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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
REDE DE ESGOTO SANITÁRIO
DO BAIRRO DO BENEDITO BENTES
GUILHERME BARBOSA LOPES JÚNIOR
Trabalho de Conclusão de Curso
Orientador: Celso Luiz Piati Neto
Co-orientadora: Nélia Henriques Callado
Maceió
2009
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
REDE DE ESGOTO SANITÁRIO
DO BAIRRO DO BENEDITO BENTES
GUILHERME BARBOSA LOPES JÚNIOR
Orientador: Celso Luiz Piati Neto
Co-orientadora: Nélia Henriques Callado
Maceió
2009
Trabalho de Conclusão de Curso
para a obtenção do título de
Engenheiro Civil pela
Universidade Federal de Alagoas.
GUILHERME BARBOSA LOPES JÚNIOR
REDE DE ESGOTO SANITÁRIO
DO BAIRRO DO BENEDITO BENTES
Aprovado em ___/___/___.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________
Prof. MSc. Celso Luiz Piati Neto (Orientador)
______________________________________
Prof. Dr. Marcio Gomes Barboza
______________________________________
Prof. Dr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves
Trabalho de Conclusão de Curso
para a obtenção do título de
Engenheiro Civil pela
Universidade Federal de Alagoas.
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, Guilherme e Margarida.
Aos meus avôs (in memorian) e minhas avós.
Aos meus irmãos de sangue e de coração.
AGRADECIMENTOS
Esta é, talvez, uma das páginas mais importantes do presente trabalho. Aqui é o
espaço reservado para se prestar as devidas homenagens, mesmo que singelas a todos
aqueles que foram primordiais na sua elaboração, bem como na minha formação final
que me possibilitou escrevê-lo.
Cada página aqui escrita está dedicada primeiramente à família. Apesar da perda
insubstituível deste ano, termino com este último trabalho a jornada incentiva há anos
atrás pelo meu amado avô, Francisco, ao qual devo minha formação, não só como
estudante, mas também como pessoa. Graças a sua dedicação, inspirei-me em seus
passos e ensinamentos, tendo como grande incentivadora a minha avó Alba, com o seu
enorme carinho e amor dando grande força na caminhada.
Não posso jamais esquecer o apoio incondicional e, sem dúvida, imprescindível
dado pelos meus pais, Guilherme e Margarida, cujo apoio, paciência e incentivo, foram
também incentivadores para todo o sucesso durante o curso. Devo salientar que a
escolha inicial, feita no ano de 2004, foi de grande parte graças a essas duas pessoas de
grande fibra, que abriram mão de muitas coisas para dar aos seus quatro filhos tudo que
puderam e que sem eles não seria capaz de chegar aonde cheguei.
Agradeço também aos irmãos. Não só os de sangue: Renata, Roberta, Rodrigo e
Rahy, que deram todo apoio possível, mas também os de coração que estiveram
presentes nos momentos bons e ruins ao longo de todos esses anos. Não vale citar
nomes, que possam gerar ressentimento a outros, mas quem aqui dedicar a leitura saberá
que estou falando dos AMIGÕES, que me foram leais do começo ao fim.
Também não me esqueço dos padrinhos de coração. Meus tios Fábio e
Alexandre as minhas tias Malba e Elza, que foram como pais para mim, dando apoio em
tudo que me foi necessário ao longo da minha vida. E ao meu padrinho de curso o
Professor Roberaldo que desde o segundo ano tem sido mais do que um orientador, mas
um verdadeiro amigo, dando-me apoio em todos os meus passos acadêmicos.
Por fim, mas também de suma importância, os agradecimentos aos meus
orientadores: Prof. Piatti e Profa. Nélia, pelo apoio no trabalho, aos colaboradores:
Prefeito Comunitário Silvanio Barbosa (essencial com as informações sobre o bairro) e
Profa. Ivete (incentivadora dos meus passos no trabalho), e ao pessoal da Secretaria
Municipal de Planejamento, por terem cedido grandes informações sobre o local.
RESUMO
O município de Maceió tem passado por diversas mudanças, sobretudo devido
ao crescimento de sua população, o que passou a influenciar na ampliação dos conjuntos
habitacionais já existentes sem que fossem feitas as devidas ampliações de serviços
públicos como educação, saúde, pavimentação e saneamento básico, entre outros. É
inserido nesse contexto que o presente trabalho se encontra, de maneira a estudar a
situação atual de um bairro da capital alagoana, o Benedito Bentes. Esse estudo consiste
na análise do atual sistema de esgotamento sanitário da região, seguido de alternativas
de solução da provável defasagem por meio de projetos de ampliação e renovação das
redes de esgotos já existentes.
Palavras chaves: esgoto sanitário; Benedito Bentes; rede coletora.
ABSTRACT
The city of Maceió has passed for some changes, especially because the
increasing of your population, what has caused an expanding of the housing complexes
that already exist with no rising of public services such as education, health, paves and
sanitation, among others. It is in this context that the project is purpose, to study the
nowadays situation of an area of the capital of Alagoas, the Benedito Bentes. This study
consist to analyze the system of sanitation sewers of the region, followed by alternatives
to fit the actual system through rising projects and changing the waste water networks
that exist in the area.
Key-words: sewage treatment plant; Benedito Bentes; collector net.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 11
1.1. Considerações iniciais ...................................................................................... 11
1.2. Objetivos .......................................................................................................... 16
1.2.1. Geral ......................................................................................................... 16
1.2.2. Específicos ................................................................................................ 17
2. METODOLOGIA E REFERENCIAL TEÓRICO ................................................. 18
2.1. Projetos existentes e levantamento de dados ................................................... 18
2.1.1. Projetos existentes .................................................................................... 18
2.1.2. Informações locais .................................................................................... 19
2.1.3. Dados populacionais ................................................................................ 20
2.2. Considerações do projeto atual ........................................................................ 25
2.2.1. População e equipamentos não residenciais............................................ 25
2.2.2. Consumo per capita e contribuições ........................................................ 26
2.2.3. Concepção da rede de esgoto atual .......................................................... 28
2.2.4. Caracterização da área ............................................................................ 32
2.3. Projeção populacional ...................................................................................... 33
2.3.1. Modelos clássicos para projeção populacional ....................................... 33
2.3.2. Calibração para os modelos propostos .................................................... 40
2.3.3. Análises estatísticas .................................................................................. 43
2.3.4. Análise gráfica .......................................................................................... 46
2.4. Dimensionamento da rede coletora complementar .......................................... 46
2.4.1. Lançamento da rede ................................................................................. 47
2.4.2. Fatores intervenientes nas vazões de esgoto ............................................ 48
2.4.3. Vazões de esgoto ....................................................................................... 54
2.4.4. Tipos declividades .................................................................................... 56
2.4.5. Recobrimento mínimo ............................................................................... 58
2.4.6. Declividade adotada ................................................................................. 58
2.4.7. Diâmetro adotado ..................................................................................... 60
2.4.8. Cotas dos coletores ................................................................................... 61
2.4.9. Profundidade dos coletores ...................................................................... 62
2.4.10. Órgãos acessórios ................................................................................. 62
2.4.11. Verificação da rede ............................................................................... 64
2.5. Análise das Estações Elevatórias ..................................................................... 66
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO .................................................. 67
3.1. Benedito Bentes ............................................................................................... 67
3.2. População ......................................................................................................... 69
3.3. Comércio e outros equipamentos ..................................................................... 72
3.4. Esgotamento Sanitário ..................................................................................... 76
3.5. Clima ................................................................................................................ 78
3.5.1. Precipitações ............................................................................................ 79
3.5.2. Umidade ................................................................................................... 82
3.5.3. Temperatura ............................................................................................. 83
3.6. Geologia, solo e topografia .............................................................................. 84
3.6.1. Geologia e solo ......................................................................................... 84
3.6.2. Topografia ................................................................................................ 87
4. ANÁLISE DO SISTEMA DE ESGOTO DO BAIRRO ........................................ 89
4.1. Rede atual ........................................................................................................ 89
4.2. ETE local ......................................................................................................... 93
4.2.1. Tecnologias de tratamento ....................................................................... 95
4.2.2. Instalações projetadas .............................................................................. 99
4.2.3. Características finais dos efluentes ........................................................ 102
4.3. Comentários e observações ............................................................................ 104
4.3.1. Projeto atual ........................................................................................... 104
4.3.2. Situação atual ......................................................................................... 109
5. POPULAÇÃO DE PROJETO .............................................................................. 113
5.1.1. Modelos calibrados ................................................................................ 113
5.1.2. Projeção populacional ........................................................................... 116
6. REDE COLETORA COMPLEMENTAR ........................................................... 119
6.1. Área A ............................................................................................................ 119
6.2. Área B ............................................................................................................ 120
6.3. Área C ............................................................................................................ 121
6.4. Área D ............................................................................................................ 122
6.5. Área E ............................................................................................................ 122
6.6. Área F ............................................................................................................ 123
6.7. Área G ............................................................................................................ 124
6.8. Área H ............................................................................................................ 124
6.9. Área I ............................................................................................................. 125
6.10. Área J.......................................................................................................... 126
7. MATERIAL EMPREGADO ................................................................................ 127
8. DADOS DE ENTRADA DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS ........................... 130
9. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................................ 132
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 133
APÊNDICE DIGITAL ................................................................................................. 136
ANEXO DIGITAL ....................................................................................................... 137
11
1. INTRODUÇÃO
1.1. Considerações iniciais
Nos últimos anos, o município de Maceió tem evidenciado um crescimento
populacional acelerado, baseado em estudos do Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística (2009), que acarreta em uma ampliação desordenada do número de
residências em aglomerados urbanos espalhados por toda a capital. Em geral, esses
aglomerados são conjuntos habitacionais de grande porte que ao aumentarem a sua
população, tendem a sofrer com problemas sérios de abastecimento de água e,
sobretudo, esgotamento sanitário.
Na figura 1.1 a seguir, tem-se a evolução da população do município de Maceió,
segundo infográfico digital do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2009).
Figura 1.1: evolução populacional de Maceió/AL.
(INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, 2009)
12
Em casos como estes, os resíduos gerados passam a ser lançados ao meio
ambiente de maneira incorreta e indevida devido a não concomitância do crescimento
dos sistemas de saneamento públicos. Seja por lançamento direto em corpos d’água seja
por disposição indevida no solo, os efluentes sanitários geram riscos não somente de
saúde, mas também sociais incalculáveis. No primeiro caso, a contaminação de rios e
lagoas gera mortandade da vida aquática presente pelo processo de eutrofização, bem
como outros impactos ambientais sérios devido à diminuição do oxigênio dissolvido e o
aumento de sedimentos nos corpos d’água. Já no segundo caso, a contaminação do solo
pode gerar, dentre outros problemas, contaminação dos lençóis subterrâneos, que
abastecem parte da população maceioense.
Por isso, torna-se de suma importância fazer a destinação correta dos efluentes
domésticos, através de redes de esgotos que destinem as suas vazões a estações de
tratamento capazes de tratar eficazmente esses tipos de resíduos.
Segundo estudos sobre a estimativa de mortes causadas por questões de
saneamento, higiene e água no mundo (PRÜSS ET AL., 2002), uma das causas levadas
em consideração no estudo foi o contato direto e indireto da população com águas
contendo micro-organismos patogênicos, tendo sido o contato indireto relacionado com
a transmissão através de proliferação vetores. Do estudo, pode-se concluir que em casos
onde a população não é assistida por saneamento básico, incluindo a destinação correta
dos efluentes, o risco de contaminação através de patogênicos por via oral é muito alto,
citando também o alto risco de mortalidade envolvida, sobretudo em crianças.
Em casos onde há a destinação correta, mas de abrangência incompleta, o risco é
amortizado, mas continua em índices altos, sobretudo pela contaminação indireta. Essa
conclusão também foi relatada por Esrey et al. (1996, apud NASCIMENTO 2004). De
acordo com World Bank (1992, apud ESREY et al., 1990, apud NASCIMENTO, 2004),
as melhorias nas condições de saneamento resultam numa redução de mais de 20% em
casos de doenças de veiculação hídrica, do solo ou através de vetores, podendo chegar a
mais de 70% para casos de esquistossomose, amplamente evidenciados em núcleos
populacionais de média e baixa renda.
Outra pesquisa realizada no Chile (BRAKARZ ET AL., 2002, apud
NASCIMENTO, 2004) apontou que a redução foi de 50%, tendo ainda sido relatado por
entidades de saúde dos locais pesquisados que infecções cutâneas e estomacais
deixaram de ser motivos principais de consulta, sendo substituídas por problemas
13
respiratórios, doenças crônicas e acidentes, evidenciando a estreita ligação dos fatores
mencionados.
Na figura 1.2, tem-se um gráfico com índice de contaminação em relação às
condições de saneamento básico (PRÜSS ET AL., 2002). Conclui-se que além desses
fatores, é levada em conta na pesquisa a questão da higiene. No entanto, ressalta-se que
a higiene está diretamente ligada com os hábitos das populações em questão e,
comprometida, no caso de precariedade em serviços de saneamento.
Nota-se também que nesta pesquisa, mesmo em condições muito boas o risco
ainda não se torna zero, isso porque ainda devem ser consideradas algumas outras
questões que não foram alvo do trabalho como serviços de limpeza pública, manutenção
dos sistemas já instalados ou cuidados de armazenamento pela população.
Figura 1.2: risco de contaminação devido a fatores de saneamento básico.
(PRÜSS ET AL., 2002)
Ainda nesse contexto, segundo a Agência Nacional das Águas (2004), os fatores
de degradação da qualidade da água estão diretamente ligados à poluição resultante do
lançamento de esgotos sanitários em corpos d’água. Ainda conforme o que foi relatado
por esta agência, um esgotamento sanitário eficaz possibilita, dentre outras coisas,
redução das doenças relacionadas com água contaminada e consequentemente os
Muito Alto
Muito Alto Muito Alto
Alto
Médio
Baixo
Muito baixo
Sem água tartada, sem
saneamento
Sem água tratada,
com saneamento
Com água tratada,
sem saneamento
Com água tratada,
com saneamento, sem
total abrangência
Com água tratada,
com saneamento, com
total abrangência, sem
controle de qualidade
de água
Com água tratada,
com saneamento, com
total abrangência e
controle da qualidade
de água
Com água tratada,
com saneamento, com
total abrangência,
controle da qualidade
de água e hábitos
higiênicos
14
recursos destinados ao tratamento dessas doenças, além de impedir a proliferação de
vetores, confirmando a afirmativa proposta por Prüss et al. (2002).
De acordo com a Fundação Nacional de Saúde (2006), o incorreto tratamento e
destinação dos esgotos sanitários provocam redução da capacidade produtiva da
população, gastos evitáveis com tratamento de doenças e diminuição da expectativa de
vida de uma região. No fragmento abaixo o órgão do ministério da saúde deixa clara a
relevância do saneamento com a capacidade produtiva da população e,
consequentemente, com a economia em geral.
A ocorrência de doenças, principalmente as doenças infecciosas e
parasitárias ocasionadas pela falta de condições adequadas de destino dos
dejetos, podem levar o homem a inatividade ou reduzir sua potencialidade
para o trabalho. (FUNASA, 2006).
Com isso, além do fator de saúde, ainda há estudos que contemplam a melhora
econômica ligada aos investimentos em saneamento. Essa melhora, direta ou indireta,
foi descrita por Hiratuka et al. (2009) por uma pesquisa que levou em conta o avanço
econômico gerado por investimentos na área durante e após as obras de implantação de
sistemas de saneamento básico.
O avanço citado é referente à movimentação econômica nas diversas áreas
envolvidas no processo de construção civil, por exemplo, mão de obra, aluguéis de
máquinas, produtos em geral, dentre outros; assim como a melhoria das condições
locais onde obra se insere propiciando desenvolvimento do comércio em geral, além de
favorecer um aumento significativo nos salários da região, principalmente da mão de
obra envolvida no processo, já que a maioria das empresas que participam da execução
de projetos de saneamento é estatal ou mista, com parceria de uma estatal com uma
empresa privada, segundo Hiratuka et al. (2009).
Ainda nesse contexto, “cada dólar aplicado em saneamento representa uma
economia de cerca de quatro dólares em medicina curativa”, de acordo com a
Organização Mundial de Saúde (apud AGÊNCIA NACIONAL DAS ÁGUAS, 2004).
Já segundo Martins et al. (2002, apud NASCIMENTO, 2004) é relatado que a cada US$
2,26 gastos em saneamento, são economizados US$ 2,63 em gastos com a saúde para
prevenção de doenças intestinais e helmintíases (principais doenças relacionadas com a
15
falta de saneamento básico), em pesquisa realizada em 1997 no município de
Itapetininga em São Paulo.
Portanto o esgotamento sanitário de uma região quando bem sucedido e com boa
manutenção ainda representa grande importância na área econômica. De acordo com
informações divulgadas no website da Secretaria do Estado do Desenvolvimento
Econômico Sustentável, o esgoto sanitário ainda é importante para melhoria da
produtividade, aumento da vida média da população, implantação e desenvolvimento de
atividades econômicas locais e dentre outros motivos.
Baseado em declarações do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e
Social (2008, apud HIRATUKA ET AL., 2009), estão previstos investimentos para a
área de saneamento na ordem de R$ 48 bilhões, entre os anos de 2008 e 2011. Referente
às declarações citadas:
A realização de R$ 48 bilhões em investimentos poderá gerar mais de R$ 80
bilhões no aumento do valor da produção e cerca de metade deste valor sob a
forma de aumento do valor agregado. Desta variação esperada no PIB,
destaca-se o acréscimo sobre as remunerações, tanto de salários (39% da
variação do PIB), quanto de excedente operacional bruto (44%).
(HIRATUKA ET AL., 2009).
Com relação à capital do estado de Alagoas, esta conta com apenas duas
Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), uma localizada no bairro Pontal da Barra de
onde parte o emissário submarino e recebe parte do esgoto coletado em Maceió; e outra
no Benedito Bentes, a qual só tem capacidade para atender parte da população desse
bairro.
Assim, a maior parte da rede de esgoto de Maceió é destinada ao emissário
submarino, outra é conduzida à ETE do Benedito Bentes e uma parte nem mesmo
possui um destino adequado sendo lançado em corpos d’água espalhados por Maceió.
Dessa forma, esse trabalho visa avaliar o sistema de esgotamento sanitário
existente no bairro do Benedito Bentes e verificar se o mesmo atende às atuais
necessidades da população residente no mesmo, apontando as principais deficiências e
novas propostas para a melhoria do sistema.
Para tanto, faz-se necessário analisar a população atual do bairro, para compará-
la com a população prevista no projeto inicial elaborado em 1982. Essa análise indica,
16
mesmo que inicialmente, a quantidade de habitantes não atendidos pelo sistema, bem
como demonstra a abrangência restrita do projeto atual.
Mesmo assim, para se ter resultados quantitativos mais confiáveis, ainda se
fazem necessárias observações das áreas atendidas, para saber através da amplitude
espacial do projeto atual, onde permite estimar uma população aproximada que não
possui o atendimento da rede. Essa população é o foco principal a ser alcançado com a
ampliação da rede, já que é ela a responsável pela destinação imprópria dos seus
efluentes.
Outra ressalva importante é com relação à Estação de Tratamento de Esgotos
(ETE) do local, pois é preciso avaliar a sua capacidade hidráulica, indicando se a rede
ampliada pode ou não ser destinada a ela. Nessa avaliação, como será observado,
contata-se que a ETE não possui capacidade para suportar a nova vazão de chegada,
necessitando de uma ampliação ou de uma nova estação para auxiliar a atual, garantindo
o correto tratamento dos efluentes.
Como também é evidenciado, os custos envolvidos, apesar de elevados,
acarretariam em melhoras significativas na região, além de que ele representa um
investimento inicial altamente válido, já que evitaria gastos futuros com reparos aos
impactos ambientais, desenvolveria economicamente e socialmente a região e garantia
melhores condições da saúde local, como já foi discutido anteriormente.
Isso visa acarretar mudanças significativas na região, tanto no âmbito social,
quanto no da saúde. Essa melhoria acarretaria no aumento dos índices sociais,
econômicos e de saúde maceioenses de maneira relevante, visto que a população do
bairro representa parcela significativa da população da capital alagoana.
1.2. Objetivos
1.2.1. Geral
O trabalho tem por objetivo avaliar o sistema de esgotamento sanitário existente
no bairro do Benedito Bentes, em Maceió/AL, verificando se o mesmo atende às
necessidades atuais da população residente.
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1.2.2. Específicos
Avaliar o crescimento da população atual do bairro e compará-la com a população
prevista para o alcance do projeto original.
Analisar a rede de esgotos existente de Benedito Bentes que cobre o bairro e propor
uma ampliação para ela por meio de uma rede complementar que venha a convergir
para o sistema atual.
Verificar se a capacidade da ETE existente atende a vazão atual ou se há
necessidade de ampliação, ou de se construir outra estação. O trabalho, no entanto,
não visa analisar se a concepção adotada para a ETE existente é adequada à
realidade local, mas apenas aferir a sua capacidade hidráulica, visto que para isso
seria necessário abordar questões mais amplas de tratamento de águas residuárias.
18
2. METODOLOGIA E REFERENCIAL TEÓRICO
No presente item, busca-se apresentar a metodologia básica utilizada para a
formulação do presente trabalho, seja nas etapas de análise seja nas etapas de
dimensionamento.
Este espaço também será aproveitado para citar os procedimentos tomados que
resultaram na obtenção do projeto, dados e conjunto de informações sobre o sistema de
esgoto atual do bairro do Benedito Bentes. Além disso, serão apresentados adiante os
coeficientes considerados em conjunto com a metodologia empregada no cálculo da
rede de esgoto complementar.
2.1. Projetos existentes e levantamento de dados
Um grande obstáculo a ser vencido em todo trabalho com um estudo prévio de
caso e posterior projeto complementar é a obtenção de dados, informações e, sobretudo,
dos projetos já existentes.
O presente trabalho, assim, necessitou de bases para a elaboração da
caracterização da área, análise do sistema atual e para a projeção populacional,
indispensável para o dimensionamento da rede complementar.
2.1.1. Projetos existentes
O projeto atual do bairro do Benedito Bentes foi elaborado em abril de 1982 pela
empresa Projeto e Obras de Engenharia Civil Ltda. (PROEC) sendo aprovado pela
Coordenação de Meio ambiente do estado de Alagoas em dezembro do mesmo ano e
pela Companhia de Saneamento de Alagoas (CASAL) em 15 de abril de 1983.
A execução da obra foi de responsabilidade da firma Master Incosa Engenharia
S. A., tendo sido contratada pela Companhia de Habitação de Alagoas (COHAB-AL)
que foi a responsável pela construção do conjunto habitacional do Benedito Bentes. A
obra foi prevista em três etapas, onde ao final iria contemplar todo o conjunto
habitacional. Na figura 2.1 está uma fotografia do planejamento do projeto.
19
Figura 2.1: fotografia do planejamento do projeto.
Os projetos estão na atualidade arquivados pela CASAL. Como todo projeto da
companhia foi necessário uma autorização para se ter acesso ao conjunto de projetos,
sendo requerida a cópia das pranchas diante do pagamento da taxa de plotagem.
Devido a idade do projeto, ele originalmente foi concebido em papel manteiga,
muito frágil, o que compromete a qualidade de algumas pranchas e que possivelmente
seja este o motivo para a ausência da maioria dos detalhamentos.
Além das plantas da rede de esgoto existente no bairro, pôde-se ter acesso ao
memorial descritivo do projeto. O memorial é indispensável para a análise do projeto
existente, já que nele estão especificadas todas as considerações do projetista, bem
como as eventuais mudanças realizadas antes da execução.
2.1.2. Informações locais
Para uma correta localização do bairro são necessárias algumas informações
cruciais para a caracterização da área em estudo. Assim é preciso dados sobre: histórico,
localização, população, saneamento, clima, topografia, geologia e entre outros. Cada
tipo de informação pode ser obtido através de estudos já realizados no local ou de
órgãos públicos e comunitários que possuam levantamentos no mesmo.
20
A localização do bairro pôde ser obtida através de dados da Secretaria Municipal
de Planejamento que forneceram, além das informações provenientes de levantamentos
realizados no local, as plantas digitais da região, constando as ruas existentes e as curvas
de nível do local.
Com relação aos dados climáticos, as informações partiram do Instituto Nacional
de Meteorologia (INMET) que disponibiliza dados de suas estações meteorológicas.
Observando a localização do bairro pôde-se constatar a proximidade com a estação de
Maceió, sendo assim, os dados da estação refletem muito bem a região em análise.
Já as informações relacionadas com o saneamento básico do bairro e a ligação
do mesmo com o restante de Maceió partiram de relatórios e do plano diretor da
Companhia de Saneamento de Alagoas (CASAL).
Com relação a levantamentos geológicos e históricos do bairro foram levadas em
consideração as pesquisas realizadas por pesquisadores locais e publicadas em livros,
websites e trabalhos acadêmicos. Esse tipo de levantamento exigiu uma revisão
bibliográfica a fim de garantir que as informações fossem as mais precisas possíveis.
Quanto a dados populacionais e outras informações do bairro, como exemplo a
situação de saneamento básico atual, foi realizada uma entrevista com o Prefeito
Comunitário do bairro, Silvânio Barbosa, que comanda as atividades comunitárias no
local. O referido prefeito reside no bairro praticamente desde a sua criação e ajudou a
fundar a prefeitura comunitária que realiza levantamentos dos órgãos públicos e
privados do local, populacionais, assim como registra as obras de melhoria de
infraestrutura realizadas no bairro.
Apesar de demandar certo tempo, esses levantamentos foram imprescindíveis
para a realização do trabalho, pois eles servem de base para as discussões e o
dimensionamento a serem detalhados.
2.1.3. Dados populacionais
Os dados populacionais representam a contagem da população residente em um
determinado bairro, seja esta contagem oficial ou não. Obviamente, há uma larga
diferença entre esses dois tipos de dados, não só com relação à metodologia empregada
na contagem, mas também o que é considerado na contagem.
21
A região em questão é dotada de inúmeras particularidades com relação à
população contabilizada, não só em observância no número de habitantes, mas também
no período. Isso porque o bairro só foi criado em 2001 e por isso não há dados oficiais
do local, já que o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) somente faz a
contagem de bairros. Até mesmo os levantamentos não oficiais da prefeitura
comunitária local são escassos, isso porque eles também acompanham a data de criação
do bairro.
Quanto ao outro problema, o do número de habitantes, os dados do IBGE ainda
possuem um agravante quanto ao levantamento feito. O referido instituto faz um
levantamento populacional superficial em alguns bairros como o Benedito Bentes,
devido ao fato de que algumas áreas do bairro apresentam grande risco de segurança,
inviabilizando a ação dos recenseadores. Assim, algumas contagens são feitas
estimando-se um número fixo de moradores (05, cinco) para cada residência cadastrada
na prefeitura da cidade.
Isso gera uma grande defasagem com relação ao número real do bairro pelos
seguintes motivos:
O número real de moradores, na maioria das vezes, ultrapassa os cinco
habitantes propostos, de acordo com Alves (2006);
A quantidade de residências são bem superiores às apresentadas, além de que
muitas, cadastradas recentemente, não são inseridas no levantamento. Apesar de
que as residências não oficiais não deveriam contribuir com os seus esgotos (por
razões legais com relação às taxas recolhidas pelos órgãos públicos), na prática
essa ligação é feita, mesmo que clandestina, portanto é de bom senso que ela
seja considerada;
Ainda há os moradores das grotas que devem ser inseridos na contagem, já que
também colaborarão com seus esgotos;
As favelas remanejadas que a curto e médio prazo tendem a ser inseridas no
bairro por programas sociais, o que demanda a inclusão parcial dessa parcela da
população na contagem da população do bairro;
E, obviamente, ainda deve ser levado em conta que boa parcela da população do
bairro trabalha ao longo de todo o dia, segundo informações da prefeitura
comunitária do Benedito Bentes, o que interfere nos resultados do
22
recenseamento, já que essa parcela da população não passa pelo sistema de
questionários de levantamento populacional do IBGE.
Por isso se torna essencial conhecer dados que representem valores mais
realistas para a população do bairro, a fim de garantir uma análise mais precisa que
resultará em resultados mais palpáveis.
De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2000 e 2007), a
população do Benedito Bentes está apresentada abaixo, na tabela 2.1.
Tabela 2.1: dados populacionais do Benedito Bentes
(INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, 2007)
Ano População
2000 67.923
2007 78.602
Já segundo os dados da prefeitura comunitária do bairro, tem-se alguns valores
bem distintos, alcançados em suas contagens e levantamentos. Na tabela 2.2 constam os
valores indicados pela prefeitura comunitária.
Tabela 2.2: dados populacionais do Benedito Bentes
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
Ano População
2006 127.000
2009 143.000
2010* 158.000
* Valores previstos com a implantação dos novos conjuntos.
Os valores indicados para 2010 são baseados nos habitantes que serão
introduzidos no bairro através de programas sociais do governo (minha casa, minha
23
vida) e de remanejamento de outras áreas, sobretudo favelas da periferia de Maceió, da
região lagunar e de vilas de pescadores.
Conforme descrito por Alves (2006), ainda podem ser levantados mais alguns
dados. Segundo a autora, em 1986 foram implementados os conjuntos habitacionais do
Benedito Bentes I e II, enquanto que em 1988 foi integrado na região o complexo
habitacional Cachoeira do Mirim. Assim, em 1986 eram ao todo 6.232 famílias
residindo no local, enquanto que em 1988 já eram 10.760. Em 1990 foi criado o
conjunto Moacir Andrade com 800 residências unifamiliares. Observando o Anexo I
(ALVES, 2006), ainda foram acrescentadas de 1991 até 1995 mais seis conjuntos,
totalizando 5805 habitantes. Unindo com dados da prefeitura comunitária que registrou
no período de 2001 a 2004 cerca de nove outros conjuntos habitacionais, totalizando
3000 unidades. Ainda foi registrado o surgimento de residências nas grotas, totalizando
cerca de 5000 famílias, as quais não foram computadas.
Assim teremos o seguinte levantamento populacional, unindo as informações
propostas pela prefeitura comunitária, pelo IBGE e por Alves (2006) colocado na tabela
2.3 seguinte.
Tabela 2.3: população do Benedito Bentes
Ano População
1986 23.807
1988 41.104
1990 51.200
1995 57.005
2000 67.923
2004 79.393
2006 127.000
2009 143.000
2010 158.000*
* Valores previstos com a implantação dos novos conjuntos.
As informações da tabela 2.3 reúnem os dados dos levantamentos censitários
feitos pela prefeitura comunitária e por Alves (2006), distribuídos ao longo dos anos:
em cada ano respectivo, têm-se os conjuntos que ingressaram no bairro e a respectiva
população que inicial; em cada ano subsequente eram somadas as populações dos novos
24
conjuntos que tinham sido criados naquele ano com a população que era evidenciada
nos outros conjuntos no mesmo ano.
Além dos conjuntos registrados, muitas outras unidades habitacionais foram
criadas ao longo dos anos, sobretudo os criados após o ano de 2000, quando os
programas sociais do governo federal se intensificaram.
A população das grotas, parcela representativa da população, não foi inserida
como dado até o ano de 2004, tendo sido considerada nos últimos levantamentos da
prefeitura comunitária do Benedito Bentes.
Com isso, pode-se observar o crescimento da população do bairro mais
detalhadamente. Ao se analisar graficamente esses dados teríamos o proposto na figura
2.2.
Figura 2.2: evolução populacional do Benedito Bentes.
Como pode ser observado os valores das populações são muito distintos e que a
população prevista pelo IBGE segue aproximadamente um padrão de uma reta.
Outra observação importante a ser feita é que a população do bairro só aumentou
cerca de 10000 habitantes em sete anos, levantando dúvidas sobre os seus dados, já que
nos últimos anos o bairro se expandiu territorialmente (como pode ser visto no Anexo
Digital I proposto por ALVES, 2006) e, consequentemente, a sua população também
sofreu aumentos significativos.
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
180.000
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Po
pu
laçã
o
Ano
25
Isso reforça ainda mais os pressupostos abordados, de que os dados fornecidos
pela prefeitura comunitária possuem uma confiabilidade mais ampla, além de garantir
certa segurança com relação ao bom dimensionamento da rede.
2.2. Considerações do projeto atual
2.2.1. População e equipamentos não residenciais
No projeto original foram previstas as escolas, templos religiosos, recreativos,
comerciais e dentre outros. Na tabela 2.4 constam os números de equipamentos não
residenciais evidenciados no local, segundo levantamentos da prefeitura comunitária do
complexo Benedito Bentes realizados em meados de 2008.
Tabela 2.4: equipamentos não residenciais do projeto atual.
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
Equipamentos Comunitários Observação
Escolas de 1º grau 7 escolas
Escolas de 2º grau 3 escolas
Equipamentos religiosos 3 templos
Espaços recreativos 1 clube social
Estabelecimentos comerciais 1 mercado público
Postos de saúde 1 posto de saúde
Equipamentos de segurança 1 posto policial
Nota-se a defasagem total destes números com os atuais. Segundo a prefeitura
comunitária, o bairro atualmente conta uma infraestrutura comunitária bem mais ampla,
decorrente a ampliação da população local, sobretudo no que diz respeito ao comércio.
Na tabela 2.5 estão os números propostos pela prefeitura comunitária.
26
Tabela 2.5: equipamentos não residenciais atuais do bairro
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
Equipamentos Número
Escolas 58
Comércio 397
Associações 35
Equipamentos Religiosos 10
Bibliotecas 02
Outra consideração desse aspecto é que esses equipamentos comunitários não
influenciaram no dimensionamento da rede. Como citado por Libânio et al. (2006), as
contribuições comerciais e públicas geram parcelas relevantes de vazões, no entanto
para o bairro do Benedito Bentes, as contribuições desses equipamentos são pouco
significativas, porque esses equipamentos são de pequeno porte, não possuindo grande
significância e, portanto, podendo ser desprezadas.
A população também foi pouco discutida na elaboração do projeto, conforme o
que foi apresentado no relatório da Companhia de Saneamento de Alagoas (1984),
referente ao memorial descritivo do projeto. Conforme o apresentado pelo relatório a
população foi contabilizada pelo número de unidades habitacionais do conjunto
habitacional, considerando-se que em cada unidade haveria 05 habitantes a residirem lá.
Com isso, se o conjunto foi criado para atender 10.043 unidades habitacionais, então a
população considerada foi de 50.215 habitantes.
Vale destacar que nenhum estudo de população de projeto foi elaborado, pois
como a princípio o conjunto não seria ampliado, considerou-se como população de
projeto a própria população inicial do conjunto. Isso implica que mesmo observando os
dados oficiais minorados, como será abordado mais adiante, ainda existe uma
defasagem de quase 28.000 habitantes sem o serviço de esgoto sanitário.
2.2.2. Consumo per capita e contribuições
A defasagem ocasionada pela não consideração dos equipamentos não
residenciais foi amenizada pelas outras considerações de projeto. A taxa de consumo
27
per capita, por exemplo, foi de 250 l/hab./dia, sendo reduzida numa própria revisão do
projeto para 200 l/hab./dia. Mesmo assim, essa taxa é muito alta, sendo inviável o seu
uso em projetos atuais. Como se sabe, o consumo de água e, consequentemente, a
geração de efluentes está diretamente ligada à renda familiar, porte do local, clima e
dentre outros aspectos.
Em famílias de baixa renda, inseridas numa população oficial de 78.000
habitantes, que é o caso do Benedito Bentes, a taxa de consumo está em torno de 150
l/hab/dia, de acordo com Libânio et al. (2006). A discussão sobre a taxa de consumo per
capita será abordada mais a frente na determinação das vazões de efluentes.
Quanto às contribuições consideradas, elas foram provenientes de duas
vertentes, uma referente às vazões domésticas e outra com relação às infiltrações na
rede.
As vazões domésticas foram calculadas a partir da vazão de abastecimento,
incluindo os coeficientes de máximo horário e diário. Portanto a vazão de efluentes é
calculada multiplicando-se a de abastecimento pelo coeficiente de retorno. O coeficiente
de retorno representa a taxa de abastecimento que se torna efluentes, já que parte da
água de abastecimento é utilizada para outros fins, o que será discutido posteriormente.
O coeficiente de retorno utilizado é o mesmo recomendado pela Associação Brasileira
de Normas Técnicas (1986) e pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo (2006), ou seja, de 0,8.
Já com relação à taxa de infiltração, foi adotada uma taxa de 0,1 l/s/km de
coletor, que é uma taxa inferior ao recomendado pela norma da época PNB 67, de
acordo com o próprio memorial descritivo do projeto atual. O projetista, no entanto,
justifica a escolha pelo fato do terreno ser plano e seco, além do solo local ser
constituído de material areno-argiloso e o lençol freático estar a uma grande
profundidade.
Apesar de ser uma taxa adequada, como será visto mais adiante, a justificativa
não é válida, já que a infiltração pode ser proveniente da própria percolação da água
pelo solo, antes mesmo de chegar ao lençol freático. Portanto, mesmo acertando a taxa
de infiltração com um valor bastante adequado, para adotar algo fora da norma é sempre
necessário fazer testes e medições na região em questão, o que não foi feito para o
projeto atual segundo o que foi especificado pela Companhia de Saneamento de
Alagoas (1984).
28
2.2.3. Concepção da rede de esgoto atual
A concepção da rede incorpora alguns aspectos relativos aos materiais das
tubulações da rede e dos diâmetros dos ramais, assim como vazões mínimas e limites de
velocidade. Também é considerado o recobrimento dos coletores e as distâncias entre os
órgãos acessórios.
a) Ramais prediais
Um ramal predial é uma tubulação que lança à rede coletora os efluentes
domésticos de uma residência, prédio, comércio ou indústria. Essa tubulação, segundo a
determinação do memorial descritivo apresentado pela Companhia de Saneamento de
Alagoas (1984) deveria ser feito de tubos cerâmicos ou de policloreto de vinila (PVC).
Quanto ao diâmetro, ficou explícita a recomendação da utilização de diâmetros
de 100 mm, com uma declividade mínima de 2%, para casas, enquanto que para prédios
deveria ser utilizado um diâmetro de 150 mm com uma declividade mínima de 1%.
Essas recomendações ainda são bastante comuns, a Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo (2005), por exemplo, recomenda um diâmetro mínimo
de 100 mm e uma declividade 2%, para residências unifamiliares, sendo recomendado
mais de 2% para comércios e residências plurifamiliares. Para outros casos existem
outras restrições de declividade a partir do diâmetro e fórmulas para o cálculo dos
diâmetros.
b) Tipos de tubulações
A fim de garantir um fornecimento adequado de seus materiais, o memorial
descritivo apresentado especifica o tipo de material a ser utilizado para as tubulações a
partir do diâmetro estabelecido. No entanto, o memorial descritivo apenas sugere a
utilização desses materiais sem pré-estabelecer seu uso em trechos específicos onde eles
devem ser utilizados.
Conforme apresentado o material a ser executado deveria seguir a seguinte
especificação da tabela 2.6.
29
Tabela 2.6: especificação do material a partir do diâmetro.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Diâmetro (mm) Material Empregado
Até 150 PVC ou Cerâmica de Barro
De 200 a 300 Cerâmica de Barro
Maior que 400 Concreto
Como pode ser verificada, a cerâmica de barro foi largamente utilizada. No
entanto, atualmente seria preferível a utilização de PVC, cobrindo quase toda a rede que
possui um diâmetro inferior a 400 mm, já que este material facilita e acelera a execução.
c) Vazão mínima
Segundo a Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), a vazão mínima do
memorial descritivo recomendada é de 2,2 l/s nos trechos iniciais dos coletores. Isso
representa uma grande disparidade tanto com a realidade como com as normas vigentes.
Considerando essa vazão mínima nos trechos iniciais, nos trechos em sequência
tem-se um acúmulo dessas vazões, por exemplo: se em um coletor for colocado dois
trechos iniciais, nele a vazão mínima seria de 4,4 l/s. Entretanto, apesar de relatar essa
consideração, observando as tabelas de dimensionamento do memorial observa-se que
foi levada em conta uma vazão mínima de 2,2 l/s em qualquer trecho, ou seja,
calcularam-se as vazões e em seguida os valores inferiores a esta vazão foram
substituídos por ele para o dimensionamento, conforme recomendado pelas normas
atuais.
Mesmo assim, as normas atuais ainda recomendam um valor menos do que o
apresentado. De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) e com
a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) a vazão mínima em
qualquer trecho deve ser de 1,5 l/s.
d) Limites de velocidade
Foram fixados valores de velocidade no intervalo de 0,5 e 4,0 m/s, sob a
justificativa de possibilitar a auto limpeza e evitar a abrasão nos coletores. Atualmente,
30
no entanto existem outros limites, ambos controlados pela declividade, ou seja,
restringi-se a declividade a valores máximos e mínimos, garantindo assim as
velocidades pré-determinadas.
Referente ao recomendado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas
(1986) e pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) a
velocidade máxima deve ser de 5,0 m/s a fim de evitar o fenômeno de abrasão, sendo
essa velocidade controlada por uma declividade máxima.
Já a auto limpeza dos condutos tem sido regulada através do critério da tensão
trativa mínima, limitada em 1,0 Pa. No entanto, o antigo Departamento de Água e
Energia (DAE) de São Paulo fazia limitações de velocidade mínima e segundo Araújo
(2007a) esses valores estariam entre 0,2 m/s e 0,6 m/s, a depender do diâmetro do
trecho.
e) Diâmetro mínimo
Quanto ao diâmetro mínimo a ser adotado para a rede de esgotos, o manual
descritivo refere-se a um valor de 150 mm. Esse valor é amplamente discutido
atualmente pelos órgãos elaboradores de normas no Brasil.
Partindo das referências da Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986),
tem-se como valor mínimo o diâmetro nominal de 100 mm. Contudo observando as
prescrições da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) ela
refere-se ao mesmo valor adotado como mínimo para o projeto atual.
Isso entra em uma questão polêmica que engloba a ultrapassagem das normas da
ABNT até o fato das questões de superposição de normas. Isso porque as normas da
ABNT referentes a sistemas de esgotamento sanitário são muito antigas, datadas da
década de 80, deixando de lado inovações, pesquisas e dados estudados nos 20 anos
subsequentes.
Mas essa questão é amenizada pelo fato de as pesquisas que norteiam as normas
mais atualizadas, como as da SABESP, indicarem valores sempre mais restritos, ou
seja, a favor da excelência. Com isso tem se tornado constante a utilização das normas
estaduais, ao invés da nacional, para o dimensionamento, pois assim garante resultados
comprovadamente melhores, já que as restrições e valores são mais específicos.
31
f) Órgãos acessórios
Foram previstos para o projeto atual dois tipos de órgãos acessórios: poços de
visita e terminais de limpeza. Os terminais de limpeza (TL) foram previstos para as
extremidades de cada linha. Já os poços de visita (PV) foram previstos para os casos de:
junção de coletores, mudança de diâmetros, curvas, mudanças de declividades e de
materiais.
A distância entre um PV e outro foi baseada no diâmetro do coletor em questão.
O projetista levou em conta que quanto maior o diâmetro, menor a necessidade desses
acessórios, os quais visam manutenção e limpeza dos coletores. Na tabela 2.7 constam
esses valores.
Tabela 2.7: distância entre PVs a partir do diâmetro do coletor.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Distância entre PVs Diâmetro do coletor
100 m 150 mm
120 m Entre 200 mm e 600 mm
150 m Maior que 600 mm
Esses afastamentos, atualmente, são independentes dos diâmetros e fixados em
no máximo 100 m, segundo as normas vigentes. Isso porque diâmetros maiores para as
tubulações não são indícios de menor necessidade de manutenção ou limpeza dos
condutos.
Os poços de visita foram previstos com câmaras de trabalho de três dimensões
distintas, a depender do diâmetro do maior coletor conectado a ele. Essas dimensões
estão explicitas abaixo na tabela 2.8.
Tabela 2.8: dimensão principal das câmaras dos PVs.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Diâmetro do coletor Dimensão da câmara
Até 300 mm 1,2 m
De 300 a 500 mm 1,5 m
Maior que 500 mm Diâmetro + 1,0 m
32
Ainda foram previstos tubos de queda para alturas superiores a 0,7 m, o que
atualmente foi reduzido para 0,5 m, nas normas em vigência.
g) Profundidades
No projeto atual há referência a apenas uma profundidade mínima para os
coletores, sendo de 1,0 m. Entretanto, atualmente, a Associação Brasileira de Normas
Técnicas (1986) recomenda recobrimentos de 0,65 m, se o coletor estiver no passeio, ou
de 0,9 m, caso o coletor esteja na pista.
O memorial descritivo ainda prevê coletores auxiliares mais rasos para o caso de
um coletor projetado atingir mais de 4,50 m de profundidade. Mesma recomendação
que persiste na norma da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
(2006).
2.2.4. Caracterização da área
No projeto atual ainda foi feita uma breve caracterização da área com relação a
alguns aspectos como: clima, topografia e geologia. Esses dois últimos aspectos já
foram brevemente adiantados no item 2 do presente trabalho, sobretudo como forma de
basear a caracterização geológica deste, por isso despensa grandes comentários.
Já com relação ao clima, o procedimento de caracterização seguiu a mesma linha
apresentada no item 2, ou seja, foi tomada uma série histórica climatológica que baseou
a caracterização da temperatura, umidade e precipitação. Obviamente as considerações
foram um pouco distintas, já que a série de 1961 a 1990 só foi liberado após a
construção do Benedito Bentes.
Uma ressalva importante a se fazer sobre a caracterização apresentada pela
Companhia de Saneamento de Alagoas (1984) foi muito pouco referenciada, deixando
por vezes dúvidas dos dados apresentados, já que nem foram anexados levantamentos
realizados pelas entidades responsáveis pelo projeto nem foi referenciada alguma fonte
que possa ter colaborado com a caracterização proposta.
33
2.3. Projeção populacional
O primeiro passo na análise da rede atual, bem como na elaboração dos
eventuais projetos de expansão é fazer uma análise da população do local. Tanto
observar a população atual, quanto prever uma população de projeto para um alcance
mínimo de vinte anos, segundo orientação da NTS-025 da Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo (2006).
Nesse estudo serão feitas comparações entre a população atual e a população de
projeto prevista no plano inicial. Em seguida são feitas análises da população de projeto
para mais vinte anos a fim de observar se o projeto atual será capaz de suportar as
futuras vazões, após ampliações propostas neste trabalho ou em projetos futuros que
vierem a serem concebidos.
A análise basear-se-á em modelos clássicos de projeção populacional propostos
por Libânio et al. (2006) e Quasim (1985), já as bases estatísticas serão estabelecidas em
coeficientes consagrados na literatura, propostos por Montgomery e Runger (2003).
Outra base para a análise da população foi o trabalho desenvolvido em Maceió a
cerca da análise do modelo que melhor representa a população local, Lopes Júnior e
Piati Neto (2009). Neste trabalho, focam-se os modelos e o método descrito pelo autor
para se alcançar o modelo que melhor representa a população de uma região antes de se
calcular a população de projeto. Isso visa diminuir erros na estimativa, bem como gerar
redes com capacidade suficiente para ampliações.
Nos tópicos seguintes, estão descritos os procedimentos, tais como propostos no
referido trabalho.
2.3.1. Modelos clássicos para projeção populacional
Os modelos clássicos de projeção populacional servem de base para estimar uma
determinada população que eventualmente poderá ser evidenciada dentro de alguns
anos, período de tempo este definido como alcance da estimativa, caso não haja
nenhuma mudança brusca nos padrões sociais, econômicos, de saúde e de segurança,
visto que, por exemplo, a estimativa seria totalmente defasada se houvesse uma guerra
na região em estudo.
34
Dentre todos os modelos, destacam-se os cinco mais importantes como sendo: a
projeção aritmética, a projeção geométrica, a regressão multiplicativa, a taxa
decrescente de crescimento e o crescimento logístico. Usualmente, os projetistas têm
empregado os modelos de projeções aritméticas e geométricas na maioria, senão
totalidade de suas análises. Isso porque estes modelos são os mais simples de serem
elaborados, utilizando ferramentas já difundidas no meio. Todavia, esses modelos nem
sempre são representativos dentro de uma população, acarretando falhas nos estudos de
concepção.
Em cada um dos modelos existem parâmetros de entradas fixos, variáveis e de
entrada. Os fixos são aqueles que entram com valores imutáveis ao longo da regressão
sendo determinados a partir de uma observação direta do conjunto de dados. Já os
parâmetros variáveis são aqueles que entram com um “chute inicial” e então são
ajustados pela regressão de modo a se ter o melhor ajuste do determinado modelo. O
parâmetro de entrada considerado é o t, que representa o ano em que se deseja estimar a
população. Para classificar os parâmetros utilizou-se como base os procedimentos para
regressão destes modelos de projeção populacional previstos por Libânio et al. (2006) e
Qasim (1985).
Entretanto, em conjunto de dados pouco significativo, é aconselhável o uso de
formulações específicas de cada modelo, propostas por Quasim (1985) e reforçado por
Libânio et al. (2006). Os autores, entretanto, não especificam qual é o número de dados
ideal, a partir do qual seria possível aplicar as regressões, contudo é plausível adotar
como um número mínimo de seis dados para se ter uma regressão linear ou não linear.
As expressões foram elaboradas a fim de possibilitar o estudo quando o conjunto
de dados for muito pequeno, o que comprometeria os bons resultados de uma regressão.
Assim, o modelo (c) não seria válido, visto que ele só pode ser gerado através de uma
calibração.
a) Projeção Aritmética
Esta projeção considera um crescimento populacional segundo uma taxa
constante, portanto esse método geralmente é utilizado para estimativas de menor prazo
e em populações menores, como a de pequenas comunidades, onde a taxa de
crescimento realmente são praticamente imutáveis.
35
Este modelo baseia-se na expressão 2.01 a seguir e, como se pode prever, terá
três parâmetros de entrada.
(2.01)
Nessa expressão teremos que e serão parâmetros de entrada fixos, pois
representam o ponto base inicial do conjunto de dados e o será um parâmetro
variável, que no caso representa a taxa de crescimento considerada constante. O
crescimento nesse modelo é significativo quando o alcance é muito longo e, por isso,
deve ter seu uso evitado, visto que o alcance mínimo previsto é de 20 anos. Isso será
confirmado pela comparação dos métodos para o caso em estudo, como será visto mais
adiante.
Para o caso de um conjunto de dados pouco significativos, Libânio et al.
apresenta a seguinte expressão para o cálculo do Ka:
(2.02)
b) Projeção Geométrica
O crescimento populacional é uma função da população existente a cada
instante, ou seja, a população em um determinado ano seria o produto da população
inicial por uma taxa de crescimento que seria crescente, aumentando com o passar dos
anos. Este modelo também é utilizado para estimativas de menor prazo, visto que como
a taxa é sempre crescente a população seria exorbitante se considerados longos
alcances, o que não ocorre na prática, pois uma determinada população possui, entre
outras coisas, uma limitação física de seu espaço. A expressão que representa este
modelo é dada por:
(2.03)
36
Para este modelo os parâmetros e também serão fixos e o parâmetro
variável deste modelo será o , a base da regressão.
Para o caso da aplicação direta de fórmula para gerar o modelo, Quasim (1985)
explicita a seguinte expressão 2.04:
(
(
)
)
(2.04)
c) Regressão Multiplicativa
No caso da regressão multiplicativa, temos uma expressão com dois parâmetros
fixos, e , e dois parâmetros variáveis para a regressão, e . Neste caso,
diferentemente do modelo anterior, a população a ser estimada pode ou não apresentar
uma taxa de crescimento crescente indeterminadamente ao longo dos anos, dependendo
do valor encontrado para S. Além disso, existe outra observação a ser feita em relação a
esta taxa de crescimento, como pode ser observado na expressão 2.03. A taxa de
crescimento não multiplica a população inicial, mas sim outro parâmetro variável que se
auto ajustará ao S, de acordo com os dados utilizados, representando crescimento muito
mais suavizados. Para este modelo a expressão será a seguinte:
(2.05)
Como se pode perceber pela expressão este modelo pode resultar de uma
regressão linear ou, mais provavelmente, uma não-linear. Vale lembrar que os valores
do ponto base serão os mesmos adotados para os outros dois modelos já descritos.
Outra ressalva importante é a cerca dos resultados que podem ser obtidos por
este modelo. Como foi proposto por Lopes Júnior e Piati Neto (2009), esse modelo
possui um excelente resultado para o município de Maceió, seguido de perto do modelo
37
de Crescimento Logístico, no entanto é importante observar que, diferentemente, dos
dois métodos descritos nos itens em sequência, este não possui uma população de
saturação, ou seja, não possui um limite de crescimento. Assim, mesmo sendo o
crescimento menor do que nos modelos Aritmético e Geométrico, possibilitando uma
análise a um alcance maior, estimativas a muito longo prazo podem gerar resultados
muito distantes da realidade, isso por que mesmo que a população possa crescer de
maneira acelerada, existe sempre a limitação física do local.
Um fator que justificaria a escolha deste método, mesmo diante desse problema,
é que o resultado para alcances razoáveis, 20 anos, por exemplo, ainda seria bom, desde
que fosse comprovada a devida correlação de acordo com os procedimentos a seguir.
Obviamente, o resultado pode ser um pouco afastado, contudo ele possivelmente
apontaria para uma população maior do que a que verdadeiramente seria evidenciada e,
portanto, haveria um super dimensionamento da rede, o que geraria redes para alcances
ainda maiores, ou até mesmo nem alcançáveis, apesar de ocasionar custos maiores com
a implantação.
Esse modelo não possui uma formulação específica para um pequeno conjunto
de dados, sendo, portanto, restrito ao método das regressões como sugere o próprio
nome.
d) Taxa Decrescente de Crescimento
O modelo de taxa decrescente de crescimento parte da premissa de que, à
medida que a cidade cresce, a taxa de crescimento torna-se menor, consequentemente a
população tende assintoticamente a um valor de saturação. Neste modelo teremos uma
pequena ressalva quanto aos parâmetros. Teremos e que continuarão sendo
parâmetros fixos e teremos que será um parâmetro variável. Além desses três, tem-se
o que representa a população de saturação. Este parâmetro será ajustado pela
regressão (parâmetro variável) ao entrar com um chute inicial a partir de uma expressão
para estimar um , porque, como será observado posteriormente, ao ser feita a
regressão o valor de inicialmente estimado não irá sofrer grandes alterações. Isso
ocorre devido ao fato de que a população de saturação sofre uma alteração, durante o
ajuste, muito sutil se comparada com outro coeficiente variável do modelo, já que ela
representa uma assíntota para o modelo.
38
Assim a expressão será:
(2.06)
Como já foi dito, o será um parâmetro variável baseado em uma densidade
populacional. A expressão que define pode ser dada por, segundo Libânio et al.
(2006) e Qasim (1985):
(2.07)
Onde , e serão três pontos subseqüentes da nossa série de dados. Para se
gerar uma população de saturação mais precisa, devem ser testadas todas as possíveis
combinações e utilizadas na regressão para se encontrar o melhor , ressaltando que
deve ser dada uma atenção especial aos três últimos valores do conjunto de dados, os
quais provavelmente possuem uma maior representatividade para a estimativa desejada.
No caso de um conjunto de dados pouco significativo, devem ser tomados os três
últimos dados da série, garantindo uma análise mais precisa.
No entanto ainda deve ser feita a seguinte ressalva de que P0<P1<P2 e P0.P2<P12
e caso essas condições não sejam atendidas a fórmula para o chute inicial não pode ser
utilizada, porque a população de saturação encontrada não representaria mais uma
assíntota do modelo.
Outra consideração muito importante é sobre o valor encontrado pela expressão,
que pode ser muito pequeno e, portanto, deve-se fazer uma estimativa a parte,
descartando a encontrada pela equação 2.07. Outro problema tanto deste método como
do descrito no subitem em sequência, é que a depender da população de saturação
adotada ou calculada, quanto maior o alcance desejado, mais longe do valor real de
população a estimativa estará, sempre apresentando valores menores, isso porque as
taxas de crescimento diminuem ao se aumentar o t, o que pode acarretar problemas de
sub-dimensionamento dos projetos, caso não haja redução sequencial da taxa de
39
natalidade da região. Por isso se torna tão importante uma análise minuciosa durante a
estimação do “chute inicial” para o Ps.
Para o caso de poucos dados ainda deve ser estimado o Kd através da equação
4.08 seguinte, apresentada por Libânio et al. (2006):
(
)
(2.08)
e) Crescimento Logístico
Para o modelo de crescimento logístico, o crescimento populacional segue uma
relação matemática, que estabelece uma curva em forma de S, onde a população tende
assintoticamente a um valor de saturação. Portanto, assim como no modelo de taxa
decrescente de crescimento descrito anteriormente, no item (d), este modelo contará
com um parâmetro de população saturada e, analogamente, esse parâmetro será
considerado variável, sendo encontrado pela mesma expressão já descrita no item
anterior, como proposto por Libânio et al. (2006) e Qasim (1985).
Com isso, têm-se um parâmetro fixo, , e três parâmetros variáveis, , e ,
sendo a expressão deste modelo descrita por:
(2.09)
Vale ressaltar que o será estimado da mesma maneira anteriormente descrita,
fazendo-se todas as combinações possíveis com os dados e que o valor de é referente
ao ponto base como já foi especificado.
As restrições da utilização para a expressão 2.07 são também válidas para esse
modelo, assim como as orientações já citadas. No entanto é importante destacar outra
questão. Como este modelo é provavelmente o mais complexo dos apresentados aqui, a
escolha da função objetivo torna-se fundamental e até mesmo decisiva para os bons
40
resultados da regressão, além, é claro, do “chute inicial” adotado. Isso porque se
imagina que esse modelo apresenta máximos locais e globais para cada função objetivo
e, assim, a depender da estimativa dada inicialmente, pode ser encontrado o melhor
ajuste local ao invés do global, que é objetivo da regressão: encontrar diante do modelo
apresentado a melhor expressão que representa aquele conjunto de dados.
Para a situação de um conjunto de dados reduzido, ainda se fazem necessárias as
determinações de c e , assim, segundo o proposto por Libânio et al. (2006), tem-se
que:
(2.10)
e
(
) (
) (2.11)
2.3.2. Calibração para os modelos propostos
A partir de cada modelo pode ser feita uma regressão onde se estima os seus
coeficientes variáveis pelas técnicas de ajuste já consagradas. Para realizar as regressões
existem diversas técnicas e alguns programas bastante usuais já conhecidos. Assim, para
o desenvolvimento deste trabalho, optou-se pelo uso do Microsoft Excel, devido a sua
facilidade de manuseio diante de suas interfaces gráficas e pelo fato de já ser um
programa amplamente utilizado para outros fins, utilizando o procedimento descrito por
Lopes Júnior e Piati Neto (2009) e relatados a seguir.
Por esse programa é possível encontrar ajustes que representam os modelos pré-
estabelecidos usando a ferramenta Solver. O Solver permite que se tenha uma expressão
de entrada com pelo menos um parâmetro variável, uma relação de ajuste, ou seja, o
modelo a ser adotado e uma função objetivo, a qual será tendida ao seu valor máximo
ou mínimo, dependendo da função, modificando apenas os valores dos parâmetros
variáveis a partir da estimativa inicial dada. Em resumo é fornecido ao Excel:
41
Expressão do modelo que se deseja ajustar;
Valores iniciais (“chutes”) para os parâmetros variáveis;
Relação de ajuste (modelo adotado);
Função objetivo;
Método de ajuste (escolhe-se o método que o Solver deve trabalhar).
Em uma tabela do Microsoft Excel são criadas, então, as colunas com os
parâmetros variáveis, dados observados e dados estimados a partir da expressão do
modelo com os coeficientes fixos e os chutes iniciais no lugar dos coeficientes
variáveis. Em seguida é criada uma célula com o valor final da função objetivo, por
exemplo, o somatório dos erros absolutos ou qualquer outra função objetivo.
Assim, na ferramenta citada seleciona-se a célula que teria o somatório dos erros
como célula de destino, pede-se para minimizar ou maximizar esse valor, selecionando
como células variáveis as células onde constarem os chutes iniciais dos parâmetros
variáveis e configura o método pelo qual o Solver irá resolver o ajuste. Uma
configuração básica é dada abaixo na figura 2.3.
Figura 2.3: opções do Solver.
Como pode ser visto na figura anterior, pode-se determinar o tipo da estimativa,
da derivada e o método que será utilizado para fazer o ajuste. Também se pode alterar o
número de iterações, a precisão e a tolerância, onde é aconselhável se colocar para o
número de iterações algo em torno de 500 para garantir um ajuste melhor.
42
Vale destacar que as expressões encontradas não são únicas e absolutas para os
modelos, ou seja, existem outras expressões que podem ser encontradas a partir dos
mesmos modelos e através dos mesmos métodos que se ajustarão tão bem quanto as
aqui encontradas. Isso ocorre porque existem alguns fatores que intervêm no resultado
final, por exemplo, o chute inicial e por isso haverá mais de uma expressão que poderia
ser encontrada para cada modelo. No entanto as expressões são sempre equivalentes,
pois os coeficientes terminam por se equilibrarem, tendo uma diferença entre os seus
erros muito pequena, sendo considerada irrelevante no contexto geral.
Outra ressalva importante é que para determinados métodos o chute inicial é
determinante, pois o Solver utiliza um método de busca direta e, por conseqüência, ele
possui uma limitação, já que a depender do modelo ele pode achar um máximo local de
uma função ao invés do seu global, caso ela possua picos múltiplos. Como já foi
relatada, uma função com este problema é a função de crescimento logístico, cujo chute
inicial pode até mesmo gerar coeficientes que geram resultados finais incoerentes para a
população.
Esse problema seria eliminado ao se utilizar técnicas numéricas como algoritmos
genéticos ou evolutivos, no entanto esses métodos são mais complexos e exigiriam
programações mais avançadas, o que não convém utilizar para análises de crescimento
populacional, por basicamente três motivos, segundo Lopes Júnior e Piatti Neto (2009):
[...] primeiro demandaria certo tempo e conhecimento de uma linguagem de
programação para gerar um programa específico para a projeção
populacional; segundo não seriam métodos e programas acessíveis a todos o
que dificultaria a difusão das análises de crescimento populacional por parte
dos projetistas e planejadores urbanos; e em terceiro não seria vantagem, pois
os resultados são muito próximos dos encontrados por esse método. (LOPES
JÚNIOR E PIATTI NETO, 2009)
Independente da técnica utilizada para a calibração, a verificação ou pelos
métodos estatísticos ou pela análise gráfica, tornam-se essenciais. Vale ressaltar também
que a calibração não pode ser feita para um conjunto de dados pouco significativos,
restando como única opção a utilização das expressões já apresentadas em subitens
anteriores.
43
2.3.3. Análises estatísticas
Depois de ajustados, os modelos então passam a ter certa representatividade para
se fazer uma projeção, que nada mais é do que uma extrapolação dos valores estimados
para pontos fora do intervalo utilizado para o ajuste. Portanto, faz-se necessária uma
análise de cada expressão encontrada a fim de se obter o grau de confiança da mesma, o
qual indica o quanto aquela expressão se ajusta ou representa o conjunto de dados, bem
como as suas extrapolações.
O grau de confiança de um ajuste pode ser obtido de várias maneiras, quase
todas envolvendo coeficientes e parâmetros estatísticos, podendo também ser levada em
conta a análise visual dos gráficos gerados. Para este trabalho foram explorados os
parâmetros estatísticos mais usuais, sendo eles detalhados mais adiante.
Ressalta-se, entretanto, que existem outras formas de se analisar erros e ajustes,
no entanto todas elas devem acompanhar os resultados dos meios aqui adotados quando
focada a comparação entre as expressões originadas pelos modelos de projeção, não
sendo foco de este trabalho detalhar os métodos alternativos.
Basicamente se deve encontrar o erro entre os valores estimados e os valores
reais observados. A expressão de erro utilizada depende da função objetivo que se
deseja trabalhar. E depois de calculado o erro, faz-se uma projeção desse erro através de
um coeficiente de determinação ou coeficiente de ajuste o qual estima quantitativamente
a qualidade do ajuste em questão, através de uma relação entre variações originadas por
algumas funções objetivo, também pré-determinadas e explicadas com detalhe adiante.
a) Erros
A base de toda análise estatística para qualificar as expressões ajustadas está na
correta interpretação e utilização de funções objetivo. Essas funções são as responsáveis
por uma estimativa do erro que as expressões possuem em relação aos dados reais
observados.
No presente trabalho foi adotada uma mesma expressão de erro para todos os
casos, a diferença dos quadrados dos erros absolutos. Essa função é um modelo padrão
que é comumente utilizada para diversos casos, sendo particularmente adotada para o
presente caso por Libânio et al. (2006).
44
A diferença dos quadrados consiste somente em subtrair do valor observado o
valor estimado e elevar o resultado ao quadrado. Portanto a expressão que rege essa
função objetivo é dada por:
(2.12)
Vale ressaltar alguns pontos sobre a expressão de erro proposta acima. O
primeiro ponto a focar é o fato de os valores de erros serem altos, isso ocorre pela escala
que se está trabalhando (milhares por se tratar de população) e pelo fator ao quadrado da
formulação.
Outra ressalva importante a se fazer sobre a escolha desta expressão para o erro
é que ela servirá de base para o cálculo do coeficiente de determinação, o qual em uma
de suas parcelas leva em conta os erros quadrados, como será visto no item
subsequente. Isso auxilia porque será através da maximização deste coeficiente
(tendendo-o a 1,0) é que será encontrado o melhor ajuste possível.
b) Coeficiente de determinação
O coeficiente de determinação ou coeficiente de ajuste, , é um dos principais e
mais usuais meios de se determinar o quão bem uma expressão de regressão se ajusta
em certo conjunto de dados. De acordo com Montgomery e Runger (2003) o coeficiente
de determinação é “usualmente utilizado para julgar a adequação de um modelo de
regressão”.
Esse coeficiente demonstra uma relação entre uma variação explicada e a
variação total, geradas pela comparação entre os dados reais observados e os valores
estimados. E a sua relação é dada pela expressão:
(2.13)
45
Onde a variação explicada é dada por uma relação entre os valores estimados e a
média dos valores reais observados, sendo essa relação expressa por:
∑ (2.14)
E a não explicada pode ser dada pela expressão a seguir:
∑ (2.15)
Contudo a variação total será a soma da variação explicada e da variação não
explicada, assim:
∑ ∑ (2.16)
Portanto substituindo na expressão de , teremos a seguinte expressão para
quantificarmos o ajuste:
∑( )
∑ ∑ (2.17)
Onde P’ são os valores estimados da população, P são os valores reais
observados e é o valor da média dos dados de valores reais observados. Ressalta-se
que as relações expressas acima para as variações são referenciadas por Montgomery e
Runger (2003).
Uma última observação a se fazer sobre o coeficiente de ajuste é que o seu valor
varia entre 0 e 1,0, onde quanto mais próximo de 1,0 for o seu valor, melhor é o ajuste.
46
2.3.4. Análise gráfica
A análise gráfica pode substituir as análises estatísticas quando os modelos
forem ajustados pelas expressões de três pontos apresentadas para conjunto de dados
pequenos.
Ela se baseia em uma análise subjetiva do gráfico que melhor se adéqua a
realidade e segue um padrão lógico de crescimento. No entanto, para uma amostra de
dados representativa, não se dispensa a análise estatística em paralelo, de maneira a
confirmar os resultados obtidos visualmente.
Este tipo de análise pode ser feita sob duas perspectivas, a primeira analisando
cada curva populacional de cada modelo separadamente e a segunda confrontando todos
os modelos. Contudo a conclusão final só pode ser obtida com o resultado das
observações das duas análises, provavelmente concomitantes.
Como já foi dito, as análises são subjetivas e cabe ao projetista ter bom senso em
saber se os valores apresentados para população de projeto estão ou não razoáveis,
destacando os aumentos populacionais de projeções de cinco em cinco anos até alcançar
a projeção desejada.
2.4. Dimensionamento da rede coletora complementar
O dimensionamento das tubulações das redes coletoras consiste em se estimar
um diâmetro tal que aliado a declividade do trecho permitam um escoamento dos
efluentes sem que haja interrupções, mudança no tipo de escoamento (para escoamento
forçado) ou detenção excessiva do fluido no interior do conduto.
Para tanto, faz-se necessária uma análise precisa das vazões de contribuição, de
início e final de plano, das tensões trativas entre o fluido e as paredes do conduto,
garantidas pelo diâmetro e declividade corretamente estipulados, e correta disposição
dos órgãos auxiliares, como: poços de visita (PV), terminais de inspeção e limpeza
(TIL) e terminais de limpeza (TL).
47
2.4.1. Lançamento da rede
O lançamento da rede consiste em determinar previamente o local que a rede
contemplará através da planta topográfica do local. É feita uma análise das cotas inicial,
intermediária e final de cada rua do local estudado e o caminhamento que a rede deve
ter para que as escavações sejam as mínimas possíveis.
Para isso são determinadas as pontas secas que são os pontos iniciais da rede
providos de terminais de limpeza e que possuem o recobrimento mínimo de 0,9 m
conforme recomendado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986). As
pontas secas devem estar de preferência em pontos mais elevados do que o resto do
sistema. No entanto, a topografia local não é passível disto, por isso deve-se escolher o
trajeto da rede com cautela a fim de se evitar grandes profundidades nos trechos
posteriores.
O lançamento prévio, entretanto, não evita completamente as mudanças
posteriores causadas por grandes profundidades ou diâmetros muito grandes na rede,
fatos que exigem uma remodelagem no sistema da rede, seja pela mudança de trajeto,
mudança de direção da rede (quando as cotas permitem) ou pela criação de um novo
ponto de estação elevatória.
O lançamento prévio da rede complementar proposta foi o estipulado no
Apêndice Digital I, podendo ser visto os trechos lançados inicialmente. Posteriormente
ele foi alterado em sua concepção e foram incluídos novos trechos e os pontos das
estações elevatórias (bem como o caminhamento dos emissários) resultando no modelo
final.
Uma observação importante sobre o lançamento da rede é que ele foi baseado na
planta do bairro do Benedito Bentes (ANEXO II), levando em consideração as ruas dos
conjuntos já prontos, conforme indicado pela Secretaria Municipal de Planejamento. No
entanto, ao utilizar a população de projeto, os novos conjuntos a serem encaixados
posteriormente podem fazer suas ligações ao sistema já proposto.
Outra ressalva é com relação às sub-bacias de esgotamento que dividiram o
bairro em várias áreas. Isso porque a topografia local promove a formação de diversos
pequenos corpos d’água no entorno dos conjuntos implantados, além de linhas d’água
criadas por pontos mais altos que ajudaram a subdividir as bacias.
48
Podem-se observar as sub-bacias formadas no Apêndice Digital XIII, no qual se
observa a subdivisão do bairro em áreas de esgotamento, inseridas estas nas suas sub-
bacias respectivas.
2.4.2. Fatores intervenientes nas vazões de esgoto
Existem dois tipos de vazões importantes a serem consideradas no
dimensionamento e verificação dos condutos. São as vazões de início e fim de plano. A
primeira representa a população base, ou seja, aquela que vai existir de qualquer
maneira desde o início da implantação do sistema, sendo assim leva em consideração a
população atual da região em questão. Já a de fim de plano representa a vazão máxima
que será encontrada no final do plano, assim esta vazão trata da vazão de efluentes
gerada ao fim do alcance do projeto, onde a população de projeto é atendida e a rede
passa a trabalhar em capacidade máxima.
Para estimar essas vazões é preciso inicialmente definir alguns parâmetros como
as populações atendidas, o coeficiente de retorno, o consumo per capita, taxa de
infiltração, os coeficientes de variação de vazão e as vazões de contribuições.
a) Populações atendidas
As populações atendidas, como já foram citadas, são a atual e a de projeto. A de
projeto representa a população alcançada no fim de alcance, sendo o mínimo de 20
anos, segundo a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2002).
Assim, conforme o item 2.1 e 2.3 do presente trabalho, a população de início de plano
será igual a 158.000 habitantes, imaginando a implantação do sistema no ano de 2010,
enquanto que a de final de plano será de 225.713 habitantes.
b) Coeficiente de retorno
Outro parâmetro importante é o coeficiente de retorno, que representa a vazão
que retorna após o uso, ou seja, é a parcela de água que é lançada a rede de esgoto na
forma de efluente. Baseado em Tsutiya e Além Sobrinho (1999, apud ARAÚJO,
2007a), o coeficiente de retorno possui diferentes recomendações a depender do autor e
49
do local do projeto. No entanto a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) e a
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) recomendam com
valor único de 0,8. Isso significa considerar que 80% da água que é fornecida para o
abastecimento da região será gerada em efluentes pela mesma.
Esse coeficiente torna-se necessário, pois parte da água que abastece uma
residência não é devolvida na forma de efluente para a rede de esgotos. Essa parcela é
geralmente associada à limpeza e outros fins domésticos e, geralmente, evaporam,
infiltram pelo solo ou até mesmo terminam sendo jogada na rua onde é drenada pelo
sistema de águas pluviais.
c) Taxa de consumo per capita
Em contrapartida, a fim de estimar a quantidade de água para abastecer uma
determinada população, torna-se essencial conhecer o consumo per capita dela. Esse
consumo representa a quantidade de água consumida por um habitante em um dia, que
de acordo com Narchi (1989, apud LIBÂNIO ET AL., 2006) varia com as
características culturais, nível educacional e social, temperatura local e dentre outras
coisas.
Araújo (2007a), em pesquisas realizadas em cidades do interior paulista, indica
que a taxa de consumo per capita está em torno de 160 l/hab/dia. No entanto, segundo o
Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (2000, apud LIBÂNIO ET AL.,
2006), a taxa de consumo média de todos os estados brasileiros está em torno de 130
l/hab/dia, sendo o maior consumo de 266 l/hab/dia, no Rio de Janeiro, e de apenas 13
l/hab/dia.
Ainda sobre este assunto Von Sperling (2005, apud LIBÂNIO ET AL., 2006)
elaborou a seguinte tabela que relaciona o consumo per capita com o porte da
comunidade. Através disto, pode-se estimar que o consumo per capita para o bairro em
questão está em torno de 150 l/hab/dia, ficando próximo dos valores observados pelos
diversos pesquisadores. Poderia ser adotado, por exemplo, algum dos outros valores,
mas considera-se este bastante razoável, por se enquadrar bem aos diversos aspectos
intervenientes no consumo per capita já citados.
50
Tabela 2.9: consumo per capita referente ao porte da comunidade.
(VON SPERLING, 2005, apud LIBÂNIO ET Al., 2006)
Faixa da População
(habitantes)
Consumo per capita
(l/hab/dia)
<5000 90 a 140
5000 a 10000 100 a 160
10000 a 50000 110 a 180
50000 a 250000 120 a 220
>250000 150 a 300
d) Taxa de infiltração
Uma ressalva importante a se considerar é a taxa de infiltração. Ela representa
eventuais infiltrações na rede coletora que podem ocorrer segundo Araújo (2007b): nas
falhas executivas das juntas de tubulações, nos poços de visita ou outros órgãos
acessórios da rede e nas imperfeições nas paredes das tubulações.
Na verdade a taxa de contribuição por infiltração na rede depende de diversos
fatores como: o solo do local, pois este interfere na permeabilidade do meio ao redor das
tubulações, bem como na taxa de permeabilidade do solo; o nível do lençol freático,
pois ele indicaria a carga de pressão hidrostática na tubulação; a qualidade da execução
da obra, já que uma obra bem executada possibilitaria menores riscos de danos causados
às paredes dos condutos; o tipo de material empregado, que indica o grau de controle de
qualidade na fabricação e o tipo de junta a ser utilizada; o grau de compactação e o
material utilizado para reaterrar as valas, que interferem na infiltração direta de água em
determinados trechos; dentre outros motivos.
Referente ao especificado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas
(1986) a taxa de infiltração pode ser considerada no intervalo de 0,05 l/s/km e 1,0
l/s/km, devendo-se justificar a escolha. No entanto, apesar de ser de bom senso
considerar uma taxa relativamente alta de infiltração, para evitar problemas hidráulicos
futuros, torna-se não viável, pois acarreta em aumento significativo no diâmetro das
tubulações e, em consequência, no custo total da obra. Além de que adotar uma taxa de
infiltração alta significaria uma brecha de vazão que seria dada por considerar uma
execução de qualidade menos rigorosa, fator que atualmente não deve ser levado em
51
conta, exigindo-se um mínimo de rigor durante a execução por parte de empresa que for
executar o projeto.
Referente a levantamentos realizados em São Paulo por Hazen e Sawer (1965,
apud ARAÚJO, 2007b) as taxas de infiltração em tubulações já executadas estariam
entre 0,24 l/s/km e 1,4 l/s/km. No entanto, segundo estudos realizados por Jesus Neto
(1940, apud ARAÚJO, 2007b) em tubulações novas recém-instaladas, as taxas de
infiltração se apresentaram entre 0,3 l/s/km e 0,7 l/s/km. Isso indica que atualmente,
seria justo adotar valores ainda menores do que este, devido aos novos métodos de
execução, novos materiais empregados nas juntas e maior tecnologia na fabricação das
tubulações.
Isto é confirmado pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo (2006), que adota valores da taxa de infiltração de acordo com o nível do lençol
freático: 0,1 l/s/km, para redes preponderantemente acima do lençol freático; e 0,5
l/s/km, para redes preponderantemente abaixo do lençol freático.
No caso da rede a ser dimensionada, a taxa considerada será de 0,1 l/s/km, já que
a rede se localizará em cotas acima dos 70,0 m, em maioria acima dos 80,0 m, onde o
nível de água dos córregos, riachos e lençol freático estão abaixo dos 45,0 m, segundo
levantamentos da Secretaria de Planejamento e memorial descritivo do projeto já
existente.
e) Coeficientes de variação de vazão
Ainda é necessário levar em consideração os picos de vazões na rede. Esses
picos são acarretados pelo uso simultâneo da rede em uma determinada hora e dia,
assim se deve considerar uma vazão um pouco maior, sendo majorada por alguns
coeficientes. Assim, esses coeficientes estão diretamente ligados aos consumidores
domésticos. Além disso, existe ainda um coeficiente de minoração que representa a
demanda mínima para representar a menor vazão em uma determinada hora do dia.
Esses coeficientes e os seus respectivos valores, segundo a Associação Brasileira
de Normas Técnicas (1986) e a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo (2006), são os seguintes:
K1: é coeficiente de maior consumo diário. Ele representa o dia de maior
consumo em um determinado ano, quando comparado com o consumo médio do
52
mesmo. Fala-se em consumo porque como já foi visto a vazão de efluentes
domésticos está diretamente ligada ao consumo, através do coeficiente de
retorno. O seu valor é igual a 1,2, baseado nas normas citadas.
K2: é o coeficiente de maior consumo horário. Ele indica a hora de maior
consumo de um determinado dia em função da média dele. As normas em
vigência indicam um valor de 1,5 para este coeficiente.
K3: é o oposto do K2, pois ele indica o consumo horário mínimo. Segundo as
referidas normas ele deve ser considerado igual a 0,5.
f) Consumidores específicos
Definido isto, para a estimativa da vazão é necessário conhecer os consumidores
que geram contribuições específicas. É o caso das indústrias locais que geram vazões de
contribuições que geram sobrecargas na rede se não forem consideradas. Essa vazão
pode ser determinada por coleta de dados, quando a vazão contribuinte é determinada
pela indústria, ou por estimativa, determinando a vazão por comparação a outras
indústrias semelhantes. Em ambos os casos a vazão pode ser determinada conhecendo,
ao invés da vazão de contribuição, a demanda de água que a abastece, aplicando nela o
coeficiente de retorno estipulado.
No caso do presente trabalho, segundo os dados da Secretaria de Planejamento e
da Prefeitura Comunitária do Benedito Bentes, os grandes produtores de efluentes que
são as indústrias e Shopping Pátio Maceió (com inauguração prevista para o final de
novembro de 2009) possuirão sistemas de tratamento próprio, lançando seus efluentes
nos corpos d’água ao redor.
Isso significa que não há vazões de contribuição específicas a ser consideradas
no cálculo da rede complementar, isso porque os consumidores específicos que
poderiam ser considerados (as indústrias) possuem tratamento próprio, não
sobrecarregando a rede e os outros equipamentos, como escolas, postos e etc., não
contribuem para a rede complementar e são de pequeno porte, não gerando sobrecargas
mesmo para a rede já existente.
53
g) Águas parasitárias
Além dessas considerações é necessário falar das águas pluviais parasitárias. As
águas parasitárias são as contribuições provenientes de águas pluviais indevidamente
lançadas no sistema. Essas contribuições, de acordo com Araújo (2007b) se dão através
de ligações pluviais prediais a rede, interligações da rede com galerias pluviais, ligações
abandonadas que não foram corretamente lacradas ou aberturas no sistema, como nos
tampões dos poços de visita.
Em todos esses casos, a contribuição da água parasitária é resultado da falta de
fiscalização e da negligência por parte do poder público. Pois é dele a responsabilidade
de impedir que essas ligações sejam realizadas, bem como checar se os tampões e
outros lacres dos demais órgãos acessórios estão devidamente instalados.
Ainda pode ser citada, como fator gerador dessas ligações impróprias, a
motivação econômica, pois usualmente torna-se mais caro fazer outra ligação predial
apenas para águas pluviais. Assim em comunidades predominantemente de população
de baixa renda, como é o caso do Benedito Bentes, a população, a fim de se livrar de
suas águas pluviais, fazem este tipo de ligação gerando as águas pluviais.
Reforçando o que foi exposto, Araújo (2007b) ressalta que:
As ligações pluviais às redes de esgoto ocorrem com alguma frequência em
imóveis residenciais por iniciativa inescrupulosa de construtores,
encanadores ou curiosos, sobretudo quando essas ligações trazem maiores
facilidades ou maior economia para as suas empreitadas. Por essas ligações,
são encaminhadas para o coletor sanitário as águas de chuva colhidas em
telhados, terraços, pátios, porões e quintais, inclusive de águas subterrâneas
que surgem nos lotes urbanos. (ARAÚJO, 2007b).
Atualmente as normas vigentes para o dimensionamento de redes de esgoto
sanitário não contemplarem as águas parasitárias no dimensionamento das vazões, pois
elas consideram que elas não devem existir e que deve haver intensa fiscalização para
evitá-las.
No entanto, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1992) cita, em seu
item 4.2.1.5: “A contribuição pluvial parasitária deve ser adicionada à vazão final para a
análise de funcionamento e para o dimensionamento dos extravasores.”. Isso quer dizer
que, as águas pluviais parasitárias devem ser apenas consideradas no dimensionamento
54
dos extravasores que são colocados no início das estações elevatórias para se evitar
problemas no bombeamento, excluindo a sua participação no dimensionamento das
tubulações, devendo ser realizada apenas numa checagem do funcionamento hidráulico
dos interceptores.
Portanto, como não há interceptores previstos na rede coletora complementar
proposta no presente trabalho, já que todos os trechos possuem contribuição de
efluentes, não haverá contribuição de águas parasitárias previstas no presente trabalho,
já que o dimensionamento de interceptores e estações elevatórias não faz parte do
escopo do mesmo.
h) Comprimento total da rede
Para gerar as vazões em marcha é necessário levantar comprimento total dos
trechos que irão contribuir. No caso do bairro em questão, o conglomerado urbano é
intenso fazendo com que todos os trechos possuam contribuição em marcha.
Então para o dimensionamento da rede complementar, era preciso lançar a rede
como um todo, passando pelos trechos já existentes (a fim de conferir os valores
especificados em projeto) e pelos trechos a serem contemplados pela rede
complementar.
Isso porque para gerar uma vazão em marcha é necessário dividir a vazão total
de contribuição pelo comprimento total da rede, já que a população analisada é referente
ao bairro todo.
Outra ressalva importante sobre o levantamento da rede para se evitar problemas
com arredondamentos coagindo a um erro significativo, os comprimentos de cada
trecho foram registrados com uma casa decimal, evitando erros acumulados muito
grandes.
2.4.3. Vazões de esgoto
Baseado nos fatores intervenientes, a vazão média pode ser calculada através da
expressão 2.18 seguinte.
55
(2.18)
Onde P é a população (em hab.) e C é a contribuição (em l/hab./dia), resultando
em uma vazão em l/s.
Assim, as vazões médias de início e de final de plano possuem os seus valores
ao adotar a população atual e de projeto, respectivamente. Portanto essas vazões podem
ser calculadas através das expressões 2.19 e 2.20.
(2.19)
(2.20)
Onde I é a taxa de infiltração em l/s. Com isso as vazões em marcha de início e
final de plano seriam dadas por:
(2.21)
(2.22)
É de suma importância que se trabalhe com as duas vazões simultaneamente,
pois o dimensionamento dependerá das duas vazões, inicial e final, de cada trecho. Por
isso, encontram-se as vazões de cada trecho através da expressão 2.23.
∑ (2.23)
56
Onde a vazão do trecho (inicial ou final) é igual ao somatório das vazões a
montante (inicial ou final) acrescido do produto da vazão em marcha (inicial ou final)
pelo comprimento do trecho.
Além do cálculo da vazão é preciso atender a mais um critério normativo que
estabelece a vazão mínima para qual um condutor deve ser dimensionado. A norma da
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) não deixa claro este ponto, indicando
que caso apenas não haja dados pesquisados a vazão mínima será de 1,5 l/s. Contudo a
norma da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) indica que
de qualquer modo deve ser considerada como vazão mínima para o dimensionamento
do coletor uma vazão de 1,5 l/s.
Assim, conclui-se que tanto para a vazão de início de plano (que determina a
declividade mínima) quanto para a de final de plano (que influencia no diâmetro
diretamente) deve-se adotar uma vazão de 1,5 l/s quando a vazão do trecho for menor
que 1,5 l/s.
Isso significa que, calcula-se preliminarmente a vazão em cada trecho pelo
método apresentado e no cálculo das declividades e do diâmetro utiliza-se a vazão de
1,5 l/s em todos os trechos que a vazão no mesmo for inferior.
2.4.4. Tipos declividades
Existem três tipos de declividade a serem observadas em uma rede de esgoto: a
do terreno, a mínima e a máxima.
a) Declividade do terreno
A declividade do terreno representa a declividade que o coletor deve ter para
acompanhar a mudança de cotas do terreno. Isso significa que a declividade pode ser
dada por:
(2.24)
57
b) Declividade mínima
A declividade mínima é a declividade necessária para que seja respeitado o
critério de tensão trativa mínima estabelecida pela Associação Brasileira de Normas
Técnicas (1986) de 1,0 Pa. Assim segundo Araújo (2007a), após tomar algumas
considerações, foi possível elaborar uma curva que gerou a seguinte expressão empírica:
(2.25)
c) Declividade máxima
Além da declividade mínima, existe uma declividade máxima proposta pela
Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) para uma velocidade final de 5,0 m/s.
A expressão aproximada para o cálculo da declividade máxima admissível é dada pelas
normas vigentes como:
(2.26)
A declividade máxima tem por objetivo evitar o desgaste das tubulações que
podem ser abrasadas por partículas duras como areia. Contudo, Tsutiya e Além
Sobrinho (1999, apud ARAÚJO, 2007a) indica que este tipo de fenômeno não é
acusado nem em literatura técnica sobre dutos em operação nem em estudos específicos
para observar tais efeitos.
58
2.4.5. Recobrimento mínimo
O recobrimento mínimo representa a menor profundidade que se deve localizar o
coletor. Neste aspecto a Associação Brasileira de Norma Técnicas (1986) recomenda
um recobrimento mínimo de 0,65 m, quando o coletor está no passeio, e de 0,9 m
quando o coletor está na rua.
Já a norma paulista, proposta pela Companhia de Saneamento Básico do Estado
de São Paulo (2006) é um pouco mais rígida, exigindo recobrimentos significativamente
maiores e uma distinção quanto aos casos de lençol freático mais elevado.
Mesmo diante da recomendação da SABESP, no presente trabalho se adotou o
recobrimento recomendado pela ABNT, sendo assim o recobrimento será de 0,9 m
(supondo que o coletor estará sempre na rua). Isso porque, a topografia irregular do
terreno já pronuncia um recobrimento elevado em alguns trechos, além do fato de que
as pontas secas (que possuirão o recobrimento mínimo no seu ponto inicial) estão
localizadas em locais de tráfego muito baixo ou nulo, sendo os menores recobrimentos,
em sua grande maioria, apresentados nelas.
2.4.6. Declividade adotada
Ao analisar os três tipos de declividade, constata-se que para atender o critério
da norma tem-se que a declividade adotada Io deve atender o critério da expressão 2.27.
(2.27)
Isso garante, além de atender aos critérios da norma, que o duto teoricamente
não sofrerá abrasão e que a tensão de arraste seja alcançada como já foi discutido
anteriormente.
Entretanto existe uma série de fatores que devem ser observados. O primeiro
dele é que se a vazão de início de plano for muito pequena, a declividade mínima será
muito reduzida o que pode interferir na execução. Sabe-se que declividades menores
59
que 0,0005 m/m (0,05%) elimina qualquer precisão na execução e por isso devem ser
evitadas, o que é reforçado por autores na área como Araújo (2007a).
Outro fator a se levar em consideração é a declividade que irá proporcionar a
maior economia para o sistema. Observando de maneira geral, quanto menor a
declividade, menor será o volume de escavação. No entanto, a utilização da declividade
mínima pode por vezes eliminar o recobrimento mínimo, devendo ser utilizada uma
declividade maior.
Sabe-se, todavia, que se utilizar a declividade do terreno, estando esta entre os
limites da expressão 2.27, ela representará um volume de material retirado muito baixo
se comparado a declividades maiores que ela, já que acompanha o terreno.
Portanto, conclui-se que, se a declividade do terreno é menor do que a máxima e
maior que a mínima, então se pode adotar uma declividade dentro do limite da
expressão 2.28.
(2.28)
Mesmo assim, a dúvida sobre qual declividade adotar ainda permanece. Então
basta observar que quanto menor a declividade, menos o custo com escavação, portanto
é necessário reduzir ao máximo a declividade o que só é permitido através de uma
análise dos recobrimentos de cada trecho.
Com isso, pode-se criar um procedimento de checagem, tal que seja adotada a
declividade que represente o menor custo de escavação possível, sem que o
recobrimento seja inferior ao recomendado.
Inicialmente, determina-se que todo trecho possuirá ou a declividade mínima ou
a declividade do terreno, adotando-se a maior das duas, desde que esta seja
menor que a máxima.
Em seguida, nos trechos onde foram utilizadas as declividades do terreno,
verifica-se o recobrimento no final do trecho, se este for maior que 0,9 m
(conforme recomendação), isso significa que a declividade pode ser reduzida, já
que possui uma folga no recobrimento.
60
Portanto, através de um processo de tentativa e erro, reduz-se o valor da
declividade até que ela atinja o seu menor valor possível: ou quando o
recobrimento final atinge o mínimo (0,9 m) ou quando a declividade atinge o
mínimo ( ).
Esse procedimento garante que se trabalhe com as menores declividades
possíveis e com os menores volumes de escavação, o que recorre a menores custos e
escoramentos mais simples.
2.4.7. Diâmetro adotado
Com a declividade adotada é possível, portanto estimar o diâmetro a ser
utilizado em cada trecho da rede. O diâmetro calculado atende ao critério de y/do de
0,75, mantendo a folga estabelecida. No entanto, ao se arredondar o diâmetro
encontrado ao seu comercial mais próximo esta folga tende a ficar maior.
(
)
(2.29)
Com relação ao diâmetro mínimo a ser empregado a norma brasileira difere da
norma paulista. De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) o
diâmetro nominal mínimo a ser adotado é de 100 mm, todavia segundo a Companhia de
Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) ele deve ser igual ou superior a 150
mm.
No presente trabalho, considerou-se como diâmetro nominal mínimo o
recomendado pela norma paulista (150 mm), já que atende as duas normas, além de
manter uma segurança maior no dimensionamento e garantir que a maior parte da rede
seja do mesmo diâmetro.
61
2.4.8. Cotas dos coletores
Em todo projeto de rede de esgoto, uma das informações mais importantes a ser
apresentada no projeto é a cota do coletor. Ela representa o quanto será necessário
escavar no início e no fim de cada trecho para se colocar o coletor.
As cotas também são importantes para a construção do poço de visita e a
determinação se o poço vai ou não precisar de tubo de queda. Além disso, como ela
indica a profundidade do coletor ela indica a possibilidade de utilização ou não de
Terminais de Inspeção e Limpeza (TIL) no lugar dos Poços de Visitas (PV), o que
barateia ainda mais o custo de implantação da rede.
As cotas iniciais dos coletores na ponta seca, ou seja, no início da rede, podem
ser dadas pela expressão 2.30 que se segue:
(2.30)
Assim, para o ponto final desses coletores, a cota poderá ser dada pela expressão
2.30, onde l é o comprimento do trecho, já que o recobrimento aumenta devido à
declividade (Io).
(2.31)
Para os trechos subsequentes, deve-se analisar as cotas finais dos coletores
anteriores, pois a cota inicial do coletor seguinte será igual a menor cota dos coletores
que contribuem com este trecho. E a cota final será calculada pela expressão 2.31.
62
2.4.9. Profundidade dos coletores
Como já foi dito a profundidade dos coletores é de suma importância na
determinação dos órgãos acessórios, bem como na garantia do recobrimento mínimo e
nos custos de execução da rede.
As profundidades podem, então, serem calculadas pela diferença entre a cota do
terreno e a cota do coletor no ponto em que se deseja saber.
2.4.10. Órgãos acessórios
Os órgãos acessórios de uma rede podem ser descritos como dispositivos não
mecanizados que permitem a inspeção e manutenção da rede de esgoto, garantindo a
pressão atmosférica nas tubulações, condição essencial para o escoamento livre.
Podem ser citados três órgãos acessórios conforme estabelecido pela Companhia
de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006): terminais de limpeza (TL),
terminais de inspeção e limpeza (TIL) e poços de visita (PV).
a) Terminais de Limpeza (TL)
É o dispositivo localizado no início da rede de esgoto, em pontas secas, que
substitui o poço de visita. Este dispositivo, apesar de não permitir visita de inspeção,
permite a introdução de equipamentos de limpeza para desobstrução e limpeza dos
condutos.
A Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (2006) possui um
esquema construtivo a ser adotado para os terminais de limpeza, disposto no Anexo C
da norma. O referido esquema pode ser visto no Anexo Digital VI do presente trabalho
com todo o detalhamento necessário para a execução.
b) Terminais de Inspeção e Limpeza (TIL)
Um terminal de inspeção e limpeza é um dispositivo não visitável que pode
substituir um poço de visita (PV) em determinadas situações previstas nas normas.
63
Adotando o que e proposto pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São
Paulo (2006), um PV pode ser substituído por um TIL nas seguintes situações:
Confluência de até dois trechos a singularidade e uma saída;
Nos pontos com degraus superiores a 0,5 m de altura;
Profundidade do coletor de saída de até 1,6 m, com coletores de chegada e saída
de até 200 mm e sem ligações a montante de postos de gasolina, hospitais e
escolas.
Assim como para os terminais de limpeza, a Companhia de Saneamento Básico
do Estado de São Paulo (2006) também possui um modelo a ser adotado para os TILs
em seu Anexo B, citado como poço de inspeção, e disposto no Anexo Digital V do
presente trabalho.
c) Poços de Visita (PV)
Com isso, existem alguns casos que a Companhia de Saneamento Básico do
Estado de São Paulo (2006) indica como de uso obrigatório dos poços de visita, já que
esse não pode ser trocado pelas alternativas já apresentadas.
Assim, é obrigatório o uso de PV quando:
Há confluência de mais de dois trechos a singularidade e uma saída;
Na confluência que exige tubo de queda, ou seja, diferença entre as cotas mais
alta e mais baixa dos coletores de chegada maior que 0,6 m;
Quando há profundidade maior ou igual a 1,6 m;
Quando a jusante há contribuições que podem acarretar em problemas.
No Anexo Digital III e IV, constam os modelos para poços de visita sem ou com
tubo de queda, sendo este necessário na situação já citada. Existe ainda no Anexo A3 da
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006) um modelo de poço
de visita com tubo de queda interno ao PV.
Ressalta-se também na referida norma, que caso o diâmetro seja superior a 300
mm e haja a necessidade de tubo de queda, deve ser previsto um dissipador de energia.
64
Recomendação não adotada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986), que
ainda indica tubos de queda quando a diferença de cotas for de 0,5 m.
2.4.11. Verificação da rede
O processo de verificação consiste em se confirmar que para os valores adotados
de declividade, diâmetro e vazão, o trecho atenderá as seguintes prescrições:
Lâmina (y/do): limitada em 75%;
Tensão trativa: mínima de 1,0 Pa;
Velocidade final: deve ser inferior a velocidade crítica.
O critério da tensão trativa é atendido de imediato após a adoção da declividade
maior ou igual à declividade mínima, portanto pelos procedimentos já descritos ela não
seria alvo de verificação.
A lâmina é verificada por mera formalidade, mas a adoção de diâmetros
nominais imediatamente superiores aos calculados (e mínimo de 150 mm) já eliminaria
a necessidade de qualquer verificação. Entretanto a lâmina deve ser encontrada para a
verificação das velocidades.
Portanto o único critério que necessita de atenção, frente ao procedimento de
dimensionamento adotado, é o das velocidades. Mesmo assim, usualmente, é incomum
que este critério não seja atendido após seguir o dimensionamento proposto. Contudo a
Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (2006) e a Associação Brasileira de
Normas Técnicas (1986) exigem que esse critério seja avaliado.
O procedimento para a avaliação deste critério é simples e pode ser resumido da
seguinte forma:
Calcula-se a vazão e a velocidade em seção plena pelas expressões 2.32 e 2.33:
(2.32)
65
(2.33)
Em seguida encontra-se a relação de Qf/Qp, entre a vazão do trecho em final de
plano (mínima de 1,5 l/s) e a vazão em seção plena;
Determina-se a relação y/do através da tabela do Apêndice Digital XIV.
Em seguida calcula-se o valor do raio hidráulico e da área molhada através das
expressões 2.34, 2.35 e 2.36:
* (
)+ (2.34)
(2.35)
(2.36)
Em seguida calcula-se a velocidade final e a velocidade crítica através das
expressões 2.37 e 2.38 a seguir;
(2.37)
√ (2.38)
Por fim, verifica-se a expressão 2.39:
66
(2.39)
Caso essa relação não seja satisfeita, deve-se refazer o dimensionamento para
uma lâmina máxima de 0,5, segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas
(1986) e a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006).
2.5. Análise das Estações Elevatórias
As estações elevatórias compõem uma parte importante dos sistemas de
esgotamento sanitário, pois elas possibilitam atingir trechos debilitados pela topografia
do local a ser empregado.
Portanto, o presente trabalho necessita, para a disposição da rede de esgoto
complementar, prever o local no qual as estações elevatórias irão se localizar para lançar
os efluentes ou diretamente na estação de tratamento ou em outra área de esgotamento.
Além disso, é preciso determinar algumas de suas características como a cota
aproximada de sua localização, a cota de destino e a vazão de entrada na estação que
será determinante para o dimensionamento dos conjuntos de bombas e dos poços de
sucção.
Também foram previstos os caminhos que os emissários deveriam seguir,
evitando ao máximo o lançamento em trechos iniciais das redes das outras áreas e
procurando, sempre que possível, lançar diretamente nas estações elevatórias, mesmo
que elevando um pouco os custos com os emissários.
Vale ressaltar, entretanto, que o dimensionamento e detalhamento dessas
estações não são frutos do presente trabalho, deixando essa questão como sugestão para
trabalhos futuros. Aqui se busca exclusivamente determinar alguns parâmetros para
auxiliar em trabalhos futuros.
67
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Antes da elaboração de um projeto, ou até mesmo da análise de um já existente,
faz-se necessária uma caracterização do local a ser analisado. Isso porque os
coeficientes a serem utilizados e citados nos projetos dependem de diversos fatores
climáticos, geográficos, geológicos, populacionais e dentre outros, que interferem
diretamente na tomada de decisões.
Além desses fatores, ainda se torna imprescindível uma caracterização do meio
em que se insere o local, destacando os aspectos que sejam relevantes para as análises.
No caso do trabalho em questão, além da caracterização do esgotamento sanitário do
Benedito Bentes é de bom senso destacar a sua participação no contexto do município,
já que é nele inserido.
No entanto, como uma caracterização precisa da área necessitaria de uma equipe
múltipla a fim de determinar o clima, geologia e geografia com precisão, a
caracterização que se descreve a seguir é feita com os dados existentes e com a própria
caracterização realizada no projeto existente, já que apesar de o projeto ter sido
elaborado na década de oitenta, características geológicas, por exemplo, permanecem
inalteradas.
Nota-se mais adiante a escassez de dados oficiais sobre o bairro e os que existem
possuem algumas defasagens, como é o caso dos dados populacionais. Isso torna a
caracterização mais complicada, pois ela possuirá, por vezes, mais de uma vertente,
sendo então o bom senso uma ferramenta primordial. Portanto, cabe nesse item apenas
uma descrição de cada característica, sendo as análises mais detalhadas, se necessárias,
propostas nos itens referentes ao dimensionamento.
3.1. Benedito Bentes
Em 1986, quando foi construído, o antigo conjunto habitacional do Benedito
Bentes, planejado pela Companhia Habitacional de Alagoas (COHAB-AL), destinava-
se a abrigar parte da população maceioense que não tinha condições para arcar com
grandes despesas financeiras, como aluguéis ou comprar uma casa própria. Devido ao
crescimento da parte alta da cidade, principalmente daquela região que na época fazia
parte do bairro do Tabuleiro do Martins, e ao aumento populacional, o local passou a
68
contar com estabelecimentos comerciais para atender a população, bem como serviços
de transporte, educação, saúde e saneamento, próprios para o conjunto que a essa altura
já havia sido ampliado para atender a demanda.
Posteriormente, em 06 de janeiro de 2000, foram estipulados os limites oficiais
dos bairros maceioenses ainda não delimitados, restringindo, assim, os limites dos
bairros que foram então divididos. Neles foram inseridos alguns bairros recém criados
pela câmara municipal de vereadores através das leis 4.952 e 4.953, como o Antares,
Santa Lúcia e Benedito Bentes, que foram separados do bairro do Tabuleiro dos
Martins, onde estavam inseridos.
Figura 3.1: bairros de Maceió e seus limites oficiais.
Na figura 3.2 encontra-se uma foto de satélite da região. Destaca-se na figura o
posicionamento dos bairros ao redor, confirmando a localização prevista na figura
69
anterior. As coordenadas geográficas do local, segundo Google (2009), são 9°33’
37.53’’ S e 35°42’28.52’’ O.
Figura 3.2: foto de satélite do bairro do Benedito Bentes. (GOOGLE, 2009)
Na figura ainda estão destacadas as principais avenidas de acesso do bairro em
amarelo. Também é possível identificar a Avenida Menino Marcelo, que corta o bairro
do Antares, sendo a principal via de ligação com o restante da cidade, tendo sido
construída para ser uma via expressa do aeroporto ao porto da capital alagoana.
Portanto pode ser dito que o principal acesso do bairro é feito pela Avenida
Cachoeira do Mirim, que interliga o bairro com a Avenida Menino Marcelo.
3.2. População
Como o bairro só foi criado em 2000, o Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística (IBGE) incluía a população residente no conjunto habitacional no bairro do
Tabuleiro dos Martins. Isso acarreta numa falta de dados oficiais sobre a população
local, agravado ainda mais pelo processo de favelização que o bairro tem sofrido com o
aumento populacional.
70
O aumento do número de favelas, sobretudo nas grotas de difícil acesso, acarreta
numa defasagem entre a população oficial, divulgada pelo IBGE, e a população não
oficial, divulgada pela prefeitura comunitária.
Assim o censo publicado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
(2000) revelou que o Benedito Bentes contava com uma população de
aproximadamente 68.000 habitantes em 80 logradouros em seus 24,624 km². Mais
recentemente, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2007) o
bairro já conta com mais de 78.000 habitantes e mais de 18.000 domicílios.
No entanto, de acordo com a prefeitura comunitária do bairro, em entrevista
publicada (AGÊNCIA ALAGOAS, 2008), o Benedito Bentes atualmente conta com 22
conjuntos habitacionais, 15 grotas e tem uma população de aproximadamente 127.000
habitantes que, se for real, representa quase 14% da população maceioense.
Segundo Alves (2006), a quantidade de habitantes por residência no bairro
obedece as porcentagens especificadas na figura 3.3.
Figura 3.3: quantidades de habitantes por residência no bairro. (ALVES, 2006)
Supondo que o número de domicílios levantados esteja correto, ou seja, que o
recenseamento atingiu as áreas de difícil acesso, a população estaria na faixa
especificada na tabela 3.1 a seguir. Como pode ser visto a população está em torno da
recenseada, no entanto um pouco abaixo. Isso leva a concluir que o recenseamento
possui uma defasagem com relação ao número de habitantes por residência, podendo
resultar em duas conclusões: a primeira de que os recenseadores não chegaram a entrar
em algumas residências, possivelmente pelo fato da maioria dos moradores trabalharem
fora do bairro, estimando a população por uma base 4 habitantes por residência; a
GRÁFICO 3.1: Quantidade de habitantes por
residência no bairro do Benedito Bentes
11%
24%
18%
42%
5%2 pessoas
3 pessoas
4 pessoas
5 pessoas
mais de 5
pessoas
71
segunda de que houve omissão de dados por parte dos próprios moradores da região,
por razões diversas.
Tabela 3.1: população estimada pelo número de domicílios.
Habitantes por
Domicílio
(hab)
Porcentagem
(%)
Número de
Domicílios
Total de Habitantes
(hab)
2 11 2200 4400
3 24 4800 14400
4 42 8400 33600
5 18 3600 18000
>5 5 1000 6000*
TOTAL DE HABITANTES
76400
*supondo 6 habitantes.
Vale ressaltar que o recenseamento tem como principal problema, sobretudo em
localidades de segurança pública comprometida, a incapacidade de alcançar parte das
residências. No caso do Benedito Bentes, um quarto da população atesta como principal
problema a segurança (ALVES, 2006), assim, é de bom senso considerar o fato de que
eles não atingiram todas as residências.
A população é a característica mais importante para o dimensionamento do
projeto e análise do atual, não apenas pelo número de habitantes, mas também pela
distribuição dos mesmos. Portanto, torna-se imprescindível uma correta estimativa da
população real do bairro, pois se nota entre dados oficiais e não oficiais uma defasagem
de 49.000 habitantes, que representa margem significativa a ser reduzida.
Com isso, devido ao aumento crescente da população, sem que tenha havido
ampliações nas redes de esgotamento sanitário, da estação de tratamento, além do mau
uso do sistema por parte da população, o bairro do Benedito Bentes passou a ter um
sistema de esgotamento sanitário ineficiente e defasado diante da situação atual do
bairro.
Isso acarreta problemas socioeconômicos e de saúde que geram grande impacto
na população local, gerando problemas de segurança de saúde pública e a necessidade
de grandes gastos com a mesma neste local, sem falar em outros problemas, como a
72
contaminação do lençol freático da região nos pontos mais baixos das grotas, onde o
nível de água fica a uma menor profundidade.
De acordo com as informações da prefeitura comunitária da região divulgadas
em 2008, a principal atividade econômica do bairro é o comércio que é diretamente
afetado pela falta de saneamento. Ainda segundo a prefeitura comunitária, o
desemprego na região chega a alcançar a marca dos 80% na população de 18 a 25 anos
e ainda ressalta que do total da população empregada, apenas 20% estão trabalhando em
empresas privadas, índices estes muito baixos, podendo ser revertido com ampliações
dos serviços públicos básicos.
Além disso, o bairro ainda passa por um crescimento intenso de sua população
através de realocações populacionais. Esse incremento, advindo de favelas que foram
destruídas por todo município, bem como de programas sociais diversos como o “Minha
casa, sua casa”, do governo federal, gera um enorme transtorno social, de segurança e,
inclusive, de saneamento básico, já que este não consegue acompanhar o aumento
crescente da população. Ainda serão beneficiados os sem tetos espelhados pelo bairro a
fim de evitar um processo de favelização do local. A prefeitura comunitária, em
entrevista, estima que cerca de 3.000 novas casas sejam criadas até o fim do ano de
2010.
Em um trabalho realizado, Alves (2006), descreve uma evolução territorial do
bairro a partir da entrada de novos conjuntos habitacionais. No Anexo I do presente
trabalho, consta o mapa da região dividida em conjuntos habitacionais, de acordo com a
data de entrada.
3.3. Comércio e outros equipamentos
O bairro do Benedito Bentes possui como principal forma de geração de
empregos e renda o setor de comércios. Baseado em dados da prefeitura comunitária o
bairro conta com pelo menos 1200 estabelecimentos comerciais, formais e informais,
sendo a maioria dispostos nas principais avenidas do bairro.
Na tabela 3.2 estão listadas as principais avenidas do bairro e o número de
estabelecimentos comerciais presentes conforme disposto pela Prefeitura Comunitária
do Complexo do Benedito Bentes [2008?].
73
Tabela 3.2: comércio nas principais avenidas do Benedito Bentes
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
Avenidas Número de Estabelecimentos
Av. Garça Torta 110
Av. Pratagy 88
Av. Mundaú 76
Av. Guaxuma 71
Av. Norma Pimentel 52
Dentre os estabelecimentos encontram-se açougues, farmácias, padarias, lojas de
móveis, etc.. Também estão presentes no bairro filiais de grandes lojas como O
Boticário e Oi, além de óticas como a Flulook e dentre outras. Isso serve de grande
atrativo para a população dos bairros vizinhos com estrutura comercial não tão boa
(ALVES, 2006). Assim tanto os pequenos comércios, quanto os grandes, beneficiam a
economia local através da geração direta e indireta de empregos.
Na figura 3.4, tem-se a Avenida Garça Torta, uma das principais avenidas do
bairro. Pode ser destacado os estabelecimentos de pequeno porte, como mercadinhos,
que abastecem a região, já que não há supermercados de grande porte no bairro.
Figura 3.4: Avenida Graça Torta.
(ALVES, 2006)
74
Já na figura 3.5, ganha destaque uma filial de uma rede de farmácias da capital,
além de uma loja de confecções à esquerda, contrastando com uma área residencial da
avenida.
Figura 3.5: Avenida Pratagy.
(ALVES, 2006)
Ainda segundo Alves (2006), o comércio local emprega cerca de 30% da
população do bairro. Na figura 3.6, encontram-se as porcentagens referentes aos locais
de trabalho dos moradores locais.
Figura 3.6: locais de trabalho dos moradores locais.
(ALVES, 2006)
GRÁFICO 4.2: Local de Trabalho das pessoas
entreveistadas no bairro Benedito Bentes.
33%
30% 37%
Benedito Bentes Outro Bairro Não Trabalha
75
O comércio local do bairro, entretanto, está sempre passando por um processo de
ampliação, sobretudo nas ruas menores onde estão se inserindo constantemente
unidades residenciais novas de programas de desenvolvimento social, tanto municipais
quanto estaduais e federais.
Além do desenvolvimento do comércio por estabelecimentos de pequeno porte,
ainda interferem os de alto padrão como a construção do Shopping Pátio Maceió na
entrada do bairro. No entanto, apesar desse estabelecimento fornecer grande
desenvolvimento a população local através da geração de empregos, ele de nada
interfere no esgotamento do bairro, já que os seus esgotos irão ser destinados a um
sistema próprio, em conjunto com a nova fábrica da Coca-Cola, também instalada na
entrada do bairro.
Além dos equipamentos comerciais, o bairro conta com equipamentos públicos e
privados de educação, bem como associações de moradores. Na tabela 2.4 constam os
números desses equipamentos, segundo registros da prefeitura comunitária local.
Tabela 3.3: outros equipamentos não residenciais do bairro
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
Equipamentos Quantidade
Associações 35
Escolas estaduais 08
Escolas municipais 08
Escolas particulares 38
Creches municipais 02
Creches particulares 02
Bibliotecas 02
Equipamentos religiosos 10
Como podem ser observadas, as associações representam um numero
significativo de contribuição de efluentes, assim como as escolas. Apesar desses
equipamentos não possuírem uma contribuição tão grande quanto às residências, é
necessário levá-los em conta, sobretudo pelo fato das associações promoverem cursos e
76
ciclos de capacitação que mantém parte da comunidade dentro dos centros por algumas
horas, suficiente para gerar vazões significativas de contribuição.
3.4. Esgotamento Sanitário
O esgotamento sanitário do bairro, assim como de toda a capital, é de
responsabilidade da Companhia de Saneamento de Alagoas (CASAL), que é
responsável pela manutenção e fiscalização das redes existentes, bem como pela
destinação final desses efluentes. Ainda é de responsabilidade da CASAL, analisar as
possíveis ampliações, quando necessárias, das redes existentes, tendo que atender à
maior parcela possível da população.
Assim, visando melhorar o gerenciamento dos esgotos sanitários, Maceió é
dividida em 10 sub-bacias para o esgotamento sanitário municipal. Segundo a
Companhia de Saneamento de Alagoas (2007), na figura 3.7, estão delimitadas essas
sub-bacias.
Figura 3.7: sub-bacias do esgotamento sanitário de Maceió.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 2007)
Como pode ser observado, o bairro do Benedito Bentes é considerado um
sistema totalmente independente dos outros. Atualmente, o sistema deste bairro conta
77
com uma rede coletora, sete estações elevatórias e uma estação de tratamento, composta
por três lagoas em série com aeração mecânica, sendo a disposição final realizada na
parte remanescente da bacia hidrográfica do Riacho Doce.
Além desses sistemas, o polo industrial da capital conta como exigência para a
instalação de fábricas na região que cada poluidor seja responsável pelos efluentes
industriais produzidos. Essa exigência passa a ser requerida não só para indústrias, bem
como para grandes produtores. Como exemplo disso tem-se na entrada do bairro do
Benedito Bentes dois empreendimentos que contam com sistemas próprios de
tratamento: o shopping Pátio Maceió e a fabrica da Coca-Cola, ambos recém
inaugurados no corrente ano. Assim, considera-se que grandes produtores tenham por
exigência fundamental a utilização de um sistema próprio de tratamento de efluentes.
Existe ainda no município um plano diretor, proposto em 1991, que visa
maximizar o sistema de coleta de efluentes da cidade como um todo. Esse plano conta
com três etapas, para reduzir os investimentos iniciais, além de buscar atender
inicialmente os problemas mais urgentes de esgotamento sanitário. O plano objetiva
também integrar todas as redes atuais e futuras, com exceção dos sistemas
independentes, que é o caso do Benedito Bentes e sub-bacias de esgotamento do norte
de Maceió e Pratagy.
Na primeira etapa do plano diretor serão sanados os problemas da área litorânea,
bem como o lançamento de efluentes na lagoa Mundaú. Já a segunda etapa será iniciada
logo após o término da primeira, na qual será prolongado o sistema criado na primeira
para as outras bacias do município que ainda não foram contempladas.
Na terceira etapa, devem-se sanar os problemas devido ao adensamento
populacional e, portanto, a sua implantação deve ocorrer conforme a evolução do
adensamento. É nessa etapa que o bairro do Benedito Bentes seria beneficiado através
de uma ampliação do sistema atual, adequando-se a nova realidade populacional.
A última etapa não possui ainda data prevista, no entanto devido ao aumento
crescente da população, sobretudo em bairros como o Benedito Bentes que são alvo dos
remanejamentos por parte das favelas e dos programas sociais de moradia, esta etapa
torna-se essencial para o desenvolvimento da região.
Na Figura 3.8, tem-se as etapas a serem executadas e as áreas a serem atendidas
pelo plano diretor atual.
78
Figura 3.8: Etapas de implantação do plano diretor de esgotamento sanitário de Maceió.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 2007)
O plano diretor, então, se insere nesse contexto, como forma de propor soluções
para o problema de saneamento básico do município. Segundo a Constituição Federal
Brasileira, em incisos de seus artigos 21º e 23º, os problemas de saneamento básico
devem ser sanados, visando sempre à ampliação das infraestruturas necessárias de uma
região sempre que o serviço não atender corretamente toda a população, sendo esse o
principal objetivo do órgão responsável, que no caso em questão é a CASAL.
3.5. Clima
O clima de Maceió é tropical quente e úmido sofrendo grande influência das
correntes advindas do oceano Atlântico. Decorrente da sua latitude, a amplitude térmica
é muito pequena, ou seja, a temperatura sofre pequenas variações ao longo do dia e ao
longo do ano. Ainda se destacam no clima local apenas duas estações climáticas bem
definidas: verão e inverno, sendo o segundo caracterizado por chuvas torrenciais que
abaixam sutilmente a temperatura e aumentam a umidade relativa do ar.
Para a caracterização do clima no Benedito Bentes necessitaria de dados de uma
estação climática no local. No entanto, como não existem estações no bairro, adota-se a
estação mais próxima ou a influencia das estações ao redor.
De acordo com Omena et al. (2006), existe em Maceió uma estação do Instituto
Nacional de Meteorologia (INMET) que faz a monitorização climática e está localizada
79
próxima ao bairro, em uma região de influências climáticas semelhantes. Na figura 3.9,
encontra-se a localização da referida estação.
Figura 3.9: localização da estação de monitoramento climático.
(OMENA ET AL., 2006)
Nota-se na foto de satélite acima, que a posição para a estação destacada
corresponde às proximidades da Cidade Universitária e do Benedito Bentes, como pode
ser mais bem observado se comparar a figura 3.9 a figura 3.1.
Assim, foi possível caracterizar três parâmetros climáticos da região, todos
baseados em séries históricas de 1931 até 1990, de acordo com o Instituto Nacional de
Meteorologia (2009), sendo estes complementados por informações dos últimos meses,
também fornecidas pelo INMET.
3.5.1. Precipitações
As taxas de precipitações representam a quantidade de água que chove durante
um determinado período de tempo. Para caracterizar as precipitações foram utilizados
dados do Instituto Nacional de Meteorologia (2009) que indicam duas séries históricas
de 30 anos e dados referentes aos 07 primeiros meses do presente ano.
80
Em ambos os conjuntos de dados, os valores representados são precipitações
médias mensais, ou seja, média das precipitações mensais registradas para cada ano. As
precipitações acumuladas repassam uma noção dos períodos mais chuvosos e secos do
ano, condições que interferem diretamente na umidade relativa e temperatura, por
subsequência.
Figura 3.10: Precipitação acumulada para as séries históricas
Na figura 3.10 acima, estão os dados de precipitações médias mensais para as
duas séries históricas. Nota-se uma clara convergência dos maiores valores para os
meses de abril a junho, considerados de inverno para a região. Nota-se também que a
média de ambas as séries históricas encontram seus máximos no mês de maio,
alcançando cerca de 350 mm, e seus mínimos no mês de novembro, com cerca de 50
mm.
Isso não quer dizer que durante esses 60 anos a precipitação não superou os 350
mm, mas indica que a média de cada mês não ultrapassou, ou seja, que em um ano a
precipitação pode ter alcançado 600 mm, mas no ano seguinte teve 200 mm e no outro
250 mm, totalizando uma média de 350 mm para os três anos, por exemplo.
Esse fato, apesar de mascarar um pouco os acontecimentos, ele faz uma boa
representação de como a precipitação se comporta ao longo dos anos, indicando os
meses de maiores e menores incidências de chuvas, fator de muita importância para um
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Meses
Precipitação Média Mensal
1961 a 1990
1931 a 1960
81
planejamento de execução de redes coletoras, por exemplo, que sofre grande
interveniência de águas pluviais.
Já na figura 3.11, encontram-se os dados representativos dos 07 primeiros meses
deste ano. Nota-se uma clara semelhança ao formato dos gráficos da figura 2.6, tendo o
seu pico chuvoso no mês de maio.
Figura 3.11: precipitação acumulada para o ano de 2009.
No entanto, como se pode observar a precipitação no mês de maio esteve em
torno de 650 mm, destacando o que já foi dito em relação ao valor máximo observado
pelas séries históricas e indicando que no ano de 2009 as chuvas sofreram grande
aumento, se comparado as médias históricas.
Com relação a isso, ainda se pode destacar que a média das precipitações ao
longo dos primeiros meses de 2009 foi de 231,43 mm, acumulando um total de 1620
mm de chuva. Essa é uma média relativamente grande se observado que só foram
levados em conta os sete primeiros meses.
Já com relação às séries históricas a média geral em todos os períodos
levantados foi de 159,58 mm, gerando uma precipitação acumulada média de 1915
mm/ano, o que ressalta o alto valor encontrado para o presente ano.
0
100
200
300
400
500
600
700
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Meses
Precipitação Total Mensal
2009
82
3.5.2. Umidade
A umidade é um valor dado em porcentagem e representa a parcela do ar que é
composto por moléculas de água. Na figura 3.12, estão representados os valores de
umidade para as séries históricas a partir dos valores médios apresentados pelos anos
que formam cada série.
Figura 3.12: umidade ao longo dos meses das séries históricas.
Nota-se que os maiores valores de umidade estão nos meses de abril a agosto,
acompanhando os períodos de maiores taxas de precipitação atmosférica. O valor de
umidade máxima registrado para as séries históricas é de, aproximadamente, 82,5 e o
mínimo em torno de 74,5 %. Já a média da umidade ao longo de toda a série estaria na
faixa de 78,4%.
Comparando esses valores com os já apresentados este ano, de maio a junho,
tem-se que a umidade máxima esteve em torno de 96%, no mês de maio, e a menor em
torno de 45%, no mês de abril. No entanto esses valores são referentes a dados horários,
não representando bem a média geral dos três meses que foi de 85%.
Mesmo assim, o valor médio desses três meses ainda foi maior do que o da série
histórica, isso porque esses meses representam os meses de maior umidade ao longo do
ano e, portanto, indica que uma média de 78,4% para a umidade é plausível.
70
72
74
76
78
80
82
84
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Um
idad
e (
%)
Meses
Umidade
1961 a 1990
1931 a 1960
83
3.5.3. Temperatura
As temperaturas da capital alagoana seguem uma variação ao longo do ano bem
definida, possuindo queda na temperatura a partir de abril até setembro, acompanhando
os períodos de maiores taxas de precipitações e, consequentemente, de umidades
relativas.
De maneira semelhante, para a caracterização da temperatura também foram
utilizadas séries históricas e outros dados do Instituto Nacional de Meteorologia (2009).
Estes dados são dos meses de abril, maio e junho de cada ano e ajudam a caracterizar
aqueles, que são as séries históricas descritas na figura 3.13.
Nos dados referentes a estes três meses, a maior temperatura registrada foi de
32,6°C no mês de abril e a menor de 19,5°C no mês de junho e, portanto, seguindo os
meses mais chuvosos representados na figura 2.8 que representa as precipitações até a
metade do presente ano.
Nas séries históricas, representadas na figura 3.13, encontram-se os valores
médios de temperatura ao longo dos anos para cada mês. Pode-se concluir que as
temperaturas médias variam entre 23,5°C e 26,7°C, tendo uma temperatura média anual
geral em aproximadamente 25,14°C
Figura 3.13: temperaturas médias para as séries históricas.
23
23,5
24
24,5
25
25,5
26
26,5
27
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Tem
pe
ratu
ra (
°C)
Meses
Temperaturas Médias
1961 a 1990
1931 a 1960
84
Com isso, demonstra-se que para os meses de abril até junho deste ano a
amplitude térmica é de 13,1°C, enquanto que em relação às médias, a amplitude gira em
torno de apenas 3,2°C. Isso porque essa última amplitude representa uma amplitude em
relação à média das temperaturas de cada mês ao longo de períodos de 30 anos,
enquanto que a primeira indicaria uma amplitude de apenas um ano.
3.6. Geologia, solo e topografia
A caracterização geológica e topográfica da região é imprescindível para a
determinação da inclinação a ser adotada para os condutores, bem como a execução a
ser adotada.
Enquanto a geologia e o perfil do solo são encontrados através de sondagens no
terreno (rotativas ou SPT, respectivamente) o perfil topográfico é encontrado através de
levantamentos no local. No entanto, esses estudos seriam complexos e demandariam
algum tempo para serem elaborados, por isso foram tomados levantamentos já
existentes e fornecidos por órgãos públicos, estadual e municipal.
3.6.1. Geologia e solo
Um levantamento topográfico e geológico de um bairro como o Benedito Bentes
torna-se longo e demorado, além de necessitar de certos investimentos que possibilitem
o trabalho de empresas especializadas no ramo.
No entanto, alguns levantamentos já realizados facilitam a caracterização da
área, sobretudo da parte geológica, já que esta não sofre alterações significativas ao
longo de curtos intervalos de tempo. Por isso se pode adotar sem perdas a caracterização
realizada pelo projeto que existe atualmente, descrita pela Companhia de Saneamento
de Alagoas (1984).
Segundo a Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), o bairro está
localizado numa área de tabuleiros, incluída no chamado tabuleiro dos Martins, com
leve inclinação para o leste. Ainda existe uma zona escarpada que serve de elo com a
zona costeira e o perfil do solo pode ser caracterizado como:
85
Na zona de tabuleiro, a camada sub-superficial do solo é composta
predominantemente de areia siltosa, pouco arenosa e o lençol freático está
bastante profundo. A implantação da rede coletora dos esgotos sanitários terá
sua construção facilitada pelo tipo de solo encontrado. (COMPANHIA DE
SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984).
Mais recentemente, baseado em Marques (1994, apud MARQUES, 2008), o
perfil geológico de Maceió pode ser representado pela figura 2.14 a seguir. Na figura
pode-se notar uma escala de altitudes aproximadas, contando como o nível zero, o ponto
mais alto do município.
Figura 3.14: perfil geológico de Maceió
(MARQUES, 1994, apud MARQUES, 2008)
Nota-se que na região alta da cidade, caso do bairro em questão, existe uma
formação sedimentar com um solo basicamente formado de argilas e areias. Na tabela
3.3, retirada de Marques (1997, apud MARQUES, 2008), consta um perfil do solo
típico para a parte alta da cidade de Maceió, na qual se insere o bairro.
86
Tabela 3.3: perfil típico do solo da parte alta de Maceió.
(MARQUES, 1997, apud MARQUES, 2008)
Profundidade Estimada (m) Classificação do Material
0,00
10,00
ARGILA areno-siltosa, consistência média a rija, ou
AREIA argilosa, fofa e medianamente compacta.
SPT: 4 a 15
15,00
AREIA argilosa ou siltosa, com ou sem concentrações
ferruginosas, com pedregulhos, medianamente
compacta ou compacta.
SPT: 15 A 25
20,00
AREIA argilo-siltosa, com pouco pedregulho,
ferruginosa, medianamente compacta a muito
compacta.
SPT: 15 a 50
ARGILA ferruginosa, pouco arenosa, consistente e
dura.
SPT: 20 a 60
Conclui-se, portanto, o mesmo que o relatado no projeto atual, que o solo é
muito bom e facilita a execução, pois como pode ser observado pelo índice de SPT, em
todos os casos o solo estará no mínimo em média compactação (para as areias) ou será
uma argila média e, possivelmente, na maioria dos casos em condições ainda melhores.
87
3.6.2. Topografia
A topografia foi estabelecida pela Secretaria de Planejamento de Maceió que
forneceu o seguinte mapa, figura 3.15.
Figura 3.15: mapa do bairro do Benedito Bentes
(SECRETARIA MUNICIPAL DE PLANEJAMENTO, 2000)
Na figura, podem-se notar algumas curvas em marrom, essas curvas representam
as curvas de nível da região. Essas curvas variam a altitude entre 90m e 35m, entre os
pontos mais altos e mais baixos.
No entanto, a topografia realmente relevante para o traçado dos condutos é que
corta o conglomerado urbano, formado pelos quarteirões, escolas, hospitais, etc. Nota-se
na figura 3.15 que os trechos em amarelo, que são os lotes, praticamente não são
cortados pelas curvas de nível, indicando que os lotes estão basicamente na mesma
altitude.
Na figura 3.16, pode-se observar isto com mais clareza. Na figura está um trecho
do bairro com alguns quarteirões. Nesse trecho, nota-se que a maior parte dos lotes
88
estão compreendidos dentro da curva de nível de 80m (em marrom tracejado). Isso
indica que a inclinação do terreno é, realmente muito sutil nessa área, conforme
indicado pela Companhia de Saneamento de Alagoas (1984).
Figura 3.16: quadras compreendidas na mesma curva de nível.
Essa disparidade entre os trechos mais altos e baixos indica a formação de grotas
e encostas, a maioria desabitada pela impossibilidade de se construir moradias. Mesmo
assim, algumas grotas são habitadas e não sendo contempladas pelo sistema coletor
local. Apesar de ser de difícil arranjo, a rede de esgoto a ser pensada para o bairro, deve
contar com trechos contemplando esses conglomerados, mesmo que isso exija uma rede
inicialmente mais onerosa.
O local ainda possui pontos mais altos nas áreas centrais rodeados de pontos
mais baixos o que compromete a rede no que se refere à profundidade dos coletores,
exigindo uma atenção especial nas declividades a serem adotadas como será discutido
adiante.
89
4. ANÁLISE DO SISTEMA DE ESGOTO DO BAIRRO
A análise do sistema de esgoto atual, existente no bairro, é de suma importância
para o dimensionamento da rede de esgoto complementar. Isso porque interfere nos
trechos a serem dimensionados, no caminhamento dos emissários e no posicionamento
das estações elevatórias.
Basicamente, o lançamento prévio da rede complementar necessita da análise da
que já existe, a fim de apenas complementar a rede já existente no mesmo.
4.1. Rede atual
A rede atual, calculada através das considerações descritas no subitem 3.1,
possui um comprimento total de 64.840 m, percorrendo todo o conjunto habitacional
que deu origem ao bairro do Benedito Bentes.
Na tabela 4.1, contam os comprimentos da rede em função do diâmetro do
coletor apresentados no memorial descritivo do projeto atual.
Tabela 4.1: extensão da rede e diâmetro dos coletores
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Diâmetro (mm) Extensão (m)
150 59.935
200 316
250 1.510
300 1.263
400 732
500 1.084
Como pode ser notado, na maior parte da rede o diâmetro adotado foi de 150
mm, sendo a maior parte da rede, então, executada em cerâmica de barro, cerca 63.024
m executados com esse material.
90
A rede ainda conta com 850 órgãos acessórios, sendo a distribuição descrita na
tabela 4.2.
Tabela 4.2: órgãos acessórios da rede
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Órgão Acessório Unidades
Poços de visita 523
Terminais de limpeza 190
Tês de limpeza 157
O número de acessórios é bastante razoável, pois são 640 órgãos intermediários
para um comprimento total de 64.840 m, dando um afastamento médio de 95,35 m, que
é um número inferior ao apresentado como padrão no memorial (entre 100 m e 150 m).
No projeto, ao todo, são 238 coletores divididos em vários trechos cada um,
numerados e dispostos em tabelas com as informações que compõe cada trecho. São
informações sobre as vazões, número de lotes atingidos, lâmina d’água em porcentagem
da seção cheia, profundidades dos coletores e dentre outras.
Observando a coluna pertinente as lâminas d’água, nota-se que em 27 trechos a
lâmina ultrapassa os 70% e em alguns desses casos chega a 74%. Já na coluna das
inclinações, tem-se que as menores inclinações do projeto são de 0,0022 em dois
trechos do coletor 61 e de 0,0020 em cinco trechos do coletor 129.
Quanto às profundidades dos coletores, em alguns trechos o projeto previu
coletores com mais de 6,0 m de profundidade. Se observados isoladamente, esses
coletores, por vezes ultrapassando os 7,0 m, seriam um problema de menor magnitude,
já que a topografia acidentada do bairro indica que possivelmente haverá esta
necessidade. No entanto, essa característica é apresentada em vários trechos da rede,
sendo observados em alguns casos vários trechos consecutivos, demonstrando que o
projeto da rede não passou por qualquer tipo de revisão que contornasse o problema.
Em média, as profundidades mais recorrentes giram em torno dos 5,0 m, também
inusitadas já que o projeto existente contempla uma região de declividades favoráveis a
implantação.
91
Ainda foi cancelado o coletor 214, anteriormente concebido. Esse trecho,
observando a planta 03/19, estaria interligando o coletor 213 ao 215, mas foi
incorporado pelo coletor 213, sendo apenas mais um trecho do mesmo.
Além dos coletores, a rede conta com cinco estações elevatórias e seis
emissários, apesar de haver referência a um emissário 06, ele não foi concebido. Esse
emissário, de acordo com o memorial descritivo deveria conduzir os efluentes de seis
coletores: 150, 186, 200, 213, 216 e 218, no entanto, no mesmo memorial descritivo,
esses coletores contribuem para o emissário sete, sendo na planta destacado apenas este
emissário, não sendo observado aquele.
As cinco estações elevatórias possuem características a partir da vazão de
entrada nas mesmas, sendo as suas principais características dispostas na tabela 4.3
abaixo, tais como população, volume do poço de sucção para a bomba, bem como as
vazões consideradas para o cálculo das bombas.
Tabela 4.3: estações elevatórias da rede.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Estação
Elevatória
População
(hab)
Volume do
Poço (m³)
Vazões (l/s)
Máxima Média Mínima
EE-1 1565 0,9 5,36 3,14 1,69
EE-2 9665 5,25 34,29 17,90 8,95
EE-3 4280 3,9 25,38 18,67 17,88
EE-4 1010 0,6 3,52 2,02 1,09
EE-5 3830 6,0 39,89 34,21 33,51
Ao observar a tabela anterior, nota-se que apesar das estações elevatórias 03 e 05
possuírem uma população de contribuição bastante inferior a 02, suas vazões são bem
próximas às dela e se observadas as vazões médias as das EE-3 e EE-5 são superiores.
Isso porque para as estações elevatórias foram consideradas as contribuições localizadas
dispostas na tabela 4.4:
92
Tabela 4.4: contribuições localizadas para as estações elevatórias 03 e 05.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
EE – 3
Creches
Escola de 1º grau
EE – 1
EE – 2
EE – 5
Creches
Escola de 1º grau
Escola de 2º grau
EE – 3
Isso, portanto, explica a magnitude das vazões apresentadas. Cada estação
elevatória é dotada de um emissário para conduzir os efluentes a um ponto mais alto. As
estações 01, 02 e 03, como estão destacados na tabela acima, são destinados a outra
estação elevatória: o emissário que saí da estação despeja os efluentes em um poço de
visita pré-determinado. Já os emissários 04 e 05, ao observar o projeto original, são
destinados ao emissário 07 de maneira semelhante ao especificado para os demais.
Entretanto, ao observar a planta de esgotamento sanitário do local, não é possível
encontrar nem a estação elevatória nem o emissário 04.
As características de cada emissário, como diâmetro, extensão e vazão estão
dispostas na tabela 4.5.
Tabela 4.5: características dos emissários das estações elevatórias.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Extensão
(m)
Diâmetro
(mm)
Vazão
(l/s)
Emissário 01 340 100 6,0
Emissário 02 790 200 35,0
Emissário 03 560 200 26,0
Emissário 04 250 100 4,0
Emissário 05 330 200 40,0
93
Para os emissários 01 e 04, o memorial descrito abre precedentes quanto ao
material as ser empregado ou ferro dúctil ou PVC, no entanto em conformidade aos
outros emissários, utilizou-se ferro dúctil.
Além desses emissários ainda existe um emissário para destinar à ETE. O
emissário 07 foi dividido em seis trechos, para facilitar a execução, possuindo as
seguintes características especificadas no projeto.
Tabela 4.6: características do emissário 07
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Trecho Comprimento
(m)
Vazão
(l/s)
Declividade
(m/m)
01 100 166,975 0,020
02 100 166,985 0,005
03 70 166,999 0,005
04 145 169,256 0,005
05 70 169,263 0,005
06 15 174,576 0,005
Nota-se uma variação de vazão ao longo dos trechos, o que não deveria ocorrer
em um emissário, isso porque para esse emissário o projetista levou em consideração a
taxa de infiltração. Outra ressalva é a cerca do material empregado, concreto, escolhido
devido ao diâmetro de todos os trechos, 500 mm. Vale observar também que a vazão
final do trecho 06 será a vazão de chegada a ETE, portanto a estação de tratamento
possuirá uma vazão de entrada de aproximadamente 175 l/s.
4.2. ETE local
Na concepção da estação de tratamento de esgotos do local, o projeto atual, em
seu memorial descritivo, fez uma série de considerações a cerca do tipo de tecnologia a
ser empregada, bem como sobre como ela seria empregada. Isso porque houve a
94
necessidade de um tratamento extremamente eficaz decorrente do local de lançamento
final dos efluentes, cuidadosamente escolhido.
Conforme disposto pela Companhia de Saneamento de Alagoas (1984) no
memorial descritivo do projeto atual, o lançamento dos efluentes após a ETE é realizado
na bacia do rio Pratagy, a jusante da barragem de Duas Bocas (popularmente chamada
de barragem do Pratagy).
A barragem foi projetada, de acordo com a Secretaria do Estado do Meio
Ambiente e dos Recursos Hídricos (2009), para atender as seguintes finalidades:
Ampliar o abastecimento de água de Maceió;
Regularizar descargas do rio Pratagy;
Irrigação a jusante da barragem;
Aproveitamento de vazantes no entorno do lago;
Entre outras.
Na figura seguinte, pode-se observar o posicionamento dessa barragem, vale
observar a proximidade dela com o bairro do Benedito Bentes. Segundo a Secretaria do
Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos (2009), a barragem fica a apenas 5
km do Benedito Bentes, estando a 1,2 km do encontro com o rio Messias.
Figura 4.1: posicionamento da barragem Duas Bocas
(SECRETARIA DO ESTADO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS
HÍDRICOS, 2009)
95
O rio Pratagy, que alimenta a barragem Duas Bocas está localizado ao norte da
capital alagoana, podendo ser citado da seguinte maneira:
O rio Pratagy se constitui no maior curso d’água, entre os rios situados ao
norte de Maceió, com nascentes encravados na Região do Tabuleiro. No
trecho correspondente ao médio e alto curso, este rio corre em vale profundo,
até alcançar a planície costeira baixa e alagadiça, sofrendo a influência das
marés, cuja penetração se faz sentir até cerca de 1500 m da foz.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984).
O referido rio deságua no oceano Atlântico nas imediações do bairro de Riacho
Doce, ou seja, em uma zona considerada como um balneário para o município de
Maceió.
Portanto, nota-se que a eficiência do tratamento deve ser muito elevada, devido
ao fato de a jusante da barragem de Duas Bocas o rio ser utilizado para irrigação, bem
como por ele desaguar no oceano.
Além desta opção, ainda foram levadas em conta mais duas opções, descartadas
pelo projetista: lançamento do efluente tratado em Graça Torta e o lançamento do
efluente sem tratamento no início do coletor C-3, deixando o tratamento para ser
realizado junto com os outros efluentes de Maceió.
Conforme relatado pela Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), a opção
mais adequada foi a adotada, possivelmente por razões econômicas e ambientais. Para
tal conclusão foi realizado um relatório técnico preliminar aprovado pelos órgãos
responsáveis pela criação do conjunto: COHAB, CASAL e Coordenação do Meio
Ambiente, segundo a referência já citada.
4.2.1. Tecnologias de tratamento
Para o tratamento dos efluentes do Benedito Bentes foram consideradas as
quatro opções mais usualmente empregadas, sendo cada uma analisada a fim de se fazer
um balanço dos pontos positivos e negativos de cada um, além de considerar uma ETE
mista, utilizando mais de um método de tratamento. Ao final, foi determinado o método
96
que, para o projetista, seria o mais adequado de acordo com os seguintes objetivos,
propostos no memorial descritivo:
Eficiência elevada, garantindo depuração adequada;
Baixos custos de construção, operação e manutenção;
Operação simples;
Compatível com a área disponível.
Dentre os possíveis métodos, foram considerados os seguintes: lagoas
facultativas, lagoas aeradas, lodos ativados e filtração biológica. Na tabela 4.7 estão
descritas as eficiências de cada método de acordo com o parâmetro a ser reduzido. Esses
valores estão conforme o apresentado por Inhoff et al. (1971, apud COMPANHIA DE
SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984).
Tabela 4.7: eficiência dos métodos de tratamento.
(COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984)
Tipo de Tratamento DBO Remoção de
Sólidos Suspensos
Germes
Coliformes
Lagoas Facultativas 75 – 95 * 90 – 99
Lagoas Aeradas 70 – 90 80 – 90 **
Lodos Ativados 50 – 90 65 – 95 70 – 98
Filtração Biológica 65 – 95 65 – 90 70 – 95
* pode ser comprometida pela presença de algas
** depende do tempo de detenção
A princípio conclui-se que o método mais eficaz seria as lagoas facultativas, no
entanto o projetista optou por uma análise mais minuciosa de cada um, observando
outros aspectos. A análise feita, a qual será descrita adiante, levou em consideração
aspectos como área a ser ocupada e manutenção, antes de optar pelo melhor método,
além de considerar, obviamente, os fatores de eficácia das tecnologias.
97
a) Lagoas facultativas
O grande problema encontrado pela utilização dessa tecnologia é a área a ser
ocupada. De acordo com as considerações previstas pelo projetista no memorial
descritivo, conforme a Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), as lagoas
facultativas teriam ótima eficácia no processo de desinfecção, baixo custo de
manutenção, dispensa gastos com energia elétrica e ainda apresentaria baixos teores de
sólidos suspensos.
No entanto a área designada para este método, caso ele fosse empregado, seria
de quase 30 ha, ou seja, 0,3 km². Essa área seria completamente fora do espaço
disponível para a ETE.
Ainda foram feitas considerações sobre lagoas em série que reduziriam a área
final. Essa associação foi considerada através de um Sistema Australiano que
compreenderia uma lagoa anaeróbica, com cinco dias de retenção, seguida de uma lagoa
facultativa, sem reduzir a eficiência esperada. Entretanto a área ainda continuou muito
grande, necessitando de 0,15 km², e, portanto, descartando essa tecnologia de
tratamento.
b) Lagoa aerada
A tecnologia de lagoas aeradas consiste em uma lagoa com aeradores
convenientemente instalados na superfície, a fim de garantir uma introdução de
oxigênio necessário para a degradação biológica prevista no projeto.
De acordo com o disposto no memorial descritivo do projeto, se fosse utilizada
uma única lagoa seria necessária uma área disponível de 4 ha, a qual já estaria
compatível com a área destinada à estação de tratamento. No entanto, a fim de diminuir
ainda mais essa área, foram consideradas três lagoas aeradas em série. Isso acarretou
numa redução de 1 ha, além de diminuir o número de aeradores, segundo o relatado pela
Companhia de Saneamento de Alagoas (1984).
98
c) Lodos ativados e filtração biológica
Esses dois sistemas sofreram uma análise em conjunto por se tratarem de
tecnologias que, basicamente, dependem do mesmo conjunto de necessidades e
particularidades operacionais.
Ressaltou-se a questão da área requerida como principal ponto positivo desses
sistemas, por se necessitarem de pequenas áreas para atuarem, mesmo em comparação
com as lagoas aeradas supracitadas. Contudo, segundo o apresentado pelo projetista no
memorial do projeto, Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), esses dois métodos
de tratamento de efluentes possuem os seguintes inconvenientes:
São sistemas de tratamento que demandam um controle exigente de carga
orgânica e de vazão, acarretando em transtornos provenientes de alterações
desses parâmetros;
Necessitam de técnicos especializados para realizar a manutenção a fim de
manter os índices dentro dos parâmetros estabelecidos;
Os custos de instalação e manutenção são mais elevados do que os das outras
alternativas;
São extremamente dependentes de energia elétrica.
As considerações propostas foram bastante válidas, pois ao se adotar algum
desses sistemas de tratamento, a ETE local iria depender de diversos fatores ligados a
manutenção, o que poderia acarretar em problemas ao longo do ano, sobretudo com
relação ao tratamento inadequado.
Como será visto no subitem 3.3.4, mesmo adotando um sistema mais simples a
ETE local sofre de grandes problemas com manutenção, conforme informações
repassadas pela prefeitura comunitária.
99
4.2.2. Instalações projetadas
Como pode ser visto no item anterior a alternativa adotada for a tecnologia de
lagoas aeradas. Portanto foram projetadas três lagoas aeradas com um número
específico de aeradores a depender da eficiência desejada.
Também foram calculadas uma calha Parshall, que possui a função de medir a
vazão de entrada na ETE, uma estação elevatória final e um emissário final, dando a
destinação final dos efluentes tratados.
Como pode ser visto na figura 4.2, as lagoas são dispostas em série interligadas
por tubulações acopladas a flutuadores, coisa comum nesse tipo de tratamento.
Figura 4.2: lagoas aeradas em série da ETE do Benedito Bentes
(PREFEITURA COMUNITÁRIA DO COMPLEXO BENEDITO BENTES, [2008?])
As lagoas possuem o mesmo formato de tronco de prisma de base retangular. Na
figura 4.3 consta um esquema geral das três lagoas, sendo uma planta baixa. O
retângulo interno representa a base, enquanto que o externo representa a boca.
100
Figura 4.3: esquema geral das lagoas aeradas.
No entanto as dimensões variam de uma lagoa para a outra a depender da
eficiência requerida pela mesma. Na tabela 4.8 constam as dimensões de cada uma das
três lagoas.
Tabela 4.8: dimensões das três lagoas
Dimensões da Base Dimensões da Boca
A B C D
Lagoa 1 45,00 130,00 63,00 148,00
Lagoa 2 45,00 60,00 63,00 78,00
Lagoa 3 45,00 120,00 63,00 138,00
Como se pode notar a primeira lagoa é a maior das três, sendo a segunda a
menor, provavelmente devido à topografia local.
Quanto aos aeradores presentes em cada lagoa, eles foram dimensionados, em
número, de maneira que as primeiras lagoas possuíssem uma maior eficácia do que a
última, portanto o número de aeradores diminui de uma lagoa para a outra.
Além do número de aeradores, ainda existe a questão do tempo de detenção, que
representa o tempo necessário que o efluente necessita passar dentro da lagoa, em
contato com os aeradores, para que possa haver uma correta redução da demanda
bioquímica de oxigênio (DBO).
101
O tempo de detenção é uma relação entre o volume total da lagoa, a taxa de
aeração necessária e o volume de entrada na lagoa em um dia. Por isso, quanto maior a
lagoa, maior é o tempo de detenção, já que se considera que a vazão de entrada será
igual à vazão que passa de uma lagoa para a outra, assim é correto afirmar que a lagoa 1
terá o maior tempo de detenção, enquanto que a lagoa 2 terá o menor, levando em conta
as dimensões especificadas na tabela 4.8.
Na tabela 4.9, estão relacionados os números de aeradores em função da lagoa
correspondente, bem como o tempo de detenção de cada lagoa e o total das três.
Tabela 4.9: número de aeradores e tempo de detenção em cada lagoa
Número de Aeradores Tempo de Detenção
Lagoa 1 6 3,97 dias
Lagoa 2 2 1,99 dias
Lagoa 3 2 3,70 dias
Total 10 9,66 dias
Na figura 4.2 podem ser visto os aeradores já em funcionamento, sobretudo para
a terceira lagoa. No entanto, como será discutido adiante, o número de aeradores
aumentou e atualmente as lagoas contam com mais 13 aeradores, segundo informação
repassada pela prefeitura comunitária do bairro.
Outra ressalva sobre os aeradores é sobre as potências dos mesmos, que variam
de acordo com a lagoa. Na primeira lagoa os aeradores são de 20 cv, cada um, na
segunda lagoa são de 15 cv cada, enquanto que na terceira os dois aeradores são de 10
cv, cada. Isso porque a eficiência exigida diminui a medida que o efluente transpassa
pelas lagoas e, portanto, a potência e o número de aeradores também diminui.
Além dessas unidades, a estação de tratamento do Benedito Bentes ainda conta
com uma estação elevatória e com um emissário para destinar os efluentes tratados para
a bacia do Pratagy.
Projetada para regularizar as vazões da ETE, a estação elevatória foi pensada
para uma vazão de 100 l/s, são duas bombas de funcionamento simultâneo de 50 l/s
cada e uma terceira bomba de reserva. O poço de sucção da estação elevatória foi
102
dimensionado para um intervalo de tempo de 10 minutos entre duas partidas
consecutivas, assim o seu volume foi calculado em 15 m³.
Na saída da estação elevatória final, o efluente passa por um processo de
desinfecção com a aplicação de cloro gasoso. A dosagem indicada pelo projetista é de
0,01% (ou 10 mg/l), com cloradores de capacidade máxima de 71,53 g/min, segundo
disposto no memorial descritivo (COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS,
1984).
Da estação elevatória final, os efluentes são destinados através de um emissário
final. O emissário, dimensionado pela vazão de saída da estação elevatória, foi dividido
em dois trechos, um de alta pressão com 770 m de extensão e com diâmetro de 300 mm.
Esse diâmetro foi encontrado utilizando-se a fórmula de Bresse com sua constante igual
a 1,0, arredondando ao fim o valor encontrado para o comercial inferior mais próximo.
Este procedimento é desaconselhado atualmente, tanto com relação ao valor da
constante empregado, abaixo do 1,3 que é proposto por Porto (2006), e por ter
arredondado ao valor inferior, ou seja, o diâmetro a ter sido adotado deveria ser, no
mínimo, de 400 mm. O material utilizado no primeiro trecho foi o ferro dúctil,
cimentado gerando uma perda de carga de 5,75 m.c.a/km, segundo apresentado no
memorial descritivo.
O outro trecho, de baixa pressão, foi ainda dividido em um trecho sob pressão,
como forma transitória para um trecho em escoamento livre. No trecho de baixa
pressão, a tubulação possui diâmetro de 400 mm com uma perda de carga unitária de
1,35 m.c.a/km e um comprimento total de 4150 m. Já o último trecho, em escoamento
livre, devido a declividade do terreno, foi projetada um canal aberto de 1,0 m x 0,5 m e
com uma lâmina d’água em 0,2 m. Neste trecho, a velocidade está em torno de 1,0 m/s e
a canal ainda possui uma descida de escada, ou seja, foram feitos degraus como forma
de dissipar energia.
4.2.3. Características finais dos efluentes
Após o tratamento, os efluentes que saem da estação de tratamento serão obtidos
efluentes com características físicas, bioquímicas e microbiológicas bem definidas. Na
teoria, segundo descrito pela Companhia de Saneamento de Alagoas (1984), no
103
memorial descritivo, os efluentes finais devem conter as seguintes características, antes
de serem dispostos na bacia do Pratagy, como já foi comentado:
a) Características físicas
Os efluentes sairiam da ETE com características físicas bastante otimizadas,
desde que garantida a total degradação da matéria orgânica, pois assim eles saem com
baixo teor de sólidos suspensos. Quanto às algas, não haveria proliferação das mesmas
devido ao tempo de detenção muito curto, em comparação às lagoas facultativas.
b) Características bioquímicas
É citada no memorial descritivo, sobre a concentração de DBO, a seguinte
observação:
A concentração da DBO solúvel no efluente de lagoas em série, conforme a
concepção do projeto, é da ordem de 15 mg/l, de acordo com o resultado
observado em experiências realizadas. Somada essa parcela com a DBO dos
sólidos suspensos contidos no efluente, resulta carga orgânica degradável não
superior a 30 mg/l, conforme é desejável. (COMPANHIA DE
SANEAMENTO DE ALAGOAS, 1984).
Como pode ser lido acima, ainda é projetada uma folga de DBO para que seja
lançada no corpo receptor, isso porque a vazão estimada no trecho a serem destinados
os efluentes é da ordem de 300 l/s, tendo condições de aceitar perfeitamente os efluentes
com a taxa de DBO estimada no projeto, sendo a diluição no corpo receptor, ainda
considerada para o tratamento do efluente. Ainda se faz referência a um DBO do
efluente bruto na faixa de 315 mg/l, descrevendo uma eficiência elevada do sistema.
c) Características microbiológicas
Cita-se no memorial que o desaparecimento de germes de origem fecal em
lagoas de estabilização é muito rápido, assim o projetista não faz nenhuma outra
ressalva, citando alguns trabalhos como reforço de sua afirmação.
104
4.3. Comentários e observações
Sobre o sistema de esgotos do bairro, valem fazer algumas ressalvas com relação
ao projeto atual e à situação atual do Benedito Bentes, sendo esta relatada pela
prefeitura comunitária do local.
4.3.1. Projeto atual
O primeiro comentário a se fazer sobre o projeto do sistema atual recai sobre a
ETE. A estação, como já foi supracitado, foi dimensionada para funcionar com um
tempo de detenção total de nove dias e meio, aproximadamente. No entanto como pode
ser observada no memorial descritivo a vazão de chegada na ETE pode ser, em horários
de pico, de 175 l/s, enquanto a maior vazão de saída da ETE é de 100 l/s.
Esse fato gera amortizações indevidas na própria ETE, na rede e nos poços de
sucção a montante da estação de tratamento, que podem gerar alguns problemas de
ordem prática:
O tempo excessivo de detenção na rede permite a geração de gás sufídrico em
maior quantidade que ao reagir com a umidade presente se torna ácido sulfúrico,
considerado um ácido forte e altamente corrosivo para tubulações de ferro e
concreto, presentes em boa parte da rede. Ao corroer a tubulação o gás sulfídrico
que ainda não reagiu com a umidade, é liberado no solo e na atmosfera,
causando danos ambientais, além de diminuir a resistência do solo sobre a
tubulação geando inconvenientes na pavimentação do local. Esse fenômeno é
descrito por Nuvolari (2007) como um fenômeno mais recorrente em regiões de
clima quente, tubulações com baixa declividade e em poços de sucção que
detêm o esgoto por certo período de tempo.
Retira a eficiência dos aeradores que irão tratar um volume maior de esgoto do
que o projetado.
105
Aumenta o tempo de funcionamento das bombas da estação elevatória final
quando o volume da ETE está muito grande, gerando gastos excessivos com
energia.
Obviamente, em parte do tempo a vazão de entrada na rede é inferior a esses 175
l/s propostos, no entanto a estação elevatória final deveria ter sido projetada com mais
cautela nesses aspectos.
Na saída da estação elevatória, a cloração prevista possui uma concentração de
cloro um pouco elevada, ao se observar a eficiência prevista no sistema, pois é gerado
um cloro residual desnecessário, já que o sistema irá destinar o efluente tratado para o
corpo d’água, representando um gasto não necessário com cloro.
Além desses aspectos, o projeto ainda apresenta algumas falhas na rede de
esgotos, não somente com relação à parte técnica, mas também na parte executiva. No
subitem 3.2, pode-se observar que a rede possui em diversos trechos a lâmina d’água
funcionando com mais de 70%, isso deveria ter sido evitado, pois há a possibilidade do
conduto funcionar nesses trechos como conduto forçado, já que não foram consideradas
as ampliações do sistema, pois não se adotou a população de projeto com alcance.
Outra ressalva importante é que não foram feitas qualquer verificação a cerca da
velocidade crítica ou da tensão trativa, já que no memorial descritivo disposto pela
Companhia de Saneamento de Alagoas (1984) não consta o método de
dimensionamento do diâmetro. O único fator verificado foi o da lâmina, não havendo
registro de y/do maiores que 75%.
Além disso, a ampliação dos conjuntos habitacionais que compõe o projeto
(Benedito Bentes I e Benedito Bentes II) gera uma vazão de contribuição bem superior a
especificada no projeto, deixando clara a necessidade de se deixar uma folga na lâmina
d’água. Na figura 4.4, consta uma mudança sutil já evidenciada entre o projeto e o que
consta atualmente nas plantas da secretaria de planejamento.
106
Figura 4.4: mapa da secretaria de planejamento e foto de um trecho do projeto.
Vê-se a criação de duas novas quadras, além das casas ao redor anexadas
posteriormente. Essa situação ocorre ao longo de todo o projeto, com a criação dos
conjuntos habitacionais do Benedito Bentes I e II, residências iam sendo construídas em
todo o entorno, gerando um crescimento não projetado.
Além disso, algumas partes dos conjuntos não chegaram a ser construídas
devido a construção de residências anteriormente em locais onde haviam sido
planejados quarteirões. Ao se fazer o lançamento prévio da rede para o projeto da rede
complementar, as ruas da rede atual foram todas contempladas, inclusive considerando
o trecho de coletor duplo em uma mesma avenida, como pode ser visto no Apêndice
Digital I. Ao somar os comprimentos de todos os trechos pertencentes à rede atual
foram evidenciados em torno de 53 km de rede, havendo uma disparidade com os 64
km apresentados em uma tabela no memorial descritivo (observar tabela 4.1).
Na figura 4.5 nota-se uma distinção do planejamento do projeto na época com o
que existe no bairro hoje em registros da secretaria de planejamento. Nela evidencia-se
a clara entrada de residências em ruas onde não há quarteirões registrados atualmente.
Se observado o proposto por Alves (2006) a região em questão corresponde a uma área
de favelas localizada no entorno de grotas, o que reforça o argumento de que nem toda a
rede de esgoto possa ter sido construída efetivamente de acordo com o projeto.
107
Figura 4.5: mapa da secretaria de planejamento e foto do trecho correspondente.
Quanto à parte executiva do projeto, as profundidades muito grandes dos
coletores aliado aos materiais utilizados e o diâmetro dos coletores evidenciados geram
alguns transtornos como:
Necessidade de escoramento mais rígido, provavelmente utilizando placas de
aço nas laterais, o que onera os custos de implantação.
Dificuldade de manutenção nos casos de reparo de redes, já que a profundidade
torna difícil escavar, além de que seria uma operação cara.
108
Não foram previstos coletores auxiliares para as ligações prediais nesses trechos,
como previsto pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) e pela
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006).
Encarece os poços de visita, pois deverão ser mais profundos, sobretudo nos
trechos cujo trecho subsequente ainda possui uma profundidade elevada, como
no coletor 129.
A maior parte dos problemas, portanto, são de ordem econômica e prática, assim
essas questões deveriam ter sido analisadas na revisão do projeto, o que não ocorreu, já
que essas peculiaridades ainda foram aprovadas. No entanto, isso também se deve ao
fato de que existem vários trechos com as profundidades elevadas, não resultando em
pontos isolados no sistema.
Outro problema na elaboração do projeto evidenciado está ligado ao
arredondamento dos diâmetros para os comerciais mais próximos inferiores, ao invés de
tomar os superiores. Isso acarreta em retirar a folga que aquele trecho teria, apesar de
diminuir os custos de implantação, fato que provavelmente pesou para a escolha do
projetista.
Já em observância ao projeto como um todo são necessárias algumas ressalvas,
pertinentes à organização do projeto:
Apesar de passar por uma revisão, o projeto continuou com algumas falhas
como o emissário 6 que não existe em projeto, mas continua sendo citado,
apesar das informações serem as do emissário 7.
O emissário 4 e a sua respectiva estação elevatória não conseguem ser
encontrados nas plantas do projeto, levando a uma divergência entre o memorial
descritivo e as pranchas.
O cancelamento de um trecho que poderia ter sido previsto, dificultando a
análise das plantas.
As plantas dos projetos não estão completas, sendo algumas delas ausentes.
Outras estão apagadas ou estão manchadas, impossibilitando a observação de
algumas informações. Isso se deve obviamente ao tempo, já que o projeto é da
década de 80, e do arquivamento ao longo dos anos, sem nenhuma memória
fotográfica para garantir a conservação do projeto.
109
Os levantamentos topográficos e geológicos previstos que não existem mais no
conjunto do projeto.
Erros na soma e elementos na tabela resumo da rede coletora, presente no
memorial descritivo.
Esses problemas com o projeto levam a conclusão de que não houve uma revisão
minuciosa no projeto, gerando falhas no acervo do projeto atual, já prejudicado pelo
incorreto arquivamento na época, que mesmo tendo sido corrigido atualmente, gerou
danos às plantas e memoriais, os quais já deveriam estar em formato digital, ao menos
uma parcela.
4.3.2. Situação atual
Além dos problemas já citados com relação ao projeto executado, ao longo dos
anos o esgoto sanitário do Benedito Bentes sofreu mudanças decorrentes da má
manutenção, fiscalização e até mesmo certo descaso por parte da Companhia de
Saneamento de Alagoas (CASAL), responsável pelo saneamento do bairro.
Segundo a prefeitura comunitária do Benedito Bentes, o sistema de esgotamento
sanitário da região passou por algumas reformas, oficiais ou não, sem que os condutos
tenham sofrido qualquer alteração. Como pode ser visto o projeto atual foi proposto
para o conjunto habitacional do Benedito Bentes I e II, no entanto, com a ampliação
destes dois conjuntos ao longo dos anos, o esgotamento sanitário das novas residências
era ora destinados a rede ora descartados de maneira imprópria.
Buscando uma maneira de suprir a falta de esgotamento sanitário do bairro,
moradores locais têm utilizado como alternativa o uso de poços absorventes para
destinar seus efluentes. Esses poços, em sua grande maioria sem qualquer tipo de
dimensionamento e posicionamento adequado terminam por comprometer a saúde e o
comércio em torno, sobretudo pelo transbordamento usualmente observado.
Na figura 4.6, nota-se a precariedade desses tipos de poços absorventes,
demonstrando total falta de fiscalização pelos órgãos responsáveis. Na figura em
questão o poço absorvente possui poucos metros de profundidade e recebe efluentes de
doze residências em seu entorno.
110
Figura 4.6: poço absorvente improvisado.
Pode ser observado que o sumidouro em questão está totalmente exposto. Em
períodos chuvosos facilmente ocorre o transbordamento do poço absorvente,
espalhando os efluentes por toda a rua, sendo lixiviado a pontos mais baixos, em ruas
adjacentes. Além disso, como o sumidouro não possui tampa, sendo esta uma
obrigatoriedade, ocorre uma rápida disseminação de vetores, sejam macro vetores
(ratos, baratas, helmintos, etc.) sejam micro vetores (protozoários, fungos, bactérias e,
inclusive, vírus), que afetam diretamente a saúde da população local.
Ainda por iniciativa local, principalmente em estabelecimentos comerciais,
foram criadas fossas sépticas visando destinar os efluentes. Entretanto, essas fossas não
possuem um correto esvaziamento, já que, por motivos geralmente econômicos, os
responsáveis não se interessam em esvaziá-las regularmente. Isso acarreta um problema
semelhante aos poços absorventes, já que ao transbordar, as fossas lançam os efluentes
na própria rua, como pode ser visto na figura 4.7.
111
Figura 4.7: fossa séptica transbordando.
Este problema é muito mais ameno do que aquele, isso porque se forem
comparados, o primeiro problema apresentado não possui ao menos uma tampa, ainda
gerando riscos de acidente, além de possuir um risco de contaminação bem maior,
sobretudo em períodos chuvosos. Mesmo assim, não se pode ignorar o segundo, porque
ele ainda representa um problema de má destinação aos efluentes do bairro, além de
uma falta de atenção e fiscalização por parte das autarquias públicas.
Além desses problemas, a vazão de saída do sistema como já foi dito, é superior
à de entrada da estação comprometendo a eficiência do sistema de tratamento.
Esse fato já explica a reforma sofrida pela estação de tratamento do local a qual
recebeu 05 novos aeradores no ano de 2005 para poder ampliar a capacidade de
tratamento da ETE cujo tempo de detenção foi reduzido para acomodar a vazão real
evidenciada.
Mesmo assim, devido à falta de manutenção os quinze aeradores atuais estão
sem funcionar, fazendo com que as lagoas aeradas passem a funcionar como simples
lagoas de estabilização. Isso acarreta em um tratamento ineficaz já que a área necessária
para uma lagoa de estabilização é pelo menos dez vezes maior do que a área da ETE do
112
bairro, o que possivelmente está gerando uma poluição de cunho hídrico na bacia do
Pratagy, que recebe os efluentes da estação.
Essa deficiência pode ser observada na figura 4.8 abaixo. A imagem é da
primeira lagoa aerada da ETE do bairro. Nota-se que apenas três dos aeradores estão
funcionando, mesmo tendo sido projetado para seis e terem sido acrescentados mais
dois na reforma. Portanto, como pode ser observado dos oito aeradores, apenas três do
total.
Figura 4.8: primeira lagoa aerada da ETE do Benedito Bentes.
(ALVES, 2006)
A conclusão que se pode tomar é que, com a poluição da bacia do Pratagy a
partir do ponto de descarga, gera um impacto negativo não só na qualidade da água do
próprio rio, mas também compromete a qualidade da água da praia de sua foz, bem
como das vizinhas, já que os agentes poluentes são carregados pela própria maré.
Mesmo que o impacto nas praias de Garça Torta, Guaxuma e Riacho Doce, não
seja tão grande, o não funcionamento adequado da estação de tratamento deste bairro
(popularmente apelidada de “bostão”, devido aos odores liberados e o acúmulo de
efluentes sem tratamento) acarreta em geração de vetores, inibição do uso da água a
jusante do ponto de lançamento seja para qual for o uso e eutrofização do rio, causando
impacto na fauna e flora do mesmo.
113
5. POPULAÇÃO DE PROJETO
Após a apresentação dos modelos de projeção, analisa-se, então, os modelos
propostos a fim de se alcançar o modelo que melhor representa a região. As análises,
estatística e gráfica, indicam o modelo a ser utilizado para o cálculo da projeção.
Portanto, os modelos propostos calibrados são apresentados nos subitens que se
seguem de maneira a determinar a população de projeto para uma projeção de 20 anos,
indicada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) e pela Companhia de
Saneamento Básico do Estado de São Paulo (2006).
5.1.1. Modelos calibrados
Os modelos foram calibrados pelos métodos já citados, amplamente reforçados
por artigos e outras publicações da área. Os modelos foram calibrados utilizando o
coeficiente de determinação como função objetivo. Assim, podem-se obter os seguintes
valores para os coeficientes de ajusta para cada modelo, conforme observado na tabela
4.4 que se segue.
Tabela 4.4: valores de R² para os modelos propostos.
Modelo R² (%)
Aritmético 88,06
Geométrico 95,03
Regressão Multiplicativa 93,72
Taxa Decrescente de Crescimento 86,79
Crescimento Logístico 49,11
Ao observar os valores acima, conclui-se que o modelo geométrico foi o que
melhor se ajustou ao conjunto de dados. No entanto, é preciso analisar a tendência de
erros dos modelos, disposta no gráfico da figura a seguir.
Há uma tendência dos modelos mais bem ajustados de possuírem erros
quadrados reduzidos ao se aproximar dos últimos valores de população. Chama-se a
atenção para as faixas de ajuste, onde os modelos de mesma faixa acompanham a
mesma tendência, por isso na figura foi excluído o modelo de crescimento logístico,
114
pois como o seu ajuste foi bem inferior ele danificaria a observação dos demais, devido
à escala.
Figura 4.3: tendência de erros quadrados dos modelos calibrados.
Portanto tomando os dois melhores ajustes para a análise gráfica, tem-se o
correspondente às figuras 4.4 e 4.5 aos modelos geométrico e de regressão
multiplicativa, respectivamente.
Figura 4.4: modelo geométrico calibrado.
0
200.000.000
400.000.000
600.000.000
800.000.000
1.000.000.000
1.200.000.000
1.400.000.000
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Erro
s Q
uad
rad
os
Ano
Aritmética
Geométrica
Regressão Multiplicativa
Taxa Decrescente deCrescimento
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
1980 1990 2000 2010 2020
Po
pu
laçã
o
Ano
População Estimada
População Real
115
Figura 4.5: modelo de regressão multiplicativa calibrado.
Apesar de parecerem o mesmo gráfico a diferença sutil pode ser percebida pela
tabela resumo dos valores de população para os dois métodos (tabela 4.5).
Tabela 4.5: valores estimados de população e valores reais.
População Estimada
Ano População Real Geométrico Regressão
Multiplicativa
1986 23.807 23.807 23.807
1988 41.104 27.900 24.907
1990 51.200 32.696 28.016
1995 57.005 48.610 44.032
2000 67.923 72.271 71.372
2004 79.373 99.254 101.173
2006 127.000 116.317 118.674
2009 143.000 147.565 148.144
2010 158.000 159.746 158.820
Na tabela acima, nota-se uma convergência dos dois modelos, seguindo a
evolução populacional com uma margem muito pequena de diferença.
Vale ressaltar os resultados aqui encontrados são bastante razoáveis para série de
dados em tempos relativamente curtos, menos que 30 anos. Isso pode ser visto através
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
1980 1990 2000 2010 2020
Po
pu
laçã
o
Ano
População Estimada
População Real
116
do resultado da calibração para o modelo de crescimento logístico, que geralmente
apresenta bons resultados para séries temporais maiores, e para o modelo aritmético,
que é mais representativo para séries menores, onde o coeficiente angular da reta por ele
gerada é menos interveniente.
5.1.2. Projeção populacional
Portanto a projeção populacional foi realizada através do modelo de projeção
geométrica devido aos motivos já explicitados. A expressão calibrada para o modelo
encontra é a descrita na expressão 4.18 que se segue.
(4.18)
Portanto, supondo que a projeção é feita para um período de 20 anos, então t será
igual a 2030, tem-se:
habitantes
No entanto, analisando pelo modelo de projeção de regressão multiplicativa,
pelos mesmos motivos, através da seguinte relação:
(4.19)
O que resultaria em uma população de, aproximadamente, 460.200 habitantes.
Esse número é um pouco melhor do que o anterior, pois se aproxima de um valor mais
plausível com as limitações territoriais apresentadas no local. Mas mesmo assim
117
representa um número de habitantes inconsistente com as condições territoriais do local,
pois ele indicaria um aumento de 291,28% da população estimada para 2010.
Assim, faz-se necessário analisar outro modelo. Observando os modelos que
trabalham com população de saturação, taxa decrescente de população e crescimento
logístico, é válida a análise pelo primeiro. Isso porque ele apresentou os melhores
resultados com os dados existentes e por trabalhar com população de saturação, ele
possui uma limitação ao número de habitantes do local, que é o que ocorre na realidade
já que o bairro já passa por uma situação de grande conglomerado.
Observando a figura 4.6, nota-se o comportamento desse modelo em relação a
população real do bairro.
Figura 4.6: modelo de taxa decrescente de crescimento calibrado.
Pela análise gráfica conclui-se que o modelo se afasta um pouco da curva real
nos anos intermediários, mas se aproxima muito nos últimos anos, o que leva a concluir
que o modelo pode dar uma boa estimativa. Assim, com a expressão 4.20, faz-se a
estimativa com este modelo.
(4.20)
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
1980 1990 2000 2010 2020
Po
pu
laçã
o
Ano
População Estimada
População Real
118
Substituindo t=2030, obtém-se uma população de, aproximadamente, 225.713
habitantes, muito mais palpável do que as outras duas populações encontradas. Isso
ressalta a importância da correta análise dos resultados obtidos com a situação real do
local.
Com isso, tem-se:
119
6. REDE COLETORA COMPLEMENTAR
O projeto da rede coletora complementar foi elaborado a partir dos
procedimentos de dimensionamento já apresentados no presente trabalho. Parte do
projeto, correspondente a área G, pode ser visto no Apêndice Digital II com o respectivo
detalhamento e as tabelas resumo de cada área nos Apêndices digitais especificados a
diante. Também pode ser visto o esquema geral junto com a sugestão de
posicionamento das Estações Elevatórias no Apêndice Digital XIII.
O projeto foi dividido em dez áreas a partir das sub-bacias de esgotamento. Nos
subitens a seguir constam as principais informações sobre cada área de projeto através
de tabelas resumidas, além breves comentários sobre as profundidades e diâmetros
máximos adotados.
Para todas as áreas foram utilizadas as mesmas vazões em marcha de início e
final de plano, calculadas a partir do procedimento descrito no subitem 2.4.3. Para elas
foi considerado um comprimento total de, aproximadamente, 87.635 m, sendo 52.562 m
da rede já existente e 35.073 m da rede complementar.
Assim utilizando os outros parâmetros já apresentados no subitem citado, têm-se
os valores da tabela 6.1 seguinte.
Tabela 6.1: vazões em marcha para o dimensionamento da rede complementar.
Vazão em Marcha Inicial
(l/s/m)
Vazão em Marcha Final
(l/s/m)
0,003105 0,006539
6.1. Área A
A rede coletora da área A é composta de, aproximadamente, 3.100 m de rede
dividida em 42 trechos. O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 200 mm.
Na tabela 6.2 constam os comprimentos de rede para os dois diâmetros adotados.
120
Tabela 6.2: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área A.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 2.900
200 200
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 2,10 m,
possuindo um valor máximo de 5,35 m, no ponto a jusante do coletor número 22, ou
seja, a montante do 27º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 06, 25, 28, 30 e 34 tiveram
suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de escavação
nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área A podem ser observados no Apêndice Digital III,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.2. Área B
A rede coletora da área B é formada de 6.710 m de rede repartida em 89 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 300 mm. Na tabela 6.3 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.3: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área B.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 5.774
200 348
250 315
300 273
121
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 2,13 m,
possuindo um valor máximo de 5,56 m, no ponto a jusante do coletor número 65, ou
seja, a montante do 66º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 12, 15, 24, 29, 32, 35, 47, 53,
62, 66, 68, 71, 74, 75, 77, 80, 86, 87 e 88 tiveram suas declividades adotadas de maneira
a diminuir ao máximo o volume de escavação nesta área, obedecendo ao procedimento
já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área B podem ser observados no Apêndice Digital IV,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.3. Área C
A rede coletora da área C é formada de 6.997 m de rede repartida em 114
trechos. O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 300 mm. Na tabela 6.4
constam os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.4: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área C.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 5.753
200 875
250 230
300 139
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,71 m,
possuindo um valor máximo de 5,89 m, no ponto a jusante do coletor número 54, ou
seja, a montante do 55º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 08, 10, 11, 13, 23, 39, 41, 50,
52, 53, 55, 57, 58, 59, 60, 63, 64, 66, 74, 75, 84, 91, 94, 103, 106, 107, 111 e 113
tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de
escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área C podem ser observados no Apêndice Digital V,
contendo os valores em função de cada trecho.
122
6.4. Área D
A rede coletora da área D é formada de 4.388 m de rede repartida em 68 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 300 mm. Na tabela 6.5 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.5: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área D.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 3.406
200 225
250 601
300 156
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,67 m,
possuindo um valor máximo de 4,31 m, no ponto a jusante do coletor número 23, ou
seja, a montante do 24º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 19, 20, 21, 24, 25, 31, 41, 42,
43, 44, 46, 56, 58 e 59 tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao
máximo o volume de escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado
no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área D podem ser observados no Apêndice Digital VI,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.5. Área E
A rede coletora da área E é formada de 2.558 m de rede repartida em 50 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 250 mm. Na tabela 6.6 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
123
Tabela 6.6: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área E.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 2.068
200 290
250 200
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 2,07 m,
possuindo um valor máximo de 5,51 m, no ponto a jusante do coletor número 19, ou
seja, a montante do 20º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 11, 17, 20, 32, 33, 37, 39, 40,
44, 46 e 48 tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o
volume de escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no
presente trabalho.
Os demais parâmetros da área E podem ser observados no Apêndice Digital VII,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.6. Área F
A rede coletora da área F é formada de 1558 m de rede repartida em 28 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 200 mm. Na tabela 6.7 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.7: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área F.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 1458
200 100
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,69 m,
possuindo um valor máximo de 4,02 m, no ponto a jusante do coletor número 09, ou
seja, a montante do 10º.
124
Além disso, na adoção das declividades os trechos 08, 10, 13, 15 e 21 tiveram
suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de escavação
nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área F podem ser observados no Apêndice Digital
VIII, contendo os valores em função de cada trecho.
6.7. Área G
A rede coletora da área G é formada de 3030 m de rede repartida em 40 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 200 mm. Na tabela 6.8 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.8: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área G.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 2.883
200 147
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,29 m,
possuindo um valor máximo de 7,3 m, no ponto a jusante do coletor número 16, ou seja,
a montante do 19.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 17, 18 e 22 tiveram suas
declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de escavação nesta
área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área G podem ser observados no Apêndice Digital IX,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.8. Área H
A rede coletora da área H é formada de 2110 m de rede repartida em 35 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 200 mm. Na tabela 6.9 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
125
Tabela 6.9: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área H.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 2.085
200 25
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,11 m,
possuindo um valor máximo de 2,19 m, no ponto a jusante do coletor número 06, ou
seja, a montante do 09.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 09, 18, 21, 30, 32 e 33
tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de
escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área H podem ser observados no Apêndice Digital X,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.9. Área I
A rede coletora da área I é formada de 2.415 m de rede repartida em 46 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 500 mm. Na tabela 6.10 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.10: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área I.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 2.004
250 23
300 25
350 24
500 339
126
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 1,75 m,
possuindo um valor máximo de 3,7 m, no ponto a jusante do coletor número 21, ou seja,
a montante do 23º.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 03, 06, 07, 17, 23, 25, 27, 29,
32, 34, 37, 40, 41 e 43 tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao
máximo o volume de escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado
no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área I podem ser observados no Apêndice Digital XI,
contendo os valores em função de cada trecho.
6.10. Área J
A rede coletora da área J é formada de 2.203 m de rede repartida em 31 trechos.
O diâmetro máximo utilizado nessa área da rede foi de 250 mm. Na tabela 6.11 constam
os comprimentos de rede para os diâmetros adotados.
Tabela 6.9: comprimentos de rede em função do diâmetro para a área H.
Diâmetros
(mm)
Comprimentos
(m)
150 1.849
200 284
250 70
A escavação para atingir as cotas dos coletores foi em média de 2,20 m,
possuindo um valor máximo de 4,36 m, no ponto a jusante do coletor número 15, ou
seja, a montante do 19.
Além disso, na adoção das declividades os trechos 05, 07, 10, 13, 19, 21, 23, 25
e 27 tiveram suas declividades adotadas de maneira a diminuir ao máximo o volume de
escavação nesta área, obedecendo ao procedimento já apresentado no presente trabalho.
Os demais parâmetros da área J podem ser observados no Apêndice Digital XII,
contendo os valores em função de cada trecho.
127
7. MATERIAL EMPREGADO
Após o dimensionamento, é essencial considerar o tipo de material que será
empregado nas tubulações. Diversos fatores interferem nesta decisão, por exemplo:
Características dos efluentes;
Resistência a cargas externas;
Diâmetros disponíveis;
Proximidade dos fornecedores;
Velocidade de execução;
Custo do material;
Custo da execução.
Basicamente, todos os aspectos terminam por analisar o quanto aquele material
irá custar e o tempo que leva para a sua execução, já que a depender do trecho no qual
se estiver trabalhando a execução necessita ser rápida a fim de amenizar os impactos no
local.
Portanto, podem-se resumir os materiais disponíveis para a execução de redes de
esgoto segundo Bevilacqua (2006):
PVC;
Cerâmica;
Concreto;
Ferro fundido;
Poliéster reforçado com fibras de vidro (PRFV).
Em estudo de caso realizado em municípios do interior paulista, Bevilacqua
(2006) ressalta as vantagens da utilização em todos os casos, com exceção dos
diâmetros superiores a 400 mm, cujo fornecimento das tubulações de PVC teriam que
ser por encomenda. Ele ressalta dentre outros fatores:
Facilidade no transporte;
Resistência;
128
Rapidez na execução;
Menor quantidade de juntas;
Facilidade na manutenção.
No mesmo estudo, ainda é citada a redução de custos se comparado com outros
materiais comumente empregados, segundo estudos da Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo (2005, apud BEVILACQUA, 2006). Na figura 7.1,
observa-se um comparativo de custos feito entre as tubulações de PVC e cerâmica.
Figura 7.1: comparação de custos de materiais e execução entre tipos de tubulações.
(COMPANHIA DE SANEMAENTO DO ESTADO DE SÃO PAULO, 2005, apud
BEVILACQUA, 2006)
Outro comparativo, também feito pela SABESP, pode ser verificado na figura
7.2, só levando em consideração o custo do material. Nota-se que o concreto torna-se o
mais econômico para diâmetros acima de 400 mm, diâmetros para o qual as tubulações
de PVC não são usualmente empregadas. Outra ressalva sobre o proposto pela figura
seguinte é que ela não leva em consideração o custo de mão de obra, o que modificaria
um pouco o cenário apresentado.
129
Figura 7.2: comparativo de custos de materiais usualmente empregados em redes de
esgoto. (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO
PAULO, 2005, apud BEVILACQUA, 2006)
Portanto, baseado nos estudos citados e levando em consideração a facilidade de
execução, diminuição de juntas que podem provocar infiltrações ou acúmulo de
sedimentos, custos de material e de mão de obra, recomenda-se que para as tubulações
abaixo de 400 mm sejam utilizadas tubulações de PVC que os trechos com 500 mm
sejam dotados de tubulações de concreto.
130
8. DADOS DE ENTRADA DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
No Apêndice Digital XIII, consta um esquema geral da rede de esgoto
complementar proposta. Nele também se pode observar a localização proposta para as
estações elevatórias de cada área.
Das estações saem linhas em azul que demarcam o caminho sugerido para os
emissários de cada uma. Os emissários foram pensados para evitar sobre carregamento
da rede, lançando ou no final da rede da área a qual ele destinará os efluentes ou
diretamente na estação elevatória seguinte.
Portanto, gera-se a tabela 8.1 com os valores das cotas iniciais e finais,
aproximados, de cada emissário correspondente às estações de cada área.
Tabela 8.1: cotas inicial e final para os emissários.
Emissário Cota Inicial Cota Final
A 81,0 81,0
B 81,0 79,0
C 35,0 80,9
D 70,5 87,2
E 68,6 75,2
F 70,5 68,6
G 40,0 68,6
H 69,9 79,7
I 79,7 80,9
J 80,9 79,0
Já na tabela 8.2 são representadas as vazões de início e final de plano para cada
estação elevatória.
131
Tabela 8.2: vazões para as estações elevatórias.
Estação Elevatória Início de Plano
(l/s)
Final de Plano
(l/s)
A 9,63 20,30
B 30,39 64,00
C 21,21 44,66
D 35,81 75,42
E 22,19 46,74
F 4,84 10,19
G 9,41 19,82
H 6,55 13,80
I 49,87 105,02
J 77,91 164,10
Essas vazões são de extrema importância para o dimensionamento dos
elementos das estações elevatórias, incluindo os conjuntos motores-bombas.
132
9. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
O presente trabalho representa um importante passo para o desenvolvimento do
saneamento no bairro do Benedito Bentes. Por isso ele torna-se essencial para servir de
base a futuros trabalhos envolvendo as mesmas questões.
Assim pode-se propor uma série de trabalhos a fim de continuar a linha de
trabalho aqui proposta, por exemplo:
Análise de custos envolvidos no processo de ampliação da rede complementar,
comparando os preços sugeridos pelos órgãos públicos e os reais observados em
obras no estado;
Dimensionamento das Estações Elevatórias, comparando os custos de diversas
alternativas;
Propor uma Estação de Tratamento que supra as reais necessidades do bairro;
Analisar o funcionamento da rede que já existe, visando a detecção de
vazamentos, entupimentos e outros problemas;
Analisar a questão de águas parasitárias no local aliadas as ligações clandestinas
utilizando um estudo de vazões.
133
REFERÊNCIAS
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violência na região. Alagoas em Tempo Real, Maceió, 01/12/2008. Disponível em
<http://www.alemtemporeal.com.br/?pag=educacao&cod=1550>. Acessado em 20 abr.
2009.
AGENCIA NACIONAL DAS ÁGUAS. Coleta e Tratamento de Esgotos Sanitários.
ANA, Brasília, 2004.
ALVES, S. O.. “Benedito Bentes: que bairro é esse?”. Maceió, 2006. Originalmente
apresentada como trabalho de conclusão de curso, Universidade Federal de Alagoas,
2006.
ARAÚJO, R.. As Unidades do Sistema. In: NUVOLARI, A.. Esgoto Sanitário. Editora
Blücher, São Paulo, 2007. Cap. 4.
______. O Esgoto Sanitário. In: NUVOLARI, A.. Esgoto Sanitário. Editora Blücher,
São Paulo, 2007. Cap. 2.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-12207: Projetos de
interceptores de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1992.
______. NBR-9649: Projetos de redes de esgoto. Rio de Janeiro, 1986.
BEVILACQUA, N.. Materiais de Tubulações Utilizadas em Sistemas de Coleta e
Transporte de Esgotos Sanitários. Estudo de Caso da Área Norte de São Paulo. São
Paulo, 2006. Originalmente apresentada como dissertação de mestrado, Universidade de
São Paulo, 2006.
BRASIL. Congresso. Senado. Constituição da República Federativa do Brasil.
Brasília, 1988.
COMPANHIA DE SANEAMENTO DE ALAGOAS. Relatório Técnico da Revisão
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Maceió/Alagoas. Maceió, 1984.
______. Sistema de esgotamento sanitário de Maceió. Maceió, 2007.
COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO. NTS-
025: Projeto de redes coletoras de esgoto. São Paulo, 2006.
______. NTS-062: Estudo de concepção de sistema de esgoto sanitário. São Paulo,
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______. NTS-109: Levantamento e implantação de projeto executivo de rede coletora
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______. NTS-227: ramal predial de esgoto. São Paulo, 2005.
134
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técnicas. Brasília, 2006.
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136
APÊNDICE DIGITAL
I – Lançamento prévio da rede.
II – Rede coletora complementar detalhada para a área G.
III – Tabela de valores para a Área A.
IV – Tabela de valores para a Área B.
V – Tabela de valores para a Área C.
VI – Tabela de valores para a Área D.
VII – Tabela de valores para a Área E.
VIII – Tabela de valores para a Área F.
IX – Tabela de valores para a Área G.
X – Tabela de valores para a Área H.
XI – Tabela de valores para a Área I.
XII – Tabela de valores para a Área J.
XIII – Posicionamento proposto para as Estações Elevatórias.
XIV – Tabela para auxílio da verificação da velocidade crítica.
137
ANEXO DIGITAL
I – Expansão territorial do bairro do Benedito Bentes (ALVES, 2006).
II – Mapa do bairro do Benedito Bentes (SECRETARIA MUNICIPAL DE
PLANEJAMENTO).
III – Poço de Visita sem Tubo de Queda (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO
DO ESTADO DE SÃO PAULO, NTS 025, 2006).
IV – Poço de Visita com Tubo de Queda Externo (COMPANHIA DE SANEAMENTO
BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO, NTS 025, 2006).
V – Terminal de Inspeção e Limpeza (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO
DO ESTADO DE SÃO PAULO, NTS 025, 2006).
VI – Terminal de Limpeza (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO
ESTADO DE SÃO PAULO, NTS 025, 2006).