Download - Sistema individual de tratamento de esgoto
i
UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA – UNAMA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ADRIANO PIRES MONTEIRO JUNIOR
HENRIQUE FERNANDES RENDEIRO NETO
SISTEMA INDIVIDUAL DE TRATAMENTO DE ESGOTO
FOSSA SÉPTICA, FILTRO ANAERÓBIO E SUMIDOURO UMA
ALTERNATIVA PARA O TRATAMENTO SANITÁRIO EM
COMUNIDADES DE BAIXA RENDA DO MUNICÍPIO DE BELÉM
Belém – PA
2011
ii
ADRIANO PIRES MONTEIRO JUNIOR
HENRIQUE FERNANDES RENDEIRO NETO
SISTEMA INDIVIDUAL DE TRATAMENTO DE ESGOTO
FOSSA SÉPTICA, FILTRO ANAERÓBIO E SUMIDOURO UMA ALTERNATIVA
PARA O TRATAMENTO SANITÁRIO EM COMUNIDADES DE BAIXA RENDA DO
MUNICÍPIO DE BELÉM
Trabalho de Conclusão do Curso apresentado como
requisito final para obtenção do título de Engenheiro
Civil, submetido à banca examinadora do Centro de
Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade da
Amazônia.
Orientadora: Profª Elzelis Müller
Belém - PA
2011
iii
ADRIANO PIRES MONTEIRO JUNIOR
HENRIQUE FERNANDES RENDEIRO NETO
SISTEMA INDIVIDUAL DE TRATAMENTO DE ESGOTO
FOSSA SÉPTICA, FILTRO ANAERÓBIO E SUMIDOURO UMA ALTERNATIVA
PARA O TRATAMENTO SANITÁRIO EM COMUNIDADES DE BAIXA RENDA DO
MUNICÍPIO DE BELÉM
Trabalho de Conclusão do Curso submetido à banca
examinadora do Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
da Universidade da Amazônia, como parte dos requisitos
para obtenção do título de Engenheiro Civil, sendo
considerado satisfatório e APROVADO em sua forma
final pela banca examinadora existente.
Data de aprovação: ____/____/_______
Banca Examinadora:
________________________________________
Profª MSC. Elzelis Aguiar Müller, (Orientadora)
Universidade da Amazônia/UNAMA
_________________________________________
Profº Dr. Marco Valério de Albuquerque Vinagre
Universidade da Amazônia/UNAMA
_________________________________________
Profº MSC. Moises Barcessat
Examinador Externo
Julgado em: ____/____/_______
Nota: ______________
Belém - PA
2011
iv
DEDICATÓRIA
Dedicamos este trabalho aos nossos pais,
esposas, filhos e demais familiares e amigos
que contribuíram nesta jornada, e em especial
ao Profº MSC. Antônio Lemos (in memória),
que partiu desta vida, deixando as lembranças
de sua alegria e um grande legado de
conhecimento, do qual tivemos a sorte de fazer
parte absorvendo seus ensinamentos.
Agradecemos e pedimos a “Deus” que nos
ilumine para que os conhecimentos adquiridos
sejam empregados com sabedoria e
responsabilidade ao longo de nossa vida
profissional e pessoal.
v
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a Deus que nos deu força para superar as
dificuldades encontradas no caminho e conseguirmos mais uma conquista ao
concluir este trabalho.
Aos nossos PAIS que sempre estiveram presentes em cada passo desta
jornada, ofertando-nos a força, amor e uma imensa dose de paciência, foram eles os
responsáveis por cada sucesso obtido e cada degrau avançado em nossa vida.
Durante todos esses anos eles foram exemplos de força, de coragem, perseverança
e motivação para nunca desistir diante dos obstáculos encontrados.
Às esposas e filhos pelas palavras de carinho e por terem aguentado
pacientemente nossas ausências.
À Universidade da Amazônia/UNAMA e a toda sua equipe o nosso sincero
agradecimento por todo apoio direto e indireto que tivemos durante toda nossa
jornada acadêmica.
Ao professor Selênio Feio que com sua capacidade e empenho ao
coordenar o curso de Engenharia Civil sempre esteve disposto a melhor atender a
todas as solicitações feitas pela turma, contribuindo significativamente para o
andamento desta caminhada.
À nossa orientadora professora Elzelis Müller pela sua delicadeza, paciência
e inteligência, que soube orientar e valorizar esta pesquisa.
Aos professores mestres e doutores que a nós repassaram seus
conhecimentos, fazendo que nosso desenvolvimento fosse o melhor possível.
Ao Profº Dr. Marco Valério de Albuquerque Vinagre que influenciou bastante
na escolha do tema abordado neste trabalho durante suas aulas na disciplina
Saneamento Ambiental.
Aos nossos colegas de curso e disciplinas que compartilharam conosco seus
conhecimentos, e a todos aqueles que de alguma forma contribuíram ou torceram
pela concretização deste trabalho e nos proporcionando chegar até aqui.
A todos nossos sinceros agradecimentos.
vi
LISTA DE FIGURAS E FOTOS
Figura 2.1 – Composição do esgoto sanitário ........................................................................ 30
Figura 3.1: Demonstração de transporte de efluente no conjunto Fossa, Filtro e
Sumidouro. ........................................................................................................................................ 43
Figura 3.2 – Tipos de Tanques Sépticos .................................................................................. 44
Figura 3.3 – Tanque séptico e seu funcionamento ............................................................... 45
Figura 3.4 – Seção de um tanque séptico de câmara única .............................................. 46
Figura 3.6 – Dimensões internas mínimas – Tanque Séptico NBR 7229/93 ................ 50
Figura 3.7: Filtro Anaeróbio visto em corte com detalhes ................................................... 55
Figura 3.8: Execução de um Sumidouro em alvenaria de tijolos cerâmicos ................. 58
Figura 4.1: Espaço urbano de Belém em 1791 ...................................................................... 62
Figura 4.2: Belém no início do século XVII (adaptação) ..................................................... 63
Figura 4.3 - Representação esquemática da rede coletora assentada entre 1906-
1915 ..................................................................................................................................................... 69
Figura 4.4 – Características das Bacias de Esgotamento Sanitário Conforme
concepção da Empresa Byington & Cia. .................................................................................. 69
Figura 4.5: Área Totalmente Atendida Pelo SAAEB e pela COSANPA ......................... 73
Figura 4.6: Áreas com tratamento de esgoto – SAAEB ...................................................... 73
Figura 4.7: Lançamento de efluentes em cursos d’água .................................................... 74
Figura 4.8: Sistema Fossa e Sumidouro usado em alguns bairros de Belém .............. 77
Figura 4.9: Sumidouro de tubo de concreto ............................................................................ 77
Figura 4.10: Fossa rudimentar ainda utilizada em algumas residências de Belém.... 78
Figura 4.11: Lançamento de resíduos de esgoto nos canais de Belém ......................... 78
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Evolução da cobertura dos serviços de abastecimento de água e coleta
de esgotos no Brasil (%) ............................................................................................................... 24
Tabela 2.2: Características físico-químicas dos esgotos .................................................... 31
Tabela 2.3: Concentrações de sólidos em esgotos .............................................................. 32
Tabela 2.4: Concentrações de organismos em esgotos ..................................................... 32
Tabela 3.1 – Eficiência dos tanques sépticos ......................................................................... 47
Tabela 3.2: Contribuição diária de esgoto(c) e de lodo fresco (Lf) .................................. 53
Tabela 3.3: Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária ....... 54
Tabela 3.4: Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de volume útil .................... 54
Tabela 3.5: Taxa de acumulação de lodo (K), em dias, por intervalo de limpeza e
temperatura média do mês mais frio. ........................................................................................ 54
Tabela 5.2: Absorção Relativa do solo ..................................................................................... 88
viii
LISTA DE QUADROS
Quadro 3.1: Tipos de fossas e suas respectivas características ...................................... 41
Quadro 4.1 - Exportação de Produtos da Amazônia ............................................................ 67
Quadro 4.2: Características das Bacias de esgotamento Sanitário Resultantes da
Concepção de Projeto Apresentado pele Empresa Byington & Cia em 1955 .............. 70
Quadro 5.1: Análise Granulométrica da Amostra do Solo .................................................. 88
ix
LISTA DE ABREVIATURAS E SIMBOLOS
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CONAMA - Conselho Nacional de Meio Ambiente
COSANPA - Companhia de Saneamento do Pará
CPRH - Agência estadual de meio ambiente e recursos hídricos
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio
DBO5,20 - Demanda Bioquímica de Oxigênio em cinco dias a 20ºC
DQO - Demanda Química de Oxigênio
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
ETE - Estação de tratamento de esgoto
FAN - Filtro Anaeróbio
FCAP - Faculdade de Ciências Agrárias do Pará
FUNASA - Fundação Nacional de Saneamento
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
MO - Matéria Orgânica
NAEA - Núcleo de Altos Estudos Amazônicos
NTK - Nitrogênio Total Kjeldahl
OD - Oxigênio Dissolvido
OMS - Organização Mundial de Saúde
OPAS - Organização Mundial de Saúde e da Organização Pan-Americana de Saúde
USEPA - Agência Americana de Proteção Ambiental (United States Environmental
Protection Agency)
PDB - Plano Diretor de Belém
PDGB - Plano Diretor para a Grande Belém
pH - Potencial hidrogeniônico
PMSB - Plano Municipal de Saneamento Básico
PNS - Pesquisa Nacional de Saneamento
PNUD – Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
PVC - Policloreto de Vinila
x
RDH - Relatório de Desenvolvimento Humano
SAAEB - Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém
SES - Sistema de Esgotamento Sanitário
SNIS - Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento
SST - Sólidos suspensos totais
ST - sólidos totais
TS - Tanque séptico
UASB - (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - Reator anaeróbio de manta de lodo e
fluxo ascendente
UFPA - Universidade Federal do Pará
UFPR - Universidade Federal do Paraná
UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro
UNAMA – Universidade da Amazônia
xi
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS E FOTOS ................................................................................. vi
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ vii
LISTA DE QUADROS .............................................................................................. viii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIMBOLOS .............................................................. ix
RESUMO................................................................................................................... xv
ABSTRACT .............................................................................................................. xvi
CAPÍTULO 1 ............................................................................................................. 17
1. Introdução ............................................................................................................ 17
1.1. Importância da Pesquisa ........................................................................... 17
1.2. Justificativa do Estudo .............................................................................. 19
1.3. Objetivos da Pesquisa ............................................................................... 21
1.3.1. Objetivo Geral ........................................................................................ 21
1.3.2. Objetivos Específicos ............................................................................ 21
1.4. Estrutura do Trabalho ................................................................................ 22
CAPÍTULO 2 ............................................................................................................. 23
2.SANEAMENTO BÁSICO ....................................................................................... 23
2.1. Definições .................................................................................................... 23
2.2. Abordagem histórica .................................................................................... 26
2.3. Saúde e saneamento ................................................................................... 27
2.4. Sistemas de Esgotos Sanitários ................................................................... 28
2.5. Composição dos Esgotos Sanitários ............................................................ 29
2.6. Características dos Esgotos ......................................................................... 30
2.7. Classificação do Esgoto ............................................................................... 33
2.8. Tipos de Tratamento de Esgotos Sanitários ........................................... 34
2.8.1. Sistemas Individuais .............................................................................. 35
xii
2.8.2. Sistemas Coletivos ................................................................................ 35
2.8.2.1. Sistema unitário ou combinado ....................................................... 36
2.8.2.2. Sistema separador .......................................................................... 36
2.8.2.2.1. Sistema convencional ................................................................. 37
2.8.2.2.2. Sistema condominial ................................................................... 37
2.9. Classificação das Etapas de Tratamento .................................................. 38
2.10. Importância dos Sistemas de Esgoto Sanitário ................................... 39
CAPÍTULO 3 ............................................................................................................. 41
3.SISTEMAS INDIVIDUAIS DE TRATAMENTO DE ESGOTO ................................ 41
3.1. Tipos de Fossas ........................................................................................... 41
3.2. Tanques Sépticos (TS) ............................................................................... 42
3.2.1. Conceitos ............................................................................................. 42
3.2.2. Tipos de Tanques Sépticos ................................................................... 44
3.2.3. Princípios de Funcionamento ................................................................... 44
3.2.4. Projeto do Tanque Séptico .................................................................... 47
3.2.5. Eficiência ............................................................................................... 49
3.2.6. Operação e Manutenção ....................................................................... 49
3.2.7. Observações Gerais .............................................................................. 50
3.2.8. Localização e distâncias mínimas ......................................................... 51
3.2.9. Materiais ................................................................................................ 52
3.2.10. Procedimentos ................................................................................... 52
3.3. Filtro Anaeróbio ............................................................................................ 55
3.3.1. Conceitos .................................................................................................. 55
3.3.2. Princípios de Funcionamento ................................................................... 55
3.3.3. Projeto do Filtro Anaeróbio ....................................................................... 56
3.3.4. Eficiência .................................................................................................. 56
3.3.5. Operação e Manutenção .......................................................................... 56
3.3.6. Observações Gerais ................................................................................. 57
xiii
3.4. Sumidouro .................................................................................................... 57
3.4.1. Conceitos ................................................................................................ 57
3.4.2. Princípios de Funcionamento ................................................................... 58
3.4.3. Projeto do Sumidouro ............................................................................... 59
3.4.4. Operação e Manutenção ....................................................................... 60
3.4.5. Observações Gerais .............................................................................. 60
CAPÍTULO 4 ..................................................................................................................... 61
4.O ESGOTO EM BELÉM DO PARÁ ............................................................................ 61
4.1. Precedente Histórico ....................................................................................... 61
4.2. A Expansão Urbana ........................................................................................ 61
4.3. A Cidade de Belém no Cenário Político-Econômico Nacional e Internacional 63
4.4. A Rede de Esgoto em Belém .......................................................................... 68
4.5. O Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém - SAAEB e a Companhia de
Saneamento do Pará - COSANPA......................................................................... 71
4.6. Análise do Contexto Atual ............................................................................... 74
4.7. Aspecto Legal do Esgoto Sanitário em Belém do Pará ................................... 79
4.7.1. Plano Diretor do Município de Belém ........................................................ 79
CAPÍTULO 5 ..................................................................................................................... 80
5.METODOLOGIA ............................................................................................................ 80
5.1. Escolha do sistema ......................................................................................... 80
5.2. Descrição do sistema adotado ..................................................................... 81
5.3. Dimensionamento das peças: ...................................................................... 81
5.3.1. Dimensionamento da fossa séptica .......................................................... 81
5.3.1.1. Fossa Séptica de Câmara Única de forma Cilíndrica ............................ 81
5.3.1.2. Fossa Séptica de Câmara Única de forma Prismática Retangular ........ 84
5.3.2. Dimensionamento do Filtro Anaeróbio ................................................... 85
5.3.2.1. Filtro anaeróbio de forma cilíndrica .................................................... 85
xiv
5.3.2.2. Filtro anaeróbio de forma prismática .................................................. 87
5.4. Dimensionamento do Sumidouro ................................................................. 87
5.4.1. Sumidouro de Forma Cilíndrica ................................................................ 87
5.4.2. Sumidouro de Forma Prismática ........................................................... 90
6.RESULTADOS ............................................................................................................... 91
6.1. Análise dos resultados .............................................................................. 91
6.2. Implantação do Sistema Fossa Séptica, Filtro Anaeróbio e Sumidouro ....... 92
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 94
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 95
ANEXO A ........................................................................................................................... 17
Projetos Arquitetônicos .......................................................................................... 17
ANEXO B ........................................................................................................................... 17
Planilhas de Custo Direto ....................................................................................... 17
xv
RESUMO
As deficiências dos serviços de saneamento básico nas áreas urbanas,
principalmente em áreas periféricas, precisam de implantação de um sistema
alternativo para disposição dos resíduos líquidos (esgotos) locais, com o objetivo de
evitar a contaminação do solo e da água. Em sua maioria, essas comunidades mais
pobres são desprovidas de redes coletoras de esgoto sanitário, obrigando a
população a criar seus próprios meios de disposição dos resíduos domésticos.
Grande parte desses resíduos é lançada de forma inadequada ao meio ambiente,
que acabam provocando doenças e mortes em crianças e adultos.
Esses problemas podem ser minimizados utilizando sistemas simplificados
para o tratamento de esgoto sanitário, os quais devem ter como característica uma
facilidade construtiva e um baixo custo, portanto acessível à população de baixa
renda.
Uma proposta adequada para as regiões que não possuem rede coletora de
esgoto, e que mudaria esse conceito, seria a aplicação de sistema de associação de
Fossa Séptica, Filtro Anaeróbio e Sumidouro.
Palavra chave: Fossa Séptica; Filtro Anaeróbio; Sumidouro.
xvi
ABSTRACT
The deficiencies in basic sanitation services in urban areas, especially in
remote areas, need to implement an alternative system for disposal of liquid waste
(sewage) sites, in order to avoid contamination of soil and water. Most of these poor
communities are without sanitary sewage systems, forcing residents to create their
own means of disposal of household waste. Much of this waste is improperly
released to the environment, which end up causing illness and death in children and
adults.
These problems can be minimized by using simplified systems for the
treatment of sewage, which must have characterized a constructive ease and low
cost, so accessible to low-income population.
An appropriate proposal for the regions that have no sewage disposal system,
and that this concept would change would be the application of membership system
septic tank, anaerobic filter and sink.
Key words: Septic Tank; Anaerobic Filter; Sink.
17
_________________________________________________________CAPÍTULO 1
1. Introdução
1.1. Importância da Pesquisa
No Brasil, apenas uma pequena parcela do esgoto recebe o devido
tratamento para lançamento em corpos receptores, causando grandes danos ao
ambiente e a saúde publica, principalmente nas pequenas comunidades e áreas
periféricas. Uma contribuição viável para a solução desta situação é a adequação
das águas residuárias com a aplicação de métodos que possuam uma facilidade
construtiva e também um baixo custo.
A utilização de tecnologia convencional em esgotamento sanitário tem custo
elevado, dificultando ou mesmo impedindo o atendimento às áreas de população de
baixa renda. Notadamente, no Brasil, mais da metade da população urbana não
dispõe de sistema de esgotamento sanitário, tendo como consequência o
agravamento da situação sanitária do país. Desta forma, há necessidade de se
conceber sistemas de esgotamento sanitário com tecnologias apropriadas, ou seja,
que se adaptem às características locais, reduzindo custos sem prejuízo de sua
eficácia (kligerman, 1995).
O atual quadro sanitário nacional, apesar dos avanços na última década,
ainda é precário, em virtude da carência de recursos para investimento e da
deficiência ou da ausência de políticas públicas de saneamento ambiental, o que
tem contribuído para a proliferação de uma série de enfermidades evitáveis se
fossem tomadas medidas de saneamento.
Segundo dados constantes do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
– IBGE, a abrangência dos serviços de saneamento básico no país ainda é
caracterizada por desigualdades regionais, sendo a Região Norte, seguida da
Região Nordeste as que apresentam níveis mais baixos de atendimento. Em
conseqüência disso, os municípios localizados nestas regiões são marcados por
elevados índices de doenças relacionadas à inexistência ou ineficiência de serviços
de saneamento básico (FUNASA, 2009).
Na cidade de Belém, o serviço de esgotamento sanitário é bastante crítico. A
ausência de um sistema adequado para disposição de dejetos humanos tem
18
causado a contaminação da população que vive em áreas mais vulneráveis, já que a
maioria da população de baixa renda está à margem do acesso à saúde e aos
serviços de saneamento urbano.
Nas áreas periféricas da cidade de Belém, a situação é bastante complexa.
É notória ausência de sistema adequado para disposição de dejetos humanos,
assim como as doenças intestinais provocadas por essas deficiências de
saneamento básico, pois nessas áreas, a maior parte da população não dispõe de
rede coletora de esgoto sanitário, lançando diretamente sobre o solo e/ou
direcionado para os canais, os córregos e os igarapés, seus dejetos.
Atualmente o serviço de esgotamento sanitário no município de Belém está
sendo realizado por empresa concessionária do Governo do Estado, a Companhia
de Saneamento do Pará – COSANPA, tendo como principal corpo receptor os
esgotos da rede oficial do Município, com volume total diário de 18.294 m3/dia “in
natura”, provenientes da Estação de Bombeamento de Esgoto do UMA, toda via a
COSANPA possui estudos técnicos da dispersão da carga poluidora (COSANPA,
2010).
19
1.2. Justificativa do Estudo
Belém é conhecida historicamente como a metrópole da Amazônia, sendo
que a denominação se justifica, já que a cidade foi a porta para exportação e
importação de toda a produção originada na região Amazônica, especialmente, no
período da borracha. Toda riqueza da “Belle Epoque” passou pela cidade, o que fez
com que áreas, por exemplo, mais centrais apresentassem mais estrutura para o
acesso a serviços urbanos. Todavia, com o fim desse ciclo econômico, a mesma
realidade não permaneceu na metrópole. As áreas de baixadas e de invasões foram
se formando a partir do momento em que a elite local ocupava as áreas mais
próximas do centro e acima da cota do nível do mar. A primeira Légua Patrimonial
da cidade foi ocupada e, a partir da década de 1950, a segunda Légua Patrimonial
foi iniciada à frente do Bosque Rodrigues Alves, e a área urbana começa a ser
tomada pela população que vem a Belém em busca de todos os tipos de serviços.
Nesse sentido, as periferias no entorno da cidade se proliferam (Dias, 2007).
A cidade de Belém, apesar de sua grandiosidade geodemográfica e de seu
desenvolvimento sócio econômico, não dispõe de um serviço de saneamento básico
adequado e satisfatório na quase totalidade de suas regiões periféricas. A maioria
das áreas periféricas do município de Belém do Pará apresenta deficiências quanto
aos elementos básicos de saneamento, especialmente quanto aos sistemas de
esgotamento sanitário (PDB, 1993).
Pesquisas demonstram que ao longo de décadas as águas do Rio Guamá
vem sofrendo contaminação, principalmente de origem fecal, oriunda do lançamento
direto de dejetos no seu curso ou no de seus tributários. Pelo fato da água do rio
sofrer mistura com a dos Lagos Água Preta e Bolonha, onde os índices sofrem
decréscimo por efeito de diluição, antes de chegar às estações de tratamento locais,
a contaminação observada não chega, ainda, a prejudicar a água de abastecimento
de Belém. A avaliação foi realizada através da análise e interpretação de estudos
efetuados por JESUS & PARANHOS (2003), COSANPA (2002), MOREIRA (2001) e
BRAZ (1997), no rio Guamá, em um ponto comum a todos os trabalhos, localizado
próximo a sua foz e em frente ao Sistema de Captação de Água Bruta do Complexo
Hídrico do Utinga. No entanto, a carência de tratamento de esgoto sanitário aliada
ao crescimento populacional tem comprometido os recursos hídricos do sistema
20
hidrográfico da cidade de Belém, que apesar de abundantes vem gradativamente
sofrendo os efeitos da carga poluente neles lançada.
Atualmente, o serviço de coleta de esgoto na cidade de Belém é oferecido
para um pequeno número de moradores. Grande parte das edificações possui o seu
próprio sistema individual. O grande problema é que na maioria das vezes este
sistema não é eficiente. A predominância é por sistemas simples, como tanque
séptico seguido de sumidouro, que em alguns casos possuem erros graves em sua
execução e projeto. Outros ainda adotam práticas ilegais, como jogar o esgoto na
rede pluvial ou até mesmo diretamente nos recursos hídricos, piorando ainda mais a
situação. Associando um grande número de moradores com sistemas de tratamento
deficientes, tem-se por consequência uma grande carga de poluentes inseridas de
forma inadequada no meio ambiente.
O tratamento dos esgotos sanitários em Fossas Sépticas e Filtros
Anaeróbios, em áreas sem rede de esgoto, podem oferecer níveis adequados de
serviço para a disposição de excretas em pequenas comunidades.
Partindo deste contexto, verifica-se a necessidade de projetar um sistema de
tratamento de esgoto sanitário, com alta eficiência e viável economicamente ao
poder público municipal. Portanto, apresenta-se neste trabalho, o dimensionamento
de um sistema de tratamento individual de esgoto sanitário para uma residência com
população de até 10 habitantes, composto pelo conjunto Fossa Séptica, Filtro
Anaeróbio e Sumidouro que atende os padrões normativos da NBR 7229, (1993) e
NBR 13969, (1997), e as necessidades da população que reside em áreas mais
vulneráveis aos serviços de saneamento no município de Belém.
21
1.3. Objetivos da Pesquisa
1.3.1. Objetivo Geral
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de tratamento
individual de esgoto sanitário, voltado para as áreas desprovidas de coletor público,
e adequado às necessidades das populações residentes em áreas periféricas de
Belém.
1.3.2. Objetivos Específicos
Com a elaboração do projeto pretende-se atingir alguns objetivos bem
específicos:
Dimensionar e detalhar um sistema básico para tratamento e destinação
final de esgoto sanitário, composto por Fossa Séptica, Filtro Anaeróbio e Sumidouro
em uma residência com até 10 habitantes, em 02 (duas) formas geométricas
(cilíndrica e prismática), utilizando 03 (três) sistemas construtivos (argamassa
armada, concreto armado e alvenaria de tijolos cerâmicos);
Elaborar um orçamento para cada tipo de sistema construtivo e formas
geométricas adotadas no dimensionamento do conjunto adotado no projeto;
Fazer um comparativo de custos em cada caso;
Obter um resultado com aplicação prática e viável economicamente para ser
colocado à disposição da gestão municipal do esgoto em Belém.
22
1.4. Estrutura do Trabalho
O trabalho está estruturado em 6 (seis) capítulos.
No capítulo 1 tem-se a introdução do trabalho, na qual se fez uma descrição
breve da problemática em estudo e se apresenta também a justificativa e os
objetivos do estudo.
O segundo capítulo consiste em uma revisão bibliográfica correspondente ao
tema abordado, onde apresenta-se algumas definições essenciais ao entendimento
de saneamento e sistemas de tratamento de esgoto sanitário. Em seguida, fala-se
sobre os princípios de tratamento de esgotos e sobre os tipos de tratamento de
esgotos sanitários, para locais onde não há rede coletora de esgoto.
O capitulo 3 faz uma abordagem sobre o sistema individual de tratamento de
esgoto, citando aspectos relevantes ao dimensionamento do sistema adotado.
No Capítulo 4 tem-se a descrição histórica da evolução do abastecimento de
água e esgoto sanitário da cidade de Belém, tendo em vista seu desenvolvimento
urbano que, também, contribuiu para a criação de sua infraestrutura básica.
No quinto capitulo é apresentado a metodologia, que demonstra como o
sistema de tratamento foi escolhido e relata os métodos adotados para o seu
dimensionamento.
No capítulo 6 é mostrado os resultados obtidos no estudo, após ter
dimensionado e orçado todo sistema.
23
_________________________________________________________CAPÍTULO 2
2. SANEAMENTO BÁSICO
2.1. Definições
A Lei nº 11.445 / 07 – Diretrizes Nacionais para o Saneamento Básico define
o Saneamento Básico como serviços de abastecimento de água potável, de limpeza
urbana e manejos de resíduos, de esgotamento sanitário e de drenagem e manejo
de águas pluviais. Com o advento da aprovação dessa Lei, o setor de saneamento
passou a ter um marco legal e contar com novas perspectivas de investimento por
parte do Governo Federal, baseado em princípios da eficiência e sustentabilidade
econômica, controle social, segurança, qualidade e regularidade, visando
fundamentalmente a universalização dos serviços, de modo a desenvolver nos
municípios o Plano Municipal de Saneamento Básico - PMSB.
O saneamento é entendido, segundo Rezende & Heller (2002, p. 15),
sobretudo “como ação de saúde pública, o têm na conta de dever do Estado e direito
do cidadão, pugnado pela universalização do atendimento, pelo direito ao serviço de
qualidade, com participação e controle social”.
No Brasil, o desenvolvimento das ações de saneamento, historicamente,
esteve vinculado aos aspectos econômicos, interesses dominantes, os quais foram
os principais determinantes do caráter das ações coletivas, ou seja, não
considerando de fato a superação das carências sociais do país. Isto determinou a
exclusão de diversos segmentos da sociedade das políticas de saneamento, as
quais predominaram nas áreas de interesse econômico. Assim, os investimentos
prioritários no setor foram em abastecimento de água, em detrimento das ações
menos lucrativas, o que fragmentou a visão do saneamento, se manifestando
também institucionalmente em uma precária interação entre governos estaduais e os
municípios (Rezende e Heller, 2002).
Segundo Pereira (2003), o número expressivo de municípios que não
dispõem de coleta e tratamento de esgotos ocorre em razão de o saneamento não
ser encarado como prioridade e, portanto, faltar política eficaz para direcionar as
ações nesse setor. Isso faz com que os programas de saneamento acabem tendo
24
caráter individual e localizado em municípios específicos, sendo que algumas
questões político-partidário-administrativas dificultam a formulação de política única
de implantação de infra-estrutura sanitária nos municípios brasileiros, o que
naturalmente, prejudica a obtenção de recursos para esse tipo de investimento.
A oferta de serviços de saneamento básico em áreas urbanas no Brasil
aumentou significativamente nas últimas décadas, como se observa na Tabela 2.1.
Tabela 2.1 – Evolução da cobertura dos serviços de abastecimento de água e coleta de esgotos no Brasil (%)
SERVIÇO DOMICÍLIOS ANO
1960 1970 1980 1990 2000 2010
ABASTECIMENTO
DE ÁGUA % URBANOS 41,8 60,5 79,2 86,3 89,8 91,9
ESGOTAMENTO
SANITÁRIO % URBANOS 26,0 22,2 37,0 47,9 56,0 58,9
Fonte: IBGE, Censos Demográficos 1960, 1970, 1980, 1990, 2000 e 2010
De 1960 para 2010, a porcentagem de domicílios urbanos atendidos pela
rede de distribuição de água e pela coleta de esgotos cresceu mais do que o dobro.
Apesar do crescimento da cobertura dos serviços de água e esgoto, ainda persistem
populações não atendidas, principalmente as de baixa renda, habitantes das
periferias das grandes cidades, nos municípios menores e, nas áreas rurais.
Instalados precariamente, estes brasileiros reivindicam infra-estrutura urbana
e acesso aos serviços. Mas, dezenas de intervenções mal sucedidas já
demonstraram que a previsão de infra-estrutura urbana nesta área, quando possível,
é tarefa complexa, exigindo ação integrada do poder público, sem a qual o fracasso
é certo. É aí que salta aos olhos a precariedade de um modelo de gestão do
saneamento ambiental - água e esgoto - que se aparta do poder local responsável
pela gestão do espaço urbano e praticamente inviabiliza as intervenções integradas
de urbanização nas áreas onde mora a população pobre que fica condenada ao
estigma da inviabilidade técnica e econômica de atendimento pelas concessionárias.
Quando o saneamento é transformado em negócio a exclusão social,
evidencia-se mais explicitamente, como apontam Rezende e Heller (2002, p. 21):
25
A oferta do saneamento associa sistemas constituídos por uma
infraestrutura física e uma estrutura educacional, legal e institucional, que abrange
os seguintes serviços:
Abastecimento de água às populações, com a qualidade
compatível com a proteção de sua saúde e em
quantidade suficiente para a garantia de condições
básicas de conforto;
Coleta, tratamento e disposição ambientalmente
adequada e sanitariamente segura de águas residuárias
(esgotos sanitários, resíduos líquidos industriais e
agrícolas;
Acondicionamento, coleta, transporte e/ou destino final
dos resíduos sólidos (incluindo os rejeitos provenientes
das atividades doméstica, comercial e de serviços,
industrial e pública);
Coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos e
inundações;
Controle de vetores de doenças transmissíveis (insetos,
roedores, moluscos, etc.);
Saneamento dos alimentos;
Saneamento dos meios transportes;
Saneamento e planejamento territorial;
Saneamento da habitação, dos locais de trabalho, de
educação e de recreação e dos hospitais; e
Controle da poluição ambiental – água, ar e solo,
acústica e visual.
O saneamento básico se restringe:
a) Abastecimento de água às populações, com a
qualidade compatível com a proteção de sua saúde e em
quantidade suficiente para a garantia de condições
básicas de conforto;
b) Coleta, tratamento e disposição ambientalmente
adequada e sanitariamente segura de águas residuárias
(esgotos sanitários, resíduos líquidos industriais e
agrícolas;
c) Acondicionamento, coleta, transporte e/ou destino
final dos resíduos sólidos (incluindo os rejeitos
provenientes das atividades doméstica, comercial e de
serviços, industrial e pública); e
d) Coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos
e inundações.
26
2.2. Abordagem histórica
A importância do saneamento e sua associação à saúde humana remontam
às mais antigas culturas. O saneamento desenvolveu-se de acordo com a evolução
das diversas civilizações, ora retrocedendo com a queda das mesmas, ora
renascendo com o aparecimento de outras.
Os poucos meios de comunicação do passado podem ser
responsabilizados, em grande parte, pela descontinuidade da evolução dos
processos de saneamento e retrocessos havidos. Conquistas alcançadas em
épocas remotas ficaram esquecidas durante séculos porque não chegaram a fazer
parte do saber do povo em geral, uma vez que seu conhecimento era privilégio de
poucos homens de maior cultura. Por exemplo, foram encontradas ruínas de uma
civilização na Índia que se desenvolveu a cerca de 4.000 anos, onde foram
encontrados banheiros, redes de esgoto nas construções e drenagem nas ruas
(Roseu, 1994).
O antigo testamento da Bíblia apresenta diversas abordagens vinculadas às
práticas sanitárias do povo judeu como, por exemplo, o uso da água para limpeza de
roupas sujas que favoreciam o aparecimento de doenças (escabiose). Desta forma
os poços para abastecimento eram mantidos tampados, limpos e longe de possíveis
fontes de poluição (Kottek, 1995).
Existem relatos do ano 2000 a.C., de tradições médicas, na Índia,
recomendando que a água impura devesse ser purificada pela fervura sobre um
fogo, pelo aquecimento no sol, mergulhando um ferro em brasa dentro dela ou podia
ainda ser purificada por filtração em areia ou cascalho, e então resfriada (USEPA,
1990).
Das práticas sanitárias coletivas mais marcantes na antigüidade destacam-
se a construção de aquedutos, banhos públicos, termas e esgotos romanos, tendo
como símbolo histórico a conhecida Cloaca Máxima de Roma. Havia em Roma nove
aquedutos para abastecimento, com extensão que variavam de 16 a 80 km e seção
transversal de 0,65 a 4,65 m2 (Carvalho, 2007).
Entretanto, a falta de difusão dos conhecimentos de saneamento levou os
povos a um retrocesso, originando o pouco uso da água durante a Idade Média,
quando o consumo per capita de certas cidades européias chegou a 1 L por
habitante por dia. Nessa época, houve uma queda nas conquistas sanitárias e
27
consequentemente sucessivas epidemias. O quadro característico desse período é o
lançamento de dejetos na rua. Nessa ocasião, a construção de aquedutos pelos
mouros, o reparo do aqueduto de Sevilha em 1235, a construção de aqueduto de
Londres com o emprego de alvenaria e chumbo e, em 1183, o abastecimento inicial
de água em Paris, são obras que podem ser citadas.
Somente no século passado é que se começou a dispensar maior atenção à
proteção da qualidade de água, desde sua captação até sua entrega ao consumidor.
Essa preocupação se baseou nas descobertas que foram realizadas a partir de
então, quando diversos cientistas mostraram que havia uma relação entre a água e
a transmissão de muitas doenças causadas por agentes físicos, químicos e
biológicos (Carvalho, 2007).
Ainda nos dias de hoje, mesmo com os diversos meios de comunicação
existentes, verifica-se a falta de divulgação desses conhecimentos. Em áreas rurais
a população consome recursos para construir suas casas sem incluir as facilidades
sanitárias indispensáveis, como poço protegido, fossa séptica, etc.
Assim sendo, o processo saúde versus doença não deve ser entendido
como uma questão puramente individual e sim como um problema coletivo.
2.3. Saúde e saneamento
Sanear quer dizer tornar são, sadio, saudável. Pode-se concluir, portanto,
que Saneamento equivale à saúde. Entretanto, a saúde que o Saneamento
proporciona difere daquela que se procura nos hospitais e nas chamadas casas de
saúde. É que para esses estabelecimentos são encaminhadas as pessoas que já
estão efetivamente doentes ou, no mínimo, presumem que estejam. Ao contrário, o
Saneamento promove a saúde pública preventiva, reduzindo a necessidade de
procura aos hospitais e postos de saúde, porque elimina a chance de contágio por
diversas moléstias. Isto significa dizer que, onde há Saneamento, são maiores as
possibilidades de uma vida mais saudável e os índices de mortalidade
principalmente infantil permanecem nos mais baixos patamares.
O conceito de Promoção de Saúde proposto pela Organização Mundial de
Saúde (OMS), desde a Conferência de Ottawa, em 1986, é visto como o princípio
orientador das ações de saúde em todo o mundo. Assim sendo, parte-se do
28
pressuposto de que um dos mais importantes fatores determinantes da saúde são
as condições ambientais.
O conceito de saúde entendido como um estado de completo bem-estar
físico, mental e social, não restringe ao problema sanitário ao âmbito das doenças.
Hoje, além das ações de prevenção e assistência, considera-se cada vez mais
importante atuar sobre os fatores determinantes da saúde. É este o propósito da
promoção da saúde, que constitui o elemento principal da proposta da Organização
Mundial de Saúde e da Organização Pan-Americana de Saúde (OPAS).
2.4. Sistemas de Esgotos Sanitários
O surgimento dos sistemas de tratamento ocorre como resultado da
evolução humana. Segundo JORDÃO e PESSOA (1995) a água tem sido o fator
primordial na fixação do Homem e formação de novas comunidades. O ser humano
sempre buscou fixar-se em regiões onde possa saciar suas necessidades mais
elementares: alimento, água e calor. Dessa incansável busca de nossos ancestrais
chega-se a situação atual: densidades populacionais elevadas, sempre próximas a
rios e nascentes.
Segundo a NBR 9648 (1986), esgoto sanitário é o despejo líquido
constituído de esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição
pluvial parasitária.
Ainda segundo a mesma norma, esgoto doméstico é o despejo líquido
resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas; esgoto
industrial é o despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os
padrões de lançamento estabelecidos; água de infiltração é toda água proveniente
do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações;
contribuição pluvial parasitária é a parcela do deflúvio superficial inevitavelmente
absorvida pela rede de esgoto sanitário.
A disposição adequada dos esgotos é essencial à proteção da saúde
pública. São inúmeras as doenças que podem ser transmitidas por uma disposição
inadequada (NUVOLARI, 2003). Segundo Fagundes (2003), cada dólar investido em
saneamento, principalmente em coleta e tratamento de esgotos sanitários, pode
significar uma economia de até 100 dólares gastos com saúde. Dessa forma,
29
conclui-se que o tratamento de esgoto é fundamental para a melhoria da qualidade
de vida de todos.
O objetivo dos sistemas de tratamento é de controlar a poluição e a
contaminação que são produzidas nos corpos receptores dos resíduos líquidos
localizados nos esgotos sanitários, águas pluviais e despejos industriais (ANVISA,
2002).
O desenvolvimento de sistemas de tratamento de esgotos simples e
econômicos é indispensável para melhorar as condições de saneamento no Brasil,
sendo que estes sistemas devam ser de fácil operação e manutenção e devem
dispensar equipamentos sofisticados.
O processo anaeróbio já se tornou tradicional para tratamento de esgotos de
pequenas populações (até 500 habitantes). Este é constituído por fossas sépticas
seguida de filtro anaeróbio e sumidouro, que são simples e de baixo custo do ponto
de vista operacional e construtivo (EMBRAPA, 2010).
2.5. Composição dos Esgotos Sanitários
O esgoto fresco é cinza, turvo e com pouco, mas desagradável, odor.
Contém muitos sólidos flutuantes: grandes (fezes, plásticos, pedaços de pano,
pedaços de madeira), pequenos (papéis, grãos, etc.) e microscópicos (coloidal)
(Ávila, 2005).
Em climas quentes, o esgoto perde rapidamente o oxigênio dissolvido,
tornando-se séptico. Este tem um odor mais forte, devido à presença de gás
sulfídrico.
Segundo Mara e Silva (1979), somente 0,1% do esgoto é constituído de
sólidos. O restante (99,9%) é composto de água conforme mostrado na figura 2.1.
30
Figura 2.1 – Composição do esgoto sanitário
Fonte: adaptado de MARA e SILVA (1979)
Os sólidos totais no esgoto podem ser definidos como a matéria sólida que
permanece como resíduo após a evaporação a 103ºC. Quando este resíduo é
calcinado a 550ºC, as substâncias orgânicas se volatilizam (sólidos voláteis) e as
minerais permanecem em forma de cinza (sólidos fixos).
Os sólidos voláteis representam uma estimativa da matéria orgânica,
enquanto os sólidos fixos representam a matéria inorgânica. Apesar de representar
apenas 0,1% do esgoto, o teor de matéria sólida é a mais importante característica
física para o dimensionamento e controle de operações de unidades de tratamento
(ÁVILA, 2005).
Segundo JORDÃO E PESSÔA, (1995) a fração orgânica (volátil) dos sólidos
é composta de proteínas, carboidratos e gorduras. Esses componentes,
particularmente os dois primeiros, servem como excelente alimento para as
bactérias. Esses organismos microscópicos são largamente explorados nos
tratamentos biológicos dos esgotos. Portanto são as bactérias que “tratam” o esgoto,
através de sua alimentação. Esta alimentação remove o substrato (poluente) da
água residuária. Como poderá ser verificada adiante a degradação da matéria
orgânica obedece a uma cinética química de primeira ordem (normalmente).
2.6. Características dos Esgotos
Os esgotos sanitários variam no espaço, em função de diversas variáveis
desde o clima até hábitos culturais. Por outro lado, variam também ao longo do
tempo, o que torna complexa sua caracterização. METCALF & EDDY (1991)
31
classificam os esgotos em forte, médio e fraco, conforme as características
apresentadas na Tabela 2.2.
Tabela 2.2: Características físico-químicas dos esgotos
Fonte: METCALF & EDDY (1991)
No Brasil, mesmo que não se tenha informação segura com base local,
costuma-se adotar contribuições “per capita” de 54 e 100 g/habitante.dia para a DBO
de cinco dias e para a DQO, respectivamente.
Em termos de vazão, pode-se afirmar que os esgotos estão sujeitos às
mesmas variações relativas ao consumo de água, variando de região para região,
dependendo principalmente do poder aquisitivo da população. Apenas a título de
referência, pode-se considerar a contribuição típica de 160 L/habitante.dia, referente
ao consumo “per capita” de água de 200 L/habitante.dia e um coeficiente de retorno
água/esgoto igual a 0,8. Para a determinação das vazões máximas de esgotos,
costuma-se introduzir os coeficientes k1 = 1,2 (relativo ao dia de maior produção) e
k2 = 1,5 (relativo à hora de maior produção de esgotos). Consequentemente, a
vazão de esgotos do dia e hora de maior produção é 1,8 vezes, ou praticamente o
dobro da vazão média diária.
Deve ser lembrado que as características dos esgotos são afetadas também
pela infiltração de água subterrânea na rede coletora e pela possível presença de
contribuições específicas, como indústrias com efluentes líquidos ligados à rede
pública de coleta de esgotos.
32
Os esgotos sanitários possuem excesso de nitrogênio e fósforo. Isto faz com
que, ao ser submetido a tratamento biológico, haverá incorporação desses
macronutrientes nas células que tomam parte do sistema, mas o excesso deverá ser
ainda grande. Esta é uma importante preocupação em termos de tratamento de
esgotos, exigindo tratamento avançado quando se tem lançamento em situações
mais restritivas, sobretudo em represas utilizadas para o abastecimento público de
água potável, onde o problema da eutrofização poderá ter consequências drásticas.
Na Tabela 2.3 são apresentadas concentrações típicas das diversas frações
de sólidos em esgotos.
Tabela 2.3: Concentrações de sólidos em esgotos
Fonte: METCALF & EDDY (1991)
Na Tabela 2.4 são apresentadas algumas características biológicas dos
esgotos, importantes para referenciar as necessidades de desinfecção. Embora a
legislação seja restrita aos índices de coliformes, aplicações dos esgotos como, por
exemplo, na agricultura, podem exigir o controle de outros indicadores.
Tabela 2.4: Concentrações de organismos em esgotos
Fonte: METCALF & EDDY (1991)
33
2.7. Classificação do Esgoto
De acordo com a sua origem os esgotos poderão ser classificados em
esgotos domésticos, esgotos industriais, esgotos sanitários e esgotos pluviais. A
NBR 9648 de 1986 apresenta as seguintes definições:
Esgoto doméstico: despejo líquido resultante do uso da
água para a higiene e necessidades fisiológicas
humanas.
Esgoto industrial: despejo líquido resultante dos
processos industriais, respeitados os padrões de
lançamento estabelecidos.
Esgoto pluvial: são os esgotos provenientes das águas
de chuva.
Esgoto sanitário: despejo líquido constituído de esgotos
domésticos e industriais água de infiltração e a
contribuição pluvial parasitária. (NBR 7229- 1993).
A vazão de esgoto doméstico pode ser calculada em função da quota per
capta de abastecimento de água, pois as contribuições de esgotos dependem
fundamentalmente do sistema de abastecimento de água e existe uma correlação
entre a quota per capta de abastecimento de água e a produção de esgotos. Esta
relação é chamada de coeficiente de retorno (C), que apresenta uma variação entre
0,5 e 0,9, dependendo das condições locais. A Norma (NBR 9649 – 1986)
recomenda o valor de 0,8 na falta de valores obtidos em campo.
O esgoto doméstico é constituído de uma elevada percentagem de água
(99,9 %) e uma parcela mínima de impurezas que lhes confere características
bastante acentuadas, decorrentes de alterações que ocorrem com o passar do
tempo (decomposição), e por isto, se não receberem um tratamento sanitário
adequado causarão a poluição das águas (Silveira e Tucci (1998).
A utilização da água para fins de abastecimento público origina os esgotos
que deverão ter um recolhimento e uma adequada destinação, para não causar a
poluição do solo, a contaminação das águas superficiais e subterrâneas e para não
escoarem a céu aberto proporcionando a propagação de doenças.
O esgoto industrial normalmente é intermitente e a sua composição depende
principalmente do tipo e do porte da indústria, bem como da existência de pré-
tratamento. A vazão dos esgotos industriais é em função de uma série de fatores
34
entre os quais pode-se citar: existência de condições particulares de abastecimento
de água, regime de trabalho da indústria e existência de pré-tratamento e
regularização.
Os esgotos industriais podem ser recebidos na rede coletora de esgotos
domésticos, entretanto, alguns cuidados devem ser tomados no que se refere
principalmente a sua qualidade e a sua quantidade.
Com relação a sua qualidade deverá ser analisada principalmente a
necessidade de um pré-tratamento, para que o esgoto industrial não seja lançado in
natura na rede coletora. O pré-tratamento em princípio deverá ser exigido quando o
esgoto industrial apresentar as seguintes características (Silveira e Tucci, (1998):
Serem nocivos a saúde ou prejudiquem a segurança
dos trabalhos na rede;
Prejudicarem os processos de tratamento;
Causarem obstruções nas tubulações e
equipamentos;
Atacarem as tubulações ou prejudicarem a
durabilidade das estruturas;
Temperaturas elevadas, acima de 40 °C;
Com relação a sua quantidade dois tipos de indústrias
devem ser considerados:
As indústrias que lançam na rede pública quantidades
pequenas de despejos e que sob o ponto de vista de
contribuição de esgotos não são consideradas;
As indústrias que lançam na rede pública quantidades
consideráveis de despejos e que sob o ponto de vista de
contribuição de esgotos devem ser consideradas e
analisadas (normalmente a vazão máxima de
lançamento de despejos da indústria na rede é limitada o
que leva a indústria a utilizar tanques de regularização).
O esgoto pluvial é intermitente e sazonal e depende principalmente da
intensidade e da ocorrência das precipitações atmosféricas.
2.8. Tipos de Tratamento de Esgotos Sanitários
As soluções para o tratamento de esgoto sanitário podem ser individuais ou
coletivas.
35
2.8.1. Sistemas Individuais
Sistemas adotados para atendimento unifamiliar consistem no lançamento
dos esgotos domésticos gerados em uma unidade habitacional, usualmente em
fossa séptica, seguida de dispositivo de infiltração no solo (sumidouro, irrigação
subsuperficial). Tais sistemas podem funcionar satisfatória e economicamente se as
habitações forem esparsas (grandes lotes com elevada porcentagem de área livre
e/ou em meio rural), se o solo apresentar boas condições de infiltração e, ainda, se o
nível de água subterrânea encontrar-se a uma profundidade adequada, de forma a
evitar o risco de contaminação por microrganismos transmissores de doenças
(FUNASA, 2004).
A ação de saneamento executada por meio de soluções individuais não
constitui serviço público, desde que o usuário não dependa de terceiros para operar
os serviços, e as ações e os serviços de saneamento básico de responsabilidade
privada, incluindo o manejo de resíduos de responsabilidade do gerador.
2.8.2. Sistemas Coletivos
À medida que a população cresce, aumentando a ocupação de terras (maior
concentração demográfica), as soluções individuais passam a apresentar
dificuldades cada vez maiores para a sua aplicação.
A área requerida para a infiltração torna-se demasiadamente elevada, às
vezes, maior que a área disponível. Os sistemas coletivos passam a ser os mais
indicados como solução para maiores populações.
Os sistemas coletivos consistem em canalizações que recebem o
lançamento dos esgotos, transportando-os ao seu destino final, de forma
sanitariamente adequada. Em alguns casos, a região a ser atendida poderá estar
situada em área afastada do restante da comunidade, ou mesmo em áreas cujas
altitudes encontram-se em níveis inferiores. Nesses casos, existindo área disponível,
cujas características do solo e do lençol d’água subterrâneo sejam propícias à
infiltração dos esgotos, pode-se adotar a solução de atendimento coletivo da
comunidade por meio de uma única fossa séptica de uso coletivo, que também
atuará como unidade de tratamento dos esgotos (BARROS, 1995).
36
Em áreas urbanas, a solução coletiva mais indicada para a coleta dos
esgotos pode ter as seguintes variantes:
2.8.2.1. Sistema unitário ou combinado
Os esgotos sanitários e as águas da chuva são conduzidos ao seu destino
final, dentro da mesma canalização.
2.8.2.2. Sistema separador
Os esgotos sanitários e as águas da chuva são conduzidos ao seu destino
final, em canalizações separadas.
No sistema unitário ou combinado, as canalizações são construídas para
coletar e conduzir as águas residuárias juntamente com as águas pluviais. Tal
sistema não tem sido utilizado no Brasil, devido aos seguintes inconvenientes
(ALOCHIO, Luiz Henrique, 2007):
Grandes dimensões das canalizações;
Custos iniciais elevados;
Riscos de refluxo do esgoto sanitário para o interior das residências,
por ocasião das cheias; e
As estações de tratamento não podem ser dimensionadas para tratar
toda a vazão que é gerada no período de chuvas.
a) O afastamento das águas pluviais é facilitado, pois pode-se ter diversos
lançamentos ao longo do curso d’água, sem necessidade de seu transporte a
longas distâncias;
b) Menores dimensões das canalizações de coleta e afastamento das águas
residuárias;
c) Possibilidade do emprego de diversos materiais para as tubulações de
esgotos, tais como tubos cerâmicos, de concreto, PVC ou, em casos
especiais, ferro fundido;
d) Redução dos custos e prazos de construção;
e) Possível planejamento de execução das obras por partes, considerando a
importância para a comunidade e possibilidades de investimentos;
f) Melhoria nas condições de tratamento dos esgotos sanitários; e
37
g) Não ocorrência de transbordo dos esgotos nos períodos de chuva intensa,
reduzindo-se a possibilidade da poluição dos corpos d’água.
O sistema separador possui duas modalidades principais:
2.8.2.2.1. Sistema convencional
Segundo BARROS, (1995) Sistema convencional é a solução de
esgotamento sanitário mais frequentemente utilizada.
As unidades que podem compor um sistema convencional de
esgotamento sanitário são as seguintes:
Canalizações: coletores, interceptores, emissários;
Estações elevatórias;
Órgãos complementares e acessórios;
Estações de tratamento;
Disposição final; e
Obras especiais
2.8.2.2.2. Sistema condominial
O sistema condominial de esgotos tem sido apresentado como uma
alternativa a mais no elenco de opções disponíveis ao projetista, para que ele faça a
escolha quando do desenvolvimento do projeto, constituindo uma nova relação entre
a população e o poder público, tendo como características uma importante cessão
de poder e a ampliação da participação popular, alterando, destarte, a forma
tradicional de atendimento à comunidade.
38
2.9. Classificação das Etapas de Tratamento
Em estações de tratamento de esgoto sanitário, é comum que se divida as
etapas do sistema. Segundo JORDÃO E PESSÔA (1995), GONÇALVES (1997),
MACINTYRE (1996) E NETTO (1977) – estes dois últimos com ressalvas,
comentados mais abaixo – classificam as etapas em tratamento preliminar,
tratamento primário, tratamento secundário e tratamento terciário. Sistemas de
tratamento preliminar compreendem as atividades destinadas à remoção de sólidos
grosseiros, areias, graxas e óleos. Nesta classe estão situados tanques de retenção,
grades e caixas de areia.
Sistemas de tratamento primário compreendem as atividades de
decantação, flotação e digestão de sólidos. Nesta classe situam-se decantadores
primários, tanques de flotação e digestores primários do lodo (JORDÃO e PESSOA,
1995).
Sistemas de tratamento secundário compreendem as atividades que visam a
diminuição dos contaminantes biológicos. Desta categoria, estão presentes os filtros
biológicos, reatores de lodos ativados, decantação secundária e lagoas de
estabilização.
Sistemas de tratamento terciário compreendem atividades complementares
ao tratamento secundário, como remoção de nutrientes, desinfecção e remoção de
complexos orgânicos. São previstos em estações que necessitem um alto grau de
tratamento de efluente final. Nesta classe, situam-se os cloradores e ozonizadores,
processos de remoção de nutrientes e lagoas de maturação. Nesta divisão,
apresentada (tratamento preliminar, primário, secundário e terciário) pelos autores
citados, existem duas pequenas divergências. Macintyre (1996) acredita que os
tratamentos preliminares, como o gradeamento, façam parte de sistemas de
tratamento primário. Apesar de o autor classificar esta etapa como tratamento
preliminar, assim como os demais autores mencionados, ele sugere que este tipo de
tratamento esteja englobado nos sistemas primários. Netto (1977), propõe um
desmembramento de sistemas de tratamento terciário em: tratamento terciário e
desinfecção; sendo que esta última é tratada pelos demais autores como sendo
parte integrante de um tratamento terciário.
Segundo Pessôa, (1995) existe também a classificação dos processos de
tratamento em físicos, químicos e biológicos. Processos onde há predominância de
39
atividades de decantação, filtração, incineração, diluição ou homogeneização podem
ser classificados como processos físicos. A adição de elementos químicos
caracteriza uma etapa química. Quando há necessidade da ação de
microorganismos para que os processos possam ocorrer, chamam-se estes de
biológicos.
Uma estação de tratamento de esgoto conterá os níveis necessários para o
tratamento do efluente de acordo com o tipo e quantidade de poluentes encontrados
nele. Os mecanismos de remoção dos poluentes que independem do nível de
tratamento do esgoto são (Souto, 2008):
Para remoção dos sólidos: gradeamento, retenção de
sólidos com dimensões superiores a tubulação;
sedimentação, separação de partículas com densidade
superior à do esgoto; absorção, retenção na superfície
de aglomerados de bactérias ou biomassa;
Para remoção da matéria orgânica: sedimentação,
separação de partículas com densidade superior à do
esgoto; absorção, retenção na superfície de
aglomerados de bactérias ou biomassa; estabilização,
utilização pelas bactérias como alimento, com conversão
a gases, água e outros compostos inertes; e
Para remoção de organismos transmissores de doenças:
radiação ultravioleta, radiação do sol ou artificial;
condições ambientais adversas, pH, falta de alimento,
competição com outras espécies; desinfecção, adição de
algum agente desinfetante.
O padrão da qualidade da água que deve sair da estação de tratamento de
esgoto está regulamentado pela resolução CONAMA Nº 357/05. Dentre outras
substâncias, o nível de coliformes fecais não deve ultrapassar um limite de 200
coliformes termo tolerantes por 100 mililitros em 80%, ou mais, de, pelo menos, 6
amostras, coletadas durante o período de um ano, com frequência bimestral.
2.10. Importância dos Sistemas de Esgoto Sanitário
Segundo Nuvolare (2003, p. 38), “As principais finalidades, na implantação
de esgoto sanitário numa cidade, relaciona-se a três aspectos: higiênico, social e
econômico”.
40
O autor ainda afirma que:
Do ponto de vista higiênico, o objetivo é a prevenção, o
controle e a erradicação das muitas doenças de origens
hídricas, responsáveis por altos índices de mortalidade
precoce, mormente de mortalidade infantil, um dos
maiores e mais sensíveis índices na saúde publica.
Nesse sentido o sistema promove o tratamento do
efluente a ser lançado nos corpos receptores naturais,
de maneira rápida e segura.
Sob o aspecto social, o objetivo visa a melhoria da
qualidade de vida da população, pela eliminação de
odore desagradáveis, repugnantes e que prejudicam o
aspecto visual, a estética, bem como a recuperação dos
depósitos de água natural e de suas margens para
prática recreativa, esporte e lazer.
Do ponto de vista econômico, o objetivo envolve questões como a geração
de emprego e melhoria ambiental, tanto urbana como rural (Nuvolare, 2003).
41
_________________________________________________________CAPÍTULO 3
3. SISTEMAS INDIVIDUAIS DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Os sistemas individuais são adotados normalmente para o atendimento
unifamiliar e é constituído por uma fossa séptica e um dispositivo de infiltração no
solo que poderá ser um poço negro (sumidouro) ou outro dispositivo de irrigação
sub-superficial (vala), (ALOCHIO, 2007).
Para que estes sistemas funcionem satisfatoriamente as habitações tem que
ser esparsas (lotes grandes com elevada percentagem de área livre), o solo deverá
apresentar boas condições de infiltração, e o lençol freático deve estar em uma
profundidade adequada para não haver risco de contaminação por microorganismos
transmissores de doenças (microorganismos patogênicos).
3.1. Tipos de Fossas
De acordo com o manual de saneamento (FUNASA, 2006) há diversas
variações de fossas destinadas a receber os esgotos domésticos. No quadro 3.1 são
apresentadas algumas categorias de fossas assim como suas características.
Quadro 3.1: Tipos de fossas e suas respectivas características
TIPO DE FOSSA CARACTERISTICAS
FOSSA SECA
Constitui-se de uma escavação, com ou sem revestimento,
de uma laje de tampa com um orifício e de uma “casinha”
servindo de proteção e abrigo do usuário. É destinada a
receber somente excretas (fezes), sem uso de descarga
d’água, que se decompõe ao longo do tempo pelo processo
de digestão anaeróbia.
FOSSA
ESTANQUE
É um tanque impermeável, no qual são dispostos os esgotos
que são ali acumulados até sua remoção frequente. Pode ser
construída em alvenaria de tijolos, mas modernamente são
mais utilizadas as pré-moldadas em concreto, em plástico,
em resinas estruturadas com fibra de vidro, etc.
42
FOSSA NEGRA
Consta de um buraco que apresenta seu fundo sob ou a
menos de 1,5 metros do lençol freático. O seu emprego deve
ser evitado, tendo em vista a provável contaminação das
águas subterrâneas, possíveis problemas de exalação de
mal odores e desenvolvimento de mosquitos.
FOSSA
ABSORVENTE
Também conhecida como poço absorvente, encontra-se
desde as mais rudimentares, que pouco mais são que
simples buracos no solo, até construções mais elaboradas,
com paredes de sustentação em alvenaria de tijolo ou anéis
de concreto, sempre com aberturas e fendas que permitem a
infiltração dos esgotos, e devidamente cobertas, geralmente
com laje de concreto. Podem ser estruturadas retangulares,
mas geralmente são cilíndricas, e as paredes de sustentação
mais usuais são em alvenaria de tijolos, que utilizam tijolos
vazados com os furos no sentido radial (exceto na parte
superior e algumas fiadas de amarração) ou tijolos maciços
com fendas entre os tijolos na maioria das fiadas da parede.
Geralmente não tem fundo revestido, para permitir a
infiltração da água, mas em algumas há uma camada de
brita constituindo a base do fundo.
Fonte: ANDREOLI (2009), FUNASA (2006 p. 170) e OLIVEIRA e VON SPERLING (2006 p. 6).
3.2. Tanques Sépticos (TS)
3.2.1. Conceitos
É uma unidade cilíndrica ou prismática de seção retangular de fluxo
horizontal para o tratamento de esgotos por processos de sedimentação, flotação e
digestão (NBR 7229/1993). O efluente deste tanque deverá ser transportado para
um filtro biológico, valas de filtração, valas de infiltração, sumidouro ou para a rede
coletora de esgoto mostrado na figura 3.1.
43
Figura 3.1: Demonstração de transporte de efluente no conjunto Fossa, Filtro e Sumidouro.
Fonte: Tecnosab
Os Tanques Sépticos são recipientes construídos ou instalados no local para
manter durante tempo determinado os dejetos domésticos, industriais, ou
comerciais, com o objetivo de sedimentar os sólidos e reter o material contido nos
esgotos, para transformá-los bioquimicamente, em substâncias e compostos mais
simples e menos poluentes. São utilizados em locais desprovidos de rede pública de
esgoto.
O Tanque Séptico pode receber os dejetos de uma ou várias edificações,
desde que sua capacidade seja compatível com a quantidade de pessoas que
utilizam.
Seguindo os padrões da classificação apresentada no item anterior, pode-se
dizer que o tanque séptico corresponde a um sistema de tratamento primário e físico
biológico (predominância da sedimentação do material sólido e digestão). Pela
simplicidade de construção e manutenção é um sistema muito difundido, e está
presente na maioria das estações de tratamento residenciais. Também é conhecido
e tratado por alguns autores como Fossa Séptica CREDER (1991), MACINTYRE
(1996) e JORDÃO, PESSÔA (1995), podendo ser definida como:
Fossas Sépticas são câmaras convenientemente
construídas para reter os despejos domésticos e/ou
indústrias, por um período de tempo especificamente
estabelecido, de modo a permitir sedimentação dos
sólidos e retenção do material graxo contido nos
esgotos, transformando-os, bioquimicamente, em
substâncias e compostos mais simples e estáveis.
(JORDÃO, PESSÔA, 1995, p. 260).
44
3.2.2. Tipos de Tanques Sépticos
A NBR 7229, (1993) - Projeto, construção e operação de tanques sépticos –
prevê opção de uso dos tanques sépticos em seções prismáticas (retangulares) e
circulares. Também prevê a opção de operação em câmara única ou múltipla.
CHERNICHARO (1997) define três tipos de tanques sépticos: câmara única,
câmaras em série e câmaras sobrepostas. Na figura 3.2 são mostrados os três tipos
de tanques sépticos normatizados pela NBR 7229, (1993).
Figura 3.2 – Tipos de Tanques Sépticos
Fonte: adaptado de CHERNICHARO (1997)
Segundo CHERNICHARO (1997), o tanque sobreposto, no tanque séptico
com câmaras sobrepostas, tem a função de favorecer a decantação dos sólidos sem
a interferência dos gases gerados na digestão anaeróbia.
Para ANDRADE NETO et al (2000), um tanque de duas câmaras (em série),
possibilita que o primeiro compartimento funcione melhor como um reator biológico,
acumulando maior quantidade de lodo decantado. Já na segunda câmara, devido a
uma maior tranqüilidade do fluxo, ocorre a sedimentação dos sólidos mais
eficientemente. Portanto, em tanques com duas câmaras em série, a primeira se
encarrega da digestão e a segunda da decantação dos sólidos. OLIVEIRA (1983
apud PILOTTO, 2004) ainda ressalta que a segunda câmara pode contribuir para a
remoção de coliformes fecais e sólidos em suspensão.
3.2.3. Princípios de Funcionamento
Os dois princípios básicos de funcionamento de um Tanque Séptico
envolvem sedimentação e digestão do lodo. Além destes, no Tanque Séptico (TS)
existem reações anaeróbias de estabilização da parte líquida, não tão importantes.
45
Estas reações existem, pois todo TS possui um tempo de detenção, e será durante
este tempo que estas reações irão ocorrer. Tanto o lodo – resultante da
sedimentação das partículas sólidas – quanto a escuma (material flutuante, formado
por óleos e graxas) é atacada por bactérias predominantemente anaeróbias,
oferecendo um melhor grau de tratamento do que um simples processo de
sedimentação. Este processo oferece uma redução no volume de lodo, além de sua
estabilização. Alguns cuidados devem ser tomados antes do lançamento do afluente
no TS. A NBR 8160 (1999) exige o uso de caixas de gordura antes do TS.
Muitas vezes, somente o Tanque Séptico não oferece um efluente final com
características aceitáveis, que variam de acordo com o corpo receptor e a legislação
vigente. A água residuária que sai do TS ainda possui mau cheiro, grande
quantidade de sólidos e organismos patogênicos, além de alta quantidade de
nutrientes e DBO.
A NBR 7229, (1993) também define Tanque Séptico de Câmara Única como
“unidade de apenas um compartimento, em cuja zona superior devem ocorrer
processos de sedimentação e de flotação e digestão da escuma, prestando-se a
zona inferior ao acúmulo e digestão do lodo sedimentado” . Isso ainda remete as
definições de lodo, “material acumulado na zona de digestão do tanque séptico, por
sedimentação de partículas sólidas suspensas no esgoto”; e escuma, “massa
constituída por graxos e sólidos em mistura com gases que ocupa a superfície livre
do líquido no interior do tanque séptico” (NBR 7229/1993). Na figura 3.3 segue um
resumo dessas principais reações ocorridas no tanque séptico.
Figura 3.3 – Tanque séptico e seu funcionamento
Fonte: NBR 7229, (1993)
46
O tanque séptico funciona como um decantador e um digestor em uma
mesma unidade (ANDRADE NETO et al. 2000). A figura 3.4 mostra-se a Seção de
um tanque séptico de câmara única, demonstrando algumas funções importantes.
Figura 3.4 – Seção de um tanque séptico de câmara única
Fonte: ÁVILA, (2005).
Os tanques sépticos realizam diversas funções concomitantemente. Entre
elas, cabe citar:
a) Decantação - separação de fases (sólida, líquida e gasosa). Segundo
ANDRADE NETO et al, (2000) a decantação é tanto maior quanto maior o
tempo de detenção médio dos esgotos no reator e menor a turbulência;
b) Sedimentação – deposição de sólidos de densidade maior que a água
pela ação da gravidade;
c) Flotação dos sólidos - pequenas bolhas de gases, produzidas na digestão
anaeróbia, aceleram a ascensão de partículas menos densas, formando a escuma.
Segundo ANDRADE NETO et al. (2000), a camada de escuma formada pode ter
espessura de 20 a 25 cm e é constituída por gorduras e produtos orgânicos
biodegradáveis, preponderantemente;
d) Desagregação e digestão do material sedimentado (lodo) e do material
flutuante (escuma) – a maior atividade biológica ocorre no lodo sedimentado;
e) Tratamento anaeróbio da fase líquida em escoamento, devido à mistura
natural do lodo com os esgotos e ao tempo de detenção hidráulica maior que nos
decantadores usuais. A ação biológica na fase líquida pode ser significativa,
principalmente em climas quentes.
47
As várias fases da digestão anaeróbia, as correntes de convecção térmica e
os gases ascendentes fazem com que o lodo sedimentado e a escuma mudem de
densidade. Estes fatos, associados à turbulência de fluxo, fazem com que parte dos
sólidos sedimentados e do lodo ativo misturem-se com a fase líquida, aumentando a
eficiência do reator na remoção de matéria orgânica dissolvida.
O tratamento do esgoto pelo tanque séptico não apresenta alta eficiência,
mas produz efluente de qualidade razoável, que pode ser encaminhado a um pós-
tratamento complementar, de preferência aquele que remove matéria orgânica
dissolvida. Na tabela 3.1 são apresentadas as eficiências de remoção de alguns
parâmetros com o uso dos tanques sépticos.
Tabela 3.1 – Eficiência dos tanques sépticos
PARÂMETRO EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO NO TS
DQO 40 a 70%
DBO 40 a 70%
Sólidos suspensos totais (SST) 50 a 80%
Fonte: adaptado de JORDÃO e PESSÔA (1995) e ANDRADE NETO et al. (2000)
A eficiência de um tanque séptico depende de vários fatores, como carga
orgânica volumétrica, carga hidráulica, geometria, arranjo das câmaras, temperatura
e condições de operação.
Segundo JORDÃO e PESSÔA (1995), as fossas sépticas de câmara única
ou de câmaras sobrepostas têm eficiência na remoção de DBO na faixa de 30 a
50%. Já as de câmaras em série têm eficiência na faixa de 35 a 65%. A eficiência na
remoção de sólidos suspensos fica em torno de 60%.
3.2.4. Projeto do Tanque Séptico
O dimensionamento do Tanque Séptico deve atender a disposição da Norma
Brasileira NBR 7229, (1993). O Tanque Séptico pode possuir uma única câmara,
câmaras em série, ou câmaras sobrepostas. Além disso, sua seção transversal pode
ser retangular ou circular. No caso do formato retangular, a sua relação
comprimento/largura deve estar compreendida entre 2:1 e 4:1. A altura está
48
relacionada com o volume útil do tanque séptico, sendo que para volumes inferiores
a 6000 litros, adota-se uma altura entre 1,2 e 2,2 metros.
A normalização brasileira vigente relativa ao projeto de tanque séptico
considera os seguintes parâmetros no seu dimensionamento:
a) Número de pessoas a serem atendidas: é o número
de pessoas que habitam o local. Entretanto, há
possibilidade de variação do número de ocupantes em
qualquer residência. Em virtude disso, a NBR 7229,
(1993) adotou os seguintes padrões:
i) Duas pessoas por quarto, exceto quarto de
empregada;
ii) Uma pessoa por dependência destinada à empregada
doméstica.
b) Contribuição de despejos: é a contribuição diária, por
habitante, de esgoto. Está relacionado com o padrão da
edificação. A NBR 7229, (1993) sugere os seguintes
padrões:
i) Residência padrão baixo: 100 litros/pessoa.dia
ii) Residência padrão médio: 130 litros/pessoa.dia
iii) Residência padrão alto: 160 litros/pessoa.dia
c) Período de detenção de despejos: é o período em que
o esgoto fica retido no tanque séptico. Ele varia de
acordo com o volume de contribuição diária de despejos:
i) Até 1500 litros de contribuição diária: período de
detenção de 01 (um) dia;
ii) De 1501 a 3000 litros de contribuição diária: período
de detenção de 0,92 dias.
d) Contribuição de lodo fresco: representa a contribuição
de lodo fresco por pessoa em um dia. A NBR 7229,
(1993) especifica como sendo igual a 01 litro por pessoa
por dia, para ocupantes permanentes (aplicável a
qualquer residência).
e) Taxa de acumulação total de lodo: representa a
taxa de acumulação de lodo em dias, e está relacionada
com o intervalo de limpeza do tanque séptico e com a
média da temperatura ambiente do mês mais frio, onde o
tanque opera.
49
A normalização brasileira (NBR 7229/93) sugere os seguintes valores para
taxa de acumulação de lodo:
Intervalo entre limpezas de 01 ano (10ºC≤t≤20ºC):taxa
de acumulação de lodo de 65 dias;
Intervalo entre limpezas de 02 anos (10ºC≤t≤20ºC):taxa
de acumulação de lodo de 105 dias;
Intervalo entre limpezas de 03 anos (10ºC≤t≤20ºC):taxa
de acumulação de lodo de 145 dias;
Intervalo entre limpezas de 04 anos (10ºC≤t≤20ºC):taxa
de acumulação de lodo de 185 dias;
Intervalo entre limpezas de 05 anos (10ºC≤t≤20ºC):taxa
de acumulação de lodo de 225 dias.
3.2.5. Eficiência
Macintyre (1996) sugere, para uma instalação de Tanque Séptico bem
projetado e construído, as seguintes eficiências:
a) Remoção de sólidos em suspensão 50 a 70%
b) Redução de bacilos coliformes 40 a 60%
c) Redução da DBO 30 a 60%
d) Remoção de graxas e gorduras 70 a 90%
Jordão et al. (1995) acreditam que a remoção dos sólidos em suspensão,
por sedimentação, está em torno de 60%. Esta sedimentação forma, no fundo do
tanque, uma substância semilíquida denominada de lodo.
A norma vigente relacionada ao projeto de Tanque Séptico, a NBR 7229/
1993, sugere a utilização de câmara múltipla para maior eficiência no tratamento.
3.2.6. Operação e Manutenção
A NBR 7229, (1993) estabelece que o tempo de limpeza dos tanques
sépticos deve ser o mesmo previsto em projeto, mas faz uma ressalva, permitindo o
aumento ou uma diminuição no intervalo caso ocorram variações nas vazões
previstas, assim como a limpeza do Tanque Séptico, quando necessária, não seja
completa; deve-se deixar cerca de 10% do volume de lodo existente. Antes de
qualquer operação no interior dos tanques, deve-se deixar sua tampa aberta por no
50
mínimo 5 minutos, prevenindo o risco de explosões e intoxicação proveniente dos
gases do Tanque Séptico.
3.2.7. Observações Gerais
Seguindo as recomendações encontradas na NBR 7229, (1993), deve-se estar
atento a algumas informações:
a) Respeitar distâncias mínimas de 1,5 metros de
construções, limites do terreno, ramal predial de água e
sumidouro;
b) Respeitar distâncias mínimas de 3 metros de árvores
e demais pontos de rede pública de água;
c) Respeitar as distâncias mínimas de 15 metros de
poços freáticos e corpos d’água;
d) O tanque séptico deve ser construído de forma que
possua resistência mecânica, química e seja
impermeável;
e) A tubulação de entrada e saída deverão possuir
formato de “T”, sendo que a tubulação de saída deverá
estar imersa em um terço da altura útil do tanque. A
tubulação de entrada estará imersa 5 centímetros a
menos que a tubulação de saída.
Na figura 3.6 são mostradas as dimensões internas mínimas para tanque
séptico segundo a NBR 7229, (1993).
Figura 3.6 – Dimensões internas mínimas – Tanque Séptico NBR 7229/93
Fonte: adaptado de ABNT (NBR 7229/1993) e PILOTTO (2004)
51
h: profundidade útil do tanque (min. 120 cm)
H: Profundidade interna total do tanque
3.2.8. Localização e distâncias mínimas
A localização dos tanques sépticos deverá ser de forma a atender as
seguintes condições (CPRH, 2004 e NBR 7229/2003):
a) Possibilidade de fácil ligação do coletor predial de esgoto à futura rede
coletora a ser implantada na via pública.
b) Facilidade de acesso, tendo em vista a necessidade de remoção do lodo
digerido.
c) Não comprometimento dos terrenos vizinhos, exigindo-se que os sistemas
de disposição dos efluentes no terreno, quaisquer que sejam os tipos admitidos,
guardem uma distância mínima de um metro da divisa do lote.
d) Não comprometimento da estabilidade dos prédios e das condições
mínimas de higiene, exigindo-se que o sistema de disposição do efluente do tanque
séptico seja construído em terreno a céu aberto, guardando distância mínima de 1,5
metros de qualquer obstáculo como fundações, paredes das garagens do subsolo,
depósitos subterrâneos, etc.
Os tanques sépticos devem observar as seguintes distâncias horizontais
mínimas para sua instalação, sendo considerada a distância mínima a partir da face
externa mais próxima aos elementos considerados:
a) 1,5 m de construções, limites de terreno, sumidouros, valas de infiltração
e ramal predial de água.
b) 3,0 m de árvores e de qualquer ponto de rede pública de abastecimento
de água.
c) 15,0 m de poços freáticos.
d) 5,0 m para reservatórios de água enterrados e piscinas.
e) Distância mínima de 30,0 m para qualquer corpo de água, conforme Lei
Federal nº. 4771/65 (Código Florestal).
52
3.2.9. Materiais
Os tanques sépticos devem ser construídos em concreto, alvenaria ou outro
material que atenda às condições de segurança, durabilidade, estanqueidade e
resistência a agressões químicas dos despejos, observadas as normas de cálculo
(NBR 7229/93).
3.2.10. Procedimentos
Os tanques sépticos são sistemas de tratamento primário de esgotamento
sanitário que recebem esgotos basicamente em estado bruto e os tratam com uma
eficiência não muito elevada.
Devido ao conteúdo do tanque colocar em risco a saúde humana este deve
atender a diversos parâmetros construtivos para ser operado com a segurança
adequada à população. Apesar de não ser o enfoque desse trabalho, a seguir são
apontados alguns dos principais parâmetros construtivos.
A NBR 7229/93 e diversos manuais técnicos (CPRH, 2004) sugerem ainda
particularidades construtivas. Para o presente trabalho considerou-se importante
destacar:
a) Realizar testes de estanqueidade (pré-operação);
b) Remoção de lodo e escuna nos períodos estabelecidos de projeto;
c) Previsão de aberturas de inspeção (mínimo com a menor dimensão de
60 cm);
d) Aguardar 5 minutos (mínimo) com a tampa de inspeção aberta antes de
realizar qualquer operação no interior do tanque, visando à remoção de
gases tóxicos e explosivos;
e) Prever sistemas de disposição de lodo e escuma.
53
Tabela 3.2: Contribuição diária de esgoto(c) e de lodo fresco (Lf)
Prédio Unidade Contr. de Esgotos
(C)
Contrib. de lodo
fresco (Lf)
1.Ocupantes
permanentes
*residência
Padrão alto Pessoa 160 1
Padrão médio Pessoa 130 1
Padrão baixo Pessoa 100 1
*hotel (exceto
lavanderia e
cozinha)
Pessoa 100 1
*alojamento
provisório Pessoa 80 1
2. Ocupantes
Temporários
*fábrica em geral Pessoa 70 0,3
*escritório Pessoa 50 0,2
*edifícios públicos
ou comerciais Pessoa 50 0,2
*escolas
(externatos) e
locais de longa
permanência
Pessoa 50 0,2
*bares Pessoa 6 0,1
*restaurantes e
similares Pessoa 25 0,1
*cinemas, teatros e
locais de curta
permanência
Pessoa 2 0,02
*sanitários
públicos* Pessoa 480 4
Fonte: NBR 7229, (1993)
54
Tabela 3.3: Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária
Fonte: NBR 7229, (1993)
Tabela 3.4: Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de volume útil
Fonte: NBR 7229, (1993)
Tabela 3.5: Taxa de acumulação de lodo (K), em dias, por intervalo de limpeza e temperatura média do mês mais frio.
Fonte: NBR 7229, (1993)
55
3.3. Filtro Anaeróbio
3.3.1. Conceitos
O filtro anaeróbio é uma “unidade destinada ao tratamento de esgoto,
mediante afogamento do meio biológico filtrante” (NBR 7229, 1993, p. 2). Seguindo
os padrões da classificação apresentada no item 2.9, pode-se dizer que o filtro
anaeróbio representa um sistema de tratamento secundário e físico-biológico. É de
grande utilidade em projetos que requerem um melhor grau de tratamento que o
simples uso de tanque séptico seguido de infiltração no solo. É um tanque de forma
cilíndrica ou prismática (seção retangular ou quadrada), com fundo falso, leito
filtrante de brita nº 4, destinado ao tratamento do efluente do tanque séptico, quando
este exigir um tratamento adicional como mostra a figura 3.7.
Figura 3.7: Filtro Anaeróbio visto em corte com detalhes
Fonte: Tecnifossas
O efluente deste filtro será destinado a uma vala de infiltração, vala de
filtração ou outra solução tecnicamente indicada.
3.3.2. Princípios de Funcionamento
O Filtro Anaeróbio é caracterizado por um tanque preenchido por um
material filtrante, geralmente pedra britada. Os microorganismos aderidos às
paredes deste material filtrante formam o biofilme que, ao receberem os despejos
56
contendo matéria orgânica, iniciam o processo de digestão anaeróbia. Para tal,
agem as bactérias anaeróbias, conforme as reações apresentadas no 3.7.
3.3.3. Projeto do Filtro Anaeróbio
O dimensionamento do filtro anaeróbio deve seguir as recomendações da
NBR 13969 (1997).
A NBR 13969, (1997) considera como parâmetros para dimensionamento o
número de pessoas a serem atendidas, a contribuição de despejos e o período de
detenção de despejos. Os dois primeiros seguem o mesmo padrão do apresentado
no Tanque Séptico, enquanto o período de detenção de despejos sofre alteração
com relação à norma referente a Tanque Séptico a NBR 7229, (1993). Na NBR
13969, (1997) as faixas de temperatura – uma variável na determinação do tempo
de detenção – são diferentes. Alguns dos valores sugeridos são:
a) Até 1500 litros de contribuição diária e 15ºC≤t≤25ºC: período de detenção
de1, 00 dia;
b) De 1501 a 3000 litros de contribuição diária e 15ºC≤t≤25º: período de
detenção de 0,92 dias;
3.3.4. Eficiência
O filtro anaeróbio, quando precedido de tanque séptico, possui provável
remoção de DBO5,20 situada entre 40 e 75 % segundo a NBR 13969, (1997). Os
valores aqui mencionados referem-se a unidades dimensionadas de acordo com a
normalização brasileira vigente, e variam conforme as condições de operação, como
temperatura, manutenção, entre outros.
3.3.5. Operação e Manutenção
A NBR 13969, (1997) recomenda a utilização de uma bomba de recalque
para limpeza do filtro anaeróbio, através de sucção contra-fluxo. Caso a operação
não seja suficiente, ela ainda sugere o lançamento de água em cima do filtro, com
posterior sucção. Sendo que se deve lavar completamente o material filtrante
contido no filtro biológico. Assim que constatado obstrução no fluxo de esgoto no
filtro anaeróbio, deve-se providenciar a limpeza do mesmo.
57
3.3.6. Observações Gerais
Seguindo as recomendações encontradas na NBR 13969, (1997), deve-se
estar atento a algumas informações:
Prever a existência de um tubo guia, com diâmetro de
150 mm, que será utilizada para uma eventual retro
lavagem no filtro;
Projetar o fundo do filtro com declividade de 1% no
sentido do poço de drenagem, para que o líquido possa
escorrer até este;
Utilizar brita nº 4, com as dimensões mais uniformes
possíveis, aumentando o número de vazios e reduzindo
a possibilidade de entupimento precoce do filtro;
Distribuição do afluente no filtro através de tubulação
perfurada (furos de diâmetro de 1 centímetro, a cada 20
centímetros, distribuídos em 4 linhas longitudinais;
O filtro anaeróbio deve ser construído de forma que
possua resistência mecânica, química e seja
impermeável
Devem-se respeitar as distâncias mínimas de 1,5 metros
de construções e limites de terrenos, 3 metros de
árvores e pontos da rede pública e 15 metros de poços
freáticos e corpos d’água.
3.4. Sumidouro
3.4.1. Conceitos
Sumidouro ou fossa absorvente são escavações feitas no terreno, para
receber efluentes da fossa séptica ou mesmo diretamente do vaso sanitário em
cujas paredes deverão se infiltrar. É um poço seco escavado e não
impermeabilizado, que orienta a infiltração de água residuárias no solo (NBR
7229/1993). Deverá ser revestido com alvenaria em crivo ou anéis de concreto
furados. Dependendo das características do solo, o revestimento poderá ser
dispensado como mostrado na figura 3.8.
58
Figura 3.8: Execução de um Sumidouro em alvenaria de tijolos cerâmicos
Fonte: www.saneamentodogato.xpg.com.br
3.4.2. Princípios de Funcionamento
Para evitar a contaminação do lençol de água subterrânea (lençol, freático)
ela deve ser construída com uma distância mínima de 15 metros de cacimbas ou
poços e de preferência em nível de terreno mais baixo que o do poço.
O sumidouro utiliza a capacidade natural de infiltração do solo para absorver
o efluente final do sistema de tratamento. Orientando o local da disposição final do
despejo no solo. É recomendável em locais que o lençol freático possui boa
distância em relação ao nível do terreno.
Sua construção é realizada geralmente com revestimento em alvenaria de
tijolos cerâmicos furados ou de tijolos comuns assentados com juntas livres, ou com
anéis de concreto convenientemente furados para facilitar a infiltração nas paredes
laterais do terreno. Recomenda-se revestir o fundo com brita, pedregulho e
cascalho.
É prática errônea a construção de fossas sumidouros com as paredes
totalmente impermeabilizadas, pensando em se evitar a penetração da água de
chuva no seu interior. Deve-se salientar que a elevação do nível líquido da fossa é
ocasionada pela redução da capacidade de absorção do solo quando da colmatação
59
dos crivos das paredes laterais ou pela subida do nível do lençol freático quando da
saturação do terreno.
3.4.3. Projeto do Sumidouro
No dimensionamento da unidade de disposição final de águas residuárias, é
levado em consideração, de acordo com a NBR 13969, (1997), o número de
pessoas, a contribuição de despejos e a taxa máxima de aplicação diária. Os dois
primeiros são comuns a todas outras unidades já dimensionadas. A taxa máxima de
aplicação diária deve ser determinada através de ensaio no local onde será
implantado o sumidouro. A NBR 13969, (1997) regulamenta e dá suporte para a
realização do ensaio.
Segundo a NBR 13969, (1997) para se evitar que a elas tenham uma
redução na sua vida útil, deve-se construí-lo obedecendo aos seguintes parâmetros:
Projetá-la usando os dados do teste de percolação do terreno e do volume útil
do efluente do esgoto proveniente da fossa séptica ou diretamente do vaso
sanitário;
Revestir suas paredes deixando furos ou espaços suficientes para facilitar a
infiltração do líquido no terreno;
As três primeiras fiadas de tijolos da parede, não devem conter furos ou
espaços, para se evitar as enxurradas ocasionadas durante o período da
chuva;
Sua profundidade máxima não deve ultrapassar 1,50m, quando o nível do
lençol freático ficar a menos de 3 metros. (observação feita em cacimbas ou
poços próximos);
As suas lajes de cobertura deverão ficar ao nível do terreno, construídas em
concreto armado com dimensões que facilite a sua remoção quando da
necessidade de uma limpeza. Devendo ser lacradas com argamassa.
As dimensões dos sumidouros são determinadas em função do volume do
efluente do esgoto e da capacidade de absorção do solo (percolação), devendo ser
considerada para cálculo, como superfície útil de absorção, somente as paredes
laterais, muito embora exista uma absorção também pelo fundo. A capacidade útil é
determinada a partir da geratriz inferior do tubo do esgoto até o fundo da fossa.
60
3.4.4. Operação e Manutenção
A quantidade de matéria orgânica que chega no sumidouro é um dos fatores
determinantes no intervalo de manutenção previsto para o sumidouro. Com o passar
do tempo, a superfície do solo ao redor do sumidouro começa a colmatar,
diminuindo a capacidade de infiltração do mesmo. Caso ocorra deficiência na
unidade, o solo colmatado ao redor do sumidouro deverá ser removido. Se possível,
a utilização de outro sumidouro poderia evitar este tipo de colmatação. A simples
exposição da superfície do sumidouro ao ar, sem chegar matéria orgânica, vai
recuperando a capacidade de infiltração do solo, através da eliminação do biofilme.
3.4.5. Observações Gerais
De acordo com as recomendações da NBR 13969, (1997) e exigências da
ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária, (2003) deverão ser seguidos
alguns critérios:
a) A altura mínima entre o fundo do sumidouro e o nível do aqüífero deve ser de
1,5 metros;
b) Respeitar afastamento mínimo de 1,5 metros do sumidouro de construções,
limites de terrenos e do próprio sistema de tratamento que o antecede, 3
metros e árvores e pontos da rede pública e 15 metros de poços freáticos e
corpos d’água devem ser respeitadas;
c) Utilizar ao redor do sumidouro uma camada de no mínimo 50 centímetros de
brita (ANVISA, 2003).
61
_________________________________________________________CAPÍTULO 4
4. O ESGOTO EM BELÉM DO PARÁ
4.1. Precedente Histórico
Compreender a evolução histórica da questão do esgoto e sua relação com
o crescimento urbano da cidade de Belém do Pará torna-se o principal objetivo deste
capítulo.
No final do período imperial brasileiro, em Belém, foi realizado o primeiro
sistema de água encanada da cidade. Com o advento da República verificou-se uma
mudança significativa na configuração sanitária em Belém, onde a distância entre o
discurso e as realizações práticas de projetos de saneamento não pareciam mais
tão distantes. E nos primeiros anos dessa nova conjuntura política alguns
governantes paraenses são destacados por suas realizações na área discutida.
4.2. A Expansão Urbana
Passados onze anos do início da ocupação, com a construção do Convento
de Santo Antônio deram-se início ao que viria a ser o Bairro da Campina,
transpondo-se, pois, o lago do Pirí, consolidando-se assim, um novo vetor de
expraiamento na direção nordeste.
Penteado (1968) apud Rodrigues (1996, p. 135), mostra que esse novo eixo
de expansão assumiria relevante papel no desenvolvimento do centro comercial de
Belém, onde importantes ruas comerciais se consolidariam como mercadoras, como
por exemplo, a Rua dos Mercadores, recentemente Rua Conselheiro João Alfredo.
Segundo Rocque (1993) apud Rodrigues (1996, p.135), foram ainda no
século XVII que se abriram no bairro da Campina às ruas com direção oeste - leste,
expressa pela construção das Avenidas Padre Eutíquio, Primeiro de Março e
Presidente Vargas. O nordeste foi construído as Travessas 13 de Maio e Frutuoso
Guimarães, que chegaria ao Largo da Pólvora, atual Praça da República.
62
Nesse período, Corrêa, (1989) apud Rodrigues (1996, p. 135) argumenta
que:
[...] não havia nenhuma forma expressiva de segregação
sócio espacial intra - urbana, pois a renda da terra era,
então, inexistente (Grifo nosso). A fácil acessibilidade a
qualquer ponto da cidade e a ausência praticamente
absoluta de serviços ou melhorias urbanas desproveu tal
renda de seus elementos formadores essenciais.
Quando os Portugueses chegaram ao local onde se formaria a cidade de
Belém, havia um grande lago que ocupava um grande espaço que foi aterrado e
transformado na atual Avenida 16 de Novembro, como registra Vinagre (1996) apud
Feitosa (1994, p.12).
[...] o terreno começa a descer em rampa para o grande
pântano do Piry. Este pântano ocupava uma enorme
área cortada pela Estrada de São José e outras que lhe
são paralelas, e as suas águas que eram muitas iam até
ao mar pelo igarapé do seu nome. Exsicar este grande
pântano constituiu por muitos anos uma obra urgente
para o bem público. Em 1803, o Governador e Capitão-
General do Pará, D. Marcos de Noronha e Brito, Conde
dos Arcos, incumbiu o engenheiro João Nogueira dessa
tarefa. Escolhendo para seu ajudante o capitão
Domingos José Frazão, o comissário dividiu pântano em
quarteirões, cortando-o por três longas e largas estradas,
cingidas de profundas valas e orladas de mongubeiras,
taperebazeiras e laranjeiras.
Na figura 4.1 é mostrado como era o espaço urbano de Belém em 1791.
Figura 4.1: Espaço urbano de Belém em 1791
Fonte: Corrêa apud Rodrigues, 1996, p-136-137.
63
Em 1803 teriam sido iniciadas as obras de ensecamento do Pirí. Esse
processo teria durado mais de vinte anos, tendo realizado a integração física
definitiva entre os bairros da cidade e da Campina.
Rocque (1993) apud Rodrigues (1996, p. 133) “sugere a possibilidade de
que a primeira via de Belém tenha sido um caminho que ligava o forte à foz do
igarapé Pirí”, ou como observa Corrêa (1989) apud Rodrigues (1996, p. 133), ao rio
Pirí de Jussara, que significava alagado nas línguas tupis, onde hoje este é
conhecido como Doca do Ver-o-peso. Na figura 4.2 é mostrado o limite da primeira
légua patrimonial de Belém no inicio do século XVII.
Figura 4.2: Belém no início do século XVII (adaptação)
A = Cidade D = Convento de São Boa Aventura
B = Campina E = Convento de São José
C = Piri 1 = Atual Travessa Arcipreste Manoel
Teodoro
Fonte: Brasil apud Rodrigues (1996, p. 134)
4.3. A Cidade de Belém no Cenário Político-Econômico Nacional e
Internacional
A primeira tentativa sistemática de transformar a Amazônia em um pólo
econômico data de 1730, com esforços de missionários e colonos, que resultaram
64
no aumento da exportação do cacau de 28. 216 arrobas, em 1730, para 58.910 em
1740. Posteriormente, com a autuação do Marques de Pombal, foi criada a
Companhia Geral do Grão-Pará (1755- 1778), que consolidou, segundo SANTOS
(1980, p. 17):
O contato entre a região e os mercadores da Europa
pela rota marítima que ligava Belém a Lisboa, e
introduzindo o escravo africano capaz de substituir o
índio esquivo, logrou a Companhia montar uma
organização produtiva importante em escala regional.
(Grifo Nosso)
Segundo Dias (1970, p. 14) esta instituição era caracterizada por ações que
organizavam o comércio entre colônias e metrópoles como fala Dias (1970, p. 14).
As chamadas Companhias de Comércio foram
instrumentos de alto rendimento deque se valeram os
povos que se lançaram à empresa de europeização da
terra.
Ingleses e franceses, através delas, criaram e
fortificaram os respectivos impérios no Oriente, na África
e nas Américas.
Segundo, Fausto (2002, p. 59-60) o objetivo desta Companhia era
desenvolver a região Norte “oferecendo preços atraentes para mercadorias aí
produzidas e consumidas na Europa, como o cacau, o cravo, a canela e já agora o
algodão e o arroz, transportadas com exclusividade nos navios da companhia”.
Contudo, a política pombalina resultou em fracasso, porque seu programa
econômico marginalizava alguns setores comerciais do Brasil, juntando-se a isso,
temos nas palavras de Fausto (2002, p. 60) as explicações para o fracasso desta
política econômica, ao comentar que:
O programa econômico de Pombal foi em grande medida
frustrado porque em meados dos séculos XVIII a Colônia
entrou em um período de depressão econômica que se
prolongou até o fim da década de 1770. As principais
causas da depressão foram a crise do açúcar e, a partir
de 1760, a queda da produção de ouro. Ao mesmo
tempo em que as rendas da Metrópole caíam, cresciam
as despesas extraordinárias destinadas a reconstruir
Lisboa, destruída por um terremoto em 1755, e a
sustentaras guerras contra a Espanha, pelo controle da
extensa região que ia do sul de São Paulo ao rio da
Prata.
65
As ações desta companhia não chegaram aos trinta anos devido a fatores
políticos e econômicos, mas durante sua existência a Amazônia começava a
organizar-se economicamente. E durante muitos anos, o cacau formava o eixo
principal da economia amazônica, assim como em outras épocas, onde o café, o
açúcar e a borracha, foram os pilares econômicos das regiões, Centro-Sul, Nordeste
e Norte, respectivamente (Meira Filho, 1976).
Em meados do século XVII o cacau foi um produto muito solicitado no
mercado europeu, pois era a matéria-prima do chocolate que estava fazendo muito
sucesso por suas propriedades (Fausto, 2002).
Fazendo-se uma análise deste ponto, relaciona-se da seguinte forma, ou
seja, as primeiras tentativas de estabelecimento de atividades lucrativas na
Amazônia, incluindo acidade de Belém, tiveram caráter econômico que menos
prezavam a necessidade de infra estrutura urbana na cidade, tendo-se os seguintes
pressupostos para explicar esse argumento (Santos, 1980):
As medidas criadas, por parte do governo português, para encontrar formas
de lucratividades na colônia tinham objetivos óbvios, ou seja, apenas extração de
produtos para aumentar a riqueza da Corte Portuguesa;
A cidade de Belém servia apenas como mediadora para as exportações entre
a Colônia e a Metrópole.
A atividade extrativa, especificamente do cacau, despontava como principal
fonte de renda no período que vai de 1790 a 1805, deixando a produção agrícola e
de gêneros de subsistência, como algodão e arroz, respectivamente, em um
patamar secundário, até porque a região amazônica não estava preparada para
essas culturas agrícolas.
Nesta conjuntura, Belém possuía uma população com uma renda per capita
baixa, em média a 49 dólares (ver gráfico 01 abaixo), com valores do ano de 1972, e
devido esse fator a economia local vive em função de fatores externos. Os
acontecimentos internacionais que ocorreram durante a década de 1790
favoreceram a economia da região amazônica, como escreve Santos (1980, p.21-
22)
66
Gráfico 4.1: População e Renda Interna na Amazônia entre 1800 e 1960
Fonte: Santos, 1980, p. 13.
O advento da década de 1790 vai contribuir num quadro
de coincidências felizes fatores externos e internos que
se completam: primeiro, a firme elevação de preços na
economia mundial entre 1790 e 1815, que repercute
sobre as cotações do cacau em Amsterdã e em Belém;
segundo, a vantajosa retração venezuelana, que já se
aludiu, agravada pelas lutas intestinais no sentido da
independência; terceiro, as próprias facilidades que tais
circunstâncias criaram para as administrações locais:
Souza Coutinho, na governança do Pará, e Lobo
D’Almada, no Rio Negro (1786- 1799), realizam obras e
fomentos que melhores historiadores da região registram
com calor.
Os fatos externos são elementos influenciadores na hora das decisões
governamentais locais, como foi verificado com o crescimento econômico vivido
pelos negociantes localizados na cidade de Belém. Os reflexos desse processo
eram sentidos na estrutura urbana e social de Belém. Contudo nos anos seguintes,
esse sutil avanço sofreu profundos abalos, assim como se agravaram as condições
sanitárias de Belém que já eram calamitosas desde sua fundação, que ficaram em
estado de total degradação.
Em Santos (1980, p. 23), encontra-se explicações para a calamitosa
realidade que a Amazônia viveu no início do século XIX. Segundo este autor, o fato
da economia amazônica não possuir uma solidez, no sentido de ter acesso aos
mercados externos, especialmente o do cacau, e também, dela não possuir um
67
aparato tecnológico capaz de competir com as inovações de outros países,
exportadores de produtos encontrados no Brasil, e por fim, a baixa renda da
população não dava condições para desenvolver-se uma economia forte e eficiente
que refletisse na estrutura urbana das cidades amazônicas.
Tendo na extração vegetal a principal atividade econômica, a Amazônia
despontava como exportadora de produtos florestais como mostra o Quadro 4.1.
Quadro 4.1 - Exportação de Produtos da Amazônia
Produto (Kg) 1800 1890 1900 1910
Algodão 238.950 4.610 - -
Arroz 1.326.540 673.800 89.298 108.668
Cacau 1.907.715 2.835.000 2.260.690 2.198.652
Café 73.545 - - -
Feijão ... ... ... 10.697
Fumo ... 391.004 368.367 1.032.714
Mandioca ... 35.999.180 38.888.677 51.436.980
Milho ... ... 396.996 2.067.825
Fonte: Barata: Cordeiro et al, apud SANTOS (1980, P. 182)
No âmbito institucional, a cidade de Belém no período colonial, enquadrava-
se dentro do limite territorial, criado por Portugal em 1621, chamado de Estado do
Maranhão que era uma espécie de segunda colônia que estava diretamente ligada
ao governo português e, ia desde o Ceará até o Amazonas (Furtado, 1977, p. 67).
Durante a primeira metade do século XVII a região paraense prosperava com
exportação de produtos florestais, como cacau, baunilha, canela, cravo e resinas
aromáticas.
Segundo Furtado (1977, p. 67-68), essa parte colonial passava por sérios
problemas, desde sua criação, porque ficava evidente que este espaço foi criado
com interesses militares, onde a segurança da parte norte da colônia era uma
garantia de futuros domínios territoriais e, por esse e outros motivos, a preocupação
com a estrutura urbana e a economia nos primeiros anos de colonização, tiveram
pouca relevância para o governo português.
Com essa configuração a cidade de Belém era um espaço repleto de
contradições, onde a desigualdade social refletia-se em todas as áreas, inclusive, na
do saneamento básico.
68
4.4. A Rede de Esgoto em Belém
A discussão acerca da criação da rede de esgoto para a cidade de Belém
iniciara em 1906 quando os efeitos do “Ciclo da Borracha” ainda se faziam sentir na
capital paraense, para SILVA e PEREIRA (2003):
As primeiras iniciativas para a estruturação do SES de
Belém coincidiram com o ciclo da borracha, sendo, em
1906, constituída a Municipality of Para Improvement
Ltda, para gerenciamento desse sistema, que, por sua
vez, contratou a empresa inglesa Douglas Fox &Partner
para elaboração dos estudos iniciais, o que resultou no
projeto de 79 Km de rede coletora. (SILVA e PEREIRA,
2003, p. 126).
A cidade de Belém teve a primeira manifestação sobre a questão do esgoto
em 1915, no período final do ciclo da borracha no Pará. A firma que ficou
responsável pela implantação da rede era de origem inglesa, e nessa época já havia
instalado 40 km de rede de esgoto na cidade (SAAEB, 2003).
Com o fim do período áureo da borracha esta rede inicial, ficou inativa até
1967, segundo informações do Plano Diretor para a Grande Belém - PDGB, “quando
as obras de implantação foram retomadas essa rede encontrava-se, em sua maior
parte, perfeitamente utilizável”. (PDGB, 1975, p. 188).
Em 1950, a firma Byngton&Cia elaborou o primeiro projeto de rede de
esgoto com características modernas para a cidade de Belém, definindo a
configuração que perdura até os dias atuais com atuação em 4 bacias. Esta
iniciativa teve atuação conjunta do Governo do Estado e da Prefeitura Municipal de
Belém “financiando a contratação da Byington&Cia para a realização dos estudos,
projetos e obras necessárias para recuperação do sistema existente” (Byington&Cia,
1962). As figuras 18 e 19 mostram a rede coletora idealizada e parcialmente
construída até 1915:
69
Figura 4.3 - Representação esquemática da rede coletora assentada entre 1906-1915
Fonte: Adaptado de Byington & Cia (1962) apud Silva e Pereira (2003, p. 128).
Figura 4.4 – Características das Bacias de Esgotamento Sanitário Conforme concepção da Empresa Byington & Cia.
Fonte: Adaptado de Byington & Cia (1962) apud Silva e Pereira (2003, p. 128).
O período de alcance do projeto foi de 30 anos (1955-1985), tendo como
objetivo atender 427.000 habitantes da Primeira Légua Patrimonial da cidade de
Belém. A área foi dividida em quatro bacias de esgotamento, sendo todo esgoto
coletado e encaminhado para lançamento subaquático na Bacia do Guajará
(Pereira, 2003).
70
No quadro 3 é mostrado as características das Bacias de esgotamento
Sanitário Resultantes da Concepção de Projeto apresentado pele Empresa Byington
& Cia em 1955.
Quadro 4.2: Características das Bacias de esgotamento Sanitário Resultantes da Concepção de Projeto Apresentado pele Empresa Byington & Cia em 1955
Bacias Áreas (ha) Denominação Limites
1
276
Igarapé das
Almas
Rua de Guajará, Rua
Dom Pedro, Av.
Generalíssimo
Deodoro, Av. Gentil
Bittencourt
2
238
Av. Almirante
Tamandaré
Praça Batista Campos,
Av. Conselheiro
Furtado, Rua Cesário
Alvim e Rio Guamá
3
1.791
Dique de Belém
(Atual Bernardo
Sayão)
Bacia 2, Av. Tito
Franco, Instituto
Agronômico do Norte e
Rio Guamá
4
1.361
Igarapé do Una
Baía do Guajará,
Companhia Força e
Luz S/A, dos SNAPP,
dos Correios e
Telégrafos, da Base
Aérea e Av. Tito
Franco
Total 3.666
Fonte: Adaptado de Byington & Cia (1962) Apud Silva & Pereira, 2003, p. 130
No início da década de 70, as firmas PLANTA E GUANDU reformularam o
projeto das bacias 1 e 2 e finalmente, em 1973, a PLANTA reformulou o projeto das
bacias 3 e parte da bacia 4.
71
No final da primeira metade da década de 70, achava-se em execução o
projeto definitivo do Lançamento Subaquático do Guajará, a cargo do Escritório
Saturnino de Brito e da CENSA. A situação do sistema de esgotos no fim de 1974
era seguinte:
Rever os seus parâmetros de projetos, adotando as
reformulações cabíveis, pois a população limite prevista
de 1 050 000 habitantes deverá ser atingida ainda na
primeira metade da década de 80, conforme as
projeções da Consultora elaboradas em fevereiro de
1975;
Prover os núcleos urbanos de Icoaraci, Mosqueiro e
Ananindeua de sistemas locais de esgotos sanitários
tecnicamente adequados às suas necessidades. (PDGB,
1975, p.191).
Foi somente a partir do ano de 1987 que houve em Belém ações voltadas
para a estruturação do sistema de esgotamento sanitário caracterizadas pelo
planejamento e elaboração de projetos, tendo segundo Mendes & Pereira (2003, p,
144), a “COSANPA elaborado o Plano Diretor de Esgotamento Sanitário - 1987 e
solicitado financiamento para Programas isolados de esgotamento sanitário”.
O Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém - SAAEB, também na
década de 80, iniciou a elaboração de projetos e a captação de recursos para
aplicação no sistema de esgotamento sanitário da Região Metropolitana de Belém.
Apesar dessas ações para melhorar as condições sanitárias da cidade de
Belém, o caso do esgoto sanitário é problemático, levando-se a concordar com
alguns autores (PEREIRA, 2003) ao dizerem que Belém apresenta um significativo
déficit de atendimento no setor de esgoto.
4.5. O Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém - SAAEB e a Companhia
de Saneamento do Pará - COSANPA
O Município de Belém é atendido por duas prestadoras de serviços de
saneamento básico: A COSANPA e o SAAEB.
A COSANPA, Companhia Estadual, atende a Zona Urbana Central de Belém
e a SAAEB, Autarquia Municipal, atende os Distritos de Icoaraci, Mosqueiro, Outeiro
e área de expansão na periferia da Zona Central Urbana.
72
No ano de 1962, o Departamento Estadual de Águas passa a denominar-se
de Departamento de Águas e Esgotos, logo depois é criado pela gestão municipal o
Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém (SAAEB), e no ano de 1970 é criado
na esfera Estadual a Companhia de Saneamento do Pará (COSANPA).
Nesse período ocorreu a criação de uma Secretaria Municipal de Habitação
e assunção da gestão do Sistema de Água e Esgoto do Município de Belém o
SAAEB que já existia há 28 anos, e que por ela não era administrado. Criou-se uma
gestão participativa em relação ao orçamento público e ampliou-se
significativamente o sistema de água e esgotamento sanitário nas áreas de
expansão urbana onde pouco ou quase nada existia.
Em 1997 assume a prefeitura de Belém o arquiteto Edmilson Rodrigues
Brito, e na área do saneamento, uma das primeiras tarefas de seu governo foi
resgatar o SAAEB, que até então era administrado pela Fundação Nacional de
Saúde – FUNASA. Hoje esse órgão mantém sistemas alternativos na região das
ilhas de Belém, distribuindo água potável subterrânea e implantou sistemas de
esgotamento sanitário em Bairros periféricos da cidade de Belém, como os da
Pratinha, distrito de Benguí e nos distritos de Outeiro e Mosqueiro, beneficiando
quase 10% da população do município.
No ano de 2002 foi realizado o “Congresso Municipal de Saneamento: Os
Desafios da Municipalização da Prestação dos Serviços de Saneamento em Belém”,
tendo a questão de água e esgoto sendo debatida e colocada em pauta entre os
órgãos atuantes na área do saneamento em Belém, ou seja, a COSANPA e o
SAAEB.
Segundo reportagem de O Liberal, a COSANPA se prepara para assumir o
abastecimento total de Belém. Atualmente, embora atue na maior parte da capital,
existem áreas onde o abastecimento é de responsabilidade do Serviço Autônomo de
Água e Esgoto do Município de Belém (SAAEB). Segundo termo de compromisso
firmado no mês passado com a Prefeitura de Belém, a COSANPA passará a ser
responsável por abastecer também as áreas da cidade que, hoje, competem à
SAAEB - parte de Mosqueiro, Icoaraci, Cotijuba e Outeiro. A autarquia municipal
deverá ser transformada em um órgão de regulação do serviço de abastecimento
em Belém. No entanto, a novidade só deverá passar a valer quando a COSANPA e
a Prefeitura assinarem o Contrato de Programa, que renovará, efetivamente, a
concessão para atuação da empresa nos próximos 30 anos (O Liberal, Set/2011).
73
As figuras de 4.5 e 4.5 nos fornecem uma visão comparada sobre as áreas
atendidas pelo SAAEB e pela COSANPA.
Figura 4.5: Área Totalmente Atendida Pelo SAAEB e pela COSANPA
Fonte: Prefeitura Municipal de Belém/Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém, (2003).
Figura 4.6: Áreas com tratamento de esgoto – SAAEB
Fonte: Prefeitura Municipal de Belém/Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Belém, (2003).
74
4.6. Análise do Contexto Atual
O Município de Belém, historicamente enfrenta graves problemas de
saneamento básico, especialmente quanto à coleta e tratamento de esgoto sanitário
urbano. Ao longo de centenas de anos a totalidade dos dejetos coletados pela rede
de esgoto era despejada diretamente nos cursos d’água naturais, como igarapés,
rios e na grande Baía do Guajará que se estende à frente de nossa Capital (Rildo
Pessoa, 2011).
Desse cenário evidenciam-se dois graves problemas: a restrita dimensão da
rede de coleta, que não atende sequer 10% das residências e edificações habitadas
ou utilizadas para outros fins; e a falta de tratamento dos esgotos sanitários
coletados, que são lançados, na maior parte, diretamente nos referidos cursos
d’água in natura sem receber qualquer tratamento (COSANPA, 2011).
Figura 4.7: Lançamento de efluentes em cursos d’água
Fonte: Diário do Pará
Com maior precisão, apontam-se as pesquisas e estudos realizados pelo
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, que indica que o Município de
Belém atende pela rede de coleta de esgoto e água pluvial apenas 25,70% dos
domicílios. Considerando que a rede de água pluvial é maior que a rede de coleta de
esgoto sanitário, pode-se concluir que esta representa em torno de um terço daquela
75
proporção, isto é, pouco menos de 9,00% dos domicílios. Segundo a COSANPA
todo esgoto coletado apenas 32,00% são tratados, ou seja, menos que 3% do total
de domicílios. Mesmo que a rede de esgoto sanitário fosse do mesmo tamanho que
a rede de coleta pluvial, alcançaria 12,85% dos domicílios com a coleta, dos quais
apenas 4,11% seriam tratados. Se todo o esgoto coletado fosse tratado, ainda seria
insignificante a contribuição dessa medida, pois mais de 90% dos dejetos gerados
pela população urbana de Belém continuaria sem qualquer tratamento ou sem
coleta.
Como o município de Belém atualmente não conta com uma concepção
técnico-sanitária abrangente para o equacionamento do problema do esgotamento
sanitário, prevalece adoção de soluções individuais, regulamentadas pela NBR
7229, (1993) e NBR 13.969, (1997).
Entretanto, a situação sanitária real nas áreas periféricas da cidade de
Belém está bem aquém dos conceitos normativos, prevalecendo as condições de
lançamento inadequado dos efluentes domésticos ao meio ambiente.
A cidade de Belém produz cerca de 274.560 metros cúbicos de esgoto
sanitário por dia. Mas, deste total, apenas 8% passa por um sistema de coleta e não
mais do que 3% do montante coletado chega a receber tratamento antes de ser
lançado diretamente nos cursos d’água e no solo.
Em outras palavras, 92% destes 274,5 milhões de litros de esgoto
produzidos diariamente na capital do Pará são descartados inadequadamente
através de soluções individuais, geralmente fossas, que infiltram esse esgoto no solo
e contaminam o aqüífero subterrâneo (lençol subterrâneo de água), uma vez que
possuem baixa eficiência. Por estarem espalhadas, as fossas acabam
contaminando diferentes locais por toda a cidade. Em torno de 3% apenas do esgoto
proveniente do sistema de coleta chega até as Estações de Tratamento de Esgoto
(ETE), que têm a função de remover as impurezas nele contidas e descartá-lo em
condições de não degradar o local onde está sendo lançado, seja este um rio ou o
solo. Estas impurezas vão desde matéria orgânica até microorganismos
patogênicos, como vírus e bactérias. Os dados são da Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico (PNSB) do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).
A carência de investimentos em obras estruturantes de saneamento de
Belém além de aviltar a sobrevida no aglomerado urbano, gera graves riscos à
saúde pública e à preservação do ambiente saudável e equilibrado.
76
Grande parte da população residente nos bairros periféricos de Belém, ainda
utiliza para o esgotamento sanitário o sistema de fossa rudimentar, escavação sem
revestimento interno onde os dejetos caem no terreno, parte se infiltrando e parte
sendo decomposta no fundo onde não existe nenhum deflúvio. São dispositivos
perigosos que só devem ser empregados em último caso (Carvalho, 1981). A
maioria das residências utiliza o sistema de fossa séptica com sumidouro e ainda há
muitas unidades habitacionais desprovidas de instalações sanitárias. Em muitos
casos os dejetos são infiltrados no solo ou ligados clandestinamente no sistema de
captação de águas pluviais. Além disso, a capacidade das fossas tem se
demonstrado insuficiente para a demanda.
Para diminuir o problema de esgotamento nas áreas sem coleta de esgoto
em Belém, o mais recomendado é o conjunto fossa séptica e filtro, que são unidades
de tratamento primário de esgoto doméstico nas quais são feitas a separação e
transformação da matéria sólida contida no esgoto. Ela é uma benfeitoria
complementar e necessária às moradias, e fundamentais no combate a doenças,
verminoses e endemias (como a cólera), pois evitam o lançamento dos dejetos
humanos diretamente em rios, lagos, nascentes ou mesmo na superfície do solo. O
seu uso é essencial para a melhoria das condições de higiene das populações. Esse
tipo de sistema é composto por um tanque impermeável enterrado, que recebe os
esgotos (dejetos e água servidas), retém a parte sólida e inicia o processo biológico
de purificação da parte líquida (efluente) na passagem pelo filtro. Mas é preciso que
esses efluentes sejam filtrados no solo para completar o processo biológico de
purificação e eliminar o risco de contaminação, por isso usa-se o sumidouro como
parte desse sistema.
As figuras 4.8, 4.9 e 4.10 mostram alguns dos sistemas de esgotamento
sanitário usados nos bairros periféricos de Belém.
77
Figura 4.8: Sistema Fossa e Sumidouro usado em alguns bairros de Belém
Fonte: Arquivo pessoal
Figura 4.9: Sumidouro de tubo de concreto
Fonte : Arquivo pessoal
78
Figura 4.10: Fossa rudimentar ainda utilizada em algumas residências de Belém.
Fonte: Arquivo pessoal
Em Belém ainda se vê bastante o lançamento de resíduos sanitários nos
canais que cortam a cidade. Moradores vem direcionando o esgoto sanitário e
despejando nos canais, o que transforma a cidade com muitos “esgotos a céu
aberto”. O quadro é grave e a tendência é que a situação piore já que a cidade vai
produzir cada vez mais esgoto.
Na figura 4.11 é mostrado o lançamento de resíduos de esgoto nos canais
de Belém.
Figura 4.11: Lançamento de resíduos de esgoto nos canais de Belém
Fonte : Arquivo pessoal
79
4.7. Aspecto Legal do Esgoto Sanitário em Belém do Pará
4.7.1. Plano Diretor do Município de Belém
O esgotamento sanitário pode ser a partir da lei 8.655, de 30 de julho de
2008, que define o Plano Diretor de Belém – PDB, conforme disposição abaixo.
Capítulo III
Da Política de Infra-Estrutura e Meio Ambiente
Subseção II
Do Esgotamento Sanitário
Art. 35 O serviço de esgotamento sanitário deverá
assegurar à população do Município o acesso à coleta,
transporte e tratamento adequado dos esgotos, de modo
a:
I - reduzir os riscos ambientais, por meio da elaboração e
implementação do Plano Municipal de Esgotamento
Sanitário;
II - diminuir os altos índices de doenças de veiculação
hídrica, ou relacionadas ao saneamento;
III - priorizar os investimentos para a implantação de
coleta de esgotos nas áreas desprovidas de redes,
especialmente naquelas servidas por fossas
rudimentares ou cujos esgotos são lançados na rede
pluvial;
IV - ampliar a cobertura espacial dos serviços de
esgotamento sanitário por meio da promoção da
implantação de novos sistemas, da otimização da
capacidade e da recuperação das estruturas de
esgotamento sanitário existentes, dando a destinação
adequada aos resíduos;
V - participar da elaboração do Plano Diretor do Sistema
de Esgotamento Sanitário da Região Metropolitana de
Belém, com a participação das comunidades envolvidas;
VI - criar programa de controle e tratamento especial de
efluentes de empreendimentos potencialmente
geradores de cargas poluidoras;
VII - realizar cadastro georeferenciado dos sistemas de
esgotamento sanitário;
VIII - desenvolver alternativas para a utilização do lodo
gerado pela estação de tratamento de esgoto.
80
_________________________________________________________CAPÍTULO 5
5. METODOLOGIA
A proposta é o dimensionamento de um sistema de tratamento de esgoto
sanitário composto de Fossa Séptica, Filtro Anaeróbio e Sumidouro. O sistema foi
planejado considerando a necessidade de coletar, tratar e descartar de forma segura
e ambientalmente correta os resíduos de esgoto sanitário, conforme determinam as
normas técnicas NBR 7229, (1993) e NBR 13969, (1997).
5.1. Escolha do sistema
A escolha do sistema de tratamento levou em consideração as exigências
das normas NBR 9648, (1986), que estabelece critérios para a elaboração de
estudos de concepção de sistemas de esgotamento sanitário, a NBR 8160, (1999):
Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução – procedimento, a NBR
7229, (1993): Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos –
procedimento e a NBR 13969, (1997): Tanques sépticos: Unidades de tratamento
complementar e disposição final de efluentes líquidos – Projeto, construção e
operação.
O ponto de partida do processo de definição do sistema de esgotamento
sanitário a ser adotado foi a escolha daquele mais apropriado às condições físicas e
socioeconômicas locais. Os sistemas individuais de esgotamento apresentam
vantagens técnicas e econômicas, porém é importante a análise da evolução do
adensamento populacional, do espaço disponível, dos tipos de edificações e da
capacidade operacional da população.
Em virtude da quantidade de sólidos presentes nos despejos domésticos,
considerou-se adequado iniciar o processo de tratamento com uma unidade que
promova separação entre a parte sólida e a parte líquida. Adotou-se para tal o uso
do tanque séptico, que além de promover a separação entre as partes líquida e
sólida, atua como um biodigestor, onde a matéria orgânica é degradada pelas
bactérias presentes no próprio despejo. O tanque séptico também impede que a
matéria graxa e demais matérias flutuantes ingressem na próxima etapa de
tratamento.
81
Visando uma melhor retenção de sólidos e maior eficiência na remoção de
DBO solúvel, adotou-se o uso de um filtro anaeróbio de leito fixo, com fluxo
ascendente. A partir disto surgiu a necessidade de se projetar um Sumidouro para
receber os efluentes e permitir sua infiltração no solo.
5.2. Descrição do sistema adotado
Será adotado um sistema composto de FOSSA SÉPTICA, FILTRO
ANAERÓBIO E SUMIDOURO, que será dimensionado para uma residência com até
10 pessoas, onde será feito um comparativo de custo entre 03 métodos construtivos:
ARGAMASSA ARMADA, CONCRETO ARMADO e ALVENARIA DE TIJOLOS
CERAMICOS, considerando também 02 (duas) formas geométricas: CILÍNDRICA e
PRISMÁTICA RETANGULAR.
5.3. Dimensionamento das peças:
5.3.1. Dimensionamento da fossa séptica
5.3.1.1. Fossa Séptica de Câmara Única de forma Cilíndrica
a. Cálculo da contribuição diária (Q)
Contribuição diária (Q) = Nº de habitantes X Contribuição diária por pessoa
Como a atividade é residencial, através da tabela x retira-se a contribuição diária por
pessoa (C) e o lodo fresco (Lf).
C = 100 l / pessoa x dia
Lf = 100 l / pessoa x dia
Q = 10 pessoas x 100 l / pessoa x dia
Q = 1.000 l / dia
b. Cálculo do volume útil (V)
Q = N x C
82
A versão revisada da norma, a NBR 7229, (1993), não considera, como na
versão anterior, a composição de duas frações para obtenção do volume do lodo,
pois calcula esse volume numa parcela única. A fórmula apresentada na norma para
o dimensionamento do tanque séptico acrescenta 1000 litros ao volume calculado,
conforme abaixo:
Sendo:
V = volume útil em litros;
N = número de pessoas contribuintes;
C = contribuição de despejos em litros/pessoa x dia;
T = tempo de detenção em dias (ver tabela);
K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de
acumulação de lodo fresco (ver tabela);
Lf = contribuição de lodos frescos em litros/pessoa x dia (ver tabela).
Considerando os seguintes dados:
N = 10 habitantes
C = 100 l / pessoa x dia
T = 1,0 dia
Lf = 1,0 l / pessoa x dia
K = 57
Temos como volume útil (V):
V = 1000 + N (CT + K.Lf)
V = 1000 + 10 (100.1 + 57.1)
V = 2570 l ≈ 2,6 m3
c. De acordo com a norma NBR 7229 (1993), tem-se para este tipo de fossa:
DIÂMETRO INTERNO: (D)
- mínimo: 1,10m (D ≥ 1,10 m);
- máximo; duas vezes a altura útil;
PROFUNDIDADE ÚTIL: (h)
V = 1000 + N (C.T +
K.Lf)
83
- mínima 1,20m.
- máximo: 2,20m
ALTURA LIVRE: 0,30 m (distância entre a geratriz inferior do tubo de saída e a laje
de cobertura da fossa, destinada ao acúmulo de gases e escumas.
Adotando-se como hipótese a profundidade útil de 2,0 m tem-se o seguinte
diâmetro interno:
2,6 = S x 2,0
S = 1,30 m2
Por se tratar de uma fossa cilíndrica teremos:
1,30 = π.D2/4
D = 1,29 m ≈ 1,30 m (D ≥ 1,10 m)
De acordo com a norma NBR 7229 (1993), o diâmetro interno mínimo (D) deve ser
maior ou igual 1,10 m, logo o diâmetro encontrado satisfaz as prescrições
normativas.
Em síntese, as dimensões da fossa séptica de forma cilíndrica de câmara única são
as seguintes:
Área = 1,30 m²;
Volume útil = 2,6 m3;
Profundidade útil adotada = 2,0 m;
D= 1,30 m
V = S x h
S= π.D2/4
84
5.3.1.2. Fossa Séptica de Câmara Única de forma Prismática Retangular
a. Cálculo da contribuição diária (Q)
Q = 1.000 l / dia
b. Cálculo do volume útil (V)
c. V = 2,6 m3
d. De acordo com a NBR 7229 (1993), tem-se para este tipo de fossa:
LARGURA INTERNA MÍNIMA (W) = 0,80 m (W ≥ 0,80 m)
RELAÇÃO COMPRIMENTO/LARGURA:
Mínimo: 2:1;
Máximo: 4:1
Profundidade útil mínima (h) igual a 1,50 m devido ao volume útil encontrado
de 2,6 m3.
Adotando-se como hipótese a profundidade útil (h) de 1,50 m e a relação de
comprimento/largura 2:1 a largura da fossa será a seguinte:
V = W x h.L, sendo,
V = volume (em metros cúbicos)
h = profundidade útil (em metros)
w = largura (em metros)
L = comprimento (em metros)
Considerando os dados seguintes:
h = 1,50 m
L/W = 2/1
L = 2.W
V = W.h.L
2,6 = W.(1,50).(2W)
2,6 = 3,0 W2
W = 0,91 m (W ≥ 0,80)
Onde,
L = 2W
L = 2 x 0,91
L = 1,82 m
85
De acordo com NBR 7229 (1993), a profundidade útil mínima (h) deve ser
maior ou igual a 1,20 m (h ≥ 1,20 m), a largura interna mínima (W) deve ser maior ou
igual a 0,80 m, logo a profundidade útil, a largura interna e o comprimento
encontrado satisfazem a especificação da norma.
Portanto, as dimensões a serem utilizadas para a fossa séptica de forma
prismática retangular de câmara única são as seguintes:
Largura interna (W) = 0,91 m;
Profundidade útil (h) = 1,50 m;
Comprimento (L) = 1,82 m.
5.3.2. Dimensionamento do Filtro Anaeróbio
5.3.2.1. Filtro anaeróbio de forma cilíndrica
Condições necessárias: atividade residencial com numero de habitantes igual a 10
(dez).
a. Cálculo do volume útil (V)
Calculado pela equação V = 1,6 NCT, sendo:
V = volume útil do leito filtrante, em litros;
N = número de pessoas contribuintes;
C = contribuição de despejos em litros/pessoa/dia (ver tabela);
T = tempo de detenção em dias (ver tabela);
Considerando os dados seguintes:
N = 10 habitantes;
C = 100 l / pessoa x dia
T = 1,0 dia
Temos como volume útil:
V = 1,6.(10).(100).(1,0)
V = 1600 litros = 1,6 m3
V = 1,6 NCT
86
De acordo com a NBR 7229 (1993), o volume útil mínimo é de 1250 litros,
logo o volume útil encontrado satisfaz a especificação da norma.
b. Calculo da seção horizontal (S)
Adotando-se como hipótese a profundidade útil de 1,80 m tem-se o seguinte
diâmetro interno:
S = V/1,80; onde:
S = 1,60/1,80
S = 0,90 m2
c. Calculo do diâmetro (D)
Considerando o seguinte dado:
S = 0,90 m2
Temos:
S = π.D2/4
0,90 = π.D2/4
D = 1,10 m (D ≥ 0,95 m e D ≤ 3h → 1,30 m ≤ 3 x 1,80 m)
De acordo com a NBR 7229 (1993), o diâmetro mínimo (D) é de 0,95 m, e o
valor máximo do diâmetro não deve exceder a três vezes a profundidade útil, logo o
valor do diâmetro encontrado satisfaz a especificação da norma.
Portanto, as dimensões a serem utilizadas para o filtro anaeróbio de forma
cilíndrica são as seguintes:
Diâmetro interno (D) = 1,10 m;
Profundidade útil (h) = 1,80 m;
Altura do leito filtrante (a) = 1,20 m
S = V/h
87
V= N x C
5.3.2.2. Filtro anaeróbio de forma prismática
Quadrado (L=B)
0,90 = L2
L = 1,00 m
Portanto, as dimensões a serem utilizadas para o filtro anaeróbio de forma
prismática (quadrado) são as seguintes:
Lados= 1,00 m
Profundidade útil= 1,80 m
Altura do leito filtrante (a) = 1,20 m
5.4. Dimensionamento do Sumidouro
5.4.1. Sumidouro de Forma Cilíndrica
a. Determinação do Volume de Contribuição Diária (V)
V= 10 pessoas x 100 l / pessoa x dia = 1000 l/ dia
V=1000 l/ dia
b. Determinação do coeficiente de infiltração (C1)
Para determinação do coeficiente de infiltração C1 foi realizado o ensaio de
granulometria conforme descrito no laudo e tabela abaixo.
Tabela 5.1: resultado da Analise Granulométrica feita no solo da área em estudo
para a implantação do sistema
S= L x L
88
Quadro 5.1: Análise Granulométrica da Amostra do Solo
Fonte: Laboratório de Materiais da Unama
Tabela 5.2: Absorção Relativa do solo
Fonte: Manual de Saneamento da FUNASA, 1994
c. Cálculo da área de infiltração do solo
Para o cálculo da área de infiltração do solo utiliza-se fórmula apresentada no item
B-10 na norma NBR 7229/1993:
A= V/C1 V = N x C
89
Substituindo os dados obtidos nos passos anteriores:
V= 1000 l/ dia
C1=100 litros/m² x dia
A= 1000 l/ dia
100 l /m² x dia
A= 10 m²
d. Determinação das dimensões do sumidouro
Obs: Para este dimensionamento, serão consideradas as áreas laterais do
sumidouro bem como a área de fundo como superfícies de infiltração, pois a norma
NBR 7229, (1993) permite que se considere a área do fundo do sumidouro como
permeável.
O sumidouro adotado tem formato cilíndrico e o diâmetro será inicialmente
pré-estabelecido como D= 1,30 m.
Com o diâmetro e a forma cilíndrica já estabelecidos, pode-se calcular a
profundidade (h) do sumidouro para que a área da superfície lateral seja de 10,00
m².
Assim:
A = π x R² + 2 x π x R x h
Em que:
A= 10,00 m²; área de infiltração necessária, já calculada
R= 0,65 m; Raio do cilindro com diâmetro D= 1,30 m
h= profundidade do sumidouro, equivalente a altura do cilindro
Assim:
10,00 = 3,14 x 0,65² + 2 x 3,14 x 0,65 x h
h= 2,12 m
Para fins práticos adota-se h= 2,10m. Logo, as dimensões do sumidouro cilíndrico
serão:
Diâmetro (D): 1,30 m
Profundidade (h): 2,10 m
90
5.4.2. Sumidouro de Forma Prismática
O sumidouro adotado agora tem formato prismático.
a. Cálculo da área de infiltração do solo
L.B + 2H(L+B) = S
L = 2B
2B2 + 2.1,80(2B + B) = 10
2B2 + 10,80B – 10 = 0
B = 1,00m
L = 2B
L = 2 x 1,00
L = 2,00 m
Estabelecemos um “L” e um “B” viável, ou seja, L= 2,00 m e B = 1,00 m.
Portanto, as dimensões a serem utilizadas para sumidouro de forma
prismática retangular são as seguintes:
Largura interna (L) = 1,00 m;
Comprimento (B) = 2,00 m.
Profundidade útil (h) = 1,80 m;
91
6. RESULTADOS
6.1. Análise dos resultados
Tendo em vista o objetivo deste trabalho, foram dimensionados e analisados
os três sistemas construtivos propostos (Argamassa Armada, Alvenaria de Tijolos
Cerâmicos e Concreto Armado), com capacidade para atendimento de unidades
domiciliares abrigando até 10 pessoas e considerando os parâmetros normativos,
onde foi feito um comparativo de custo entre os três sistemas construtivos para
definir qual sistema é mais viável economicamente para implantação em
comunidades de população com baixa renda, onde não existe redes coletoras de
esgoto em Belém.
As conclusões apresentadas a seguir baseiam-se na análise orçamentária
do projeto de implantação completo; na análise das ações que podem influenciar na
estabilidade da estrutura, tais como, hidrostática, retração da argamassa e do
concreto, ações de agentes agressivos e possíveis recalque do terreno, e também
Na análise de custo e benefícios, incluindo a necessidade de reparos nos sistemas
durante sua vida útil.
a) Em relação ao projeto
O projeto foi desenvolvido de acordo com as normas técnicas, que mostrou
ser adequado no que tange a facilidade de implantação do sistema Fossa, Filtro e
Sumidouro, o que contempla o objetivo deste trabalho de atender e beneficiar a
população mais carente que sofre com a falta de um sistema adequado, assim
ajudando a diminuir os impactos no meio ambiente.
b) Em relação aos procedimentos executivos
O sistema estudado não apresenta nenhuma dificuldade quanto à execução.
Isto demonstra a viabilidade de reprodução do sistema sem necessidades de
grandes investimentos com treinamento da mão de obra ou equipamentos especiais,
tornando o sistema adequado para o fim a que se propõe.
92
c) Em relação aos Sistemas Construtivos
Em relação aos Sistemas Construtivos foi avaliada a relação Custo X
Benefício, com observações na trabalhabilidade, durabilidade e custos com
manutenção e reparos, concluindo-se que o Sistema Construtivo Concreto Armado,
apesar de apresentar maior custo na implantação, será mais viável economicamente
quando se faz uma avaliação em longo prazo, considerando toda sua vida útil.
Também concluiu-se, que para a execução do Sumidouro, o sistema construtivo
mais adequado é a Alvenaria em Tijolos Cerâmicos Furados, pela praticidade e
trabalhabilidade do material.
6.2. Implantação do Sistema Fossa Séptica, Filtro Anaeróbio e Sumidouro
Para dá praticidade ao projeto, adotamos um sistema construtivo misto, com
a Fossa Séptica e o Filtro Anaeróbio construídos em concreto armado e o
Sumidouro construído em alvenaria de tijolos cerâmicos furados. O conjunto será
implantado em solo de boa permeabilidade sem uso aterro. Será feita a escavação
manual, que servirá como base para o assentamento das peças, onde serão
utilizados como material básico: fôrma, armadura, concreto, alvenaria e os
componentes hidráulicos. O fundo do buraco deve ser compactado, nivelado e
coberto com uma camada de 5 cm de concreto magro, (1 saco de cimento, 8 latas
de areia, 11 latas de seixo e 2 latas de água, a lata de medida a de 18 litros) sobre o
concreto magro é feito uma laje de concreto armado de 6 cm de espessura (1 saco
de cimento, 4 latas de areia, 6 latas de seixo e 1,5 lata de água), malha de ferro 4.2
a cada 20 cm. Será usado na tubulação de 100 mm de diâmetro para o transporte
dos resíduos de uma peça para outra.
A opção de usar um sumidouro de forma cilíndrica, justifica-se por
apresentar maior estabilidade em relação a contenção das paredes laterais e pela
melhor trabalhabilidade na execução dos furos de infiltração.
O sistema projetado tem a previsão de vida útil de 50 anos, apresentando as
seguintes vantagens:
Alta resistência à maioria dos tipos de solicitação;
O concreto é durável e protege as armaduras contra corrosão;
Os gastos de manutenção são reduzidos;
93
A estrutura de concreto é pouco permeável à água, quando dosado
corretamente e executado em boas condições de plasticidade, adensamento
e cura;
Possui alta resistência a choques e vibrações, efeitos térmicos,
atmosféricos e a desgastes mecânicos;
Tem vida útil maior que os outros sistemas construtivos propostos no
trabalho.
Sua execução deve seguir rigorosamente o projeto, uma vez que este é
calculado especificamente, prevendo a forma, o volume e as condições do solo da
localidade, seguindo basicamente as etapas relacionadas abaixo:
1) Definição do formato;
2) Escavação e montagem da forma;
3) Execução das ferragens;
4) Instalação dos componentes hidráulicos;
5) Concretagem;
6) Execução da alvenaria do sumidouro;
7) Execução do Revestimento interno (Reboco);
8) Impermeabilização;
9) Execução da tampa de concreto.
94
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
De forma geral, os aspectos que foram levantados, analisados e produzidos,
permitem afirmar a total importância e a necessidade da existência de um
tratamento adequado aos dejetos nas áreas periféricas de Belém desprovidas de
rede coletora de esgoto.
Os resíduos gerados nestas, quando não tratados de forma correta, trazem
prejuízos imensos ao meio ambiente, a sociedade e a economia, como a poluição do
ar, contaminação do solo e água; e ainda podem trazer riscos à saúde humana e de
outros seres vivos, além de ocasionar a proliferação de insetos e outros agentes
vetores de doenças e contaminação ambiental.
O sistema de tratamento de esgoto proposto, pode representar uma
excelente alternativa para o tratamento de dejetos gerados, e também, dar uma
maior percepção da problemática ambiental causada pela falta investimento em
saneamento, além de trazer ganhos relevantes para as comunidades que vive as
margens desses serviços.
95
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21. KLIGERMAN, Débora Cynamon. Esgotamento Sanitário: De Alternativas
Tecnológicas à Tecnologias Apropriadas - Uma Análise no Contexto
Brasileiro. Rio de Janeiro, UFRJ /IPPUR, 1995.
22. RODRIGUES, Edmilson Brito. Aventura Urbana, Trabalho e Meio Ambiente
em Belém. Belém: NAEA/UFPA/FCAP, 1996.
23. ____________. Os Desafios das Metrópoles: reflexões sobre
desenvolvimento para Belém. Belém: NAEA/UFPA, 2000.
24. PREFEITURA MUNICIPAL DE BELÉM/Serviço Autônomo de Água e Esgoto
de Belém.Água: saneamento. 2003. CD-ROM.
25. SANTOS, Roberto. História Econômica da Amazônia: 1800-1920. São
Paulo: T. A. Queiroz, 1980. (Série Estudos Brasileiros, V. 3).
26. SILVA, Valdinei Mendes da; PEREIRA, Almir Rodrigues. Evolução do
Sistema de Esgotamento Sanitário na Região Metropolitana de Belém. In:
PEREIRA, José Almir.
97
27. Rodrigues (Org.). Saneamento Ambiental em Áreas Urbanas: esgotamento
Sanitário na Região Metropolitana de Belém. Belém: NUMA/UFPA/EDUFPA,
2003. p.125 - 141.
28. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística/IBGE. Censo 2010.
29. PEREIRA, José Almir Rodrigues (Org.). Saneamento Ambiental em Áreas
Urbanas: esgotamento Sanitário na Região Metropolitana de Belém. Belém:
NUMA/UFPA/EDUFPA, 2003.
30. MEIRA FILHO, Augusto. Evolução Histórica de Belém do Grão-Pará:
fundação e história. Vol. I. Belém: Imprensa Oficial do Estado, 1976.
ANEXO A
Projetos Arquitetônicos
Planta Baixa da Fossa Séptica Cilíndrica
Corte AA’ da Fossa Séptica Cilíndrica
Corte BB’ da Fossa Séptica Cilíndrica
Planta Baixa do Filtro Anaeróbio Cilíndrico
Corte AA’ do Filtro Anaeróbio Cilíndrico
Corte BB’ do Filtro Anaeróbio Cilíndrico
Planta Baixa do fundo falso do Filtro Anaeróbio Cilíndrico
Planta Baixa do Sumidouro Cilíndrico
Corte AA’ do Sumidouro Cilíndrico
Corte BB’ do Sumidouro Cilíndrico
Planta Baixa da Fossa Séptica Prismática
Corte AA’ da Fossa Séptica Prismática
Corte BB’ da Fossa Séptica Prismática
Planta Baixa do Filtro Anaeróbio Prismático
Corte AA’ do Filtro Anaeróbio Prismático
Corte BB’ do Filtro Anaeróbio Prismático
Planta Baixa do fundo falso do Filtro Anaeróbio Prismático
Planta Baixa do Sumidouro Prismático
Corte AA’ do Sumidouro Prismático
Corte BB’ do Sumidouro Prismático
ANEXO B
Planilhas de Custo Direto
ANEXO B – PLANILHA DE CUSTO DIRETO (ARGAMASSA ARMADA)
ANEXO B – PLANILHA DE CUSTO DIRETO (TIJOLOS CERÂMICOS FURADOS)
ANEXO B – PLANILHA DE CUSTO DIRETO (CONCRETO ARMADO)
ANEXO B – CUSTO PERCENTUAL
