projetos integrados de sistemas de Águas pluviais e

Projetos Integrados de Sistemas de Águas Pluviais e Esgotos Sanitários

Eng. Luiz Fernando Orsini Yazaki

26 de maio de 2010

INSTITUTO DE ENGENHARIA

Objetivos

Mostrar que, no Brasil:

As obras de saneamento têm melhorado muito pouco a qualidade dos corpos hídricos urbanos

A eficiência das redes coletoras de esgotos e AP na redução da poluição hídrica é baixa

O padrão de urbanização dificulta a implantação de sistemas separadores

Existem alternativas que devem ser mais bem estudadas e desenvolvidas

Exemplo 1Rio Iguaçu, PR

População atendida por rede

2001 47%

2004 54%

USP / UFPR, 2007

0

5

10

15

20

25

30

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06

DB

O (m

g/l)

Ano

RIO IGUAÇUPONTO P5 - POSTO GUAJUVIRA

PROSAM Plano de Despoluição

MÉDIA NO PERÍODO TENDÊNCIA

CLASSE 2

Exemplo 2Programa Guarapiranga, SP

Período: 1996 a 2001

Investimentos totais: U$ 336 milhões

Objetivos

Recuperar e conservar a qualidade das águas dos reservatórios Guarapiranga e Billings

Reduzir os efeitos da degradação do manancial

SABESP/PMSP, 2008

Ações da SABESP

390 km de redes coletoras, coletores-tronco e emissários

26.700 novas ligações de esgoto (125 mil habitantes)

8.050 ligações domiciliares em redes existentes (37 mil hab)

2 ETEs no município de Embu-Guaçu

20 estações elevatórias de esgoto

1 sistema de remoção de nutrientes no Córrego

Aperfeiçoamento no tratamento das águas para o abastecimento

Monitoramento sistemático da qualidade das águas em 13 pontos situados nos tributários, 8 pontos no reservatório e controle da água captada

SABESP, 2008


0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Fó

sfo

ro (m

g/l)

Ano

FÓSFORO - MÉDIA

Fósforo Limite Classe 1 Limite Classe 2 Linear (Fósforo)

CETESB, 2008


Sem considerar o resultado de março de 2006 em Parelheiros = 3,25 mg/l

0

50

100

150

200

250

ago/07 out/07 dez/07 fev/08 abr/08 jun/08 jul/08 set/08 nov/08 jan/09 mar/09mai/09 jul/09 set/09 nov/09 jan/10

DBO

5(m

g/L)

Mês/ano

Exemplo 3Rio Tietê, Ponte dos Remédios, SP

FCTH/EMAE, 2010

0

50

100

150

200

250

ago/07 out/07 dez/07 fev/08 abr/08 jun/08 jul/08 set/08 nov/08 jan/09 mar/09mai/09 jul/09 set/09 nov/09 jan/10

DBO

5(m

g/L)

Mês/ano FCTH/EMAE, 2010

Exemplo 4Rio Pinheiros, Foz do Zavuvus, SP

Estação de chuvas•Maior diluição•Menor concentração

Estação seca•Menor diluição•Maior concentração

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00

DB

O (m

g/l)

HoraMédia DBO

SVMA-PMSP, 2003

Exemplo 5Córrego do Sapateiro, São Paulo

Exemplo 6Afluentes do Billings, São Paulo

Lua Paiva

Emerson Zamprogno

Bacia do R14Córr. do Pereira

Bacia do R16Alvarenga


PontoÁrea (km2)

Data Hora

Q (L/s)OD

(mg/L)DBO

(mg/L)Namon

(mg/L)Ptotal

(mg/L)

R14 4,103/03/09

12h002 0,9 209 61 5,30

R14 4,123/04/09

12h3076 2,6 177 19 0,16

R16 1,403/03/09

14h4013 0,9 106 6 1,00

R16 1,423/04/09

14h25152 2,4 128 19 1,60

Classe 2 > 5,0 < 5,0 < 3,7 < 0,05


FCTH/EMAE, 2010

Metas da Comunidade Européiaclassificação dos corpos hídricos

Estado ecológico: função de macrodescritores químicos, físicos, biológicos e do índice biótico

Estado químico: função de um estado químico de referência (corpo hídrico imune à impactos antrópicos)

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5

Elevado Bom Suficiente Pobre Péssimo

Pobre Pobre Pobre Pobre Péssimo

Estado Químico< EQS

Estado Químico> EQS

Estado Ecológico

Metas da Comunidade Européiaclassificação dos corpos hídricos

Até 31 de dezembro de 2008

Manutenção do nível bom ou elevado, onde existente;

Requalificação do sistema hídrico para nível suficiente nos outros casos.

Até 31 de dezembro de 2016

Manutenção do nível bom ou elevado, onde existente;

Requalificação do sistema hídrico para nível bom nos outros casos

Metas da Comunidade Européiasituação no Piemontemaioria das cidades com sistemas unitários

2001 - 2002

2005 - 2006

ELEVADO

BOM

SUFICIENTE

POBRE

PÉSSIMO

Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale, 2007

ExemploCarga anual no rio Pó em Turim

Carico veicolato annuo Nitrati (NO3)

Po a Isola S. Antonio

216.921

141.318

238.057

104.930

160.014

78.47367829

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2016

[ t/

a ]

67829

META PARA 2016

Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale, 2007

Sistema separador ou unitário?Princípios:

Sistema unitário

Sistema separador

Sistema separador ou unitário?

Cidade IDEAL Urbanização planejada

Esgotos e águas pluviais coletados e transportados separadamente desde a origem

Esgotos são tratados antes do lançamento nos corpos hídricos

Carga difusa desprezível

Cidade REAL Urbanização não planejada

Esgotos e águas pluviais misturados

Cargas difusas significativas

Cidade Real - Brasil

EldoradoDiademaIatã Canabrava


Al. CampinasSão Paulo L F Orsini, 2006

Cidade Real - Itália

Cidades Reais

José Cordeiro

Roma

São Paulo

Cidades Reais

Rio Tietê, São Paulo

Rio Tibre, Roma


N. Friburgo, RJ Manaus, AM S. Paulo, SP

L F Orsini, 2005

Cidade Real - Itália

RomaBrescia Ilha dos Pescadores

L F Orsini, 2006

Concepção d

e S

iste

mas d

e

Esgota

mento

Paoletti et alli1997

Sistema separador tradicional

ETEPara o rio:

= Vazão de base+ Águas pluviais+ 100% Carga difusa

Paoletti; Orsini, 2006

Para a ETE:

= Esgoto

Sistema separador com extravasor

ETE

E E

Lançamento no rio:

= Águas de chuva

Para a ETE:

= Esgoto+ Vazão de base+ Parte da 1ª chuvaPaoletti; Orsini, 2006

Sistema separador com extravasor e reservatório

ETE

E E

R

R

Lançamento no rio:

= Parcela das águas de chuva

Para a ETE:

= Esgoto+ Vazão de base+ Águas de 1ª chuvaPaoletti; Orsini, 2006

Sistema unitário

ETEE E

Lançamento no rio:

= Águas de chuva+ Esgoto diluído

Para a ETE:

= Esgoto+ Vazão de base+ Parte da 1ª chuvaPaoletti; Orsini, 2006

Sistema unitário com reservatório

ETEE E

R R

Lançamento no rio:

= Parcela das águas de chuva+ Esgoto diluído

Para a ETE:

= Esgoto+ Vazão de base+ Águas de 1ª chuvaPaoletti; Orsini, 2006

Volume a controlar

Programa de controle de overflows da cidade de Montreal

Situação a controlar

Aplicação Prática

Dispositivos de controleBocas de lobo sifonadas

Centro Studi Idraulica Urbana, 1997

Dispositivos de controleSistema de partição de vazão

CSDU, 2010

Dispositivos de controleSistema de armazenamento com 3 câmaras

O sistema possibilita lançar no corpo receptor água de melhor qualidade e promover a autolimpeza do reservatório.

CSDU, 1997

Reservatório de amortecimento com controle das águas de primeira chuva

CSDU, 1997

ETATEC, 1996

Reservatório de águas de primeira chuva compartimentado

Controle de cheias, de carga difusa e harmonização paisagística

Bolonha, Itália

Filtro

Luiz F Orsini, 2006

Luiz F Orsini, 2006

Luiz F Orsini, 2006

Amortecimento de cheias e harmonização paisagística

Del Rizzo, 2007

Del Rizzo, 2007

Amortecimento de cheias e harmonização paisagística

Reservatórios de águas de 1ª chuva

Distrito industrial de Biandrate, It

Bivio Vela, Pavia, It

L F Orsini, 2007

L F Orsini, 2006

Sistema automático de limpeza

Legislação italianaexemplo

Reservatório de 1ª chuvaem linha (rede mista ou unitária)

REDE MISTA OU UNITÁRIA

RESERVATÓRIO DE ÁGUAS DE PRIMEIRA CHUVA

QM = QE + QP

QL

QR = QM - QL

PARA O TRATAMENTO

PARA O CORPO RECEPTOR

Reservatório de 1ª chuvafora de linha (redes separadas)

REDE DE ÁGUAS

PLUVIAIS

RESERVATÓRIO DE ÁGUAS DE

PRIMEIRA CHUVA

QP

QP - QR

QR

PARA O TRATAMENTO

PARA O CORPO RECEPTOR

REDE DE ESGOTOS

QEQL = QE + QP - QR

CondicionantesObjetivo: reduzir QR

QR = vazão correspondente à carga

máxima admissível para o lançamento

QL = capacidade do sistema a jusante e

da ETE

Volume do reservatório V = f (QR; QL)

QL

QR

V

Volume do reservatório de águas de 1ª chuva

Na prática:

r = 2,5 a 6,0 → Volume

ou

V = 25 a 100 m3/ha de área impermeável diretamente conectada (2,5 a 10 mm de chuva)

QL = Vazão limite a jusante

QME = Vazão média de esgotosME

L

Q

Qr

Estudo de casotratar esgotos + águas de 1ª chuva

RIO CABUÇU DE BAIXO, SÃO PAULO, SP - 28/03/2002

0

5

10

15

20

25

30

16:00 16:30 16:45 17:00 17:15 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30

Hora

Va

zã

o (

m3/s

)

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

Para ETE

EPUSP, 2002

RIO CABUÇU DE BAIXOevento de 28/03/2002

Caso Avaliado

Bacia do Rio Cabuçu de Baixo

Área = 18,83 km2

Área urbanizada = 6,75 km2

População = 123 mil

Cobertura de rede de esgotos51% (habitações subnormais) a 80%

Volume dos reservatórios hipotéticosV = 50m3/ha x 675 ha = 33.375 m3

Área total ocupada pelos reservatórios8.432 m2 = 0,06% da área da bacia

Caso avaliado

5 eventos com medição de concentração de DBO5 e vazão

28/03/2002

0

5

10

15

20

25

30

16:00 16:30 16:45 17:00 17:15 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30

Hora

Vazão

(m

3/s

)

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

24/11/2002

0

5

10

15

20

25

30

20:30 21:00 21:30 21:40 21:53 22:00 22:15 22:30 23:00 23:30 00:00

Hora

Vazão

(m

3/s

)

0

100

200

300

400

500

600

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

28/11/2002

0

10

20

30

40

50

60

16:0

0

16:3

0

16:4

5

17:0

0

17:3

0

17:3

5

17:4

5

18:0

0

18:3

0

19:0

0

19:3

0

20:0

0

20:3

0

21:0

0

21:3

0

22:0

0

22:3

0

Hora

Vazão

(m

3/s

)

0

40

80

120

160

200

240

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

22/01/2003

0

2

4

6

8

10

12

14

16

3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 4:10 4:15 4:20 4:25 4:30 4:45 5:00 5:15 5:30 5:45 6:00 6:15 6:30

Hora

Vazão

(m

3/s

)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

12/02/2004

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

16:45 17:00 17:15 17:30 17:45 18:00 18:15 18:30 18:45 19:00

Hora

Vazão

(m

3/s

)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

DB

O5 (

mg

/l)

Vazão DBO

ResultadosConcentração Média do Evento (CME)

825

171144

126

433

239

104 105

35

82

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 2 3 4 5

Evento

CM

E -

DB

O5 (

mg

/l)

Sem Reservatório Com Reservatório

ResultadosRemoção de carga (%)

71

39

27

73

81

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5

Evento

Efi

ciê

nc

ia (

% r

em

oç

ão

de

ca

rga

)

Impactos no Tratamentoex: Estação de Tratamento de Collegno, Turim, operada pela SMAT S.p.A

Qchuva = 5 x Qtempo seco

Tipo: lodos ativados convencional + filtração + desinfecção

Pop. atendida = 270 mil habitantes

Balanço do ano 2006:

Tratamento de 14 milhões de m3 de efluentes (71 dias de chuva)

Qualidade do corpo receptor (Rio Dora) mantida acima da exigida

Custo operacional: € 3,7 milhões

Gradeamento - aumento do número de grades em operação (2 para 5) e da frequência dos rastelos

Desarenadores air lift - operam normalmente com eficiência de 90%

Decantadores primários: aceleração da velocidade de extração de lodo


Tratamento biológico - tanques de oxidação: retenção do lodo no fundo dos tanques para compensação do efeito de “lavagem”; reservação de lodo secundário para ser utilizado nas épocas de chuvas

Filtração: descarte do excesso de água

Tratamento do lodo: operação normal


Estação de Tratamento de Esgotos de Sistema Unitário – Nosedo, Milão

L F Orsini, 2006

L F Orsini, 2006

L F Orsini, 2006

Q méd. tempo seco = 5 m3/s

Q méd. chuva =15 m3/s

População atendida = 1.250.000

Eficiência de remoção:

DBO = 93%

Nitrogênio = 56%

Fósforo = 71%

SST = 93%

Área = 150 ha

Custo: € 117 mi, ou € 93,60/hab

Estação de Tratamento de Esgotos de Sistema Unitário – Nosedo, Milão

Estação de Tratamento de Esgotos Sistema Unitário

ETE da Lura Ambiente

Caronno Pertusella, Varese, Lombardia

Reservatório

de 1ª chuva

Projeto em andamento

Manual para Projetos Integrados de Sistemas de Águas Pluviais e Esgotos Sanitários

Desenvolvido pelo CSDU, na Itália em 1997

Atualização, tradução e complementação

Recursos do FEHIDRO

Produção de 1.000 cópias que serão distribuídas pelo Comitê da Bacia do Alto Tietê

Lançamento previsto para o início de 2011

Coordenação: FCTH

Eventual Futuro Projetochamada FAPESP/SABESP

Proponente: FCTH

Monitoramento de vazão e qualidade da água em 2 bacias por um ano:

Bacia saneada e bacia com problemas de mistura AP e esgotos

Saída da rede de AP e saída da rede de esgotos

Coletas de hora em hora

30 eventos de chuva

4 semanas de tempo seco

Desenvolvimento de um projeto básico

Desafios

Mudança de Cultura

Meta → Corpo hídrico

Desenvolver a tecnologia no Brasil

Reduzir lixo e sedimentos na drenagem

Envolver a população

Integração urbanística e paisagística

Gestão integrada: águas pluviais, esgotos, lixo e uso do solo

FIM

[email protected]

projetos integrados de sistemas de Águas pluviais e

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