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A falta de saneamento básico tem se mostrado, historicamente, um dos maiores problemas enfrentados pela humanidade, sendo, que atualmente, a poluição dos recursos hídricos e a falta de tratamento da água causam segundo a ONU, mais mortes que todas as formas de violência conhecidas. Existem variados sistemas de tratamento, tanto para a água, quanto para o esgoto, mas estas estruturas demandam de grandes investimentos e estão normalmente dispostas de maneira muito centralizada, sendo restritas na maioria das vezes a grandes cidades, limitando o acesso à população das regiões periurbanas e rurais. Este trabalho traz, por meio de pesquisa bibliográfica e prática de campo, o panorama do saneamento básico no Brasil e no mundo, as características e fatores interferentes de todo o processo e apresenta o sistema de Bacias de Evapotranspiração (BET), uma alternativa para tratamento do esgoto proveniente dos vasos sanitários e de outras fontes de efluentes com grande carga de matéria orgânica e organismos patogênicos existentes em uma residência, com seus princípios de funcionamento, alternativas de construção, dimensionamento, cuidados para a sua manutenção e análise de eficiência do sistema de tratamento, sendo apresentada também uma breve pesquisa sobre alternativas para o tratamento da água cinza, que carrega menor carga orgânica e patogênica, necessitando de processos de tratamento mais simples. The Lack of sanitation has been shown, historically, one of the biggest problems facing humanity, and, currently, pollution of water resources and lack of water treatment according to the UN cause more deaths than all forms of violence known. There are various treatment systems, both for water and for sewage, but these structures require large investments and are usually arranged in a very centralized, being restricted mostly to large cities, limiting access to the population of peri-urban regions and rural areas. This paper presents, through a literature search and field practice, the situation of sanitation in Brazil and worldwide, the characteristics and factors that determine the entire process and presents the system of basins Evapotranspiration (ET), an alternative to treatment of sewage from toilets and other sources of effluents with high organic matter content and pathogenic organisms in an existing residence, with its operating principles, alternatives of construction, sizing, their maintenance and analysis of system efficiency treatment, and also presented a brief survey of alternatives for the treatment of gray water, which carries lesser organic and pathogenic load, requiring treatment processes simpler. Der Mangel an sanitären Einrichtungen hat sich historisch gezeigt als einer der größten Probleme der Menschheit, und heutzutage, die Verschmutzung der Wasserressourcen und der Mangel an Wasser-Behandlung nach der UN, verursachen mehr Todesfälle als alle Formen der Gewalt bekannt. Es gibt verschiedene Aufbereitungsanlagen, sowohl für Wasser und für Abwasser, aber diese Strukturen erfordern hohe Investitionen und sind in der Regel in einer sehr zentralen angeordnet, wobei vor allem die großen Städte beschränkt, die den Zugang zu der Bevölkerung des peri-urbanen Regionen und ländlichen Gebieten. Diese Arbeit präsentiert, durch eine Literaturrecherche und Feld der Praxis die Situation der Abwasserentsorgung in Brasilien und weltweit, die Merkmale und Faktoren, die den gesamten Prozess und stellt das System der Becken Evapotranspiration (ET) zu bestimmen, eine Alternative zur Behandlung von Abwasser aus Toiletten und anderen Quellen von Abwässern mit hohen Gehalt an organischer Substanz und pathogenen Organismen in einer bestehenden Anlage, mit ihren Wirkprinzipien, alternative Konstruktion, Dimensionierung, sorgen für deren Wartung und Analyse der Effizienz des Systems Behandlung, und auch einen kurzen Überblick über Alternativen für die Behandlung von grauem Wasser, das wenigerTRANSCRIPT
FACULDADE GUARAPUAVA CIÊNCIAS AMBIENTAIS
ANDY ROBERTO ESSERT
JOELMIR AUGUSTINHO MAZON
O SANEAMENTO BÁSICO E A CONTEXTUALIZAÇÃO DO SISTEMA
DE BACIAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO COMO ALTERNATIVA PARA O
SANEAMENTO ECOLÓGICO
GUARAPUAVA
2011
FACULDADE GUARAPUAVA
CIÊNCIAS AMBIENTAIS
ANDY ROBERTO ESSERT
JOELMIR AUGUSTINHO MAZON
O SANEAMENTO BÁSICO E A CONTEXTUALIZAÇÃO DO SISTEMA
DE BACIAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO COMO ALTERNATIVA PARA O
SANEAMENTO ECOLÓGICO
Trabalho de Conclusão de Curso a ser entregue ao Núcleo de Estágio da Faculdade Guarapuava para obtenção de nota final na disciplina de TCC II do Curso de Ciências Ambientais da Faculdade Guarapuava.
Orientador: Prof. Ms. Emmanuel Sanchez
GUARAPUAVA
2011
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a Deus pela vida e a nossos pais pela base para
que pudéssemos concluir este curso.
Agradecemos também aos nossos professores, em especial ao Professor
Emmanuel Sanchez, pela sugestão do tema aqui abordado e pela sua orientação,
além de todos os professores que ajudaram e participaram direta ou indiretamente
na elaboração deste trabalho.
EPÍGRAFE
“A quantidade de água suja significa
que mais pessoas morrem hoje por
causa da água poluída e contaminada
do que por todas as formas
de violência, inclusive as guerras”.
UNEP - Programa do Meio Ambiente das Nações Unidas (2010)
RESUMO
A falta de saneamento básico tem se mostrado, historicamente, um dos maiores problemas enfrentados pela humanidade, sendo, que atualmente, a poluição dos recursos hídricos e a falta de tratamento da água causam segundo a ONU, mais mortes que todas as formas de violência conhecidas. Existem variados sistemas de tratamento, tanto para a água, quanto para o esgoto, mas estas estruturas demandam de grandes investimentos e estão normalmente dispostas de maneira muito centralizada, sendo restritas na maioria das vezes a grandes cidades, limitando o acesso à população das regiões periurbanas e rurais. Este trabalho traz, por meio de pesquisa bibliográfica e prática de campo, o panorama do saneamento básico no Brasil e no mundo, as características e fatores interferentes de todo o processo e apresenta o sistema de Bacias de Evapotranspiração (BET), uma alternativa para tratamento do esgoto proveniente dos vasos sanitários e de outras fontes de efluentes com grande carga de matéria orgânica e organismos patogênicos existentes em uma residência, com seus princípios de funcionamento, alternativas de construção, dimensionamento, cuidados para a sua manutenção e análise de eficiência do sistema de tratamento, sendo apresentada também uma breve pesquisa sobre alternativas para o tratamento da água cinza, que carrega menor carga orgânica e patogênica, necessitando de processos de tratamento mais simples.
Palavras-chave: Alternativas sustentáveis, bacia de evapotranspiração, esgoto doméstico.
ABSTRACT
The Lack of sanitation has been shown, historically, one of the biggest problems facing humanity, and, currently, pollution of water resources and lack of water treatment according to the UN cause more deaths than all forms of violence known. There are various treatment systems, both for water and for sewage, but these structures require large investments and are usually arranged in a very centralized, being restricted mostly to large cities, limiting access to the population of peri-urban regions and rural areas. This paper presents, through a literature search and field practice, the situation of sanitation in Brazil and worldwide, the characteristics and factors that determine the entire process and presents the system of basins Evapotranspiration (ET), an alternative to treatment of sewage from toilets and other sources of effluents with high organic matter content and pathogenic organisms in an existing residence, with its operating principles, alternatives of construction, sizing, their maintenance and analysis of system efficiency treatment, and also presented a brief survey of alternatives for the treatment of gray water, which carries lesser organic and pathogenic load, requiring treatment processes simpler.
Keywords: Sustainable Alternatives, evapotranspiration basin, domestic sewage.
ZUSAMMENFASSUNG
Der Mangel an sanitären Einrichtungen hat sich historisch gezeigt als einer der größten Probleme der Menschheit, und heutzutage, die Verschmutzung der Wasserressourcen und der Mangel an Wasser-Behandlung nach der UN, verursachen mehr Todesfälle als alle Formen der Gewalt bekannt. Es gibt verschiedene Aufbereitungsanlagen, sowohl für Wasser und für Abwasser, aber diese Strukturen erfordern hohe Investitionen und sind in der Regel in einer sehr zentralen angeordnet, wobei vor allem die großen Städte beschränkt, die den Zugang zu der Bevölkerung des peri-urbanen Regionen und ländlichen Gebieten. Diese Arbeit präsentiert, durch eine Literaturrecherche und Feld der Praxis die Situation der Abwasserentsorgung in Brasilien und weltweit, die Merkmale und Faktoren, die den gesamten Prozess und stellt das System der Becken Evapotranspiration (ET) zu bestimmen, eine Alternative zur Behandlung von Abwasser aus Toiletten und anderen Quellen von Abwässern mit hohen Gehalt an organischer Substanz und pathogenen Organismen in einer bestehenden Anlage, mit ihren Wirkprinzipien, alternative Konstruktion, Dimensionierung, sorgen für deren Wartung und Analyse der Effizienz des Systems Behandlung, und auch einen kurzen Überblick über Alternativen für die Behandlung von grauem Wasser, das weniger organische Belastung und pathogene trägt, die eine Behandlung Prozesse einfacher vorgestellt.
Schlüsselwörter: Nachhaltige Alternativen, Waschbecken Evapotranspiration,
häuslichem Abwasser.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Cloaca máxima......................................................................................... 18
Figura 2 - Domicílios abastecidos de água por rede geral, segundo as Grandes
Regiões - 2000/2008. ................................................................................................ 33
Figura 3 - Percentual de domicílios com acesso à rede de esgotamento sanitário e
taxa de crescimento do número de economias residenciais, segundo as Grandes
Regiões - 2000/2008. ................................................................................................ 36
Figura 4 - Percentual de domicílios atendidos por rede geral de esgoto, em ordem
decrescente, segundo as Unidades da Federação – 2008. ...................................... 37
Figura 5 - Percentual de municípios com tratamento de esgoto, em ordem
decrescente, segundo as Unidades da Federação – 2008. ...................................... 37
Figura 6 - Evolução percentual das principais variáveis do esgotamento sanitário -
Brasil - 2000/2008. .................................................................................................... 38
Figura 7 - Processos de tratamento de uma ETE ..................................................... 46
Figura 8 - O uso do gradeamento em um sistema preliminar de tratamento ............ 47
Figura 9 - Decantador primário ................................................................................. 48
Figura 10 - Decantador secundário .......................................................................... 49
Figura 11 - Sistema de fossa séptica ....................................................................... 50
Figura 12 - Desenho esquemático de um reator RAFA ............................................ 52
Figura 13 - Tratamento por lagoas ........................................................................... 53
Figura 14 - Componentes do ciclo hidrológico.......................................................... 57
Figura 15 - Distribuição da água no Planeta Terra ................................................... 58
Figura 16 - Principais processos de contaminação e poluição das águas ............... 61
Figura 17 - Metabolismo de microrganismos heterotróficos ..................................... 68
Figura 18 - Croqui de uma "Watson wick" ................................................................ 78
Figura 19 - Corte esquemático de uma BET ............................................................ 80
Figura 20 - Dimensionamento de uma BET para três usuários ................................ 82
Figura 21 - Preparação da cova para a construção da bacia de evapotranspiração 83
Figura 22 - Passo a passo na construção de uma BET com estrutura de ferro-
cimento. ..................................................................................................................... 84
Figura 23 - Caixa da BET construída de alvenaria ................................................... 84
Figura 24 - Isolamento com lona plástica em uma BET construída em Florianópolis-
SC. ............................................................................................................................ 85
Figura 25 - Utilização de lona plástica de 200 micras em uma BET em Guarapuava-
PR. ............................................................................................................................ 85
Figura 26 - Várias formas de construção de uma câmara anaeróbica. .................... 86
Figura 27 - Esquematização das camadas de preenchimento da BET .................... 87
Figura 28 - Espécies mais utilizadas em uma BET .................................................. 88
Figura 29 - Bacia de Evapotranspiração finalizada em Brasília-DF .......................... 89
Figura 30 - Etapas da digestão anaeróbia ................................................................ 91
Figura 31 - Ilustração do tratamento de águas cinza. ............................................... 99
Figura 32 - Círculo de Bananeiras .......................................................................... 100
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Número de estações de tratamento de esgoto nos EUA. ..................... 24
TABELA 2 - Municípios com serviço de abastecimento de água por rede geral de
distribuição, segundo as Grandes Regiões - 1989/2008. .......................................... 31
TABELA 3 - Percentual de municípios do País, total de domicílios, economias
residenciais e economias abastecidas em relação ao número de domicílios, segundo
as Grandes Regiões - 2008....................................................................................... 32
TABELA 4 - Municípios, total e com algum serviço de saneamento básico, por tipo
de serviço, Região Sul da Federação - 2000/2008 ................................................... 34
TABELA 5 - Resultados das análises físico-químicas do efluente do interior e da
saída da BET comparados com dados encontrados na bibliografia .......................... 95
TABELA 6 - Consumo doméstico, agrícola e industrial per capita por continente. ... 97
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 - Cronologia dos eventos relacionados aos sistemas de esgotamento
sanitário ..................................................................................................................... 28
QUADRO 2 - Composição típica de esgotos sanitários ............................................ 41
QUADRO 3 - Inconvenientes do lançamento in natura de esgotos nos corpos d'água.
.................................................................................................................................. 63
QUADRO 4 - Principais doenças causadas por bactérias e que podem ser
transmitidas pela água .............................................................................................. 74
QUADRO 5 - Principais doenças causadas por enterovírus humanos e que podem
ser transmitidas pela água ........................................................................................ 74
QUADRO 6 - Doenças causadas por parasitas e que podem ser transmitidas pela
água .......................................................................................................................... 75
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 14
2.SANEAMENTO BÁSICO E TRATAMENTO DE EFLUENTES: CONTEXTO
HISTÓRICO ...............................................................................................................16
2.1.SANEAMENTO BÁSICO E TRATAMENTO DE EFLUENTES NO BRASIL:
CONTEXTO HISTÓRICO.......................................................................................... 25
2.2.SANEAMENTO BÁSICO: CONTEXTO ATUAL .................................................. 29
2.2.1.Abastecimento de Água ................................................................................... 29
2.2.2.Esgotamento Sanitário ..................................................................................... 34
3.ESGOTO SANITÁRIO DOMÉSTICO ........................................... 40_Toc311037343
3.1.CONSTITUIÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO .................................................... 40
3.1.1.Características Físicas ..................................................................................... 41
3.1.2. Características Químicas ................................................................................ 43
3.1.3. Características Biológicas ............................................................................... 44
3.2. TRATAMENTOS USUAIS DE ESGOTO SANITÁRIO........................................ 45
3.2.1. Estação de Tratamento de Esgoto – ETE ....................................................... 45
3.2.2. Tratamento Preliminar .................................................................................... 47
3.2.3. Tratamento Primário ....................................................................................... 47
3.2.4. Tratamento Secundário .................................................................................. 48
3.2.5. Tratamento Terciário....................................................................................... 49
3.3. TRATAMENTOS INDIVIDUAIS DE ESGOTO ................................................. 50
3.3.1. Sistemas de Tanques Sépticos com Sumidouro ............................................ 50
3.3.2. Filtro Anaeróbio .............................................................................................. 51
3.3.3. Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente – RAFA ...................................... 51
3.3.4. Lagoas de Estabilização ................................................................................. 52
3.3.5. Lodos Ativados ............................................................................................... 54
4. A POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS: PAPEL DO DESPEJO DO
ESGOTO PARA O PROBLEMA ............................................................................... 56
4.1. A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA .............................................................................. 56
4.2.A CONTRIBUIÇÃO DO LANÇAMENTO DE ESGOTOS PARA A POLUIÇÃO
DOS RECURSOS HÍDRICOS ................................................................................... 59
4.3. POLUENTES HÍDRICOS MAIS COMUNS ...................................................... 63
4.3.1. Substâncias Orgânicas ................................................................................... 64
4.3.2. Substâncias Inorgânicas ................................................................................. 64
4.3.3. Substâncias Tóxicas ....................................................................................... 64
4.3.4. Sais Não-Tóxicos ............................................................................................ 65
4.3.5. Substâncias Antiestéticas ............................................................................... 65
4.4. PARÂMETROS PARA A QUALIFICAÇÃO DAS CARGAS POLUIDORAS ..... 65
4.4.1. Oxigênio Dissolvido (OD) ................................................................................ 66
4.4.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) ...................................................... 67
4.4.3. Sólidos Totais ................................................................................................. 68
4.4.4. Nitrogênio Total .............................................................................................. 69
4.4.5. Fósforo ............................................................................................................ 70
4.4.6. pH ................................................................................................................... 70
4.4.7. Alcalinidade .................................................................................................... 71
4.4.8. Organismos Coliformes .................................................................................. 71
4.5. DOENÇAS DE VEICULAÇÃO HÍDRICA ............................................................ 72
5. BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO: ALTERNATIVA DE SANEAMENTO
ECOLÓGICO PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS .............. 76
5.1. CARACTERIZAÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO DO PROCESSO DE
TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS PELO MÉTODO DE BACIA DE
EVAPOTRANSPIRAÇÃO. ......................................................................................... 76
5.2. A IMPORTÂNCIA DA SEGREGAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO CONFORME
SUA ORIGEM ANTES DA DISPOSIÇÃO PARA O TRATAMENTO ......................... 78
5.3. CONSTRUÇÃO DE UMA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO: MÉTODOS E
ALTERNATIVAS ....................................................................................................... 80
5.3.1. Dimensionamento ........................................................................................... 81
5.3.2. Construção da bacia/vala/trincheira ................................................................ 82
5.3.3. Câmara Anaeróbia .......................................................................................... 86
5.3.4. Preenchimento da BET com Materiais de Granulometria Decrescente .......... 87
5.3.5. Piezômetros .................................................................................................... 88
5.3.6. Plantação das Espécies Vegetais ................................................................... 88
5.4. CONJUNTO DE FATORES QUE CONTRIBUEM NO FUNCIONAMENTO DE
UMA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO ............................................................... 89
5.4.1. Processo de Digestão Anaeróbia de uma BET ............................................... 90
5.4.2. Processo de Digestão Aeróbia ....................................................................... 92
5.5. AÇÃO DA CAPILARIDADE DO SOLO E DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO ............ 93
5.6. ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO ................ 94
6. ALTERNATIVAS PARA O TRATAMENTO DAS ÁGUAS CINZA ....................... 97
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 101
8. REFERÊNCIAS ................................................................................................... 102
14
1. INTRODUÇÃO
A preocupação do ser humano em trazer para próximo de si a água para seu
abastecimento e afastar seus dejetos remete há milênios. De acordo com Fernandes
(1997), sociedades antigas da Índia já dispunham de equipamentos e estruturas de
saneamento básico, de mesmo modo que no Mediterrâneo e no Oriente médio. Com
a Revolução Industrial e a concentração da população e das fábricas próximas á rios
e lagos, veio também a tona o problema da poluição da água, levando-se a
percepção que este líquido tão essencial à manutenção da vida poderia se tornar um
meio de veiculação de doenças.
Com o desenvolvimento industrial e econômico, além da já amadurecida
ideia de que várias doenças são transmitidas pela água, surge o interesse e a
preocupação com o seu tratamento, tanto para o abastecimento quanto dos
efluentes industriais, contemplando as cidades com sistemas de tratamento coletivos
e centralizados. A evolução dos processos de saneamento básico evoluiu de
sobremaneira no século XX com o surgimento de novas tecnologias e adoção de
parâmetros de qualidade contribuiu para que a água captada e processada pelas
atividades humanas fosse devolvida em seu pós-tratamento de maneira que não
afete o meio ambiente. Este avanço, contudo, não atinge todos os países, sendo
que, segundo a ONU (2010), cerca de 1/3 da população mundial ainda não tem
acesso ao saneamento básico.
O presente trabalho traz, por meio de pesquisa bibliográfica, um panorama
geral sobre o saneamento básico no Brasil e no mundo, o histórico destas atividades
desde as épocas mais remotas da humanidade até o momento atual, a importância
e os problemas relacionados entre o despejo de efluentes sem tratamento e os
recursos hídricos, além do processo de evolução dos sistemas de tratamento de
efluentes existentes, sendo o ponto chave deste estudo a apresentação do sistema
de Bacias de Evapotranspiração (BET), criada por permacultores e definida por
Gabialti (2009) como um método de tratamento das águas negras provenientes dos
vasos sanitários e outras fontes de efluentes com grande carga de matéria orgânica
e microrganismos patogênicos, surgindo como alternativa de saneamento ecológico
para regiões sem acesso à rede pública de esgoto, utilizando-se de processos
15
físicos, químicos e biológicos para a degradação da matéria orgânica e patógenos
presente neste tipo de efluente e devolvendo ao meio ambiente de forma limpa.
Os princípios de funcionamento deste sistema, segundo Vieira (2010), se dá
pela construção de uma vala impermeabilizada, preenchida com materiais de
granulometria decrescente, com uma estrutura de câmara no seu fundo e deposição
de uma camada de solo em sua superfície, onde são plantadas espécies vegetais
participantes do processo.
O esgoto entra no sistema e se concentra no fundo da BET, na chamada
câmara anaeróbia. Neste setor, entram em ação as bactérias anaeróbias, que
promovem a degradação da matéria orgânica, gerando resíduos que ascendem por
capilaridade a regiões com maior concentração de oxigênio e são degradadas pelas
bactérias aeróbias e facultativas, resultando na geração de nutrientes
(principalmente compostos de nitrogênio) e água, que são absorvidas e aproveitadas
pelas plantas, que por sua vez, devolvem a água de maneira pura à atmosfera por
meio da evapotranspiração.
Esta etapa do trabalho utiliza-se além de pesquisa bibliográfica, práticas em
campo realizadas no Instituto de Pesquisas e Assessoria em Tecnologias
Sustentáveis e Educação Ambiental – ITEC, em Guarapuava-PR, expondo os
princípios de funcionamentos de uma BET, métodos e alternativas de construção,
cuidados na manutenção e a avaliação da influencia deste sistema de tratamento.
O tratamento das águas cinza também é contemplando neste estudo,
demonstrando suas características e algumas alternativas de tratamento.
16
2. SANEAMENTO BÁSICO E TRATAMENTO DE EFLUENTES: CONTEXTO
HISTÓRICO
A preocupação com as questões sanitárias já denotam dos tempos mais
longínquos da história da humanidade. Os primeiros relatos de atividades de
saneamento básico na antiguidade sempre tiveram relação com o surgimento e
crescimento das cidades. Conforme Moreira (1998), neste processo era sempre
possível notar a presença de cursos de água em sua paisagem.
Com o surgimento dos primeiros povoados e cidades, o homem teve que
buscar formas de trazer a água para seu abastecimento e também afastar seus
dejetos.
Silva (1998, p.26) mostra que:
A aglomeração de milhares de pessoas levou o homem, desde a Antiguidade, a se ver confrontado com problemas de sobrevivência, ou seja, relacionado a problemas ecológicos, e a água é um bom exemplo disso. Para fazer face a tais dificuldades, era preciso desenvolver a criatividade e a engenhosidade, como pode ser observado nas obras de irrigação e captação para abastecimento de água potável, entre outras, construídas pelos povos antigos.
Os hindus foram os percursores na criação de sistemas de distribuição de
água eficientes, há cerca de 4 mil anos. Em sítios escavados, como o de Mohenjo-
Daro, e em Harappa, no Punjab, ambos na Índia, indicam a existência de ruas
alinhadas, pavimentadas e drenadas com esgotos canalizados em galerias
subterrâneas de tijolos, com pelo menos 50 centímetros abaixo do nível da rua. Nas
residências constatou-se a existência de banheiros com esgotos canalizados em
manilhas cerâmicas rejuntadas com gesso. Isto a mais de 3000 A.C. (FERNANDES,
1997).
Para Fernandes (1997), as civilizações primitivas não se destacavam por
práticas higiênicas individuais por razões absolutamente sanitárias, mas sim, por
questões de religiosidade, para se apresentarem limpos e puros aos olhos dos
deuses de modo a não serem castigados com doenças.
Entre 2100-1700 A.C. no Egito, mais especificamente em Kahum, estudos
constataram a existência de um sistema de urbanização organizado com construção
de galerias em pedras de mármore para drenagem de águas superficiais. Em Tel-el-
17
Amarma, também no Egito, haviam algumas moradias mais modestas que
dispunham de banheiros (BRAGA, 2011).
Na Grécia antiga, além do culto aos deuses, havia preocupações com o
abastecimento devido à escassez de água e também com a eliminação dos esgotos.
Silva (1998, p.28), reforça que:
[...] as obras hidráulicas seriam realizadas não somente por interesses estéticos ou religiosos, mas também pela necessidade evidente de suprimento de água, conjugando-se assim duas funções - o culto e a funcionalidade. Além disso, ao evocar os deuses e os mitos, a população era induzida a executar as obras de grande porte.
De acordo com Xavier (2010), na Ilha de Creta foram construídos tanques
nos terraços com a finalidade de filtrar as águas provenientes dos telhados. Nas
construções localizadas em partes mais altas das cidades, coletava-se a água
pluvial em cisternas, das quais partiam estruturas canalizadas, transportando a água
até as regiões mais baixas.
Mumford (1982) apud Xavier (2010, p.183) ressalta que,
No período helenístico (338 a.C. a 146 a.C) as cidades com suas casas de banho, seu aperfeiçoado suprimento de água, muitas vezes canalizado desde as colinas, levantaram o nível físico geral da população. Mas ―no que diz respeito às latrinas privadas [...] não se têm sido desenterradas indicações de melhoramentos sanitários dentro da moradia helênica.
No período do Império Romano, pelo contrário, haviam contrastes bem
acentuados em relação às técnicas de saneamento gregas, observando-se a
existência de grandes obras com elevado padrão e técnica de engenharia civil, como
imensos aquedutos romanos, que transportavam, por gravidade, águas de fontes
nas montanhas até as cidades. A população também se utilizava destas fontes e de
latrinas (Toalete de Ephesus), além de banhos públicos, termas, etc. (ROCHA et al.,
2004).
Estes tipos de luxo eram praticamente exclusivos da classe rica e poderosa,
apesar das fontes de água serem abundantes. Conforme Xavier (2010), os
cenáculos (apartamentos de vários tamanhos para a classe média e inferior)
possuíam água encanada apenas no andar térreo e não possuíam privadas. Os
habitantes esvaziavam seus urinóis num recipiente comum, o dolium, localizado no
patamar das escadas ou diretamente na rua pelas janelas. Nos edifícios mais altos
de Roma, o transporte da água e dos dejetos era feita de forma braçal.
18
O maior símbolo de engenharia sanitária do período do Império Romano
certamente é a Cloaca máxima (Figura 1).
Figura 1 - Cloaca máxima – Pintura "Sbocca della Cloaca Massima." de Franz E. Roesler, 1883. Fonte: Site vroma.org (2011)
Sobre isso, Mumford (1982) apud Xavier (2010) aponta que:
Com relação aos esgotos, o mais antigo monumento da engenharia Romana é a Cloaca Máxima uma rede com dimensões gigantescas construída no século VI a.C para drenar as águas residuais e o lixo da cidade de Roma, despejando-os no Rio Tibre. Tão sólida era a construção de pedras, tão ampla suas dimensões, que foi utilizada por muito tempo após a queda do Império Romano.
Com a queda do Império romano, veio o período medieval, durando cerca de
um milênio. Neste período notou-se um grande declínio não só na preocupação em
encontrar formas de tratar as questões sanitárias, como também um total retrocesso
nas condições da população com as mesmas.
Segundo Fernandes (1997), para o Ocidente, esta época foi marcada pelo
retrocesso. Isto devido pela fusão de culturas clássicas, bárbaras e ensinamentos
cristãos, tendo como centro Constantinopla. O autor cita ainda que parte dos
conhecimentos científicos acabou sendo deslocado pelos cientistas em fuga para o
mundo árabe, principalmente para a Pérsia, dando início na Europa, a uma
19
substituição deste conhecimento por uma cultura a base de superstições, gerando o
que hoje é denominada Idade das Trevas (500-1000 d.C.).
Neste período a população ainda tratava as doenças como castigos divinos
e buscavam a cura destas com procedimentos místicos, orações ou penitências,
trazendo com isto desleixo com a higiene e ignorando novas formas de tratamento
de sanitário de seus efluentes.
Com o desenvolvimento da economia na Idade Média, a água passa a se
tornar um elemento importante deste processo. Para Silva (2010) a implantação dos
moinhos e as atividades pré-industriais de moagem, tecelagem, tinturaria,
manufaturas em tecido e couro exigiam grandes quantidades de água, necessitando
estas instalarem-se próximas de rios para facilitar a captação da água. À medida
que essas atividades foram se instalando e se popularizando, ao redor delas
começavam a se formar aglomerações para mão-de-obra destinada aos trabalhos
pesados, incentivando com isto que o próprio planejamento urbano da época fosse
feito em função da circulação das águas no interior das cidades e vilarejos.
O autor ainda comenta que a maior parte da população utilizava-se de
poços escavados no interior de suas casas, com o intuito de suprir suas
necessidades domésticas e artesanais. Mas a presença de fossas em suas
proximidades contaminava quase todas essas fontes de água subterrânea,
contribuindo para o avanço das doenças. Já Rocha et al. (2004), comenta que os
fossos dos castelos feudais recebiam todas as espécies de dejetos e rejeitos, e nas
ruas e imediações das cidades, acumulava-se todo tipo de detrito, contribuindo na
proliferação de ratos, criando sérios problemas de saúde pública, culminando no
mais grave destes até então: a epidemia de peste bubônica, que matou cerca de 25
milhões de pessoas só na Europa.
Silva (1998, p. 33) comenta:
A peste negra no século XIV, conjugada com a guerra e a insurreição popular, demonstrava um período de crise e um terço da população, acometida pela doença, teria sido dizimada na Europa. Na Idade Média, ao contrário da Antiguidade, os hábitos higiênicos eram pouco considerados, visto a dimensão dos problemas sanitários com a deposição de restos orgânicos e lixo nas vias públicas, nas instalações sanitárias insuficientes ou ausentes, e nas reduzidas possibilidades de banho para a população. Este período foi marcado por grandes epidemias além da peste, dentre elas, a da varíola, a do cólera, a da lepra e a do tifo.
20
Na tentativa de deter tais problemas, a Inglaterra, em 1388, promulgou a que
se considera a mais antiga lei de proteção ambiental, proibindo o lançamento de
excrementos, lixo e detritos nas valas, rios e águas (XAVIER, 2010).
Apesar das tentativas, tais normas de disciplinamento do uso dos recursos
hídricos não geraram os resultados desejados. Segundo Silva (1998), as cidades
medievais introduziram no meio ambiente, por meio de seus cidadãos e artesãos,
uma série de perturbações, como: poluição com modificação do equilíbrio das águas
fluviais; contaminação dos lençóis freáticos; acumulação dos riscos epidêmicos;
como também a destruição de vastas áreas florestais, levando à redução das
vazões das águas superficiais e subterrâneas, provocando o que Roche (1990)
denominou ser ―a primeira grande transformação dos ecossistemas‖
Mesmo que estas normas não tenham sido obedecidas, surgiam ali os
primeiros pensamentos sobre a importância da preservação da água para
abastecimento humano e a consciência de que a atividade humana trazia prejuízo à
qualidade de rios e das fontes (XAVIER, 2010).
O período do Renascimento é considerado como um divisor de águas na
questão do saneamento. Conforme Silva (1998), novos conhecimentos e novas
técnicas hidráulicas começaram a surgir a partir do advento da ciência e de seus
novos métodos, marcando uma transformação radical no mundo e nos paradigmas
que orientavam a sociedade até então. A preocupação com epidemias incentivou a
busca por novos meios de técnicas sanitárias que surgiram com a revolução
científica, dando evidência à decadência da visão naturalista e a mudança no
conceito do processo saúde-doença, consolidando-se somente no século XIX, com o
surgimento da medicina científica.
Neste período da história surgiram os primeiros aparelhos sanitários e
sistemas de água encanada, usados primeiramente pela nobreza.
De acordo com Fernandes (1997):
A sistemática de carreamento de refugos e dejetos domésticos com o uso da água, embora fosse conhecida desde o século XVI, quando John Harrington
1 instalou a primeira latrina no palácio da Rainha Isabel, sua
1 John Harrington (1561 - 1612), cortesão e poeta satírico inglês nascido em Kelston, Somerset.
Formado em Cambridge, entrou para a história do saneamento quando idealizou e convenceu sua protetora, a Rainha Isabel, a instalar no palácio, um recinto interno e fechado com vaso cloacal, a primeira latrina. Entre seus escritos destacaram-se uma tradução de Orlando Furioso, de Ariosto (1591), The Metamorphosis of Ajax (1596) e um tratado sobre a sucessão da coroa. (FERNANDES, 1997).
21
disseminação só veio a partir de 1778, quando Joseph Bramah2 inventou a
bacia sanitária com descarga hídrica, inicialmente empregada em hospitais e moradias nobres. Estas instalações provocaram a saturação das fossas, contaminando as ruas e o lençol freático. A distribuição generalizada de água encanada e das peças sanitárias com descarga hídrica, fizeram com que a água passasse a ser utilizada com uma nova finalidade: afastar propositadamente dejetos e outras sujeiras indesejáveis ao ambiente de vivência.
O acúmulo de dejetos e rejeitos nas ruas continuou sendo um problema
sanitário até o século XVIII. Segundo Rocha et al. (2004), o lixo acumulava-se nas
ruas à medida que a população crescia e com o inicio da era industrial tornou-se
necessária a tomada de medidas para o afastamento destes resíduos para longe
das concentrações populacionais. O destino deste escoamento de resíduos
domésticos e industriais eram os rios, que passaram a receber grande carga de
poluentes gerando problemas como mortandade de peixes e transmissão de
doenças. A Inglaterra foi um dos primeiros países a serem atingidos devido à
pequena extensão e volume dos seus rios, passando com isso a ser também um
dos primeiros países a buscar medir e caracterizar poluição, criar os primeiros
regulamentos referentes à proteção sanitária dos cursos de água e os primeiros
processos de tratamento de águas residuais.
De acordo com Fernandes (1997):
As décadas de 1830 e 1840 podem ser destacadas como as mais importantes na história científica da Engenharia Sanitária. A epidemia de cólera de 1831/32 despertou concretamente para os ingleses a preocupação com o saneamento das cidades, pois evidenciou que a doença era mais intensa em áreas urbanas carentes de saneamento efetivo, ou seja, em áreas mais poluídas por excrementos e lixo, além de mostrar que as doenças não se limitavam às classes mais baixas. Em seu famoso Relatório (1842), Chadwick
3 já afirmava que as medidas preventivas
como drenagem e limpeza das casas, através de um suprimento de água e de esgotamento efetivos, paralelo a uma limpeza de todos os refugos
2 Joseph Bramah (1748 - 1814), engenheiro, inventor e construtor inglês nascido em Stainborough,
Yorkshire que inventou a bacia sanitária com descarga hídrica, em 1778, a tranca de Bramah, em 1784, e a prensa hidráulica, em 1796, em Londres. (FERNANDES, 1997) 3 Edwin Chadwick (1800 - 1890), sanitarista britânico, pioneiro da saúde pública e incansável apóstolo
da higiene, o primeiro a compreender a tremenda importância da purificação da água. Naquela época sua pátria achava-se em pleno desenvolvimento industrial e as condições de higiene haviam-se agravado, principalmente com o lançamento indiscriminado dos efluentes industriais líquidos nos arroios e rios. Seu famoso Relatório, de 1842, sobre doenças na classe trabalhadora inglesa, demonstrou a relação entre pobreza e insalubridade e tornou-se modelo para outros sanitaristas em várias outras nações. Após integrar várias comissões importantes na história da saúde pública inglesa, em 1848, com o estabelecimento do Conselho Geral de Saúde, considerado um marco na história da saúde pública mundial, consagrou definitivamente suas brilhantes "ideias sanitárias". (FERNANDES 1997)
22
nocivos das cidades, eram operações que deveriam ser resolvidas com os recursos da engenharia civil e não no serviço médico.
As primeiras suspeitas de que a água poderia transmitir doenças é datada
do século XIX, mais especificamente em 1849. Segundo Grassi (1993), nesta
ocasião, aventou-se que a água poderia ser o agente transmissor do vibrião da
cólera. Fato confirmado junto ao rápido desenvolvimento da microbiologia durante a
segunda metade do século XIX, comprovando que os principais vetores de doenças
eram os microrganismos, como bactérias e vírus.
Segundo Rocha et al. (2004, p. 33):
Em 1847, foi iniciada, na Inglaterra, a construção de redes de efluentes domésticos (―reforma sanitária‖), aportando os resíduos diretamente nos mananciais e, consequentemente, aumentando em demasia o teor de matéria orgânica nos corpos d’água. Como consequência da deterioração da qualidade da água nos mananciais (alta DBO), uma comissão de cientistas reuniu-se em 1868, na Inglaterra, para discutir sobre tratamento e destinação de esgotos, podendo ser essa data considerada o marco inicial de futuros desenvolvimentos no setor. Em 1887, começou a funcionar em Frankfurt, na Alemanha, o primeiro sistema de tratamento de efluentes domésticos completamente mecânico [...]
Conforme Rocha et al. (2004), em 1884, o higienista Max von Pettenkofer
alertava para os perigos da contaminação das fontes de água via infiltração,
lembrando que as fossas destinadas a coleta de efluentes domésticos eram cavadas
próximas à fontes e poços de água para abastecimento humano.
A primeira Estação de Tratamento de Água (ETA) foi construída em Londres
no ano de 1829 e tinha função de coar a água do rio Tâmisa em filtros de areia.
Conforme Santos et al. (2009), a ideia era tratar o esgoto antes de lançá-lo ao meio
ambiente, porém, este método só foi testado pela primeira vez em 1874 na cidade
de Windsor, Inglaterra. Até então, não se sabia como as doenças saíam do lixo e
―chegavam‖ ao nosso corpo. Tinha-se por consenso que elas transmitidas pelo ar,
pois o volume de ar respirado por dia é muito superior ao volume de água ingerido.
Mas após a descoberta de que doenças letais da época (como a febre tifoide e a
cólera) eram transmitidas pela água, as técnicas de filtração e a cloração foram mais
amplamente estudadas e empregadas.
Para Rocha et al. (2004), a relação entre a água tomada pela população e o
contato destas com dejetos foi percebida pelo médico John Snow em 1885,
determinando como causa de uma epidemia que matou 521 pessoas em Londres, a
23
água retirada de um poço situado no centro dessa área, que recebia contaminação
de efluente doméstico.
De acordo com Fernandes (1997), sua maior contribuição sanitária foi
demonstrar efetivamente que as fezes contaminavam a água e davam origem à
infecção pela cólera, mesmo que sua transmissão também pudesse ocorrer de
pessoa para pessoa e através do alimento contaminado. O médico deduziu ser um
organismo vivo a causa da doença.
Com os avanços nos estudos da microbiologia ao final do século XIX e início
do XX, observou-se uma quebra de paradigmas na compreensão do processo
saúde-doença. Sobre isso Silva (1998, p. 12) aponta:
O surgimento da teoria unicausal, pela qual a doença relacionava-se a um único agente patógeno, mudou o foco das ações de controle das epidemias, passando-se a combater o agente específico, seja através de medicamentos desenvolvidos e administrados ao paciente, seja pelo combate aos vetores. Houve, a partir de então, um reforço no sentido de individualizar as ações preventivas e curativas, responsabilizando-se o doente pela contaminação e instaurando-se a polícia sanitária com a finalidade de controlar os focos de contaminação nas cidades, numa tentativa de controle sanitário das patologias.
Conforme Leme (2010), nos Estados Unidos, a disposição e o tratamento da
água e dos dejetos não recebeu grande atenção até o final do século XIX, devido à
pequena densidade demográfica, já que seu território tinha grandes glebas de terra
inexploradas e a disposição dos dejetos era feita sobre o solo. O aumento da
densidade demográfica nas grandes cidades americanas e ao redor delas resultou
na dificuldade de obter áreas para disposição final dos efluentes, forçando assim na
adoção de intensivos métodos de tratamento de esgotos e no aumento das estações
de tratamento.
Com o desenvolvimento da ciência e a descoberta dos vetores de
transmissão, novos métodos de tratamentos de água e efluentes foram criados. De
acordo com Fernandes (1997), um destes primeiros sistemas foi o Separador
Parcial, um sistema no qual eram coletadas e conduzidas às galerias, além das
águas residuárias domésticas, apenas as vazões pluviais provenientes das áreas
pavimentadas interiores aos lotes (telhados, pátios, etc), com o objetivo básico de
reduzir os custos de implantação e, consequentemente, as tarifas a serem pagas
pelos usuários. Em 1879, o engenheiro George Waring foi contratado para projetar
um sistema de esgotos para a cidade de Memphis, no Tennesee, EUA, região cuja
24
economia predominante era rural e relativamente pobre, praticamente incapaz de
custear a implantação de um sistema caro como eram os convencionais à época.
Waring projetou um sistema exclusivamente para coleta e remoção das águas
residuárias domésticas, excluindo, com isso, as vazões pluviais no cálculo dos
condutos. O nome deste método era Sistema Separador Absoluto cuja sua principal
característica é ser constituído de uma rede coletora de esgotos sanitários e outra
exclusiva para águas pluviais. Este tipo de sistema de tratamentos logo foi difundido
pelo mundo a partir das ideias e publicações de Waring e de Cady Staley,
engenheiro defensor e adepto deste novo método.
De acordo com Leme (2010), até 1925, cerca de 80% das cidades dos EUA
com população acima de 100 mil habitantes não possuíam sistemas para tratamento
de seus esgotos, porém, a situação melhorou gradativamente com o passar dos
anos, sendo que em 1970, praticamente todas as cidades deste porte já dispunham
de sistemas de tratamento.
A Tabela 1 mostra o aumento e a evolução Estações de Tratamento de
Esgoto (ETE’s) com tratamento simples, tratamento secundário, terciário e sistemas
via solo nos EUA:
TABELA 1 - Número de estações de tratamento de esgoto nos EUA.
Tipos de tratamento 1950 1962 1972 1982 1992 1996
1. Sem tratamento 5.156 2.262 2.265 237 0 0
2. Estações Menores 60 41 47 79 - -
3. Primárias 3.099 2.717 2.594 3.119 868 176
4. Intermediárias - 98 100 75 75 78
5. Secundárias 3.529 6.719 14.035 7.946 9.086 9.388
6. Avançadas/Terciárias - - 461 2.760 3.678 4.428
7. Via solo - - 142 1.600 1.981 2.032
Total geral 11.844 14.837 19.644 15.816 15.688 16.012
Total tratamento 6.688 12.575 17.379 15.579 15.688 16.102
População atendida (hab) 49,6.106 103,7.106 136,0.106 157,5.106 172,8.106 182,9.106
% / população total 54,03 87,66 95,97 96,33 95,68 95,94
Fonte: Adaptada LEME (2010)
É notado que ao longo dos anos o número de ETE’s com tratamento
secundário, terciário e sistemas via solo aumentam, em contrapartida, à diminuição
do número de estações com tratamento primário único e estações menores. De
25
acordo com Leme (2010), essa substituição se deu em função de suas
transformações e/ou substituições por aquelas com melhor eficiência de remoção e
geração de efluente final (esgoto tratado) com melhor qualidade. Desde 1972, cerca
de 96% da população americana é atendida com tratamento de esgoto doméstico.
Conforme Rocha et al (2004), os próximos avanços no tratamento vieram
com a constatação de que a filtração poderia eliminar a turbidez e a cloração, e
remover cerca de 99% das bactérias e vírus presentes na água. De acordo com o
mesmo autor, estudos epidemiológicos demostraram que processos de filtração
ajudaram de grande modo na redução na incidência do vibrião da cólera e da febre
tifoide nos EUA. Desde 1907, a filtração manteve-se como método recomentado de
tratamento de água potável recomendável, mas antes, em 1902 o cloro também
começava a ser empregado na desinfecção das águas destinadas ao abastecimento
humano e até hoje é utilizado principalmente nos EUA, alguns países da Europa e
em grande parte de países em desenvolvimento, como o Brasil.
Hoje, tem-se sob consenso que todo efluente ou água resíduária, seja de
origem industrial ou doméstica , tenha que ser tratado antes de ser devolvido ao
ambiente, diminuindo assim seu impacto ambiental e para a saúde humana.
(SANTOS, 2009).
2.1. SANEAMENTO BÁSICO E TRATAMENTO DE EFLUENTES NO BRASIL:
CONTEXTO HISTÓRICO
No Período Colonial (até o século XVIII), a economia brasileira estava
baseada na exploração intensiva de recursos naturais e de monoculturas com mão-
de-obra escrava, caracterizando-se por sucessivos ciclos mercantis, tais como o do
pau-brasil, do açúcar, do ouro, da borracha e do café. O desenvolvimento país e de
suas regiões estava associado diretamente a estes ciclos mercantis, fazendo-se
sentir, de maneira mais acentuada, os efeitos da ocupação humana sobre os
ecossistemas e as civilizações autóctones (SILVA, 1998).
Neste período da história brasileira, as questões sanitárias eram
praticamente negligenciadas pelo governo colonial.
Lembra Silva (1998) que as soluções relativas ao abastecimento de água e
evacuação dos dejetos ficavam sob encargo dos indivíduos, assim como a captação
26
de água para abastecimento, feita em mananciais e, as ações de saneamento,
voltadas à drenagem com menor importância ao abastecimento de água.
De acordo com Fernandes (1997), a evolução tecnológica nas nações mais
adiantadas, como da Inglaterra, e a necessidade do intercâmbio comercial forçava a
instalação de medidas sanitárias mais eficientes, devido à proliferação de pestes e
doenças contagiosas em cidades desprovidas dessas iniciativas.
O mesmo autor comenta que isto gerava insegurança aos visitantes,
fazendo com que os navios comerciais da época retirassem os portos destas
cidades de suas rotas marítimas, temendo contaminação da tripulação e, gerando
com isso, consequentemente, prejuízos constantes às nações mais pobres e
dependentes do comércio internacional. No tocante ao Brasil, os portos do Rio de
Janeiro e Santos.
O Imperador Dom Pedro II, temendo os efeitos deste desastre econômico,
contratou engenheiros ingleses para elaborarem e implantar sistemas de
esgotamento para o Rio de Janeiro e São Paulo. Na época, as principais cidades
brasileiras. Os projetistas ingleses depararam-se com situações peculiares e
diferentes das encontradas na Europa, principalmente as condições climáticas (clima
tropical, com chuvas muito mais intensas) e a urbanização (lotes grandes e ruas
largas), obrigando a estes, implantar o Sistema Separador Absoluto, que coletava
separadamente o esgoto e as águas pluviais (FERNANDES, 1997).
No final do século passado, a recente Engenharia Sanitária Nacional foi de
suma importância para o setor de saneamento no Brasil, principalmente com
trabalhos desenvolvidos pelo engenheiro Saturnino de Brito.
Lembra Silva (1998, p. 54) que:
Nesta fase, as técnicas de intervenção passaram a incorporar os problemas urbanos de maneira mais abrangente sobre o espaço da cidade. Diversas transformações ocorreram nas concepções urbanísticas e na infraestrutura, marcada pela criação de novos serviços de saneamento e crescimento do abastecimento de água.
Em 1930 todas as capitais brasileiras possuíam sistema de distribuição de
água e coleta de esgotos. Mas, com o inicio da revolução industrial brasileira e
aumento populacional nos centros urbanos brasileiros veio poluição das águas, que
agravou-se ao decorrer do tempo, pois a implantação de obras de saneamento para
27
servir água potável à população, coleta de lixo, coleta e tratamento de esgoto, nunca
acompanhou o ritmo de crescimento nas áreas urbanas (SANEPAR, 2004).
A seguir, no Quadro 1, Cronologia dos eventos relacionados aos sistemas
de esgotamento sanitário:
Ano Evento
4000 a. C. Mesopotâmia: início de construções de sistemas de irrigação.
3750 a. C. Índia: construção de galerias de esgotos pluviais em Nipur.
3750 a. C. Babilônia: construção de galerias de esgotos pluviais.
3100 a. C. Vários pontos: surgimento de manilhas cerâmicas.
3000 a. C. Harada e Mohenjodaro, Pakistão: muitas casas com banheiros abastecidos através de tubos cerâmicos e condutos em alvenaria de tijolos para condução de águas superficiais.
2750 a. C.
Índia: início dos sistemas de drenagem subterrânea no vale dos hindus.
2000 a. C. Creta: empregado no Palácio de Minos, em Knossos, manilhas cerâmicas de ponta e bolsa com cerca de 0,70m de comprimento.
1700 a. C. Creta: instalada a primeira banheira no palácio de Knossos, por Dédalus.
514 a. C. Roma: construção de uma galeria com 740m de extensão e diâmetro equivalente de até 4,30m, de pedras arrumadas, denominada de cloaca máxima, por Tarquínio Prisco, o Velho (1).
500 a. C. Roma: construção de galerias auxiliares a principal, em condutos de barro, por Tarquínio, o soberbo (2).
260 a. C. Atenas: criação da bomba parafuso, por Arquimedes (3).
200 a. C. Atenas: criação da bomba de pistão, por Ctesibius (4)
32 a. C. Roma: Agripa (5) ordenou a limpeza das galerias existentes e criou novas de até 3m de largura por 4km de extensão.
1237 d. C. Londres: surgimento da água encanada com o emprego de canos de chumbo.
1370 d. C. Paris: construída a primeira galeria com cobertura abobadada.
1500 d. C. Alemanha: uso obrigatório de fossas nas residências.
1650 d. C. Gloucester: instalação de latrinas municipais. 1680 d. C. Londres: início do emprego de água para limpeza de privadas.
1689 d. C. Paris: Denis Papin (6) inventa a bomba centrífuga.
1778 d. C. Londres: Joseph Bramah (7) inventa a bacia sanitária com descarga hídrica.
1785 d. C. Londres: James Simpson introduz no mercado os tubos de ponta e bolsa.
1804 d. C. Inglaterra: emprego de tubos de ferro fundido.
1805 d. C. Lichfield: substituição de canos de chumbo por de ferro fundido.
1808 d. C. Londres: substituição de estruturas de madeira por canos de ferro fundido. Idem Dublin (1809), Filadélfia (1817), Gloucester (1826), etc
1815 d. C. Inglaterra: autorizado o lançamento de efluentes domésticos nas galerias pluviais.
1827 d. C. Londres: uso compulsório de tubos de ferro fundido.
1830 d. C.
Londres: permissão para lançamento de esgotos domésticos no rio Tâmisa (o que seria proibido em 1876).
28
1842 d. C. Hamburgo, Alemanha: iniciada a implantação de um sistema projetado de esgotos de acordo com as teorias modernas.
1847 d. C. Londres: lançamento compulsório das águas domésticas nas gale- rias pluviais.
1848 d. C.
Londres: promulgação na Inglaterra de leis de saneamento e saúde pública.
1854 d. C. Montevideo: inauguração do sistema de esgotos sanitários da cidade, pioneiro na América do Sul.
1855 d. C. Rio de Janeiro: contratação dos ingleses para criar sistemas de esgotamento para as cidades do Rio e São Paulo.
1857 d. C. Rio de Janeiro: inauguração do sistema de esgotos (separador parcial) da cidade, tornando-se uma das primeiras cidades do mundo dotada de rede coletora de esgotos.
1857 d. C. Nova Iorque: inauguração do sistema de esgotos da cidade.
1873 d. C. Recife: iniciada a construção da primeira rede coletora de esgotos Sanitários desta capital.
1876 d. C. São Paulo: inaugurado o primeiro sistema coletor de esgotos (separador parcial) da cidade.
1879 d. C.
Memphis, EUA: criação do Sistema Separador Absoluto por George Waring.
1889 d. C. Irlanda: apresentada pelo próprio autor, a expressão de Manning.
1892 d. C. Campinas: execução da rede coletora desta cidade.
1897 d. C. Belo Horizonte: inauguração da cidade com água e esgotos projetados por S. de Brito.
1900 d. C. Áustria: início da produção de tubos de cimento-amianto por Ludwing Hastscher.
1900 d. C. São Paulo: Saturnino de Brito inventou o tanque fluxível.
1907 d. C. São Paulo: Saturnino de Brito iniciou as obras de esgotos e drenagem da cidade de Santos.
1912 d. C. Brasil: adoção do sistema separador absoluto.
1920 d. C. São Paulo: invenção do tubo de ferro fundido centrifugado por De Lavaud.
1928 d. C. São Paulo: construção da estação de tratamento de esgotos de Santo Ângelo
1953 d. C. Inglaterra: iniciada a fabricação de tubos de PVC.
1962 d. C. Campina Grande: criação da primeira empresa pública nacional de saneamento (SANESA).
1968 d. C. Brasília: criação do PLANASA - Plano Nacional de Saneamento
1968 d. C. São Paulo: criação da CETESB - Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental.
Quadro 1 - Cronologia dos eventos relacionados aos sistemas de esgotamento sanitário Fonte: Adaptado de Braga, (2011).
29
2.2. SANEAMENTO BÁSICO: CONTEXTO ATUAL
2.2.1. Abastecimento de Água
Segundo o IBGE (2010), a oferta de saneamento básico é de fundamental
importância em termos de qualidade de vida, pois sua ausência acarreta poluição
dos recursos hídricos, trazendo prejuízo à saúde da população, principalmente o
aumento da mortalidade infantil.
Hoje, cerca de 40% da população mundial não tem acesso ao saneamento
básico. Conforme publicado pela agência Efe e replicado pelo site do jornal Estadão
em 15/03/2010:
Passados dez anos desde os compromissos que a ONU aprovou para melhorar a vida dos mais pobres do planeta, 884 milhões de pessoas seguem sem acesso à água potável e 2,6 bilhões não dispõem de saneamento básico nos locais em que vivem.
De acordo com a mesma fonte, em relação ao saneamento, apenas metade
da população dos países em desenvolvimento possuem banheiro, uma latrina ou um
poço séptico de uso doméstico sendo que os maiores progressos nesse campo nos
últimos anos foram registrados no norte da África e em regiões do leste e do sudeste
da Ásia.
Rodrigues e Malafaia (2009) apud OPAS/OMS, (2001, p. 6) comentam que:
Segundo dados publicados pela Organização Pan-Americana da Saúde (Opas) em associação com a OMS (Opas/OMS, 2001) estimam que a cada 8 segundos uma criança morra em virtude de uma doença relacionada à poluição dos recursos hídricos (mais de 5 milhões de pessoas morrem por ano). A qualquer momento do dia é provável que metade de toda a população nos países em desenvolvimento esteja sofrendo de uma ou mais doenças associadas ao abastecimento de água e saneamento.
Com o resultado deste relatório sobre o estado do saneamento básico no
mundo, a ONU chegou a triste conclusão que as águas do planeta estão cada vez
mais poluídas e cada vez mais pessoas morrem em decorrência da poluição destas
águas do que por todas as formas de violência, inclusive guerras, tornando-se o
maior problema ambiental (MSIA, 2010).
30
A matéria publicada no site do Movimento de Solidariedade Ibero- Americana (2010) sobre o relatório da ONU sobre a questão de saneamento básico mundial ainda reforça: De acordo com o estudo, a falta de água limpa mata 1,8 milhão de crianças com menos de cinco anos de idade anualmente, o que representa uma morte a cada 20 segundos. Grande parte do despejo de resíduos acontece nos países em desenvolvimento, que lançam 90% da água de esgoto sem tratamento.
No Brasil, a questão do saneamento básico apresenta, como na grande
maioria dos países em desenvolvimento, discrepância de condições em suas várias
regiões. Em 2008, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) realizou
uma nova edição da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico – PNSB, com
objetivo de avaliar qualitativa e quantitativamente os serviços e abastecimento de
água, esgotamento sanitário, manejo de águas pluviais e manejo de resíduos sólidos
prestados à população pelas entidades que atuam no setor.
Sobre a pesquisa, o IBGE (2010, p. 16) destaca:
A pesquisa investigou, em todos os municípios do Brasil, informações sobre captação e análise da água, volume de água distribuída (tratada ou não), extensão das redes de abastecimento de água, esgotamento sanitário, tratamento de esgoto, locais de destinação, extensão das redes de esgotamento sanitário, pontos de lançamentos da rede de drenagem urbana, extensão das redes de drenagem urbana, fatores agravantes de enchentes ou inundações e de erosões, volume do lixo coletado, frequência da coleta, destino final do lixo e coleta de resíduos sólidos especiais, entre outros aspectos.
Sob o aspecto do abastecimento de água, que, segundo o IBGE (2010, p.
33) ―[...] caracteriza-se pela retirada da água bruta da natureza, adequação de sua
qualidade, transporte e fornecimento à população através de rede geral de
distribuição [...]‖, além de outras formas alternativas como a água proveniente de
chafarizes, bicas, minas, poços particulares, carros-pipas, cisternas, dentre outros a
pesquisa revelou que dos 5 564 municípios brasileiros existentes em 2008, 5531
(99,4%) realizavam abastecimento de água por rede geral de distribuição4 em pelo
menos um distrito ou parte dele.
A Tabela 2 demonstra a evolução da cobertura do serviço de abastecimento
de água por rede geral de distribuição nos municípios brasileiros.
4 Rede geral de distribuição de água: Conjunto de tubulações interligadas, instaladas ao longo das
vias públicas ou nos passeios, junto aos edifícios, conduzindo a água aos pontos de consumo (moradias, escolas, hospitais etc.), por meio de ligação predial. (IBGE, 2008, pg. 207)
31
TABELA 2 - Municípios com serviço de abastecimento de água por rede geral de distribuição, segundo as Grandes Regiões - 1989/2008.
Grandes Regiões
Municípios com serviço de abastecimento de água por rede geral de distribuição
1989 2000 2008
Quantidade Percentual (%)
Quantidade Percentual (%)
Quantidade Percentual (%)
Brasil 4 245 95,9 5 391 97,9 5 531 99,4 Norte 259 86,9 422 94,0 442 98,4 Nordeste 1 371 93,8 1 722 96,4 1 772 98,8 Sudeste 1 429 99,9 1 666 100,0 1 688 100,0 Sul 834 97,3 1 142 98,5 1 185 99,7 Centro-Oeste
352 92,9 439 98,4 464 99,6
Fonte: Adaptado de IBGE (2010)
Segundo o IBGE (2010), comparando-se pesquisa efetuada em 1989 e a de
2008 observa-se um crescimento de 3,5% na cobertura do serviço de abastecimento
de água por rede geral que, em 2008, alcançou a marca de 99,4% dos municípios
do País, sendo que o maior avanço nesses 19 anos ocorreu na Região Norte, que
viu seu percentual aumentar de 86,9% dos municípios com o referido serviço para
98,4%, representando um acréscimo de quase 12%. A Região Sudeste foi a única
que apresentou a totalidade dos municípios que a integram abastecidos por rede
geral de distribuição de água, em pelo menos um distrito ou parte dele, sendo este
fato, identificado também na PNSB 2000.
A Tabela 3 demonstra a análise de percentual de municípios do País, total
de domicílios, economias residenciais e economias abastecidas em relação ao
número de domicílios segundo as Grandes Regiões.
32
TABELA 3 - Percentual de municípios do País, total de domicílios, economias residenciais e economias abastecidas em relação ao número de domicílios, segundo as Grandes Regiões - 2008.
Grandes Regiões
Percentual de
municípios do País
Domicílios Economias abastecidas
Total
(em 1000 domicílios)
Distribuição percentual
(%)
Total
(em 1000 economias)
Percentual em
relação ao numero de domicílios (%)
Brasil 100,00 57 656 100,0 45 343 78,6 Norte 8,1 4 035 26,0 10 254 68,3 Nordeste 32,2 15 011 26,0 10 254 68,3 Sudeste 30,0 25 341 43,9 22 183 87,5 Sul 21,3 9 004 15,6 7 582 84,2 Centro-Oeste 8,4 4 264 7,4 3 495 82, 0
Fonte: Adaptado de IBGE (2010)
A partir destas informações, o IBGE (2010) realizou um cruzamento de
dados da PSNB 2008 referentes ao número de economias ativas residenciais
abastecidas por rede geral e os dados obtidos pela Pesquisa Nacional por Amostra
de Domicílios - PNAD5 sobre o número de domicílios no País. Tal cruzamento de
dados mostrou que o Brasil dispunha em 2008, de 78,6% dos domicílios
abastecidos, mas revelando-se também grandes desequilíbrios entre as regiões.
(Figura 2).
A Região Sudeste, em 2008, apresentou uma cobertura de 87,5% dos
domicílios abastecidos por rede geral, enquanto que na Região Norte, menos da
metade dos domicílios (45,3%) dispunham deste serviço, enquanto que a região
Nordeste apresentou um incremento de cerca de 14,4% , entre 2000 e 2008. As
demais regiões (Sul e Centro-Oeste) apresentaram um padrão de crescimento
parecido no número de domicílios abastecidos de água entre 2000 e 2008.
5 Conforme dados da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios - PNAD, o Brasil dispunha, em
2008, de 57,7 milhões de domicílios particulares permanentes – incluindo os domicílios particulares permanentes ocupados, vagos, fechados e de uso ocasional. (IBGE, 2008, p. 36).
33
Figura 2 - Domicílios abastecidos de água por rede geral, segundo as Grandes Regiões - 2000/2008. Fonte: IBGE (2010).
O IBGE (2010) salienta que o déficit na prestação do serviço de
abastecimento de água pelas entidades continuou elevado, com aproximadamente
12 milhões de residências no País sem acesso à rede geral.
Dentre os municípios brasileiros que possuem sistema de abastecimento de
água, nem todos tratam a água captada, conforme explica o IBGE (2010, p. 39) na
Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2008:
[...] a maior parte dos municípios brasileiros (87,2%) distribuía a água totalmente tratada. No entanto, há que se registrar que em 6,2% dos mesmos a água era apenas parcialmente tratada e, em 6,6%, não tinha nenhum tratamento. Em 2000, os municípios onde não se realizava nenhum tipo de tratamento na água representavam 18,1% do País. Dentre os municípios que, em 2008, distribuíam água sem qualquer tipo de tratamento, destacam-se aqueles situados na Região Norte (20,8% dos municípios). Nessa região, os Estados do Pará (40,0% dos municípios do estado) e Amazonas (38,7%) apresentaram as maiores proporções. Em seguida, figura a Região Nordeste, com 7,9% de seus municípios. Nessa região, é alta a proporção de municípios dos Estados de Piau (24,3%) e Maranhão (21,8%) que não efetuaram nenhum tratamento na água distribuída por rede geral à população. Observa-se, ainda, que dos 365 municípios do País que distribuíam água por rede geral sem nenhum tipo de tratamento, 99,7% tinham população com até 50 mil habitantes e densidade demográfica menor que 80 habitantes por quilômetro quadrado.
Segundo a PNSB (2008), o maior volume de água tratada e distribuída por
rede geral (69,2%) recebia tratamento convencional. Neste tipo de tratamento, a
água bruta passa por um tratamento completo em uma Estação de Tratamento de
Água (ETA), passando pelos processos de floculação, decantação, filtração e
desinfecção (cloração), podendo ocorrer também a correção do pH e a fluoretação.
O IBGE (2010, p.39) aponta que ―o tratamento do tipo não convencional era
efetuado em 7,5% da água distribuída, através de processos, tais como: clarificador
de contato; estação de tratamento de água (ETA) compacta; filtração direta;
34
dessalinização; etc.‖ A pesquisa conclui que em outros 23,2 % da água distribuída,
utilizava-se apenas de um tratamento de desinfecção (cloração e outros).
Na Tabela 4, mostra um comparativo da Região Sul do Brasil. Destacando o
Paraná, observa-se quem entre 2000 a 2008, dos 399 municípios integrantes do
Estado, todos passaram a possuir abastecimento de água.
TABELA 4 - Municípios, total e com algum serviço de saneamento básico, por tipo de serviço, Região Sul da Federação - 2000/2008
Grandes regiões e unidades
da Federação
Municípios
Total
Com algum serviço de saneamento básico
Total
Total de serviço
Rede geral de
distribuição de água
Rede coletora
de esgoto
Manejo de resíduos sólidos
Manejo de águas
pluviais
2000 2008 2000 2008 2000 2008 2000 2008 2000 2008 2000 2008
Brasil 5507 5564 5497 5564 5391 5531 2877 3069 5475 5562 4327 5256 Sul 1159 1189 1157 1188 1142 1185 451 472 1149 1188 1094 1172 Paraná 399 399 399 399 398 399 152 168 399 399 377 399 Santa Catarina
293 293 292 293 283 292 87 103 291 293 269 292
Rio Grande do Sul
467 496 466 496 461 494 494 212 201 459 496 448
Fonte: Adaptado de IBGE (2010)
2.2.2. Esgotamento Sanitário
A Pesquisa Nacional de Saneamento Básico realizada em 2008 pelo IBGE
também obteve dados relativos às condições de esgotamento sanitárias dos
municípios brasileiros, observando-se um aumento de cerca de 3% em relação à
pesquisa realizada no ano 2000, revelando um percentual de 55,2% de municípios
com esgotamento sanitário por rede coletora6.
6 Rede coletora de esgotamento sanitário: Conjunto de canalizações que operam por gravidade e
que têm a finalidade de coletar os despejos domésticos e especiais da comunidade a partir de ligações prediais ou de outros trechos de redes, encaminhando-os a interceptores, local de tratamento ou lançamento final. Na extensão da rede coletora, deve-se considerar o comprimento
35
Apesar do pequeno aumento no número de municípios que contêm sistema
de esgotamento sanitário, o IBGE (2010, p. 40) ressalta:
Em 2008, a proporção de municípios com rede de coleta de esgoto foi bem inferior à de municípios com rede geral de distribuição de água (99,4%), manejo de resíduos sólidos (100,0%) e manejos de águas pluviais (94,5%). É importante ressaltar que a estatística de acesso à rede coletora de esgoto refere-se apenas à existência do serviço no município, sem considerar a extensão da rede, a qualidade do atendimento, o número de domicílios atendidos, ou se o esgoto, depois de recolhido, é tratado.
Conforme os dados obtidos pelo Censo Demográfico do ano 2000 e pela
Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios de 2008, o IBGE (2010) contabilizou
que o Brasil possuía cerca de 47,8 milhões de domicílios particulares permanentes
(que incluem domicílios particulares permanentes ocupados, vagos, fechados e de
uso ocasional) no ano 2000 e 57,7 milhões de domicílios particulares permanentes
em 2008.
Com relação ao número de economias esgotadas residenciais 7, a Figura 3
mostra um importante avanço entre os anos de 2000 e 2008 na quantidade de
municípios que já possuíam rede coletora de esgotos. Como salienta IBGE (2010, p.
40):
Esse número aumentou 39,5%, com destaque para as Regiões Norte (89,9%) e Nordeste (64,7%), onde poucos domicílios eram atendidos, sendo, portanto, baixa a base de comparação. Em função disso, a proporção de domicílios com acesso à rede geral de esgoto passou de 33,5%, em 2000, para 44,0%, em 2008. No entanto, apenas na Região Sudeste, mais da metade dos domicílios (69,8%) tinham acesso à rede geral. A segunda região em cobertura do serviço foi a Centro-Oeste (33,7%), com resultado próximo ao da Região Sul (30,2%). Seguem-se as Regiões Nordeste (22,4%) e Norte (3,8%).
total da malha de coleta de esgoto operada pelo prestador de serviços, incluindo redes de coleta e interceptores e excluindo ramais prediais e linhas de recalque. IBGE (2010, p. 207). 7 O IBGE (2010) conceitua de economia residencial esgotada como equivalente ao domicílio com
acesso à rede geral de esgoto.
36
Figura 3 - Percentual de domicílios com acesso à rede de esgotamento sanitário e taxa de crescimento do número de economias residenciais, segundo as Grandes Regiões - 2000/2008. Fonte: Fonte: IBGE (2010)
O PNSB 2008 revelou os extremos das condições de esgotamento sanitário
nas Unidades Federativas Brasileiras (Figura 4), com apenas três estados
apresentando mais de 50% dos seus domicílios com rede coletora de esgoto, como
afirma o IBGE (2010, p; 40) em sua PNSB 2008:
[...] os únicos estados com mais da metade dos domicílios atendidos por rede geral coletora de esgoto foram: Distrito Federal (86,3%); São Paulo (82,1%); e Minas Gerais (68,9%). O Rio de Janeiro (49,2%) e o Paraná (46,3%)%), com quase metade dos domicílios atendidos, se situaram acima da média nacional (44,0%), enquanto os demais apresentaram menos de 35% de cobertura, ficando as menores proporções com os Estados do Amapá (3,5%), Pará (1,7%) e Rondônia (1,6%).
O IBGE (2010, p. 42) lembra que desde 2000, o setor de saneamento básico
passou mudanças importantes:
No campo legislativo, destacam-se a criação da Lei no 10.257, de 10 de julho de 2001, denominada Estatuto da Cidade – com vigência a partir de outubro do mesmo ano – e da Lei no 11.445, de 5 de janeiro de 2007, conhecida como Lei de Saneamento Básico. Essa última lei só foi regulamentada três anos depois pelo Decreto no 7.217, de 21 de junho de 2010, e, portanto, pouca influência teve sobre o desempenho do setor até 2008. Outras mudanças importantes foram: a) o compromisso assumido pelo Brasil em relação às Metas do Milênio, propostas pela Organização das Nações Unidas, em setembro de 2000, o que implica em diminuir pela metade, de 1990 a 2015, a proporção da população sem acesso permanente e sustentável à água potável e ao esgotamento sanitário; b) a criação do Ministério das Cidades, em maio de 2003; e c) o lançamento do Programa de Aceleração de Crescimento - PAC, em janeiro de 2007, com previsão de grandes investimentos em infraestrutura urbana.
37
Figura 4 - Percentual de domicílios atendidos por rede geral de esgoto, em ordem decrescente, segundo as Unidades da Federação – 2008.
Fonte: IBGE (2010)
O tratamento do esgoto é tão importante quanto a coleta, com fins de evitar
a contaminação dos recursos hídricos e proliferação de doenças. Conforme o IBGE
(2010, p. 45) em sua PNSB 2008 verificou que apenas 28,5% dos municípios
brasileiros realizaram tratamento do seu esgoto:
A Figura 5 mostra a realidade dos municípios por Unidades da Federação
com tratamento de esgoto verificado até 2008:
Figura 5 - Percentual de municípios com tratamento de esgoto, em ordem decrescente, segundo as Unidades da Federação – 2008. Fonte: IBGE (2010)
38
Nota-se mais uma vez a discrepância entre os estados, sendo que apenas
três destes (excetuando o Distrito Federal) possuem mais de 50% de seus
municípios com tratamento de esgoto, enquanto que estados do Nordeste e Norte
apresentam percentual muito reduzido, sendo o Maranhão o estado com menor
percentual (1,4%) de todas as Unidades Federativas. O Estado do Paraná obteve o
melhor percentual da Região Sul (41,1%), mesmo assim não possui mais que 50%
dos seus municípios com tratamento de esgoto. A média Nacional contabilizou um
percentual baixo, de 28,5%.
De acordo com o IBGE (2010), de 2000 a 2008, houve aumento de 2 875
para 3069 no número de municípios com acesso a esgotamento sanitário,
representando um acréscimo de 6,8% (194 municípios) no período. A proporção de
domicílios com acesso à rede coletora de esgoto cresceu de 33,5%, em 2000, para
44,0%, em 2008.
Conforme o IBGE (2010, p. 47), neste período também houve avanços na
qualidade dos serviços:
[...] o contingente de municípios com ampliações ou melhorias no serviço de coleta de esgotamento sanitário, que passou de 58,0%, em 2000, para 79,9%, em 2008; o de municípios com tratamento de esgoto, que passou de 20,2%, em 2000, para 28,5%, em 2008; bem como o esgoto coletado que recebe tratamento, cujo volume passou de 35,3%, em 2000, para 68,8%, em 2008.
A Figura 6 demonstra esta evolução:
Figura 6 - Evolução percentual das principais variáveis do esgotamento sanitário - Brasil - 2000/2008. Fonte: IBGE (2010)
39
O IBGE (2010) conclui que no período de 2000 a 2008, a expansão do
serviço de esgotamento sanitário deu-se principalmente pela ampliação da rede
coletora nos municípios que já dispunham do serviço, do que pela incorporação de
novos municípios, e que este fato veio acompanhado pela melhora da qualidade da
rede, resultando no aumento do volume de esgoto tratado.
40
3. ESGOTO SANITÁRIO DOMÉSTICO
Segundo Von Sperling (1996), o esgoto sanitário é formado por esgoto
doméstico, águas de infiltração e despejos industriais. O presente trabalho é
relacionado ao tratamento de águas residuárias domésticas, dando, portanto, ênfase
ao tratamento do esgoto doméstico.
A NBR 9648 (ABNT, 1986) define esgoto doméstico como ―o despejo líquido
resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas‖.
Quanto à composição geral do esgoto doméstico, Braga (2011, p.30) cita que estes
[...] ―são formados basicamente por restos de alimentos, urina, fezes, água de
banho, sabão, papel, detergente e lavagem em geral‖.
Para Nuvolari (2003), o efluente doméstico é gerado a partir da água de
abastecimento, tendo a sua medida relação com a água consumida pela população.
O autor comenta que esta medida é expressa pela ―taxa de consumo per capita”,
sendo que sua taxa média é de 200 litros por habitante por dia (200 l/hab.dia), mas
que varia conforme hábitos e costumes de cada localidade. Em grandes cidades, por
exemplo, esta taxa pode ser até quatro vezes maior, dando ao esgoto destas
cidades característica mais diluída, se comparada ao esgoto de cidades menores.
Lembra Leme (2010, p. 29) que ―[...] a vazão de esgoto doméstico não é uniforme ao
longo do dia, apresentando uma variação horária com dois picos, que ocorre entre
10 e 12 horas e outra observada entre 18 e 20 horas‖.
3.1. CONSTITUIÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO
De acordo com Leme (2010, p. 30), ‖[...] o esgoto doméstico é formado por
constituintes físicos, químicos e biológicos‖, sendo que a quantidade desses
elementos nos esgotos é fundamental para identificar sua origem.
O Quadro 2 demonstra a composição típica dos esgotos sanitários:
41
Constituintes
Concentrações
(em mg/L, onde não indicados)
Forte Médio Fraco
1. Sólidos totais 1200 720 350
1.1. Dissolvidos totais 850 500 250
1.1.1. Fixos 525 300 145
1.1.2. Voláteis 325 200 105
1.2. Suspensos totais 350 220 100
1.2.1. Fixos 75 55 20
1.2.2. Voláteis 275 165 80
2. Sólidos sedimentáveis (ml/l) 20 10 5
3. DBO5, 20⁰ C 400 220 110
4. Carbono total (TOC) 260 160 80
5. DQO 1000 500 250
6. Nitrogênio Total (como N) 85 40 20
6.1. Orgânico 35 15 8
6.2. Amônia livre 50 25 12
6.3. Nitritos 0 0 0
6.4. Nitratos 0 0 0
7. Fósforo total 15 8 7
7.1. Orgânico 5 3 1
7.2. Inorgânicos 10 5 3
8. Cloretos 100 50 30
9. Alcalinidade (CaCO3) 150 100 50
10. Graxa 150 100 50
QUADRO 2 - Composição típica de esgotos sanitários Fonte: Adaptado de Mello (2007).
3.1.1. Características Físicas
De acordo com Leme (2010, p. 31) as principais características físicas das
águas residuárias são: [...] ―temperatura, turbidez, teor de sólidos (totais, em
suspensão, dissolvidos, sedimentáveis, fixos e voláteis), odor, cor, vazão, material
retido, removido ou produzido‖.
A temperatura do esgoto, segundo Botelho et al. (2001) é superior à das
águas de abastecimento, devido às diversas reações físico-químicas contidas no
mesmo e de acordo com Funasa (2004) a velocidade em que um esgoto se
decompõe é proporcional ao aumento da temperatura do mesmo. Complementa
Silva (2004), que a faixa ideal para atividade biológica é entre 25 e 35ºC. Sendo ≤
42
15ºC uma temperatura a qual bactérias formadoras do metano se tornam inativas na
digestão anaeróbia.
A turbidez, de acordo com Imhoff (1996, p. 26) ―é o contrario de
transparência‖, enquanto complementa Funasa (2004) que a cor e a turbidez
indicam imediato estado de decomposição do esgoto, sendo que a tonalidade
acinzentada acompanhada de alguma turbidez é típica de um esgoto fresco,
enquanto que uma tonalidade mais escura denota que o esgoto é mais envelhecido.
Por final, Botelho et al. (2001), relaciona que a turbidez se deve, em sua maior parte,
aos sólidos contidos na solução, sendo que quanto mais concentrado for o esgoto,
mais turvo ele se apresentará.
Com relação ao odor, Funasa (2004) e Botelho et al. (2001) comentam que
os odores característicos do esgoto são causados pelo seu processo de
decomposição, sendo que o cheiro de esgoto fresco é repulsivo, devido à presença
de gases mercaptanos (metano e/ou sulfídrico), possuindo odor de ovo podre e
sendo razoavelmente suportável se comparado ao esgoto velho ou séptico. Este
considerado quase insuportável devido à grande concentração de gás sulfídrico.
Referente à matéria sólida, Metcalf e Eddy (1979, 1991 apud Leme, 2010)
comentam que a sua composição bruta pode variar, dependendo do uso e costume
da população local, hora do dia, da semana, mês e estação do ano, podendo ser
classificada e, fraca, média e forte.
Completam Metcalf e Eddy (1979, 1991 apud Leme, 2010, p. 30) que:
Assim, dependendo da sua concentração, o esgoto doméstico bruto, contém de 99,53% a 99,87% de água e apenas 0,13% a 0,47% de constituintes suspensos e dissolvidos em sua massa líquida (sólidos totais, DBO, DQO, COT, compostos químicos e outros). Essa fração tão pequena de constituintes presentes no esgoto doméstico é responsável pela poluição e contaminação dos recursos de agua, resultando na necessidade do tratamento.
Conforme Mello (2007, p. 9),
Um dos parâmetros de grande utilização em sistemas de esgotos é a quantidade total de sólidos. Seu módulo é o somatório de todos os sólidos dissolvidos e dos não dissolvidos em um líquido. A sua determinação é normatizada, e consiste na determinação da matéria que permanece como resíduo após sofrer uma evaporação a 103ºC.
43
Por final, explica Funasa (2004) que a vazão doméstica de esgoto é
calculada em função do consumo médio diária por indivíduo, estimando que a cada
100 litros de água consumidos pelo indivíduo, 80 litros de esgoto são lançados na
rede coletora.
3.1.2. Características Químicas
De acordo com Leme (2010) as características químicas das águas
residuárias são constituídas por componentes orgânicos e inorgânicos, sendo que
os compostos orgânicos são representados pela combinação de hidrogênio,
carbono, nitrogênio e oxigênio.
As excretas humanas, de acordo com a Funasa (2004), são compostas
basicamente de restos alimentares ou dos próprios alimentos não digeridos,
integrando também as albuminas, hidratos de carbono, gordura, proteínas, sais e
microrganismos, e a urina é composta por algumas substâncias resultantes de
processos metabólicos de compostos nitrogenados, como a ureia. As fezes e
principalmente a urina possuem grande porcentual de água e também matéria
orgânica e inorgânica, sendo que as fezes possuem cerca de 20% de matéria
orgânica e a urina em torno de 2,5%.
Lembra Mello (2007) que por volta de 70% dos sólidos no esgoto médio são
de origem orgânica. Esta porcentagem é constituída em sua maioria por proteínas,
gordura, carboidratos e óleos, e em menor parte, por ureia, surfactantes, fenóis,
pesticidas. Para Funasa (2004) a divisão percentual dessas substâncias nos esgotos
é de 40% a 60% por proteínas, 25% a 50% de carboidratos e 10% por óleos,
gorduras,ureias, sulfatos, fenóis, etc.
Detalham Mello (2007), Silva (2004) e Funasa (2004):
Proteínas: são produtoras de nitrogênio e contém carbono, hidrogênio
e oxigênio e em menores quantidades, fósforos, enxofre e ferro. São
geralmente de origem animal, mas ocorrem também em vegetais. O
gás sulfídrico, característico pelo mau cheiro do esgoto, é proveniente
do enxofre fornecido pelas proteínas;
Carboidratos: Contêm carbono, hidrogênio e oxigênio, e são as
primeiras substâncias a visadas e destruídas pelas bactérias.
44
Presentes principalmente nos açúcares, celulose, amido, etc. A
degradação microbiana dos carboidratos é responsável pela produção
de ácidos orgânicos, que contribuem no aumento na acidez do
esgoto.
Gorduras e óleos: Originados normalmente da atividade doméstica
nas cozinhas, de óleos vegetais, animais (carnes), manteigas, óleos de
uso mecânico (lubrificantes, querosenes, etc.) também podem ser
encontrados nos esgotos domésticos. Estes tipos de componentes são
indesejáveis aos sistemas de tratamento, já que produzem escuma e
provocam entupimento dos filtros e afetam a atividade biológica.
Surfactantes: constituídos por moléculas orgânicas, contém a
propriedade de produzir espuma no corpo receptor ou estação de
tratamento de esgoto.
Fenóis: Outro tipo de composto orgânico originado por despejos
industriais.
A matéria inorgânica é caracterizada basicamente por areia e substâncias
minerais dissolvidas. Este tipo de componente do esgoto não causa grande
preocupação, com exceção nos casos de grande quantidade, que pode levar ao
entupimento e desgastes em equipamentos de tratamento.
3.1.3. Características Biológicas
Segundo Funasa (2004), os principais componentes biológicos do esgoto
doméstico são: microrganismos de águas residuárias e indicadores de poluição. Os
principais organismos componentes do esgoto doméstico são as bactérias, os
fungos, os protozoários, as algas e os vírus.
As bactérias são os organismos mais importantes para o tratamento do
esgoto, pois promovem a decomposição e estabilização da matéria orgânica. Esta
característica, segundo Von Sperling (1996) se dá pela natureza heterotrófica das
bactérias, responsável pela retirada de DBO do meio em que estão inseridas.
O grupo das bactérias, de acordo com Silva (2004) é subdividido em outros
dois:
45
a) Organismos quimioautótrofos: Ligados à nitrificação utilizam-se da matéria
inorgânica como fonte de energia e o CO2 como fonte de carbono.
b) Organismos quimioheterótrofos: Utilizam-se de matéria orgânica como
fonte de energia e fonte de carbono. Respondem pela maior parte das reações
ocorridas no tratamento biológico.
Nos despejos domésticos, segundo Silva (2004), podem ser encontradas
bactérias aeróbias, anaeróbias e facultativas, caracterizadas a seguir:
a) Bactérias aeróbias: Consomem o oxigênio contido no ar, oriundo
diretamente da atmosfera ou do ar dissolvido na água para seu metabolismo. A ação
deste tipo de bactéria é denominada de oxidação ou decomposição aeróbia.
b) Bactérias anaeróbias: Este tipo de bactéria retira o oxigênio através de
ações sobre os compostos orgânicos ou inorgânicos que contêm oxigênio para seu
metabolismo, e não da atmosfera. Este processo bacteriano é denominado de
putrefação ou decomposição anaeróbia.
c) Bactérias facultativas: Flexíveis, possuem a capacidade de retirar o
oxigênio contido no ar ou através de ações sobre outros compostos, dependendo da
ocasião ou necessidade.
3.2. TRATAMENTOS USUAIS DE ESGOTO SANITÁRIO
3.2.1. Estação de Tratamento de Esgoto – ETE
Como visto anteriormente, o lançamento in natura do esgoto sanitário, isto é,
sem qualquer tratamento, leva à diminuição na qualidade da água, podendo causar
risco à saúde humana e da vida aquática. Porém, lembra Nuvolari (2003) que em
casos específicos, como o despejo de esgoto de Manaus no Rio Negro, um rio cuja
vazão, se comparada às vazões máximas de esgoto, são infinitamente menores que
a vazão mínima do rio, tornado desnecessário e dispendioso o seu tratamento, já
que o volume e vazão do Rio Negro são capazes de se autodepurar sem prejudicar
a qualidade da água do rio. O autor, no entanto, alerta que qualquer tipo de
lançamento de esgoto em corpos hídricos deve ser feita de forma criteriosa
De acordo com Imhoff (1996), existem vários métodos para o tratamento de
esgoto, sendo estes individuais ou combinados, que devem ser empregados levando
46
em consideração as condições do curso d´água receptor (estudo de autodepuração
e os limites definidos pela legislação ambiental) e da característica do esgoto bruto
gerado, assim como a eficiência de cada processo unitário, localização e custo.
Do ponto de vista técnico, existem inúmeras opções para o tratamento de
esgotos, cada um com vantagens e desvantagens, seja do ponto de vista de área
necessária, eficiência no tratamento, utilização ou não de equipamentos
eletromecânicos com consumo de energia, sofisticação ou não de implantação e
operação, necessidade de mão de obra, dentre outros, que determinam qual o
sistema mais adequado para uma pequena cidade ou para uma megalópole
(NUVOLARI, 2003).
De acordo com Copasa (2011), os processos de tratamento dos esgotos são
compostos por uma série de sistemas unitários empregados para a remoção de
substâncias indesejáveis e também para transformação destas substâncias em
outras de forma aceitável, passiveis de atingir nível de qualidade para o seu retorno
ao meio ambiente conforme os padrões e parâmetros estabelecidos pela legislação.
Concordam Mello (2007), Von Sperling (1996) e Copasa (2011), que o
tratamento de esgoto é usualmente classificado através dos seguintes níveis:
tratamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário e tratamento
terciário, conforme demonstra a Figura 7.
Figura 7 - Processos de tratamento de uma ETE Fonte: Sabesp (2011).
47
3.2.2. Tratamento Preliminar
O tratamento preliminar, segundo Von Sperling (1996), se dá por processos
de separação de sólidos mais grosseiros por meio de gradagem (Figura 8), que
pode ser composta por grades grosseiras, finas e/ou peneiras rotativas, como
também por desarenamento em caixas de areia e por desengorduramento, nas
chamadas caixas de gordura ou em pré-decantadores. De acordo com Mello (2007),
nesta fase, o esgoto será preparado para as fases de tratamento seguintes,
podendo ser sujeito a um pré-arejamento e a uma equalização tanto de caudais
como de cargas poluentes.
Figura 8 - O uso do gradeamento em um sistema preliminar de tratamento Fonte: Souza (2009)
3.2.3. Tratamento Primário
No tratamento primário, segundo Silva (2004) ainda mantém suas
características poluidoras, tornando necessário um novo processo tratamento. Nesta
fase a água é separada dos materiais poluentes por meio da sedimentação por
aparelhos mecânicos através da ação física (Figura 9), podendo, em alguns casos,
48
ser acelerada com a adição de agentes químicos, como coagulantes e floculantes,
possibilitando a obtenção de flocos e agregados de matéria poluente com maiores
dimensões e que são decantados de maneira mais eficiente. Após esta etapa de
tratamento, os poluentes que permanecem na água são de dimensões mais
reduzidas - normalmente coloides, devido à digestão do lodo, dificultando a sua
remoção por processos exclusivamente físico-químicos.
Figura 9 - Decantador primário Fonte: Mello (2007)
3.2.4. Tratamento Secundário
De acordo com Mello (2007), tratamento secundário é caracterizado por
processos biológicos, do tipo lodo ativado ou do tipo filtro biológico, o qual a matéria
orgânica coloidal é consumida por microrganismos nos em estruturas chamadas
reatores biológicos, que são normalmente constituídos por tanques com grande
quantidade de microrganismos aeróbios, necessitando de promover o seu
arejamento. O esgoto resultante do tratamento no reator biológico contém uma
grande quantidade de microrganismos e pouca matéria orgânica. Posteriormente, os
microrganismos são sedimentados nos decantadores secundários (Figura 10). No
final desta fase de tratamento, as águas residuárias apresentam níveis menores de
49
matéria orgânica, podendo na maioria dos casos, serem devolvidas ao corpo de
água ou ambiente receptor.
Figura 10 - Decantador secundário Fonte: Mello (2007)
3.2.5. Tratamento Terciário
Segundo Mello (2007), depois do tratamento secundário, o lançamento final
do esgoto no corpo receptor, necessita ás vezes, passar por processos de
desinfecção para a remoção dos organismos patogênicos ou, em casos especiais, à
remoção de determinados nutrientes, como o nitrogênio e o fósforo, que podem
potenciar, isoladamente ou em conjunto, a eutrofização das águas receptoras.
De acordo com Tosetto (2005), são usados processos de desinfecção como
coagulação, floculação, decantação, filtração, adsorção por carvão, calagem e
osmose reversa.
Complementa Tosetto (2005), que os tratamentos preliminares, primários e
secundários, devido aos seus custos, são geralmente considerados como controle
de poluição das águas, e os tratamentos adicionais requeridos para o reuso de água
são normalmente designados como tratamento terciário ou avançado.
50
3.3. TRATAMENTOS INDIVIDUAIS DE ESGOTO
3.3.1. Sistemas de Tanques Sépticos com Sumidouro
A ausência total ou parcial dos serviços públicos de esgotos sanitários em
áreas urbanas, suburbanas e rurais, segundo Botelho et al. (2001) leva ao uso de
alternativas individuais para a disposição dos esgotos, como o sistema de fossas/
tanques sépticos.
De acordo com a CAESB (2011), as fossas sépticas são unidades de
tratamento primário de esgoto doméstico nas quais são feitas a separação e
transformação da matéria sólida contida no esgoto. Segundo Botelho et al. (2001),
trata-se de um dispositivo de tratamento anaeróbio, de nível primário, capaz de
remover sólidos e matéria orgânica dos efluentes domésticos, que tem como
propósitos impedir a poluição hídrica, evitar as condições adversas para a
manutenção da vida aquática, não alterar condições de balneabilidade dos corpos
de água, como rios, praias e lagos, evitar a poluição utilizada para a dessedentação
de animais e irrigação de lavouras e servirem como tratamento primário para
efluentes para posterior lançamento ao solo. O sumidouro tem a função de permitir a
infiltração da parte líquida dos esgotos no solo, por meio de suas paredes vazadas e
fundo permeável.
Este sistema se caracteriza por um tanque enterrado, que recebe os esgotos
(dejetos e águas servidas), retém a parte sólida e inicia o processo (Figura 11).
Figura 11 - Sistema de fossa séptica Fonte: Caesb – Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (2011)
51
3.3.2. Filtro Anaeróbio
Segundo definição da ABNT NBR 13969,
O filtro anaeróbio consiste em um reator biológico onde o esgoto é depurado por meio de microrganismos não aeróbios, dispersos tanto no espaço vazio do reator quanto nas superfícies do meio filtrante. Este utilizado mais como retenção dos sólidos. Todo processo anaeróbio, é bastante afetado pela variação de temperatura do esgoto; sua aplicação deve ser feita de modo criterioso. O processo é eficiente na redução de cargas orgânicas elevadas, desde que as outras condições sejam satisfatórias. Os efluentes do filtro anaeróbio podem exalar odores e ter cor escura.
De acordo com Botelho et al. (2001), os filtros anaeróbios são bastante
empregados nos sistemas de esgoto domésticos, de forma direta ou em conjunto
com as fossas sépticas, auxiliando no polimento das mesmas. Estes filtros também
são utilizados para tratamento de indústrias alimentícias dentre outras.
3.3.3. Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente – RAFA
De acordo com a Copasa (2011), este tipo de reator consiste na
estabilização da matéria orgânica, anaerobiamente, por microrganismos que
crescem dispersos no meio líquido. A parte superior do reator RAFA (Figura 12) é
dotado de um separador trifásico de forma cônica ou piramidal que permite a saída
do efluente clarificado, a coleta do biogás gerado no processo e a retenção dos
sólidos dentro do sistema. Esses sólidos retidos são constituintes da biomassa, que
permanece no reator por tempo suficientemente para a degradação da matéria
orgânica. O lodo retirado periodicamente do sistema já se encontra estabilizado,
necessitando apenas de secagem e disposição final.
52
Figura 12 - Desenho esquemático de um reator RAFA Fonte: http://o2engenharia.com.br/
3.3.4. Lagoas de Estabilização
Para Von Sperling (1996), o sistema de tratamento por lagoas de
estabilização (Figura 14) são simples, sendo baseado principalmente em movimento
de terra de escavação e preparação de taludes. De acordo com Mello (2007, p. 27)
―além do objetivo principal de remoção da matéria rica em carbono, as lagoas
realizam também o controle de organismos patogênicos em alguns casos‖.
53
Figura 13 - Tratamento por lagoas Fonte: Sabesp (2011)
A Funasa (2007) divide o sistema de lagoas de estabilização em:
Lagoas anaeróbias: cuja finalidade é oxidar compostos orgânicos
complexos antes do tratamento com lagoas facultativas ou aeradas. As lagoas
anaeróbias não dependem da ação fotossintética das algas, podendo assim, serem
construídas em profundidades maiores do que as outras, variando de 2.0m a 5,0m e
normalmente são projetadas associadas à lagoas facultativas ou aeradas.
Lagoas facultativas: O seu funcionamento se dá por intermédio da
ação de algas e bactérias sob a influência da luz solar (fotossíntese). A matéria
orgânica contida nos despejos é estabilizada, parte transformando-se em matéria
mais estável na forma de células de algas e parte em produtos inorgânicos finais
que saem com efluente. Este sistema de lagos é assim denominado devido às
condições aeróbias mantidas na superfície, liberando oxigênio e às anaeróbias
mantidas na parte inferior onde à matéria orgânica é sedimentada. A profundidade
das lagoas facultativas varia de 1,0m a 2,5m e áreas relativamente grandes.
Lagoas de maturação: É utilizada para a redução de coliformes
fecais, provenientes e contidos dos despejos de esgotos, sendo essenciais e sempre
construídas após do tratamento completo de uma lagoa facultativa ou outro tipo de
tratamento convencional.
Lagoas aeróbias ou de alta taxa: Sua principal aplicação é cultura
colheita de algas, sendo projetadas para o tratamento de águas residuárias
decantadas. Constituem um poderoso método para produção de proteínas, sendo de
54
100 a 1.000 vezes mais produtivas que a agricultura convencional. Seu uso para o
tratamento de esgotos é indicada quando houver a viabilidade do reaproveitamento
da produção das algas. A sua operação exige pessoal capaz e o seu uso é restrito.
3.3.5. Lodos Ativados
De acordo com a Copasa (2011), o sistema de lodos ativados consiste em
um reator onde a grande concentração de biomassa fica em suspensão no meio
líquido. Quanto maior a quantidade de bactérias em suspensão, maior será a
assimilação da matéria orgânica presente no esgoto bruto.
A Funasa (2007, p. 224) explica que:
Os lodos ativados consistem de agregados floculentos de microorganismos, materiais orgânicos e inorgânicos. Os microorganismos considerados incluem bactérias, fungos, protozoários e metazoários como rotíferos, larvas de insetos e certos vermes. Todos eles se relacionam por uma cadeia de alimentação: bactérias e fungos decompõem o material orgânico complexo e por essa atividade se multiplicam servindo de alimento aos protozoários, os quais, por sua vez, são consumidos pelos metazoários que também podem se alimentar diretamente de bactérias, fungos e mesmo de fragmentos maiores dos flocos de lodos ativados.
A biomassa (bactérias) que cresce no tanque de aeração, devido à sua
propriedade de flocular, é removida por sedimentação em um decantador
secundário, clarificando o efluente.
O lodo sedimentado é sempre recirculado para a unidade de aeração, pois
se deve sempre manter uma elevada concentração de biomassa no reator, sendo
este processo o princípio básico do sistema de lodos ativados, possuindo assim,
muitas vezes, o decantador primário, o tanque de aeração, o decantador secundário
e a elevatória de recirculação.
Segundo a Funasa (2007), o processo dos lodos ativados é o mais versátil
dos processos biológicos de tratamento. Este sistema pode produzir um efluente
com concentração de matéria orgânica, variando de muito alta a muito baixa.
Historicamente, foi desenvolvido a partir de 1913 na Inglaterra e permaneceu sem
sofrer grandes alterações por quase trinta anos. O começo das mudanças, foram
provocadas pelos operadores das estações, ao tentarem solucionar problemas
especiais, do que propriamente por engenheiros envolvidos em projetos ou
55
pesquisas. Com o avanço da tecnologia, entretanto, começaram os grupos de
pesquisa a trazer sua contribuição em termos de modificações básicas no processo.
56
4. A POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS: PAPEL DO DESPEJO DO
ESGOTO PARA O PROBLEMA
4.1. A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA
A água é uma substância química composta de hidrogênio e oxigênio (H2O)
essencial para todas as formas conhecidas de vida.
De acordo com Leme (2010), a água é um recurso renovável, mas mesmo
assim finito, sendo de fundamental importância para a sobrevivência da biosfera e
por esta razão, utilizada em grande intensidade pelo homem, para o abastecimento
público, uso industrial, irrigação, dessedentação de animais, conservação da fauna e
da flora, recreação, estética, pesca, geração de energia, transporte e diluição e
depuração de despejos.
A água passa por alterações do seu estado físico em seu ciclo hidrológico,
definido por Tucci (2002, p. 35) como ―[...] o fenômeno global de circulação fechada
da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente
pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.‖.
Conforme Tucci (2002), o ciclo hidrológico (Figura 14) começa com a
condensação do vapor de água presente na atmosfera, formando microgotículas de
água que mantem-se suspensas na atmosfera devido à turbulência. Com o
agrupamento destas microgoticulas, forma-se um aerossol (podendo este ser uma
nuvem ou um nevoeiro, quando formado próximo ao solo) que, com a ação das
massas de ar, leva à precipitação deste aerossol. A precipitação ocorre devido à
aglutinação e o crescimento das microgoticulas, levando-as a ter peso e tamanho
suficientes para que, com a força da gravidade, romper a turbulência normal ou os
movimentos atmosféricos ascendentes, cai em forma de chuva ou no caso do vapor
de água transformar-se diretamente em cristais de gelo, precipitar à superfície em
forma de neve ou granizo.
Quando a água precipita e atinge um solo com cobertura vegetal, parte desta
é interceptada pela massa foliar, evaporando e outra parte reprecipita para o solo.
Quando atinge o solo, lembra Tucci (2002), a água pode seguir por diversos
caminhos. Devido à natureza porosa do solo, pode ocorrer a infiltração de toda a
57
água precipitada, até o ponto de sua saturação, levando à ocorrência do
escoamento superficial.
A umidade do solo, ocorrida e realimentada pelo fenômeno da infiltração, é
aproveitada em parte pelos vegetais, que a absorvem pelas raízes e incorporam a
seus tecidos, mas devolvendo em quase sua totalidade à atmosfera pela
transpiração em forma de vapor de água. A parte da água não aproveitada pelos
vegetais, normalmente percola ao lençol freático, contribuindo ao volume e
escoamento dos rios. Quando não existe cobertura vegetal sobre o solo, a energia
cinética do impacto da gota da chuva pode levar à erosão e surgimento de sulcos ou
valas. Em muitos casos, o escoamento superficial e estes fenômenos erosivos
aliados à topografia preexistente, pode moldar uma microrede de drenagem efêmera
que pode convergir em uma rede de escoamento estável, formando arroios e rios
(TUCCI, 2002).
Figura 14 - Componentes do ciclo hidrológico Fonte: Tucci (2002)
Conclui Tucci (2002, p. 37) que: ―Em qualquer tempo e local por onde
circula, a água na superfície terrestre, seja nos continentes ou nos oceanos, há
evaporação para a atmosfera, fenômeno que fecha o ciclo hidrológico ora descrito.‖.
Quanto à distribuição da água no planeta, ela se dá de várias formas, sendo
concentrada em sua maior quantidade como água salgada nos mares. A água doce
é encontrada de maneira ínfima se comparada à quantidade de água salgada, e sua
disposição está em rios, lagos, geleiras, calotas polares, no subterrâneo e na
biomassa.
58
De maneira mais detalhada, Silvestre (2003, p. 38) comenta em quais
formas a água está distribuída no planeta:
A água recobre 70,0% da Terra. Componente bioquímico dos seres vivos, meio de vida ou de reprodução de espécies animais e vegetais, elemento essencial para a produção e consumo humano, a água é base de sustentação da vida. O volume estimado de água no Planeta é de 1,4 bilhões km³. Desse total, cerca de 97,5% correspondem aos oceanos e mares e 2,5%, isto é, mais ou menos 35 milhões km³, à água doce. A água doce encontra-se assim distribuída: 68,9% (24.115.000 km³) sob a forma de gelo e neves eternas; 30,8% no solo e subsolo (10.780.000 km³), sendo 29,9% (10.465.000 km³) em reservatórios subterrâneos e 0,9% (315.000 km³) em situações diversas, como umidade dos solos e pântanos; e 0,3% (105.000 km³) em rios, lagos e lagoas.
A Figura 15 mostra de maneira simplificada a distribuição da água no planeta:
Figura 15 - Distribuição da água no Planeta Terra Fonte: Silvestre (2003).
A distribuição geográfica da água no planeta é desigual, tornando algumas
regiões riquíssimas em recursos hídricos e outras com grande escassez do recurso.
De acordo com Silvestre (2003), dados indicam que o Brasil, a Rússia, o Canadá,
os Estados Unidos, a China, a Índia, a Colômbia e os quinze estados da União
Europeia concentram cerca de dois terços de toda a água doce existente; outras,
apontam que 65,0% desses recursos estariam concentrados em apenas 10 países,
sendo os países africanos e do Oriente Médio os mais prejudicados pela escassez
de água.
Para Moraes e Jordão (2002), a ação antrópica vem contribuindo para a
piora na qualidade da água. Desde que deixou de ser nômade e passou a se instalar
em cidades, trazendo consigo o aumento da densidade demográfica e
59
desenvolvimento de sua tecnologia, o ser humano trouxe também impactos, como
produção de efluentes domésticos, erosão seguida de alteração da paisagem pela
agricultura, pela urbanização e pelo reflorestamento, alteração de canais de rios e
margens de lagos por meio de diques, canalização, drenagem e inundações de
áreas alagaveis e dragagem para navegação, supressão de recursos biológicos e
proliferação de agentes químicos tóxicos específicos ou não.
Moraes e Jordão (2002, p. 372) comenta que:
O déficit de água, produto da modificação ambiental cujo processo encontra-se acelerado, atinge a higidez humana não somente pela sede, principal consequência da escassez de água, mas também por doenças e queda de produção de alimentos, o que gera tensões sociais e políticas que, por sua vez, podem acarretar guerras.
Diante deste panorama, a poluição dos recursos hídricos agrava o problema,
levando localidades a perder o restante do volume de água para o abastecimento da
população.
4.2. A CONTRIBUIÇÃO DO LANÇAMENTO DE ESGOTOS PARA A POLUIÇÃO
DOS RECURSOS HÍDRICOS
O termo poluição é definido de várias formas por vários autores. Para
Derisio (2000, p.3), a poluição ambiental pode ser considerada como:
[...] a degradação do ambiente, resultante de atividades que direta ou indiretamente, prejudiquem a saúde, segurança e o bem estar das populações; criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; afetem desfavoravelmente a biota; afetem as condições sanitárias do meio ambiente; e lancem matéria ou energia em desacordo com os padrões de qualidade ambiental estabelecidos.
Complementa Derisio (2000), que a poluição ambiental ocorre devido ao
lançamento ou liberação, seja nas águas, na atmosfera ou no solo de algum tipo de
matéria ou energia, com intensidade, quantidade, concentração ou características
em desacordo com os padrões de qualidade ambiental estabelecidos na legislação,
prejudicando com isso os usos primordiais das águas, do ar ou do solo. A poluição
pode ser distinguida de diversas formas, como a poluição física, química, físico-
química, bioquímica, biológica ou radioativa.
60
Porém, lembra Fellenberg (1980), que ao lado do comprometimento poluidor
antropogênico ao meio ambiente, existe também a poluição ambiental natural, que
muitas vezes não é levada em consideração e é caracterizada como por formações
de nuvem de pó nas regiões desérticas, espalhamento do pólen e desprendimento
de substâncias tóxicas por certas plantas, eutrofização natural, etc.
No Brasil, a Política Nacional do Meio Ambiente, Lei 6.938, de 31 de Agosto
de 1981 em seu Art. 3º IV define poluidor como a pessoa física ou jurídica, de direito
público ou privado, responsável, direta ou indiretamente, por atividade causadora de
degradação ambiental. E em ser Art. 3º II, degradação da qualidade ambiental a
alteração adversa das características do meio ambiente. No tocante à poluição dos
recursos hídricos, de mesmo modo, existem várias definições por diversos autores.
Para Von Sperling (2005) poluição das águas se deve à adição de
substâncias ou de formas de energia que direta ou indiretamente, alteram a natureza
de um corpo d´água de uma maneira tal que prejudique os legítimos usos dele são
feitos.
Completa Leme (2010, p. 25), que: ―Um curso de água é considerado
poluído ou contaminado quando a composição, o estado ou a qualidade de suas
águas são direta ou indiretamente modificados pela ação antrópica.‖.
Quanto ao conceito legal de poluição hídrica no Brasil, podemos citar o
Decreto Federal 50.877, de 29 de junho de 1961, em seu artigo 3⁰ que define
poluição hídrica como:
[...] qualquer alteração das propriedades físicas, químicas ou biológicas das águas, que possa importar em prejuízo à saúde, à segurança e ao bem estar das populações e ainda, comprometer a utilização para fins agrícolas, industriais, comerciais, recreativos e, principalmente, à existência da vida aquática‖.
Cita Leme (2010) o fato de que o crescimento populacional e a característica
intrínseca do ser humano de aglomerar-se de forma organizada em cidades, as
quais se localizam geralmente próximas a locais onde existe disponibilidade maior
de água, leva aumento dos problemas de poluição dos recursos hídricos. O aumento
das atividades agrícolas em função do crescimento na demanda por alimentos para
a população, desenvolvimento industrial e agroindustrial são as principais causas de
lançamento de resíduos brutos - líquidos ou sólidos – no solo, nos rios, nos lagos e
nos mares, contribuindo com a destruição da biota, desequilibrando ecossistemas e
61
rompendo a harmonia entre o homem e o meio ambiente, levando à diminuição da
qualidade de vida. A Figura 16 demonstra a dinâmica dos processos que levam à
poluição dos recursos hídricos:
Figura 16 - Principais processos de contaminação e poluição das águas Fonte: Martins (2009).
Comenta Nuvolari (2003), que quando o esgoto in natura é lançado nos
corpos de água, na maioria das vezes, podem-se esperar sérios prejuízos à
qualidade dessa água. Os principais problemas vão além do aspecto estético da,
mas também a nível químico, com o declínio do oxigênio dissolvido, prejudicial à
manutenção da vida aquática, a exalação de gases malcheirosos, além dos
problemas de saúde que a poluição desta água pode acarretar à seres humanos e
animais.
Quanto aos tipos de poluentes que afetam os recursos hídricos, estes podem
ser classificados como pontuais ou difusos.
Conforme Pereira (2004, p.1) pode referir-se a fontes de poluição hídrica
pontual ―[...] a aquelas onde os poluentes são lançados em pontos específicos dos
62
corpos d’água e de forma individualizada, as emissões ocorrem de forma controlada,
podendo-se identificar um padrão médio de lançamento.‖ São exemplos de fontes
pontuais lançamentos clandestinos de esgoto de residências ou de indústrias.
Este autor afirma que:
A poluição difusa se dá quando os poluentes atingem os corpos d´água de modo aleatório, não havendo possibilidade de estabelecer qualquer padrão de lançamento, seja em termos de quantidade, frequência ou composição. Por esse motivo o seu controle é bastante difícil em comparação com a poluição pontual.
Exemplifica Pereira (2004, p. 1) como poluição difusa: ―[...] os lançamentos
das drenagens urbanas, escoamento de água de chuva sobre campos agrícolas e
acidentes com produtos químicos ou combustíveis‖.
O Quadro 3, apresentado por Nuvolari (2003), apresenta os principais
inconvenientes do lançamento de esgoto sanitário nos corpos d’água.
Matéria orgânica solúvel Provoca a diminuição do oxigênio dissolvido, contido na água dos rios e estuários. Mesmo tratado, o despejo deve estar na proporção da capacidade de assimilação do curso d’água. Algumas dessas substâncias podem ainda causar gosto e odor às fontes de abastecimento de água. Ex: fenóis.
Elementos potencialmente tóxicos
Ex: cianetos, arsênio, cádmio, chumbo, cobre, cromo, mercúrio, molibdênio, níquel, selênio, zinco, etc. apresentam problemas de toxicidade (a partir de determinadas concentrações), tanto às plantas quanto aos animais e ao homem, podendo ser transferidos através da cadeia alimentar.
Cor e turbidez Indesejáveis do ponto de vista estético. Exigem maiores quantidades de produtos químicos para o tratamento dessa água. Interferem na fotossíntese das algas nos lagos (impedindo a entrada de luz em profundidade).
Nutrientes Principalmente o fosforo e o nitrogênio, aumentam a eutrofização dos lagos e dos pântanos. Inaceitáveis nas áreas de lazer e recreação.
Materiais refratários Aos tratamentos: Ex: ABS (alquil-benzeno-sulforado). Formam espumas nos rios; não são removidos nos tratamentos convencionais.
Óleos e graxas Os regulamentos exigem geralmente sua completa eliminação. São indesejáveis esteticamente e interferem com a decomposição biológica (os microrganismos, responsáveis pelo tratamento, geralmente morrem se a concentração de óleos e graxas for superior a 20 mg/L).
Ácidos e álcalis
A neutralização é exigida pela maioria dos regulamentos; depende dos valores de pH do líquido há interferência com a decomposição biológica e com a vida aquática.
63
Materiais em suspensão Formam bancos de lama nos rios e nas canalizações e nas canalizações de esgoto. Normalmente provocam decomposição anaeróbia decomposição anaeróbia da matéria orgânica, com liberação de gás sulfídrico (cheiro de ovo podre) e outros gases malcheirosos.
Temperatura elevada Poluição térmica que conduz ao esgotamento do oxigênio dissolvido no corpo de água (por abaixamento do valor de saturação)
Quadro 3 - Inconvenientes do lançamento in natura de esgotos nos corpos d'água. Fonte: Adaptado de Nuvolari (2003).
Para Nuvolari (2003), o crescimento populacional das cidades ajuda a
agravar o problema, afinal, quanto maior a densidade demográfica, maior é a
produção e o volume de esgoto. O tratamento do esgoto é de suma necessidade,
uma vez que o objetivo é manter a qualidade da água nos corpos receptores e
possibilitar que esta água sirva para vários usos, entre eles, o abastecimento
público.
De acordo com Leme (2010, p. 26), os principais efeitos causados pela
poluição hídrica são:
Redução do padrão de qualidade da água usada para abastecimento
da população, na irrigação, na indústria, na criação de peixes e outros
usos;
Destruição da fauna e da flora aquática, resultando na redução do
poder diluidor e autodepurador dos rios;
Redução do potencial hidráulico;
Redução das atividades esportivas e de lazer;
Redução do potencial de assentamentos urbanos e industriais;
Perigo potencial à saúde pública, resultando no aumento das doenças
veiculadas pela água; e
Exigência de tratamento mais sofisticado e de custo mais elevado para
garantir o padrão de potabilidade da água.
4.3. POLUENTES HÍDRICOS MAIS COMUNS
De acordo com Botelho et al. (2001), os poluentes mais comuns dos
recursos hídricos são substâncias de caráter orgânico, inorgânico, tóxicos, sais não
64
tóxicos e substâncias antiestéticas. Explica resumidamente Botelho et al. (2001)
cada poluente:
4.3.1. Substâncias Orgânicas
Responsável pela desoxigenação da água do corpo receptor, devido aos
agentes redutores que possuem uma demanda imediata por oxigênio ou mesmo
através da decomposição biológica da matéria orgânica pelos microrganismos
aeróbios presentes naquele meio. Essa diminuição no oxigênio muitas vezes, afeta
de forma irreversível a fauna e a flora aquática.
Quando a quantidade de matéria orgânica introduzida em um meio
ultrapassa a capacidade de autodepuração do corpo de água, a deterioração poderá
chegar ao nível anaeróbio, causando alterações químicas ao líquido, como
escurecimento e produção de gases mal cheirosos (gás sulfídrico - H2S). Os
principais poluentes orgânicos são representados por esgotos humanos, dejetos de
animais e efluentes não tratados de agroindústrias como: curtume, lacticínio,
indústria alimentícia, abatedores, etc.
4.3.2. Substâncias Inorgânicas
Caracterizam-se por sólidos em suspensão inertes, como siltes, argilas,
óleos minerais e resíduos de mineração. Prejudicam os organismos fotossintéticos,
pois aumentam a turbidez e impedem a penetração da luz do sol no meio aquático.
Os particulados decantáveis podem se depositar sobre organismos e suas ovas,
atrapalhando suas atividades biológicas.
4.3.3. Substâncias Tóxicas
São caracterizadas pelos metais pesados., ácidos, álcalis, pesticidas, dentre
outros. Os metais pesados (mercúrio, zinco, cobre, etc.) são prejudiciais, pois
65
permanecem ao longo da cadeia alimentar, podendo tornar-se letais para os
organismos.
A variação do pH pode causar variações na toxicidade em meios ricos em
compostos nitrogenados, pois caso o pH caia, a amônia tende a permanecer no
meio aquoso como amônia livre (NH3), tornando-se mais tóxica que em sua forma
iônica (NH4+), prevalecendo em sua condição alcalina, com pH elevado.
4.3.4. Sais Não-Tóxicos
São sais como cloreto de sódio e sulfato de potássio que se acumulam em
corpos de água e não são retidos nos sistemas de tratamento convencionais, tanto
de esgoto como de água, prejudicando o seu reuso para fins domésticos, agrícolas,
comerciais ou industriais. Os fosfatos e compostos nitrogenados são os grandes
responsáveis pelo fenômeno da eutrofização, devido à grande quantidade de
nutrientes os quais colaboram para o crescimento exagerado das algas. Já o
fosfatos e o nitrogênio amoniacal são originados de detergentes sintéticos ou de
escoamento de solos agrícolas com fertilizantes químicos.
4.3.5. Substâncias Antiestéticas
Estas substâncias podem causar mudanças na tonalidade das águas,
surgimento de odores desagradáveis ou no gosto. Podem prejudicar a saúde
humana e o bem estar da vida aquática. Estes tipos de substâncias tem origem no
despejo de compostos industriais complexos, normalmente provenientes de lavação
ou esterilização.
4.4. PARÂMETROS PARA A QUALIFICAÇÃO DAS CARGAS POLUIDORAS
Existem diversos parâmetros que podem determinar o caráter e a carga
poluidora em águas residuárias. Para Leme (2007), os parâmetros mais importantes
podem ser apresentados como a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda
66
química de oxigênio (DQO), sólidos totais, nitrogênio total (amoniacal, orgânico,
nitrito e nitrato), fósforo, organismos coliformes – número máximo permitido (NMP),
oxigênio dissolvido, alcalinidade, pH, etc. Estes parâmetros são determinados por
meio de análises de amostras e interpretadas por profissionais habilitados.
Os parâmetros citados são resumidos e explicados a seguir:
4.4.1. Oxigênio Dissolvido (OD)
A CETESB (2009, p. 21) define o termo ―Oxigênio Dissolvido‖ - (OD) como:
―o oxigênio proveniente da atmosfera que se dissolve nas águas naturais, devido à
diferença de pressão parcial‖.
É de essencial importância para os microrganismos aeróbios, pois as
bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos respiratórios. Este consumo
pode levar a redução na concentração de oxigênio no meio, podendo resultar na
morte de vários organismos aquáticos. Quando o oxigênio é totalmente consumido,
leva a condições anaeróbias, com geração de maus odores (BOTELHO et al, 2001).
Além da incorporação do oxigênio por meios da cinética hidráulica
(correntezas, quedas d’agua, etc.), cita Cetesb (2009) que outra fonte de oxigenação
da água é por meio da fotossíntese das algas, apesar que esta fonte não é muito
significativa nos trechos de rios à jusante de fortes lançamentos de esgotos.
O autor ainda comenta que turbidez e a cor elevada dificultam a penetração
dos raios solares, permitindo apenas a poucas espécies resistentes condições de
sobreviver. A contribuição fotossintética de oxigênio só é expressiva após ocorrer
grande parte da ação microbiana na degradação da matéria orgânica, assim como
ter-se desenvolvido os protozoários que, além de decompositores, consomem
bactérias, clarificando as águas e permitindo a penetração de luz.
Finaliza CETESB (2009, p. 22) que:
Uma adequada provisão de oxigênio dissolvido é essencial para a manutenção de processos de autodepuração em sistemas aquáticos naturais e em estações de tratamento de esgotos. Através da medição da concentração de oxigênio dissolvido, os efeitos de resíduos oxidáveis sobre águas receptoras e a eficiência do tratamento dos esgotos, durante a oxidação bioquímica, podem ser avaliados. Os níveis de oxigênio dissolvido também indicam a capacidade de um corpo d’água natural em manter a vida aquática.
67
A Resolução CONAMA 357/05 estabelece que em qualquer amostra a
quantidade de oxigênio dissolvido não pode ser inferior a 5,0 mg/L (MARTINS,
2009).
4.4.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
Para Silva (2004, p. 21), ―[...] a DBO é utilizada para indicar o grau de
poluição de um esgoto, ou seja, um índice de concentração de matéria orgânica por
uma unidade de volume de água residuária‖. Segundo Nuvolari (2003), quanto maior
a quantidade de matéria orgânica biodegradável em um efluente, maior é a sua
DBO.
A CETESB (2009, p. 12), explica a partir da Figura 17 como ocorre a
degradação biológica dos compostos pelos microrganismos:
Neste esquema, apresenta-se o metabolismo dos microrganismos heterotróficos, em que os compostos orgânicos biodegradáveis são transformados em produtos finais estáveis ou mineralizados, tais como água, gás carbônico, sulfatos, fosfatos, amônia, nitratos etc. Nesse processo há consumo de oxigênio da água e liberação da energia contida nas ligações químicas das moléculas decompostas. Os microrganismos desempenham este importante papel no tratamento de esgotos, pois necessitam desta energia liberada, além de outros nutrientes para exercer suas funções celulares, tais como reprodução e locomoção, o que genericamente se denomina quimiossíntese. Quando passa a ocorrer insuficiência de nutrientes no meio, os microrganismos sobreviventes passam a se alimentar do material das células que têm a membrana celular rompida. Este processo se denomina respiração endógena. Finalmente, há, neste circuito, compostos que os microrganismos são incapazes de produzir enzimas que possam romper suas ligações químicas, permanecendo inalterados. Ao conjunto destes compostos dá-se o nome de resíduo não biodegradável ou recalcitrante. Pelo fato de a DBO5, 20 somente medir a quantidade de oxigênio consumido num teste padronizado, não indica a presença de matéria não biodegradável, nem leva em consideração o efeito tóxico ou inibidor de materiais sobre a atividade microbiana.
De acordo com Silva (2004, p. 21),
A medição da DBO é padronizada, segundo Jordão e Pessoa (1995) pelo ―Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater‖ que adota tempo de 5 dias e uma temperatura padrão de 20ºC. Vale ressaltar que a DBO5 não representa a demanda total de oxigênio, pois a demanda total ocorre em período muito superior.
68
Figura 17 - Metabolismo de microrganismos heterotróficos Fonte: CETESB (2009)
A média da DBO de um esgoto doméstico é de cerca de 300 mg/L e a carga
per capita, representada pela contribuição de cada indivíduo por unidade de tempo
é de 54 g/hab.dia de DBO (VON SPERLING, 1996).
4.4.3. Sólidos Totais
Quanto aos sólidos totais, Botelho et al. (2001, p. 54) explica que ‖[...] as
análises de sólidos suspensos e fixos são comuns em águas poluídas‖, sendo que a
concentração máxima recomendadas de sólidos dissolvidos é de 500mg/L. Para
Nuvolari (2003), a presença de resíduos sólidos na água, em especial os resíduos
presentes no esgoto sanitário, leva ao aumento de turbidez naquele meio,
dificultando a passagem de luz e contribuindo para o valor de saturação do oxigênio
dissolvido. Estes sólidos nas águas, de acordo com CETESB (2009), correspondem
a toda matéria que permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou
calcinação da amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante um tempo
fixado, sendo então, que as operações de secagem, calcinação e filtração são as
que definem as diversas frações de sólidos presentes na água (sólidos totais, em
suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis).
Complementa CETESB (2009, p. 5) que:
69
No controle operacional de sistemas de tratamento de esgotos, algumas frações de sólidos assumem grande importância. Em processos biológicos aeróbios, como os sistemas de lodos ativados e de lagoas aeradas mecanicamente, bem como em processos anaeróbios, as concentrações de sólidos em suspensão voláteis nos lodos dos reatores tem sido utilizadas para se estimar a concentração de microrganismos decompositores da matéria orgânica. Isto porque as células vivas são, em última análise, compostos orgânicos e estão presentes formando flocos em grandes quantidades relativamente à matéria orgânica ―morta‖ nos tanques de tratamento biológico de esgotos. Embora não representem exatamente a fração ativa da biomassa presente, os sólidos voláteis têm sido utilizados de forma a atender as necessidades práticas do controle de rotina de uma Estação de Tratamento de Esgotos.
O conteúdo de sólidos totais geralmente varia entre 20 e 1000 mg/L e o
limite estabelecido pela Resolução CONAMA 357/05 é de 500 mg/L para os sólidos
dissolvidos totais (MARTINS, 2009).
4.4.4. Nitrogênio Total
As fontes de nitrogênio em águas naturais são diversas. Segundo Botelho et
al. (2001), as formas comuns do nitrogênio são: orgânico, amônia, nitrito, nitrato e
nitrogênio, sendo os esgotos sanitários em geral, conforme comenta CETESB
(2009), a principal fonte, lançando nas águas nitrogênio orgânico, devido à presença
de proteínas, e nitrogênio amoniacal, pela hidrólise da ureia na água.
De acordo com CETESB (2009), os diversos processos são responsáveis
pela introdução de substancias nitrogenadas no meio. Como exemplos, pode-se
mencionar que alguns tipos de efluentes industriais são responsáveis por descargas
de nitrogênio orgânico e amoniacal nas águas, entre elas, industriais petroquímicas,
siderúrgicas, farmacêuticas, alimentícias, matadouros, frigoríficos e matadouros. A
atmosfera também é uma fonte de nitrogênio, pois a partir dela ocorrem os diversos
mecanismos de biofixação ocorridos por meio de bactérias e algas presentes em
corpos hídricos, que incorporam o nitrogênio em seus tecidos e contribuem para a
presença de nitrogênio orgânico nas águas. Nas áreas agrícolas, o carreamento de
fertilizantes por meio do escoamento superficial da chuva também contribui para a
presença de diversas formas de nitrogênio, e nas áreas urbanas, a drenagem das
águas pluviais, associada às deficiências do sistema de limpeza pública, constitui
fonte difusa de nitrogênio de difícil caracterização.
Completa CETESB (2009, p. 26) que:
70
Os compostos de nitrogênio são nutrientes para processos biológicos e são caracterizados como macronutrientes, pois, depois do carbono, o nitrogênio é o elemento exigido em maior quantidade pelas células vivas. Quando descarregados nas águas naturais, conjuntamente com o fósforo e outros nutrientes presentes nos despejos, provocam o enriquecimento do meio, tornando-o eutrofizado. A eutrofização pode possibilitar o crescimento mais intenso de seres vivos que utilizam nutrientes, especialmente as algas. Estas grandes concentrações de algas podem trazer prejuízos aos múltiplos usos dessas águas, prejudicando seriamente o abastecimento público ou causando poluição decorrente da morte e decomposição desses organismos. O controle da eutrofização, através da redução do aporte de nitrogênio é comprometido pela multiplicidade de fontes, algumas muito difíceis de serem controladas como a fixação do nitrogênio atmosférico, por parte de alguns gêneros de algas. Por isso, deve-se investir preferencialmente no controle das fontes de fósforo.
A Resolução do CONAMA 357/06 estabelece limites para amônia não
ionizável (NH3), de 0,02 mg/L, Nitrato, 10,0 mg/L, e Nitrito, 1,0 mg/L (MARTINS,
2009).
4.4.5. Fósforo
Para a CETESB (2009) a ocorrência do fósforo em águas naturais é devida,
principalmente, às descargas de esgotos sanitários, sendo a matéria orgânica fecal
e os detergentes em pó empregados em larga escala domesticamente constituem a
principal fonte. Alguns efluentes industriais e águas drenadas em áreas agrícolas e
urbanas também podem provocar a presença excessiva de fósforo em águas
naturais.
Lembra Botelho et al. (2001, p.54) que ―[...] um dos pré-requisitos no
tratamento biológico de efluentes é a presença suficiente de fósforo para a
manutenção do técnico celular das bactérias, para que haja crescimento
bacteriano‖, sendo necessária, em alguns casos, adicionar uma quantidade de
fosforo em algumas águas residuárias para auxiliar a atividade microbiológica. O
despejo e excesso de fósforo em corpos hídricos também levam ao processo de
eutrofização. A Resolução 357/05 do CONAMA fixa a quantidade de fósforo total em
0,025 mg/L.
4.4.6. pH
71
Potencial hidrogeniônico. Para Botelho et al. (2001, p. 21), ―representa a
concentração de íons de H+ (em escala anti-logarítimica), dando uma indicação
sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água‖.
Conforme CETESB (2009), o pH é um parâmetro importante em muitos
estudos no campo do saneamento ambiental, por influir em diversos equilíbrios
químicos que ocorrem naturalmente ou em processos unitários de tratamento de
águas. Sua influência sobre os ecossistemas aquáticos naturais se dá diretamente
aos seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies e indiretamente,
contribuindo para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais
pesados; além de poder exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. A faixa
de pH é de 0 a 14, sendo menor que 7 considerada ácida, 7 neutra e maior que 7,
alcalina. Os critérios de proteção à vida aquática fixam o pH entre 6 e 9.
4.4.7. Alcalinidade
Segundo Botelho et al. (2001), a alcalinidade determina a quantidade de
íons na água que reagirão para neutralizar os íons de hidrogênio, sendo com isso,
uma substância ―tampão‖, que tem como característica resistir às mudanças de pH.
O autor cita os bicarbonatos, carbonatos e os hidróxidos como os principais
constituintes da alcalinidade.
4.4.8. Organismos Coliformes
De acordo com Martins (2009), são indicadores da presença de
microrganismos patogênicos na água, significando com isso que o corpo de água
recebeu matérias fecais ou esgotos. As fezes humanas e animais carregam grande
quantidade de coliformes fecais, estimando-se que em 100 ml de esgoto bruto
contém cerca de três milhões de coliformes. A determinação da concentração de
coliformes assume papel importante como um parâmetro indicador de existência de
microrganismos patogênicos presentes na água.
72
O critério de densidade de coliformes é usado no momento de avaliar a
necessidade de tratamento das águas brutas, podendo esta, ser classificada em
águas limpas, boas ou poluídas. A diversidade de coliformes na água bruta é
expressa em termos de número mais provável – NMP. O limite padrão estabelecido
pela Resolução CONAMA 357/05, é de 1,0+3 NMP/100 ml, para a qualidade da água
em relação à sua potabilidade.
4.5. DOENÇAS DE VEICULAÇÃO HÍDRICA
Contaminação dos recursos hídricos por esgoto sanitário gera grandes
problemas à saúde humana. De acordo com Leme (2010), a ausência de
saneamento básico, o lançamento de esgoto doméstico bruto nos recursos hídricos
e a disposição de efluentes sanitários sem tratamento levam à contaminação por
microrganismos transmissores de doença por vinculação hídrica.
De acordo com Rodrigues e Malafaia (2009, p.3):
Acredita-se que 80% de todas as moléstias e mais de um terço de óbitos dos países em desenvolvimento sejam causados pelo consumo de água contaminada e, em média, até um décimo do tempo produtivo de cada pessoa se perde por causa de doenças relacionadas à água.
As enfermidades diarreicas, que são de natureza infecciosa e intimamente
ligadas a vetores de vinculação hídrica são responsáveis por milhares de mortes no
mundo, tornando primordial a avaliação da qualidade microbiológica dos recursos
hídricos (Rodrigues e Malafaia, 2009). Estas enfermidades (que incluem febre tifoide
e a diarreia aguda) são causadas principalmente por microrganismos patogênicos de
origem entérica (intestinais), contraídas na maioria dos casos pela ingestão de água
ou de alimento contaminado por água poluída com fezes.
Segundo Rodrigues e Malafaia (2009), estes tipos de doenças são
responsáveis por 1,5 milhão de mortes por ano, sendo a sua maioria de crianças e
88% dos casos são atribuídos à contaminação dos recursos hídricos, ao
saneamento inadequado ou à falta de higiene dos indivíduos.
No Brasil, a Agência Nacional de Águas (ANA) informou, por meio do Plano
Nacional de Recursos Hídricos de 2003 que ―[...] entre 1995 e 2000 foram
73
documentadas cerca de 700 mil internações hospitalares anuais causadas por
doenças de vinculação hídrica‖.
De acordo com Nuvolari, (2003), toda água natural abriga comunidades
biológicas, e neste meio biológico sempre podem existir microrganismos causadores
de doenças, tornando as características biológicas da água um dos parâmetros mais
importantes em seu tratamento.
Para Cozac e Miranda (2009), nos resíduos fecais, componentes do esgoto
doméstico, podem ser encontrados vários organismos patogênicos, incluindo-se
nessa categoria vírus, bactérias, parasitos e protozoários.
A Quadro 4 mostra as principais doenças causadas por bactérias e que
podem ser transmitidas pela água:
Agente causador Doença Sintomas Habitat
Salmonella Typosa
Febre tifoide Enxaqueca, náuseas, perda de apetite, constipação ou diarreia, insônia, dor de garganta, bronquite, dor abdominal, hemorragia nasal, rubor no rosto e tronco. Período de incubação de 7 a 14 dias.
Fezes e urina do portador ou doente.
S. paratuphi S. schottinulleri S. hirschfeldi C.
Febre paratifoide
Infecção generalizada, caracterizada por febre continua diarreia, algumas vezes rubor no rosto e tronco. Período de incubação de 1 a 10 dias.
Fezes e urina do portador ou do doente
Shigella flexneri Sh. dysentriae Sh. sonei Sh. paradysinteriae
Disenteria bacilar
Diarreia, febre, tenesmo e evacuação líquida frequentemente contendo muco e sangue. Período de incubação de 1 a 7 dias.
Líquidos intestinais de portadores e pessoas infectadas
Vibrio comma V. cholerae
Cólera Diarreia, vômito, evacuação de líquido, sede, dor, coma. Período de incubação de poucas horas a 5 dias.
Líquidos intestinais e vômito de pessoas infectadas.
Pasteurella tularensis Tularemia Mal-estar repentino com dores, febre e prostração. Período de incubação de 1 a 10 dias.
Roedores, coelhos, mutucas, cães, raposas e porcos.
Brucella melitensis
Brucelose Febre irregular, suor, frios, dores musculares.
Tecidos, sangue, mofo, animais infectados.
Pseudomonas pseudomallei
Melioidosis Diarreia aguda, vômito, febre alta, delírio, mania.
Ratos, gatos, coelhos, cães e cavalos.
Leptospira icterohemorrhagie
Leptospirose Febre, rigidez, enxaquecas, náuseas, dores musculares, vomito, sede, prostração e
Urina e fezes de rato, suíno, cão, gato, camundongo, raposa,
74
pode ocorrer icterícia. ovelha. Enteropathogenic E. Coli
Gastroenterite Diarreia líquida, náuseas, prostração e desidratação.
Fezes do portador
Quadro 4 - Principais doenças causadas por bactérias e que podem ser transmitidas pela água Fonte: Adaptado de Nuvolari (2003, p. 383).
As doenças virais de veiculação hídrica são adquiridas após o consumo de
água ou alimentos contaminados, como peixes e moluscos, além de vegetais
irrigados com água poluída por esgoto (COZAC e MIRANDA, 2009).
O Quadro 5 mostra as principais doenças causadas por enterovírus humanos
(vírus que se instalam no tubo digestivo) e que podem ser transmitidos pela água:
Patógeno Doenças e/ou sintomas causados no organismo
Rotavírus humanos Gastroenterite aguda com diarreia grave
Adenovírus humanos Gastroenterites, infecções respiratórias e conjuntivite
Norovírus Gastroenterites epidêmicas com grave diarreia
Astrovírus humanos Gastroenterite
Parvovirus humanos Gastroenterite
Coronavirus humanos Gastroenterite e doenças do trato respiratório
Torovirus humanos Gastroenterite
Virus da hepatite A Hepatite
Virus da hepatite E Hepatite
Poliovirus
Paralisia, meningite e febre
Coxsackiervirus Meningite, pneumonia, hepatite e febre
Echovirus Meningite, paralisia, encefalite, febre
Quadro 5 - Principais doenças causadas por enterovírus humanos e que podem ser transmitidas pela água Fonte: Adaptado de Cozac e Miranda (2009, p. 5).
A contaminação dos recursos hídricos por esgoto sanitário também leva à
transmissão de doenças por parasitas e protozoários, conforme mostra o Quadro 6:
Agente causador Doença Sintomas
Ascaris lumbricoides (lombriga) Ascaridíase Vômito, lombrigas vivas nas fezes.
Cryptosporidium e muris Criptosporidiose Diarreia aguda, dores
75
parvum
abdominais, vômito e febre baixa. Podem ser uma ameaça à vida de pacientes imunodeficientes.
Entamoeba histolyca Amebíase Diarreia alternada com constipação, disenteria crônica com muco e sangue.
Giardia lambia Giardíase Diarreia intermitente
Naegleria guberi Meningoencefalite amoébica Morte Schistosoma mansoni Schistosomiase Infecção no fígado e bexiga Taenia saginata Teníase Dores abdominais, distúrbios
digestivos e perda de peso.
Quadro 6 - Doenças causadas por parasitas e que podem ser transmitidas pela água Fonte: Adaptado de Nuvolari (2003, p. 38)
76
5. BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO: ALTERNATIVA DE SANEAMENTO
ECOLÓGICO PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS
5.1. CARACTERIZAÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO DO PROCESSO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS PELO MÉTODO DE BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO.
De acordo com Piergili e Filho (2003), além dos sistemas convencionais
utilizarem energias não renováveis e basearem-se amplamente em transformações
biológicas dos poluentes, os processos envolvidos são tipicamente encerrados em
recipientes de concreto, aço ou plástico e movidos pela adição de aeração forçada,
misturadores mecânicos e uma variedade de produtos químicos e devido à
intensidade de energia utilizada nestes sistemas, o espaço físico requerido para as
transformações biológicas é bastante reduzido. Além disso, os sistemas
convencionais de tratamento de esgotos frequentemente ocorrem de maneira
centralizada, necessitando de uma grande e dispendiosa rede e infraestrutura de
coleta, necessitando esta, ainda, localizar-se preferencialmente em locais afastados
de bairros residenciais e zonas comerciais devido à poluição visual e ao odor
desagradável. Desta maneira, a utilização de sistemas sustentáveis é necessária
para funcionar localmente, em escala reduzida, de maneira a serem eficientes e de
baixo custo, além de apresentarem um aspecto visual agradável, não emitirem
odores e gerarem recursos de uma situação que outrora poderia ser um problema. A
Bacia de Evapotranspiração entra neste contexto.
Quando se fala no tratamento por bacias de evapotranspiração, a literatura
relacionada ao tema ainda é bastante restrita. As informações são encontradas
principalmente em livros, sites e teses sobre permacultura pelo mundo, com poucos
estudos de caso, sendo os mais relevantes os estudos feitos por Galbiati (2009),
Pamplona e Venturi (2004) e Paulo e Bernardes (2008).
O sistema de Bacias de Evapotranspiração – BET agrega conceitos de
saneamento ecológico8 e de permacultura9, que, de acordo com Pamplona e Venturi
8 O saneamento ecológico representa uma mudança no modo como as pessoas pensam e agem com
relação às fezes humanas. Trata-se de uma abordagem baseada no ecossistema que reconhece a
77
(2004), vem sendo difundida por permacultores do mundo todo e utilizada para o
tratamento das chamadas águas negras, provenientes dos vasos sanitários nas
residências.
Segundo Galbiati (2009), este sistema (também chamado por alguns autores
de ―Tanque de Evapotranspiração – Tevap‖, ―Fossa de bananeiras‖ ou ―Trincheira de
evapotranspiração‖) consiste na escavação de uma vala, que é impermeabilizada e
preenchida com camadas de substrato de granulometria decrescente, na qual, em
sua superfície, são plantadas espécies vegetais de crescimento rápido e alta
demanda por água. A bacia de evapotranspiração recebe o efluente dos vasos
sanitários, que passa por processos naturais de degradação microbiana da matéria
orgânica, mineralização dos nutrientes, absorção e evapotranspiração das plantas,
resultando na ciclagem de água e dos nutrientes em conjunto com as espécies
vegetais.
A idealização do sistema foi proposta originalmente pelo permacultor
americano Tom Watson, denominada Watson wick (Figura 18). Esta primeira
experimentação consistia em uma trincheira de dimensionamento variável, a qual
era encaminhado o todo o conteúdo do esgoto (águas servidas e do vaso sanitário)
através de um tubo, posicionado dentro de um infiltrador, feito com um tambor
cortado e colocado com a concavidade voltada para baixo no fundo do tanque e sob
uma camada de 5 cm de rochas porosas, 45 cm de pedras e 15 cm de solo, onde
são colocadas as plantas. O sistema não possui paredes impermeabilizadas e
permite a infiltração do efluente no solo (GALBIATI, 2009).
necessidade e o benefício de se promover o bem estar e a saúde da população ao mesmo tempo em que recupera e recicla os nutrientes. Representa uma abordagem que valoriza o fechamento do ciclo dos nutrientes, evitando a abordagem linear de pretender "jogá-los fora.‖ (ESREY et al., 1998) 9 A Permacultura envolve a implantação de projetos e manutenção consciente de ecossistemas
produtivos por meio de técnicas tradicionais para o planejamento e desenvolvimento socioambiental de toda complexidade abordada nas práticas agrícolas, no ecodesign, na compra e venda sustentável, no ciclo de vida, gerenciamento de resíduos, entre outros; proporcionando conceitos, práticas e metodologias de trabalho para pequenos e médios produtores rurais e comunidades carentes, por meio da interação e inovação dos modelos de produtividade tradicionais; discutindo os saberes e a valorização humana e social, como a valoração ambiental, proporcionando novas fronteiras para a organização e sustentabilidade biopsicossocial e ambiental (MIRANDA, 2007, p. 1)
78
Figura 18 - Croqui de uma "Watson wick" Fonte: www.greenbuilder.com
Outros sistemas semelhantes à BET são conhecidos, como os jardins de
águas servidas ou as wetlands, com processos de tratamento semelhantes à BET,
mas usadas para o tratamento de águas cinza, que serão demonstradas
posteriormente.
5.2. A IMPORTÂNCIA DA SEGREGAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO
CONFORME SUA ORIGEM ANTES DA DISPOSIÇÃO PARA O TRATAMENTO
O esgoto doméstico, segundo Galbiati (2009, p.15): [...] ―pode ser
classificado em águas cinza – águas servidas de pias, chuveiro, lavadora de roupas
- e águas negras, provenientes do vaso sanitário, composto principalmente por
água, urina e fezes‖.
Para Rebêlo (2011), devido a interesses econômicos e ecológicos, a
segregação e reaproveitamento de diferentes efluentes (águas cinza, negras e
pluviais) têm aumentado nos últimos anos. A sua separação visa facilitar o
tratamento, tornando assim mais viável o reuso das águas cinza (baixa matéria
orgânica) e melhora as condições de tratamento das águas negras (elevada matéria
orgânica).
79
Lembra Gonçalves et al. (2006), que:
Os estudos realizados no Brasil e no exterior indicam que as águas cinza contêm elevados teores de matéria orgânica, de sulfatos, além de turbidez e de moderada contaminação fecal. Alguns estudos comprovaram também a presença de compostos orgânicos rapidamente biodegradáveis na sua constituição. Por tais motivos, seu reuso direto nas edificações (em estado bruto) não é recomendável, tendo em vista, sobretudo, o aspecto desagradável e à possibilidade de produção de mau cheiro nas instalações sanitárias (DIXON et al., 1999). Para a obtenção de água de reuso com baixa turbidez, inodora e isenta de microrganismos patogênicos, um tratamento a nível secundário seguido de desinfecção será necessário.
Segundo Galbiati (2009) o volume de águas negras é bem menor que o
volume de água cinza. As águas negras em contrapartida, contém a maior parte dos
microrganismos patogênicos e dos nutrientes encontrados no esgoto doméstico. As
características deste tipo de efluente são descritos conforme Rebêlo (2011), da
seguinte maneira:
Características de vazão: grande variação temporal, geração
descontinuada e vazões pontuais elevadas;
Elevada concentração de matéria orgânica e sólidos em suspensão;
Influência no consumo de água do aparelho sanitário utilizado
influenciam nas características do esgoto gerado. Quanto menor consumo de água,
maior concentração dos compostos presentes nas fezes e urina no efluente;
A autora comenta a possibilidade de encaminhamento das águas de cozinha
ao tratamento de águas negras, devido à concentração de matéria orgânica e graxa.
Possibilidade esta, não discutida pelos autores no tratamento por bacias de
evapotranspiração.
Comenta Rebêlo (2011, p. 53), que de acordo com um número significativo de
pesquisadores,
[...] as unidades mais recomendadas para este tipo de efluente, seriam sistemas de tratamento que utilizam o processo anaeróbio de estabilização da matéria orgânica, que são aqueles que se adaptam com mais flexibilidade às características deste tipo de efluente, tendo em vista suas características consagradas: baixo consumo de energia, tamanho pequeno, baixa produção de lodo, lodo de descarte já estabilizado e pronto para a disposição final, porém com um efluente final que não se adequa à legislação para o lançamento em corpos d’água.
80
Neste contexto está inserido o tratamento pelo sistema de bacia de
evapotranspiração (Figura 19), que utilizando princípios anteriormente apresentados,
não despeja no ambiente as cargas poluidoras provenientes das águas negras.
Figura 19 - Corte esquemático de uma BET Fonte: Paulo e Bernardes (2008)
5.3. CONSTRUÇÃO DE UMA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO: MÉTODOS E
ALTERNATIVAS
A construção de uma bacia de transpiração pode ser feita de várias formas
dependendo dos materiais e recursos disponíveis, mas atendendo a alguns
cuidados de suma importância para o funcionamento do sistema, como alertam
Pamplona e Venturi (2004) e Vieira (2011):
Destinar apenas as águas negras à BET. As águas cinza, devido ao
volume bem superior, poderá levar ao extravasamento de efluente na
BET, deve ser destinada a um sistema de tratamento próprio;
Criar uma camada de isolamento entre a bacia e o solo, para impedir a
infiltração do efluente no mesmo;
81
Propiciar a ação anaeróbia das bactérias, criando-se uma estrutura de
câmara dentro da BET;
Utilizar-se de cobertura com substratos que permitam a penetração das
raízes das plantas na BET, como areia e terra;
Construção da BET para a face norte e sem sombreamento, permitindo
a incidência do sol durante a maior parte do dia e a sua ventilação;
5.3.1. Dimensionamento
De acordo com Vieira (2011), por meio de estudos práticos convencionou-se
que a cubagem de 2m³ de bacia para cada morador, utilizando a profundidade
padrão de 1 metro e largura padrão de 2m, é o suficiente para que não ocorram
sobrecargas de efluentes para o bom funcionamento do sistema , confeccionando-se
a seguinte fórmula:
( )
Onde:
L = Largura padrão (2m)
P = Profundidade padrão (1m)
C = Comprimento em metros = número de usuários
Para a construção de uma BET em uma casa com uma média de usuários
diários de três pessoas, o dimensionamento ficaria da seguinte forma (Figura 20).
Cálculo para dimensionamento de uma BET em uma residência de 3
usuários:
(L x P x C)
(2x1x3) = 6m³
L= 2 m
P = 1 m
C = 3 usuários
82
Figura 20 - Dimensionamento de uma BET para três usuários Fonte: Autores (2011)
5.3.2. Construção da bacia/vala/trincheira
Após a determinação do dimensionamento, de acordo com Pamplona e
Venturi (2004), a escolha do local para instalação da BET levar em conta a
profundidade do lençol freático, o tipo de solo e a incidência solar direta e em um
local com declividade que permita o escoamento do efluente para dentro da BET. A
Figura 21 mostra a preparação de uma cova para a construção de uma BET.
Apesar de alguns autores, como Galbiati (2009) considerarem opcional, um
dos princípios ecológicos do sistema é criar uma camada impermeabilizada que
isole o efluente do contato com o solo, impedindo que este percole e atinja o lençol
freático. Foram observadas várias formas de proporcionar esse isolamento,
utilizando vários tipos de materiais, conforme a disponibilidade e recursos.
83
Figura 21 - Preparação da cova para a construção da bacia de evapotranspiração Fonte: http://www.amigosdemaua.net (2011)
Um dos mais indicados e utilizados é o sistema de ferro-cimento, um sistema
construído com armações de ferro e camada de argamassa, conforme explica Vieira
(2011):
O ferro-cimento é uma técnica de construção com grade de ferro e tela de ―viveiro‖ coberta com argamassa. A argamassa da parede deve ser de duas (2) partes de areia (lavada média) por uma (1) parte cimento e argamassa do piso deve ser de duas (2) partes de areia (lavada) por uma (1) parte cimento. Pode-se usar uma camada de concreto sob (embaixo) o piso caso o solo não seja muito firme.
A Figura 22 mostra o passo a passo da construção de uma estrutura de ferro-
cimento:
84
Figura 22 - Passo a passo na construção de uma BET com estrutura de ferro-cimento. Fonte: Vieira (2011)
Também são observadas construções de alvenaria (Figura 23):
Figura 23 - Caixa da BET construída de alvenaria Fonte: http://www.amigosdemaua.net/
85
A impermeabilização pode ser feita, devido ao custo, com lonas plásticas,
conforme as Figuras 24 e 25. É aconselhável a utilização de lonas com espessura
de pelo menos 200 micras, podendo estas sendo dobradas e formando camadas, o
que proporciona maior segurança, impedindo que esta rasgue durante a construção
ou funcionamento e permitindo a infiltração do efluente ao solo.
Figura 24 - Isolamento com lona plástica em uma BET construída em Florianópolis-SC. Fonte: Timmermann et al. (2003)
Figura 25 - Utilização de lona plástica de 200 micras em uma BET em Guarapuava-PR. Fonte: Autores (2011)
86
5.3.3. Câmara Anaeróbia
De acordo com Gabialdi (2009, p. 11), a principal função da câmara anaeróbia
é ―[...] a recepção do esgoto e a deposição de eventuais materiais sólidos, evitando
entupimentos no sistema, já que a digestão anaeróbia da matéria orgânica ocorre
em toda a extensão das camadas inferiores e não só na câmara‖.
Segundo Vieira (2011), esta etapa deve ser seguida após a secagem da bacia
e de assegurar a impermeabilidade (no caso desta ser feita com o sistema de ferro-
cimento). A câmara pode ser improvisada com diversos materiais (Figura 26), desde
construção fixa com tijolos, linha de pneus usados, manilhas de concreto cortadas
ao meio e perfuradas, placas velhas de pré-moldado empilhadas, etc., desde que se
forme longitudinalmente um duto para permitir a entrada dos efluentes.
Figura 26 - Várias formas de construção de uma câmara anaeróbica: 1) Manilhas
perfuradas (Timmermann et al., 2003) ; 2) Pneus velhos alinhados (Vieira, 2011); 3)Tijolos cimentados (Amigos de Mauá, 2011); 4) Armação com placas de pré-moldado (Autores, 2011).
87
De acordo com Gabialdi (2009), depois de construída a câmara anaeróbica,
deve-se preenchê-la com aproximadamente 45 a 50 cm de entulho cerâmico (tijolos,
telhas, pedras e outros restos de construção civil), cobrindo todo o fundo da bacia,
finalizando a camada onde o efluente percolará e ocupará espaço e onde
acontecerá a digestão anaeróbica pelas bactérias.
5.3.4. Preenchimento da BET com Materiais de Granulometria Decrescente
No preenchimento da Bacia de evapotranspiração, são colocados materiais
de granulometria decrescente, começando com os restos de entulho, com uma
camada de mais ou menos 45 cm, que cobrem e compõe a câmara anaeróbica. Em
seguida, coloca-se uma camada de cerca de 10 cm de pedra-brita, 10 cm de areia e
35 cm de solo, como mostra a Figura 27:
Figura 27 - Esquematização das camadas de preenchimento da BET Fonte: Autores (2011)
A cobertura do sistema com palhada, mantém a umidade e colabora para
manter o fenômeno de capilaridade do solo e também segundo Vieira (2011), auxilia
no escoamento da água da chuva. Aconselha-se, segundo Paulo e Bernardes
(2008), instalar um tubo de drenagem (ladrão) a 18 cm do solo, para permitir o
escoamento da água em eventuais extravasamentos.
88
5.3.5. Piezômetros
No interesse de realizar manutenções e coletas para a amostra, podem ser
instalados tubos de visita (piezômetros) com tubos de PVC de 100 mm de diâmetro,
com acesso à câmara anaeróbica e demais camadas (GABIALDI, 2009).
5.3.6. Plantação das Espécies Vegetais
De acordo com Vieira (2011) e Gabialdi (2009), deve-se escolher espécies
folhosas e que consumam grande quantidade de água, sendo estas plantadas em
um espaçamento mínimo de pelo menos 30x30x30 cm. As espécies mais utilizadas
(Figura 28) são as bananeiras (Musa spp.), taiobas (Xhantosoma spp.), mamoeiros
(Carica sp.) e beri (Canna spp.) e algumas de caráter paisagístico, como os líros-do-
brejo (Hedychium coronarium), indivíduos do gênero Impatiens, copo-de-
leite (Zantedeschia aethiopica), dentre outras.
Figura 28 - Espécies mais utilizadas em uma BET – 1) Xanthosoma sagitifolium
(Foto: Tauʻolunga); 2) Impatiens walleriana (Foto: Rafael Zenni); 3) Musa sp. (Foto: http://www.bananas.org); 4) Vinca major (Foto: Autores,2011).
89
Em lugares de clima mais frio, com ocorrência de geadas, como
Guarapuava-PR, as espécies citadas, conforme experiências práticas observadas
podem consorciadas com espécies resistentes ao frio, como por exemplo, a espécie
Vinca major, que resiste durante o ano todo e garante o funcionamento da BET
enquanto as espécies intolerantes ao frio regeneram-se.
Figura 29 - Bacia de Evapotranspiração finalizada em Brasília-DF Fonte: http://semrhima.blogspot.com (2010)
5.4. CONJUNTO DE FATORES QUE CONTRIBUEM NO FUNCIONAMENTO DE
UMA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO
O funcionamento da BET depende de uma série de fatores que atuam
conjuntamente para a degradação do efluente até a liberação da água na atmosfera
e o aproveitamento dos nutrientes pelas plantas. De acordo com Gabialti (2009), os
principais processos envolvidos no funcionamento do sistema são: precipitação e
sedimentação de sólidos no fundo da BET, ação microbiana anaeróbica na
degradação do efluente, decomposição aeróbia, movimentação da água por
capilaridade e absorção de água e nutrientes pelas plantas.
90
5.4.1. Processo de Digestão Anaeróbia de uma BET
Segundo Gabialti (2009), logo que entram no sistema, as partículas e o
líquido do efluente se depositam no fundo da BET. Para Von Sperling (1996, p. 139),
―A sedimentação é uma operação de separação de partículas sólidas com
densidade superior à do líquido circundante‖. O autor explica que, dependendo da
velocidade do fluxo da água e sua agitação, as partículas podem ficar dispersas em
fluxos altos e decantarem por gravidade em fluxos baixos. Como consequência da
decantação dos sólidos, o líquido do efluente tende á clarificar-se, enquanto que a
parte sólida forma camadas de lodo no leito do tanque. A deposição dos sedimentos
do efluente no fundo da bacia e a ascensão da parte líquida a outras camadas
proporcionam condições para a digestão anaeróbia.
Esta etapa é definida da seguinte maneira por Vale (2006, p. 14):
O metabolismo da digestão anaeróbica é um processo microbiológico que ocorre na ausência de oxigênio molecular, onde há interação entre os microrganismos e o substrato e pode ser interpretada como um processo de dois estágios, realizados por dois grupos distintos de bactérias (acidogênicas e metanogênicas) nos quais os resíduos organismos complexos (carboidratos, proteínas e lipídios) podem ser biologicamente convertidos em metano e outros produtos.
O processo de digestão anaeróbica, de acordo com Sant’Anna Junior (2010),
é complexo e demanda de da participação de diferentes grupos microbianos que
desempenham funções diferenciadas, que são responsáveis pela biodegradação
anaeróbia da matéria orgânica (Figura 30). Essa degradação pode ser subdividida
em quatro fases: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese.
O mesmo autor define estas quatro fases da seguinte maneira:
Hidrólise das substâncias e materiais orgânicos complexos: Nesta
fase, ocorre a transformação de substâncias de alta massa molar, como proteínas,
polissacarídeos, lipídeos, ácidos nucleicos e material orgânico na forma particulada
em substancias de menor massa molar, pela ação de enzimas hidrolíticas que são
excretadas por diversas espécies microbianas.
Fermentação ácida – acidogênese: As substâncias resultantes da
fase anterior são fermentadas, dando origem à ácidos carboxílicos de cadeia curta,
os chamados ácidos voláteis, como o ácido fórmico, acético, propiônico, butírico e
valérico.
91
Fermentação acetogênica: Nesta etapa, os ácidos de maior cadeia
são transformados em ácidos com apenas um ou dois átomos de carbono, como é o
caso do formiato e do acetato, produzindo também hidrogênio.
Metanogênese: Fase de suma importância no processo. Nesta etapa,
o carbono que originalmente estava presente na matéria orgânica, passa a fazer
parte do metano ou do gás carbônico. É nesta fase que ocorre de fato a
mineralização dos compostos de carbono. A partir daqui, acontece o processo de
respiração anaeróbia.
Conforme Gabialti (2009), dentro da câmara anaeróbia da BET,os
compostos orgânicos complexos como os carboidratos, proteínas e lipídios são
fermentados e bioconvertidos em materiais orgânicos simples (acidogênese). Em
seguida, ocorre a conversão dos ácidos orgânicos, gás carbônico e hidrogênio em
outros gases, como o metano e o gás carbônico (metanogênese).
A formação do metano é desejável nos processos anaeróbicos, segundo
Gabialti (2009, p.8): ―uma vez que a matéria orgânica, geralmente medida como
demanda bioquímica de oxigênio (DQO), é efetivamente removida na fase líquida,
pois o metano apresenta baixa solubilidade na água‖.
De acordo com Von Sperling (1996), as bactérias anaeróbias são sensíveis
a uma série de substancias, que, dependendo da concentração podem prejudicar e
Matéria orgânica (carboidratos, proteínas e
lipídeos)
Hidrólise e fermentação
Desidrogenação acetogênica
Hidrogenação acetogênica
Acetato H2 e CO2
Descarboxilização
do acetato Formação redutiva
de metano
CH4,CO2 CH4, H2O
Figura 30 - Etapas da digestão anaeróbia Fonte: Adaptado de Santa’Anna Junior (2010)
92
até paralisar o processo de digestão. As substancias inibidoras mais conhecidas
são: hidrocarbonetos, compostos organoclorados, detergentes aniônicos não
biodegradáveis, agentes oxidantes e cátions inorgânicos.
A redução de patógenos, segundo o mesmo autor, é feita de forma
satisfatória, pois a estabilização anaeróbia cria uma barreira parcial entre os agentes
patogênicos e os usuários, reduzindo os riscos de transmissão.
5.4.2. Processo de Digestão Aeróbia
Com a ascensão capilar do efluente até a superfície da BET a matéria
orgânica começa a entrar em contato com o oxigênio, deixando de passar por
processos anaeróbios e facultativos para começar a sofrer processos de degradação
aeróbia (GABIALTI, 2009).
De acordo com Santa’Anna Júnior (2010), os principais agentes do processo
de degradação aeróbia são as bactérias, mas também a existe a participação de
protozoários e metazoários.
A conversão aeróbia da matéria carbonácea, se dá pelo consumo de
oxigênio do meio, gerando gás carbônico, água e energia. Esta matéria carbonácea,
é baseada no carbono orgânico, sendo dividida em matéria orgânica inerte (não
biodegradável) e matéria orgânica biodegradável, que sofre alterações na sua
passagem pelo sistema (VON SPERLING, 1996).
Nas comunidades aeróbias, existe a predominância das bactérias
heterotróficas, que utilizam fonte de carbono orgânico e que convivem com uma
população menor de bactérias autotróficas, que utilizam carbono inorgânico e fazem
parte do processo de nitrificação dos compostos orgânicos nitrogenados
(SANTA’ANNA JÚNIOR, 2010).
Estes compostos orgânicos nitrogenados, segundo Von Sperling (1996) e
Santa’Anna Júnior (2010), passam pelo processo de nitrificação, convertendo
amônia em nitrito, para em seguida ser transformado em nitrato. Os gêneros mais
conhecidos de bactérias envolvidas na nitritação (primeira etapa) e nitratação
(segunda etapa) são, respectivamente, Nitrosomonas e Nitrobacter.
O nitrato produzido pelo processo aeróbio pode ser absorvido e aproveitado
para nutrição das espécies vegetais plantadas na BET.
93
5.5. AÇÃO DA CAPILARIDADE DO SOLO E DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Segundo Gabialti (2009) partir do momento em que o efluente é totalmente
transformado pela ação aeróbia, a água continua ascendendo até a superfície por
capilaridade.
Conforme Mello (2009), a capilaridade ocorre em conjunto com o fenômeno
da evapotranspiração, que leva ao ressecamento da superfície do solo, ocorrendo
uma diferença de potencial matricial entre as camadas superiores do solo e as
inferiores, promovendo o movimento capilar da água, buscando equilibrar os teores
de umidade. Este movimento capilar é devido à ação de forças de adesão, coesão
molecular e tensão superficial que atuam no solo, levando as partículas sólidas do
solo, que compõem a sua matriz, a atraírem as moléculas de água por adesão
molecular, transmitida através da massa de água mediante a atração entre
moléculas de mesma natureza (coesão molecular). O potencial de atração decresce
com o aumento da distância entre a molécula de água e a partícula sólida, assim
sendo, a água tende a mover-se das áreas do solo onde as películas líquidas tem
maior espessura, até as áreas onde as películas são mais finas, ou seja, de áreas
de alto conteúdo de umidade para áreas de menor conteúdo.
De acordo com Gabialti (2009), na porção superior do leito, a água continua
ascendendo até a superfície por capilaridade devido aos fenômenos de coesão,
adesão e adsorção da água pelas partículas do solo (carregadas eletricamente),
levando as raízes das plantas a estabelecer uma diferença de potencial entre as
regiões próximas às raízes e as mais distantes. Este fato, segundo a autora, ocorre
devido à procura espontânea da água a elementos com estados mais baixos de
energia, levando esta a mover-se em direção as raízes.
Enfatiza Vieira (2011), para a necessidade de deposição de uma camada
vegetal sobre o leito superficial da BET, para que não haja ressecamento exagerado
desta superfície e prejudique os processos de capilaridade e evapotranspiração da
água pelo solo.
A vaporização da água que ascendeu à superfície por meio da capilaridade
e a absorção da outra porção da água pelas plantas designam ao fenômeno da
evapotranspiração, explicada por Reichardt e Timm (2004, p. 293):
94
O termo evapotranspiração é usado para a passagem da água do estado líquido para o gasoso, e, em Agronomia, inclui dois processos distintos. A água de um solo úmido ou de um reservatório, barragem ou lago pode evaporar, sendo o processo regido por leis puramente físicas. A esse processo se reserva o termo evaporação. Já na evaporação da água através de uma planta, fenômenos biológicos limitam as leis físicas. A esse processo se reserva o termo transpiração. Quando ambos os processos ocorrem simultaneamente, como ocorre em uma cultura vegetal, utiliza-se o termo evapotranspiração.
A transpiração vegetal, de acordo com Dias (2008), designa por uma parcela
da quantidade de água absorvida que é perdida pelas partes aéreas da planta para
a atmosfera sobre a forma de vapor. Essa perda pode ser caracterizada por três
maneiras: a transpiração cuticular (processo físico de evaporação, sem o controle da
planta), transpiração lenticular (pelas lentículas – estruturas de trocas gasosas) e
transpiração estomática (estrutura mais importante de trocas gasosas das plantas),
sendo que os fatores que mais influenciam na transpiração vegetal são divididos em
fatores ambientais e fatores da própria planta:
Fatores ambientais:
o Radiação solar e temperatura: a intensidade é proporcional à
transpiração da planta;
o Umidade relativa do ar: quanto maior é a umidade do ambiente, menor
é a transpiração da planta, devido ao gradiente de pressão e vapor
d’água na folha e no ar que a envolve; e.
o Vento: Ventos moderados, por exemplo, evitariam a acumulação de ar
saturado sobre a folha, aumentando, dessa forma, a transpiração, e
diminuição da resistência do ar.
Fatores da própria planta: Características morfológicas das plantas, como
tamanho das folhas e sua filotaxia.
Para Vieira (2011), a escolha de plantas com folhas largas e de grande
demanda hídrica e de nutrientes, como as espécies citadas anteriormente, são de
vital importância para o balanço de capacidade da BET, impedindo a saturação da
mesma pelos efluentes.
5.6. ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DA BACIA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO
95
A avaliação da eficiência do sistema de Bacias de Evapotranspiração é
baseado em estudos e análises de Rebouças et al (2007) e Gabialti (2009), que
fizeram diversas análises de caráter qualitativo do sistema de tratamento. A tabela
abaixo traz um comparativo com os dois estudos:
TABELA 5 - Resultados das análises físico-químicas do efluente do interior e da saída da BET comparados com dados encontrados na bibliografia Parâmetro
Unidade
Interior do Tanque Saída
Rebouças
et al
(2007)
Média
Desvio
Padrão
Média
Desvio
padrão
pH 7,84(9)* 0,28 7,81 (10) 0,14 7,84
Condutividade (mS/cm) 2,22 (9) 0,53 2,45 (10) 0,52
Turbidez NTU 481,04 (9) 291,35 88,01 (10) 44,22
Coliformes totais NMP/(100m ℓ)
1,65 x 107
(3) 1,47x10
7 3,24 x 10
7
(5)
6.91 x
107
1,5 x 109
E. coli NMP/ (100m ℓ)
5,15 x 106
(6) 4,72 x 10
6 3,71 x 10
6
(6)
5,27 x
106
DQO mg/ℓ 723,46 (9) 363,41 406.05 257,85 6619
PO4-3
mg/ℓ 54,46 (5) 20,27 43,18 (6) 30,68
NH3 mg/ℓ 326,85 (5) 81,04 46,21 (5) 96,74
NO2- mg/ℓ 0,03 (5) 0,02 0,44 (5) 0,66
NO3- mg/ℓ 0,17(5) 0,04 0,17 (5) 0,08
NTK mg/ℓ 335,40 (5) 89,30 227,01 (5) 145,44 365
OD mgO2/ℓ 0,00 (1) 0,00 0,00 (1) 0,00
DBO mg/ℓ 360,88 (5) 237,37 72,74 (5) 24,92 1893
ST mg/ℓ 1137, 58(6) 249,34 746,75 (6) 205,04
SST mg/ℓ 385,69(9) 200,01 37,74 (9) 11,50 2365
Cloreto mg/ℓ 141,38 (4) 83,31 154,01 (4) 88,86
Alcalinidade mg/ℓ 816,04 (5) 341,11 1061,56 (5) 251,10
* (№ de amostras) NTU= Unidades Nefelométricas de turbidez
NMP = Número mais provável
Fonte: Gabialti (2009)
A autora lembra que o sistema de Bacias de Evapotranspiração não visa
obtenção de resultados de qualidade de entrada e de saída do efluente, haja vista
que não se pretende devolver o efluente aos corpos hídricos e sim aproveitamento
96
da matéria resultante da digestão dos microrganismos pelas plantas e devolução da
água para atmosfera.
Analisando os dados obtidos, nota-se que o pH de entrada e de saída
manteve-se inalterado, assim como os parâmetros de condutividade e cloretos. De
mesmo modo pode-se perceber baixa variação nos parâmetros microbiológicos.
Nos parâmetros de sólidos suspensos totais, nota-se diminuição significativa
na remoção e diminuição da turbidez. De acordo com Gabilati (2009) isto se pode
dever pela retenção do material sólido nas camadas de areia e solo.
Nos parâmetros de DQO e DBO observa-se diminuição acentuada se
comparada com a amostra de entrada da BET. A alcalinidade aumentou
substancialmente na análise de saída da bacia.
Segundo análise de Gabialti (2009), tanto o conteúdo no interior do tanque,
quanto o efluente de saída apresentaram valores menores do que os de entrada
(água negra bruta), atestando a eficiência deste sistema de tratamentos tanto na
degradação e aproveitamento da matéria orgânica pelos agentes biológicos
(microorganismos e plantas), quanto pelos mecanismos físico-químicos que
compõem os processos de tratamento da BET.
97
6. ALTERNATIVAS PARA O TRATAMENTO DAS ÁGUAS CINZA
Para a manutenção das atividades humanas diariamente são bombeados
milhares de litros de água, que são devolvidos ao meio depois de serem utilizados,
retornando com características e composição modificadas. De acordo com
Bazzarella (2005), o sistema de uso convencional da água apresenta, hoje, um ciclo
imperfeito. A água é bombeada de uma fonte local, é tratada, utilizada e, depois,
retornada para o rio ou lago, e posteriormente rebombada, repetindo o ciclo, sendo
que a água que é devolvida raramente possui a mesma qualidade da original.
Nestes efluentes vários tipos de resíduos são encontrados, como sais, matéria
orgânica e outros, que caracterizam a poluição.
Segundo Otterpohl et al. (1997), os sistemas tradicionais de saneamento
produzem um fluxo linear de materiais, fazendo assim com que seja acumulado e
misturado ao ciclo da água e o ciclo de alimentos. Esse sistema adota a premissa de
que os nutrientes eliminados nas excretas humanas não têm valor significativo,
sendo assim, devem ser descartados (ESREY et al., 1998).
O reuso de água já é difundido entre os países desenvolvidos e com a
consciência de precisamos preservar este recurso tão importante para a vida de
todos, lembra Borges (2003), que em países como Japão, Austrália, EUA, Canadá,
Alemanha, Reino Unido e Israel o reuso já é praticada.
A tabela abaixo traz a quantidade per capita de água utilizada por
continente:
TABELA 6 - Consumo doméstico, agrícola e industrial per capita por continente.
CONTINENTE CONSUMO PER CAPITA
l/hab/dia
América do norte 1680
América Latina e Caribe 402
Europa 626
Ásia 542
África 202
Oceania 586
Fonte: BORGES (2003).
O Esgoto pode ter origem por várias fontes e com características
específicas. Para se adotar o melhor tratamento é necessário conhecer cada classe.
Como cita Borges (2003), a definição de esgoto em seu sentido amplo, caracteriza-
98
se os despejos oriundos dos mais diversos usos da água. O esgoto de uma
comunidade é originado através de três fontes distintas: doméstica, incluindo
residências, instituições públicas e comércio, a segunda é por infiltração através de
tubos defeituosos, e por fim a terceira são os despejos industriais.
Podemos dizer que as propriedades das águas cinza vão depender
diretamente de sua origem e as particularidades do local gerador, bem como clima e
condições sanitárias locais. De acordo com Borges (2003), as propriedades físicas,
químicas e biológicas da água cinza dependem da sua fonte de origem.
Citando Borges (2003), podemos apontar várias aplicações para águas cinza
dentre elas: Usos domésticos não potáveis como descargas sanitárias e Irrigação de
jardins, gramados e campos. O mesmo autor cita cinco padrões de qualidade de
água:
Saúde Pública.
Aceitação pelo usuário.
Preservação do Ambienta.
Qualidade da fonte de água.
Adequação da qualidade da água ao uso pretendido.
Como a utilização de água cresce a cada ano e a poluição da mesma vem
se tornando cada vez mais importante, o caminho para reverter o processo de
desperdício é seu reuso. Para Bazzarella (2005), que o saneamento ecológico é um
caminho alternativo para evitar as desvantagens de um sistema convencional de
esgoto. O paradigma do saneamento ecológico é baseado nos caminhos naturais
dos ecossistemas e no ciclo fechado de materiais. As excretas humanas (fezes e
urina) bem como as demais águas residuárias domésticas são reconhecidas como
um recurso que pode ser passível para o reuso. O reuso de águas cinza bem como
a racionalização do uso de água potável é parte integrante e importante desse ciclo,
pois promove a preservação de águas de melhor qualidade para fins potáveis e
reduz a poluição no meio ambiente.
Alternativas para tratamento de águas cinza, de acordo com Bazarella
(2005):
99
Sistemas simplificados tipo dois-estágios (two-stagesystem):a filtração grosseira seguida de desinfecção é uma tecnologia comumente utilizada no Reino Unido para reúso doméstico e várias empresas fabricam sistemas de tratamento de reúso que se baseiam nesse processo de dois estágios (two-stageprocess). Segundo Jefferson et al. (1999) o processo genérico emprega um curto período de detenção hidráulica. Assim a natureza química da água cinza permanece inalterada e apenas um mínimo tratamento é requerido. A desinfecção pode ser feita utilizando tanto cloro como bromo, sendo eles dispersos na forma de pastilhas que se dissolvem lentamente ou através de dosagem de solução líquida. Entretanto, concentrações de matéria orgânica elevadas limitam a eficiência da desinfecção química, pois dificultam a difusão do desinfetante, aumentam a demanda do agente desinfetante e, no caso do cloro, pode gerar subprodutos como cloraminas e trihalometanos.
Outro tipo de sistema é o físico químico, sendo basicamente um sistema de
filtração. Os processos físicos desenvolvidos para o tratamento de águas cinza
compreendem principalmente a filtração com leitos de areia e processos utilizando
membranas, esses últimos geralmente são precedidos de um pré-tratamento
apropriado. Os tratamentos biológicos agem principalmente no material
biodegradável como cita o tratamento biológico de água cinza é requerido para
remover o material biodegradável e é indicado especialmente para sistemas de
reuso que possuem grandes redes de distribuição (BAZZARELLA, 2005).
A Figura 31 representa uma ilustração de um processo de tratamento de
águas cinza para reuso.
Figura 31 - Ilustração do tratamento de águas cinza. Fonte: Huke (2010).
Outro sistema interessante para o tratamento de águas cinza é o ―Círculo de
Bananeiras‖ que se dá pelo tratamento através de filtração pelas plantas de bananeira,
como cita Vieira (2011). Ele também beneficia a produção de bananas para o consumo,
ligando a necessidade de se tratar a águas que saem das pias e chuveiros das
100
residências com a grande capacidade de tratamento que proporciona o sistema de
círculo de bananeiras.
Figura 32 - Círculo de Bananeiras Fonte: Vieira (2011).
101
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A falta de saneamento básico é um dos maiores problemas que o mundo
enfrenta na questão da saúde. As mortes em decorrência de doenças de veiculação
matam mais que todas as formas de violência, segundo a OMS causando grande
preocupação aos governantes.
Existem várias formas de tratamento, adequadas e eficientes, mas que
demandam de grande investimento, dificultando o acesso destas à todas as cidades,
principalmente às pequenas cidades e regiões de interior. A busca de soluções
eficientes, acessíveis e ecológicas para o tratamento de efluentes devem ser mais
amplamente discutidas e estudadas.
Este trabalho apresentou as formas convencionais de tratamento do esgoto
e também o sistema de bacia de evapotranspiração, um método criado por
permacultores que se utiliza de processos físicos, químicos e biológicos para a
degradação da água negra advindas do vaso sanitário e devolvendo-a ao meio
ambiente de forma mais limpa.
Este sistema pode ser construído por grande variedade de matérias, tendo
que ser obedecidos critérios para que propicie seu eficiente funcionamento, como a
câmara anaeróbia, plantação de espécies vegetais hidrófilas e isolamento do
sistema para evitar infiltração do efluente no solo e calculo correto do
dimensionamento.
A bibliografia sobre o método é escassa, mas os trabalhos mais relevantes
mostram que o sistema é eficiente e realmente propicia um bom tratamento do
efluente.
Quanto às águas cinza, de tratamento mais simplificado e menor carga de
patógenos, também pode ser tratado utilizando-se alguns princípios de
funcionamento da BET, como no caso da Ilha de bananeiras, apresentado neste
trabalho.
102
8. REFERÊNCIAS
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APÊNDICE
APÊNDICE A- Colocação da lona para isolamento da BET construída no ITEC –
Guarapuava/PR
Apêndice B – Preparação para construção da câmara anaeróbia (ITEC –
Guarapuava/PR)
Apêndice C – Câmara anaeróbia (ITEC – Guarapuava/PR)
Apêndice D – Câmara anaeróbia pronta (ITEC – Guarapuava/PR)
Apêndice E – Preenchimento da BET (ITEC – Guarapuava/PR)
APÊNDICE F – Plantação das espécies vegetais (ITEC – Guarapuava/PR)
APÊNDICE G – Bacia de evapotranspiração construída e em funcionamento no
ITEC – Guarapuava desde o ano 2000