fbpx 260711774397346
Engenharia

Saneamento

By 28 de janeiro de 2019 No Comments

Esta aula tem como objetivo descrever os conceitos mais importantes concernentes ao Saneamento para concursos de engenharia civil. O material é baseado nas NBR 7229, NBR 13.969 e NBR 9649, e na lei 11.445/2007 tanto como nos resumos preparados para consolidação do conhecimento da matéria ao longo dos anos.

Considerações Iniciais

Essa aula terá dois enfoques principais, um do ponto de vista legal sendo importante que o aluno conheça a Lei 11.445/2007 em seus aspectos mais pertinentes e outro para os demais aspectos técnicos envolvidos no tema.

LEI 11.445/2007 – Diretrizes Nacionais para o Saneamento Básico

Esta Lei estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política federal de saneamento básico. Os serviços públicos de saneamento básico serão prestados com base nos seguintes princípios fundamentais:

  • Universalização do acesso;
  • Integralidade, compreendida como o conjunto de todas as atividades e componentes de cada um dos diversos serviços de saneamento básico, propiciando a população o acesso a conformidade de suas necessidades e maximizando a eficácia das ações e resultados;
  • Abastecimento de água, esgotamento sanitário, limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos realizados de formas adequadas à saúde pública e a proteção do meio ambiente;
  • Disponibilidade, em todas as áreas urbanas, de serviços de drenagem e de manejo das  águas pluviais adequados a saúde pública e a segurança da vida e do patrimônio público e privado;
  • Adoção de métodos, técnicas e processos que considerem as peculiaridades locais e regionais;
  • Articulação com as políticas de desenvolvimento urbano e regional, de habitação, de combate à pobreza e de sua erradicação, de proteção ambiental, de promoção da saúde e outras de relevante interesse social voltadas para a melhoria da qualidade de vida, para as quais o saneamento básico seja fator determinante;
  • Eficiência e sustentabilidade econômica;
  • Utilização de tecnologias apropriadas, considerando a capacidade de pagamento dos usuários e a adoção de soluções graduais e progressivas;
  • Transparência das ações, baseada em sistemas de informações e processos decisórios institucionalizados;
  • Controle social;
  • Segurança, qualidade e regularidade;
  • Integração das infraestruturas e serviços com a gestão eficiente dos recursos hídricos.
  • Adoção de medidas de fomento à moderação do consumo de água.

Importante: Os recursos hídricos não integram os serviços públicos de saneamento básico.

A utilização de recursos hídricos na prestação de serviços públicos de saneamento básico, inclusive para disposição ou diluição de esgotos e outros resíduos líquidos, e sujeita a outorga de direito de uso, nos termos da Lei 9.433, de 8 de janeiro de 1997, de seus regulamentos e das legislações estaduais.

Não constitui serviço público a ação de saneamento executada por meio de soluções individuais, desde que o usuário não dependa de terceiros para operar os serviços, bem como as ações e serviços de saneamento básico de responsabilidade privada, incluindo o manejo de resíduos de responsabilidade do gerador.

Definições

1.Saneamento básico: conjunto de serviços, infraestruturas e instalações operacionais de:

 

  • Abastecimento de água potável: constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações necessárias ao abastecimento público de água potável, desde a captação até as ligações prediais e respectivos instrumentos de medição;

 

    1. Esgotamento sanitário: constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações operacionais de coleta, transporte, tratamento e disposição final adequados dos esgotos sanitários, desde as ligações prediais até o seu lançamento final no meio ambiente;
    2. Limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos: conjunto de atividades, infraestruturas e instalações operacionais de coleta, transporte, transbordo, tratamento e destino final do lixo doméstico e do lixo originário da varrição e limpeza de logradouros e vias públicas;
    3. Drenagem e manejo das águas pluviais urbanas: conjunto de atividades, infraestruturas e instalações operacionais de drenagem urbana de águas pluviais, de transporte, detenção ou retenção para o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas pluviais drenadas nas áreas urbanas.

2.Gestão associada: associação voluntária de entes federados, por convênio de cooperação ou consórcio público, conforme disposto no art. 241 da Constituição Federal;

3.Universalização: ampliação progressiva do acesso de todos os domicílios ocupados ao saneamento básico;

4.Controle social: conjunto de mecanismos e procedimentos que garantem à sociedade informações, representações técnicas e participações nos processos de formulação de políticas, de planejamento e de avaliação relacionados aos serviços públicos de saneamento básico;

5.Prestação regionalizada: aquela em que um único prestador atende a 2 (dois) ou mais titulares;

6.Subsídios: instrumento econômico de política social para garantir a universalização do acesso ao saneamento básico, especialmente para populações e localidades de baixa renda;

7.Localidade de pequeno porte: vilas, aglomerados rurais, povoados, núcleos, lugarejos e aldeias, assim definidos pela Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE.

 

Titularidade

Os titulares dos serviços públicos de saneamento básico poderão delegar a organização, a regulação, a fiscalização e a prestação desses serviços, nos termos do art. 241 da Constituição Federal e da Lei 11.107, de 6 de abril de 2005. O titular dos serviços formulará a respectiva política pública de saneamento básico, devendo, para tanto:

  1. Elaborar os planos de saneamento básico, nos termos da Lei 11.445/2007;
  2. Prestar diretamente ou autorizar a delegação dos serviços e definir o ente responsável pela sua regulação e fiscalização, bem como os procedimentos de sua atuação;
  3. Adotar parâmetros para a garantia do atendimento essencial à saúde pública, inclusive quanto ao volume mínimo per capita de água para abastecimento público, observadas as normas nacionais relativas à potabilidade da água;
  4. Fixar os direitos e os deveres dos usuários;
  5. Estabelecer mecanismos de controle social;
  6. Estabelecer sistema de informações sobre os serviços, articulado com o Sistema Nacional de Informações em Saneamento;
  7. Intervir e retomar a operação dos serviços delegados, por indicação da entidade reguladora, nos casos e condições previstos em lei e nos documentos contratuais.
  8. A prestação de serviços públicos de saneamento básico por entidade que não integre a administração do titular depende da celebração de contrato, sendo vedada a sua disciplina mediante convênios, termos de parceria ou outros instrumentos de natureza precária.

Excetuam-se do disposto acima:

  1. Os serviços públicos de saneamento básico cuja prestação o poder público nos termos de lei, autorizar para usuários organizados em cooperativas ou associações, desde que se limitem a:
    1. Determinado condomínio;
    2. Localidade de pequeno porte, predominantemente ocupada por população de baixa renda, onde outras formas de prestação apresentem custos de operação e manutenção incompatíveis com a capacidade de pagamento dos usuários;
  2. Os convênios E outros atos de delegação celebrados até o dia 6 de abril de 2005.

A autorização prevista no inciso I acima deverá prever a obrigação de transferir ao titular os bens vinculados aos serviços por meio de termo específico, com os respectivos cadastros técnicos.

São condições de validade dos contratos que tenham por objeto a prestação de serviços públicos de saneamento básico:

  1. A existência de plano de saneamento básico;
  2. A existência de estudo comprovando a viabilidade técnica e econômico-financeira da prestação universal e integral dos serviços, nos termos do respectivo plano de saneamento básico;
  3. A existência de normas de regulação que prevejam os meios para o cumprimento das diretrizes desta Lei, incluindo a designação da entidade de regulação e de fiscalização;
  4. A realização prévia de audiência e de consulta públicas sobre o edital de licitação, no caso de concessão, e sobre a minuta do contrato.

Os planos de investimentos e os projetos relativos ao contrato deverão ser compatíveis com o respectivo plano de saneamento básico. Nos casos de serviços prestados mediante contratos de concessão ou de programa, as normas previstas no inciso III do caput deste artigo deverão prever:

  1. A autorização para a contratação dos serviços, indicando os respectivos prazos e a área a ser atendida;
  2. A inclusão, no contrato, das metas progressivas e graduais de expansão dos serviços, de qualidade, de eficiência e de uso racional da água, da energia e de outros recursos naturais, em conformidade com os serviços a serem prestados;
  3. As prioridades de ação, compatíveis com as metas estabelecidas;
  4. As condições de sustentabilidade e equilíbrio econômico- financeiro da prestação dos serviços, em regime de eficiência, incluindo:
    1. O sistema de cobrança e a composição de taxas e tarifas;
    2. A sistemática de reajustes e de revisões de taxas e tarifas;
    3. A política de subsídios;
    4. Mecanismos de controle social nas atividades de planejamento, regulação e fiscalização dos serviços;
  5. As hipóteses de intervenção e de retomada dos serviços.

Os contratos não poderão conter cláusulas que prejudiquem as atividades de regulação e de fiscalização ou o acesso às informações sobre os serviços contratados.

Na prestação regionalizada, o disposto nos incisos I a IV acima poderá se referir ao conjunto de municípios por ela abrangidos. Nos serviços públicos de saneamento básico em que mais de um prestador execute atividade interdependente com outra, a relação entre elas deverá ser regulada por contrato e haverá entidade única encarregada das funções de regulação e de fiscalização.

A entidade de regulação definirá, pelo menos:

  1. As normas técnicas relativas a qualidade, quantidade e regularidade dos serviços prestados aos usuários e entre os diferentes prestadores envolvidos;
  2. As normas econômicas e financeiras relativas às tarifas, aos subsídios e aos pagamentos por serviços prestados aos usuários e entre os diferentes prestadores envolvidos;
  3. A  garantia de pagamento de serviços prestados entre os diferentes prestadores dos serviços;
  4. Os mecanismos de pagamento de diferenças relativas a inadimplemento dos usuários, perdas comerciais e físicas e outros créditos devidos, quando for o caso;
  5. O sistema contábil específico para os prestadores que atuem em mais de um Município.

O contrato a ser celebrado entre os prestadores de serviços a que se refere o caput deste artigo deverá conter cláusulas que estabelecem pelo menos:

  1. As atividades ou insumos contratados;
  2. As condições e garantias recíprocas de fornecimento e de acesso às atividades ou insumos;
  3. O prazo de vigência, compatível com as necessidades de amortização de investimentos, e as hipóteses de sua prorrogação;
  4. Os procedimentos para a implantação, ampliação, melhoria e gestão operacional das atividades;
  5. As regras para a fixação, o reajuste e a revisão das taxas, tarifas e outros preços públicos aplicáveis ao contrato;
  6. As condições e garantias de pagamento;
  7. Os direitos e deveres sub-rogados ou os que autorizam a sub-rogação;
  8. As hipóteses de extinção, inadmitida a alteração e a rescisão administrativas unilaterais;
  9. As penalidades a que estão sujeitas as partes em caso de inadimplemento;
  10. A designação do órgão ou entidade responsável pela regulação e fiscalização das atividades ou insumos contratados.

Inclui-se entre as garantias previstas no inciso VI acima a obrigação do contratante de destacar, nos documentos de cobrança aos usuários, o valor da remuneração dos serviços prestados pelo contratado e de realizar a respectiva arrecadação e entrega dos valores arrecadados.

No caso de execução mediante concessão de atividades interdependentes acima referidas, deverão constar do correspondente edital de licitação as regras e os valores das tarifas e outros preços públicos a serem pagos aos demais prestadores, bem como a obrigação e a forma de pagamento.

Os entes da Federação, isoladamente ou reunidos em consórcios públicos, poderão instituir fundos, aos quais poderão ser destinadas, entre outros recursos, parcelas das receitas dos serviços, com a finalidade de custear, na conformidade do disposto nos respectivos planos de saneamento básico, a universalização dos serviços públicos de saneamento básico.

Os recursos dos fundos a que se refere o caput deste artigo poderão ser utilizados como fontes ou garantias em operações de crédito para financiamento dos investimentos necessários à universalização dos serviços públicos de saneamento básico.

 

Prestação Regionalizada de Serviços Públicos de Saneamento  Básico

A prestação regionalizada de serviços públicos de saneamento básico é caracterizada por:

  1. Um único prestador do serviço para vários Municípios, contíguos ou não;
  2. Uniformidade de fiscalização e regulação dos serviços, inclusive de sua
  3. remuneração;
  4. Compatibilidade de planejamento.

Na prestação regionalizada de serviços públicos de saneamento básico, as atividades de regulação e fiscalização poderão ser exercidas:

  1. Por órgão ou entidade de ente da Federação a que o titular tenha delegado o exercício dessas competências por meio de convênio de cooperação entre entes da Federação, obedecido o disposto no art. 241 da Constituição Federal;
  2. Por consórcio público de direito público integrado pelos titulares dos serviços.

Os planos de saneamento básico serão revistos periodicamente, em prazo não superior a 4 (quatro) anos, anteriormente a elaboração do Plano Plurianual.

Será assegurada ampla divulgação das propostas dos planos de saneamento básico e dos estudos que as fundamentam, inclusive com a realização de audiências ou consultas públicas.

A delegação de serviço de saneamento básico não dispensa o cumprimento pelo prestador do respectivo plano de saneamento básico em vigor à época da delegação.

Exceto quando regional, o plano de saneamento básico deverá englobar integralmente o território do ente da Federação que o elaborou.

Os reajustes de tarifas de serviços públicos de saneamento básico serão realizados observando-se o intervalo mínimo de 12 (doze) meses, de acordo com as normas legais, regulamentares e contratuais.

As tarifas serão fixadas de forma clara e objetiva, devendo os reajustes e as revisões serem tornados públicos com antecedência mínima de 30 (trinta) dias com relação a sua aplicação.

Os serviços poderão ser interrompidos pelo prestador nas seguintes hipóteses:

  1. Situações de emergência que atinjam a segurança de pessoas e bens;
  2. Necessidade de efetuar reparos, modificações ou melhorias de qualquer natureza nos sistemas;
  3. Negativa do usuário em permitir a instalação de dispositivo de leitura de água consumida, ap6s ter sido previamente notificado a respeito;
  4. Manipulação indevida de qualquer tubulação, medidor ou outra instalação do prestador, por parte do usuário; e
  5. Inadimplemento do usuário do serviço de abastecimento de água, do pagamento das tarifas, após ter sido formalmente notificado.

As interrupções programadas serão previamente comunicadas ao regulador e aos usuários.

A suspensão dos serviços prevista nos incisos III e V acima será precedida de prévio aviso ao usuário, não inferior a 30 (trinta) dias da data prevista para a suspensão.

A interrupção ou a restrição do fornecimento de água por inadimplência a estabelecimentos de saúde, a instituições educacionais e de internação coletiva de pessoas e a usuário residencial de baixa renda beneficiário de tarifa social deverá obedecer a prazos e critérios que preservem condições mínimas de manutenção da saúde das pessoas atingidas.

Desde que previsto nas normas de regulação, grandes usuários poderão negociar suas tarifas com o prestador dos serviços, mediante contrato específico, ouvido previamente o regulador.

Aspectos Técnicos

A prestação dos serviços atenderá a requisitos mínimos de qualidade, incluindo a regularidade, a continuidade e aqueles relativos aos produtos oferecidos, ao atendimento dos usuários e as condições operacionais e de manutenção dos sistemas, de acordo com as normas regulamentares e contratuais.

A União definirá parâmetros mínimos para a potabilidade da água.

O licenciamento ambiental de unidades de tratamento de esgotos sanitários e de efluentes gerados nos processos de tratamento de água considerará etapas de eficiência, a fim de alcançar progressivamente os padrões estabelecidos pela legislação ambiental, em função da capacidade de pagamento dos usuários.

A autoridade ambiental competente estabelecerá procedimentos simplificados de licenciamento para as atividades a que se refere o caput deste artigo, em função do porte das unidades e dos impactos ambientais esperados.

A autoridade ambiental competente estabelecerá metas progressivas para que a qualidade dos efluentes de unidades de tratamento de esgotos sanitários atenda aos padrões das classes dos corpos hídricos em que forem lançados, a partir dos níveis presentes de tratamento e considerando a capacidade de pagamento das populações e usuários envolvidos.

Na ausência de redes públicas de saneamento básico, serão admitidas soluções individuais de abastecimento de água e de afastamento e destinação final dos esgotos sanitários, observadas as normas editadas pela entidade reguladora e pelos órgãos responsáveis pelas políticas ambiental, sanitária e de recursos hídricos.

A instalação hidráulica predial ligada a rede pública de abastecimento de água não poderá ser também alimentada por outras fontes.

Em situação crítica de escassez ou contaminação de recursos hídricos que obrigue a adoção de racionamento, declarada pela autoridade gestora de recursos hídricos, o ente regulador poderá adotar mecanismos tarifários de contingência, com objetivo de cobrir custos adicionais decorrentes, garantindo o equilíbrio financeiro da prestação do serviço e a gestão da demanda.

Com base na legislação vigente, que estabelece diretrizes nacionais para a regulação, o planejamento e a prestação de serviços públicos de saneamento básico, os planos de saneamento básico devem ser compatíveis com os planos das bacias hidrográficas em que estão inseridos. De acordo com o § 3° do art. 19 da Lei 11.445/2007 e sempre que possível, a prestação de serviços públicos de saneamento básico será cobrada, com o propósito de assegurar a sustentabilidade econômico-financeira de tais serviços. De acordo com o art. 29 da Lei 11.445/2007.

Vencidos os principais aspectos legais, vamos agora detalhar os aspectos técnicos envolvidos no tema.

 

Estações de Tratamento de Água (ETA).

Para elaboração do projeto da Estação de Tratamento de Água devem ser observadas as condições indicadas a seguir:

A ETA deve ser localizada em ponto de fácil acesso, em qualquer época do ano.

O terreno para implantação da ETA deve estar situado em local livre de enxurradas e acima da cota de máxima enchente, de modo que esta não comprometa a operação.

Na escolha do local para implantação da ETA, devem ser levados em conta a disponibilidade de vias de acesso, a facilidade de fornecimento de energia elétrica, as posições relativas ao manancial e ao centro de consumo, o corpo receptor de descargas da ETA e a disposição do lodo dos decantadores. Particular atenção deve ser dada à natureza do solo, a fim de prevenir problemas de fundação e construção e oferecer a possibilidade de situar as unidades acima do nível máximo de água do subsolo.

Inexistindo terreno livre de enchentes, exige-se pelo menos que:

  • As  bordas das unidades e dos pisos dos recintos, onde são feitos armazenamentos ou se localizam as unidades básicas para o funcionamento da ETA, estejam situadas pelo menos 1,00 m acima do nível máximo de enchente;
  • A estabilidade da construção, estudada levando em conta a ocorrência de enchentes, deve prever, quando necessárias, obras especiais para  evitar erosão das fundações;
  • As descargas da ETA possam realizar-se sob qualquer cota de enchente.

O acesso à ETA deve contar com estrada em condições de garantir o trânsito permanente das viaturas utilizadas no transporte dos produtos químicos necessários ao tratamento da água.

No caso de ETA em que o consumo global diário de produtos químicos exceda 500 kg, o leito da estrada de acesso deve permitir carga de pelo menos 10 t por eixo, e ter as seguintes características:

  •    Largura mínima – 6 m;
  • Rampa máxima – 10%;
  • Raio mínimo – 30 m.

A área mínima reservada para a ETA deve ser a necessária para permitir a sua implantação, ampliações futuras e a construção de todas as obras indispensáveis ao seu funcionamento, tais como portaria, estações elevatórias, cabine de força, reservatórios, canalizações, áreas e edifícios para armazenamento, oficinas de manutenção, pátios para estacionamento, descarga e manobra de veículos e vias para trânsito de veículos e pedestres.

Toda a área da ETA deve ser fechada de modo a impedir o acesso de pessoas estranhas.

As unidades e o reservatório de água tratada devem ser projetados de modo que as cotas de fundo sejam superiores ao nível máximo do lençol freático. Não sendo isto possível, as estruturas devem ser projetadas de modo a permitir inspeções periódicas, com vista à identificação de defeitos causadores de infiltração pelas paredes ou pelo fundo.

 

Definição dos processos de tratamento

Devem ser considerados os seguintes tipos de águas naturais para abastecimento público:

Tipo A – águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente protegidas, e as demais satisfazendo aos padrões de potabilidade;

Tipo B – águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias não-protegidas, e que possam enquadrar-se nos padrões de potabilidade, mediante processo de tratamento que não exija coagulação;

Tipo C – águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, e que exijam coagulação para enquadrar-se nos padrões de potabilidade;

Tipo D – águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, sujeitas a fontes de poluição, e que exijam processos especiais de tratamento para que possam enquadrar-se nos padrões de potabilidade.

Águas receptoras de produtos tóxicos, excepcionalmente, podem ser utilizadas para abastecimento público, quando estudos especiais garantam sua potabilidade, com autorização e controle de órgãos sanitários e de Saúde Pública competentes.

O tratamento mínimo necessário a cada tipo de água é o seguinte:

Tipo A – desinfecção e correção do pH;

Tipo B – desinfecção e correção do pH e, além disso:

  1. Decantação simples, para águas contendo sólidos sedimentáveis, quando, por meio desse processo, suas características se enquadrem nos padrões de potabilidade; ou
  2. Filtração, precedida ou não de decantação, para águas de turbidez natural, medida na entrada do filtro, sempre inferior a 40 Unidades Nefelométricas de Turbidez (UNT) e cor sempre inferior a 20 unidades, referidas aos Padrões de Platina;

Tipo C – coagulação, seguida ou não de decantação, filtração em filtros rápidos, desinfecção e correção do pH;

Tipo D – tratamento mínimo do tipo C e tratamento complementar apropriado a cada caso.

As unidades devem ser dispostas de modo a permitir o escoamento por gravidade, desde a chegada da água bruta até a saída da água tratada; é permitido o recalque de água apenas para lavagem e usos auxiliares.

Qualquer unidade de um conjunto agrupado em paralelo deve ter dispositivo de isolamento.

Quando existe apenas uma unidade, esta deve ter dispositivo de isolamento com passagem direta da água.

O arranjo dos diferentes grupos deve ser feito considerando a possibilidade de a estação exigir ampliações superiores às previstas.

Os centros de operações devem situar-se próximos das unidades sujeitas ao seu controle.

O acesso às diferentes áreas de operações ou de observação do desenvolvimento dos processos deve ser estudado de modo a evitar escadas ou rampas pronunciadas.

O projeto deve permitir que a ETA seja construída em etapas, sem necessidade de obras provisórias para interligação nem paralisação do funcionamento da parte inicialmente construída.

A conveniência da execução em etapas deve ser fixada levando em conta fatores técnicos, econômicos e financeiros.

O dimensionamento hidráulico deve considerar as vazões mínimas e máximas levando em conta a divisão em etapas e a possibilidade de sobrecargas.

As grades destinam-se a reter materiais grosseiros existentes nas águas superficiais; são utilizadas na ETA quando circunstâncias especiais não permitem a sua localização na captação.

Unidades de micro peneiramento destinam-se a reter sólidos finos não-coloidais em suspensão e podem ser adotadas num dos seguintes casos:

  • Quando a água apresenta algas ou outros microrganismos de tipo e em quantidade tal que sua remoção seja imprescindível ao tratamento posterior;
  • Quando permite a potabilização da água sem necessidade de outro tratamento, exceto desinfecção;
  • Quando permite redução de custos de implantação ou operação de unidades de tratamento subsequentes.

Os aeradores destinam-se a introduzir ar na água para remoção de compostos voláteis e oxidáveis e gases indesejáveis. Os dispositivos de aeração admitidos são:

  • Plano inclinado, formado por uma superfície plana com declividade de 1:2 a 1:3, dotado de protuberâncias destinadas a aumentar o contato da  água com a atmosfera;
  • Bandejas  perfuradas sobrepostas, com ou sem leito percolador, formando conjunto no mínimo com quatro unidades;
  • Cascatas, constituídas de pelo menos quatro plataformas superpostas, com dimensões crescentes de cima para baixo;
  • Escadas, por onde a água deve descer sem aderir às superfícies verticais;
  • Ar comprimido difundido na água contida em tanques;
  • Tanques com aeradores mecânicos;
  • Torre de aeração forçada, com anéis Rashing ou similares;
  • Outros de comprovada eficiência.

A mistura rápida é a operação destinada a dispersar produtos químicos na água a ser tratada, em particular no processo de coagulação, para o qual são destinadas. As condições ideais em termos de gradiente de velocidade, tempo de mistura e concentração da solução de coagulante devem ser determinadas. preferencialmente através de ensaios de laboratório.

Os floculadores são unidades utilizadas para promover a agregação de partículas formadas na mistura rápida.

O período de detenção no tanque de floculação e os gradientes de velocidade a serem aplicados devem ser determinados por meio de ensaios realizados com a água a ser tratada.

Dependendo do porte da estação e a critério do órgão contratante, não sendo possível proceder aos ensaios destinados a determinar o período de detenção adequado, podem ser adotados valores entre 20 min e 30 min, para floculadores hidráulicos, e entre 30 min e 40 min, para os mecanizados.

Os filtros lentos são unidades destinadas a tratar águas tipo B, ou águas que, após pré-tratamento, se enquadrem nas desse tipo. A camada filtrante deve ser constituída de areia, com as seguintes características:

  • Espessura mínima de 0,90 m;
  • Tamanho efetivo de 0,25 a 0,35 mm;
  • Coeficiente de uniformidade menor que 3.

Na falta de areia no local, deve ser previsto tanque destinado a lavagem de areia retirada dos filtros, dotado de extravasor, descarga de fundo e entrada de água bruta e de água filtrada, sendo a areia lavada acumulada em local com capacidade para o volume correspondente a duas retiradas sucessivas.

A transição entre a camada filtrante e o sistema de drenagem dos filtros deve ser feita através de camada suporte, salvo com sistema drenante projetado de forma a dispensá-la.

Os filtros rápidos são unidades destinadas a remover partículas em suspensão, em caso de a água a tratar ser submetida a processo de coagulação (químico), seguido ou não de decantação (físico), ou quando comprovado que as partículas capazes de provocar turbidez indesejada possam ser removidas pelo filtro, sem necessidade de coagulação.

Os filtros podem ser de camada filtrante simples ou dupla, de fluxo ascendente ou descendente, sendo os de fluxo ascendente sempre de camada simples.

A filtração lenta aplicável apenas às águas de pouca turbidez (até 50 ppm), porque ele funciona com taxas de filtração muito baixas, sendo, exigindo, por isso, grandes áreas de terreno e volume elevado de obras civis. Entretanto, é um processo simples e de grande eficiência.

A decantação quase sempre precede a filtração rápida, salvo nos casos de águas brutas de baixa turbidez, quando então é possível efetuar a filtração direta. Entretanto para águas de boa qualidade (pouco turvas) eventualmente mostra-se desnecessária a decantação

Na coagulação e floculação, deseja-se tratar quimicamente a água, de modo que as partículas coloidais sejam desestabilizadas e aglutinadas umas às outras.

Agente desinfetante, normalmente químico, que mata as formas vegetativas, mas não necessariamente as formas esporuladas de microrganismos patogênicos. Geralmente essas substâncias são aplicadas em objetos inanimados.

São agentes desinfetantes o cloro, o ozônio, a luz ultravioleta, os íons de prata. Já o flúor é um elemento químico adicionado à água de abastecimento, durante o tratamento, visando à prevenção da cárie infantil.

A Floculação, decantação e filtração são etapas do tratamento de água comuns, mas nem sempre necessárias e as vezes insuficientes para a garantia da sua potabilidade.

Saneamento básico é a atividade relacionada com o abastecimento de água potável, o manejo de água pluvial, a coleta e tratamento de esgoto, a limpeza urbana, o manejo de resíduos sólidos e o controle de pragas e qualquer tipo de agente patogênico, visando à saúde das comunidades.

Trata-se de serviços que podem ser prestados por empresas públicas ou, em regime de concessão, por empresas privadas, sendo esses serviços considerados essenciais, tendo em vista a necessidade imperiosa desse por parte da população, além da importância para a saúde de toda a sociedade e para o meio ambiente.

A falta de saneamento básico aliada a fatores sócio-econômico-cultural são determinantes para o surgimento de infecções por enteroparasitoses, tendo as crianças o grupo que apresenta maior susceptibilidade às doenças infectocontagiosas.

O saneamento básico é geralmente uma atividade econômica monopolista em todos os países do mundo, já que seu monopólio é um poder típico do Estado, sendo que este pode delegar às empresas o direito de explorar estes serviços através das chamadas concessões de serviços públicos. Tendo em vista a dificuldade física e prática em se assentar duas ou três redes de água e/ou esgotos de empresas diferentes no equipamento urbano, geralmente, apenas uma empresa, seja pública ou privada, realiza e explora economicamente esse serviço.

O setor de saneamento básico também se caracteriza por necessidade de um elevado investimento em obras e constantes melhoramentos, sendo que os resultados destes investimentos, na forma de receitas e lucros, são de longa maturação.

Os objetivos do saneamento são:

  • Abastecimento de água;
  • Coleta, remoção, tratamento e disposição final dos esgotos;
  • Coleta, remoção, tratamento e disposição final dos resíduos sólidos lixos;
  • Drenagem das águas pluviais;
  • Higiene dos locais de trabalho e de lazer, escolas e hospitais;
  • Higiene e saneamento dos alimentos;
  • Controle de artrópodes e de roedores (vetores de doenças);
  • Controle da poluição do solo, do ar e da água, poluição sonora e visual;
  • Saneamento em épocas de emergências (quando ocorrem calamidades, com: enchentes, terremotos, maremotos, tufões, ciclones etc., ou ocorrem epidemias de determinadas doenças).

O saneamento básico abrange o abastecimento de água, o esgotamento sanitário, o manejo de resíduos sólidos e o manejo de águas pluviais e outras ações de saneamento básico de interesse para a melhoria da salubridade ambiental, incluindo o provimento de banheiros e unidades hidrossanitárias para populações de baixa renda.

Tratamento de esgoto: características físicas, químicas e biológicas.

A qualidade da água é determinada pela presença de inúmeros elementos e compostos que podem ocorrer na forma sólida, líquida ou gasosa. Estas substâncias são provenientes do ar, na etapa de precipitação atmosférica; do solo sobre o qual a água circula ou é armazenada e, principalmente devido ao lançamento de poluentes das atividades antrópicas.

Estes elementos ou compostos ocorrem tanto em solução quanto em suspensão e são identificados mediante procedimentos padronizados de laboratório, classificados em parâmetros físicos, químicos e biológicos de análise da água.

Podemos agrupar estes parâmetros em três grandes grupos, em função do aproveitamento dos recursos hídricos:

  •    Estéticos: cor, turbidez, odor, sabor.
  • Fisiológicos: toxicidade, patogenicidade, salinidade.
  • Ecológicos: pH, oxigênio dissolvido, produtividade primária.

Os parâmetros estéticos levam em conta a percepção do usuário. A cor, turbidez, odor, sabor, materiais em suspensão ou flutuantes na água não causam necessariamente riscos para sustentação da vida animal ou vegetal.

Os parâmetros fisiológicos são os que afetam a saúde especialmente do ser humano. A classificação de água potável requer ausência de organismos patogênicos bem como de substâncias tóxicas.

Os parâmetros ecológicos são os que interferem na vida e reprodução dos organismos aquáticos. Neste caso a qualidade da água determina se o ambiente aquático é propício à biota aquática.

A seleção das técnicas de tratamento de efluentes requer a identificação dos poluentes a serem destruídos ou removidos, o que é realizado pelo estudo e inter-relação entre as características físicas, químicas e biológicas das águas residuárias.

 

Características físicas

As características físicas de interesse para identificação de poluentes em águas residuárias são baseadas nas seguintes análises:

  • Turbidez
  • Cor
  • Odo
  • Temperatura
  • Quantidade de matéria sólida
  • Condutividade elétrica
  • Vazão

Análises físicas adicionais podem ser requeridas em casos particulares, tais como a radioatividade, massa específica, viscosidade.

São empregados diversos parâmetros para identificação de poluentes presentes em águas residuárias. Entretanto, podemos destacar a matéria sólida como um dos mais importantes, pois indica de maneira rápida e simplificada a quantidade total de impurezas presentes na água.

Os sólidos suspensos correspondem às impurezas presentes na água com tamanho médio superior a 1μ. A técnica de análise emprega membrana filtrante que retém as partículas com tamanho maior que 1μ (0,47 a 1,2μ) e posterior pesagem da membrana para determinação do seu incremento de massa. Por consequência, os sólidos dissolvidos correspondem a parcela das impurezas que passa através da mesma membrana. Ambos são expressos em unidades de mg/L.

Adicionalmente, os sólidos voláteis podem ser relacionados a impurezas de origem orgânica, enquanto os sólidos fixos dizem respeito à presença de impurezas de origem mineral.

A identificação do tamanho e origem das impurezas consiste na primeira etapa de identificação das tecnologias de tratamento de efluentes.

A sedimentação e filtração podem ser empregadas para remoção de sólidos suspensos, enquanto que a coagulação química permite a remoção adicional de parcela dos sólidos dissolvidos (coloidais). Trataremos destes processos mais adiante.

Os sólidos sedimentáveis    correspondem    a parcela dos sólidos suspensos que sedimenta num intervalo de tempo padrão (30 min) e são expressos em ml/L. Emprega-se um cone Imhoff para facilitar a leitura do volume de lodo. Este parâmetro é importante e de fácil leitura e permite avaliar o desempenho dos decantadores primários empregados no tratamento de efluentes.

A turbidez está relacionada à presença de sólidos em suspensão e indica o desempenho das unidades de clarificação da água. Pode ser medida por sensores online o que facilita o seu emprego para monitoramento de processos de tratamento.

A avaliação da cor em águas residuárias indica a presença de poluentes coloidais ou dissolvidos, sendo usualmente avaliada em conjunto com a turbidez para monitoramento de processos de tratamento.

O odor indica o grau de septicidade das águas residuárias e deve ser controlado devido ao desconforto e risco ambiental que pode causar para as comunidades próximas a uma estação de tratamento. O consumo do oxigênio gasoso presente na água por microrganismos resulta em condições anaeróbias com possibilidade de produção de gás sulfídrico, o que ocorre de maneira mais intensa em condições de verão.

A temperatura afeta a velocidade das reações químicas e bioquímicas bem como a viscosidade e densidade da água. A temperatura seleciona diferentes grupos de microrganismos nas águas residuárias.

Valores abaixo de 4°C inibem a atividade dos microrganismos presentes na água, o que é vantajoso para preservação de amostras. Temperaturas acima de 55°C aceleram a destruição de organismos patogênicos, porém podem reduzir igualmente o metabolismo bacteriano, o que prejudica a eficiência do tratamento.

A vazão é uma das características físicas mais importantes no projeto de estações de tratamento de efluentes, podendo ser calculada a partir do consumo de água de uma determinada população ou atividade industrial. A elaboração de um hidrograma de vazões permite identificar os valores extremos (máximo e mínimo), porém requer a existência de rede coletora de esgotos.

Como na maioria dos casos a rede coletora é inexistente ou parcialmente implantada, as vazões máxima e mínima são calculadas a partir de coeficientes (p.ex. K1x K2) definidos no projeto da rede pública de abastecimento de água.

O disco de Secchi é um disco especialmente construído para medir a transparência e o nível de turbidez de corpos de água como oceanos, lagos e rios.

Tradicionalmente o disco vem montado em uma vara, corda, ou fita, para ser baixado, aos poucos, às profundezas das águas. O objetivo é registrar precisamente a profundidade na qual o padrão gráfico do disco não pode mais ser detectado a olho nu.

Essa medida denomina-se profundidade de Secchi. Atualmente também existem modelos de instrumentos eletrônicos manuais a venda no mercado que simulam o disco de Secchi tradicional.

 

Características químicas

As análises químicas podem ser classificadas em: orgânicas e inorgânicas.

Os principais poluentes orgânicos em águas residuárias são os carboidratos, proteínas e gorduras, e dependendo da fonte de poluição podem também ocorrer grande variedade de compostos orgânicos oriundos de processos industriais ou agrícolas (hidrocarbonetos, tensoativos, defensivos agrícolas). Entretanto, devido à grande variedade destes resíduos, a identificação de cada um destes compostos pode consumir muito tempo e apresentar custo elevado.

Desta forma, prefere-se o uso de parâmetros que permitem a quantificação global destes poluentes, destacando-se:

Demanda bioquímica de oxigênio (DBO): Mede o consumo de gás oxigênio requerido por microrganismos para degradação da matéria orgânica presente na água. Portanto, permite estimar, de maneira indireta, o impacto da descarga de águas residuárias contendo poluentes orgânicos (biodegradáveis) nos mananciais hídricos.

A DBO é medida na temperatura de 20 °C em intervalo de tempo padronizado de 5 dias (DBO5). Também pode ser medido o consumo de O2 no intervalo de 20 dias (DBO20), o que engloba o consumo de O2 para bioxidação da matéria orgânica carbonácea e do nitrogênio amoniacal. O valor da DBO é expresso em termos de mg O2/L.

Demanda química de oxigênio (DQO): Mede o consumo de oxidante químico energético requerido para destruição da matéria orgânica presente na água (biodegradável ou não) sendo a quantidade de oxidante consumido expresso em termos de massa de O2 contido no oxidante por unidade de volume de água (mg O2/L).

A relação entre o valor da DBO e DQO permite estimar a fração dos poluentes que podem ser removidos num sistema de tratamento biológico.

A análise de carbono orgânico total (COT) pode também ser empregada na avaliação de poluentes orgânicos presentes na água com a vantagem de medir diretamente a massa de carbono orgânico, ao invés da estimativa do consumo de O2 requerido para sua oxidação.

Da mesma forma que mencionado para poluentes orgânicos, ocorre grande variedade de resíduos inorgânicos nas águas residuárias. Nesta etapa são destacados os seguintes parâmetros:

  • PH
  • Acidez
  • Alcalinidade
  • Nitrogênio
  • Fósforo
  • Metais
  • Gases

O pH é um indicador do equilíbrio entre substâncias ácidas e básicas presentes na água. A sua importância é devido a sua influência sobre a velocidade das reações químicas e bioquímicas. Processos biológicos requerem valor do pH na faixa do neutro (pH= 7), sendo toleradas variações máximas de até duas unidades na faixa ácida ou básica.

A acidez e alcalinidade da água residuária pode afetar o valor do pH, entretanto as águas residuárias normalmente contêm substâncias com capacidade “tampão”, que auxiliam na estabilidade do pH nos processos de tratamento.

A avaliação da presença de nitrogênio e fósforo nas águas residuárias é de grande interesse devido ao risco de eutrofização dos corpos d’água receptores.

O desenvolvimento exagerado de organismos fotossintetizantes (algas) pode causar toxicidade ao ambiente aquático bem como, prejuízos à qualidade da água para abastecimento urbano e industrial.

A presença de metais na água também pode causar toxicidade e inviabilizar o seu uso para abastecimento urbano, principalmente, no caso de metais pesados, como o níquel, cromo, cádmio, mercúrio e outros.

A água pode conter grande variedade de gases dissolvidos, destacando- se a presença do oxigênio, essencial para a vida aquática. Outros gases podem estar dissolvidos, sendo o gás sulfídrico e gás amônia os de maior preocupação devido à toxicidade que causam aos seres vivos.

A DBO é o parâmetro mais usual de indicação de poluição orgânica da água. No teste DBO, quantifica-se o consumo de oxigênio dissolvido (OD), que permite estimar, de maneira indireta, o impacto da descarga de águas residuárias contendo poluentes orgânicos (biodegradáveis) nos mananciais hídricos.

São critérios de rejeição da amostra de água a ser analisada:

  • Amostras de água congeladas;
  • Amostras que ultrapassarem 24h até a realização da análise;
  • Amostras com vazamento;
  • Amostras contaminadas com qualquer tipo de fita adesiva ou alfinete na bolsa ou com o derretimento do gelo da caixa de isopor;
  • Amostras sem identificação, com rasuras;
  • Amostras em acondicionamento divergente ao padronizado.

 

Características biológicas

Os principais organismos encontrados nos esgotos são as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus e os helmintos.

As bactérias constituem o grupo mais importante do ponto vista biológico, já que são os responsáveis pela decomposição e estabilização da matéria orgânica.

Há vários organismos num corpo d’água que indicam uma forma qualquer de poluição, mas para indicar a poluição fecal e para determinar a extensão desta poluição adota-se como indicador as bactérias de origem fecal a seguir:

  • Coliformes  totais (CT)
  • Coliformes fecais (CF)
  • Escherichia-coli ou E-coli (EC)
  • Enterococos fecais (EF)
  • Estreptococos fecais (EsF)

Coliformes totais são indicadores de poluição humana, mas não necessariamente, já que estes podem se desenvolver em vegetais, no solo e serem arrastados para a água.

Já os coliformes fecais constituem um subgrupo dos coliformes totais, diferenciados por serem tolerantes a temperaturas mais elevadas, sendo, praticamente de origem fecal.

E-coli, os Enterococos e os estreptococos são de origem da flora intestinal humana ou de animais de sangue quente.

Os fungos são classificados num reino separado das plantas, animais e bactérias. Uma grande diferença é o facto de as células dos fungos terem paredes celulares que contêm quitina, ao contrário das células vegetais, que contêm celulose.

Os protozoários são também parasitas típicas de fezes humanas, cujos cistos de giárdia lamblia, entamoeba estolytica e cryptosporidia, podem causar enfermidades como – giardíase, amebíase e cryptosporidíase respectivamente. Todos estes grupos descritos são causadores das doenças de veiculação hídrica.

Os helmintos são parasitas cujos ovos podem ser encontrados nos esgotos, destacando-se os nematoides (Ascaris lombricoides e trichures trichiura) de origem humana e são mais popularmente conhecidos como “lombrigas”.

A Escherichia, um dos gêneros que constituem o grupo de coliformes fecais, bastante utilizada como indicador de contaminação da água,     pois aparece em grande quantidade e apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, sua resistência às condições climáticas é bastante semelhante à dos microrganismos patogênicos intestinais e sua identificação requer técnicas simples e de baixo custo.

Estação de Tratamento de Efluente (ETE)

O funcionamento de uma ETE compreende basicamente as seguintes etapas: pré-tratamento (gradeamento e desarenação), tratamento primário (floculação e sedimentação), tratamento secundário (processos biológicos de oxidação), tratamento do lodo e tratamento terciário (polimento da água).

O tratamento preliminar é constituído unicamente por processos físicos. Nesta etapa, é feita a remoção dos materiais em suspensão, através da utilização de grelhas e de crivos grossos (gradeamento), e a separação da água residual das areias a partir da utilização de canais de areia (desarenação).

O gradeamento é a etapa na qual ocorre a remoção de sólidos grosseiros, onde o material de dimensões maiores do que o espaçamento entre as barras é retido. Há grades grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), grades médias (espaços entre 2,0 a 4,0 cm) e grades finas (entre 1,0 e 2,0 cm) que têm pôr objetivo reter o material sólido grosseiro em suspensão no efluente. As principais finalidades do gradeamento são:

  • Proteção dos dispositivos de transporte dos efluentes (bombas e tubulações);
  • Proteção das unidades de tratamento subsequentes e proteção dos corpos receptores.

Na desarenação ocorre a remoção da areia por sedimentação. Este mecanismo ocorre da seguinte maneira: os grãos de areia, devido às suas maiores dimensões e densidade, vão para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, de sedimentação bem mais lenta, permanece em suspensão, seguindo para as unidades seguintes.

As finalidades básicas da remoção de areia são:

  • Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações;
  • Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques, orifícios, sifões, e facilitar o transporte do líquido, principalmente a transferência de lodo, em suas diversas fases.

O tratamento primário é constituído unicamente por processos físico-químicos. Nesta etapa procede-se a equalização e neutralização da carga do efluente a partir de um tanque de equalização e adição de produtos químicos. Seguidamente, ocorre a separação de partículas líquidas ou sólidas através de processos de floculação e sedimentação, utilizando floculadores e decantador (sedimentador) primário.

O processo de coagulação, ou floculação, consiste na adição de produtos químicos que promovem a aglutinação e o agrupamento das partículas a serem removidas, tornando o peso específico das mesmas maior que o da água, facilitando a decantação.


A decantação primária consiste na separação sólido (lodo) – líquido (efluente bruto) por meio da sedimentação das partículas sólidas.

Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares. Os efluentes fluem vagarosamente através dos decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão, que apresentam densidade maior do que a do líquido circundante, sedimentem gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto, pode ser adensada no poço de lodo do decantador e enviada diretamente para a digestão ou ser enviada para os adensadores.

Dependendo da natureza e da granulometria do sólido, as peneiras rotativas podem substituir o sistema de gradeamento ou serem colocadas em substituição aos decantadores primários. A finalidade é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos furos da tela. O fluxo atravessa o cilindro de gradeamento em movimento, de dentro para fora. Os sólidos são retidos em função da perda de carga na tela, removidos continuamente e recolhidos em caçambas.

O tratamento secundário é a etapa na qual ocorre a remoção da matéria orgânica, por meio de reações bioquímicas. Os processos podem ser Aeróbicos ou Anaeróbicos.

Os processos Aeróbios simulam o processo natural de decomposição, com eficiência no tratamento de partículas finas em suspensão. O oxigênio é obtido por aeração mecânica (agitação) ou por insuflação de ar. Já os Anaeróbios consistem na estabilização de resíduos feita pela ação de microrganismos, na ausência de ar ou oxigênio elementar. O tratamento pode ser referido como fermentação mecânica.

No tanque de aeração, a remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microrganismos aeróbios (bactérias, protozoários, fungos etc.).


A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material orgânico contido nos efluentes, de tal forma que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos.

Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular (crescimento e reprodução dos microrganismos).

Na decantação secundária e retorno do lodo ocorre a clarificação do efluente e o retorno do lodo.

Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo de lodos ativados. São os responsáveis pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada.

O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é necessário para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de microrganismos e manter uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o material orgânico.

O efluente líquido oriundo do decantador secundário pode ser descartado diretamente para o corpo receptor, pode ser oferecido ao mercado para usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins, ou passar por tratamento para que possa ser reutilizado internamente.

No descarte do lodo, os sólidos suspensos, lodo produzido diariamente correspondente à reprodução das células que se alimentam do substrato, deve ser descartado do sistema para que este permaneça em equilíbrio (produção de sólidos = descarte de sólidos).

O lodo excedente extraído do sistema é dirigido para a seção de tratamento de lodo.

O adensamento do lodo acontece a redução do volume do lodo. Como o lodo contém uma quantidade muito grande de água, deve-se realizar a redução do seu volume.

Esta etapa ocorre nos Adensadores e nos Flotadores. O adensamento é o processo para aumentar o teor de sólidos do lodo e, consequentemente, reduzir o seu volume. Desta forma, as unidades subsequentes, tais como a digestão, desidratação e secagem, beneficiam-se desta redução. Dentre os métodos mais comuns, temos o adensamento por gravidade e por flotação.

O adensamento por gravidade do lodo tem por princípio de funcionamento a sedimentação por zona, sistema similar aos decantadores convencionais. O lodo adensado é retirado do fundo do tanque.

No adensamento por flotação, o ar é introduzido na solução através de uma câmara de alta pressão.

Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido forma microbolhas que se dirigem para cima, arrastando consigo os flocos de lodo que são removidos na superfície.

Na digestão anaeróbia ocorre a estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente no lodo fresco. A digestão é realizada com as seguintes finalidades:

  • Destruir ou reduzir os microrganismos patogênicos;
  • Estabilizar total ou parcialmente as substâncias instáveis e matéria orgânica presentes no lodo fresco;
  • Reduzir o volume do lodo através dos fenômenos de liquefação, gaseificação e adensamento;
  • Dotar o lodo de características favoráveis à redução de umidade e permitir a sua utilização, quando estabilizado convenientemente, como fonte de húmus ou condicionador de solo para fins agrícolas.

A estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente no lodo fresco também pode ser realizada através da adição de produtos químicos. Esse processo é denominado estabilização química do lodo.

No condicionamento químico do lodo ocorre a estabilização do lodo pelo uso de produtos químicos tais como: cloreto férrico, cal, sulfato de alumínio e polímeros orgânicos.

O condicionamento químico, usado antes dos sistemas de desidratação mecânica, tais como filtração, centrifugação, etc., resulta na coagulação de sólidos e liberação da água adsorvida.

Na desidratação do lodo é feita a remoção de umidade do lodo, com o uso de equipamentos tais como: centrífuga, filtro prensa ou belt press.

A secagem térmica do Lodo é um processo de redução de umidade através de evaporação de água para a atmosfera com a aplicação de energia térmica, podendo-se obter teores de sólidos da ordem de 90 a 95%. Com isso, o volume final do lodo é reduzido significativamente.

O tratamento terciário pode ser empregado com a finalidade de se conseguir remoções adicionais de poluentes em águas residuárias, antes de sua descarga no corpo receptor e/ ou para recirculação em sistema fechado. Essa operação é também chamada de “polimento”.

Em função das necessidades de cada indústria, os processos de tratamento terciário são muito diversificados; no entanto pode-se citar as seguintes etapas: filtração, cloração ou ozonização para a remoção de bactérias, absorção por carvão ativado, e outros processos de absorção química para a remoção de cor, redução de espuma e de sólidos inorgânicos tais como: eletrodiálise, osmose reversa e troca iônica.

Considerando-se que, na estação de tratamento de esgoto, o esgoto seja tratado com lodos ativados em nível terciário, é incorreto afirmar que o corpo d’água receptor para onde toda a água corre está livre da influência dos resíduos gerados pelas unidades, pois o tratamento de esgotos adequa a água a um nível de contaminação tolerável pelo corpo d’água receptor, mas não se pode afirmar que a água está 100% livre da influência de resíduos.

A presença de bactérias acumuladas nos filtros anaeróbios é essencial para a decomposição da matéria orgânica presente no esgoto sanitário.

Os filtros anaeróbios consistem basicamente em tanques, contendo leito de pedras ou outros materiais de enchimento, como garrafas pet e plásticos recicláveis rígidos.

Na superfície de cada peça do material de enchimento ocorre a fixação e o desenvolvimento de microrganismos na forma de biofilme e também se agrupam microrganismos, na forma de flocos ou grânulos, nos interstícios do material de suporte do biofilme. Sendo o fluxo dos esgotos por meio desses interstícios, em fluxo ascendente ou descendente, permite que os microrganismos retidos no reator processem a bioconversão da matéria orgânica nos esgotos, executando um polimento do efluente pré-tratado.

A remoção de areias faz parte da etapa de tratamento preliminar em uma estação compacta de tratamento de efluentes. O tratamento preliminar é constituído unicamente por processos físicos. Nesta etapa, é feita a remoção dos materiais em suspensão, através da utilização de grelhas e de crivos grossos (gradeamento), e a separação da água residual das areias a partir da utilização de canais de areia (desarenação).

As estações compactas de tratamento de esgotos são perfeitamente aplicadas para tratar os esgotos de residências, conjuntos residenciais, edifícios de escritórios, shopping centers, indústrias com efluentes orgânicos, chácaras, hotéis, motéis, pousadas, restaurantes, condomínios residenciais e comerciais, pequenos bairros e distritos urbanos.

 

Sistemas de coleta e transporte de esgotos

Os sistemas de coleta e transporte de esgotos podem ser individuais o u coletivos.

Os sistemas individuais são adotados normalmente para o atendimento unifamiliar e é constituído por uma fossa séptica e um dispositivo de i n f i l t r a ç ã o No solo que poderá ser um poço negro (sumidouro) ou outro dispositivo de irrigação subsuperficial (valas).

Para que estes sistemas funcionem satisfatoriamente as habitações têm que ser esparsas (lotes grandes com elevada percentagem de área livre), o solo deverá apresentar boas condições de infiltração, e o lençol freático deve estar em uma profundidade adequada para não haver risco de contaminação por microrganismos transmissores de doenças (microrganismos patogênicos).

Os sistemas coletivos são adotados para o atendimento de uma comunidade e são constituídos de canalizações que recebem os esgotos para transportar adequadamente ao destino final. O atendimento de uma comunidade, como por exemplo: uma vila ou um loteamento poderá ser feita com uma fossa séptica coletiva que terá também a função de tratamento dos esgotos, desde que exista área disponível e que as características do solo e de nível de lençol subterrâneo permitam a infiltração dos esgotos sem riscos de contaminação.

Os sistemas coletivos de coleta e transporte dos esgotos poderão ser unitários ou separadores.

No sistema unitário a coleta é feita dos esgotos juntamente com as águas pluviais e normalmente não é utilizado por exigir investimentos iniciais maiores, devidos principalmente ao grande diâmetro das canalizações, bem como também por apresentarem alguns inconvenientes:

  • Problemas em regiões onde as precipitações são muito intensas (regiões tropicais);
  • Poluição dos corpos receptores porque os sistemas de tratamento não podem ser dimensionados para tratar toda a vazão (vazão dos esgotos e vazão da chuva), logo, uma parcela destes esgotos, em períodos críticos, extravasa para o corpo receptor sem tratamento;
  • Problemas de mau cheiro em certas partes do sistema (bocas de lobo).

Já o sistema separador tem o objetivo de coletar exclusivamente os esgotos sanitários e apresentam como grande vantagem o reduzido custo (canalizações de menor diâmetro), o que já justifica o seu emprego, mas além do custo este sistema apresenta outras vantagens:

  • O afastamento das águas pluviais em separado pode ser feito através dos vários lançamentos ao longo dos cursos de água, evitando-se o transporte das águas pluviais a longa distância;
  • Possibilidade de planejamento das obras para a execução em etapas, de acordo com a sua importância e as disponibilidades econômicas da comunidade;
  • Redução da possibilidade de poluição dos cursos de água (não ocorrerá extravasão dos esgotos nos períodos de precipitação intensa);
  • Permite o emprego de vários materiais para as tubulações de esgotos (tubos de cerâmica, tubos de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro fundido).

Os sistemas normalmente não são totalmente separadores, pois no próprio conceito de esgoto sanitário já estão incluídas parcelas de esgoto industrial (admissível a tratamento juntamente com o esgoto doméstico), águas de infiltração e a contribuição pluvial parasitária (proveniente do encaminhamento acidental ou clandestino das águas pluviais).

Em princípio as águas pluviais não deveriam chegar aos coletores de sistemas separadores, mas na prática isto ocorre devido a defeitos nas instalações e ligações clandestinas (lançamento de águas de chuva nos sistemas de esgotos), mas estas ligações clandestinas deverão ser fiscalizadas e controladas porque poderão dificultam as operações dos sistemas.

As águas de infiltração são as contribuições indevidas provenientes do subsolo que são genericamente chamadas de infiltração, que penetram nos sistemas pelas tubulações defeituosas (paredes, conexões e juntas), através das estruturas dos órgãos acessórios (poços de visita, tubos de inspeção e limpeza, terminal de limpeza) estações elevatórias, etc.

De acordo com a NBR 9649 a parcela que deve sempre ser considerada no cálculo da vazão, mesmo sendo o sistema separador, é a ocasionada pelas infiltrações. Esta parcela é chamada de taxa de infiltração e depende principalmente do tipo de material empregado, da qualidade do assentamento das tubulações bem como das características do solo (nível do lençol freático, tipo de solo e permeabilidade do solo). O coletor predial às vezes pode assumir importância fundamental na taxa de infiltração devido a sua grande extensão bem como a falta de cuidado na sua execução.

A contribuição devida às águas pluviais, de acordo com a NBR 12207 deve ser analisada apenas no dimensionamento dos interceptores.

O sistema separador poderá ser do tipo convencional, ou do tipo alternativo. O tipo convencional é normalmente adotado para o esgotamento do esgoto sanitário de um município e pode ser composto das seguintes unidades:

Rede coletora (tubulações, conexões, peças especiais e órgãos acessórios/PV-TIL-TL-CP);

  • Estações elevatórias
  • Estações de tratamento;
  • Disposição final;

Sistema convencional

Como os sistemas convencionais apresentam um alto custo, dificultando ou mesmo impedindo um maior atendimento às populações, principalmente de baixa renda, outros sistemas coletivos de esgotamento sanitário foram concebidos nos últimos anos (Sistema Condominial de Esgotos, Sistema de Pequenos Diâmetros por Gravidade, Sistema Pressurizado e Sistema a Vácuo).

Os sistemas alternativos de esgotos criam uma nova forma de relação entre a população e o poder público, proporcionando uma maior participação da população que deve participar no planejamento e nas decisões, têm parcela de responsabilidade na operação do sistema e se possível também auxilia na execução dos serviços.

Nestes sistemas em princípio a medida que aumenta a participação da comunidade, menor serão os custos e maior será a eficiência do sistema. Estes sistemas estão forçando uma mudança nos padrões técnicos que muitas vezes estão associados a sofisticações e a um elevado nível de segurança que ocasionam normalmente maiores custos. Estes sistemas estão permitindo o atendimento de um maior número de pessoas, conta com a participação da população e implicam em menores custos, entretanto, isto é uma cultura que não se caracteriza por um saneamento de segunda categoria para uma população de segunda classe, mas sim uma correta avaliação da nossa realidade que não permite um atendimento a todos com a manutenção dos padrões atuais.

Os sistemas alternativos deverão ter tratamento e a disposição final como etapas indispensáveis na sua concepção, e, portanto, o tratamento e a disposição final devem ser projetados e implantados juntamente com as demais unidades do sistema.

No Brasil, o Sistema Condominial de Esgotos e o Sistema de Pequenos Diâmetros por Gravidade são os sistemas que tem uma melhor aceitação.

O Sistema Condominial de Esgotos tem uma concepção de traçado de rede em condomínios, que na realidade são grupos de usuários onde normalmente a unidade de esgotamento é a quadra urbana.

Sistema condominial

O ramal condominial (DN = 100 mm) passa pelo interior dos lotes e recebe os esgotos de uma caixa de inspeção individual (0,40 m x 0,40 m) à qual estão conectadas as instalações prediais. Neste caso deverá haver um pacto entre vizinhos possibilitando a passagem dos esgotos pelos lotes, bem como futuras operações de manutenção do sistema, mas em princípio cada condômino deve assumir a parcela do sistema situado em seu lote. Os ramais condominiais descarregam o esgoto na rede coletora pública que conduz o esgoto para tratamento, sendo a operação e a manutenção do ramal condominial de responsabilidade do condomínio.

Como vimos, os sistemas coletivos de coleta e transporte de esgotos classificam-se em unitários, separadores convencionais ou alternativos. Neste último tipo, à medida que há mais participação das pessoas, especialmente das de baixa renda, a eficiência do sistema aumenta e os custos diminuem.

Sistemas urbanos de esgotos

A coleta e o transporte das águas residuárias (esgoto) desde a origem até o lançamento final constituem o fundamento básico do saneamento de uma população.

Os condutos que recolhem e transportam essas vazões são denominados de coletores e o conjunto deles compõem a rede coletora. A rede coletora, os emissários, as unidades de tratamento, etc., compõem o que é denominado de sistema de esgotos sanitários. O estudo dos sistemas de esgotamento, suas unidades e seus elementos acessórios envolvem, naturalmente, uma terminologia própria a qual será objeto de estudo desta aula.

Dependendo da ocorrência de áreas onde os coletores não possam continuar ou mesmo desaguar o esgoto bruto, deverá ser projetado interceptores, assim como a necessidade de transporte de vazões finais para pontos distantes da área de coleta forçará a construção de um emissário. O lançamento subaquático no mar ou sobre rios caudalosos normalmente poderá ser realizado através de emissários com elevatória na extremidade de montante.

As estações de tratamento de esgotos (ETE) ocorrerão quando os corpos receptores das vazões esgotáveis não possuírem capacidade de absorção da carga orgânica total. A capacidade das ETE será dimensionada de modo que o efluente contenha em seu meio uma carga orgânica suportável pelo corpo receptor, ou seja, que não lhe cause alterações danosas ao seu equilíbrio com o ambiente natural.

A ocorrência de estações elevatórias é frequente em cidades de grande porte, situadas em áreas planas ou mesmo com declividades superficiais inferiores às mínimas requeridas pelos coletores para seu funcionamento normal.

Nestas ocorre que no desenvolvimento das tubulações coletoras, estas vão continuamente afastando-se da superfície até atingirem profundidades inaceitáveis em termos práticos, requerendo assim, que se elevem as cotas dos coletores a profundidades mínimas ou racionais, sendo isto somente possível através de instalações de recalque de cujo efluente partirá um novo coletor que poderá, eventualmente, até terminar em outra unidade de recalque.

Por uma situação similar a ocorrência de estações elevatórias é frequente em interceptores extensos, principalmente aqueles que protegem margens aquáticas, nos emissários e nas entradas das ETE, visto serem estas normalmente estruturas a céu aberto (lagoas de estabilização, filtros biológicos e valos de oxidação) ou fechadas, mas apoiadas na superfície (biodigestores).

Os sifões invertidos e as tubulações de recalque das elevatórias são as únicas unidades convencionais a funcionarem sob pressão nos sistemas de esgotos sanitários. Na impossibilidade da transposição em linha reta, inclinada corretamente, pela existência no local de obstáculos de qualquer natureza e que não possam ser removidos ou “atravessados”, a indicação mais viável, em termos de economia de operação, é o sifão invertido, considerando que o escoamento, embora sob pressão, dar-se-á por gravidade, evitando assim, o consumo contínuo de energia elétrica e equipamentos de recalque permanentes, como nas estações elevatórias.

Diversos autores classificam poços de visita e dispositivos substitutos destes, como órgãos acessórios obrigatórios das redes, enquanto que citam como acessórios eventuais sifões invertidos, considerando que estes funcionam juntos aos coletores com vazões contínuas e por gravidade, ocupando como os poços de visita, um espaço natural das tubulações transportadoras, e também os tanques fluxíveis por estes permitirem o funcionamento ininterrupto dos trechos à jusante.

Veja na figura abaixo que a questão traz o conceito de recobrimento. É importante diferenciar da profundidade do coletor e da profundidade da vala.

Sifão invertido é um trecho rebaixado com escoamento sob pressão, cuja finalidade é transpor obstáculos, depressões do terreno ou cursos d’água.

O interceptor é uma tubulação que recebe os coletores ao longo de sua extensão, não recebendo ligações prediais diretas.

O emissário é uma tubulação que transporta os esgotos a um destino (estação de tratamento, lançamento final, elevatória), sem receber nenhuma contribuição ao longo de sua extensão.

Poço de visita é uma câmara visitável através de uma abertura existente na sua parte superior, ao nível do terreno, destinado a permitir a reunião de dois ou mais trechos consecutivos e a execução dos trabalhos de manutenção nos trechos a ele ligados.

Um poço de visita convencional possui dois compartimentos distintos que são a chaminé e o balão, construídos de tal forma a permitir fácil entrada e saída do operador e espaço suficiente para este operador executar as manobras necessárias ao desempenho das funções para as quais a câmara foi projetada.

O balão ou câmara de trabalho é o compartimento principal da estrutura, de seção circular, quadrada ou retangular, onde se realizam todas as manobras internas, manuais ou mecânicas, por ocasião dos serviços de manutenção nos trechos conectados. Em seu piso encontram-se moldadas as calhas de concordância entre as seções de entrada dos trechos a montante e da saída para jusante.

Estas calhas são dispostas de modo a guiar as correntes líquidas, desde as entradas no poço, até o início do trecho de jusante do coletor principal que atravessa o poço. Desta maneira, assegura-se um mínimo de turbilhonamento e retenção do material em suspensão, devendo suas arestas superiores ser niveladas, no mínimo, com a geratriz superior do trecho de saída.

A chaminé, pescoço ou tubo de descida, consiste em um conduto de ligação entre o balão e a superfície, ou seja, o exterior. Convencionalmente é iniciada num furo excêntrico feito na laje de cobertura do balão e indo até a superfície do terreno, onde é fechada por um tampão de ferro fundido.

A partir da chaminé, o movimento de entrada e saída dos operadores é possibilitado através de uma escada de ligas metálicas inoxidáveis, tipo marinheiro, afixada de degrau em degrau na parede do poço ou, opcionalmente, através de escadas móveis para poços de pequenas profundidades.

No caso de um ou mais trechos de coletores chegarem ao PV acima do nível do fundo são necessários cuidados especiais nesta ligação, a fim de que haja operacionalidade do poço sem constrangimento do operário encarregado de trabalhar no interior do balão.

Para desníveis abaixo de 0,50m não são obrigatórias instalações de dispositivos de proteção, considerando-se a quantidade mínima de respingos e a inexistência de erosão provocados pela queda do líquido sobre a calha coletora. Para desníveis a partir de 0,50m faz-se necessária a instalação dos chamados tubos de queda, os quais consistem numa derivação do trecho de montante por um T ou um conjunto formado por “uma junção 45° invertida associada a um joelho 45°”, ao qual será conectado um “toco de tubo” vertical, com comprimento adequado e apoiado em uma curva 90°, que direcionará o fluxo para o interior do PV.

Em quaisquer dos dois casos, o bocal livre da junção repousará ligado à face interior da parede do PV, para facilitar o trabalho de eventuais desobstruções no trecho correspondente.

Quanto à localização, convencionalmente são empregados poços de visita:

  • Nas cabeceiras das redes;
  • Nas mudanças de direção dos coletores (todo trecho tem que ser reto);
  • Nas alterações de diâmetro;
  • Nas alterações de posição e/ou direção da geratriz inferior da tubulação;
  • Nos desníveis nas calhas;
  • Nas mudanças de material;
  • Nos encontros de coletores;
  • E em posições intermediárias em coletores com grandes extensões em linha reta, de modo que a distância entre dois PV consecutivos não exceda:
    • o 100m p/ tubulações de até 150mm de diâmetro do;
    • o 120m p/ tubulações com do de 200 a 600mm;
    • 150m p/ tubulações com das superiores a 600mm.

Quanto às extensões retas as limitações decorrem do alcance dos equipamentos de desobstrução. As demais recomendações visam à manutenção da continuidade das seções, o que facilita a introdução de equipamentos no interior da tubulação, bem como elimina zonas de remanso ou turbulência no interior das mesmas.

A fim de permitir o movimento vertical de um operador, as chaminés, bem como o tampão, terão um diâmetro mínimo útil de 0,60m. O balão, sempre que possível, deve ter uma altura útil mínima de 2,0 metros, para que o operador maneje, com liberdade de movimentos, os equipamentos de limpeza e desobstrução no interior do mesmo. A chaminé, não deverá ter altura superior a 1,0 m, por recomendações funcionais, operacionais e psicológicas para o operador.

A tabela abaixo mostra as dimensões mínimas recomendáveis para chaminé e balão:

Tubulações de Inspeção e Limpeza (TIL)

Até 50% dos custos de implantação de uma rede coletora de esgotos sanitários podem ser consumidos na construção de Poços de Visita (PV). Logo a redução destes ou sua substituição por dispositivos alternativos de menores custos de instalação e que permitam as operações de manutenção e inspeção previstas, serão sempre objeto de estudos pelos projetistas. Um destes dispositivos é a Tubulação de Inspeção e Limpeza (TIL).

Os TIL são dispositivos destinados a permitir a inspeção e a limpeza dos trechos a partir da superfície sem que haja contato físico do operador com o coletor de esgotos, ou seja, têm as finalidades principais dos PV sem que o operador penetre no interior do dispositivo.

São empregados em trechos retos de pequenos diâmetros (d0 até 200 mm) em substituição aos PV, constituindo-se, na sua forma mais simples, de uma tubulação inclinada no sentido do escoamento das vazões, no diâmetro de 100mm para trechos de d0 = 100 mm e 150 mm para trechos com das superiores, conectada à tubulação subterrânea através de uma junção 45° ou com junções mais suavizadas com auxílio de curvas 22°30′, principalmente para coletores mais profundos (recobrimentos superiores a 2,0 m).

O acesso do TIL é feito através de uma caixa de proteção, geralmente de ferro fundido, fechada com um tampão móvel padronizado de 36 kg. A extremidade superior da tubulação, no fundo da caixa de acesso, deve ser provida de uma tampa para evitar queda de objetos, penetração de animais ou entrada de águas superficiais, quando da retirada inoportuna do tampão.

Os TIL devem estar situados a uma distância máxima de 75 m de outro dispositivo similar ou 90 m do PV mais próximo. Alguns práticos não recomendam distâncias superiores 35 m entre TIL consecutivos ou 45 m para o PV mais próximo, no mesmo coletor. Em hipótese alguma um TIL deverá ser empregado em substituição ao PV no encontro de coletores.

Quando um TIL é apenas um prolongamento da extremidade de montante do coletor tem a denominação de Terminal de Limpeza (TL).

Sifão invertido

Os coletores de esgotos são projetados para trabalharem com escoamento livre, a profundidades economicamente viáveis e suficientes para não serem afetados estruturalmente por esforços externos e de modo a permitirem o esgotamento das descargas procedentes das ligações prediais. Conforme a condição de escoamento livre, cada trecho de coletor terá que ser projetado para instalação em linha reta.

Eventualmente a sequência de trechos consecutivos em linha reta continuamente, poderá não ser possível em virtude do surgimento de obstáculos intransponíveis nessas condições, embora haja uma necessidade da continuidade da canalização para jusante.

Diante da impossibilidade da travessia em linha reta da canalização através de um obstáculo qualquer, o escoamento só teria continuidade por meio de um bombeamento por sobre a seção de impedimento ou por sob a mesma seção tendo em vista que a passagem através de sifonamento normal torna-se inviável por vários motivos, principalmente, hidráulicos.

Essa canalização rebaixada, passando por baixo do obstáculo a ser vencido, é denominada de sifão invertido tendo em vista o perfil inverso desta ao de uma tubulação de sifonamento normal. Portanto, por definição, em sistemas de esgotos, sifões invertidos são canalizações rebaixadas, sob pressão, destinadas a travessia sob obstáculos que impeçam a passagem da canalização em linha reta.

Sua principal vantagem sobre instalações elevatórias é que os mesmos não requerem equipamentos eletromecânicos, o que implicaria em consumo contínuo de energia mecânica.

Nas comunidades urbanas, principalmente nas grandes cidades, são frequentes a ocorrência de canais e galerias subterrâneas, linhas férreas, metrôs, etc., os quais não poderiam ser deslocados ou alterados em suas cotas.

Esses, portanto, são exemplos de obstáculos que em virtude das suas estruturas físicas e funcionais, não podem ser transpassados em sua seção útil. No caso de encontro de condutos de esgoto escoando livremente, com tipos de obstáculos como os citados e diante da necessidade de continuação do escoamento para jusante, a opção frequentemente mais viável, será fazer com que a linha de esgotamento seja rebaixada para passagem sob a seção impedida, voltando a profundidade normal após vencida horizontalmente a largura do acidente a ser transposto.

O escoamento do esgoto através do sifão invertido é proporcionado, como na maioria das canalizações de esgotamento, por força da energia gravitacional, porém ao longo do trecho rebaixado o escoamento é forçado, sob pressão maior que a atmosférica local, exigindo projeto cuidadoso para que sejam reduzidas ao mínimo as possibilidades de sedimentações e obstruções nas seções mais baixas do sifão.

Deve-se evitar sempre que possível o uso de sifões invertidos nos sistemas de esgotamento, considerando-se que, além de ser uma obra de encarecimento de implantação do sistema, sua manutenção também onera a operação do mesmo, pois as operações de limpeza e de possíveis desobstruções dos sifões são bem mais complicadas que as comumente realizadas nos coletores.

Quando a utilização de sifões invertidos for inevitável, no caso de pequenas variações de vazão, a estrutura completa será composta de, pelo menos, dois condutos paralelos de iguais dimensões, obviamente, para que operem alternadamente, de modo que seja garantida a continuidade de fluxo de vazão. Quando a previsão for de grandes variações de vazão ao longo do plano de projeto (Qmáx/Qmín > 5) o sifão deverá ser projetado com três ou mais condutos para funcionamento simultâneo no fim do plano, nos períodos de vazão máxima.

Um sifão invertido deve ser projetado com duas câmaras visitáveis, uma na entrada e outra na saída, servindo como poços de visita da canalização e como plataformas subterrâneas de manobras para o encaminhamento das vazões, além de evitar refluxos nos diversos ramos do escoamento, através de um sistema composto de vertedouros e comportas.

Os condutos normalmente deverão ser executados em concreto armado, aço ou em ferro fundido, confinado por uma proteção de concreto para melhor estabilidade estrutural, evitando-se as curvas acentuadas nas suas trajetórias, sendo seu dimensionamento bastante criterioso no que diz respeito a determinação das perdas de carga, tanto localizadas (entradas, junções, curvas e saídas) como ao longo dos condutos.

Para facilitar as operações de limpeza, os sifões invertidos deverão ser dotados de câmaras de limpeza, que são compartimentos visitáveis conectados aos trechos “horizontais” do sifão através do prolongamento destes trechos, controlados por registros ou comportas. Na maioria das vezes projeta-se apenas uma câmara com este fim, localizada sob a câmara de entrada com acesso pela lateral desta.

Todo dimensionamento hidráulico é realizado considerando-se as velocidades de escoamento e as perdas de cargas localizadas e ao longo das canalizações, com n = 0,015 no caso do emprego da expressão de Manning.

Estações Elevatórias de Esgoto (EEE)

Em algumas situações nos sistemas de esgotos sanitários pode ser que haja necessidade de elevação de vazões de esgotamento. Isto ocorre com relativa frequência em condutos longos exclusivos de transporte dessas vazões.

O impulsionamento forçado das vazões torna-se possível através de instalações denominadas de Estações Elevatórias de Esgotos (EEE), as quais se podem definir como “instalações eletromecânicas projetadas, construídas e equipadas de forma a transportar o esgoto de um nível de sucção ou de chegada até o nível de recalque ou de saída, acompanhando as variações afluentes”.

Como as canalizações coletoras e transportadoras de esgoto funcionam como condutos livres, elas devem ser projetadas com certa declividade, o que implica em um acréscimo contínuo no caimento, ao longo de cada trecho de canalização, de montante para jusante.

Tendo em vista a manutenção de velocidades de escoamento tais que consigam garantir condições de autolimpeza no interior dos condutos, cada trecho será projetado em função de uma declividade mínima. Para que os custos das escavações, para instalação das canalizações, sejam viáveis é necessário que haja uma sintonia entre o sentido do escoamento nos condutos e a declividade natural do terreno, desde que esta seja igual ou superior a mínima exigida para cada trecho projetado, resultando em volumes mínimos a escavar quando da execução das valas.

Porém, nem sempre se tem áreas a esgotar onde a superfície do terreno apresente essas condições e, assim sendo, para que haja condições mínimas de escoamento, a profundidade dos condutos subterrâneos crescerá para jusante, podendo atingir níveis impraticáveis, caso a área de projeto ao longo do desenvolvimento da canalização continue em condições desfavoráveis.

Se os condutos atingirem profundidades excessivas, teoricamente acima de 6,0 m (na prática, 4,5 m), então, devem ser empregadas instalações que transportem as vazões até então recolhidas, para uma cota que permita a construção e operação dos trechos à jusante daquele ponto novamente em condições viáveis tecnicamente.

Esta recuperação de cotas é conseguida através de uma elevatória de esgotos.

Além da situação descrita podem-se projetar elevatórias para recalques de esgotos produzidos em áreas baixas, para reunião de vazões de bacias diferentes (sistemas distritais), quando da ultrapassagem de divisores de água, na necessidade de lançamentos submersos, nos recalques de lodos nas estações de tratamento e, eventualmente, nas entradas ou entre unidades destas.

Uma elevatória por ser uma instalação eletromecânica consumidora contínua de energia, acondicionada em edifício próprio, constitui-se em uma obra que irá onerar a implantação e a operação do sistema, devendo ser objeto de minuciosos estudos comparativos, para que seu projeto só seja definido quando não houver mais opções técnicas viáveis com a utilização de escoamento por gravidade.

As EEE podem ser classificadas de várias maneiras, porém nenhuma delas é satisfatória. Esta classificação pode ser feita em função de sua capacidade ou de sua altura de recalque ou da extensão deste, segundo a fonte de energia, pelo tipo de construção, etc. A PNB-569/75 da ABNT classifica-as da seguinte maneira:

  • Quanto às vazões de recalque – Qr
    • Pequena: Qr <= 50 l/s
    • Média: 50 < Qr < 500 l/s
    • Grande: Qr >= 500 l/s
  • Quanto à altura monométrica – H
    • Baixa:     H <= 10 mca
    • Média: 10 < H < 20 mca
    • Alta: H >= 20 mca

 

Define ainda como tubulação curta a tubulação de recalque com comprimento de até 10 metros e longa aquela com extensão superior.

A figura abaixo mostra o corte esquemático de uma pequena elevatória convencional com bombas de eixo horizontal, moldada no local. Vale salientar que as têm suas características definidas a partir da determinação das vazões a elevar, dos equipamentos e seus modelos a serem instalados e do método construtivo.

Tipicamente quando são moldadas no local, são estruturas em concreto armado nas construções subterrâneas e em alvenaria nas externas. Constituem-se de uma câmara de recepção denominada de poço úmido, de detenção ou de coleta, no qual se instala grades de retenção de material grosseiro (d > 2,5 cm) e dispositivos para retirada desse material retido, escadas fixas de acesso, entradas de sucção e extravasores.

Também possuem uma câmara de operação denominada de poço seco ou câmara de trabalho, onde estão instalados os equipamentos de impulsão (conjuntos motor-bombas), geradores, válvulas de controle e antigolpe, conexões de continuidade do recalque, exaustores, etc., além de estruturas de circulação de operadores e transporte de máquinas.

Normalmente sobre o poço seco estão as dependências de acomodação dos operadores (instalações sanitárias e escritório) e equipamentos e dispositivos necessários a operação e manutenção das instalações (talhas, ganchos e chaves, quadros elétricos, alarmes e painéis de controle automáticos e manuais), sistemas de ventilação e calefação, drenagem, etc.).

Para escolha definitiva da localização de uma EEE deverão ser observados e analisados os seguintes aspectos:

  • Menor desnível geométrico entre a captação e o fim do recalque e menor extensão deste;
  • Facilidade de obtenção do terreno;
  • Proteção natural contra possíveis inundações;
  • Possibilidades de ampliações futuras;
  • Facilidades de acesso;
  • Possibilidades de eventuais descargas de esgotos em galerias ou canais próximos quando de paralisações do sistema elevatório;
  • Distância das habitações;
  • Facilidade de obtenção de energia elétrica;
  • Harmonização da edificação com o ambiente vizinho.

Independente dos pontos citados, o posicionamento das EEE, em geral, decorre do traçado das redes coletoras e canalizações de maior diâmetro equivalente, situando-se nos pontos mais baixos de uma bacia, ou de um distrito de coleta, ou nas proximidades de rios, córregos, praias, etc.

As declividades mínimas a serem impostas a ramais de descarga e de esgoto dependem do diâmetro da tubulação. Cabe lembrar que para sistemas prediais de esgoto, todos os trechos horizontais previstos no sistema de coleta e transporte de esgoto sanitário devem possibilitar o escoamento de efluentes por gravidade, devendo, para isso apresentar uma declividade constante, recomendando-se as seguintes declividades mínimas:

  • 2% para tubulações com diâmetro nominal igual ou inferior a 75;
  • 1% para tubulações com diâmetro nominal igual ou superior a 100.

O coletor predial de instalações de esgotos sanitários deve ter declividade mínima para assentamento, a qual depende de seu diâmetro. Para assegurar a vazão por gravidade os coletores de esgoto precisam de inclinação mínima em função do diâmetro. Ressalte-se que quanto menor o diâmetro, maior a necessidade de inclinação.

Os tanques fluxíveis, como o próprio nome indica, destinam-se a fornecer um fluxo periódico de grande vazão que vai lavar as cabeceiras das redes, onde as contribuições de esgotos, pelo pequeno volume, são insuficientes para garantir a velocidade e lâmina d’água necessárias ao carreamento do material presente, principalmente nas regiões de baixa declividade, onde não se deseja aprofundar a rede coletora pelos custos adicionais de escavação acarretados ou até para evitar uma elevatória.

Com esse artifício, garante-se uma descarga adequada no coletor, num intervalo determinável, podendo-se dimensionar o coletor para sua declividade mínima (velocidade mínima) que será sempre menor do que para uma vazão inferior, evitando-se o “mergulho” de toda a rede, já que os centímetros economizados nas cabeceiras repercutem em todo sistema.

Esta necessidade de fluxo mínimo pode até ser atendida ao longo do tempo pela ocupação do terreno e aumento de densidade populacional e de contribuintes, o que torna ainda mais evidente o absurdo de mergulhar o coletor por uma situação transitória.

Além disso, pode ocorrer que os fluxos intermitentes gerados pelos próprios contribuintes tenham um histograma tal que por si só garantam a vazão necessária à periódica limpeza da linha, o que conduz a conclusão de que os tanques fluxíveis só devem ser instalados após a constatação de sua necessidade e as redes devem ser projetadas para declividades mínimas em qualquer circunstância, sempre que a topografia não for favorável. Em resumo, a função dos tanques fluxíveis é “limpar” a tubulação, e não armazenar esgoto.

Deixe um comentário

avatar
  Subscribe  
Notify of