananciais diagnóstico e políticas habitacionais São Paulo Instituto Socioambiental 2009 Disponível em httpswwwsocioambientalorgptbroisapublicacoesmananciaisdiagnosticoe politicashabitacionais Acesso em 25 fev 2022 MARCONDES M J A Cidade e Natureza Proteção aos mananciais e exclusão social São Paulo Studio Nobel EDUSP FAPESP 1999 SALGADO Julio César Pereira Instalação Hidráulica Residencial a prática do diaadia São Paulo Érica 2010 TOMAZ P Aproveitamento de Água de Chuva aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis 2 ed São Paulo Navegar 2005 180 p 70 4 SISTEMAS URBANOS DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO Apresentação Caro aluno a Até o momento você aprendeu nesta disciplina como se comporta o meio atmosférico e o meio aquático viu como se dá poluição nestes meios e também de onde vem a água que abastece sua residência Chegamos na metade do nosso curso e neste item você irá aprender como a água sai do manancial superficial e chega até a sua casa Para que isso aconteça com segurança é necessário uma série de etapas e é isso que iremos ver neste bloco Além disso você vai aprender como ocorre a etapa civil de construção dessas etapas no passo a passo da construção das redes de distribuição E fecharemos esse capítulo com um esboço geral de como funciona os sistemas de esgotamento sanitário Vamos lá 41 Sistemas urbanos de abastecimento de água Caro aluno como introduzimos anteriormente o sistema de abastecimento de água de uma população pode ocorrer tanto no meio rural quanto no meio urbano No meio rural o sistema de abastecimento de água é simples envolvendo poucas etapas por exemplo uma bomba de sucção do manancial superficial ou um poço para a captação de águas subterrâneas e ainda a presença de um sistema coletor de águas da chuva com a presença de uma cisterna ou a combinação de dois ou mais métodos Esse sistema consegue suprir as necessidades dessa população sem maiores problemas No meio rural não há viabilidade econômica do abastecimento de água via uma rede complexa pois muitas vezes existe uma baixa densidade demográfica e grandes distâncias a se vencer Inclusive as medidas de abastecimento de água potável tratamento de esgoto e armazenamento de resíduos sólidos em áreas rurais são tratados por uma vertente do saneamento denominado Saneamento Rural 71 Contudo essa situação muda quando pensamos em centros urbanos de pequenas a grandes cidades no qual os sistemas de abastecimentos de água se tornam economicamente viáveis Ao conjunto de operações e obras civis que vão desde a captação até a chegada da água na residência da população chamamos de sistemas de abastecimento de água em centro urbanos e como você deve imaginar esses sistemas serão compostos de diversas etapas sequenciais Essas etapas devem ser analisadas uma a uma onde serão implantadas levando em consideração as características da cidade a água captada onde está localizado seu manancial abastecedor a quantidade da água que a população precisará a topografia da região entre outros Geralmente o sistema de abastecimento urbano é operado por uma concessionária de água para abastecimento que pode ser uma empresa estatal ou privada Resumidamente as principais etapas de operação de um sistema urbano de abastecimento de água são 1 Primeiramente há a escolha do manancial de abastecedor e a captação da água deste manancial levando em consideração todos aqueles pontos já discutidos no bloco 3 2 Após a captação ou adução da água dos reservatórios de água represas ou diretamente de rios ela será transportada através de bombas chamadas nesse momento de adutoras e será levada para a estação de tratamento de água chamada comumente em engenharia civil de ETA 3 A partir de agora chamaremos as águas que ainda não passaram por um tratamento de água bruta e as águas que passaram por um tratamento de água tratada 4 Na estação de tratamento de água a água bruta passará por diversos processos de tratamento escolhidos de acordo com a qualidade da água bruta captada quanto pior a qualidade da água mais sofisticado será o tratamento adotado na ETA 5 Após o tratamento a água bruta passará a se chamar de água tratada 72 6 Após o tratamento a água estará com a qualidade necessária para ser considerada potável e assim estará pronta para abastecimento onde primeiramente será transportada para um reservatório localizado geralmente próximo da estação de tratamento 7 Depois a água é bombeada do reservatório grande para reservatórios menores Os Reservatórios menores são distribuídos para diversas localizações da região e são chamados comumente de reservatórios de bairros 8 Dos reservatórios de bairro a água tratada será levada para as tubulações robustas maiores denominadas de adutoras 9 E por fim a água será encaminhada das adutoras para as redes de distribuição posteriormente para o resto da cidade e finalmente para as casas da população Observe a figura 41 nela você encontrará todas as etapas citadas desde a captação até a chegada da água nas residências Fonte FUNASA 2006 Figura 41 sistema de abastecimento de água em centro urbano 73 42 Fatores que influenciam no consumo de água estimativa de demandas Para o correto funcionamento de um sistema urbano de abastecimento de água um item é fundamental o sistema deve suprir todas as demandas da população que será atendida Para que as demandas de água sejam atendidas é necessário avaliar alguns componentes do sistema como culturalmente qual a quantidade de água que aquela população irá consumir a quantidade de água disponível pelo manancial abastecedor a renda da população e até o desenvolvimento da região Uma população que reside em uma área com menor acesso a água e menos renda per capita terá consumos de água diferentes de uma população que possui mais água e mais renda disponível Contudo a Organização Mundial de Saúde WHO 2017 sugere no mínimo 50 L diapessoa para que uma pessoa consiga as condições mínimas de higiene e saúde pública para uma região que possua acesso intermediário a recursos hídricos Além dos fatores culturais citados as demandas de água variam de acordo com a atividade para qual a água será destinada que podem ser doméstico comunitário comercial industrial e de combate à incêndios Onde dentro das atividades temos os usos Uso doméstico higiene pessoal consumo e cozimento de alimentos Uso comunitário irrigação de vegetação em locais públicos banheiros públicos limpeza de locais públicos Uso comercial usos diversos em lojas hotéis restaurantes Uso industrial usos diversos em processos industriais limpeza banheiro de funcionários Combate à incêndios reserva de emergência para combate a incêndio Para a estimativa de consumo de uma população temos que levar em consideração ainda o tamanho da região que será atendida o clima consumo ao longo do dia prever o crescimento populacional de 20 a 50 anos e prever as perdas que possam existir por vazamentos ao longo da rede Por exemplo o consumo de água per capita varia de 100 Lpessoadia para uma população de 2000 pessoas de 250 Lpessoadia 74 para uma população de 200000 pessoas HELLER 2010 E assim o consumo pode ser calculado através da demanda média vezes o número de pessoas atendidas aproximadamente Contudo para a realização de um cálculo mais preciso devemos levar em consideração o tipo de captação realizada no manancial abastecedor Em termos de manancial abastecedor superficial a captação ou adução da água pode ocorrer de 3 formas A primeira delas é a ocorrência de um sistema de captação contínua extração contínua de uma represa reservação de água em uma represa a segunda delas é um sistema de extração contínua em curso dágua sem reservação de água sem represa e a terceira delas é com extração seletiva descontínua com reservação com represa De forma que o cálculo das 3 formas é realizado por a Em sistema de extração contínua com a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑃 𝑞 86400 b Em sistema de extração contínua sem a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑘2 𝑃 𝑞 86400 c Em sistema de extração seletiva com a presença de reservatório 𝑄𝑐𝑎𝑝 𝑘1 𝑃 𝑞 𝑛 3600 Onde Q Vazão média anual medida em Ls P População abastecida medida em número de habitantes hab q Consumo diário por pessoa medido em Lhabdia k1 Coeficiente adimensional do dia de maior consumo de água 75 k2 Coeficiente adimensional da hora de maior consumo de água n Número de horas de funcionamento Quando há a possibilidade de realizar a extração contínua sem reservação ou seja adução da água diretamente dos cursos dágua em extração contínua sem a necessidade de reservar a água em um manancial superficial com boa qualidade essa deverá ser escolhida como sistema de adução Contudo nem sempre há a possibilidade de realizar a extração contínua seja pela disponibilidade ou pela quantidade Nesse caso deverá ser adotado o sistema de adução por extração seletiva 43 Reservatórios No Brasil é muito comum a presença de um reservatório dentro das residências da população Esse reservatório é denominado popularmente de caixa dágua e é adotado nos domicílios brasileiros por uma questão cultural como uma maneira de manter a água disponível caso haja interrupção de água proveniente da concessionária Por isso é importante frisar que as concessionárias brasileiras não possuem qualquer responsabilidade sobre a qualidade da água que fica armazenada nos reservatórios domiciliares caixas dágua ou seja a concessionária deve manter o padrão de potabilidade da água até o momento que essa água entra nas residências no hidrômetro que fica localizado na entrada das casas brasileiras Do hidrômetro para dentro da residência a qualidade da água é de responsabilidade do consumidor Voltando ao nosso sistema urbano de abastecimento de água você já aprendeu como ocorre a escolha do manancial e como calculamos as demandas de água de uma população Após essas etapas a próxima é o tratamento de água na ETA e em seguida há a etapa de reservação da água tratada em grandes reservatórios diferentes dos reservatórios domiciliares Antes de adentrarmos aos grandes reservatórios e suas finalidades na saída da ETA há uma série de tubulações e bombas responsáveis pelo transporte da água tratada até a altitude do reservatório A esse conjunto de tubulações e bombas que farão esse 76 transporte chamamos de estação elevatória As estações elevatórias em linhas gerais são responsáveis pelo transporte de água em grandes distâncias De modo que também podem ser instaladas para a realização do transporte das águas brutas até a ETA caso a adução da água bruta seja feita em um ponto muito distante As estações elevatórias também podem ser utilizadas para bombeamento de esgoto Os grandes reservatórios possuem diversas finalidades além de somente armazenar a água tratada Eles são construídos em locais de maior altitude ou em reservatórios elevados figura 42 para que a distribuição da água seja realizada com a pressão necessária ajudada pela força da gravidade Além de reservar a água tratada e manter a pressão na rede de acordo com as necessidades da região a ser atendida os reservatórios possuem a finalidade de regularização da vazão de água que será disponibilizada para a população possuindo a finalidade de manter a reserva de incêndios FonteADVTPRobson 90 Via Shutterstock Figura 42 Exemplo de reservatório em cota mais alta A que a cidade que irá abastecer e um exemplo de reservatório elevado B A construção do reservatório leva em consideração alguns pontos como por exemplo a sua posição em relação a rede de distribuição e pode ser construído em duas 77 localizações distintas Em relação a isso pode ser a montante da rede de distribuição ou a jusante da rede de distribuição antes ou depois da rede de distribuição No Brasil o modelo mais comum é a construção do reservatório a montante da rede de distribuição como você pode observar na figura 41 Esse modelo possui como vantagem a manutenção das vazões e pressões da água constantes Nos modelos que possuem a construção do reservatório a jusante da rede de distribuição o que ocorre é que o excedente de água que passou pela rede de distribuição será armazenado ao final do sistema Nesse modelo não há a necessidade de grandes diferenças de altitudes entre o reservatório e a rede de distribuição Os reservatórios também podem ser construídos de diversos formatos modelos e utilizando diversos materiais A forma do reservatório geralmente é circular ou retangular o que mudará a fórmula cálculo do volume do reservatório Se observa que para reservatórios elevados usualmente o formato circular é o mais utilizado Se os reservatórios forem enterrados ou semienterrados formatos retangulares são mais utilizados A maioria dos grandes reservatórios são construídos utilizando concreto armado como matériaprima Contudo para tamanhos de reservatórios menores já encontramos no mercado a fibra de vidro como matériaprima Em relação ao terreno que será construído ele pode ser elevado figura 42 enterrado semienterrado apoiado e standpipe figura 43 O formato do reservatório será escolhido de acordo a altitude do terreno em relação a rede de distribuição com o objetivo de manter a vazão e pressão necessárias para abastecimento da região 78 Fonte HELLER 2010 p 585 Figura 43 tipos de reservatórios em relação ao terreno no qual ele será construído 44 Cálculo da capacidade dos grandes reservatórios Caro aluno a os cálculos da capacidade dos grandes reservatórios aqueles que fazem parte dos sistemas urbanos de abastecimento de água possuem um passo a passo de cálculo que envolvem gráficos ábacos e diversas variáveis Por isso apresentaremos neste item um resumo de como ocorre esse dimensionamento Caso seja necessário na sua vida profissional recomendo o aprofundamento deste assunto com a inclusão do passo a passo completo de dimensionamento Assim o cálculo do reservatório ou reservatórios em si deverá incluir o somatório de todos os seus volumes úteis caso seja mais de um ao longo de todo o sistema urbano de abastecimento de água Dentro desse cálculo deverá ser previsto também a água excedente que foi produzida na ETA mas não foi utilizada e ainda a reserva para emergências e incêndio Contudo o cálculo do volume do s reservatório s não deve ser superdimensionado ou seja não é economicamente viável termos um volume total muito maior do que a demanda daquela população Nesse contexto temos duas maneiras de calcular o volume do reservatório Uma delas e a que vamos aqui tratar leva em consideração a curva de consumo de água da região incluída para a realização dos cálculos essa curva 79 nos dará com precisão o comportamento do consumo da água daquela região ao longo de um dia De forma que nesse método o volume do reservatório terá como base a análise da curva observando o intervalo de tempo em que há o maior consumo e o volume do reservatório é igual a no mínimo o mesmo volume excedente de produção Fonte HELLER 2010 p 595 Figura 44 Curva de consumo de uma população X ao longo de 24 horas Como você pode imaginar o engenheiro civil pode atuar também como projetista de um sistema de abastecimento urbano de água por esse motino veja a seguir um exemplo de dimensionamento envolvendo a demanda de água de uma população e o volume do reservatório Exemplo Qual seria o volume do reservatório de uma população de 200000 habitantes cujo consumo per capita é de 250 Lhabdia com o coeficiente do dia de maior consumo igual a 12 para um reservatório do tipo apoiado com abastecimento por um manancial abastecedor composto por uma adutora de recalque e extração contínua com a presença de reservatório Considere o Qcap representando também a vazão do dia de maior consumo 80 Observação para esse caso consideramos o volume do reservatório igual a um terço do volume que foi aduzido no dia de maior vazão Primeiro passo cálculo da vazão de projeto Levar em consideração no cálculo a extração contínua com adutora de recalque e presença de reservatório De forma que o Qcap será 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝒌𝟏 𝒙 𝑷 𝒙 𝑸 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝟏 𝟐 𝒙 𝟐𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒙 𝟐𝟓𝟎 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝑸 𝒄𝒂𝒑 𝟔𝟗𝟒 𝟒𝟓 𝐋𝐬 Segundo passo como dito no corpo do exemplo o Qcap representará também a vazão do dia de maior consumo da população E na observação sabemos que o volume do reservatório será um terço do captado Então 𝑽 𝟏 𝟑 𝑸𝒄𝒂𝒑 𝒙 𝟖𝟔 𝟒𝟎𝟎 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝑳 𝟐𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒎³ 45 Redes de distribuição Após a reservação a última etapa do sistema de abastecimento urbano de água são as redes de distribuição São as redes de distribuição que levam a água do reservatório até as residências das pessoas em uma série de tubulações e conexões que ficam no subsolo Chamamos de redes toda essa configuração de tubulações que funcionam de forma interligada De acordo como foi construído as redes de distribuição possuem algumas classificações de acordo com o seu traçado a posição do reservatório qualidade da água distribuída zona de pressão e do condutor distribuidor Observe o quadro a seguir 81 Quadro 41 Tipos e características das redes de distribuição Fonte elaborado pela autora Mas o que o quadro 41 significa O traçado da rede de distribuição que pode ser ramificada malhada ou mista figura 45 será o caminho o formato ou desenho cuja tubulação irá percorrer Usualmente as chamadas redes ramificadas são construídas em pequenas cidades ou regiões pois possuem como principal característica a presença de um conduto principal seguida de condutos secundários formato conhecido como espinha de peixe Já as redes malhadas são construídas em regiões urbanas maiores ou grandes centros urbanos com seus condutos possuindo formato de malhas Traçado Ramificada Malhada Mista Posição do Reservatório Montante Jusante Sem reservatório Qualidade da água distribuída Simples Dupla Zona de pressão Únicas Múltiplas Condutor distribuidor Único Auxiliares Laterais 82 Fonte Surco et al 2015 Figura 45 Tipos de redes de distribuição onde o R da figura representa o reservatório Já em relação a presença do reservatório podemos classificar a rede de distribuição à montante do reservatório rede de distribuição à jusante do reservatório ou ainda a construção de dois reservatórios ou seja um reservatório à montante e outro reservatório à jusante das redes Em outros países é comum a ausência de reservatórios ou seja sistemas urbanos de abastecimento de água sem a utilização de reservatórios geralmente adotados em países desenvolvidos que possuem grande estabilidade no seu sistema de abastecimento por isso não há a necessidade de reservatório Em alguns países ou cidades mais desenvolvidas também podemos observar a construção de duas redes de distribuição simultâneas construído lado a lado A segunda rede de distribuição construída tem como objetivo transportar água não potável ou seja há a primeira rede transportando água potável e há a segunda rede transportando água não potável fins não potáveis Assim quando temos a construção de apenas uma rede de distribuição as chamamos de redes simples quando temos duas redes de distribuição as chamamos de redes duplas As redes simples fazem o transporte de apenas de água potável enquanto as redes duplas fazem o transporte de água potável e água não potável As chamadas zonas de pressão são áreas que as redes de distribuição irão suprir onde será verificado todos os limites de pressões é a parte da rede de distribuição responsável pela manutenção da pressão nos limites estabelecidos em projeto As zonas de pressão garantem que haverá abastecimento naquela área Elas podem ser do tipo zona única regiões mais planas ou zona múltipla regiões com grandes variações de altitude 83 As redes de distribuição são compostas de tubulações que irão transportar a água E essas tubulações também chamadas de condutor distribuidor podem ser únicas auxiliares ou laterais Os distribuidores auxiliares são as tubulações que contêm um condutor principal diâmetro de 400 mm no mínimo Já os chamados condutores laterais são construídos em vias que possuem largura acima de 18 m tráfego intenso 46 Dimensionamento das Redes de Distribuição A norma técnica responsável pelo projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público no nosso país é a NBR 122182017 ABNT 2017 É nela que encontramos a indicação dos elementos básicos para a realização do dimensionamento das redes de distribuição que resumidamente são um estudo de concepção do sistema de abastecimento conforme NBR 12211 projetos de outras partes do sistema de abastecimento levantamento planialtimétrico da área do projeto e o plano de urbanização e legislação do uso do solo NBR 122182017 ABNT 2017 O dimensionamento de uma rede de distribuição é feito através de uma série de cálculos e simulações pois deve ser feita a verificação de pressão vazão velocidade da água linha piezométrica em todos os pontos da rede por isso não é um cálculo simples De forma que nos dias atuais o dimensionamento de uma rede de distribuição de água é feito cada vez mais através de softwares específicos para isso Antigamente quando não havia computadores ou softwares disponíveis o dimensionamento das redes era feito à mão Os métodos foram sendo desenvolvidos de acordo com o tipo de rede a ser traçada ou seja há métodos de dimensionamento que se aplicam melhor às redes malhadas e outros métodos mais indicados para as redes ramificadas Como exemplo de método de dimensionamento podemos citar os métodos Nodal com Convergência por Iteração de Pressões Nodal com Convergência método NewtonRaphson seccionamento fictício HardyCross com Iterações de Vazões indicado para redes malhadas trecho a trecho etc Na NBR 122182017 ABNT 2017 há diversas outras recomendações uma delas é a de que a velocidade mínima nos condutores seja de 06 ms e sua velocidade máxima 84 seja 35 ms Mas se o diâmetro do condutor principal for acima de 300 mm é recomendado a instalação de outro condutor chamado de conduto secundário com 50 mm de diâmetro mínimo Para verificar se as redes funcionarão nos métodos interativos devemos garantir 01 Ls de vazão residual máxima com 05 kPa de carga piezométrica Além dessas ainda temos que nos atentar que as zonas de pressão devem possuir limites de pressão de 15 a 50 mca as válvulas de fechamento de trechos devem ser instaladas através de uma válvula de fechamento Por exemplo é necessário a presença de uma válvula de fechamento para trechos três ou mais que possuam um nó Chamamos de nós os pontos das redes de distribuição no qual há o consumo de água propriamente dito podendo ser também pontos de ligação de diversos trechos Nos trechos as válvulas de descarga deverão possuir diâmetros iguais máximo 100 mm de diâmetro Dimensionamento de Rede ramificada Como você pode imaginar o dimensionamento completo de uma rede de distribuição não é um processo simples De forma que recomendamos o aprofundamento desse assunto caso no futuro você atue nessa área Contudo veja a seguir como realizar o dimensionamento de uma rede pequena e simples utilizando o método trecho a trecho para uma rede de distribuição do tipo ramificada pequena Esse método de dimensionamento trecho a trecho possui alguns limites de utilização sendo aplicado para uma área máxima de 20000 m² com indicação de aplicação apenas para pequenas comunidades O dimensionamento das redes ramificadas é mais simples do que o das redes malhadas pois nós conseguimos prever o sentido percorrido pela água dessa forma podemos antecipar também que as vazões vão sendo acumuladas ao longo do caminho percorrido do fim para o inicio E para a técnica trecho a trecho é considerado um consumo uniforme ao longo da rede Sendo assim é aplicada a formula HazenWilliams para cálculo da vazão velocidade máxima e perda de carga por trecho Observe como é feito o passo a passo de cálculo no dimensionamento trecho a trecho 85 a Cálculo da vazão total de distribuição Qd 𝑄𝑑 𝑃 𝑞 𝑘1 𝑘286400 Onde Qd Vazão total de distribuição em Ls P número de habitantes hab q consumo diário por pessoa medido em L habdia k1 coeficiente do dia de maior consumo de água adimensional k2 coeficiente da hora de maior consumo de água adimensional b Comprimento da rede ou comprimento total L Somatório em metros de todos os comprimentos arruamentos da rede de distribuição incluindo principais e secundários Lembrese no trecho inicial não há distribuição por isso esse primeiro trecho não é contabilizado c Vazão de distribuição vazão específica de distribuição Qm 𝑞𝑚 𝑃 𝑞 𝑘1 𝑘2 86400 𝐿 Onde qm vazão específica de distribuição em Ls P número de habitantes hab q consumo diário por pessoa medido em Lhabdia k1 coeficiente do dia de maior consumo de água adimensional k2 coeficiente da hora de maior consumo de água adimensional L comprimento da rede em m 86 d Vazão no s trecho s Para o cálculo da vazão em um trecho devemos enumerar todos os trechos no sentido do fim para o início da rede de distribuição Lembrando que o inicio da rede nesse caso será onde está localizado o reservatório A vazão Qj total dos trechos será a soma de cada trecho Qt e será calculada a multiplicação da vazão específica item c vezes o comprimento daquele trecho item d Por fim calculamos a vazão média que será igual ao Qj mais o Qt dividido por dois conforme as fórmulas a seguir 𝑸𝒕 𝒒𝒎 𝑳 𝑸𝒋 𝚺 𝑸𝒕 𝑸𝒎é𝒅𝒊𝒐 𝑸𝒋 𝑸𝒕𝟐 e Dimensionamento do condutor O dimensionamento do trecho será determinado através de uma tabela que indicará o diâmetro da tubulação daquele trecho conforme a tabela 41 que possui uma comparação entre a vazão média do trecho a velocidade a perda de carga diâmetro recomendado entre outros Tabela 41 Limites de velocidade perda de carga e vazão para tubulações em redes de distribuição D mm Velocidade Máxima ms Vazão Máxima Ls Perda de carga unitária em m100m C130 Q Q2 50 070 14 149 041 75 090 40 144 039 100 100 79 125 034 150 100 177 077 021 87 200 110 35 065 018 250 110 54 050 014 300 120 85 048 013 350 130 125 046 013 400 140 176 045 013 Fonte Azevedo Netto et al 1998 p 493 apud Heller 2010 p 636 adaptado Dimensionamento de Rede Malhada O dimensionamento de redes de distribuição do tipo Malhada é mais difícil de ser calculado que as redes Ramificadas Inclusive uma das técnicas de dimensionamento utilizada para as redes malhadas é o seccionamento fictício que essencialmente transformará as redes malhadas em diversas redes ramificadas Desse modo o cálculo será simplificado Contudo o seccionamento fictício só pode ser utilizado para uma população de até 5000 habitantes Além disso esse método não pode ser utilizado caso a rede seja do tipo mista De forma que é importante frisar mais uma vez caso seja necessário em sua vida profissional utilize um software apropriado para o tamanho da rede de distribuição a ser dimensionada recomendamos também que você aprofunde o assunto e escolha um método apropriado 47 Sistemas de coleta de esgoto Você aprendeu como funciona o sistema de abastecimento de água desde a sua captação até o momento em que a água entra na casa das pessoas através das redes de distribuição Após a chegada da água nas residências ou outra atividade há o uso da água de diversas maneiras e assim ela se tornará não potável O sistema que irá coletar a água utilizada ou seja as águas não potáveis nas residências das pessoas e a levará para sua destinação final é chamado de sistemas de esgotamento sanitário Os sistemas de esgotamento sanitário são compostos de uma 88 série de tubulações construções equipamentos estação de tratamento de esgoto ETE e destinação final O sistema de esgotamento sanitário começa a partir da coleta de águas não potáveis no caso esgoto dos pontos de consumo No consumo residencial o aproveitamento pode ser diverso em banhos cozimento de alimentos bacias sanitárias pias e torneiras em geral Os esgotos domésticos são aqueles provenientes das residências da população Já os esgotos provenientes de indústrias são chamados de esgotos industriais As características do esgoto mudam de acordo com a classificação do esgoto e seus parâmetros de qualidade da água também mudam Por exemplo as atividades industriais são muito diferentes entre si de forma que também produzirão esgotos industriais totalmente diferentes Imagine um esgoto produzido por uma indústria de curtume e um esgoto produzido por uma indústria da têxtil além dos parâmetros da qualidade da água mudarem bastante a quantidade de esgoto industrial produzida também será diferente Por esse motivo é importantíssimo que as indústrias em geral consigam tratar seu próprio esgoto antes de o lançarem na rede de coleta e que elas sejam estimuladas a realizar esse tratamento Além disso as etapas de tratamento de esgoto de uma estação de tratamento de esgoto ETE são escolhidas de acordo com os parâmetros de qualidade da água Dessa forma os parâmetros do esgoto doméstico são diferentes dos parâmetros do esgoto industrial Mas você sabe qual a nomenclatura utilizada para se referir ao esgoto produzido por uma população Os esgotos brutos são os esgotos que ainda não foram tratados ou seja é o esgoto doméstico ou industrial que ainda não chegou às ETEs A ETE é a estação de tratamento onde o esgoto bruto passará por uma série de etapas de tratamento de forma análoga à estação de tratamento de água em etapas específicas para o seu tratamento É dever do tratamento de esgoto deixar o esgoto agora denominado de esgoto tratado ou efluente tratado com todos os parâmetros de qualidade da água dentro dos padrões estabelecidos por lei 89 Vale salientar que os efluentes tratados devem ser lançados em corpos receptores de forma a não alterar a qualidade daquele corpo receptor Ou seja se o corpo receptor for classificado como Classe 2 por exemplo o efluente que for lançado ali não pode alterar sua classificação tampouco sua qualidade Voltando ao sistema de esgotamento sanitário nele o esgoto irá percorrer o caminho da residência da população até o corpo receptor conforme figura a seguir Fonte Sabesp 2021 Figura 46 Sistema de esgotamento sanitário em uma comunidade Analisando a figura 46 vemos que o esgoto bruto sai da residência da população e é coletado através de uma tubulação chamada de ligação domiciliar Da ligação domiciliar o esgoto passa para a rede coletora e para o coletortronco em tubulações cada vez mais robustas Logo depois o esgoto passa para a tubulação interceptora antes de entrar na ETE Por fim o efluente tratado na ETE é despejado no corpo receptor com os prérequisitos já mencionados Os sistemas de esgotamento sanitário assim como os sistemas de abastecimento urbano de água são construídos aproveitando a força da gravidade no transporte dos 90 dejetos Contudo quando não é possível a utilização da força da gravidade são instaladas as estações elevatórias com o objetivo de vencer a altitude bombeando o esgoto bruto Conclusão Caro aluno a Nesse bloco você aprendeu como funciona todo o sistema de abastecimento urbano de água potável desde a captação passando por parâmetros de dimensionamento dos grandes reservatórios até as redes de distribuição que são as responsáveis por levar as águas potáveis até a sua residência Além disso você também aprendeu como calcular uma pequena rede de distribuição Nós finalizamos esse bloco aprendendo como funciona o sistema de esgotamento sanitário No próximo bloco iremos adentrar nos tratamentos de água e esgoto separadamente vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12211 Estudo de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água Procedimento Rio de Janeiro 1992 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12218 Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público Procedimento Rio de Janeiro 2017 BRASIL FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE Manual de saneamento 3 ed rev Brasília Fundação Nacional de Saúde 2006 408 p ISBN 8573460458 HELLER L LUCIO V Abastecimento de água para consumo humano Léo Heller Valter Lúcio A118 de Pádua organizadores 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 SABESP Coleta de Esgotos 2021 Disponível em httpsitesabespcombrUserFilesredesgdejpg Acesso em 20 dez 2021 91 SURCO D F VECCHI T PB RAVAGNANI M A S S Otimização de um sistema de rede de distribuição de água usando técnicas de programação nãolinear com solvers tipo dnlp Paraná 2015 WORLD HEALTH ORGANIZATION WHO Guidelines for drinkingwater quality fourth edition incorporating the first addendum Geneva World Health Organization 2017 Licence CC BYNCSA 30 IGO REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 15538 Medidores de água potável Ensaios para avaliação de eficiência Rio de Janeiro 2014 AWWA 2003 Relatório Applying Worldwide BMPs in Water Loss Control Journal AWWA Agosto 2003 AWWA Water Loss Control Committee BENTLEY Water Distribution Modeling and Management 2017 Disponível em httpsimsbentleycom Acesso em 5 de jan 2022 BERARDI Luigi et alet al Leakage Management Planning Remote Real Time Controlled Pressure Reduction in Oppegard Municipality Procedia Engineering sl v 119 p72 81 2015 Elsevier BV BEZERRA S T M SILVA S A GOMES H P Controle automático de pressão em sistemas de distribuição de água In GOMES Heber Pimentel SISTEMAS DE SANEAMENTO Eficiência Energética João Pessoa Universitária 2010 p 1366 BRASIL LEI Nº 12334 DE 20 DE SETEMBRO DE 2010 Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art 35 da Lei no 9433 de 8 de janeiro de 1997 e do art 4o da Lei no 9984 de 17 de julho de 2000 BRASIL MINISTÉRIO DA SAÚDE Portaria GMMS nº 888 de 4 de maio de 2021 Altera o Anexo XX da Portaria de Consolidação GMMS nº 5 de 28 de setembro de 2017 92 para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade 29 p Disponível em httpswwwingovbrwebdouportariagmmsn888de4demaiode2021 318461562 PDF Acesso em 20 de dez 2021 GUIMARÃES A J A CARVALHO D F de SILVA L D B da Saneamento Básico Apostila Disponível em httpwwwufrrjbrinstitutositdengleonardodownloadsAPOSTILAApostila20IT 20179Cap20420parte203pdf Acesso em 05 dez 2021 SHAMMAS N K WANG L K Abastecimento de água e remoção de resíduos Tradução Luiz Claudio de Queiroz Faria 3 ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2018 il 28 cm p 471486 TSUTIYA MT Abastecimento de Água 3ª Edição Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo São Paulo 2006 93 5 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO Apresentação Caro aluno você já aprendeu alguns conceitos muito importantes dentro do saneamento você aprendeu como se comportam os meios atmosféricos e aquáticos as causas e efeitos da poluição aquática já aprendeu como são escolhidos os mananciais abastecedores de uma população como proteger esses mananciais como funcionam os sistemas urbanos de abastecimento de água e coleta de esgoto entre outros Neste bloco você aprenderá todas as etapas que ocorrem dentro de uma ETA e uma ETE ou seja como ocorre o tratamento da água para abastecimento e do esgoto produzido por uma população Você sabia que as etapas de tratamento da água são diferentes das etapas de tratamento dos esgotos Pois é você aprenderá sobre isso neste bloco Como sugestão indico que você revise os conceitos de parâmetros de qualidade da água já explanados no bloco 2 pois eles serão importantes para a compreensão dos tratamentos Bons estudos 51 Estações de Tratamento de Água ETA Caro aluno antes de adentrarmos nas estações de tratamento de água vamos relembrar um conceito importante As águas que as concessionárias transportam para a residência da população é por lei uma água potável A água que é considerada potável é aquela que está apta ao consumo humano beber cozinhar tomar banho etc e dentro dos padrões de potabilidade estabelecido pelas autoridades em leis e portarias Lembrese também que as concessionárias têm a obrigação de entregar uma água potável até a entrada da residência Para chegar até a casa da população a água bruta captada em um manancial abastecedor para ser chamada de água potável passa por uma série de etapas dentro da ETA As estações de tratamento de água possuem essencialmente um objetivo tornar a água bruta apta ao consumo humano Para sabermos se a água está 94 dentro dos padrões de potabilidade são feitos diversos testes e verificados todos os parâmetros de qualidade de água Vale lembrar também que quanto melhor a qualidade da água captada no manancial mais simples será o tratamento dentro da ETA Contudo se for necessário captar uma água de qualidade inferior para abastecimento atualmente há tratamentos cada vez mais avançados sendo capazes de tratar qualquer água independentemente de sua qualidade Mas como você deve imaginar as águas de qualidade superior que demandam um tratamento mais simples terão um custo de tratamento mais baixo do que as águas que precisarão de tratamentos mais sofisticados Por esse motivo é sempre preferível que a água com melhor qualidade sempre seja o manancial abastecedor de uma região Outro fator que devemos analisar na escolha das etapas de tratamento de uma ETA é a disponibilidade de tecnologia daquela região Por exemplo não devemos implantar tratamentos sofisticados em regiões onde não há tecnologias avançadas ou fácil manutenção disponível O que torna um tratamento com maior custo são os equipamentos instalados os produtos que serão utilizados e a frequência e operações da manutenção Frequentemente são observadas nas estações de tratamento de água uma série de etapas que funcionam em cadeia Essas etapas devem ser instaladas de forma sequencial para que o tratamento funcione de forma correta Além disso os produtos químicos que serão utilizados nas ETAs devem ser adicionados à água na quantidade correta précalculada no projeto da estação e no momento correto do tratamento Veja na figura 51 uma fotografia aérea de uma Estação de Tratamento de Água onde podemos observar essas etapas de tratamento de forma clara Você aprenderá todas elas no próximo item 95 Fonte Chekart Via Shutterstock Figura 51 Estação de Tratamento de Água em fotografia aérea A partir da figura 51 podemos observar as etapas de coagulação decantação filtração casa de bombas e casa de químicos Mas você sabe quais são os principais produtos químicos utilizados nas estações de tratamento de água Os produtos químicos utilizados nas ETAs são classificados em 3 tipos básicos coagulantes alcalinizantes oxidantes ou desinfetantes caso seja adotado no processo uma desinfecção por agente químico Todos os produtos químicos devem ser cuidadosamente manuseados por um funcionário da ETA operador designado especificamente para essa função Dentro de cada grupo nós temos produtos específicos a Coagulante sais de ferro sais de alumínio como o próprio sulfato de alumínio muito utilizado nos processos b Alcalinizantes cales e hidróxidos de sódio c Oxidante ou desinfetante cloros ozônios peróxidos de hidrogênio 52 Etapas de tratamento de uma ETA As estações de tratamento de água possuem algumas etapas básicas de tratamento denominadas prétratamento coagulação floculação decantação flotação filtração desinfecção correção de pH e fluoretação Essas etapas são instaladas de forma 96 sequencial de acordo com a qualidade da água bruta Veja a seguir a definição de cada uma dessas etapas 1 Prétratamento Chamamos de prétratamento a primeira etapa da ETA que consiste na separação de objetos grosseiros que por ventura tenham sido captados no manancial juntamente com as águas brutas onde estão incluídos folhas galhos de árvores e areias em geral Esses objetos grosseiros são retirados no prétratamento a partir da ação de grades e peneiras próprias para esse uso Dentro do prétratamento temos ainda a presença de uma caixa de areia própria para a retirada da areia que irá sedimentar na caixa e de uma calha Parshall responsável pela medição da vazão que está chegando na ETA No prétratamento nós realizamos uma medição do pH turbidez e cor da água bruta para o monitoramento dos parâmetros de qualidade Se necessário no pré tratamento é adicionado à água um alcalinizante para correção do pH 2 Coagulação Após o prétratamento a água será transportada para a etapa de Coagulação A coagulação é realizada em um tanque específico com a adição dos coagulantes produto químico A adição do coagulante na água bruta tem o objetivo de formar flocos pesados juntamente com os contaminantes que queremos retirar da água bruta para que possam ser recolhidos nas próximas etapas do tratamento Para que haja a formação dos flocos pelos coagulantes a água bruta deve estar com o pH corrigido na faixa recomendada pelo fabricante do coagulante geralmente é um pH de neutro a básico Na coagulação há o choque dos coagulantes com as partículas que estão na água Onde uma partícula que pode estar dissolvida na água bruta irá se juntar com outra partícula grudando uma na outra pela ação do coagulante através de reações químicas Para que haja a formação de partículas maiores além dos coagulantes que serão adicionados ao tanque de coagulação é necessário que a água seja agitada Por isso muitas vezes o tanque de coagulação é também o tanque de mistura rápida 97 câmara de mistura rápida e nesse tanque é provocada uma turbulência na água para que haja a sua mistura com os coagulantes e as partículas dissolvidas se choquem umas contra as outras Além disso podemos inserir ar na câmara de mistura rápida em um processo chamado de Aeração Mecânica A aeração pode ser feita através da construção de um artificio denominado de ressalto hidráulico ou pela instalação de aeradores e compressores mecânicos próprios para esse fim 3 Floculação Com adição do coagulante no tanque de mistura rápida na etapa de coagulação a próxima etapa do tratamento de água é a Floculação Nela haverá a formação dos flocos em um tanque de floculação ou câmara de mistura lenta A água também será misturada para que as partículas se choquem e formem flocos maiores e pesados Para isso há uma agitação mecânica com velocidade controlada já que se houver uma agitação rápida os flocos formados podem se quebrar devido a movimentação descontrolada acima do previsto 4 Sedimentação e Flotação Nesse momento dentro da ETA os flocos pesados já estão formados Sendo assim a próxima etapa do tratamento chamada de Sedimentação ou Decantação e Flotação consiste em retirálos Em saneamento chamamos de sedimentação o processo de afundamento dos flocos formados na floculação O floco que é formado na etapa anterior é pesado ou seja mais denso que a água E por ação da gravidade ele vai afundar e se depositar no fundo do reservatório que no caso será o decantador Ao se acumular no fundo do decantador os flocos decantados serão retirados facilmente pela ação de raspadores Há diversos modelos de decantadores e raspadores mecânicos disponíveis no mercado Já o processo de flotação é a retirada de flocos leves Ou seja no processo de floculação também há a formação de flocos mas esses irão flutuar por possuir 98 densidade menor que a água A formação de flocos leves não é o objetivo da floculação e ocorre em menor quantidade que os flocos pesados Esse fenômeno muitas vezes acontece pela adição de bolhas de ar aos flocos que o fazem flutuarem na água podendo até formar espumas em alguns casos Na flotação os flocos leves são retirados pela borda do reservatório 5 Filtração Após a retirada dos flocos formados nas etapas anteriores a filtração é a etapa seguinte do tratamento Você pode imaginar que a nossa água já está livre de contaminantes contudo a resposta é que ainda não Na filtração serão retirados materiais particulados pequenos que ainda estão presentes na água e algum floco formado que não foi retirado na decantação A filtração é realizada através de filtros formados por camadas de materiais granulares distintos em diferentes faixas granulométricas Assim as camadas dos filtros são construídas por pedras pedregulhos areia grossa e areia fina em faixas granulométricas Dessa forma a água vai passando por esse material granular e as partículas que desejamos retirar vão ficando presas A filtração possui diversos tipos de acordo com suas características Em relação ao fluxo por exemplo pode ocorrer de duas formas básicas que são ascendente ou descendente A filtração do tipo descendente ocorre com o fluxo de água passando de cima para baixo enquanto a filtração ascendente ocorre com o fluxo de baixo para cima Além dessa classificação os filtros podem ser classificados de acordo com sua taxa de filtração em lentos ou rápidos Os filtros lentos possuem taxas de filtração velocidade de filtração de 3 a 6 m³ de água tratada por m² de filtro por dia m³m² dia Já a filtração rápida ocorre com taxas de filtração de 150 a 300 m³m² dia Para Heller 2010 os filtros lentos possuem a capacidade de tratar pequenas vazões ou grandes áreas de filtro para serem implantados já os filtros rápidos são capazes de tratar grandes volumes de água Ao longo de sua operação os filtros vão acumulando sujeiras em sua estrutura interna de forma que periodicamente é necessário laválos Para que a limpeza seja feita é 99 separada uma pequena parte da água tratada específica para esse fim chamada de água de retrolavagem dos filtros E assim a água de retrolavagem é aplicada em fluxo contrário ao funcionamento normal daquele filtro onde as sujeiras que estão acumuladas são desprendidas e descartadas Membranas Filtrantes Há disponível no mercado atualmente uma tecnologia avançada de tratamento denominada de membranas filtrantes ou filtração por membrana A membrana filtrante é uma barreira física composta por uma membrana sintética que contém nitrato de celulose acetato de celulose éster de celulose mista entre outros A filtração por membranas é um tratamento de água avançado pois esse processo consegue retirar todos os contaminantes da água inclusive alguns íons deixando passar somente as moléculas de água Dessa forma as membranas conseguem tratar as águas com as piores qualidades deixando apta ao consumo humano Esse é um dos tratamentos utilizados para a dessalinização de água salgada ou salobra A filtração por membrana é dividida em microfiltração ultrafiltração nanofiltração osmose reversa eletrodiálise eletrodiálise reversa e pervaporação de acordo com a porosidade abertura de sua membrana Os tratamentos de água que utilizam membranas filtrantes possuem um custo muito maior que os tratamentos por filtração convencional 6 Desinfecção Após a filtração seja por filtração convencional ou por membranas para garantirmos que a água está livre dos patogênicos a próxima etapa de tratamento é a Desinfecção Ou seja é nessa etapa que garantimos que a água estará apta ao consumo humano até chegar em sua casa Assim é comum a adição de uma quantidade de desinfetante adicional para manter essa potabilidade da água ao longo de todo o sistema de abastecimento urbano 100 Dessa forma conceitualmente a desinfecção é a esterilização da água deixandoa livre dos patogênicos que podem ser vírus bactéria protozoários ou vermes Essa etapa poderá ser realizada utilizando diversas técnicas veja algumas dela a seguir Produtos à base de Cloro quando utilizamos produtos à base de cloro na desinfecção é comum chamarmos essa etapa de Cloração Esse método de desinfecção é o mais utilizado nas ETAs brasileiras Temos no mercado diversos produtos à base de cloro para ser utilizado na cloração hipoclorito de sódio dióxido de cloro ou cloro gás Para ser eficaz como alvejante o cloro precisa de ser dosado corretamente com uma concentração précalculada no tempo que fica em contato com a água para agir tempo de contato Ozônio o ozônio é um gás de composição O3 A ozonização é o processo de desinfecção no qual é utilizado o gás ozônio Por seu poder oxidante o ozônio é adicionado na água e sua reação produz uma oxidação dos agentes poluentes eliminandoos O ozônio é menos utilizado que o cloro como desinfetante pois é um produto mais caro e mais instável Radiação ultravioleta a desinfecção por radiação ultravioleta consiste em passar a água filtrada por uma lâmpada específica para esse fim A utilização da radiação ultravioleta para desinfecção tem a vantagem de eliminar os patogênicos sem a necessidade de acrescentar um produto químico à água Contudo essa técnica é mais cara que a cloração e necessita de lâmpadas específicas Sua manutenção tem que ser seguida à risca 7 Fluoretação e Correção de pH Desde a regulamentação da lei número 60501974 BRASIL 1974 é obrigatório em nosso país a adição de Flúor ao fim do tratamento de água na ETA sendo a Fluoretação a última etapa do tratamento A adição do flúor no tratamento tem como objetivo prevenir o aparecimento da cárie dentária em crianças e adultos Todavia essa etapa de tratamento é controversa nos dias atuais tendo em vista que é necessária uma atualização em termos de estudos que comprovem sua eficácia De 101 qualquer forma a adição de flúor deve ter concentração de 15 mgL ao longo da rede de abastecimento BRASIL 2012 A correção do pH acontece em diversas etapas do tratamento de água e essa etapa tem como objetivo deixar a água com pH ótimo para que os produtos químicos consigam agir de forma correta Além disso a correção do pH também tem como objetivo evitar a ocorrência de incrustações e corrosões da tubulação Geralmente ela é feita com produtos à base de cales 53 Configurações de uma ETA No item 52 você aprendeu como se dá o tratamento de água completo em uma estação com todas as etapas e seus respectivos conceitos As etapas de tratamento ocorrem de forma sequencial conforme figura 52 a seguir Fonte Sabesp 2022 Figura 52 Etapas sequenciais de tratamento da água na entrada da ETA 1 e 2 até a residência das pessoas 9 Apesar da configuração completa ser majoritariamente nas ETAs brasileiras nem sempre é necessária que todas essas etapas de tratamento sejam implantadas em uma ETA Como você já sabe a adoção de uma etapa de tratamento depende da qualidade da água bruta captada no manancial fator mais importante tecnologia disponível 102 manutenção disponível custo total de tratamento De forma que na figura 52 você observa a configuração clássica convencional de uma ETA Contudo encontramos disponíveis no mercado outras configurações de ETA a depender dos fatores já mencionados Um dos formatos disponíveis no mercado são as chamadas de ETAs compactas As ETAs compactas são aquelas que possuem todos as etapas de tratamento em unidades tanques compactas no modelo integrado Nesse modelo as etapas de coagulação floculação e decantação são feitas em um tanque só seguidos de uma etapa de filtração ou superfiltração em um tanque acoplado a primeira etapa Nas ETAs compactas chamamos de superfiltração o tanque fechado geralmente de aço composto por um filtro rápido operando com uma pressão controlada maior que a pressão atmosférica A ETA compacta tem sua operação feita de forma automática sem a necessidade de um operador permanente Todos os produtos químicos são adicionados através de uma bomba dosadora automática e geralmente após a filtração é utilizado um filtro de carvão ativado instalado anteriormente a fase de desinfecção O carvão ativado é um produto utilizado tanto para ETAs compactas como para os filtros residenciais de pequeno porte Ele serve para a realização de um polimento de uma complementação dos tratamentos onde ele adsorve partículas indesejáveis que possam estar presentes na água O filtro de carvão ativado possui várias camadas a água passa por todas essas camadas em pressão controlada As ETAs compactas são comercializadas no nosso país para atividades como hotéis condomínios residenciais empreendimentos diversos shoppings etc Geralmente são instaladas com o objetivo de tratar as águas subterrâneas captadas de poços artesianos para esses locais Os locais que instalam as ETAs compactas fazem um estudo de viabilidade da instalação de poços artesianos mais a instalação e operação das ETAs compactas Para que haja a viabilidade é necessário que o m³ de água produzida nos poços seja mais barato do que o m³ oferecido pela concessionária Veja na figura 53 a seguir um exemplo de ETA compacta construída em fibra de vidro 103 Fonte Alexxxey Via Shutterstock Figura 53 Exemplo de ETA Compacta 54 Estações de tratamento de esgoto ETE Nesse momento você já aprendeu os principais conceitos relacionados ao tratamento de água Nesse item você irá aprender os principais conceitos do tratamento de esgoto Para isso tenha sempre em mente que as etapas de tratamento de água são diferentes das etapas de tratamento de esgoto Isso acontece pois nas ETA a qualidade da água captada é muito superior a qualidade do esgoto como você pode imaginar Os tratamentos que ocorrem nas estações de tratamento de esgoto ETEs tratam uma água com qualidade muito inferior àquelas encontradas nas ETAs Na ETE temos uma nomenclatura própria que você deverá aprender O esgoto é chamado também de águas servidas ou águas residuárias Quando o esgoto entra na ETE ele é chamado de afluente e quando tratamos o afluente ele é denominado efluente tratado E o rio ou curso dágua que receberá o efluente tratado é chamado de corpo receptor O objetivo do tratamento de esgoto é tornar o efluente próprio para o seu deságue nos corpos receptores ou seja através de uma série de tratamentos analogamente aos tratamentos que ocorrem nas ETAs 104 A preocupação com o tratamento de esgotos começou em Londres após um surto de Cólera no ano de 1840 aproximadamente Com o crescimento das cidades outros locais começaram a se preocupar com o tratamento de esgotos também esse fato ocorreu no meio do século XIX Mas só a partir de 1950 foi observado um salto no setor sendo desenvolvidos diversos métodos de tratamento Diferentemente das ETAs o tratamento de esgoto pode ser realizado de diversas formas adotando técnicas diferentes a depender da situação Veja na figura 54 a fotografia aérea de uma ETE localizada em São Paulo Fonte Sabesp 2022 Figura 54 Vista aérea de uma estação de tratamento de esgoto localizada em São Paulo O sistema de coleta de esgotos urbanos começa a partir do momento em que utilizamos a água tratada nas residências Nesse contexto o tratamento de água seguido de coleta e tratamento de esgoto seria um sistema de gestão urbana de água completo começando na captação da água bruta e terminando no deságue do efluente tratado no corpo receptor Contudo no nosso país o sistema de coleta e tratamento de esgoto é mais precário do que o sistema urbano de abastecimento de água potável Sendo uma meta do marco do saneamento no país O CONAMA em sua resolução número 430 BRASIL 2011 estabelece todas as diretrizes para o lançamento dos efluentes tratados nos corpos receptores Onde os tratamentos realizados na ETE devem atender aos limites de concentração dos 105 parâmetros de qualidade da água antes de haver lançamentos de efluentes nos corpos receptores Ainda de acordo com o CONAMA Art 3o Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados diretamente nos corpos receptores após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições padrões e exigências dispostos nesta Resolução e em outras normas aplicáveis Parágrafo único O órgão ambiental competente poderá a qualquer momento mediante fundamentação técnica I acrescentar outras condições e padrões para o lançamento de efluentes ou tornálos mais restritivos tendo em vista as condições do corpo receptor ou II exigir tecnologia ambientalmente adequada e economicamente viável para o tratamento dos efluentes compatível com as condições do respectivo corpo receptor BRASIL 2011 A resolução 430 estabelece também que os padrões parâmetros de qualidade da água irão variar conforme as classes de enquadramento do corpo receptor É importante lembrar que o efluente lançado nunca pode causar uma qualidade inferior a que o corpo receptor apresenta no momento do deságue Assim devese realizar uma avaliação dos parâmetros de qualidade da água do corpo receptor e o efluente a ser lançado deve possuir qualidade igual ou superior a ele onde Art 4o Para efeito desta Resolução adotamse as seguintes definições em complementação àquelas contidas no art 2º da Resolução CONAMA no 357 de 2005 I Capacidade de suporte do corpo receptor valor máximo de determinado poluente que o corpo hídrico pode receber sem comprometer a qualidade da água e seus usos determinados pela classe de enquadramento BRASIL 2011 106 55 Etapas do tratamento de uma ETE a Tratamento Preliminar No tratamento preliminar temos a presença de equipamentos que separem grandes sólidos como papel plástico entre outros e areia sólidos sedimentares que possam existir na rede coletora de esgoto O tratamento preliminar é a primeira etapa de tratamento de uma ETE e os equipamentos instalados nessa etapa são as grades como na figura e os desarenadores b Tratamento Primário Em tratamentos primários são instalados decantadores denominados nessa etapa de decantadores primários que são tanques onde os sólidos em suspensão densos irão afundar para serem retirados Para que os decantadores primários funcionem corretamente é necessário que a taxa de escoamento dentro do decantador seja baixa e assim não haverá agitação ou mistura fazendo com que os sólidos voltem a ficar suspensos no decantador Nessa etapa enquanto os sólidos densos afundam os poluentes que boiam óleos e graxas também são retirados pela borda do decantador como na figura acima c Tratamento Secundário O tratamento secundário em uma ETE é um tratamento composto de atividades biológicas para a retirada parcialmente de matéria orgânica e nutrientes do esgoto No tratamento primário a retirada dos sólidos em suspensão é realizada através da decantação dos mesmos ou seja é um processo físicoquímico Já no tratamento secundário microrganismos bactérias específicas são inseridos no tanque ou reator Fonte Chotima Kruachao Via Shutterstock Fonte Leonid Via Shutterstock 107 biológico com ou sem o auxílio de um meio suporte e através de processos biológicos as bactérias realizarão o tratamento Dentro do tratamento secundário há diversas técnicas disponíveis que podem ser aeróbias ou anaeróbias veja a seguir Lodos Ativados o tratamento denominado Lodos Ativados é um dos tratamentos mais utilizados atualmente Ele é também um dos tratamentos mais modernos disponíveis e há dois tipos básicos o convencional e o de aeração prolongada Os lodos ativados removem a matéria orgânica pela presença de microrganismos Os microrganismos se agrupam em flocos ao passar pelos flocos as bactérias realizarão o tratamento Como necessita de aeração para funcionar os lodos ativados são considerados um processo aeróbio De forma que os microrganismos ali presente necessitam da concentração correta de oxigênio bem como tempo de contato para crescer e realizar o tratamento RAFA UASB O processo chamado Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente RAFA ou em inglês UASB utiliza bactérias em um reator biológico de fluxo ascendente Por não utilizar nenhuma técnica de aeração o RAFA é considerado um tratamento biológico anaeróbio e como os tratamentos anaeróbios é presente um mal cheiro nos locais próximos ao reator Para evitar o mal cheiro ao redor do reator geralmente os reatores RAFA são fechados como na figura e são instaladas tubulações específicas no local que recolherão o gás produzido Fonte Vladimir Mulder Via Shutterstock Fonte Phonthip Chitchen Via Shutterstock 108 Lagoas de Estabilização o tratamento de esgoto por Lagoas de Estabilização figura ao lado nada mais é que a utilização de lagoas artificiais construídas para que os processos de remoção dos poluentes aconteçam pela ação de bactérias ali presentes Essas lagoas são dimensionadas de forma simples onde a profundidade varia entre os tipos de lagoas de estabilização que podem ser anaeróbiafacultativa facultativas e aerada MBBR o MBBR é a sigla em inglês para o processo chamado Moving Bed Biofilm Reactors Ele é um tratamento biológico que utiliza os chamados biofilmes em sua composição Os biofilmes são pequenas estruturas de plástico ou até britas que tem o objetivo de manter as bactérias agrupadas em um local Os biofilmes figura apresentam alguns centímetros de dimensão e projetos para armazenar as bactérias em colônias O esgoto ao entrar em contato com os biofilmes espalhados no reator também entrará em contato com as bactérias que realizarão o tratamento O MBBR é um tratamento aeróbio ou seja necessita de aeração mecânica Lodo Granular Aeróbio desenvolvido na Holanda o tratamento por lodo granular aeróbio é um dos tratamentos mais avançados atualmente sendo considerado inclusive uma evolução dos lodos ativados No lodo granular aeróbio todos os processos ocorrem em um só reator não necessitando de tratamento primário O lodo granular aeróbio também é um processo aeróbio só que no lugar de flocos lodos ativados as bactérias se agrupam em grânulos Fonte Sabesp 2022 Fonte Twtpeeters 2012 Fonte Puripatch Lokakalin Via Shutterstock 109 pequenas esferas figura acima devido às condições operacionais do próprio reator Observação um conceito importante que você deve aprender é que em termos de tratamento de esgotos chamamos de Lodo aqueles sólidos que retiramos nos decantadores ou seja a impureza que decantou E no caso dos tratamentos secundários os lodos produzidos são chamados de Lodos Biológicos sendo compostos por sólidos e pelos microrganismos que ali habitam Na manutenção dos tanques há periodicamente a retirada do lodo produzido que deverá ser levado para uma série de tratamentos específicos para lodos d Tratamento Terciário O tratamento terciário é atualmente o tratamento de esgoto mais avançado disponível pois além da matéria orgânica ele remove também os nutrientes nitrogênio e fosforo do esgoto Ou seja os tratamentos que fazem a remoção de matéria orgânica e nutrientes em conjunto são classificados como terciário Alguns dos tratamentos secundários exemplificados anteriormente são classificados como secundários e terciários como lodos ativados MBBR Lodo Granular Aeróbio entre outros Além da remoção de nutrientes de forma eficaz o tratamento terciário promove a remoção de metais pesados contaminantes compostos orgânicos recalcitrantes remove cor que em alguns casos é difícil de remover e promove a desinfecção do efluente tratado 56 Configurações de uma ETE De forma análoga aos tratamentos de água para as estações de tratamento de esgoto também temos disponível diversas configurações de ETE Na verdade a escolha de uma técnica para ser implantada na ETE já irá promover uma configuração diferente para ela É muito importante que você saiba a diferença entre as etapas que ocorrem nas ETAs e as que ocorrem nas ETEs por esse motivo vamos citar algumas das configurações mais usuais que podem ocorrer nas ETEs Lembrando que a definição da 110 configuração de uma ETE depende dos fatores já citados nesse bloco como por exemplo a qualidade da água requerida pelo corpo receptor Você sabia que o próprio tanque séptico é um tipo de tratamento primário que também pode ser adotado para ETEs Veja na figura 55 um exemplo de configuração que utiliza o tanque séptico como parte do seu tratamento seguido por filtro anaeróbio O filtro anaeróbio é um reator biológico anaeróbio de fluxo ascendente que possui uma manta de microrganismos que será formada através da presença de um material suporte Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 55 Tanque séptico seguido de filtro anaeróbio Outra configuração que poder ser adotada em uma ETE consiste na presença de um reator RAFA UASB seguido de filtro biológico e decantador secundário O reator RAFA produz um gás malcheiroso que poderá ser utilizado como biogás e produzir energia elétrica Observe na figura 56 111 Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 56 Reator RAFA seguido de filtro biológico e decantador secundário Para o reator de lodos ativados do tipo convencional uma das configurações possível é prétratamento seguido pelo reator de aeração tanque de aeração que são os lodos ativados decantador secundário e descarte no corpo receptor Observe a figura 57 Fonte adaptado de von Sperling 2005 Figura 57 Lodos ativados convencional Ou seja temos milhares de configurações possíveis de serem instaladas em uma estação de tratamento de esgoto Todas essas configurações necessitam de um estudo prévio dos parâmetros de qualidade de água do esgoto bruto do efluente tratado e do corpo receptor e os projetos de dimensionamento de todos os tanques grades e decantadores da ETE 112 57 O reúso da água Cada vez mais é necessário que consigamos economizar água nas atividades que realizamos seja residencial comercial industrial na agricultura ou na criação de animais Nesse contexto o desenvolvimento de tecnologias que promovam a economia de água é cada vez mais valorizado A economia de água pode ser feita de diversas formas e uma delas é o reúso da água A reutilização ou reúso é uma técnica que promove uma segunda utilização da água havendo a necessidade ou não de tratamento para sua reutilização Atualmente no nosso país a água de reúso não pode ser utilizada para fins potáveis usos potáveis como banho e cozimento de alimentos contudo ela pode e deve ser utilizada para fins não potáveis bacias sanitárias irrigação lavagem de pisos torres de resfriamento jardinagem entre outros De forma que a água de reuso deve ser utilizada em fins menos nobres onde não é necessária uma melhor qualidade da água O reúso da água promove uma série de vantagens para uma região em diversas áreas social econômica e ambiental Veja o quadro abaixo Quadro 51 Vantagens do reúso da água Fonte Elaborado pela autora 2022 Menor produção de esgotos menor volumes Com o reúso uma menor quantidade de esgotos será produzida e chegará menos volmes nas ETEs e consequentemente uma menor quantidade de efluente chegará aos corpos receptores Menor quantidade de água potável captada Há com o reúso uma menor quantidade de águas potáveis captadas nos mananciais Maior disponibilidade de águas potáveis para fins potáveis Melhor imagem da Empresa Empresas que utilizam reúso possuem uma melhor imagem junto aos seus clientes e esse é um fator importante atualmente Benefícios Econômicos A água de reúso muitas vezes é uma água mais barata que a água das concessionárias ou seja há uma redução global dos custos de água Competitividade comercial Com medidas sustentáveis como o reúso há uma adequação em normas ambientais internacionais que trazem competitividade comercial a produtos no mercado internacional Consciência Ambiental Socialmente o reúso desperta uma consciência ambiental na população criando novos padrões de consumo e consciência 113 No quadro 51 você aprendeu as maiores vantagens do reúso da água Uma delas é a certificação internacional como o certificado ISO 14046 ABNT 2017 Gestão ambiental Pegada hídrica Princípios requisitos e diretrizes uma certificação que afirma a existência de economia no consumo da água usada para a fabricação dos produtos comercializados pegada hídrica daquele produto De forma que a empresa que possui um selo ISO 14046 teve a economia de água testada indicando também que o produto fabricado por ela atendeu aos padrões rigorosos de diminuição do desperdício das águas industriais Tipos de água de reúso e os parâmetros de qualidade da água Você já ouviu falar em águas cinzas e águas negras Os esgotos residenciais podem ser divididos em algumas classificações de acordo com a água utilizada que o formou Essa classificação é utilizada pois cada tipo de esgoto terá um tratamento específico Veja a seguir essa classificação Águas negras água servida que foi utilizada no vaso sanitário de uma residência contém as fezes a urina e o papel higiênico apresenta microrganismos que podem causar doenças Águas cinzas toda a água servida que foi utilizada em uma residência exceto o esgoto proveniente dos vasos sanitários Águas cinzas claras água servida em uma residência exceto a água proveniente da pia da cozinha e a água proveniente do vaso sanitário Águas cinzas escuras água servida em uma residência exceto vaso sanitário incluindo a pia da cozinha Águas amarelas águas servidas compostas somente por urina Águas marrons águas servidas compostas somente por fezes Observação essa classificação só é utilizada para os esgotos residenciais pois como você já sabe os esgotos industriais possuem características muito distintas a depender da indústria que a produziu 114 58 Tipos de reúso O reúso da água é uma das novas tecnologias que serão indispensáveis em um futuro muito próximo Por isso cabe aprendermos mais sobre esse assunto Por exemplo você sabia que podemos realizar o reúso de duas formas básicas O reúso não potável e reúso potável Além disso dentro do reúso potável há a classificação em reúso direto e reúso indireto Veja a seguir as características de cada um deles No reúso não potável como seu próprio nome diz não haverá a necessidade de tornar a água potável para a sua utilização De qualquer forma o reúso não potável demanda um tratamento antes de ser utilizado Esse tratamento pode ser feito no próprio local onde a água de reúso será utilizada em mini ETEs as ETE compactas que são comercializadas por empresas especificas sem a necessidade de tratar as águas de reúso nas grandes ETEs das cidades Veja a seguir as principais utilizações da água de reúso não potável Reúso urbano atividades que não necessitam de potabilidade em geral como vaso sanitário limpeza de vias públicas lavagem de equipamentos sem contato com pessoas lavagem de automóveis utilização em lagos ornamentais entre outros Reúso agrícola irrigação de modo geral de forma que a água proveniente de reuso não potável no caso possui nutrientes em sua composição de forma semelhante a um fertilizante Contudo para ser utilizado deve contar alguns cuidados por exemplo o operador não poder ter contato com essa água utilizando EPI A água de reúso pode ser utilizada na irrigação de cultura agrícola de plantas frutíferas para a rega de jardins rega de campos esportivos grama entre outros Reúso industrial tendo em vista que alguns processos industriais não precisam de água potável para operar o reúso não potável pode ser feito nas indústrias em etapas como a refrigeração ou aquecimento de equipamentos uso em caldeiras limpeza de pisos e equipamentos entre outros 115 Outros a água de reúso pode ainda ser utilizada para a recarga de aquíferos subterrâneos a manutenção de vazões e ainda em criação de peixes aquiculturas necessita cuidados É necessário frisar que para a utilização de reúso não potável devemos tomar alguns cuidados já que por não haver padrão de potabilidade dessa água de reúso pode haver a transmissão de doenças Por isso o operador as pessoas que podem ter algum tipo de contato com a água de reúso devem utilizar EPI apropriado para evitar o contato direto com essas águas Além disso na instalação da tubulação que irá fazer o transporte de águas de reúso devemos destacar que ali passará esse tipo de água com etiquetas e pintura com cor que destaque o reúso O reúso potável é o tipo de reúso no qual a água terá fim potável passando por todo tratamento necessário Dentro do reúso potável há dois tipos o reúso direto e o reúso indireto O reúso indireto é a forma mais comum de reúso potável já que consiste em os esgotos domésticos serem tratados em ETE através do sistema de coleta de esgotos de uma cidade tratados e descartados em um corpo receptor e mais adiante no próprio corpo receptor serão captados novamente como manancial abastecedor captados pelo sistema urbano de abastecimento de água O reúso indireto quando planejado é uma forma segura de realizar reúso pois todos os parâmetros de qualidade da água são aferidos na ETE e posteriormente na ETA Além disso há o processo de autodepuração do corpo receptor que irá contribuir ainda mais para melhorar a qualidade de sua água O reúso potável direto ocorre quando os efluentes tratados na ETE são transferidos diretamente para a ETA através de uma conexão direta sem a passagem de um corpo receptor Após o tratamento na ETA onde são aferidos todos os parâmetros de qualidade da água e sua potabilidade a água será distribuída normalmente nos sistemas urbanos de abastecimento de água potável Algumas cidades desenvolvidas nos Estados Unidos por exemplo realizam o reúso potável direto como alternativa para o abastecimento de água contudo esse tipo de reúso não é regulamentado no nosso país tendo em vista que ainda há um certo preconceito com a água de reúso por parte da população 116 Veja a seguir no quadro 52 um resumo de todos os tipos de reúso da água Quadro 52 Resumo dos tipos de reúso da água Fonte Elaborado pela autora 59 Dimensionamento de fossas sépticas A fossa séptica pode ser considerada um tipo de tratamento de esgoto que no caso seria um Tratamento de Esgoto Individual Como você pode imaginar nem sempre será possível a construção de um sistema de coleta de esgoto para áreas de difícil acesso eou com uma baixa densidade populacional Nesse contexto a melhor opção seria o tratamento individual de esgoto e é com esse pensamento que muitas residências brasileiras adotam a instalação de fossas sépticas para o tratamento e armazenamento dos esgotos produzidos A fossa ou tanque séptico atua como um tratamento primário e até secundário se formos analisar bem pois as próprias bactérias anaeróbias ali presentes irão atuar na remoção de matéria orgânica em parte Então vejamos a seguir como podemos dimensionar um tanque séptico de acordo com a ABNT NBR 72291997 ABNT 1997 Projeto construção e operação de sistemas de tanques sépticos O dimensionamento de tanques sépticos por essa norma ocorre de forma bem simples através do cálculo do volume do tanque dado por 𝑽 𝟏 𝟎𝟎𝟎 𝑵 𝑪 𝑻 𝑲 𝑳𝒇 Reúso Potável Direto Indireto Não Potável Urbano Industrial Agrícola Recreativo Aquicultura 117 Onde V volume útil litros N número de pessoas atendidas ou unidades de contribuição C contribuição de despejos em Lpessoadia disponível na Tabela 1 da ABNT NBR 72291993 T período de detenção em dias disponível na Tabela 2 da ABNT NBR 72291997 K taxa de lodo digerido acumulado em dias que será o equivalente de lodo acumulado disponível na Tabela 3 da ABNT NBR 72291997 Lf contribuição de lodo fresco medido em Lpessoadia Veja a seguir um pequeno exemplo desse método de dimensionamento Exemplo Imagine que em uma residência em uma cidade brasileira nordestina clima quente com temperaturas acima de 20 C habitam 4 pessoas Nessa residência há uma contribuição de aproximadamente 160 Lpessoadia com a contribuição de lodo fresco Lf 10 período de detenção T 10 dia e intervalo de limpeza de 1 ano K 57 Logo 𝑽 𝟏 𝟎𝟎𝟎 𝑵 𝑪 𝑻 𝑲 𝑳𝒇 𝑽 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟒 𝟏𝟔𝟎 𝟏 𝟎 𝟓𝟕 𝟏 𝟎 𝑽 𝟏 𝟖𝟔𝟖 𝟎 𝒐𝒖 𝟏 𝟖𝟔 𝒎³ Agora que sabemos o volume total vamos dimensionar o tanque séptico para o formato retangular Volume total do tanque séptico 186 m³ Adotando a altura do tanque igual a 15 m Sabendo que o volume de um reservatório com formato retangular largura x comprimento x altura 118 𝑽 𝑳 𝑪 𝑯 𝟏 𝟖𝟔 𝑳 𝑪 𝟏 𝟓 𝑳 𝑪 𝟏 𝟐𝟒 𝒎² Adotando a largura L igual a 1 m então o comprimento C 124 m Logo o tanque séptico deve ser construído com as dimensões 1 x 124 x 125 m Observação você pode construir o tanque séptico de outros formatos como por exemplo no formato cilíndrico ficando a critério do seu cliente e do espaço disponível para a construção Conclusão Caro aluno a você já se perguntou qual a economia de água que medidas de reúso trazem para um empreendimento E dentro da sua casa Pois a partir desse bloco você começou a aprender como se dá essa economia e quais são seus benefícios Você assimilou durante nosso estudo todas as etapas de tratamento de água e de esgoto as premissas para o reúso da água e os cálculos para o dimensionamento de um tanque séptico Você viu que não há impedimento de tratamento para diferentes qualidades da água contudo tratamentos mais sofisticados demandam maiores custos que nem sempre serão possíveis de arcar Por isso a importância do reúso da água O próximo bloco tratará de outro assunto muito importante os resíduos sólidos Vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT ABNT NBR ISO 140462017 Gestão ambiental Pegada Hídrica Princípios requisitos e diretrizes 1ª ed Rio de Janeiro 2017 BRASIL Fundação Nacional de Saúde Manual de fluoretação da água para consumo humanoFundação Nacional de Saúde Brasília Funasa 2012 72 p 119 BRASIL Lei Federal n 6050 de 24 de maio de 1974 Dispõe sobre a fluoretação da água em sistemas de abastecimento quando existir estação de tratamento Disponível em httpwwwplanaltogovbrccivil03leisl6050htm Acesso em 5 de jan 2022 BRASIL Ministério do Meio Ambiente Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA Resolução Nº 430 de 13052011 Federal Dispõe sobre as condições e padrões de lança mento de efluentes complementa e altera a Resolução Nº 357 de 17 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA 2011 HELLER L LUCIO V Abastecimento de água para consumo humano Léo Heller Valter Lúcio A118 de Pádua organizadores 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 SABESP 2022 Tratamento de água Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId47 Acesso em 5 de jan 2022 SABESP 2022 Tratamento de esgoto Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId49 Acesso em 5 de jan 2022 SABESP 2022 Tipos de tratamento de esgoto Disponível em httpsitesabespcombrsiteinternaDefaultaspxsecaoId61 Acesso em 5 de jan 2022 TWTPEETERS 2012 Imagens commons Disponível em httpscommonswikimediaorgwikiFileAerobicgranularsludgeNeredajpg Acesso em 5 jan 2022 VON SPERLING M Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos 3ed Belo Horizonte Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG 2005 243p 120 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION APHA Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 21 ed Washington DC APHA 2005 BRASIL Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 13969 Tanques sépticos Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos Projeto construção e operação Rio de Janeiro Set 1997 58p CAVALCANTI J E W A Manual de Tratamento de efluentes industriais 2 ed São Paulo Engenho Editora Técnica Ltda 2012 500p PEINENMAN K NUNES S Membranes for water teatment Weinheim WileyVHC 2010 237 p SANCHES S SILVA CH VIEIRA E Agentes Desinfetantes Alternativos para o Tratamento de Água 2003 Disponível em httpqnescsbqorgbronlineqnesc17a03pdf Acesso em 5 de jan 2022 WORLD HEALTH ORGANIZATION WHO Guidelines for drinkingwater quality fourth edition incorporating the first addendum Geneva World Health Organization 2017 Licence CC BYNCSA 30 IGO 121 6 O MEIO TERRESTRE Apresentação Caro a aluno a estamos começando o último bloco da nossa apostila de Saneamento Ao longo dessa jornada você aprendeu os principais conceitos da área mas ainda falta um assunto muito importante o meio terrestre O homem realiza a maioria de suas atividades no meio terrestre e como consequência também é observado o aparecimento de poluição nesse meio Por esse motivo você aprenderá neste bloco todas as causas tipos e consequências dessa poluição e não obstante aprenderá também como tratar o solo Além disso vamos dar destaque aos resíduos sólidos o lixo que produzimos em nossas residências e descobrir a resposta para uma importante pergunta como podemos diminuir a geração desses resíduos Ao final deste bloco você terá aprendido os principais conceitos a respeito do Saneamento Todos os blocos servirão de base para seus futuros trabalhos como engenheiro civil nessa área tão fascinante 61 O solo conceito e importância para o meio ambiente Segundo Azevedo e Dalmolin 2006 o solo atua no nosso planeta como um suporte às vidas vegetais e sua infinita comunidade biótica Ele possui a capacidade de deter água e oxigênio dispondo esses compostos aos seres vivos No âmbito socioeconômico ainda de acordo com os autores o solo promove a base de sistemas produtivos viabiliza a produção de alimentos fibras e madeira e no fim das cadeias produtivas ele promove um meio para descarte de resíduos É no solo que são desenvolvidas a maioria das atividades que o homem realiza também é nele que diversas dinâmicas e atividades ocorrem como a vida vegetal a construção civil exploração de minérios atividades agrícolas geração de resíduos sólidos entre outros Além da importância já citada podemos definir o solo como sendo um material particulado que possui como composição as rochas que sofreram processos de erosão ao longo do tempo matéria orgânica proveniente de plantas e animais e outros 122 minerais BOTKIN e KELLER 2005 É no solo que diversos ecossistemas vivem esses são considerados Ecossistemas Terrestres e se localizam na parte exterior da camada terrestre em uma camada superficial O solo possui diversas funções que são especificadas por Junior 2005 da seguinte maneira Funções do solo a É o substrato essencial à vida terrestre b Promove o fator de controle natural dos ciclos de elementos e energia dos ecossistemas c É um filtro bioquímico essencial nas trocas entre a atmosfera e a litosfera d Onde estão localizados os grandes reservatórios naturais de água doce e É o substrato essencial para a produção de alimentos e matériasprimas f Também fornece um substrato essencial à vida animal e humana JUNIOR 2005 Diferentes solos possuem diferentes características e composições próprias eles são formados a partir de fatores como ação do tempo ação do homem decomposição de animais ação dos ventos ação das chuvas etc As características dos solos vão variar de acordo com a rocha que a originou chamada de Rochamãe ou de rocha não alterada De forma que ao longo de milhares de anos e a partir dos fatores já citados as camadas do solo vão sendo formadas E assim em geologia nós chamamos as camadas de um solo formado de Horizontes Os horizontes possuem altas concentrações de matéria orgânica água e diversos minerais A partir da composição da rochamãe e dos processos de erosão a composição química do solo vai sendo composta Quando há a formação do solo e sua composição química é estabelecida os ecossistemas vão surgindo naquele local façamos um paralelo um ecossistema que vive no solo de uma floresta tropical é diferente de um ecossistema que vive em um deserto Veja na figura 61 um exemplo de horizontes e suas respectivas camadas 123 Fonte adp Ellen Bronstayn Via Shutterstock Figura 61 Camadas de horizontes e suas diversas classificações Na figura acima temos os horizontes R C B E A e O do centro para a superfície Onde R é a rochamãe O Horizonte C contém o material rochoso inconsolidado de rocha alterada muito similar a rochamãe Já o Horizonte B contém cor mais forte e material coeso O Horizonte E contém cor mais clara e acúmulo de argila Já o Horizonte A concentra húmus E por fim o Horizonte O é o horizonte que contém solos minerais e material orgânico Observação o húmus é um dos tipos de solo compostos basicamente de matéria orgânica Ele é rico em nutrientes e pode ser utilizado como fertilizante para plantas por conta dessa característica o húmus é primordial para os vegetais em geral A matéria orgânica do húmus vem da decomposição de animais e vegetais 124 62 Fontes e poluentes do solo Da mesma maneira que os meios atmosférico e aquático o meio terrestre também pode se encontrar em uma situação de poluição Para entendermos como ocorre essa situação de poluição do meio terrestre precisamos primeiramente entender como se dá o equilíbrio desse meio A composição do solo é diversa nela são encontrados elementos nas formas sólida líquida e gasosa além de diversos nutrientes matéria orgânica material mineral ar e água As concentrações desses elementos tipo de organismos granulometria dos grãos altura do lençol freático entre outros vão variar de local para local Geralmente os horizontes na superfície são os que concentram a maior parte da vida No solo também encontramos teias alimentares compostas de produtores consumidores e decompositores Os ecossistemas terrestres convivem em equilíbrio até que algum agente externo altere esse equilíbrio Então de forma análoga ao meio aquático a poluição do meio terrestre pode ser definida como a entrada inusitada de um composto estranho ao meio ou algum tipo de energia alterando o seu equilíbrio inicial Dessa forma as atividades que ocorrem no meio terrestre podem alterar o seu equilíbrio sendo configurada uma situação de poluição A poluição do solo pode ter origem das atividades humanas e também pode ter origem nas atividades naturais Veja a seguir no quadro 61 as atividades que podem originar uma situação de poluição 125 Quadro 61 Atividades que podem originar uma situação de poluição Fonte elaborado pela autora Da mesma forma que o meio aquático no meio terrestre podemos avaliar o grau de poluição a partir de alguns parâmetros de qualidade nesse caso parâmetros de qualidade do solo Como indicador de poluição do solo podemos citar indicadores físicoquímicos pH oxigênio concentração de matéria orgânica taxa de infiltração presença de água entre outros e indicadores biológicos avaliação do ecossistema no local avaliação da quantidade de microrganismos Os poluentes são os compostos ou forma energética que provocarão poluição em algum meio eles podem ter origens diversas fonte possuem consequências diferentes no solo e possuirão tratamentos específicos No quadro 62 podemos ver as consequências e o tratamento do poluente no solo Atividades naturais Os processos naturais que ocorrem no solo também podem provocar uma situação de poluição São fontes naturais de poluição do meio terrestre erosão das rochas inundações diversas ação do vento terremotos atividade vulcânicas figura ao lado concentrações elevadas de material inorgânico etc Imagem Benny Christiansen via shutterstock Atividades antrópicas humana São exemplos de atividades antrópicas humana urbanização desenfreada atividade industrial mineração figura ao lado atividades agrícolas pecuária lançamento de esgotos ou efluente no solo lixões resíduos sólidos no solo sem tratamento Imagem evgenyv via shutterstock 126 Quadro 62 Fontes consequências e tratamentos dos poluentes no meio terrestre Fonte Elaborado pela autora 127 63 Consequências da poluição terrestre O solo apresenta algumas características que o fazem ser muito importante para o Saneamento Uma das principais é a sua porosidade pois é por conta dessa propriedade que os solos se comportam como verdadeiros filtros para a água que será infiltrada Ou seja a água que percorre os solos sofre uma filtração onde seus poluentes vão sendo armazenados nos poros Contudo da mesma maneira que ocorre nos filtros das ETAs há um momento em que os filtros já estão saturados de contaminantes e esses contaminantes começarão a passar para a água subterrânea nos lençóis freáticos Algumas características irão determinar a permanência do contaminante no solo tais como o tipo do solo a porosidade do solo permeabilidade altura do lençol freático pH do solo a densidade do contaminante temperatura do contaminante etc Por exemplo havendo a contaminação de um solo por poluente liquido quanto maior a densidade maior será o deslocamento para as camadas mais profundas do solo Como você aprendeu no item anterior no quadro 62 as atividades que ocorrem no solo possuem várias origens Uma delas acontece quando algum poluente é dissolvido ao ter contato com a água dessa forma eles são carregados para o lençol freático Um exemplo disso são as atividades agrícolas que podem ser as fontes de diversos tipos de poluição O uso de adubos solúveis em água pode carregar os poluentes para o lençol freático e até para o próprio corpo hídrico próximo ao local 128 Fonte adp CETESB 2022 Figura 62 Diversos poluentes do solo e sua possível migração para os lençóis freáticos As diversas fontes de poluição terrestre citadas no quadro 62 podem possuir diferentes origens mas o mesmo poluente De forma que o tratamento para o poluente será o mesmo Vale destacar que deve haver o monitoramento dos parâmetros de qualidade do solo e dos possíveis poluentes nos locais É muito importante que nos lugares em que há a produção de alimentos atividades agrícolas exista um controle rígido da qualidade do solo adotando medidas como policulturas rotatividade de culturas monitoramento da quantidade de adubo e defensores agrícolas entre outros Então de acordo com o quadro 62 juntamente com a figura 62 você pode observar que os contaminantes líquidos podem mais facilmente contaminar não só o solo como também os lençóis freáticos ali presentes E além do lençol freático os contaminantes podem ainda fluir para os corpos hídricos seguindo então o fluxo da água e atingindo locais distantes da origem daquela poluição CESTEB 2022 Esse é um exemplo claro de poluição terrestre que dá origem a poluição aquática 129 A poluição do solo é apesar de uma realidade dos dias atuais um assunto muito novo e pouco explorado pelos pesquisadores Isso acontece pois existem diversas dificuldades técnicas políticas e sociais para que as pesquisas sejam feitas O solo é um recurso diretamente ligado as atividades antrópicas não só pelas dificuldades já citadas mas pelo alto valor econômico atrelado às atividades poluidoras A ideia de proteger o solo é relativamente nova tendo como precursores da discussão os países desenvolvidos CETESB 2022 Veja nos itens a seguir como podemos realizar a preservação do solo a partir de atividades do nosso dia a dia tanto em nossas casas como em suas futuras atividades como engenheiro a civil 64 Os resíduos sólidos Por volta do século XVIII à época da revolução industrial o homem começou a ter acesso irrestrito a bens materiais de forma desordenada desde então cada vez mais é observado um acúmulo desses bens Como consequência do consumo excessivo vemos também uma produção exagerada de resíduos sólidos Mas o que são os resíduos sólidos Os resíduos sólidos são aqueles materiais que nós jogamos fora Antigamente chamávamos de lixo tudo que era descartado mas atualmente o lixo é dividido em duas partes o resíduo solido que é a parte reaproveitável e o rejeito a parte que não podemos reaproveitar Os resíduos sólidos são um grande problema da atualidade principalmente pela produção de grandes volumes sendo armazenados em locais inapropriados Nesse contexto há uma crescente preocupação das autoridades e da população em geral com esse assunto De forma que antes de continuarmos vamos nos lembrar da regra geral dos três erres 3Rs em relação aos resíduos sólidos sempre que possível Reduzir a produção de um resíduo primeiro R seguido pelo segundo R o de Reutilizar aquele material para outras finalidades e por fim o terceiro R sempre destinar corretamente os resíduos para a Reciclagem nessa ordem figura 63 130 Fonte adp Smx12 Tasha Vector Via Shutterstock Figura 63 Regra dos 3 Rs dos resíduos sólidos reduzir reutilizar e reciclar A Reciclagem do resíduo sólido B Um resíduo sólido proveniente de uma indústria farmacêutica é diferente do lixo que nós produzimos nas nossas casas Então como você deve imaginar há diversos tipos de resíduos sólidos sendo produzidos em diversas áreas Sendo assim pela Política Nacional de Resíduos Sólidos PNRS lei número 12305 sancionada em 2010 BRASIL 2010 há uma classificação do resíduo sólido de acordo com o local que o produziu Veja a classificação do resíduo sólido de acordo com a PNRS quanto a origem e sua periculosidade no quadro 63 131 Quadro 63 Classificação do resíduo sólido quanto a sua origem e quanto a sua periculosidade Art 13 Para os efeitos desta Lei os resíduos sólidos têm a seguinte classificação I quanto à origem a resíduos domiciliares os originários de atividades domésticas em residências urbanas b resíduos de limpeza urbana os originários da varrição limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana c resíduos sólidos urbanos os englobados nas alíneas a e b d resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços os gerados nessas atividades excetuados os referidos nas alíneas b e g h e j e resíduos dos serviços públicos de saneamento básico os gerados nessas atividades excetuados os referidos na alínea c f resíduos industriais os gerados nos processos produtivos e instalações industriais g resíduos de serviços de saúde os gerados nos serviços de saúde conforme definido em regulamento ou em normas estabelecidas pelos órgãos do Sisnama e do SNVS h resíduos da construção civil os gerados nas construções reformas reparos e demolições de obras de construção civil incluídos os resultantes da preparação e escavação de terrenos para obras civis i resíduos agrossilvopastoris os gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais incluídos os relacionados a insumos utilizados nessas atividades j resíduos de serviços de transportes os originários de portos aeroportos terminais alfandegários rodoviários e ferroviários e passagens de fronteira k resíduos de mineração os gerados na atividade de pesquisa extração ou beneficiamento de minérios II quanto à periculosidade a resíduos perigosos aqueles que em razão de suas características de inflamabilidade corrosividade reatividade toxicidade patogenicidade carcinogenicidade teratogenicidade e mutagenicidade apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental de acordo com lei regulamento ou norma técnica b resíduos não perigosos aqueles não enquadrados na alínea a Fonte BRASIL 2010 132 65 A política nacional de resíduos sólidos PNRS No item anterior você aprendeu o que são os resíduos sólidos e sua classificação quanto a sua origem e sua periculosidade Essa definição vem da lei número 12305 sancionada em nosso país em 2010 BRASIL 2010 Vejamos nesse item um pouco mais a respeito dessa lei conhecida como PNRS Política nacional de resíduos sólidos Essa lei abrange o conceito de resíduo sólido que você aprendeu no item anterior Isso se deve ao fato de que a lei inclui em sua definição resíduos sólidos e gasosos como sendo um tipo de resíduo Nos incisos XV e XVI da lei temos que XV rejeitos resíduos sólidos que depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis não apresentem outra possibilidade que não a disposição final ambientalmente adequada XVI resíduos sólidos material substância objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade cuja destinação final se procede se propõe proceder ou se está obrigado a proceder nos estados sólido ou semissólido bem como gases contidos em recipientes e líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos dágua ou exijam para isso soluções técnicas ou economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível BRASIL 2010 Por ser considerado um resíduo sólido o resíduo líquido não pode ser descartado na rede coletora de esgoto pois por lei esse tipo de resíduo pode demandar um tratamento específico Já que geralmente esse ele é muito concentrado e a depender da sua origem como por exemplo o resíduo líquido proveniente de indústria de galvanoplastia precisa de um tratamento especial Outra classificação que merece atenção é a classificação por resíduos perigosos e não perigosos Os resíduos perigosos são aqueles que podem ter algum tipo de risco à saúde humana ou risco ambiental Os resíduos perigosos possuem como característica pelo menos um dos itens a seguir inflamabilidade corrosividade reatividade radioatividade toxicidade patogenia carcinogenia entre outros Os resíduos não 133 perigosos são os que não se encaixam em um dos itens anteriores Também vale destacar que os resíduos radioativos não devem ser levados para os locais de tratamento de resíduos sólidos para os aterros sanitários por exemplo esse resíduo deve ser tratado em local especifico A classificação dos resíduos perigosos é dada de acordo com o grau de periculosidade que ele apresenta Essa divisão ocorre em classes classe I e classe II Dentro da classe I estão os resíduos sólidos perigosos Na classe II estão os resíduos não perigosos essa classe é ainda dividida em A e B onde em A contém os resíduos não inertes e em B os resíduos inertes Ainda de acordo com a PNRS todos os resíduos sólidos devem ser descartados de forma correta Para que esse descarte seja feito adequadamente o município deve realizar um planejamento dos resíduos sólidos O gerenciamento dos resíduos sólidos de um município é citado na PNRS e possui diversas fases como a coleta o transporte o tratamento e por fim a destinação final do resíduo tratado Além disso deve ser realizado um estudo que consiga compreender todos os aspectos políticos econômicos sociais ambientais e culturais daquele município De forma que deverá ser elaborado pelo município um plano de gestão ou plano de gerenciamento de resíduos sólidos com o objetivo de mostrar à população todo o plano de controle tratamento e destino dos resíduos tratados É de responsabilidade do poder público no nosso país os estudos de planejamento e a operação até o destino final do resíduo sólido daquele município O inciso X da PNRS fala sobre a etapa de gerenciamento de resíduos sólidos veja a seguir X gerenciamento de resíduos sólidos conjunto de ações exercidas direta ou indiretamente nas etapas de coleta transporte transbordo tratamento e destinação final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos de acordo com plano municipal de gestão integrada de resíduos sólidos ou com plano de gerenciamento de resíduos sólidos exigidos na forma desta Lei 134 XI gestão integrada de resíduos sólidos conjunto de ações voltadas para a busca de soluções para os resíduos sólidos de forma a considerar as dimensões política econômica ambiental cultural e social com controle social e sob a premissa do desenvolvimento sustentável XII logística reversa instrumento de desenvolvimento econômico e social caracterizado por um conjunto de ações procedimentos e meios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial para reaproveitamento em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos ou outra destinação final ambientalmente adequada BRASIL 2010 A PNRS além do que já foi citado também indica a regra dos 3Rs de forma mais detalhada onde são inclusas novas práticas ambientais para a questão do resíduo sólido que também devem seguir uma ordem preferencial de não geração reutilização reciclagem tratamento e disposição final dos rejeitos Vejamos no item a seguir como se dá o tratamento e a disposição final dos resíduos sólidos 66 Os aterros sanitários conceito e tipos Caro aluno a ao longo deste bloco você já aprendeu o conceito da poluição terrestre o conceito dos resíduos sólidos entre outros Neste item dando continuidade aos nossos estudos você vai aprender sobre o tratamento dos resíduos sólidos que também é configurado como um tratamento para a poluição terrestre O tratamento dos resíduos sólidos nada mais é do que técnicas e tecnologias para fazer com que a quantidade de resíduos seja menor do que no início do processo ou seja o tratamento do resíduo sólido é composto por operações em cadeia que visam diminuir o volume do resíduo desde o recolhimento até o armazenamento final O tratamento promove a diminuição dos impactos ambientais que os resíduos sólidos trazem ao meio ambiente Veja na figura 64 135 Fonte PlutusART Via Shutterstock Figura 64 Disposição de resíduos sólidos sem tratamento enterrados no solo configurando uma prática errada de tratamento Você já aprendeu que o armazenamento dos resíduos sólidos sem tratamento pode ser considerado um poluente causador da poluição terrestre podendo ter como consequência diversos malefícios àquele local Por isso cada vez mais temos disponível no mercado técnicas de tratamento dos resíduos Veja a seguir os principais tipos de tratamento dos resíduos sólidos 136 Quadro 64 Tipos de tratamento dos resíduos sólidos Fonte elaborado pela autora Conforme o quadro 64 você pôde observar que os tratamentos dos resíduos sólidos são divididos de tratamentos físicos térmicos ou mecânicos e os biológicos Os físicos sempre envolvem a mudança de temperatura ou a alteração da umidade do resíduo Já os mecânicos fazem a quebra do resíduo com o objetivo de alterar suas dimensões diminuição do tamanho dos resíduos Por fim os tratamentos biológicos utilizam seres vivos e microrganismos na decomposição dos resíduos Um dos tratamentos utilizados em grandes centros urbanos são os aterros sanitários e sim o aterro bem planejado e bem executado é um tipo de tratamento eficaz dos resíduos sólidos Os aterros funcionam como um tratamento biológico que utiliza microrganismos bactérias anaeróbias no tratamento A maior desvantagem dos aterros sanitários é que eles demandam uma grande área para serem instalados e há uma limitação do uso daquele solo após a desativação do aterro Tratamento físico Térmicos Secagem utiliza uma corrente de ar para diminuiçao da umidade do resíduo Incineração utiliza um combustível para realizar a queima do resíduo matéria orgância é oxidada Pirólise utiliza altas temperaturas em um abiente sem oxigênio Plasma utiliza gás formado na queima do resíduo gás ionizado Cooprocessamento utiliza cinzas provenientes da queima de resíduos como composto de outro produto cimento por exemplo Mecânicos Centrifugação utiliza a força centrífuga como operação mecânica de separação dos resíduos Separação gravitacional utiliza líquido com densidade diferente dos compostos que realizará a separação de compostos com densidades opostas Redução de partículas utiliza equipamentos como moinhos prensas e peneiras para realizar a a diminuição do tamanho das partículas utilizando equipamentos Tratamento bilógico Biodigestão ambientes sem oxigênio denominado de Biodigestores que realizam a decomposição da matéria orgânica Compostagem realizado em usinas de compostagem armazenam o resíduo em abiente com oxigênio onde ocorre a decomposição da matéria orgânica 137 Diferentemente dos lixões os Aterros Sanitários são locais planejados que armazenam os resíduos sólidos Em sua base e nas laterais há uma camada impermeável seguida por camadas alternadas de resíduos e solo ou outro material que seja inerte possui drenagem e destinação apropriada para os líquidos produzidos Já o denominado Aterro Controlado é um tipo de aterro que não possuirá drenagem dos líquidos ali produzidos de forma que não seria o melhor tipo de tratamento por existir possibilidade de contaminação do lençol freático Os lixões são locais onde os resíduos são armazenados sem nenhum cuidado com a impermeabilização da área não há proteção do solo nem do meio ambiente daquele local muitas vezes são a céu aberto e não configuram uma destinação correta dos resíduos Em um centro urbano há uma empresa credenciada pelos órgãos públicos que fará a coleta e levará os resíduos domésticos para os aterros Pela PNRS os lixões devem ser desativados e os centros urbanos devem se planejar para a implantação de aterros sanitários O liquido que é produzido nos aterros ou nos lixões é denominado popularmente de chorume e cientificamente é chamado de Lixiviado ou Percolado Os lixiviados são aqueles líquidos provenientes da decomposição dos resíduos sólidos com cor escura e mal cheiro Ele é um liquido que possui altas concentrações de DQO BDO nutrientes compostos tóxicos microrganismos e acidez Por esse motivo o lixiviado deve ser drenado e retirado dos aterros e deve ser transportado para tratamento em ETEs Fonte Eduard ValentinovTasha Ro Via Shutterstock Figura 65 Aterro sanitário vista aérea A camadas do aterro sanitário B 138 67 Os resíduos sólidos provenientes da construção civil De acordo com Neto 2005 as atividades provenientes da construção civil são as atividades que geram mais resíduos sólidos que podem representar até 70 do total dos resíduos Os resíduos da construção civil possuem a sigla RCC e são compostos de demolições e restos de materiais de construção gesso argamassa fiação madeira metais concreto O maior problema relacionado ao RCC é seu volume pois é um volume proporcionalmente maior do que outras atividades A resolução 3072002 do CONAMA Resíduos da Construção Civil Lei Federal Gestão dos Resíduos da Construção Civil BRASIL 2002 estabelece as diretrizes os critérios e procedimentos para a gestão dos RCC indicando as ações necessárias para que haja a diminuição dos impactos ambientais Essa resolução faz uma classificação dos resíduos provenientes da construção civil em A B C e D As classes são divididas de acordo com seu grau de reutilização e de periculosidade conforme artigo primeiro da resolução I Classe A são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados tais como a de construção demolição reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura inclusive solos provenientes de terraplanagem b de construção demolição reformas e reparos de edificações materiais cerâmicas tijolos azulejos blocos telhas placas de revestimento etc argamassa e concreto c de processo de fabricação eou demolição de peças prémoldadas em concreto blocos tubos meiosfios etc produzidos nos canteiros de obras II Classe B são os resíduos recicláveis para outras destinações tais como plásticos papel papelão metais vidros madeiras e outros III Classe C são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagemrecuperação tais como os produtos oriundos do gesso IV Classe D são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção tais como tintas solventes óleos e outros ou aqueles contaminados oriundos de demolições reformas e reparos de clínicas radiológicas instalações industriais e outros BRASIL 2002 139 Na cadeia produtiva de resíduos sólidos da construção civil existem os elementos que irão compor o sistema que os divide em agente gerador transportador gerenciamento de resíduo solido área de destinação de resíduo sólido aterro de RCC agregados que podem ser reciclados reutilização do resíduo reciclagem do resíduo e beneficiamento do resíduo BRASIL 2002 O gerador do resíduo sólido possuirá diversas responsabilidades assim como os outros elementos que irão compor o sistema e em nossa vida profissional como engenheiro a civil muitas vezes teremos o papel de gerador nesse sistema Vamos entender quais são as responsabilidades do gerador Como todo resíduo solido a regra dos 3Rs também vale para os resíduos da construção civil e deve ser prioritária a não geração do resíduo Ainda de acordo com a resolução do CONAMA Os geradores deverão ter como objetivo prioritário a não geração de resíduos e secundariamente a redução a reutilização a reciclagem e a destinação final BRASIL 2002 E em relação ao gerenciamento dos RCC a norma ainda indica um Plano Integrado de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil que deve ser seguido por todos os geradores principalmente os geradores do tipo grandes geradores a ser elaborado pelos órgãos públicos municipais contendo I as diretrizes técnicas e procedimentos para o Programa Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil e para os Projetos de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil a ser elaborado pelos grandes geradores possibilitando o exercício das responsabilidades de todos os geradores II O cadastramento de áreas públicas ou privadas aptas para recebimento triagem e armazenamento temporário de pequenos volumes em conformidade com o porte da área urbana municipal possibilitando a destinação posterior dos resíduos oriundos de pequenos geradores às áreas de beneficiamento III O estabelecimento de processos de licenciamento para as áreas de beneficiamento de disposição final dos resíduos 140 IV A proibição da disposição dos resíduos de construção tais como tintas solventes óleos e outros ou aqueles contaminados oriundos de demolições reformas e reparos de clínicas radiológicas instalações industriais e outros V o incentivo à reinserção dos resíduos reutilizáveis ou reciclados no ciclo produtivo VI a definição de critérios para o cadastramento de transportadores VII as ações de orientação de fiscalização e de controle dos agentes envolvidos VIII as ações educativas visando reduzir a geração de resíduos e possibilitar a sua segregação BRASIL 2002 Além disso os pequenos geradores devem seguir um programa de gerenciamento a ser elaborado pelo órgão municipal no qual indicará os procedimentos a serem seguidos Os engenheiros possuem um grande papel no contexto de gerador de resíduos sólidos dessa forma deveremos assumir nossa responsabilidade e tentar ao máximo reduzir reutilizar e reciclar os materiais e descartes da construção civil Dessa forma a regra dos 3Rs também vale para os engenheiros Adotando essas medidas podemos mudar o panorama da construção civil como o maior gerador de resíduos sólidos Conclusão E com esse bloco você finalizou seus estudos dentro do mundo do saneamento básico Nele você aprendeu como funciona o meio terrestre quais são as principais fontes de poluição desse meio os principais poluentes do solo as consequências da poluição terrestre e sobre o grande problema da atualidade os resíduos sólidos Dentro dos resíduos sólidos você aprendeu como se dá o seu tratamento sendo o aterro sanitário um grande destaque entre deles Finalizamos esse bloco falando sobre os resíduos sólidos da construção civil e toda a legislação a respeito desse assunto para que você consiga atenuar os efeitos da geração dos RCC em suas atividades como engenheiro Um dos grandes desafios dos engenheiros do futuro será o desenvolvimento de construções modernas mas sem a agressão ao meio ambiente que está ao seu redor 141 O objetivo de nossa disciplina foi mostrar a você estudante que devemos cada vez mais estarmos aptos a construir tendo sempre como base a sustentabilidade Esperamos que tenha gostado Até a próxima REFERÊNCIAS AZEVEDO A C DALMOLIN R S D Solos e Ambiente uma introdução Santa Maria Pallotti 2006 100 p BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução n 307 de 5 de Julho de 2002 Estabelece diretrizes critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil Diário Oficial da República BrasíliaDF 17 de Julho de 2002 BRASIL Lei nº 12305 de 2 de agosto de 2010 Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos altera a Lei no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 e dá outras providências Diário Oficial da União Brasília 03 ago de 2010 BOTKIN D KELLER E Environmental Science Earth as Living Planet 5th Ed United States Of America John Wiley Sons Inc 2005 CETESB 2022 Poluição Qualidade do solo sp Disponível em httpscetesbspgovbrsolopoluicao Acesso em 05 de jan de 2022 JUNIOR A P Saneamento saúde e ambiente fundamentos para um desenvolvimento sustentável Barueri SP Manole 2005 Coleção Ambiental 2 NETO J C M Gestão dos Resíduos de Construção e Demolição no Brasil São Carlos Rima 2005 p 162 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES BARBOSA RILDO PEREIRA Resíduos sólidos impactos manejo e gestão ambiental Rildo Pereira Barbosa Francini Imene Dias Ibrahin 1 ed São Paulo Erica 2014 BRAGA B et al Introducao a engenharia ambiental 2 ed São Paulo Prentice Hall 2005 142 BRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente Resolução nº 348 de 5 de julho de 2002 Altera a Resolução CONAMA n 307 de 5 de julho de 2002 incluindo o amianto na classe de resíduos perigosos Diário Oficial da República BrasíliaDF 2004 CARDOSO A da C F GALATTO S L GUADAGNIN M R Estimativa de Geração de Resíduos da Construção Civil e Estudo de Viabilidade de Usina de Triagem e Reciclagem Revista Brasileira de Ciências Ambientais Número 31 Março de 2014 HAMASSAKI Luiz Tsuguio Processamento do lixo Reciclagem de Entulho In DALMEIDA Maria Luiza Otero VILHENA André Coord Lixo municipal manual de gerenciamento integrado 2 ed São Paulo Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPTCompromisso Empresarial para Reciclagem CEMPRE 2000 Cap 4 p 179189 MARCHESAN E SARTORI GMS REIMCHE GB AVILA LA ZANELA R MACHADO SLO MACEDO VRM COGO JP Qualidade de água dos rios Vacacaí e Vacacaí Mirim no Estado do Rio Grande do Sul Brasil Ciência Rural v39 n7 p20502056 2009 MUCELIN C A BELLINI M Lixo e impactos ambientais perceptíveis no ecossistema urbano Sociedade Natureza Uberlândia 20 1 111124 2008 RATTNER H Meio ambiente saúde e desenvolvimento sustentável Ciência Saúde Coletiva v14 n6 p19651971 2009