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GABRIELA MARIA FIGUEIREDO DO NASCIMENTO
DIAGNÓSTICO DE SUMIDOUROS: UM ESTUDO DE
CASO DE UM CONDOMÍNIO MULTIFAMILIAR EM
PARNAMIRIM/RN
NATAL-RN
2016
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Gabriela Maria Figueiredo do Nascimento
Diagnóstico de sumidouros: um estudo de caso de um condomínio multifamiliar em
Parnamirim/RN
Trabalho de Conclusão de Curso na
modalidade Monografia, submetido ao
Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte como parte dos requisitos
necessários para obtenção do Título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Dr. Osvaldo De Freitas
Neto
Coorientador: Profa. Esp. Izabela
Cristiane de Lima Silva.
Natal-RN
2016
Catalogação da Publicação na Fonte
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila Mamede / Setor
de Informação e Referência
Braz, Gabriela Maria Figueiredo do Nascimento.
Diagnóstico de sumidouros: um estudo de caso de um condomínio multifamiliar em Parnamirim/RN/
Gabriela Maria Figueiredo do Nascimento. - 2016.
29 f. : il.
Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia,
Departamento de Engenharia Civil. Natal, RN, 2016.
Orientador: Prof. Dr. Osvaldo de Freitas Neto.
Coorientadora: Profª. Esp. Izabela Cristiane de Lima Silva.
1. Engenharia civil - Monografia. 2. Sumidouros - Monografia. 3. Colmatação - Monografia. 4.
Infiltração - Monografia. I. Freitas Neto, Osvaldo de. II. Silva, Izabela Cristiane de Lima. III. Título.
RN/UF/BCZM CDU 624
Gabriela Maria Figueiredo do Nascimento
Diagnóstico de sumidouros: um estudo de caso de um condomínio multifamiliar em
Parnamirim/RN
Trabalho de conclusão de curso na
modalidade Monografia, submetido ao
Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte como parte dos requisitos
necessários para obtenção do título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Aprovado em 16 de Novembro de 2016:
___________________________________________________
Prof. Dr. Osvaldo De Freitas Neto - Orientador
___________________________________________________
Profa. Esp. Izabela Cristiane de L. Silva – Coorientador.
___________________________________________________
Prof. Dr. Fagner Alexandre Nunes de França – Examinador interno
___________________________________________________
Profa. MsC. Isabelly Bezerra Braga Gomes de Medeiros – Examinador externo
Natal-RN
2016
AGRADECIMENTOS
À vida por me conceder uma nova oportunidade;
Aos meus pais pelo amor;
Aos meus avós pela base;
À minha irmã pela admiração;
Aos meus tios pelo cuidado;
Aos meus companheiros de jornada por tornar a vida mais leve.
Gabriela Maria Figueiredo do Nascimento
RESUMO
Diagnóstico de sumidouros: um estudo de caso de um condomínio multifamiliar
em Parnamirim/RN
O saneamento básico consiste na implantação de medidas com o objetivo de preservar o
meio ambiente e consequentemente melhorar as condições da saúde pública da
população. As suas principais atividades estão ligadas ao fornecimento de água de
qualidade para a população, a coleta e o tratamento de esgotos e resíduos sólidos, além
da drenagem das águas pluviais.
O presente estudo tem como foco principal a redução do problema de infiltração dos
efluentes no solo, provenientes da estação de tratamento de esgoto, através de
sumidouros, onde, depois de passados cinco anos do início de operação do condomínio,
os mesmos encontram-se com a infiltração no solo comprometida, não suportando a
demanda de efluentes gerada. Fez-se necessário, então, o esgotamento total dos
sumidouros via carros limpa fossa, constando-se assim uma divergência entre a situação
ideal de projeto e a situação real construída. Constatada essa divergência, fez-se
necessário readaptar os sumidouros para a situação ideal de projeto, visando à melhora
da infiltração do efluente no solo, ademais, mesmo depois do serviço realizado, os
sumidouros continuaram sem suportar a demanda de efluentes do condomínio,
sugerindo a hipótese de subdimensionamento.
Para constatar o subdimensionamento, foram realizados dois ensaios. O primeiro ensaio
realizado foi o da sondagem de simples reconhecimento – SPT, para conhecer o tipo de
solo do local. O segundo ensaio realizado foi o de infiltração, com o intuito de observar
a taxa máxima de aplicação diária do solo.
Com os dados obtidos nesses dois ensaios, fez-se um novo dimensionamento dos
sumidouros para constar a área de infiltração necessária para a demanda de efluentes do
condomínio. Logo após o novo dimensionamento, comparou-se a área de infiltração
necessária com a área de infiltração disponível construída.
Contudo, o estudo de caso concluiu um subdimensionamento na área de infiltração
necessária dos sumidouros. Ou seja, os sumidouros construídos não suportam a
quantidade de efluentes que são despejados nos mesmos, devido à área de infiltração
lateral estar subdimensionada.
Palavras-chave: Sumidouros, Permeabilidade dos Solos, Dimensionamento de
Sumidouros, Ensaio SPT, Ensaio de Infiltração dos Solos, Taxa Máxima de Aplicação
Diária dos Solos, Solo.
ABSTRACT
Diagnosis of infiltration tanks: a case study of a multifamily condominium in
Parnamirim/RN
Basic sanitation consists of the implementation of measures aimed at preserving the
environment and consequently improving the public health conditions of the population.
Its main activities are linked to the provision of quality water for the population,
collection and treatment of sewage and solid waste, and drainage of rainwater.
The present study has as main focus the reduction of the problem of infiltration of the
effluents in the soil from the sewage treatment station through infiltration tanks, where,
after five years after the start of operation of the condominium, With the infiltration in
the soil compromised, not supporting the generated effluent demand. It was necessary,
then, the total exhaustion of the infiltration tanks via clean pit tanks, thus constituting a
divergence between the ideal design situation and the actual situation constructed. Once
this divergence was verified, it was necessary to readapt the infiltration tanks to the
ideal project situation, in order to improve the infiltration of the effluent in the soil,
besides, even after the service performed, the infiltration tanks continued without
supporting the effluent demand of the Condominium, suggesting the hypothesis of
undersizing.
In order to verify the undersizing, two tests were performed. The first test was the
simple recognition survey - SPT, to know the soil type of the site. The second
experiment was the one of infiltration, in order to observe the maximum rate of daily
application of the soil.
With the data obtained in these two tests, a new dimensioning of the infiltration tanks
was made to record the infiltration area required for the effluent demand of the
condominium. Soon after re-sizing, the required infiltration area was compared with the
available infiltration area constructed.
However, the case study concluded that the infiltration tanks needed to be infiltrated.
That is, the infiltration tanks constructed do not support the amount of effluents that are
dumped into them, because the lateral infiltration area is undersized.
Key words: Infiltration tanks, Permeability of Soils, Sizing of infiltration tanks,
Penetrometer Assay, Soil Infiltration Test, Maximum Rate of Daily Application of
Soils, Soil.
ÍNDICE GERAL
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1
1.1 Considerações Iniciais ..................................................................................................................... 1
1.2 Objetivo ........................................................................................................................................... 1
1.3 Estrutura do trabalho ....................................................................................................................... 2
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................ 2
2.1 ESGOTO DOMÉSTICO ................................................................................................................. 2
2.2 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO – ETE ................................................................ 5
2.3 CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO DO SOLO ........................................................................... 7
2.4 SUMIDOURO ............................................................................................................................... 10
2.5. PERDA DA CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO DOS SOLOS ................................................ 15
3. METODOLOGIA ......................................................................................................................... 15
3.1. Serviços de readaptação dos sumidouros ...................................................................................... 18
3.2 Situação pós-readaptação .............................................................................................................. 18
3.3 Ensaio SPT .................................................................................................................................... 18
3.4 Ensaio de Infiltração ...................................................................................................................... 21
3.5 Redimensionamento dos sumidouros ............................................................................................ 22
3.6 Comparativos entre área de infiltração construída e área de infiltração necessária ....................... 24
4. CONCLUSÃO .............................................................................................................................. 25
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 27
ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA PÁGINA
1
2
3
4
5
6
7
8
Sumidouro – Planta Baixa – Projeto Básico
Sumidouro – Corte BB
Sumidouro – Corte CC
Sumidouro – Tampa
Situação ideal do método construtivo dos sumidouros
Situação construtiva encontrada após o esgotamento dos sumidouros
Layout do local de ensaio SPT e de infiltração
Perfil de sondagem SPT
22
22
23
23
26
27
29
30
ÍNDICE DE TABELAS E QUADROS
TABELAS E QUADROS PÁGINA
1 Tabela 2.1 - Características Físico – Química dos Esgotos Sanitários
14
2 Tabela 2.2 - Microrganismos e parasitas presentes nos esgotos domésticos
brutos
15
3 Tabela 2.3 - Classificação dos solos quanto à permeabilidade
18
4 Tabela 2.1 - Valores de Taxa de Percolação em Taxa de Aplicação
Superficial
20
5
Quadro 2.1 – Descrição construtiva das figuras 2 e 3 24
6
Tabela 3.1 - Valores Obtidos do Teste de Sondagem 31
7
8
9
Tabela 3.2 - Valores de Taxa de Percolação em Taxa de Aplicação
Superficial
Quadro 3.1 – Ficha Técnica do Aquarelle Condomínio Clube
Tabela 3.3 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por
tipo de prédio e de ocupante
32
32
33
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
O saneamento básico consiste na implantação de medidas com o objetivo de preservar
o meio ambiente e consequentemente melhorar as condições da saúde pública da população.
As principais atividades do saneamento básico estão ligadas ao fornecimento de água de
qualidade para a população, a coleta e o tratamento de esgotos e lixos, além da drenagem das
águas pluviais.
Como medidas de saneamento existem dois tipos de solução para coleta e tratamento
de esgoto: solução centralizada e solução descentralizada. A solução centralizada caracteriza-
se pela implantação de rede coletora e todos seus componentes, associada à Estação de
Tratamento de Esgoto (ETE), sendo aplicada em áreas urbanas. Em zonas periféricas seu
custo passa a ser muito oneroso, nesse caso, geralmente não se realiza a coleta do esgoto,
sendo sua destinação final responsabilidade de cada morador, que adotará o que lhe for mais
conveniente.
A disposição final dos efluentes, pós-tratamento, pode acontecer em corpos d’água
apropriados, com aprovação dos órgãos regulamentadores; rede pública; valas de infiltração
horizontal; sumidouros; ou serem encaminhado para reutilização (VON SPERLING, 1995). A Lei nº 11.445, de 5 de Janeiro de 2007, determina:
Na ausência de redes públicas de saneamento básico, serão admitidas
soluções individuais de abastecimento de água e de afastamento e destinação
final dos esgotos sanitários, observadas as normas editadas pela entidade
reguladora e pelos órgãos responsáveis pelas políticas ambiental, sanitária e
de recursos hídricos. O esgoto, por possuir diversas substâncias nocivas, ao longo do tempo, pode contribuir
para o preenchimento dos vazios do solo, causando uma espécie de impermeabilização, ou
seja, diminuindo a taxa de permeabilidade do solo. Em algumas situações a diminuição da
taxa de permeabilidade do solo ocorre de forma precoce. Na maioria dos casos isso ocorre
devido ao mau tratamento dos efluentes; aos equívocos na concepção do projeto ˗ tanto dos
dispositivos de infiltração como os de tratamento; ou por falhas na construção dos
dispositivos de infiltração no solo.
Quando a percolação do solo é afetada de forma precoce, há a necessidade de se
diagnosticar o problema para soluciona-lo ou reduzi-lo. A necessidade de diagnosticar a causa
da dificuldade de infiltração no solo do efluente do condomínio em questão deu origem a esse
trabalho, baseando-se na literatura e avaliação in loco para a detecção do problema.
1.2 Objetivo
O objetivo deste trabalho é diagnosticar o motivo da dificuldade de infiltração no solo
do o efluente gerado por um condomínio multifamiliar.
2
1.3 Estrutura do trabalho
O trabalho está dividido em quatro capítulos.
O primeiro capítulo, este em que se refere, compreende a introdução do estudo de
caso, com suas considerações iniciais, objetivos e estrutura do trabalho.
O segundo capítulo compõe a revisão bibliográfica, onde estão explanados os
significados de esgoto doméstico, estação de tratamento de esgoto, capacidade de infiltração
dos solos, ensaio SPT do solo, ensaio de infiltração do solo, sumidouros e perda de
capacidade de infiltração do solo.
O terceiro capítulo retrata a metodologia que foi utilizada para alcançar o objetivo
desse estudo de caso.
No quarto e último capítulo, conclui-se a problemática inicial através dos resultados e
discussões.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 ESGOTO DOMÉSTICO
Segundo a NBR 9648 (ABNT, 1986), Esgoto sanitário é o despejo líquido constituído de esgotos doméstico e
industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária e esgoto
doméstico é o despejo líquido resultante do uso da água para higiene e
necessidades fisiológicas humanas.
Características do esgoto
As características dos esgotos diferenciam-se quanto aos aspectos físicos, químicos e
biológicos. Onde, segundo o Manual de Saneamento (FUNASA, 2015):
a) Características Físicas:
Matéria Sólida: os esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9% de água,
e apenas 0,1% de sólidos. Portanto, devido a esse percentual de 0,1% de sólidos, faz-se
necessária a necessidade de tratamento dos esgotos para não ocorrer à poluição das águas.
Temperatura: a temperatura do esgoto é, em geral, pouco superior à das águas
de abastecimento. A velocidade de decomposição do esgoto é proporcional ao aumento da
temperatura.
Odor: os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados
no processo de decomposição.
Cor e Turbidez: a cor e turbidez indicam de imediato o estado de
decomposição do esgoto. A tonalidade acinzentada é típica do esgoto fresco e a cor preta é típica
do esgoto velho.
Variação de vazão: a variação de vazão do efluente de um sistema de esgoto
doméstico é função dos habitantes. A vazão doméstica do esgoto é calculada em função do consumo
médio diário de água de um indivíduo.
3
b) Características Químicas:
Matéria orgânica: cerca de 70% dos sólidos no esgoto são de origem
orgânica, geralmente são uma combinação de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. As
substâncias orgânicas dos esgotos são compostas de proteínas (40% a 60%), carboidratos
(25% a 50%), gorduras e óleos (10%), ureia, sulfatans, fenóis, etc.
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO): É a forma mais utilizada para se
medir a quantidade de matéria orgânica presente no esgoto. Quanto maior o grau de poluição
orgânica maior será a DBO. Em geral, a DBO dos esgotos domésticos varia entre 100mg/L e
300mg/L.
Demanda Química de Oxigênio (DQO): Mede o consumo de oxigênio para a
oxidação química de uma amostra de esgoto obtida através de um forte oxidante (Dicromato
de Potássio). Apresenta a vantagem de ser rápida, e indica bem o oxigênio requerido para a
estabilização da matéria orgânica carbonácea (biodegradável e não biodegradável). Todavia
oxida também a fração inerte (constituintes inorgânicos) e com isto superestima a quantidade
de oxigênio necessário para o tratamento biológico do esgoto. Para o esgoto doméstico bruto a
relação DQO/DBO varia de 1,7 a 2,4, sendo usual adotar o valor de 2,0.
Carbono orgânico total (COT): É uma medição direta que tem se mostrado
satisfatória em amostras com baixa quantidade de matéria orgânica como, por exemplo, os
corpos d’água. Este teste é menos rotineiro em laboratórios convencionais.
Oxigênio dissolvido (OD): Determinação válida e usual para aferir a qualidade
dos cursos de água. É um fator limitante para manutenção da vida aquática e de processos de
autodepuração em sistemas aquáticos naturais e estações de tratamento de esgotos.
O valor mínimo de oxigênio dissolvido (OD) para a preservação da vida aquática
estabelecido pela legislação no Brasil é de 5,0 mg/l, mas existe uma variação na tolerância de
uma espécie para outra. A concentração de oxigênio presente na água varia de acordo com a
pressão atmosférica.
Nitrogênio: Os testes de nitrogênio vêm sendo cada vez mais utilizados para a
caracterização dos esgotos, sendo também indicativos importantes para a manutenção da
atividade biológica nos processos de tratamento e no controle da poluição das águas.
No esgoto fresco o nitrogênio orgânico está combinado sob a forma de proteína e
ureia. As bactérias transformam o nitrogênio orgânico em amônia e posteriormente em nitritos
e depois em nitratos. Águas com temperaturas mais baixas têm maior capacidade de dissolver
oxigênio; já em maiores altitudes, onde é menor pressão atmosférica, o oxigênio dissolvido
apresenta menor solubilidade.
Fósforo: O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento dos micro-
organismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica.
Em corpos de água o fósforo em excesso poderá conduzir a crescimento exagerado de
algas e ocasionar o fenômeno de eutrofização de lagos e represas.
Matéria Inorgânica: formada principalmente pela presença de areia e de
substâncias minerais dissolvidas.
As características quantitativas químicas típicas de esgotos domésticos encontram-se
representadas pela tabela 2.1 adaptada de (VON SPERLING, 1995).
4
Tabela 2.2 – Características Físico – Química dos Esgotos Sanitários
Parâmetro Contribuição Per Capita (g/hab.dia) Concentração
Faixa Típico Unidade Faixa Típico
Solidos totais 120 - 220 180 mg/l 700 - 1350 1100
Em suspensão 35 -70 60 mg/l 200 - 450 400
Fixos 7 - 14 10 mg/l 40 - 100 80
Voláteis 25 - 60 50 mg/l 165 - 350 320
Dissolvidos 85 - 150 120 mg/l 500 - 900 700
Fixos 50 - 90 70 mg/l 300 - 550 400
Voláteis 35 - 60 50 mg/l 200 - 350 300
Sedimentáveis - - mg/l 44105 15
Matéria Orgânica
Determinação indireta
DBO 40 - 60 50 mg/l 200 - 500 350
DQO 80 - 130 100 mg/l 400 - 800 700
DBO última 60 - 90 75 mg/l 350 - 600 500
Determinação direta
COT 30 - 60 45 mg/l 170 - 350 250
Nitrogênio total 6 - 112 8 mgN/l 35 -75 50
Nitrogênio orgânico 2,5 - 5,0 3,5 mgN/l 15 - 30 20
Amônia 3,5 - 7,0 4,5 mgNH3-N/l 20 - 40 30
Nitrito ≈ 0 ≈ 0 mgNO2-N/l ≈ 0 ≈ 0
Nitrato 0,0 - 0,5 ≈ 0 mgNO2-N/l 0 - 2 ≈ 0
Fósforo 1,0 - 4,5 2,5 mgP/l 5 - 25 14
Fósforo orgânico 0,3 - 1,5 0,8 mgP/l 2 - 8 4
Fósforo inorgânico 0,7 - 3,0 1,7 mgP/l 4 - 17 10
pH - - - 6,7 - 7,5 7
Alcalinidade 20 - 30 25 mgCaCO2/l 110 - 170 140
Cloretos 4 - 8 6 mg/l 20 - 50 35
Óleos e graxas 10 - 30 20 mg/l 55 - 170 110
Fonte: VON SPERLING, 1995. Adaptado.
c) Características Biológicas:
Micro-organismos de Águas Residuais: Os principais organismos
encontrados nos esgotos são as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus e as algas.
Desses, as bactérias são as mais importantes, pois são responsáveis pela decomposição e
estabilização da matéria orgânica tanto na natureza como nas estações de tratamento.
Indicadores de Poluição: Há vários organismos cuja presença num corpo
d’água indica uma forma qualquer de poluição.
Para indicar a poluição de origem humana adotam-se os organismos do grupo
coliforme. As bactérias coliformes são típicas do intestino do homem além de outros
mamíferos, e por estarem presentes nas fezes humanas, são adotadas como referência para
indicar e medir a grandeza da poluição.
5
As características quantitativas biológicas típicas de esgotos domésticos, em termos de
organismos patogênicos, encontram-se representadas pela tabela 2.2 adaptada de (VON
SPERLING, 1995).
Tabela 3.2 - Microrganismos e parasitas presentes nos esgotos domésticos brutos
Tipo Organismo Contribuição per capita (org/hab.d)
Bactérias Coliformes totais 109 - 10¹³
Coliformes fecais (termotolerantes) 109 - 10¹²
E. coll 109 - 10¹²
Clostridium perfrigens 106 - 10
8
Enterococos 107 - 10
8
Estrepiococos fecais 107 - 10
10
Pseudomonas aeruginosa 106 - 10
9
Shigella 10³ - 106
Salmonella 105 - 10
7
Protozoários Cryptosporidium parvum (oocistos) 104 - 10
6
Entamoeba histolytica (cistos) 104 - 10
8
Giardia lamblia (cistos) 104 - 10
7
Helmintos Helmintos (ovos) 10³ - 106
Ascaris lumbricoides 10¹ - 106
Vírus Vírus entéricos 105 - 10
7
Colfagos 106 - 10
7
Fonte: VON SPERLING, 1995. Adaptado.
2.2 ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO – ETE
Segundo a NBR 12209 (ABNT, 1992), Estação de tratamento de esgoto (ETE) é o conjunto de unidades de
tratamento, equipamentos, órgãos auxiliares, acessórios e sistemas de
utilidades cuja finalidade é a redução das cargas poluidoras do esgoto
sanitário e condicionamento da matéria residual resultante do tratamento.
Diversas formas ambientalmente sustentáveis para o tratamento e disposição final dos
esgotos devem ser estudadas e empregadas em pequenas localidades. As alternativas
individuais devem ser função da densidade demográfica, a partir de uma determinada
densidade, torna-se mais viável economicamente a implantação de uma rede coletora de
esgotos.
É comum em comunidades rurais e áreas periféricas, os sistemas descentralizados de
coleta e tratamento de esgotos, por constituírem uma alternativa para atender a população,
porém, deve-se atentar para o nível da qualidade do efluente final para assegurar a proteção da
saúde pública e do meio ambiente.
Existem muitos processos tecnológicos de tratamento de esgotos. A escolha do melhor
tratamento vai depender da situação, devendo considerar as condições locais, os objetivos, a
eficiência desejada, e a relação custo/benefício incluindo-se as despesas operacionais.
6
Com base no Manual de Saneamento (FUNASA, 2015), para pequenas localidades a
escolha de soluções tecnológicas mais simples e naturais é mais recomendada, devendo-se
atender a alguns requisitos principais:
Baixo custo de implantação e de operação, com nenhuma ou mínima dependência de
fornecimento de energia, equipamentos e peças;
Adequada eficiência na remoção de poluentes com simplicidade operacional e de
controle;
Tecnologia aplicável em pequena escala (sistemas descentralizados), mas com
flexibilidade para expansões futuras e aumento de eficiência no processo;
Reduzido problema com o manejo e disposição do lodo produzido e possibilidade de
recuperação de subprodutos utilizáveis;
Elevada vida útil e experiência prática na utilização da tecnologia.
Operações unitárias, processos e sistemas de tratamento
As unidades de tratamento, nas quais se processam as operações unitárias, são
responsáveis pela remoção ou transformação de substâncias indesejáveis em outras mais
simples.
Segundo o Manual de Saneamento (FUNASA, 2015), as operações unitárias
costumam ser divididas em:
Operações físicas unitárias: gradeamento, homogeneização, sedimentação, flotação,
filtração;
Processos químicos unitários: coagulação química e floculação, precipitação química,
adsorção, desinfecção;
Processos biológicos unitários: oxidação ou estabilização biológica da matéria
orgânica, remoção biológica de nutrientes, digestão de lodo.
Os sistemas de tratamento de esgotos são formados por uma ou mais combinações de
unidades de tratamento, selecionadas em função do poluente a ser removido e do grau de
eficiência desejado.
Nível de tratamento e eficiência
O nível de tratamento relaciona-se à remoção dos poluentes, adequando-se aos padrões
de lançamento do corpo receptor, exigidos pelos órgãos ambientais.
A eficiência de remoção de poluentes é a relação percentual do valor da concentração
do poluente e o valor da concentração do poluente na entrada da unidade de tratamento.
Os níveis de tratamento da fase líquida do esgoto são usualmente classificados pelo
Manual de Saneamento (FUNASA, 2015) como: preliminar, primário, secundário e terciário.
Tratamento preliminar: remoção de sólidos grosseiros;
Tratamento primário: predominam os mecanismos físicos, removendo os sólidos
sedimentáveis e parte da matéria orgânica;
Tratamento secundário: predominam os mecanismos biológicos, removendo a matéria
orgânica e os nutrientes (nitrogênio e fósforo);
Tratamento terciário: remoção de poluentes específicos, tóxicos ou compostos não
biodegradáveis, ou ainda, poluentes não removidos no tratamento secundário.
Os quatro níveis de tratamento citados poderão ser obtidos empregando-se processos
que utilizam unidade de tratamento isolada, ou o conjunto dessas unidades, sempre
objetivando a simplicidade e menor custo de implantação e operação.
Essas unidades de tratamento apresentam faixas percentuais de eficiência
diferenciadas para cada poluente, em função do mecanismo de remoção predominante.
7
Portanto, os processos de tratamento têm eficiências variáveis, sendo relativos para cada tipo
de poluente.
Para os esgotos domésticos, os parâmetros citados no Manual de Saneamento
(FUNASA, 2015) para aferir a eficiência de um processo de tratamento são: sólidos suspensos
totais, DBO total, nitrogênio total, fósforo totais e coliformes termo tolerantes.
Parâmetros para o lançamento de efluentes no solo
Sendo o esgoto um resíduo gerador de poluição, e relacionado diretamente com os
efeitos negativos à saúde, ao meio ambiente e ao desenvolvimento econômico e social, seu
controle deve ser primordial, dando-se máxima importância ao seu afastamento, tratamento e
disposição final.
Desta maneira, evita-se a contaminação do solo e a degradação dos mananciais de
abastecimento de água e a proliferação de vetores, melhorando as condições sanitárias locais e
reduzindo os gastos públicos com o tratamento de endemias e epidêmicas.
No aspecto do desenvolvimento econômico e social, o tratamento e disposição dos
esgotos interferem no aumento da vida média do homem por diversos motivos citados no
Manual de Saneamento (FUNASA, 2015):
Redução dos casos de doenças; despesas com o tratamento de doenças evitáveis;
Redução do custo do tratamento da água de abastecimento, pela prevenção da poluição
dos mananciais; controle da poluição das praias e dos locais de recreação –
promovendo o turismo; preservação da biota aquática, especialmente os criadouros de
peixes; obtenção de maior disponibilidade hídrica para a instalação de indústrias
devido à conservação dos recursos naturais.
O lançamento de efluentes no solo é regulamentado pela Resolução CONAMA
396/08, em seu artigo 27º que afirma: A aplicação e disposição de efluentes e de resíduos no solo deverão
observar os critérios e exigências definidos pelos órgãos competentes e não
poderão conferir as águas subterrâneas características em desacordo com o
seu enquadramento.
2.3 CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO DO SOLO
Definição
Sabendo-se que o solo é ótimo para tratar os esgotos domésticos, por promover uma
grande redução dos organismos patogênicos, é imprescindível estabelecer a sua capacidade de
absorção, ou sua permeabilidade, para a definição da solução adequada na destinação final
dos efluentes do sistema de tratamento.
Uma das classificações do solo é em relação a sua porosidade. A porosidade do solo é
dada pelo volume do espaço poroso do solo, e esse espaço é construído pelo arranjo dos
componentes das partículas sólidas do solo que, em condições naturais, é ocupada por água e
ar.
Como explica a revista EMBRAPA ALGODÃO (EMBRAPA, 2003): As areias retêm pouca água, porque seu grande espaço poroso permite a
drenagem livre da água dos solos. As argilas absorvem relativamente,
grandes quantidades de água e seus menores espaços porosos a retêm contra
as forças de gravidade. Apesar dos solos argilosos possuírem maior
capacidade de retenção de água que os solos arenosos, esta umidade não está
8
totalmente disponível para as plantas em crescimento. Os solos argilosos (e
aqueles com alto teor de matéria orgânica) retêm mais fortemente a água que
os solos arenosos. Isto significa mais água não disponível.
Sendo assim, a porosidade de um solo está ligada a sua permeabilidade. A
permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento do efluente
através de seus poros, sendo expresso numericamente através do coeficiente de
permeabilidade.
A classificação dos solos quanto à sua permeabilidade está representada na tabela 2.3,
abaixo.
Tabela 2.3 - Classificação dos solos quanto à permeabilidade
Classificação Grau de
permeabilidade
Tipos de solos Coeficiente de
permeabilidade a 20
ºC (cm/s)
Solos permeáveis Alta
Média
Baixa
Pedregulhos
Areias
Siltes e Argilas
> 10−1
10−1 a 10−3
10−3 a 10−5
Solos impermeáveis Muito baixa
Baixíssima
Argilas
Argilas 10−5 a 10−7
< 10−7
Fonte: CAPUTO, 1996. Adaptado.
Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio - NBR
6484/01
O objetivo da realização de uma sondagem é conhecer o tipo de solo e suas principais
características, como o nível do lençol freático e a resistência. Uma das mais conhecidas e
realizadas é a sondagem do tipo SPT-T.
A sondagem do tipo SPT-T é mais um método de investigação de solo no qual a
perfuração é feita por meio de trado ou de lavagem do solo, cravando-se um amostrador
padrão para a obtenção de medidas de resistência à penetração, coleta de amostras e
determinação do nível de água.
A resistência do solo obtém-se contando o número de golpes necessários para cravar
um amostrador padrão definido na norma NBR 6484/01. Entretanto, a medida de resistência,
mais conhecida como NSPT, é obtida contando o número de golpes necessários para cravar o
amostrador em três segmentos de 15 cm. Coleta-se então, uma amostra metro a metro, na
qual, permite a análise tátil e visual das camadas de solo.
Se a sondagem é realizada acima do nível da água, a perfuração deve ser executada
com o auxílio de um trado concha ou helicoidal até atingir o lençol freático. Já, se a sondagem
é realizada abaixo do nível da água, utiliza-se o método de percussão com circulação da água.
O ensaio SPT apenas torna-se SPT-T quando após o término da cravação, acopla-se
um torquímetro na parte superior da haste e aplica-se o torque. Da aplicação do torque,
obtêm-se duas medidas, uma correspondente ao valor máximo do torque e a outra o valor do
torque residual.
9
Procedimentos do ensaio SPT
1. Amostrador padrão
Escava-se o solo até atingir 1 m de profundidade. Após atingir essa profundidade, a
equipe posiciona o amostrador padrão, que será cravado e coletará as amostras de solo.
Posiciona-se também a cabeça de bater para receber o impacto direto do martelo.
2. Marcação
Marca-se um segmento de 45 cm, dividido em três partes iguais de 15 cm. Essa
marcação serve de referência para a contagem das batidas do martelo em cada trecho.
3. Posicionamento do martelo
Inicia-se a cravação, posicionando o martelo a 75 cm de altura da cabeça de bater e
iniciam-se os golpes até que se crave os 45 cm. Anota-se, então, a quantidade de golpes
necessária para cravar o amostrador a cada 15 cm.
4. Coleta de amostras
Ao cravar-se os 45 cm, o amostrador padrão é retirado para a coleta de amostras do
solo. Seguem-se os mesmos passos anteriores até que se encontre o nível da água.
5. Teste de umidade
Quando a amostra é retirada e percebe-se umidade no solo, faz-se um teste para saber
se foi atingido o nível da água. Um equipamento chamado "piu" realiza o teste. Esse
equipamento, ao ser tocado na água emite um som.
Após encontrar o nível da água, continua-se a perfuração, porém utilizando o método
de percussão com circulação de água.
6. Colocação do torquímetro
Ao terminar a cravação do amostrador, acopla-se um torquímetro na parte superior das
hastes e aplica-se um torque obtendo duas medidas. Uma corresponde ao valor máximo do
torque e a outra correspondente ao torque residual.
Determinação da capacidade de percolação do solo
Para dimensionar qualquer sistema de disposição de efluente no solo, há a necessidade
da determinação da capacidade de percolação dos solos. Essa determinação ocorre através do
ensaio de infiltração do solo.
Para estimar a capacidade de percolação dos solos, a NBR 13969/97, em seu anexo
A.2, sugere os procedimentos abaixo descritos. a. O número de locais de ensaio deve ser no mínimo 3 pontos, distribuídos
aproximadamente de modo a cobrir áreas iguais no local indicado para campo
de infiltração;
b. Com o trado de ∅ 150 mm, escavar uma cava vertical, de modo que o fundo
da cava esteja aproximadamente no mesmo nível previsto para fundos das
valas;
c. Retirar os materiais soltos no fundo da cava e cobrir o fundo com cerca de
0,05 m de brita;
d. Encher a cava com água até a profundidade de 0,30 m do fundo e manter esta
altura durante pelo menos 4 h, completando com água na medida em que
desce o nível. Este período deve ser prolongado para 12 h ou mais se o solo
for argiloso; esta constitui uma etapa preliminar para saturação do solo;
e. Se toda a água inicialmente colocada infiltrar no solo dentro de 10 min pode-
se começar o ensaio imediatamente;
f. Exceto para solo arenoso, o ensaio de percolação não deve ser feito 30 h após
o início da etapa de saturação do solo;
g. Determinar a taxa de percolação como a seguir:
10
- colocar 0,15 m de água na cava acima da brita, cuidando-se para que durante
todo o ensaio, não seja permitido que o nível da água supere 0,15 m;
- imediatamente após o enchimento, determinar o abaixamento do nível
d’água na cava a cada 30 min (queda do nível) e, após cada determinação,
colocar mais água para retornar ao nível de 0,15 m. O ensaio deve prosseguir
até que se obtenha diferença de rebaixamento dos níveis entre as duas
determinações sucessivas inferiores a 0,015 m, em pelo menos três medições
necessariamente. No solo arenoso, quando a água colocada se infiltra no
período inferior a 30 min, o intervalo entre as leituras deve ser reduzido para
10 min, durante 1 h; assim sendo, nesse caso, o valor da queda a ser utilizado
é aquele da última leitura;
h. Calcular a taxa de percolação para cada cava escavada, a partir dos valores
apurados, dividindo-se o intervalo de tempo entre determinações pelo
rebaixamento lido na última determinação;
i. O valor médio da taxa de percolação da área é obtido calculando-se a média
aritmética dos valores das cavas;
j. O valor real a ser utilizado no cálculo da área necessária está especificado na
tabela 4, abaixo;
k. Obtém-se o valor da área total necessária para área de infiltração dividindo-se
o volume total diário estimado de esgoto (m³/dia) pela taxa máxima de
aplicação diária.
Tabela 2.4 - Valores de Taxa de Percolação em Taxa de Aplicação Superficial
Taxa de percolação
min/m
Taxa máxima de aplicação diária
m³/m².dia
40 ou menos 0,2
80 0,14
120 0,12
160 0,10
200 0,09
400 0,065
600 0,053
1200 0,037
1400 0,032
2400 0,024
2.4 SUMIDOURO
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).
Como alternativa técnica, considerada viável para proceder ao tratamento
complementar e disposição final do efluente, utiliza-se de poços absorventes, denominados
sumidouros.
Como exposto na NBR 13969 (ABNT, 1997): O sumidouro é a unidade de depuração e de disposição final do efluente de
tanque séptico verticalizado em relação à vala de infiltração. Devido a esta
Fonte: NBR 13969/97: Tanques sépticos – Unidades de tratamento
complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção
e operação.
11
característica, seu uso é favorável somente nas áreas onde o aquífero é
profundo, onde possa garantir a distância mínima de 1,50 m (exceto areia)
entre o seu fundo e o nível aquífero máximo.
Esta norma oferece alternativas de procedimentos técnicos para o projeto, construção e
operação de unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos
para o tratamento local de esgotos.
As alternativas citadas devem ser selecionadas de acordo com as necessidades e
condições locais onde é implantado o sistema de tratamento, tais como os dados sobre vazões
reais a serem tratadas, as características do esgoto, do solo, do nível aquífero, das condições
climáticas locais etc. Conforme as necessidades locais, as alternativas citadas podem ser
utilizadas complementarmente entre si, para atender ao maior rigor legal ou para efetiva
proteção do manancial hídrico, a critério do órgão fiscalizador competente.
Para o dimensionamento dos sumidouros, devem-se seguir os procedimentos
adequados de cálculo também regidos por essa norma.
Apesar de ser considerado um procedimento simples de disposição e tratamento de
esgoto doméstico, para qualquer dimensionamento e construção de sumidouro, deve ser feito
um projeto levando em consideração a NBR relacionada.
Dimensionamento dos Sumidouros
A área necessária para infiltração do efluente pode ser obtida pela expressão:
A = V ÷ Ci; (1)
Onde:
V = volume de contribuição diário em l/dia = N x C;
N = número de contribuintes;
C = contribuição unitária de esgotos;
Ci = coeficiente de infiltração do terreno.
Para a determinação do coeficiente de infiltração do terreno (Ci) deverão ser seguidas
as regras da NBR 13969/97, citadas anteriormente, no item “Determinação da capacidade de
percolação do solo” do presente trabalho.
Apesar da norma (NBR 13969/97) considerar o fundo e as paredes como área de
infiltração, como segurança, o projetista poderá contabilizar apenas a área lateral,
desprezando a infiltração pelo fundo do sumidouro.
Detalhes Construtivos dos Sumidouros
Baseando-se na NBR 13969/97, algumas considerações construtivas são feitas em
relação aos sumidouros:
a) Os sumidouros devem ter as paredes revestidas de alvenaria de tijolos, assentes
com juntas livres, ou de anéis (ou placas) pré-moldados de concreto, convenientemente
fundos, e ter enchimento no fundo de cascalho, pedra britada e coque de pelo menos 0,50 m
de espessura;
b) As lajes de cobertura dos sumidouros devem ficar ao nível do terreno, de
concreto armado, dotadas de aberturas de inspeção com tampão de fechamento hermético,
cuja menor dimensão em seção seja de 0,60 m.
A seguir, demonstram-se os detalhes construtivos dos sumidouros através das figuras
1, 2, 3 e 4, bem como suas respectivas legendas no quadro 2.1.
12
Figura 1 - Sumidouro – Planta Baixa – Projeto Básico
Fonte: CEHOP. FILTROS E SUMIDOUROS. Instalações Sanitárias. Obras Civis.
Fonte: CEHOP. FILTROS E SUMIDOUROS. Instalações Sanitárias. Obras Civis.
Figura 2 - Sumidouro – Corte BB
13
Figura 3 - Sumidouro – Corte CC
Fonte: CEHOP. FILTROS E SUMIDOUROS. Instalações Sanitárias. Obras Civis.
Figura 4 - Sumidouro - Tampa
Fonte: CEHOP. FILTROS E SUMIDOUROS. Instalações Sanitárias. Obras Civis.
14
Quadro 2.1 – Descrição construtiva das figuras 2 e 3
Item Descrição
E Tampa em concreto estrutural Fck = 15 Mpa
F Alvenaria de pedra calcárea assente com argamassa traço T4 (1:5 de cimento e
areia)
G Alvenaria de blocos cerâmicos seis furos, com furos voltados para fora e assentes
com argamassa traço T4 (1:5 de cimento e areia).
H
Alvenaria de tijolo cerâmico maciço, espessura 9,0cm, assente com argamassa traço
T4 (1:5 de cimento e areia) e revestida internamente com argamassa traço T1 (1:3
de cimento e areia), sobre chapisco com argamassa traço T1.
I Camada de brita nº 3
J Laje pré-moldada para piso, espessura = 12,0 cm.
L Laje pré-moldada para piso, espessura = 12,0 cm.
Fonte - CEHOP. FILTROS E SUMIDOUROS. Instalações Sanitárias. Obras Civis.
Considerações Gerais
a) No estabelecimento das dimensões do sumidouro, a cota de fundo deverá
ser mantida o mais afastado possível do lençol freático;
b) Sempre que possível, o sumidouro deverá ser projetado em duas unidades, para
permitir o uso alternado;
c) Quando o volume de contribuição crescer acima de 4.000 litros, é
recomendável dividir o sumidouro em dois, tendo o cuidado de afastá-los entre si, de uma
distância maior que três vezes a sua maior dimensão, e nunca menor que 6 metros.
Deverão ser observadas as seguintes condições com relação à implantação dos
sumidouros:
A distância mínima permitida entre o sumidouro e qualquer manancial ou
fonte de captação de água será de 30,0 m;
Sua localização deverá ter fácil acesso;
Não poderão comprometer a estabilidade de edificações adjacentes
O fundo deverá ficar no mínimo, 1,50 m acima do lençol freático.
Manutenção
Os sumidouros devem sofrer inspeções semestrais, pois, observada a redução da
capacidade de absorção do solo, novas unidades devem ser construídas.
15
2.5. PERDA DA CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO DOS SOLOS
Como estudado por (Gloaguen, 2005), a aplicação de esgotos domésticos sobre a
condutividade hidráulica do solo produzem efeitos que não são claramente definidos
(SOUZA et al., 2010).
Sabe-se que a diminuição da condutividade hidráulica do solo está associada à
obstrução física dos vazios do solo, decorrente do aporte de sólidos em suspensão e dos
coloidais, e também à obstrução biológica, em virtude do desenvolvimento da população
microbiana nas camadas de solo (MAGESAN et al., 2000).
A obstrução do meio filtrante é um problema que envolve fenômenos biológicos
(acumulação de microrganismos) e físicos (mecanismo de filtração), conforme informado
por Magesan et al., (2000) e Pavelic et al., (2011), mas também envolve processos
químicos, associado notadamente pela deposição e acumulação de precipitados químicos
(PEDESCOLL et al., 2011). Esse bloqueio nos vazios dos solos configura-se como uma
provável colmatação dos mesmos, o que pode ocasionar retardo no fluxo do líquido e
diminuir a eficiência do sistema de tratamento pela redução da condutividade hidráulica do
solo, naqueles que se utilizam da areia como meio filtrante (SOLEIMANI et al., 2009).
3. METODOLOGIA
O presente trabalho esclarece a problemática do condomínio multifamiliar localizado
em Nova Parnamirim – Parnamirim/RN. O condomínio dispõe de quatro torres de 20
pavimentos, sendo 4 unidades por pavimento, totalizando 304 unidades de unidades. O seu
início de operação se deu em Dezembro de 2009.
Atualmente, para o local em que o condomínio se encontra a cidade de
Parnamirim/RN não possui rede coletora de esgoto, ou seja, o condomínio utiliza a disposição
de efluentes no solo, provenientes da estação de tratamento de esgoto, através de sumidouros.
O efluente do condomínio é tratado por uma estação de tratamento de esgotos e só
depois é disposto nos sumidouros. O condomínio dispõe de dois sumidouros de dimensões
(51,0 x 3,0 x 2,5 m³ e 53,0 x 3,0 x 2,5 m³). Sendo essas dimensões o comprimento, a largura e
a altura, respectivamente.
Passados cinco anos após a partida do sistema, iniciou-se o surgimento de problemas
devido ao preenchimento completo e transbordamento de efluentes dos dois sumidos, o que
alavancou um aumento no custo condominial devido as constantes terceirizações de carros
limpa fossa para o esvaziamento desses sumidouros.
O projeto ideal dos sumidouros, já existentes, deveria ser baseado na norma NBR
13969/97 e os sumidouros construídos conforme o layout disponível no Relatório Técnico do
Condomínio1, representado na figura 5.
1 Aquarelle Residencial Clube. LIMPEZA E ADEQUAÇÃO DOS SUMIDOUROS, RELATÓRIO TÉCNICO. Parnamirim,
2015.
16
Figura 5 - Situação ideal do método construtivo dos sumidouros
Fonte: Elaborado pela autora, 2016.
17
Como tentativa de encontrar a razão do problema, foram utilizados 78 carros limpa-
fossa para esgotamento de ambos os sumidouros. A grande quantidade de carros limpa fossa
se deveu ao constante recebimento de efluentes no sistema, ou seja, enquanto os sumidouros
estavam sendo esgotados, os efluentes do condomínio continuavam chegando de forma
ininterrupta.
Após o esgotamento dos sumidouros foi observada que a sua execução não atendia às
recomendações propostas no projeto, bem como não atendia as recomendações da norma
NBR 13969/97.
Abaixo se encontra representada, através da figura 6, a situação construtiva encontrada
após o esgotamento dos sumidouros.
Figura 6 - Situação construtiva encontrada após o esgotamento dos sumidouros
Fonte: Elaborado pela autora, 2016.
18
Não obstante, além da situação construtiva não está de acordo com os parâmetros
ideais, precisou ser diagnosticado o motivo da dificuldade de infiltração dos efluentes no solo.
Para isso, a metodologia seguiu a seguinte estrutura:
1. Readaptação dos sumidouros existentes;
2. Ensaio SPT do solo;
3. Ensaio de infiltração;
4. Dimensionamento dos sumidouros;
5. Comparação entre o dimensionamento dos sumidouros já existentes e do novo
dimensionamento;
6. Detecção do problema.
3.1. Serviços de readaptação dos sumidouros
Avaliando a realidade instalada, e tendo como referência o que foi previsto em projeto,
foi possível identificar as seguintes divergências no método construtivo dos sumidouros:
a) Ausência de brita na superfície inferior do sumidouro.
b) Brita disposta nas cavas e tubos de PVC;
c) Ausência de tubos de PVC no segundo sumidouro e poucos no primeiro;
d) Filme de solo colmatado no fundo do sumidouro;
A partir do diagnóstico situacional supracitado, realizou-se o serviço de manutenção e
readaptação dos sumidouros existentes, com o objetivo de solucionar ou reduzir o problema
da dificuldade de infiltração no solo, conforme descrição apresentada a seguir.
a) Esgotamento dos sumidouros via carros limpa-fossa;
b) Retirada da camada superficial do solo colmatado;
c) Colocação novos tubos PVC;
d) Limpeza e colocação de brita na superfície inferior dos sumidouros.
Após a realização dos serviços de readaptação dos sumidouros obteve-se exatamente a
situação descrita no layout de projeto, conforme mostra a figura 5.
3.2 Situação pós-readaptação
Apesar dos serviços de readaptação, o solo prosseguiu com dificuldade de infiltração
do efluente despejado nos sumidouros.
Portanto, foi necessário fazer-se o estudo de ensaios e redimensionamento dos
sumidouros para comprovar a hipótese de que o sistema estaria subdimensionado para a
demanda de efluente do condomínio.
3.3 Ensaio SPT
Nos dias 25 e 26 de Abril de 2016, investigou-se geotécnicamente o solo em questão
através da sondagem à percussão (SPT). Esse tipo de ensaio teve como objetivo conhecer o
perfil do terreno em que o efluente estaria sendo disposto e posteriormente calcular a taxa de
infiltração do mesmo.
O serviço realizado pela empresa responsável diferiu do proposto pela NBR 8036/83
no que diz respeito à quantidade de furos de sondagem.
19
A NBR 8036/83 afirma que: Em quaisquer circunstancias o número mínimo de sondagens deve ser
a) Dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m²;
b) Três para área entre 200 m² e 400 m².
O ensaio realizado no condomínio resumiu-se na execução de 01 furo de sondagem à
percussão, onde sua locação foi estipulada pelo solicitante do serviço.
Conforme representado no layout da figura 7, a localização do ensaio não consistiu na
mesma localização de onde se encontram dispostos os sumidouros. Os sumidouros localizam-
se no estacionamento subsolo e o ensaio foi realizado na parte externa do condomínio. Isso
ocorreu, pois o pé direito do estacionamento subsolo é muito baixo, o que dificulta a entrada
de maquinários para realização do ensaio.
Figura 7 – Layout do local de execução do ensaio SPT e local dos sumidouros
Fonte: http://www.estruturalbrasil.com.br/Content/imoveis/aquarelle-condominio-clube/planta-02.jpg
Para a realização do ensaio utilizou-se um amostrador padrão do tipo SPT (Standard
Penetration Test) com corpo bipartido e tubos metálicos de revestimento com diâmetro
interno de aproximadamente de 3’’. E para o auxílio na perfuração foi utilizado um trado
helicoidal, um martelo de ferro de 65 kg para cravação das hastes de perfuração, um tripé e
um conjunto de motor/bomba para circulação de água no avanço da perfuração.
Inicialmente, escavou-se o solo até atingir 1 m de profundidade. Após atingir essa
profundidade, a equipe posicionou o amostrador padrão para o início da cravação e coleta de
amostras. Posicionou-se também a cabeça de bater para receber o impacto direto do martelo
de ferro.
Marcou-se um segmento de 45 cm, dividido em três partes iguais de 15 cm. Essa
marcação serviu de referência para a contagem das batidas do martelo de ferro em cada
trecho.
Iniciou-se a cravação, posicionando o martelo a 75 cm de altura da cabeça de bater e
golpeou até cravar os 45 cm. Como já mencionado no item “Sondagens de simples
reconhecimento com SPT - Método de ensaio - NBR 6484/01” desse trabalho, o índice de
resistência à penetração é definido como sendo a soma do número de golpes necessários para
a penetração dos 30 cm finais do amostrador padrão no solo, portanto, os 15 cm iniciais que
correspondem à cravação do amostrador no solo são desprezados.
A cada 45 cm, o amostrador padrão foi retirado para a coleta das amostras do solo e
foram seguidos os mesmos passos anteriores até encontrar o impenetrável.
Localização dos
sumidouros
Localização
dos ensaios
20
A coleta das amostras de solo foi realizada pelos técnicos de campo, sendo retiradas
do amostrador padrão após os ensaios de penetração. Todas as amostras foram levadas à
empresa responsável pelo ensaio para serem analisadas quanto à compacidade e/ou
consistência, com base nos índices de resistência à penetração.
A profundidade atingida na sondagem foi de 13,85 metros, considerando que o tipo de
solo não permitia alcançar maiores profundidades.
Como resultado do ensaio à percussão (SPT), obteve-se o perfil de sondagem, inserido
na figura 8 abaixo, na qual apresenta um gráfico de resistência à penetração, bem como os
principais dados sobre o solo encontrado, além das informações sobre os equipamentos
utilizados na execução do serviço, a profundidade alcançada no ensaio e a comprovação que
não foi encontrado nível da água.
Figura 8 - Perfil de sondagem SPT
Fonte: Relatório de Ensaio Penetrométrico (SPT) e Infiltração (INF).
21
3.4 Ensaio de Infiltração
Depois de conhecido o solo em que os sumidouros foram construídos, necessitou-se
determinar a capacidade de percolação do terreno para posterior redimensionamento dos
sumidouros.
Para determinar a capacidade de percolação, foi realizado o ensaio de infiltração do
solo, baseado nas orientações da NBR 13969/97.
O ensaio foi realizado entre os dias 25 e 26 de Abril de 2016 por técnicos de uma
empresa de especializada.
Materiais utilizados para a realização do ensaio:
Relógio;
Cronômetro;
Régua;
Trado com 150 mm de diâmetro;
Dispositivo para medição do nível de água na cava;
Água.
A norma NBR 13969/97 diz o seguinte: a) O número de locais de ensaio deve ser no mínimo 3 pontos,
distribuídos aproximadamente de modo a cobrir áreas iguais no local
indicado para campo de infiltração;
b) A cota do fundo da cava para ensaio deve ser aproximadamente
a mesma do sumidouro.
O ensaio não seguiu exatamente as recomendações da norma, pois realizou apenas
uma abertura de furo de sondagem com dimensões 15 cm de diâmetro e profundidades de 2
metros e o local de perfuração não ocorreu na cota de fundo dos sumidouros, pelos mesmos
motivos supracitados anteriormente no ensaio SPT.
Após a abertura do furo de sondagem, todo material solto foi retirado e a cava
preenchida com 5 cm de brita na sua parte inferior.
Iniciou-se a etapa de saturação do solo, preenchendo a cava com água até a altura de
30 cm do fundo, sendo mantida essa altura durante pelo menos 4 horas, e sendo completada
com sempre que baixado o nível.
Após saturação iniciou-se a determinação da taxa de percolação onde, inseriu-se 15
cm de água na cava, certificando-se que durante todo ensaio esse valor não fosse superado.
Em seguida determinou-se o rebaixamento do nível d’água na cava a cada 30 minutos. Após
cada determinação realizou-se o preenchimento do furo com água para se retornar os 30 cm
anteriores.
O ensaio prosseguiu até que se obteve diferença de rebaixamento dos níveis entre as
duas determinações sucessivas inferiores a 0,015 m, em pelo menos três medições.
Na tabela 3.1, a seguir, apresentam-se os resultados obtidos nos ensaios.
Tabela 3.1 - Valores Obtidos do Teste de Sondagem
Ensaio Profundidade (m) Tempo (min)
01 1,85
2,00
0
28
02 1,85
1,97
0
30
03 1,85
1,95
0
30 Fonte: Relatório de Ensaio Penetrométrico (SPT) e Infiltração (INF).
22
Para se calcular a taxa de percolação em min/m, na sondagem em questão, utilizaram-
se os dados contidos na tabela 3, de forma que foi divido o intervalo de tempo pelo desnível
apurado no ensaio realizado.
Nos três ensaios realizados, foram obtidas taxas de percolação média de 245,56
min/m. Posteriormente, as taxas de percolação média foram comparadas a tabela 3 da NBR
13969, ilustrada abaixo. Dessa forma, foi possível encontrar a taxa máxima de aplicação
diária do local, reproduzida na tabela 3.2, abaixo.
Tabela 3.2 - Valores de Taxa de Percolação em Taxa de Aplicação Superficial.
Taxa de percolação
min/m
Taxa máxima de aplicação diária
m³/m².dia
40 ou menos 0,2
80 0,14
120 0,12
160 0,10
200 0,09
400 0,065
600 0,053
1200 0,037
1400 0,032
2400 0,024 Fonte: NBR 13969/97: Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes
líquidos – Projeto, construção e operação.
Logo, a taxa máxima de aplicação diária equivale a 0,084 m³/m². dia ou 84 L/m².dia.
De posse desses resultados, observa-se que a taxa de aplicação diária do solo é boa, ou
seja, o solo é arenoso, com um bom índice de percolação, o que reforça a hipótese de que os
sumidouros foram subdimensionados para a demanda de efluentes do condomínio.
3.5 Redimensionamento dos sumidouros
Para concluir a hipótese de subdimensionamento dos sumidouros, fez-se necessário
redimensiona-los. Para isso, apurou-se os dados e a ficha técnica do condomínio, abaixo
ilustrada no quadro 2.
Quadro 3.1 – Ficha Técnica do Aquarelle Condomínio Clube
Nº Torres 4
Nº de pavimentos por torre Térreo e 19 pavimentos tipo
Nº de unidades por pavimento 4
Nº total de unidades 304
Nº de dormitórios por unidade 3
Lançamento Dezembro de 2009
Fonte: http://www.estruturalbrasil.com.br/imoveis/aquarelle-condominio-clube
23
Conhecendo a ficha técnica do condomínio, foram calculados os seguintes fatores para
obtenção da área de infiltração necessária para os sumidouros:
Taxa de ocupação;
População;
Contribuição de despejos;
Volume do esgoto.
Macintyre Josep Archibald, em seu “Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias”,
considera para prédio de apartamentos, duas pessoas por dormitório. A taxa de ocupação
adotada para residências e edifícios é, usualmente, de 5 pessoas. Portanto, nesse caso, essa foi
a taxa de ocupação utilizada para efeito de dimensionamento do presente trabalho.
O cálculo da população do condomínio dá-se pela seguinte fórmula:
População = Unid ∗ TaxaOC (2)
Onde:
Unid. – Quantidade de unidades de apartamentos do condomínio;
TaxaOC – Quantidade de pessoas por unidade;
Sendo assim, o cálculo da população do condomínio dá-se por:
População = 304 unidades * 5 pessoas
População = 1520 habitantes
O volume de esgoto é dado pela seguinte fórmula:
V (l/dia) = C (l/dia ∗ pessoa) ∗ N(pessoa) (3)
Onde:
“C” é a contribuição e “N” o número de pessoas.
Baseando-se na tabela da Norma Brasileira NBR 7229/93, reproduzida na tabela 7
abaixo, e considerando o condomínio de padrão médio, obtém-se o valor de contribuição de
esgotos (C = 130 l/dia).
Tabela 3.3 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e de ocupante
Prédio Unidade Contribuição de esgotos (C ) e Lodo fresco (Lf) (L)
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 Fonte: Adaptada da NBR 7229 - Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos.
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V (l
dia) = 130 (
l
dia∗ pessoas) ∗ 1520(pessoas)
𝐕 (𝐥
𝐝𝐢𝐚) = 𝟏𝟗𝟕𝟔𝟎𝟎 𝐥/𝐝𝐢𝐚
Considerando que nem todo o efluente que é lançado chega diretamente ao sumidouro,
pois uma parte dele fica retida na estação de tratamento de esgoto do condomínio, costuma-se
multiplicar o valor da vazão de efluente pela taxa de redução do volume do sumidouro (0,8).
𝐕 (𝐥
𝐝𝐢𝐚) = 𝟏𝟗𝟕𝟔𝟎𝟎
𝐥
𝐝𝐢𝐚∗ 𝟎, 𝟖 = 𝟏𝟓𝟖𝟎𝟖𝟎 𝐥/𝐝𝐢𝐚
Por fim, determina-se a área de infiltração lateral necessária:
Al = V (l /dia)/q(l/m². dia) (4)
Onde:
Al – Área de Infiltração Lateral;
V – Volume do Sumidouro;
q – Coeficiente de Infiltração do Terreno.
O coeficiente de infiltração do terreno, q = 84 l/m².dia, foi determinado por ensaio
SPT, disposto no “ANEXO A - Relatório de Ensaio Penetrométrico (SPT) e Infiltração
(INF)”, desse trabalho.
Al = 158080 (l
dia) / 84 (l/m². dia)
𝐀𝐥 = 𝟏𝟖𝟖𝟏, 𝟗 𝐦²
3.6 Comparativos entre área de infiltração construída e área de infiltração
necessária
Normalmente, por medida de segurança, não se leva em consideração a área de fundo
como área de infiltração no dimensionamento dos sumidouros. Sendo assim, nesse presente
dimensionamento, não se utilizou a área de fundo no cálculo da área de infiltração. Ademais,
com os resultados do ensaio SPT e a constatação de que a taxa de percolação do solo é baixa,
utilizar a área de fundo como parte do dimensionamento não seria indicado.
Como já mencionado anteriormente, o condomínio dispõe de dois sumidouros. O
sumidouro 1, com dimensões (51,0 x 3,0 x 2,5 m³), e o sumidouro 2 com (53,0 x 3,0 x 2,5
m³). Sendo essas dimensões o comprimento, a largura e a altura, respectivamente.
Calculando-se a área de infiltração do primeiro sumidouro, obtemos:
Alsumid1 = perímetro1 ∗ altura1 (5)
Onde:
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Alsumid1 - Área de infiltração lateral do sumidouro 1;
Perímetro1 – perímetro do sumidouro 1;
Altura1 – Altura do sumidouro1;
Alsumid1 = 51 x 2, 5 x 2 + 3 x 2, 5 x 2
Alsumid1 = 270 m²
Calculando-se a área de infiltração do segundo sumidouro, obtemos:
Alsumid2 = perímetro2 ∗ altura2 (6)
Onde:
Alsumid2 - Área de infiltração lateral do sumidouro 2;
Perímetro2 – perímetro do sumidouro 2;
Altura2 – Altura do sumidouro 2;
Alsumid2 = 53,0 x 3,0 x 2,5
Alsumid2 = 280m²
Somatório das áreas laterais de infiltração dos dois sumidouros:
Altotal = Alsumid1 + Alsumid2 (7)
Onde:
Altotal – somatório das áreas laterais de infiltração dos sumidouros.
Altotal = 270 + 280 m²
Altotal = 550 m²
4. CONCLUSÃO
Diante dos estudos realizados, o furo de sondagem à percussão atingiu o impenetrável
(13,85 metros de profundidade), o solo predominante encontrado foi arenoso e não se
encontrou nível d’água.
No que diz respeito ao ensaio de infiltração, o coeficiente referente à taxa máxima de
aplicação diária do solo encontrada foi de 0,084 m³/m². dia ou 84 L/m².dia. Ou seja, o solo
possuía uma boa taxa de infiltração, o que reforçou a hipótese de subdimensionamento dos
sumidouros.
Com base nesses dados, redimensionou-se a área de infiltração necessária para a
demanda de efluentes do condomínio e posteriormente comparou-se com a área de infiltração
disponível construtivamente na situação construtiva atual.
Observou-se então que a área de infiltração lateral necessária para infiltrar a demanda
de efluentes do condomínio é de, no mínimo, 1881,9 m², porém, apenas dispõe-se
construtivamente de 550 m² de área de infiltração lateral utilizada.
26
Tendo como base os ensaios e cálculos, a hipótese de subdimensionamento dos
sumidouros foi confirmada.
Concluindo-se que os sumidouros foram subdimensionados para a demanda existente,
precisando-se ainda de uma área de infiltração mínima de 1331,9 m² para suprir essa demanda
e evitar o transbordamento dos mesmos.
Como alternativa para esse problema, o condomínio poderá construir novos
sumidouros para suprir a área de infiltração em falta, bem como poderá utilizar drenos
verticais que contribuam na percolação desse efluente no solo.
27
REFERÊNCIAS
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Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A., 1990.
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Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1992.
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simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2000.
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sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. Rio de Janeiro,
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