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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
DÉBORA YASMIN CAVALCANTE DA SILVA SAMARA THAÍS LIMA RAMOS
IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA JARDIM FILTRANTE: alternativa para o tratamento do efluente cinza na zona urbana
MACEIÓ-AL 2018/1
DÉBORA YASMIN CAVALCANTE DA SILVA SAMARA THAÍS LIMA RAMOS
IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA JARDIM FILTRANTE: alternativa para o tratamento do efluente cinza na zona urbana
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito final para conclusão do curso de Engenharia Civil do CESMAC, sob a orientação da professora Me. Marianny Monteiro Pereira de Lira e coorientação da professora Daysy Lira Oliveira Cavalcanti.
MACEIÓ/-AL 2018/1
S586i Silva, Débora Yasmin Cavalcante da
Implantação do sistema jardim filtrante: alternativa para o
tratamento do efluente cinza na zona urbana / Débora Yasmin
Cavalcante da Silva, Samara Thaís Lima Ramos. -- Maceió: 2018
73 f.: il.
TCC (Graduação em Engenharia civil) - Centro Universitário
CESMAC, Maceió - AL, 2018.
Orientador: Marianny Monteiro Pereira de Lira
Coorientadora: Daysy Lira Oliveira Cavalcanti
1. Jardim filtrante. 2. Tratamento de águas cinzas. 3. Reutilização de esgoto doméstico. 4. Tratamento natural de
esgoto.
I. Lira, Marianny Monteiro Pereira de. II. Cavalcanti, Daysy Lira
Oliveira. III.Título.
CDU: 628.3.033
REDE DE BIBLIOTECAS
CESMAC
Evandro Santos Cavalcante Bibliotecário CRB-4/1700
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a Deus pelo dom da vida, por toda força, saúde
e coragem que nos foi dada para conseguirmos chegar ao fim de nossa graduação
em Engenharia Civil, e que apesar dos desafios encontrados ao longo do caminho
nos manteve firmes e fortes em busca do nosso sonho.
Um muito obrigada as nossas famílias pelo suporte e dedicação durante
todos os anos de graduação, graças ao apoio de vocês conseguimos chegar até
aqui e alcançar esse sonho e aos amigos por toda colaboração na construção desse
trabalho, a participação de vocês foi fundamentação na concretização deste projeto.
Gratidão também a Universidade que nos recebeu de braços abertos, que nos
deu suporte e condições de aprendizagem, principalmente com o nosso Trabalho de
Conclusão de Curso, agradecemos ao apoio dado pela nossa coordenadora
Rosineide e ao pessoal do laboratório de Construção civil na elaboração deste
projeto.
Aos professores que sem dúvida alguma foram essenciais nesse processo de
aprendizagem, em sua maioria com muita paciência e sabedoria para lidar com as
nossas dúvidas e as perturbações diárias.
Muito Obrigada a Professora Marianny Monteiro por orientar nosso trabalho
de conclusão de curso da melhor forma possível, sempre nos dando ideias,
apoiando e principalmente nas horas mais difíceis acreditando que tudo daria certo,
não poderíamos ter melhor orientadora e a Professora Daysy Cavalcante por nós
auxiliar na conclusão do nosso trabalho.
E por fim, a todos que de alguma forma nos ajudaram a chegar ao fim destes
cinco anos de luta, lagrimas e alegrias, somos gratas a cada um de vocês.
IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA JARDIM FILTRANTE: alternativa para o tratamento
do efluente cinza na zona urbana IMPLEMENTATION OF THE GARDEN FILTER SYSTEM: alternative for the
treatment of gray effluent in urban areas
Débora Yasmin Cavalcante da Silva Graduanda em engenharia civil
[email protected] Samara Thaís Lima Ramos
Graduanda em engenharia civil [email protected]
Marianny Monteiro Pereira de Lira Mestra em Engenharia Civil
[email protected] Daysy Lira Oliveira Cavalcanti
[email protected] Mestra em Engenharia Civil
RESUMO
O descarte inadequado do esgoto doméstico sem o devido tratamento gera sérios problemas que afetam a qualidade das águas, além de desequilibrar o ecossistema aquático e proporcionar malefícios a saúde pública. Em busca de uma alternativa natural e econômica para minimizar esses problemas foi desenvolvido o presente trabalho apresentando uma alternativa para o reaproveitamento do efluente gerado pelo esgoto doméstico. Nesse sistema as águas cinza são tratadas por meio de um sistema de tratamento natural e simples denominado Jardim Filtrante. Através de estudos sobre implantação e dimensionamento foi possível sua construção e instalação, que não só proporcionou um adequado tratamento eficiente e econômico para o efluente gerado como também uma valorização paisagística do espaço onde foi implantado proporcionando uma maior qualidade de vida aos usuários.
PALAVRAS-CHAVE: Jardim Filtrante. Tratamento de águas cinzas. Reutilização de
esgoto doméstico. Tratamento natural de esgoto.
ABSTRACT
The inadequate disposal of domestic wastewater without proper treatment creates serious problems that affect water quality, as well as unbalance the aquatic ecosystem and harm public health. In search of a natural and economical alternative to minimize these problems, the present work presented an alternative for the reuse of the effluent generated by domestic sewage, called gray water by means of a simple and natural treatment system called Garden Water Filter. Through studies it was possible to build and install it, which not only provided an adequate and efficient treatment for the generated effluent, but also a landscape appreciation of the space where it was installed, providing a higher quality of life for users.
KEYWORDS: Garden Water Filter System. Grey water treatment. Wastewater reuse. Natural treatment of wastewater.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Composição do Jardim Filtrante ................................................................ 22 Figura 2- Ilustração das plantas macrófitas .............................................................. 23 Figura 3 - Fluxograma das etapas construtivas do Jardim ....................................... 34 Figura 4 - Área de estudo para implantação do Jardim Filtrante .............................. 35 Figura 5 - Planta Baixa do Jardim Filtrante ............................................................... 35 Figura 6 - Locação do terreno .................................................................................. 36 Figura 7 - Levantamento da Alvenaria ...................................................................... 36 Figura 8 - Aplicação do reboco ................................................................................. 37 Figura 9 - Instalação das tubulações ........................................................................ 37 Figura 10 - Dreno confeccionado com tubo de PVC................................................. 37 Figura 11 - Dreno Horizontal Profundo de PVC ........................................................ 38 Figura 12 - Instalação do Dreno Horizontal Profundo ............................................... 38 Figura 13 - Caixas de gordura e retenção de sólidos ............................................... 39 Figura 14 - Camada de Brita adicionada ao jardim juntamente com a tela para
separação das camadas de materiais ....................................................................... 40 Figura 15 - Camada de areia grossa ........................................................................ 40 Figura 16 - Camada de terra vegetal ........................................................................ 41 Figura 17 - Plantas macrófitas e ornamentais nativas da região .............................. 42 Figura 18 - Armações das Tampas com CA-50 de 5,0 mm ...................................... 43 Figura 19 - Lançamento e Adensamento do Concreto na forma da Tampa ............. 43 Figura 20 – Tampas do reservatório e caixa de gordura. ......................................... 44 Figura 21 – Plantas inseridas no jardim filtrante ....................................................... 44 Figura 22 - Estrutura do Jardim filtrante ................................................................... 45 Figura 23 - Coleta de Efluente para realização de análises de parâmetros ............. 49 Figura 24 - Efluente Coletado na Entrada do Jardim Filtrante .................................. 49 Figura 25 - Planta Baixa - Jardim Filtrante .............................................................. 52 Figura 26 - Planta Baixa do Jardim Filtrante ............................................................. 56 Figura 27 - Planta de Corte - Jardim Filtrante ........................................................... 56 Figura 28 - Espaço antes da implantação do Jardim Filtrante .................................. 60 Figura 29 - Espaço depois da implantação do Jardim Filtrante ................................ 60
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Classificação das macrófitas aquáticas .................................................. 24 Quadro 2 - Grau de Tratamento para Usos Múltiplos de Esgoto .............................. 28
Quadro 3 - Espécies inseridas no Jardim Filtrante ................................................... 41 Quadro 4 – Parâmetros analisados .......................................................................... 46
Quadro 5 - Parâmetros analisados na entrada do efluente ...................................... 48 Quadro 6 - Composição de Custos de Alvenaria ...................................................... 53
Quadro 7 - Composição de Custos do Reboco ........................................................ 54 Quadro 8 - Composição de Custos da Tubulação .................................................... 55
Quadro 9 - Composição Interna de Custos do Jardim Filtrante ................................ 57 Quadro 10 - Composição de Custo dos Materiais: Insumos..................................... 58
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 8 1.1 Considerações Iniciais ....................................................................................... 8
1.2 Objetivos ............................................................................................................ 10
1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................................... 10
1.2.2 Objetivos Específicos ........................................................................................ 10 2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 11
2.1 Sistema de Esgotamento Sanitário Doméstico .............................................. 11
2.1.1 Princípios do Tratamento de Esgoto ................................................................. 12
2.1.2 Impactos da Disposição Inadequada de Esgoto Doméstico ............................. 14 2.2 Alternativas Para o Tratamento de Esgoto ..................................................... 16
2.2.1 Sistema Natural de Tratamento de Esgoto ....................................................... 17 2.2.2 Jardim Filtrante ................................................................................................. 19
2.2.2.1 Estrutura e composição dos Jardins Filtrantes ............................................. 22 2.2.2.2 Dimensionamento ......................................................................................... 24 2.3 Reuso doméstico para fins não potáveis ....................................................... 25
2.3.1 Reuso de Águas Cinza ..................................................................................... 26
2.3.2 Aspectos qualitativos das Águas Cinza ............................................................ 27 2.3.2.1 Características físicas ................................................................................... 28
2.3.2.2 Características Químicas .............................................................................. 29 2.3.2.3 Características Microbiológicas .................................................................... 30
2.3.3 Viabilidade Técnica ........................................................................................... 31 3 METODOLOGIA ................................................................................................... 33
3.1 Dimensionamento e implantação do Jardim filtrante. ................................... 33 3.2 Análise de Parâmetros Físico-Químicos do Efluente .................................... 45
3.3 Verificação do custo benefício da implantação do sistema .......................... 46 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 48
4.1 Qualidade da água proveniente da entrada e saída do Jardim Filtrante ...... 48 4.2 Alternativas de reúso após a análise do efluente .......................................... 50
4.3 Custo para implantação do Jardim Filtrante .................................................. 50
4.3.1 Quantificação de Materiais para composição de custos ................................... 50
4.3.2 Área de Alvenaria ............................................................................................. 51 4.3.3 Composição do Custo através do Orçamento de Obras de Sergipe – ORSE e Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil SINAPI ..... 52 4.3.4 Considerações sobre o custo de implantação do Jardim Filtrante .................... 57 4.4 Benefício da implantação do jardim filtrante .................................................. 59
5 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 61 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 63
ANEXOS ................................................................................................................... 70 ANEXO A - Orçamento dos parâmetros fisico-quimicos e biológico realizado pelo
Institituto do Meio Ambiente. ..................................................................................... 71 ANEXO B – Resultado de Ensaios Analíticos (Físicos, Químicos e Biológicos) ....... 72
8
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
O descarte inadequado do esgoto doméstico gera sérios problemas
ambientais, sociais, saúde pública. O despejo do esgoto sem o devido tratamento
afeta a qualidade das águas, além de desequilibrar o ecossistema aquático e trazer
malefícios a saúde pública.
Dados do Instituto Trata Brasil (2015), apontam que de todo o esgoto
produzido no país, apenas 38% passa por algum tipo de tratamento. Isso significa
que mais de 100 milhões de brasileiros, mais da metade da população do país, não
possui acesso aos serviços de saneamento básico e todo esgoto produzido por essa
população é despejado in natura em nossos mananciais. O levantamento, intitulado
Ranking do Saneamento mostra que a coleta de esgotos chegou a 61,40% da
população nas 100 maiores cidades do Brasil e a somente 48,1% no restante do
país, no ano de 2011 (STRACI, 2017).
Conforme Édison Carlos (2017), presidente do Instituto Trata Brasil:
“Desde os anos de 1970, a prioridade dos governos foi levar água de qualidade para as pessoas, mas houve um descaso generalizado com o esgoto. Algumas regiões, como o Sudeste se desenvolveram mais rapidamente e estão mais avançadas, mas regiões como o Norte e Nordeste são as que mais sofrem com este descaso histórico”.
Segundo Costa (2017), presidente da Companhia de Saneamento de Alagoas
(CASAL) e vice-presidente da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e
Ambiental (ABES), comenta que as água superficiais estão sendo agredidas de
forma muito acentuada e que ao longo de muitos anos as cidades vêm crescendo
sem planejamento e sem controle, levando a uma expansão habitacional muito
superior ao crescimento de sistemas de coleta/tratamento de esgotos e drenagem
urbana. Assim, rios, lagoas e mares sofrem com o lançamento de esgotos in natura
e de águas servidas que não são coletadas por sistemas públicos de esgotamento
sanitário ou, muitas vezes, são lançadas em redes de drenagem de forma
clandestina ou até intencional.
Atualmente os problemas relacionados ao meio ambiente tem se tornado
muito evidentes, a maioria advém das ações antrópicas, problemas de poluição do
9
ar, escassez de água, degradação das florestas, uso desenfreado dos recursos
naturais e despejo inadequado do esgoto são alguns exemplos desses problemas.
Diante do exposto, são feitos estudos para usar técnicas capazes de minimizar os
impactos negativos das ações humanas.
A água é um recurso natural essencial para manutenção da vida, acreditava-
se ser uma um recurso natural inesgotável, entretanto não é, pois não se trata de um
recurso renovável e devido ao seu consumo demasiado de forma irracional e
irresponsável vêm gerando sérios danos. Como por exemplo: a crise hídrica que
vem se instalando e o consumo desenfreado que contribuem para o agravamento
desse problema.
Outro problema a ser minimizado é o descarte inadequado do esgoto
doméstico, mais precisamente, das chamadas águas cinza, que são as águas
provenientes de pias, chuveiros, tanques entre outros dispositivos que utilizam água
potável.
O jardim filtrante é um sistema alternativo para o tratamento de efluentes, cujo
objetivo é dar um destino adequado às águas cinza provenientes de pias, tanques,
chuveiros entre outros aparelhos. Essas águas são conduzidas para um pequeno
reservatório impermeabilizado com uma camada de brita e outra de areia, onde
acima estão localizadas as plantas que por sua vez agem como absorventes dos
nutrientes e contaminantes.
Os jardins filtrantes são de grande utilidade, não se resumindo apenas ao
tratamento das águas podendo ser utilizado também para fins decorativos. Consiste
na filtragem da água por meio das raízes das plantas macrófitas. Essa água filtrada
pode ser reutilizada para fins não potáveis ou simplesmente retornar ao meio
ambiente de forma correta.
Basicamente dois problemas são sanados com a implantação dos jardins
filtrantes: primeiramente existem lugares que não possuem coleta de esgoto e o
mesmo é despejado a céu aberto, nesses lugares esse problema seriam
amenizados, pois através do jardim esse esgoto teria um destino mais adequado. E
posteriormente tería-se a reutilização da água para fins não potáveis uma vez que
enfrentamos problemas como o agravamento da escassez de água.
10
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo Geral
Estudar a viabilidade técnica e econômica de um sistema de tratamento
alternativo de esgoto denominado Jardim Filtrante e analisar alternativas para
reaproveitamento das águas cinza.
1.2.2 Objetivos Específicos
Dimensionar o Jardim filtrante para a sua implantação;
Analisar os parâmetros físico-químicos e biológicos da amostra da água
proveniente da saída do jardim filtrante;
Estudar alternativas para o reúso do efluente a partir da sua qualidade final;
Verificar o custo benefício da implantação do sistema de reúso do efluente.
11
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo será abordado todo o referencial teórico que foi utilizado para
subsidiar a presente pesquisa, desde a definição do sistema de um esgotamento
sanitário, com a explicação dos princípios de tratamento e os impactos causados
pela disposição inadequada do efluente gerado. Também são abordadas formas de
tratamento e reutilização do efluente gerado para outras atividades de forma não
potável através de um dispositivo natural conhecido como jardim filtrante que é de
fácil manutenção.
2.1 Sistema de Esgotamento Sanitário Doméstico
Segundo definição da norma brasileira NBR 9648 (ABNT, 1986), o esgoto
sanitário doméstico é o “despejo líquido resultante do uso da água para higiene e
necessidades fisiológicas humanas”. O esgoto doméstico é originado a partir da
água advinda do abastecimento e, portanto, sua medida resulta da quantidade de
água consumida, onde 99,9% deste esgoto doméstico é composto por água e os
outros 0,1% de sólidos.
Para Costa e Nuvolari (2010), o município ideal deve ter um sistema de
esgotamento sanitário que atenda 100% das residências, do comércio e do
complexo industrial, através de redes coletoras, interceptores e emissários
devidamente executados e tratamento competente da água residuária. Seu
planejamento e sua construção devem ser inteligentes e personalizados para cada
cidade, seja ela de pequena, média ou grande porte. Essa é uma necessidade
básica e urgente para a formação, ou transformação, de uma sociedade saudável,
promissora e com qualidade de vida.
Os esgotos domésticos têm temperatura ligeiramente superior à da água de
abastecimento, por conta de alguns fatores como a atividade microbiana e
velocidade das reações químicas; possui coloração variando do cinza claro ao cinza
escuro (VON SPERLING, 2005). O odor é geralmente marcante e fétido, devido ao
gás sulfídrico e a outros dejetos em decomposição. A turbidez é causada pela alta
concentração de sólidos em suspensão (VON SPERLING, 2005).
De acordo com Costa e Nuvolari (2010), genericamente, estão presentes no
esgoto doméstico os elementos: Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O),
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Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Enxofre (S), além de outros microelementos, sendo os
sólidos totais; a matéria orgânica; o nitrogênio total; o fósforo, o pH; a alcalinidade;
os cloretos; e os óleos e graxas os principais parâmetros a serem considerados.
Quando o imóvel não possui rede coletora de esgoto é comum à população
utilizar fossa séptica ou ligar direto na rede pluvial (que deveria coletar apenas água
de chuvas) ou descartar o esgoto diretamente em valões, córregos, rios e praias,
porém esta ação contribui para agravamento e contaminação do meio ambiente e da
saúde. As fossas sépticas são unidades de tratamento primário de esgoto doméstico
nas quais são feitas a separação e a transformação físico-química da matéria sólida
contida no esgoto (CESAN, 2013). É uma maneira simples e barata de disposição
dos esgotos indicada, sobretudo, para a zona rural ou residências isoladas. Todavia,
o tratamento não é completo como numa estação de tratamento de esgotos
(CESAN, 2013).
A destinação adequada dos esgotos se inicia dentro de nossa casa, quando
esta é construída com as instalações hidrossanitárias, que compreende a rede de
tubulação interna da casa e as peças sanitárias (bacia, chuveiros e pias) que
recebem as águas servidas e as levam até a tubulação de saída do ramal predial
(CESAN, 2013).
Comumente o destino final do esgoto sanitário é conduzido a um corpo de
água, muitas vezes em sua forma bruta. E têm-se como consequência do
lançamento desse efluente, alguns inconvenientes, como o desprendimento de
maus odores, a presença de sabor na água potável, a mortalidade de peixes e a
ameaça à saúde pública. Os impactos são evitados ou minimizados quando existe
um tratamento prévio adequado para o esgoto.
As pesquisas em buscas de novas alternativas de tratamento de efluentes
vêm crescendo continuamente, pois há uma grande quantidade de matéria orgânica
sendo lançado nos cursos de água, então se percebe a necessidade de minimizar
esse problema.
2.1.1 Princípios do Tratamento de Esgoto
O tratamento do esgoto está diretamente ligado à saúde pública, se o esgoto
não for devidamente tratado trará inúmeros problemas de cunho ambiental, com a
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degradação do ecossistema natural, onde o esgoto é lançado, ou social, gerando
problemas de saúde a população.
A Fundação Nacional de Saúde (FUNASA) destaca que, a cada R$ 1,00
investido no setor de saneamento, cerca de R$ 4,00 é economizado com a saúde
(FUNASA, 2010). Água encanada e tratada é considerada um grande benefício para
as comunidades, mas se esse serviço não vier acompanhado de um sistema de
tratamento de esgoto adequado poderá, em certos casos, não acabar com os
problemas de saúde relacionados à veiculação hídrica, tal como verminoses,
hepatite e diarreia (FUNASA, 2010).
Segundo o Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB,
2005), no Brasil, a coleta de esgoto sanitário atende a apenas cerca de 40% da
população urbana. Do volume coletado, atualmente, apenas cerca de 40% recebe
tratamento adequado, gerando perspectivas significativas de crescimento e de
geração de lodo. A maior parte deste resíduo, até recentemente, era lançada
indiscriminadamente em rios. No entanto, com a evolução da legislação ambiental,
as operadoras vêm sendo obrigadas a destinar adequadamente estes resíduos.
O LE (Lodo do Esgoto) pode ser definido como os sólidos removidos do
esgoto sanitário durante o processo de tratamento, resultante da sedimentação de
sólidos em suspensão do esgoto, areia e microrganismos. É constituído pela fração
sólida de contaminantes concentrados removidos do esgoto, composta por uma
mistura de matéria orgânica e inorgânica, que durante o processo de tratamento do
esgoto permanece acumulada no sistema, estes sólidos, precisam ser removidos
periodicamente ou continuamente de acordo com o tipo de tratamento adotado. Se
estes sólidos receberem tratamento, passam a serem denominados de biossólidos,
por sua vez, os biossólidos são resultantes da degradação biológica ou química da
matéria orgânica (METCALF; EDDY, 2003).
Baseado em Costa e Nuvolari (2010), o tratamento do esgoto se resume na
busca eficiente da remoção dos poluentes neles contidos. Baseia-se em parâmetros
normatizados que variam de acordo com o volume a ser tratado, finalidade, nível de
processamento, qualidades originais e pretendidas, local de lançamento ou
reaproveitamento. Sabe-se que o esgoto é composto de uma elevada parcela de
14
água (99,9%) e uma parcela mínima de impureza (0,1%), quando se faz o
tratamento de esgoto, procura-se retirar esse percentual de tais impurezas.
Um processo de tratamento de esgoto convencional possui duas fases: a
chamada fase líquida, correspondente ao fluxo principal do líquido na estação de
tratamento de esgoto, e a fase sólida, do lodo retirado. Para cada uma delas existe
uma forma de processamento e acondicionamento (COSTA; NUVOLARI, 2010)
Banderali (2014) defende que o tratamento do esgoto deve ser realizado para
garantir a saúde da população e o acesso à água de qualidade. “Mesmo que a água
seja utilizada para fins não potáveis, deve-se atingir um padrão mínimo de qualidade
e monitorar a quantidade de compostos químicos que estão presentes na água.
Iniciativas para recuperar a qualidade das águas dos rios, mares e lagos são
essenciais para a saúde das próximas gerações”.
2.1.2 Impactos da Disposição Inadequada de Esgoto Doméstico
Como visto no presente trabalho, muito se fala sobre o descarte inadequado
do esgoto sanitário e são notórios os impactos causados, sejam eles impactos
ambientais, sociais e econômicos.
Segundo Instituto Trata Brasil (2009), no ano de 2004, doenças relacionadas
a sistemas precários de água e esgoto e a deficiências de higiene causaram a morte
de mais de 1,6 milhões de pessoas em países pobres, de acordo com a
Organização Mundial da Saúde (OMS). A perpetuação de sistemas inadequados de
esgotamento sanitário também é causadora de 88% dos óbitos por diarreias
registradas no mundo – quase a totalidade deles ocorre em nações em
desenvolvimento.
Um dos problemas enfrentados pelo lançamento de efluentes não tratados é o
desequilíbrio no ecossistema aquático. O esgoto doméstico, por exemplo, consome
oxigênio em seu processo de decomposição, causando mortalidade aos peixes. Os
nutrientes (fósforo e nitrogênio) presentes nesses despejos, quando em altas
concentrações, ainda causam a proliferação excessiva de algas, o que também
desequilibra o ecossistema local (esse processo é chamado de eutrofização)
(GONÇALVES, 2015).
15
Citado por Fernandes (1997), esse consumo de oxigênio mencionado
anteriormente, diz respeito às bactérias aeróbias que são aquelas que consomem
em sua atividade vital o oxigênio livre presente no interior da massa líquida,
originando o processo de decomposição aeróbia do esgoto também chamado de
oxidação.
Os poluentes químicos presentes em agrotóxicos e metais também provocam
um efeito tóxico em animais e plantas aquáticas, podendo se acumular em seus
organismos (GONÇALVES, 2015).
Segundo Rodrigues (2005), citado por Bassetti e Sabei (2013), outra
importante razão para tratar os esgotos diz respeito à preservação ambiental. As
substâncias presentes nesses dejetos exercem ações deletérias nos corpos d’água:
a matéria orgânica pode ocasionar a exaustão do oxigênio dissolvido, resultando na
morte de peixes e outros organismos aquáticos, bem como no escurecimento da
água e aparecimento de maus odores. Isso porque, os nutrientes acarretam uma
forte “adubação” da água, provocando o crescimento acelerado de vegetais
microscópios responsáveis pelo sério desequilíbrio ecológico, além do odor e gosto
desagradáveis.
Para Gonçalves (2015), os efluentes líquidos não tratados, quando lançados
no ambiente, podem comprometer gravemente a saúde pública. A água poluída
provoca doenças como cólera, disenteria, meningite, amebíase e hepatites A e B. Já
os efluentes industriais que poluem os rios podem causar contaminação por metais
pesados, provocando tumores hepáticos e de tireoide, rinites alérgicas, dermatoses
e alterações neurológicas.
A falta de sistemas de esgotos nas cidades é sem dúvidas um problema de
saúde pública, pois pode provocar doenças que são transmitidas por meio hídrico ou
pelo contato direto com o esgoto.
O estudo “Esgotamento Sanitário Inadequado e Impactos na Saúde da
População”, realizado pelo Trata Brasil, mostrou que em 2011, quase 400 mil
pessoas foram internadas por diarreia no Brasil. São números expressivos que
representam uma grande parcela de um montante gasto em saúde pública no país.
“O estudo mostrou também que cidades que investiram em saneamento básico ao
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longo dos anos hoje chegam a gastar 40 vezes menos em saúde do que as cidades
que nada investiram e convivem com as doenças da água poluída”, confirma Carlos
(2017), do Trata Brasil.
2.2 Alternativas Para o Tratamento de Esgoto
Existem várias alternativas para o esgoto ser tratado de forma adequada,
entre elas são expostas os sistemas de lagoas de estabilização, filtros biológicos,
lodos ativados fossas sépticas biodigestoras, banheiros secos, wetlands (jardins
filtrantes), escoamento superficial no solo, produção de biogás, entre outros.
A função das ETE’s (Estações de Tratamento de Esgoto) consiste em
reproduzir, através de processos físicos, químicos e/ou biológicos, em curto período
de tempo, condições necessárias e suficientes, normalmente encontradas na
natureza (em corpos hídricos receptores tais como rios, lagos e banhados), para
promover a decomposição da matéria orgânica presente nos esgotos. Por exemplo,
em ETE’s que utilizam a tecnologia denominada lodos ativados, a decomposição
acelerada da matéria orgânica presente no esgoto é realizada por um conjunto de
bactérias aeróbias. A adequada operação da ETE consiste em promover e
assegurar as condições propícias para a existência dessas bactérias (COMUSA,
2017).
O sistema de tratamento denominado lodos ativados é um sistema de
tratamento de efluentes líquidos que apresenta elevada eficiência de remoção de
matéria orgânica presente em efluentes sanitários e industriais. O processo de
tratamento é exclusivamente de natureza biológica, onde a matéria orgânica é
depurada, por meio de colônias de microrganismos heterogêneos específicos, na
presença de oxigênio (processo exclusivamente aeróbio). Essas colônias de
microrganismos formam uma massa denominada de lodo (lodo ativo, ativado ou
biológico) (COMUSA, 2017).
Também pode ser citado o banheiro seco, que para Alves (2009), que é um
tipo de tratamento realizado no próprio local da disposição e o princípio destes
banheiros é a não utilização de um recurso finito, a água, para o transporte dos
resíduos, e sim o tratamento e o aproveitamento local destes através do processo de
compostagem, onde os resíduos, ao invés de serem despejados nos solos, nos rios
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ou no mar, são armazenados em coletores, nos quais serão compostados a partir do
aquecimento gerado por algum tipo de energia que pode ser solar, elétrica, térmica
ou qualquer outra que seja acessível, disponível e capaz de gerar um aquecimento
colaborando para as bactérias e fungos termófilos que, além de serem responsáveis
pela decomposição, são também responsáveis por ajudar a manter a temperatura
alta, necessária para a eficiência da compostagem.
Bassetti e Sabei (2013) citam também o sistema de fossa biodigestora que
contribui para a viabilização do tratamento de esgoto doméstico e consequente
produção de efluentes desinfetados. Consiste em um tratamento biológico do esgoto
por ação de digestão fermentativa.
Segundo Chernicharo (1997), esse método tem baixa eficiência na remoção
de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO), nutrientes e patógenos, mas segundo
a Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias (BRASIL, 2001) a fossa séptica
biodigestora é capaz de produzir adubo orgânico totalmente isento de
microrganismos patogênicos para o homem como bactérias, vírus e ovos de vermes,
onde mostram estudos fitos com o uso desse adubo em graviola e gerou ótimos
resultados.
Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA) ou Reator UASB é um reator
fechado onde o tratamento biológico ocorre por processo anaeróbio, isto é, sem
oxigênio. O esgoto entra pela base do reator, passa por uma manta de micro-
organismos anaeróbicos onde ocorre a decomposição da matéria orgânica. O
esgoto tratado e coletado pelas calhas na parte superior. Trata-se de uma tecnologia
que ocupa pouco espaço, sendo indicada para centros urbanos, bairros, vilas etc.
Por se tratar de um sistema fechado, há liberação de gás que é coletado e queimado
(CESAN, 2013).
2.2.1 Sistema Natural de Tratamento de Esgoto
No sistema natural de tratamento de esgoto são utilizadas plantas específicas
que tem a função de poder realizar o tratamento do solo e também de executar a
limpeza de esgotos. As plantas servem como recurso natural para a formação deste
sistema, que tem por objetivo limpar os resíduos indesejáveis.
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Os sistemas de tratamento de esgotos são ditos naturais quando se baseiam
na capacidade de ciclagem dos elementos contidos nos esgotos em ecossistemas
naturais, sem o fornecimento de quaisquer fontes de energia induzida para acelerar
os processos bioquímicos, os quais ocorrem de forma espontânea. Dentro desta
concepção, enquadram-se as lagoas de estabilização e os wetlands. O princípio do
tratamento nesses sistemas baseia-se na capacidade de depuração dos poluentes
orgânicos em um corpo d’água lêntico natural e em banhados, respectivamente
(BENTO et al, 2004).
Os sistemas naturais de tratamento são habitados por uma ampla diversidade
de seres vivos de vários níveis da cadeia alimentar, desde bactérias até pequenos
animais aquáticos, e no caso das lagoas, também os peixes. Esses organismos
interagem entre si e com o meio tornando o processo mais complexo dentro da
perspectiva ecológica, do fluxo energético. A cada passagem de energia por um
nível trófico, uma quantidade menor de energia atinge o nível superior subsequente,
devido ao trabalho executado e a ineficiência das transformações de energias
biológicas no nível trófico anterior (RICKLEFS, 1996).
Esses tipos de sistemas naturais são bastante eficientes e possuem um custo
acessível, onde as raízes tratam e purificam os esgotos, de uma forma que ele pode
ser lançado sem grandes danos ao meio ambiente, obedecendo aos regimentos
exigidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), ou também podem
ser reutilizadas em descargas sanitárias ou na agricultura, também podendo ter
outras aplicabilidades (MORAIS et. al., 2015).
Os projetos relacionados aos sistemas naturais de tratamento de efluentes
estão baseados normalmente em 5 princípios que são: Tratamento, Paisagístico,
Biodiversidade, Econômico e Gestão. São economicamente viáveis, pois não
necessitam de grandes manutenções, além de serem ecológicos e tanto
preservarem quanto recuperarem rios.
Uma das desvantagens encontradas para implantar certos sistemas é a
demanda de espaço, pois no caso dos jardins filtrantes há de se considerar o
mínimo de 1 m² (metro quadrado) por pessoa.
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2.2.2 Jardim Filtrante
É um tipo de tratamento natural, o jardim trata-se de uma tecnologia, também
conhecida por zona de raízes ou fitorestauração, que consiste no uso de plantas
para tratar esgotos domésticos e efluentes industriais (CUNHA, 2011).
De acordo com Dornellas (2008), o jardim filtrante tem como principal objetivo
a melhoria da qualidade da água. Quando aplicados no tratamento de efluentes, a
técnica pode ser utilizada como uma alternativa secundária ou terciária, realizando a
remoção de nutrientes e reduzindo taxas de DQO e DBO do efluente. A estação de
tratamento é projetada sob critérios de engenharia e as técnicas de construção
variam de acordo com a característica do efluente a ser tratado, da eficiência final
desejada na remoção de poluentes, da área disponível e do interesse paisagístico.
A empresa Phytorestore, fundada pelo engenheiro francês Thyerry Jacquet,
que é o grande desenvolvedor da técnica de tratamento de esgoto por jardins
filtrantes, possui várias provas pelo mundo que esse tipo de processo é eficaz e
confiável, uma possível aplicação desse método no esgoto doméstico faria com que
o efluente que não possui nenhum tipo de tratamento ou cuidado, fosse tratado e
descartado da maneira correta e, assim a natureza não sofreria os impactos
ambientais que são sofridos hoje (ASPÁSIA, 2013).
Esse tratamento natural, já é bem conhecido no mundo inteiro e traz vários re-
sultados positivos, um dos maiores tratamentos realizado por esse tipo de técnica,
foi o tratamento de despoluição das águas do Rio Sena na França, já foram
aplicadas em vários locais da China, como no bairro de Wuhan e em mais três rios,
o Brasil não fica de fora, essa técnica inovadora foi realizada em Campinas e
Curitiba (MORAIS et al, 2015).
A utilização de espécies vegetais no tratamento de esgoto representa uma
tecnologia emergente que está se revelando como uma alternativa, eficiente e de
baixo custo, aos sistemas convencionais (PARKINSON; SIQUEIRA; CAMPOS,
2004).
Para a construção do jardim filtrante, segundo Silva (2013), deve-se
inicialmente fazer uma caixa no solo com aproximadamente 1 m² de área superficial
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por habitante. Essa caixa deve possuir o fundo impermeabilizado com uma
geomembrana que consiste em uma manta de liga plástica, elástica e flexível como
o PVC (policloreto de vinil), EPDM (Borracha de Etileno Propileno Terpolímero) ou
equivalente. Preferencialmente protegida por manta de bidim que é uma manta
geotêxtil de drenagem utilizada na construção civil. Antes da entrada do Jardim
Filtrante, deve ser instalada uma pequena caixa de decantação (50 a 100 litros) que
serve para retenção de sólidos e uma caixa de gordura. Após percorrer essas caixas
o liquido passará por uma tubulação em forma de cachimbo conhecida
popularmente como monge que também regula o nível da água no jardim. As
tubulações de entrada e saída serão em pontos opostos da caixa.
A caixa deve então ser preenchida com brita e areia grossa que agem como
filtros físicos para o material particulado, sustentação para as plantas e na formação
do biofilme que é um conjunto de bactérias que crescem e formam uma espécie de
capsula de proteção, que favorece relações simbióticas e permite a sobrevivência
em ambientes hostis, o biofilme é aderido ao meio suporte e as raízes das plantas
(PHILIPPI et al, 2007; SILVA, 2013).
Para evitar que o escoamento superficial turbulento da chuva, conhecido
popularmente como enxurrada entre no sistema deve-se fazer uma pequena curva
de nível em torno do jardim sobre a geomembrana e o bidim. O jardim filtrante deve
então ser saturado com água, mas deve se evitar a formação de lamina d’ água para
não permitir a procriação de mosquitos (SILVA, 2013).
Em seguida, inserem-se plantas macrófitas aquáticas que agem como
absorvente de nutrientes e contaminantes durante o seu crescimento fazendo assim
a depuração da água. As plantas escolhidas devem ser preferencialmente nativas da
região onde o sistema está instalado. O mecanismo de filtração consiste na
alimentação e percolação contínua do esgoto através do meio suporte. Durante a
percolação, o esgoto entra em contato com regiões aeróbias e anaeróbias onde as
comunidades de microrganismos irão degradar a matéria orgânica e o nitrogênio. O
oxigênio solicitado é suprido pelas macrófitas e pela convecção e difusão
atmosférica. A camada aeróbia é mais evidente ao redor das raízes das macrófitas,
pois tendem a transportar oxigênio da parte aérea para as raízes. A contínua
passagem dos esgotos nos interstícios promove o crescimento e aderência da
21
massa biológica na superfície do meio suporte. A massa biológica agregada ao
meio suporte retém a matéria orgânica contida no esgoto, por meio da adsorção,
que é a adesão de moléculas de um fluído a uma superfície sólida. A produção de
novas células promove o aumento da biomassa, prejudicando a passagem de
oxigênio até as camadas internas, então ocorrerá o tratamento dos contaminantes
que só pode ser realizado em meio atóxico. O sistema pronto é então ligado à
tubulação da casa recebendo a água cinza. A água que sai do sistema pode ser
descartada ou reutilizada na limpeza. Este modelo de jardim filtrante é para o
saneamento básico rural, onde apenas a água cinza é tratada (NIRENBERG; REIS,
2010; PHILIPPI et al, 2007).
Segundo Mazzonetto (2011), são inúmeras as vantagens da implantação do
jardim filtrante. A primeira é a versatilidade, pois ele não serve apenas para o
tratamento de efluentes, como também para o tratamento de água para consumo, é
um sistema modulado que pode atender desde uma família até um milhão de
pessoas, serve para esgoto urbano, doméstico ou industrial, desde que seja
devidamente projetado, no tratamento de grandes volumes de água de rios e na
recuperação de áreas alagadas.
Segundo os levantamentos bibliográficos, os jardins filtrantes trazem
excelentes contribuições para a sociedade e para a localidade. Os benefícios vão
desde a melhoria de condições de reciclagem da água a fatores psicológicos que
interferem a qualidade de vida e o bem-estar da sociedade, já que além de realizar o
tratamento do esgoto, ele embeleza o local, podendo ser utilizado como praça para
pontos de encontros entre amigos, já que algumas plantas utilizadas nesse sistema
possui o poder de anular o mau cheiro do esgoto.
Para uma estação de tratamento de água ou esgoto desse tipo funcionar não
é preciso equipamentos, motor ou gerador: tudo ocorre por gravidade, sem
bombeamento, injeção de ar ou adição de químicos. "Se aperfeiçoar o tratamento
biológico da água, fica muito mais fácil e mais barato", concorda José Alberto Ferro,
gerente de recursos hídricos metropolitanos da Sabesp. Porém, há uma limitação:
como precisa de uma área considerável para serem instalados, o jardim não pode
ser aplicado em regiões excessivamente urbanizadas, como São Paulo (ARLEI,
2012).
22
2.2.2.1 Estrutura e composição dos Jardins Filtrantes
Para a produção dos jardins filtrantes são usados materiais porosos, como
por exemplo, a brita e o carvão, em que os seus poros conseguem absorver
inúmeras partículas, tornando o recurso mais eficiente, e plantas aquáticas, que
contribui para a filtração de águas em torno de 80% de eficiência. Estas plantas
possuem crescimento e reprodução de forma rápida, nisso, ocorre à necessidade de
manutenção para retirar o excesso (MORAIS et al, 2015).
Figura 1- Composição do Jardim Filtrante Fonte: Embrapa, 2014.
Na Figura 1, está representada a estrutura do jardim filtrante disponibilizada
pela Embrapa com todas as suas camadas e disposição dos materiais, onde
observa-se a entrada do efluente que passa pela caixa de retenção de sólidos, caixa
de gordura e tem sua entrada no jardim para o processo de filtragem e sua saída
para um reservatório apropriado ou para outros destinos.
A escolha das plantas dos jardins é baseada em sua capacidade de
“fitoextração” dos micropoluentes e nutrientes presentes na água, com a capacidade
de autodepuração do meio úmido plantado (CARVALHO; ROCHA; SANTOS, 2016).
Ou seja, as plantas escolhidas para o jardim devem ter a capacidade de extrair os
micropoluentes e nutrientes necessários para elas e para a melhoria daquele
efluente, tendo ainda em vista que as plantas necessitam do poder de
autodepuração naquele meio.
23
Segundo pesquisas desenvolvidas pela Embrapa (2014), as macrófitas
aquáticas são plantas aquáticas que vivem em brejos até ambientes
verdadeiramente aquáticos (incluindo os corpos de água doce, salobra e salgada) e
são utilizadas no sistema de tratamento natural do jardim filtrante. Incluem vegetais
desde microalgas até angiospermas. São caracterizados como vegetais que durante
sua evolução retornaram do ambiente terrestre para o aquático, apresentando várias
características de vegetais terrestres.
Figura 2- Ilustração das plantas macrófitas Fonte: Embrapa, 2013.
Na Figura 2 são vistos alguns tipos de macrófitas aquáticas e sua estrutura
perante seu habitat, nota-se que existem vários tipo que estão expostos no quadro
1.
Segundo Irgang et al. (1984), Esteves (1998) e Thomaz; Esteves (2001), as
macrófitas aquáticas se classificam segundo o Quadro 1.
24
Quadro 1 - Classificação das macrófitas aquáticas
Tipos Biológicos Definição Exemplos
Emersas Plantas enraizadas no sedimento apresentando as
folhas acima da lâmina de água. Echinochloa, Typha
Submersa Fixa Enraizada no fundo, com caule e folhas submersos, geralmente saindo somente à flor para fora da água.
Vallisneria, Nitella
Submersa Livre Plantas que apresentam raízes pouco desenvolvidas, flutuando submersas em águas tranquilas, presas as
estruturas de outras plantas aquáticas. Utricularia
Flutuante Fixa Enraizada no fundo, com caule e/ou ramos e/ou
folhas flutuantes. Enydra anagallis
Gardner
Flutuante Livre Plantas que se desenvolvem flutuando livremente no
espelho de água. Eichhornia,
Limnobium, Lemna
Semiaquáticas ou Anfíbias
Capaz de viver bem tanto em área alagada como fora da água, geralmente modificando a morfologia da fase aquática para a terrestre quando baixam as
águas.
Ludwigia multinervia (Hook. & Arn.) Ramamoorthy
Fonte: Pompêo, 2017.
2.2.2.2 Dimensionamento
Segundo Begosso (2009), a tecnologia de tratamento por áreas alagadas não
está contemplada em normas técnicas brasileiras, o que dificulta a uniformização
dos parâmetros e critérios para o seu dimensionamento.
Para o dimensionamento da área requerida para a construção do sistema
utiliza-se a Equação (1) (BEGOSSO, 2009):
𝐴 =𝑄 (ln 𝐶𝑜 − ln 𝐶𝑒)
𝐾𝑡 𝑥 𝑝 𝑥 𝑛 (1)
Onde:
A: área superficial requerida (m2);
Q: vazão afluente (m3/d);
Co: concentração afluente em termos de DBO5,20 (mg/L);
Ce: concentração efluente em termos de DBO5,20 (mg/L);
Kt: constante de reação da cinética de primeira ordem (dependente da temperatura);
n: porosidade do substrato (m3 vazios por m3 material);
p: profundidade do maciço filtrante.
25
Segundo Begosso (2009), o volume total do tanque de área alagada pode ser
calculado pela Equação (2):
𝑉 = 𝐴 𝑥 𝑝 (2)
V: volume (m3);
A: área superficial requerida (m2);
p: profundidade (m)
Por se tratar de um processo de tratamento baseado na interação material
filtrante – macrófitas, deve-se conhecer as propriedades físicas (granulometria,
diâmetro efetivo, coeficiente de uniformidade, condutividade hidráulica, etc.) e
químicas (teores de Fe, Ca, Mg, capacidade de troca catiônica – CTC) deste
material de recheio, a fim de se conhecer a dinâmica da colmatação e a vida útil do
sistema, bem como utilizar macrófitas adaptadas ao clima da região (SEZERINO;
PHILIPPI, 2003).
2.3 Reuso doméstico para fins não potáveis
O reuso ou reutilização de água mostra-se como um instrumento adicional
para a administração dos recursos hídricos, aspirando à diminuição da pressão
sobre os mananciais de abastecimento, dispensando as águas de qualidade
superior para fins mais nobres, remetendo a uma série de benefícios específicos aos
usuários, tais como o aumento da produtividade agrícola, redução de custos na
compra de água e a preservação de aquíferos subterrâneos (RODRIGUES, 2005).
O uso para fins domésticos de água pode se definir como aquela utilizada
para realização de atividades corriqueiras, como por exemplo: lavagens de roupas e
utensílios domésticos, criação de animais, higiene pessoal, manutenções prediais
entre outras atividades que não necessitam diretamente de água potável para sua
realização.
De acordo com Lavrador Filho (1987), reuso de água é o aproveitamento de
águas anteriormente utilizadas, uma ou mais vezes, oriunda de alguma atividade
humana, afim de suprir as demandas de outros usos benéficos, inclusive o original.
26
E ele pode ser de dois tipos direto ou indireto, bem como fruto de ações planejadas
ou não planejadas.
Segundo o autor supracitado, o termo reciclagem é definido como reuso interno
de água para utilização original, antes de algum descarte em um sistema de
tratamento ou algum ponto de descarga. No entanto o termo reuso é utilizado para
indicar descargas de efluentes que são subsequentemente utilizados por outros
usuários, diferente do original.
Nesta forma de reuso estão inclusos utilização para descargas sanitárias,
irrigação de jardins entre outras. Também há outros usos equivalentes para esse
tipo de água, como na lavagem de ruas, uso em grandes edifícios destinada a
reserva contra incêndio e resfriamento de equipamentos de ar condicionado
(MANCUSO; SANTOS, 2003)
2.3.1 Reuso de Águas Cinza
Águas residuais e não industriais advindas de processos domésticos são
chamadas de águas cinza. Distinguem-se das águas negras sanitárias, mais
poluídas, pela quantidade e composição de produtos químicos e contaminantes
biológicos. Em edificação de qualquer tipo - residência, comércio, indústria -, as
origens típicas de águas cinza são aquelas que provenientes do uso de chuveiro,
pia, tanque e máquina de lavar roupas (CORSINI, 2012).
De acordo com Hespanhol (2006), águas cinza podem ser classificadas em:
água cinza escura e água cinza clara. Para água cinza clara, além da separação do
efluente do vaso sanitário, ela também não possui água advinda da pia da cozinha,
para qual essa separação é relativa a grande quantidade de carga orgânica presente
nesse efluente. Para agua cinza escura só há separação do efluente do vaso
sanitário, coletando também a água advinda da pia.
O reaproveitamento de águas cinza tratadas contribui para a redução do
consumo de água potável, diminuindo também o volume de contaminantes
destinados ao solo e cursos de água. Para alguns casos, mais consideravelmente
em edificações de maior tamanho, a realização do reaproveitamento mostrasse
como uma alternativa mais vantajosa, em termos econômicos, do que o uso de
águas pluviais (ALVES et al, 2009).
27
2.3.2 Aspectos qualitativos das Águas Cinza
Uma característica importante para que um sistema de reutilização tenha
sucesso é a avaliação da qualidade das aguas cinzas.
De acordo com o Portal Tratamento de Água (BRASIL, 2009), A água contém
diversos componentes, os quais provêm do próprio ambiente natural ou foram
introduzidos a partir de atividades humanas. Para caracterizar uma água, são
determinados diversos parâmetros, os quais representam as suas características
físicas, químicas e biológicas. Esses parâmetros são indicadores da qualidade da
água e constituem impurezas quando alcançam valores superiores aos
estabelecidos para determinado uso.
O tratamento do esgoto doméstico tem por finalidade principal: retirar o
material sólido; diminuir a DBO e as substâncias químicas indesejáveis e eliminar
microrganismos patogênicos (MOTA, 1995).
O Índice de Qualidade das Águas (IQA) é constituído por nove parâmetros:
oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), coliformes fecais,
temperatura da água, nitrogênio total, fósforo total, sólidos totais, pH e turbidez.
Sabe-se que a água tem capacidade de autodepuração, ou seja, de se autopurificar
naturalmente (ZINATO; OLIVEIRA, 2008).
De acordo com NBR 13969 (1997), O grau de tratamento para uso múltiplo de
esgoto tratado é definido, como regra geral, pelo uso mais restringente quanto à
qualidade de esgoto tratado. No entanto, conforme o volume estimado para cada um
dos usos pode-se prever graus progressivos de tratamento (por exemplo, se o
volume destinado para uso com menor exigência for expressivo, não haveria
necessidade de se submeter todo o volume de esgoto a ser reutilizado ao máximo
grau de tratamento, mas apenas uma parte, reduzindo-se o custo de implantação e
operação), desde que houvesse sistemas distintos de reservação e de distribuição.
Nos casos simples de reuso menos exigente (por exemplo, descarga dos vasos
sanitários) pode-se prever o uso da água de enxágue das máquinas de lavar,
apenas desinfetando, reservando aquelas águas e direcionando ao vaso, em vez de
enviá-las para o sistema de esgoto para posterior tratamento. Em termos gerais,
28
podem ser definidas as seguintes classificações e respectivos valores de parâmetros
para esgotos, conforme o reúso de acordo com a Quadro 2.
Quadro 2 - Grau de Tratamento para Usos Múltiplos de Esgoto
Classe Turbidez Coliformes
Fecais
Sólidos Dissolvidos
Totais pH
Cloro Residual
Oxigênio Dissolvido
Classe 1
< 5 < 200
NMP/100 ml < 200mg/L
6 ≤ pH ≤ 8
0,5 ≤ CR ≤ 1,5 mg/l
-
Classe 2
< 5 < 500
NMP/100 ml - - > 5 mg/l -
Classe 3
< 10 < 500
NMP/100 ml - - - -
Classe 4
- < 500
NMP/100 ml - - - > 2 mg/l
Fonte: NBR 13969, 1997.
A baixo está relacionado a classificação versus a utilização do efluente de
acordo com a NBR 13969, 1997.
Classe 1: Lavagem de carros e outros usos que requerem o contato direto do
usuário com a água, com possível aspiração de aerossóis pelo operador, incluindo
chafarizes.
Classe 2: Lavagem de pisos, calçadas e irrigação dos jardins, manutenção dos lagos
e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes.
Classe 3: Reuso das descargas dos vasos sanitários.
Classe 4: Reuso nos pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros
cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação pontual.
2.3.2.1 Características físicas
Os itens com maior importância são: turbidez, cor, temperatura e a
concentração de sólidos dissolvidos. A temperatura pode ajudar no desenvolvimento
de microrganismos, turbidez e a concentração de sólidos podem contribuir com
informações importantes quanto a possíveis entupimentos nas tubulações que
transportam os efluentes, tenso visto que as partículas sólidas e coloides presentes
poderiam gerar este problema no sistema (BAZZARRELLA, 2005).
29
Segundo Richter e Azevedo Neto (2003):
A Turbidez: é uma característica da água devido a presença de partículas
suspensas na água com tamanho variando desde suspensões grosseiras aos
coloides, dependendo do grau de turbulência. A presença destas partículas
provocando a dispersão e a absorção da luz, dando à água uma aparência
nebulosa, esteticamente indesejável e potencialmente perigosa.
A Cor: a água pura é virtualmente ausente de cor. A presença de substâncias
dissolvidas ou em suspenção altera a cor da água, dependendo da qualidade
e da natureza do material presente. Normalmente a cor da água é devido a
ácidos húmicos e tanino, originados da decomposição de vegetais e, assim,
não representa risco algum para a saúde.
A Temperatura: tem importância por sua influência sobre outras propriedades:
acelera reações químicas, reduz a solubilidade dos gases, acentua a
sensação de sabor, odor entre outros.
O pH: o termo é usado universalmente para expressar a intensidade de uma
condição acida ou alcalina de uma solução. Mede a concentração de íon
hidrogênio ou sua atividade, importante em cada fase do tratamento, sendo
referida frequentemente na coagulação, floculação, desinfecção e no controle
de corrosão. O valor do pH varia de 0 a 14. Abaixo de 7 a água é considerada
ácida e acima de 7, alcalina. Água com pH 7 é neutra. A Portaria nº 518/2004
do Ministério da Saúde recomenda que o pH da água seja mantido na faixa
de 6,0 a 9,5 no sistema de distribuição (BRASIL, 2004).
De acordo com a Agência Nacional das Águas (ANA), sólidos dissolvidos são
materiais que passam através do filtro. Representam a matéria em solução ou em
estado coloidal presente na amostra de efluente (BRASIL, 2009).
2.3.2.2 Características Químicas
Segundo Richter e Azevedo Neto (2003), as análises químicas de água
determinam de modo mais correto as características da água, são de grande
importância, tanto do ponto de vista sanitário quanto econômico.
30
Dentre as principais características químicas pode-se citar a determinação do
teor de oxigênio dissolvido (OD) como sendo um dos ensaios mais importantes no
controle de qualidade da água. As águas superficiais, relativamente límpidas,
apresentam-se saturadas de oxigênio dissolvido, porem este pode ser rapidamente
consumido pela demanda de oxigênio de esgoto doméstico.
Outra característica química é a medida de qualidade de oxigênio necessária
ao metabolismo das bactérias aeróbias que destroem a matéria orgânica, chamada
de Demanda bioquímica de oxigênio (DBO).
A eutrofização é o crescimento excessivo do das plantas aquáticas, tanto
planctônicas quanto aderidas, a níveis tais que sejam considerados como
causadores de interferências com os usos desejáveis dos corpos d’água
(THOMANN; MUELLER, 1987).
Segundo Von Sperling (2005), o principal fator de estímulo é um nível
excessivo de nutrientes no corpo d’água, principalmente nitrogênio e fósforo.
O processo de eutrofização pode ocorrer também em rios, embora seja
menos frequente, devido às condições ambientais serem mais desfavoráveis para o
crescimento de algas e outras plantas, como turbidez e velocidades elevadas (VON
SPERLING, 2005).
2.3.2.3 Características Microbiológicas
Segundo Richter e Azevedo Neto (2003), entre as impurezas nas águas incluem-
se os organismos presentes que, conforme sua natureza, têm grande significado
para os sistemas de abastecimento de água. Alguns desses organismos, como
certas bactérias, vírus e protozoários, são patogênicos, podendo provocar doenças e
ser a causa de epidemias.
Ainda segundo Richter e Azevedo Neto (2003), os coliformes são bactérias
que normalmente habitam os intestinos dos animais superiores. A sua presença
indica a possibilidade de contaminação da água por esgotos domésticos, entretanto,
nem toda água que contenha coliformes é contaminada e, como tal, podem veicular
doenças de transmissão hídrica.
31
2.3.3 Viabilidade Técnica
A necessidade de demanda pelo uso da água aumenta gradativamente a cada
ano, principalmente pelo crescente avanço comercial acompanhado dos vários
processos produtivos que utilizam muita água e do próprio abastecimento para
consumo (BEVILACQUA, 2009).
Dada a importância de se tratar a água residual, seja de origem doméstica ou
industrial, há algum tempo se busca a melhor opção para este tratamento. No Brasil,
predominantemente, utilizamos as denominadas Estações de Tratamento de
Efluentes (ETE), entretanto, essas ETEs têm um alto custo de implantação e
manutenção. Como alternativa a estas tradicionais ETEs, existem, há mais de uma
década, empresas dedicadas ao desenvolvimento de jardins filtrantes. A ideia destes
jardins é que, por meio da própria natureza, seja possível purificar a água e manter
nessa região de tratamento uma área verde, como um parque, por exemplo
(ALBIZZATI; MEIRELLES; TELES, 2012).
Uma das formas de tratamento de esgoto é a utilização de filtros biológicos,
com brejos construídos, ou de lagoas com plantas aquáticas. Tanques com plantas
aquáticas assim como brejos agem com filtros de poluentes, ajudando a devolver a
água limpa aos mananciais. Algumas plantas despoluidoras são sugeridas pela sua
capacidade de retirar da água nutrientes e substâncias tóxicas, dando condições
favoráveis para a base alimentar nos ecossistemas aquáticos (POTT; POTT, 2002).
A utilização das plantas como depuradoras de água em jardins filtrantes
apresenta as vantagens de baixo custo de implantação e operação e simplicidade
operacional. Esses sistemas são chamados de naturais, pois se baseiam na
capacidade de ciclagem dos elementos contidos nos esgotos sem o fornecimento de
qualquer fonte de energia induzida para acelerar os processos bioquímicos, os quais
ocorrem de forma espontânea (PHILIPPI et al, 2007).
Segundo o gerente geral da Phytorestore, empresa francesa que trabalha
com jardins filtrantes, no Brasil, Arnaud Fraissignes, uma das facilidades desse
sistema é a sua simplicidade operacional e de manutenção, permitindo redução de
até 30% dos custos quando comparados aos de um sistema convencional de
tratamento de água e efluentes. “Trata-se de um espaço que necessita de cuidado
32
similar ao de uma área verde”, afirma. Apenas no final de um período de 10 anos é
preciso retirar o acúmulo de sedimento, que pode ser usado como adubo. Quando o
efluente contém metais pesados, como o chumbo, por exemplo, um jardim
específico e complementar é capaz de “segurar” esses elementos no solo. Neste
último caso, logo que estiver saturado – após cinco anos aproximadamente, o
substrato precisa ser substituído (HYDRO, 2010).
33
3 METODOLOGIA
Neste capítulo será abordada toda a metodologia que foi utilizada para
realizar a presente pesquisa, desde a escolha e dimensionamento do local de
implantação do Jardim Filtrante, passo a passo de sua construção, análise de
parâmetros físico-químicos do efluente gerado após a passagem pelo sistema de
tratamento e por fim verificação do custo benefício da implantação do sistema de
tratamento denominado Jardim Filtrante.
3.1 Dimensionamento e implantação do Jardim filtrante.
O local de escolha para a construção do Jardim Filtrante analisado no
presente estudo foi uma residência unifamiliar localizada na zona urbana do
município de Maceió, Alagoas, mais especificamente no bairro do Farol. Na
residência habitam 2 (dois) adultos. A importância da escolha da área se deu pelo
fato de estar localizada próximo ao Centro Universitário Cesmac, facilitando a
construção e coleta do efluente para análise e por possuir o sistema de
esgotamento separado entre as águas cinza e águas negras, estas por sua vez
são direcionadas à uma fossa séptica. A residência possui sistema de
abastecimento de água encanado operado pela Companhia de Abastecimento do
estado de Alagoas (CASAL).
Segundo dados da EMBRAPA (2013) o dimensionamento ideal é de
1m2/habitante, logo à área mínima do jardim é de 2 m2, no caso de dois habitantes.
Segundo informações da moradora, a água cinza é proveniente da pia da cozinha,
lavatório do banheiro, chuveiros e tanques, conectadas à uma única tubulação de
descarte do efluente da residência. A rotina dos moradores é pouco conhecida e não
houve parâmetros de regularidade e dosagem na utilização de produtos de limpeza
e fornecimento de maiores informações sobre as características dos produtos de
limpeza utilizados.
O fluxograma (ver Figura 3) expõe o resumo das etapas que constituíram
desde a escolha da área para implantação até a sua construção.
34
Figura 3 - Fluxograma das etapas construtivas do Jardim Fonte: Autores, 2018.
O Jardim é constituído por uma caixa construída de alvenaria no solo com
60cm de altura e área superficial de 3,38 m². A base do solo é de concreto não
sendo necessária a impermeabilização com uma geomembrana por não está
instalado em solo nu e as tubulações de entrada e saída são ligadas em pontos
opostos da caixa. O efluente, antes de chegar ao Jardim, passa por uma caixa de
retenção de sólidos e na sequência, por uma caixa de gordura, para evitar uma
maior contaminação das camadas constituintes do jardim.
As tubulações de esgotamento da residência são de material cerâmico, sendo
necessário o corte dos tubos que coletam águas cinza para desviar estas águas ao
jardim filtrante. Abaixo são mostradas as imagens das tubulações do esgotamento
das águas cinza (contorno vermelho) e águas negras (contorno amarelo) separadas
e o local escolhido para a construção do jardim filtrante indicado na Figura 4 abaixo.
Escolha da área
para implantação
Coleta de dados Dimensionamento e
desenho do projeto inicial
do Jardim
Orçamento e
compra de materiais
Construção do
Jardim filtrante
35
Figura 4 - Área de estudo para implantação do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
A Figura 5 apresenta a planta baixa do projeto inicial para a construção do
jardim filtrante com todas as suas dimensões e localização de cada área constituinte
do sistema.
Figura 5 - Planta Baixa do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
As etapas de construção do Jardim filtrante consistiram basicamente no que é
mostrado nas Figuras 5 a 21 em sequência.
Local para construção
do jardim filtrante
36
Primeiramente foi feita a locação do terreno para construção do jardim de
acordo com o projeto (Figura 5) como mostra a Figura 6, seguido pelas etapas de
levantamento da alvenaria (Figura 7), aplicação do reboco (Figura 8) e instalação
das tubulações de entrada e saía de efluente (Figura 9). Foi confeccionado um
dreno (Figura 10) de acordo com modelo da Figura 11 para drenos horizontais
profundos - DHP, a fim de se drenar a água do jardim e transferir ao reservatório e
posteriormente coletá-la.
Figura 6 - Locação do terreno Fonte: Autores, 2018.
Figura 7 - Levantamento da Alvenaria Fonte: Autores, 2018.
37
Figura 8 - Aplicação do reboco Fonte: Autores, 2018.
Figura 9 - Instalação das tubulações
Fonte: Autores, 2018.
Figura 10 - Dreno confeccionado com tubo de PVC
Fonte: Autores, 2018.
38
Figura 11 - Dreno Horizontal Profundo de PVC
Fonte: Alonso, 1999.
Os diâmetros dos drenos variam de 1” a 2”, o que limita a quantidade de água
a ser extraída por unidade implantada. Seu comprimento pode atingir centenas de
metros, mas geralmente aplica-se de 10 a 20 m. A região corrugada dos tubos
possui furos de 5 a 10 mm, devendo evitar mais de dois furos por seção o que
refletiria na redução da resistência do mesmo. A Figura 12 mostra o dreno
devidamente instalado e revestido com a tela de nylon para evitar que partículas
pequenas de materiais se depositem nos furos do dreno afetando sua eficiência.
Figura 12 - Instalação do Dreno Horizontal Profundo
Fonte: Autores, 2018.
As águas cinza, por conterem gorduras, devem passar por um dispositivo
denominado caixa de gordura, onde ocorrerá a separação deste material, pois o
sistema não é capaz de digerir este tipo de matéria orgânica. Esta caixa de gordura
citada anteriormente foi dimensionada segundo as definições da norma brasileira
NBR 8160 (ABNT, 1999): Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário. Por se trata de
39
apenas uma cozinha, a caixa de gordura será do tipo simples, retendo até 31 l do
efluente. A caixa de retenção de sólidos é denominada caixa de decantação pelo
EMBRAPA (2013) caixa com uma capacidade de 50 a 100 l. A Figura 13 mostra
esses dispositivos.
Figura 13 - Caixas de gordura e retenção de sólidos
Fonte: Autores, 2018.
Depois da separação dos sólidos lipossolúveis (são solúveis em gordura) o
efluente segue para a porção do jardim filtrante denominada filtro biológico, onde
ocorrerá o processo de depuração biológica do efluente.
Após a construção, a caixa é preenchida com uma camada de brita n°1 e uma
camada de areia grossa e terra vegetal, sendo, em seguida, saturadas com água. As
funções que atribuímos às camadas de areia e brita são:
Atuam diretamente como suporte físico para as plantas que serão inseridas
posteriormente;
Proporciona maior área superficial reativa;
Serve como meio de aderência para a população microbiana;
Por fim, são responsáveis pela remoção de compostos orgânicos e
inorgânicos por processos físicos e químicos.
40
É colocada entre as camadas do jardim uma tela de nylon para a separação
dos materiais ali presentes. As Figuras 14 a 16 mostram as camadas desses
materiais sendo inseridas.
Figura 14 - Camada de Brita adicionada ao jardim juntamente com a tela para
separação das camadas de materiais Fonte: Autores, 2018.
Figura 15 - Camada de areia grossa
Fonte: Autores, 2018.
41
Figura 16 - Camada de terra vegetal Fonte: Autores, 2018.
Depois de colocado o meio suporte, são plantadas as espécies desejadas
(plantas macrófitas ou ornamentais compatíveis com o meio), visando produzir um
ambiente visualmente agradável. As espécies inseridas no jardim foram as descritas
no Quadro 3.
Quadro 3 - Espécies inseridas no Jardim Filtrante
Espécie Nome Popular Função
Zingiberaceae Alpínia, Gengibre-vermelho Degradação de matéria
orgânica
Cyperaceae Papiro Anão Degradação de matéria
orgânica e Paisagística
Araceae Copo de Leite Degradação de matéria
orgânica e Paisagística
Portulacaceae Onze horas Ornamental
Poaceae Citronela Repelir insetos, aromática
Grama Esmeralda Grama Esmeralda Ornamental
Fonte: Autores, 2018.
A escolha das plantas do jardim foi baseada em sua capacidade de
“fitoextração” dos micropoluentes e nutrientes presentes na água, com a capacidade
de autodepuração do meio úmido plantado. Com isso, as plantas são escolhidas de
acordo com o seu potencial de tolerância, devendo seguir os seguintes fatores:
rusticidade: capacidade de resistir às diversas variações do meio (secas,
inundações, acidez etc.); consumo de oxigênio; tolerância a diversos tipos de
42
poluentes; grandes sistemas de raiz, rastejando e ramificada (volume da rizosfera e
produtividade biológica); adaptações às condições de inundação local e de seca. As
Figuras 17 e 21 mostram as plantas que foram escolhidas para compor o sistema de
tratamento.
Figura 17 - Plantas macrófitas e ornamentais nativas da região Fonte: Autores, 2018.
Logo após esse processo de plantação das espécies, foi necessário
confeccionar as tampas da caixa de gordura, caixa de retenção de sólidos e do
reservatório ao qual essa água será armazenada para evitar que insetos se
proliferem no sistema e evitar possíveis odores como mostram as Figuras 18 a 21
abaixo.
As tampas foram devidamente, armadas com Aço CA – 60 com bitola de 5,0
mm e formas de madeirite compensado de 14 mm e em sequência foi lançado e
adensado o concreto dessa tampa como mostra a Figura 19.
43
Figura 18 - Armações das Tampas com CA-50 de 5,0 mm
Fonte: Autores, 2018.
Figura 19 - Lançamento e Adensamento do Concreto na forma da Tampa Fonte: Autores, 2018.
44
Figura 20 – Tampas do reservatório e caixa de gordura.
Fonte: Autores, 2018.
Figura 21 – Plantas inseridas no jardim filtrante Fonte: Autores, 2018.
Após todas essas etapas para construção do jardim ele se encontra em
perfeitas condições para iniciar o processo de tratamento das águas cinza.
Depois de todo o processo de montagem do Jardim filtrante, representado
pela Figura 22, onde se encontra a entrada do efluente pela tubulação de entrada
que coleta as águas das pias e chuveiro que segue para caixa de retenção de
resíduos sólidos, em seguida para a caixa de gordura e posteriormente para o
sistema de filtro biológico composto pelas plantas e as camadas de terra, areia e
45
brita e no final do processo o efluente gerado após percolar pelo sistema segue para
o reservatório para uso ou descarte de acordo com a sua classificação após análise.
Figura 22 - Estrutura do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
Na figura 22, é possível observar que houve infiltração dentro do sistema, isto
aconteceu devido a não impermeabilização da área reservada para o Jardim, pois foi
analisada a área e chegado à conclusão que apenas a argamassa seria suficiente
para garantir a estanqueidade do sistema. Porém, na prática isto não ocorreu
acarretando na infiltração, essa infiltração pode ser resolvida com a retirada do
material e aplicação do produto impermeabilizante, e posteriormente a recolocação
do material.
3.2 Análise de Parâmetros Físico-Químicos do Efluente
Os parâmetros utilizados para a análise do Jardim Filtrante foram
selecionados com base na NBR 13969/1997. As amostras foram coletadas no dia 08
de maio na entrada do efluente no sistema, caixa de gordura e retenção de resíduos
sólidos. A coleta e análise foi realizada pelo técnico do Instituto do Meio Ambiente
(IMA). Após a coleta as amostras foram transportadas até o Laboratório do IMA para
serem analisadas.
Para a caracterização e escolha dos locais que receberão o reuso do efluente
do jardim filtrante serão levados em consideração padrões de qualidade para reuso,
que variam de acordo com o fim desejado. Para isto foi consultado a NBR 13.969 do
ano de 1997.
46
De acordo com o NBR 13969/1997, a escolha das fontes alternativas de
reuso de água deve levar em consideração o resultado dos parâmetros do efluente
após análise e feita sua classificação de acordo os valores e classe relacionados no
Quadro 2 acima.
Os métodos e procedimentos aplicados para as análises foram realizados
baseados nos métodos utilizados pelo IMA que constam no Standard Methods for
the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Os parâmetros de
determinação selecionados para a análise das amostras do sistema de Jardim
Filtrante estão relacionados no Quadro 4.
Quadro 4 – Parâmetros analisados
Parâmetros Métodos
pH Tritation Method
Turbidez (NTU) Nephelometric Method
OD (mg/L) Eletrometric Method
Cloro Residual (mg/L) Method
colorimetric with DPD
Coliformes fecais (NMP/100mL) Method incubation
SDT (mg/L) Total Solids Dried at 103–105°C
Fonte: Autores, 2018.
3.3 Verificação do custo benefício da implantação do sistema
A avaliação dos custos é de grande importância dentro dos objetivos deste
trabalho. Para que a determinação do período de retorno para o capital investido no
sistema de reuso de águas cinza possa ser determinado, é preciso relacionar os
custos de implantação, valorização do espaço e também de manutenção.
Os custos de implantação envolvem as tubulações de esgoto, o material para
construção do jardim filtrante e a mão-de-obra envolvida. São considerados também
os acessórios necessários para as instalações.
O período de retorno para o investimento inicial necessário à separação das
águas cinza foi determinado admitindo-se a utilização do efluente para usos simples
como lavagem de piso e irrigação do próprio sistema do jardim que proporcionou
uma valorização do espaço onde foi implantado e o não descarte do efluente no
meio ambiente.
47
Para a elaboração do consumo de água de reuso foram relacionadas as
demandas de água dos pontos que podem ser abastecidos com água de menor
exigência de qualidade, ou seja, foram relacionados os vasos sanitários e as áreas
externas à residência, jardins e calçadas.
Foram utilizados os custos de composições do Sistema Nacional de Pesquisa
de Custos e Índices da Construção Civil - SINAPI e pelo Orçamento de Obras de
Sergipe - ORSE para a maior parte dos itens analisados.
48
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo está representado e discutido os resultados obtidos através
das análises para a avaliação de alternativa de reúso para o efluente de saída desse
sistema e a composição de custos necessária para aquisição de um jardim filtrante
como sistema de reaproveitamento de águas cinza advindas do esgoto doméstico.
4.1 Qualidade da água proveniente da entrada e saída do Jardim Filtrante
As análises foram realizadas pelo Instituto do Meio Ambiente (IMA) para
quantificação dos parâmetros físico-químicos necessários para a classificação do
efluente gerado na entrada do tratamento por meio do filtro biológico do jardim
filtrante, os resultados obtidos encontram-se no Quadro 5.
Quadro 5 - Parâmetros analisados na entrada do efluente
Parâmetros Resultados dos Ensaios
pH 6,06
Turbidez (NTU) 1702,7
OD (mg/L) 483,3
Cloro Residual (mg/L) < 0,1
Coliformes fecais (NMP/100mL) > 80000
SDT (mg/L) 229
Fonte: Autores, 2018.
Ao observamos o Quadro 5 e compararmos com o Quadro 2, nota-se que não
podemos classificar esse efluente de entrada em nenhuma classe para
determinação de alternativas de reúso sem um tratamento adequado. Ou seja, esse
efluente é ideal para passar por tratamento e ser feito um estudo comparativo da
entrada e saída.
As análises do efluente de gerado na saída do jardim filtrante não foram
possíveis de serem feitas, pois a quantidade disponível na saída não era suficiente
pra ser coletada e analisada.
A hipótese mais provável desse acontecimento é que o jardim foi feito com
uma margem de segurança de 69%, pois a área por habitante é de 1 m² e como na
residência moravam duas pessoas ele deveria ter sido construído com 2 m², mas
para melhor aproveitamento do espaço ele foi construído com área total de 3,38 m².
49
Isso fez com que o sistema consumisse todo o efluente e deixasse passar uma
quantidade menor para o reservatório.
Figura 23 - Coleta de Efluente para realização de análises de parâmetros
Fonte: Autores, 2018.
Figura 24 - Efluente Coletado na Entrada do Jardim Filtrante
Fonte: Autores, 2018.
50
A Figura 23 retrata a coleta realizada na entrada do jardim filtrante pelo
técnico do IMA e a Figura 24 retrata os frascos utilizados para as análises, o frasco
maior de 5 Litros foi para a utilização nas análises de parâmetros do pH, Turbidez,
Cloro Residual, DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), OD (Oxigênio Dissolvido)
e Sólidos Totais Dissolvidos. Os fracos menores foram utilizados para as análises
dos parâmetros Coliformes Fecais (envolto no plástico e papel alumínio e contém
conservante para a amostra) e DQO (Demanda química de oxigênio).
4.2 Alternativas de reúso após a análise do efluente
Com base na NBR13969/1997 (Quadro 2) citada anteriormente será indicada
as alternativas para o reuso do efluente gerado pelo sistema de tratamento de
acordo com a sua classe que será determinada pelo valor dos parâmetros
analisados – Turbidez, coliformes fecais, sólidos dissolvidos totais, pH, cloro
residual, oxigênio dissolvido.
Com a conclusão das análises são feitas as comparações para que se
obtenha um resultado em torno das alternativas para reutilização desse efluente,
nota-se que existem critérios mais rigorosos com relação a utilização desse efluente
para contato direto com humanos como lavagens de carro e quanto a utilização para
reuso em pomares como sistema de irrigação existem padrões mais aceitáveis nos
parâmetros como mostra a NBR13969/1997.
4.3 Custo para implantação do Jardim Filtrante
4.3.1 Quantificação de Materiais para composição de custos
A Equação (3) foi utilizada para determinação da quantidade em unidade de
Blocos Cerâmicos por Metro Quadrado:
𝑛 = 1
(𝑏1 + 𝑒ℎ) ∗ (𝑏2 + 𝑒𝑣) (3)
n = número de blocos por metro quadrado;
b1 = comprimento horizontal (m);
b2 = altura vertical (m);
b3 = espessura do bloco (m);
51
eh = espessura da junta horizontal (m);
ev = espessura da junta vertical (m).
𝑛 = 1
(0,29 + 0,02) ∗ (0,19 + 0,02)= 15,36 ~ 16 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠/𝑚²
A Equação (4) corresponde a equação na qual se encontra o volume de
argamassa por m³ de alvenaria
𝑉 = [ 1 − 𝑛 ∗ (𝑏1 ∗ 𝑏2)] ∗ 𝑏3 (4)
𝑉 = [ 1 − 15,36 ∗ (0,29 ∗ 0,19)] ∗ 0,09 = 0,01382976 𝑚³
Elevação das paredes consome 0,8 h pedreiro por m² e 0,4 h de servente.
Adotado os seguintes consumos para fabricação de 1 m³ de argamassa
182 kg de argamassa pronta
4 h de servente
Quantidade de argamassa por m³ de alvenaria
Equações (5) e (6), respectivamente, são utilizadas para calcular a
quantidade de argamassa para execução de alvenaria e quanto tempo gasto pelo
servente.
𝐴𝑟𝑔𝑎𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑛𝑡𝑎 = 182𝑘𝑔
𝑚3∗ 0,01382976 𝑚3 = 2,52 𝑘𝑔 (5)
𝑆𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 4ℎ
𝑚3∗ 0,01382976 𝑚3 = 0,055 ℎ (6)
4.3.2 Área de Alvenaria
A Figura 25 representa as cotas relacionadas a alvenaria do jardim filtrante e
é utilizada a Equação (7) para representa a área da alvenaria necessária para
execução do jardim:
52
Figura 25 - Planta Baixa - Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
À𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎 = ∑ ℎ ∗ 𝑐 (7)
h = Altura da alvenaria;
c = Comprimento da alvenaria;
À𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎 = 0,6 ∗ 12,93 = 7,758 𝑚²
4.3.3 Composição do Custo através do Orçamento de Obras de Sergipe – ORSE e
Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil SINAPI
O Software ORSE - Orçamento de Obras de Sergipe, foi desenvolvido e é
mantido pela Companhia Estadual de Habitação e Obras Públicas de Sergipe -
CEHOP há mais de dez anos, para atender à determinação contida nos artigos 8º e
9º da Lei Estadual nº 4.189 de 28.12.1999 que criou o Sistema Estadual de Registro
de Preços para Obras e Serviços de Engenharia (ORSE, 2004).
O Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil
(SINAPI) é indicado pelo Decreto 7983/2013, que estabelece regras e critérios para
elaboração do orçamento de referência de obras e serviços de engenharia,
contratados e executados com recursos dos orçamentos da União, para obtenção de
referência de custo, e pela Lei 13.303/2016, que dispõe sobre o estatuto jurídico da
empresa pública, da sociedade de economia mista e de suas subsidiárias (SINAPI,
2014).
53
As composições de custos apresentadas nos quadros foram feitas através
desses dispositivos, porém os custos que foram considerados e obtidos
posteriormente são custos reais, custos com base em lojas especializadas nesses
materiais na região.
Alvenaria
A Composição do serviço de alvenaria pose ser vista no Quadro 6.
Quadro 6 - Composição de Custos de Alvenaria
Serviço
Código Descrição do Serviço Unidade
7268/SINAPI Bloco cerâmico (alvenaria de vedação), 8 furos, de 9 x 19 x 29
cm, e = 9cm, com argamassa pronta, junta = 2cm m²
Composição de Preço
Código Descrição da Composição Unid. Quant Custo Unit.
Custo Total
7268/SINAPI Bloco cerâmico (alvenaria de
vedação), 8 furos, de 9 x 19 x 29 cm
UN 16 0,59 9,44
04750/SINAPI Pedreiro h 0.8 6.25 5
06111/SINAPI Servente h 0.4 4.34 1,74
371/SINAPI
Argamassa industrializada multiuso, para revestimento interno
e externo e assentamento de blocos diversos, 20kg
m³ 0,0013
8 351,3 0,48584
10549/ORSE Encargos Complementares -
Servente h 0.4 2.47 0.99
10550/ORSE Encargos Complementares -
Pedreiro h 0.8 2.41 1.93
Totais
Equipamento Material Mão-de-
Obra
Enc. Social
Terceiros
Valor Total
0,00 9,93 6,74 7,98 0,51 25,16
Fonte: ORSE e SINAPI, 2018.
Logo o custo da alvenaria será representado pela Equação (8) :
𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎 = 𝑉𝑡𝑜𝑎 ∗ 𝐴 (8)
Vtoa = Valor total ORSE alvenaria;
A = Área da alvenaria;
𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙𝑣𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎 = 25,16 ∗ 7,758 = 𝑅$ 195,19
54
Reboco
A Composição do serviço de reboco pose ser vista no Quadro 7.
Quadro 7 - Composição de Custos do Reboco
Serviço
Código Descrição do Serviço Unidade
03314/ORSE Reboco ou emboço interno, de parede, com argamassa
pronta espessura, 1,5 cm m²
Composição de Preço
Código Descrição da Composição
Unid Quant Custo Unit.
Custo Total
04750/SINAPI Pedreiro h 0,6 6.25 3,75
06111/SINAPI Servente h 0,6 4.34 2,6
03314/ORSE
Reboco ou emboço interno, de parede, com
argamassa pronta
espessura, 1,5 cm
m³ 0,015 311,52 4,67
10549/ORSE Encargos
Complementares - Servente
h 0,6 2.47 1,48
10550/ORSE Encargos
Complementares - Pedreiro
h 0,6 2.41 1,45
Totais
Equipamento Material Mão-de-
Obra Enc.
Social Terceiros Valor Total
0,00 6,55 6,61 7,57 0,48 21,21
Fonte: ORSE e SINAPI, 2018.
Logo o custo do reboco será representado pela Equação (9):
𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑏𝑜𝑐𝑜 = 𝑉𝑡𝑜𝑟 ∗ 𝐴 (9)
Vtor = Valor total ORSE reboco
A = Área
𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑏𝑜𝑐𝑜 = 21,21 ∗ 7,758 = 𝑅$ = 164,55
55
Tubulação
Os materiais utilizados para instalações hidráulicas estão representados no
Quadro 8.
Quadro 8 - Composição de Custos da Tubulação
Instalações Hidráulicas – Jardim Filtrante
Código SINAPI
Quant. Descrição do Insumo Unid Preço
Mediano (R$)
Total (R$)
3520 6 Joelho Pvc, Soldavel, Pb, 90 Graus, DN
100 Mm, Para Esgoto Predial un R$ 3,90 R$ 23,40
1200 1 Cap Pvc, Soldavel, DN 100 mm, Serie
Normal, Para Esgoto Predial un R$ 5,20 R$ 5,20
9836 5 Tubo Pvc Serie Normal, DN 100 mm,
Para Esgoto Predial (Nbr 5688) m R$ 8,32 R$ 41,60
1191 1 Cap PVC, Soldável, 20 mm, para água
fria predial un R$ 1,69 R$ 1,69
1191 1 Cap PVC, Soldável, 20 mm, para água
fria predial un R$ 1,69 R$ 1,69
9867 1 Tubo PVC, Soldável, DN 20 mm, água
fria (NBR 5684) m R$ 1,99 R$ 1,99
91170 2 Abraçadeira PVC para calha pluvial,
diâmetro entre 80 e 100 mm para drenagem pluvial
un R$ 2,50 R$ 5,00
Valor total R$ 78,88
Fonte: SINAPI, 2018.
Composição interna do jardim
A composição do jardim com os locais de cada etapa e dada pela planta baixa
Figura 26 e os cortes Figura 27 que representam as camadas constituintes do
sistema. O volume das camadas constituintes e do jardim são dadas pelas
Equações (10) a (14) e seus custos são dados pelo Quadro 9.
56
Figura 26 - Planta Baixa do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
Figura 27 - Planta de Corte - Jardim Filtrante
Fonte: Autores, 2018.
P = Perímetro;
A = Área;
h = Altura;
Vb1= Volume brita um;
Vaf = Volume areia fina;
Vtv = Volume de terra vegetal;
Vtj= Volume total do jardim filtrante;
57
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝑗𝑎𝑟𝑑𝑖𝑚 = 𝐵. ℎ (10)
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝑗𝑎𝑟𝑑𝑖𝑚 = 2,60 ∗ 1,30 = 3,38 𝑚²
𝑉𝑏1 = 𝐴. ℎ (11)
𝑉𝑏1 = 3,38 ∗ 0,30 = 1,014 𝑚³
𝑉𝑎𝑓 = 𝐴. ℎ (12)
𝑉𝑎𝑓 = 3,38 ∗ 0,15 = 0,507 𝑚³
𝑉𝑡𝑣 = 𝐴. ℎ (13)
𝑉𝑡𝑣 = 3,38 ∗ 0,15 = 0,507 𝑚³
𝑉𝑡𝑗 = 𝐴. ℎ (14)
𝑉𝑡𝑗 = 3,38 ∗ 0,6 = 2,028 𝑚³
Quadro 9 - Composição Interna de Custos do Jardim Filtrante
Fonte: ORSE, 2018.
4.3.4 Considerações sobre o custo de implantação do Jardim Filtrante
Como fomos responsáveis pala construção do jardim filtrante o custo com
mão de obra foi desconsiderado, levando apenas em consideração para este
trabalho o custo referente aos materiais adquirido para a construção jardim filtrante,
o preço dos materiais e custo que tivemos para implantação do jardim podem ser
observados no Quadro 10.
Composição interna do Jardim Filtrante
Código Quantidade Descrição do Insumo Unid Preço Mediano
(R$) Total (R$)
00308/ORSE 1,014 Brita 1 (9,5 a 19,0 mm) -
incluso frete m³ R$ 120,00
R$ 121,68
02208/ORSE 0,507 Terra vegetal m³ R$ 52,43 R$26,58
12930/ORSE 0,507 Areia fina m³ R$ 80,00 R$ 40,56
Valor Total R$
188,82
58
Quadro 10 - Composição de Custo dos Materiais: Insumos
Composição de custos Jardim Filtrante -Insumos
Código Quant.
Descrição do Insumo Unid. Preço
Mediano (R$)
Total (R$)
7268 180 Bloco cerâmico (alvenaria de
vedação), 8 furos, de 9 x 19 x 29 cm un R$ 0,59 R$106,20
3520 6 Joelho PVC, soldável, pb, 90 graus,
DN 100 mm, para esgoto predial un R$ 3,90 R$23,40
3528 1 Joelho PVC, soldável, pb, 45 graus,
DN 100 mm, para esgoto predial un R$ 5,90 R$5,90
10585/ORSE 1 Arco de serra un R$ 7,00 R$7,00
5078 1 Prego de aço polido com cabeça 16 x
27 (2 1/2 x 12) kg R$ 10,00 R$ 10,00
371 27
Argamassa industrializada multiuso, para revestimento interno e externo e
assentamento de blocos diversos, 20kg
kg R$ 10,41 R$ 281,07
1200 1 CAP PVC, soldável, dn 100 mm, serie
normal, para esgoto predial un R$5 ,20 R$ 5,20
Cotação 2 Luva látex Plus grande un R$ 7,90 R$ 15,80
Cotação 1 Cal kg R$ 8,50 R$ 8,50
7170 5 Tela fachadeira em polietileno, rolo de
3 x 100 m (l x c), cor branca, sem logomarca - para proteção de obras
m² R$ 8,80 R$ 44,00
9836 5 Tubo PVC serie normal, DN 100 mm,
para esgoto predial (NBR 5688) m R$8,32 R$ 41,60
00308/ORSE 1,01
4 Brita 1 (9,5 a 19,0 mm) - incluso frete m³
R$ 120,00
R$ 121,68
02208/ORSE 0,50
7 Terra vegetal m³ R$ 52,43 R$ 26,58
12930/ORSE 0,50
7 Areia fina m³ R$ 80,00 R$ 40,56
Cotação 5 Alpinia mudas R$ 5,00 R$ 25,00
Cotação 30 Papiro Anão mudas R$ 2,50 R$ 75,00
Cotação 7 Copos de Leite mudas R$ 10,00 R$ 70,00
Cotação 17 11 horas mudas R$ 2,00 R$ 34,00
Cotação 2 Citronela mudas R$ 8,00 R$ 16,00
Cotação 1 Grama m² R$ 7,20 R$ 7,20
Cotação 1 Tinta Acrílica Pintalar Econômica Gelo
3,6 L Un R$ 24,90 R$ 24,90
00034456 1,85 Aço CA – 60, 5,0 mm, dobrado e
cortado kg R$ 4,92 R$ 9,10
1191 1 Cap PVC, Soldável, 20 mm, para água
fria predial un R$ 1,69 R$ 1,69
9867 1 Tubo PVC, Soldável, DN 20 mm, água
fria (NBR 5684) m R$ 1,99 R$ 1,99
91170 2 Abraçadeira PVC para calha pluvial,
diâmetro entre 80 e 100 mm para drenagem pluvial
un R$ 2,50 R$ 5,00
Total R$
1007,37
Fontes: SINAPI e ORSE, 2018.
59
4.4 Benefício da implantação do jardim filtrante
Os benefícios são inúmeros após a implantação desse sistema de tratamento
alternativo e natural, podemos citar: valorização do espaço pelo jardim de forma
ornamental, descarte adequado das águas residuais, reaproveitamento para
irrigação de plantas e dessedentação de animais (de acordo com a classificação,
após análise do efluente gerado), economia doméstica pois o efluente reduz o uso
de água da rede de abastecimento pela companhia de água a depender do volume
de água gerado pelo sistema.
Concluísse que há um ganho em se utilizar a água proveniente do reúso em
descargas sanitárias, lavagem de pisos, irrigação de jardins, entre outros fins a se
utilizar a água diretamente tratada vinda da CASAL (Companhia de Saneamento de
Alagoas) que pode ser destinada para outras finalidades mais nobres.
Este sistema traz uma valorização para o ambiente ao qual ele se encontra
instalada, pois podem ser utilizadas espécies de macrófitas esteticamente bonitas
com flores, como também se podem utilizar espécies que embelezam menos, porém
com o benefício de fornecimento de frutas e raízes comestíveis, como bananeiras,
inhames e macaxeiras.
Há uma supervalorização do espaço, um dos aspectos mais observados
durante a implantação do jardim filtrante, pois ele além de fazer o tratamento para
esse efluente foi capaz de trazer uma função paisagística para o ambiente trazendo
valorização de um espaço antes desprezado. Como pode ser observado nas Figuras
28 e 29 a seguir.
60
Figura 28 - Espaço antes da implantação do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
Figura 29 - Espaço depois da implantação do Jardim Filtrante Fonte: Autores, 2018.
61
5 CONCLUSÃO
O desenvolvimento do presente trabalho possibilitou a implantação de um
tratamento alternativo de esgoto através de um sistema natural que se utiliza de
materiais porosos como filtro e plantas macrófitas na absorção de nutrientes. O
jardim filtrante tem utilidade em meios rurais com grande eficiência, trazê-lo para a
zona urbana foi um desafio enfrentado. A fim de minimizar os danos do despejo
inadequado do efluente doméstico foi proposta a implantação do jardim filtrante
sendo analisados aspectos construtivos e os custos de construção.
Os objetivos traçados para esse trabalho de conclusão de curso foram quase
todos alcançados, pois o jardim foi dimensionado e construído, e tanto o custo
quanto os benefícios foram analisados e apresentados ao longo do trabalho, apenas
o efluente de saída do sistema não pôde ser analisado.
Com base nos resultados obtidos no Quadro 5 e de acordo com a NBR
13969/1997 o efluente de entrada não se classifica em nenhuma das classes, pois
se trata do efluente em sua forma bruta, com altos índices de coliformes fecais e
turbidez, índices dos quais podem apresentar diminuição no efluente de saída do
jardim filtrante.
A coleta do efluente de saída do sistema não foi possível de ser realizada por
dois motivos aparentes, primeiramente existiu infiltração devido a não utilização de
aditivo impermeabilizante na argamassa. E o segundo motivo deduzido é que
sistema de tratamento foi capaz de absorver todo efluente de entrada, o seu
dimensionamento foi feito com uma margem de segurança de 69%. O sistema
dimensionado precisava de apenas 2 m² para os dois contribuintes da residência e o
construímos com 3,38 m² afim de aproveitar o espaço disponível e para que futuros
contribuintes de efluentes no domicílio unifamiliar trabalhado possam utilizar o
sistema de jardim filtrante com segurança.
Ajustando apenas com a impermeabilização do sistema será possível obter
resultados na saída do Jardim, pois a margem de segurança ao qual foi
dimensionado o jardim pode ser resolvida com um tempo maior para o
preenchimento do reservatório de saída.
62
A fim de ressaltar outros aspectos, podemos citar também que a inserção no
jardim na residência unifamiliar tornou o local ao qual ele foi construído, habitável e
com uma paisagem agradável para os moradores.
O presente trabalho foi de natureza experimental de forma que estava
suscetível a erros ou falhas no sistema, porém esses erros ou falhas, neste caso,
podem ser corrigidos.
63
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70
ANEXOS
71
ANEXO A - Orçamento dos parâmetros fisico-quimicos e biológico realizado pelo
Institituto do Meio Ambiente.
Fonte: Alagoas, 2018.
72
ANEXO B – Resultado de Ensaios Analíticos (Físicos, Químicos e Biológicos)
Fonte: Alagoas, 2018.