UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MARCELO SANTOS DE JESUS AVALIAÇÃO DA DESTINAÇÃO FINAL DOS EFLUENTES RESIDENCIAIS NO BAIRRO MANGABEIRA FEIRA DE SANTANABA: ESTUDO DE CASO Feira de Santana, Bahia 2011 MARCELO SANTOS DE JESUS AVALIAÇÃO DA DESTINAÇAO FINAL DOS EFLUENTES RESIDENCIAIS NO BAIRRO MANGABEIRA FEIRA DE SANTANABA: ESTUDO DE CASO Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana como parte dos requisitos para aprovação na Disciplina Projeto Final II. Professor Orientador: Professor MSc. Diogenes Oliveira Senna Feira de Santana, Bahia 2011 MARCELO SANTOS DE JESUS AVALIAÇÃO DA DESTINAÇAO FINAL DOS EFLUENTES RESIDENCIAIS NO BAIRRO MANGABEIRA FEIRA DE SANTANA-BA: ESTUDO DE CASO Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana como parte dos requisitos para aprovação na Disciplina Projeto Final II. Feira de Santana, 01 de Setembro de 2011. Banca Examinadora: __________________________________________ MSc. Diogenes Oliveira Senna. Universidade Estadual de Feira de Santana. _______________________________________________ DSc. Eduardo Henrique B. Cohim Silva. Universidade Estadual de Feira de Santana. __________________________________________ MSc. Luis Claudio Alves Borja. Universidade Estadual de Feira de Santana. Dedico este trabalho a todos que me ajudaram nessa longa caminhada e que certamente nunca os esquecerei. Obrigado Senhor por tudo que me proporcionou até hoje. AGRADECIMENTOS Agradeço a todos os meus amigos que sempre me ajudaram nessa longa trajetória, seja esclarecendo algumas dúvidas ou me incentivando a sempre ir além do que uma simples aprovação, nunca desistir, pois todos sabiam que um dia iríamos alcançar esse objetivo, em especial a Jackson, Vagner, Thiago, Joabe, Devid, Alexandre, Rodolfo, Jéssica, Adilsomar dentre muitos outros que se não estão presentes aqui nesses meros agradecimentos estarão sempre na memória desse simples amigo. Agradeço a toda aos meus tios, primos, irmãos, sobrinhos, à minha mãe e em especial ao meu pai, um grande batalhador, e à minha querida tia que sempre me ajudou em todos os sentidos para que esse sonho se concretizasse. Ao professor Msc. Diogenes Oliveira Senna, meu orientador, o qual me ajudou a elaborar esse trabalho que me custou horas e horas de pesquisas e consultas. Agradeço também pelo conhecimento emanado. À Universidade Estadual de Feira de Santana, que me proporcionou 99% do conhecimento técnico, cientifico e humanitário que tenho hoje e com isso me transformou em um ser humano mais consciente de todos os meus atos e ações. A todos os professores da instituição, os quais passaram pra mim um pouco do conhecimento que os mesmos adquiriram em anos e anos de estudos e por fim a todos os funcionários, pois eles são a base da estrutura física da instituição. O degrau de uma escada não serve simplesmente para que alguém permaneça em cima dele, destina-se a sustentar o pé de um homem pelo tempo suficiente para que ele coloque o outro um pouco mais alto. Thomas Huxley RESUMO JESUS, M. S. Avaliação da destinação final dos efluentes residenciais no bairro mangabeira Feira de Santana-Ba: estudo de caso. Feira de Santana, 2011. 84p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Estadual de Feira de Santana. O saneamento básico é um instrumento que tem como objetivo promover a saúde, o bem estar da população e a preservação do meio ambiente. No presente trabalho avaliamos a situação da destinação final dos efluentes sanitários dos moradores do bairro Mangabeira, na cidade de Feira de Santana-Bahia, e verificamos quais dispositivos são utilizados para destinação final, já que na comunidade não há rede coletora pública de esgotamento sanitário. Para isso, realizamos um estudo de caso no qual empregamos ferramentas metodológicas que serviram de subsídio para o nosso trabalho. Inicialmente desenvolvemos uma revisão bibliográfica e em seguida coletamos informações em Instituições federais, estaduais e municipais, com isso tivemos acesso a dados estatísticos e demográficos da região. Logo depois, fizemos entrevistas com moradores de 103 residências e finalizando essa etapa do trabalho, foi efetuado um ensaio de permeabilidade do solo, com o intuito de mensurar a capacidade de infiltração do mesmo. Na fase final, propusemos uma recomendação, um sistema fossa e sumidouro, porém, a mesma não pode ser aplicada em todas as áreas, pois existe restrição quanto ao nível do lençol freático. Palavras-Chave: Saneamento, Tratamento, Efluente, Destinação. ABSTRACT JESUS M. S. Evaluation of the final disposal of waste in residential neighborhood mangabeira Feira de Santana-Ba: a case study. Feira de Santana, 2011. 85p. End of Course Work (Graduate in Civil Engineering) - Universidade Estadual de Feira de Santana. Sanitation is a tool that aims to promote health, well being of the population and preserving the environment. The present work evaluated the situation of the disposal of wastewater of the Mangabeira neighborhood residents in the city of Feira de Santana, Bahia, and check which devices are used for disposal, since the community there is no public sewage collection system sanitation. For this, we conducted a case study in which we employ methodological tools that served as input to our work. Initially developed a literature review and then gather information in federal institutions, state and municipal levels, with that we had access to statistics and demographics of the region. Soon after, we did interviews with residents from 103 homes and ending this stage of the work was done a soil permeability test, in order to measure the infiltration capacity of the same. In the final phase, we proposed a recommendation, a septic tank system and sink, but it can not be applied in all areas, as there is restriction on the groundwater level. Keywords: Sanitation, Treatment, Effluent, Destination. LISTA DE FIGURAS Figura 1: Número de pessoas sem acesso à rede coletora de efluentes sanitários, segundo as grandes regiões brasileiras, dados em milhões de habitantes. ............................................................................ 24 Figura 2: Municípios com tratamento e coleta de efluentes sanitários, segundo as grandes regiões brasileiras. ............................................................................................................................................. 24 Figura 3: Percentuais do PIB brasileiro, em investimentos de infraestrutura de saneamento, período 2001 a 2007, em bilhões de R$. ............................................................................................................ 25 Figura 4: Corte esquemático de uma fossa séptica com câmera única.................................................. 30 Figura 5: Determinação gráfica do coeficiente de infiltração. .............................................................. 36 Figura 6: Vala de infiltração recomendada para residências, segundo a NBR 13969........................... 37 Figura 7: Vala de filtração, segundo a NBR 13969. ............................................................................. 38 Figura 8: Unidades de tratamento preliminar, mecanizada e manual, EMBASA ETE-Jacuipe. .......... 40 Figura 9: Decantador Circular, EMBASA ETE-Jacuipe....................................................................... 41 Figura 10: Efluentes passando por Calha Parshall, pós tratamento na ETE Jacuípe, destinando-se ao corpo receptor, Rio Jacuípe, Feira de Santana-Ba................................................................................. 42 Figura 11: DAFAs instalados na ETE- Jacuipe Feira de Santana-Ba. .................................................. 44 Figura 12: Exemplo de tratamento de efluentes através de Wetlands. .................................................. 45 Figura 13: Fossa séptica econômica. ..................................................................................................... 47 Figura 14: Estrutura da fossa séptica biodigestora. ............................................................................... 49 Figura 15: Canteiro bio-séptico ou fossa de bananeira. ........................................................................ 50 Figura 16: Fluxograma utilizado para o estudo de caso. ....................................................................... 54 Figura 17: Área delimitada para o estudo de caso, com as suas respectivas curvas de nível. ............... 56 Figura 18: Lançamento de águas residuárias na principal via do bairro (Av. Tupinambá). ................. 57 Figura 19: Tubulação de rede pública de abastecimento de água danificada com a escavação de dispositivo utilizado para destinação final de efluentes na comunidade. .............................................. 58 Figura 20: Córrego e Lagoa Chico Maia, respectivamente, ambos em estado avançado de degradação. ............................................................................................................................................................... 59 Figura 21: Tubulações que drenam o excesso de líquido presente nas fossas, em algumas ruas do bairro. .................................................................................................................................................... 59 Figura 22: ETE construída para tratar os efluentes dos moradores do conjunto Habitacional Chácara Morada das Mangabeiras. ..................................................................................................................... 60 Figura 23: Dispositivos utilizados para a destinação dos efluentes na amostra analisada. ................... 61 Figura 24: Materiais utilizados para construção dos dispositivos. ........................................................ 62 Figura 25: Distâncias mínimas para pontos de coleta de águas ............................................................ 62 Figura 26: Número de ocupantes por domicilio. ................................................................................... 64 Figura 27: Dimensionamento de sistema fossa séptica e sumidouro. ................................................... 65 Figura 28: Detalhamento da fossa séptica com sumidouro, dimensionado para o estudo de caso, cortes e planta baixa......................................................................................................................................... 65 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Parâmetros estabelecidos pelo Conama para a disposição de efluentes em corpos d’água. 27 Quadro 2: Contribuição diária de esgoto(c) e de lodo fresco (lf) por tipo de prédio e ocupante. ......... 32 Quadro 3: Período de detenção (T) dos despejos, por faixa de contribuição diária. ............................. 33 Quadro 4: Taxa de acumulação total de lodo (K) , em dias por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio. ................................................................................................................................... 33 Quadro 5: Coeficiente de infiltração. .................................................................................................... 35 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas AESBE- Associação das Empresas de Saneamento Básico Estadual BNH- Banco Nacional da Habitação CEBS- Companhias Estaduais de Saneamento Básico CEDAE- Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro COMPESA- Companhia Pernambucana de Saneamento CONAMA- Conselho Nacional de Meio Ambiente CONDER- Companhia de Desenvolvimento do Estado da Bahia DAES- Departamentos Municipais de Águas e Esgotos DAFAS- Digestores Anaeróbicos de Fluxo Ascendente DBO- Demanda Bioquímica De Oxigênio DQO- Demanda Química de Oxigênio EMBASA- Empresa Baiana de Água e Saneamento ETE - Estação de Tratamento de Efluente IBGE- Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) NBR- Norma Brasileira Regulamentadora OMS- Organização Mundial de Saúde PAC- Programa de Aceleração do Crescimento PLANASA- Plano Nacional de Saneamento PMFS- Prefeitura Municipal de Feira de Santana PROSAB- Programa Nacional de Pesquisas em Saneamento Básico PSNB- Pesquisa Nacional de Saneamento Básico RAFA- Reator Anaeróbico de Fluxo Ascendente RALF- Reator Anaeróbico de Leito Fluidificado S.A.- Sociedade Anônima SAAE- Serviço Autônomo de Águas e Esgoto SAES- Serviços Municipais de Águas e Esgotos SAPESB- Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SES- Sistema de Esgotamento Sanitário SNIS- Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento SS- Sólidos Suspensos TEC- Tecnologia UASB- Upflow Anaerobic Sludge Blanket UEFS- Universidade Estadual de Feira de Santana WETLANDS- Filtros plantados SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................................... IX LISTA DE QUADROS .................................................................................................................................. XI LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ................................................................................................... XII 1. INTRODUÇÃO .........................................................................................................................................16 1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................................. 17 1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................................................... 18 1.2.1 Objetivo geral ...................................................................................................................................... 18 1.2.2 Objetivos específicos ............................................................................................................................ 18 1.3 APRESENTAÇÃO DO TRABALHO.................................................................................................................... 18 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................................................20 2.1 SANEAMENTO BÁSICO: DEFINIÇÕES E COMPETÊNCIAS .................................................................................. 20 2.2 BREVE HISTÓRICO DO SANEAMENTO NO BRASIL .......................................................................................... 21 2.3 INDICADORES DO SANEAMENTO BÁSICO NO BRASIL .................................................................................... 22 2.4 PROJEÇÕES E PERSPECTIVAS PARA O SANEAMENTO ..................................................................................... 25 2.5 O PROBLEMA DOS EFLUENTES ...................................................................................................................... 26 2.6 QUANDO SE DEVE TRATAR OS EFLUENTES.................................................................................................... 28 2.7 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES.................................................................................................. 29 2.7.1 Fossas sépticas ..................................................................................................................................... 30 2.7.2 Destinação dos efluentes das fossas sépticas ...................................................................................... 34 2.7.3 Sumidouros .......................................................................................................................................... 34 2.7.4 Valas de infiltração .............................................................................................................................. 36 2.7.5 Valas de filtração ................................................................................................................................. 37 2.7.6 Estações de tratamento de esgotos (ETE) ........................................................................................... 38 2.7.8 Digestor anaeróbico de fluxo ascendente (DAFA)................................................................................ 42 2.7.9 Wetlands .............................................................................................................................................. 44 2. 8 TECNOLOGIAS SOCIAIS PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES ..................................................................... 46 2.8.1 Fossas sépticas econômicas ................................................................................................................. 46 2.8.2 Fossa séptica biodigestora ................................................................................................................... 48 2.8.3 Canteiro bio-séptico ............................................................................................................................. 49 3 METODOLOGIA.......................................................................................................................................51 3.1 ESTUDO DE CASO ......................................................................................................................................... 52 4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO ...........................................................................................................55 4.1 DADOS DEMOGRÁFICOS E PROJEÇÕES DE INVESTIMENTOS PARA O SANEAMENTO NA COMUNIDADE ............ 55 4.2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO...................................................................................................... 55 4.3 IRREGULARIDADES OBSERVADAS................................................................................................................. 57 4.4 REGIÕES CRÍTICAS, LANÇAMENTO DE EFLUENTES “IN NATURA” .................................................................. 58 4.5 O SANEAMENTO DA COMUNIDADE ............................................................................................................... 60 4.6 CARACTERÍSTICAS DOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS PELA POPULAÇÃO PARA DESTINAÇÃO FINAL DOS EFLUENTES......................................................................................................................................................... 61 5 RECOMENDAÇÕES .................................................................................................................................64 5.1 DIMENSIONAMENTO DE DISPOSITIVO RECOMENDADO PARA A FAIXA PREDOMINANTE DA POPULAÇÃO ........ 64 6 CONCLUSÃO ............................................................................................................................................67 7 REFERÊNCIAS .........................................................................................................................................68 APÊNDICE A- QUESTIONÁRIO ................................................................................................................72 APÊNDICE B- LISTA DAS RUAS EM QUE FOI DESENVOLVIDO O TRABALHO.............................75 ANEXO- ENSAIO DE PERCOLAÇÃO DO SOLO .....................................................................................77 ANEXO - MAPA DA REGIÃO DELIMITADA PARA O ESTUDO...........................................................84 16 1. INTRODUÇÃO O saneamento básico é um serviço indispensável a toda população, logo, sendo considerado como um conjunto de medidas tomadas com o intuito de preservar o meio ambiente e promover a saúde e o bem estar do homem. No entanto, como não há a universalização dos serviços, apesar de todos os investimentos direcionados ao setor, a população de diversas cidades brasileiras paga o preço pela carência desse instrumento primário de saúde. Segundo Canholi (2005), o saneamento básico nas grandes e médias cidades brasileiras se encontra numa situação caótica, principalmente no que diz respeito à coleta e o tratamento dos esgotos domésticos e drenagem urbana. Atualmente existem diversas tecnologias sendo empregadas na área de saneamento básico, principalmente direcionadas ao tratamento dos efluentes. Entretanto, ainda é comum o lançamento de esgotamentos sanitários, sem tratamento prévio, diretamente em córregos, lagos, rios, mares dentre outros corpos receptores, sendo que essa situação é mais recorrente nas regiões periféricas. A tecnologia mais antiga, com pouco mais de 100 anos, e também a mais disseminada em nosso país para o tratamento de efluentes sanitários, seja como solução individual ou para pequenas áreas, são as fossas sépticas e sumidouros, pois boa parte de nossas cidades não dispor de redes coletoras públicas em todo o seu perímetro. (ANDRADE NETO, 1997). Apesar de já estar consolidada, pois, no Brasil as fossas sépticas vêm sendo utilizadas desde a década de 30, ainda podemos encontrar comunidades inteiras que não conhecem essa solução barata e de fácil operacionalidade e com isso lançam os seus efluentes em fossas negras1 ou em mananciais, logo contaminando tanto o solo como as águas. 1 Fossa construída inadequadamente, que tem contato com o lençol freático. O seu emprego é condenado do ponto de vista técnico (BATALHA, 1989). 17 1.1 Justificativa A comunidade da Mangabeira está inserida na região da Bacia Hidrográfica do Rio Pojuca, onde há um constante crescimento populacional na cidade de Feira de Santana Bahia, porém essa região é muito deficitária de projetos e programas na área de saneamento básico, esse paradigma se evidencia pela construção de diversas unidades habitacionais de cunho social ou do capital privado, nas quais existem instalações internas de tratamento de efluentes (sejam elas Estações de Tratamento de Efluentes (ETE), fossas sépticas e sumidouros ou outros sistemas individuais ou coletivos de tratamento) que beneficiam somente aos moradores dessas unidades, logo, desprezando a grande parcela dos habitantes em seu entorno. O bairro possui muitas nascentes, canais e córregos onde alguns moradores lançam os seus efluentes “in natura” (sem tratamento prévio) nesses corpos d’águas, logo, comprometendo a qualidade dessas águas e também a saúde dos moradores principalmente as crianças, pois ainda não possuem o seu sistema imunológico totalmente formado para se defender dos agentes patogênicos, provenientes da falta de saneamento básico. Como a Empresa Baiana de Águas e Saneamento S.A. (EMBASA), concessionária responsável pelos serviços de abastecimento de água e coleta e tratamento de esgotos, tem como base uma taxa de 80% sobre o consumo de águas, para a cobrança dos serviços de esgotamento sanitário, a mesma poderia realizar um estudo de viabilidade técnica para a implantação de uma rede coletora ou unidades compactas de tratamento na comunidade. Vale frisar que essa taxa é cobrada apenas em residências beneficiadas tanto com o abastecimento de águas como a coleta de esgotos. Logo, por essas questões e também pelo fato de ser morador do bairro são as justificativas para o engajamento no desenvolvimento do presente trabalho. 18 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo geral O objetivo geral do trabalho é realizar um estudo de caso verificando a destinação final dos efluentes residenciais produzidos pelos moradores do bairro Mangabeira, na Cidade de Feira de Santana Bahia e consequentemente fazer uma análise crítica da situação observada. 1.2.2 Objetivos específicos Para se atingir tais objetivos, vê-se a necessidade de avaliar os seguintes requisitos: Avaliar as características das instalações das fossas ou outros dispositivos que os moradores dispõem, já que na comunidade não há rede coletora pública; Verificar se as construções dos dispositivos, para os quais são destinados os efluentes, foram executadas levando-se em consideração às prescrições técnicas referentes às normas. 1.3 Apresentação do trabalho A estruturação do trabalho segue dividida em 6 capítulos, os quais estão subdivididos numa hierarquização de seções e subseções, com isso teremos um melhor entendimento da temática enfocada. No Capítulo 01 apresentamos a uma breve introdução do trabalho, parte em que enfocamos a temática da destinação final dos efluentes residenciais e também algumas conseqüências que a falta desse serviço, indispensável à sociedade, pode causar. No mesmo capítulo temos ainda as justificativas, a fixação dos objetivos (geral e específico) e a apresentação geral do trabalho. 19 No Capítulo 02 é apresentada a revisão bibliográfica do trabalho, tendo como fontes revistas, artigos, teses, pesquisas elaboradas por órgãos públicos e privados, normas dentre outros referenciais bibliográficos. Com isso enfocamos assuntos relacionados à área tais como competências, importância, dados estatísticos, sistemas convencionais e tecnologias sociais de tratamento de efluentes projeções para o setor dentre outros. No Capítulo 03 é apresentada a metodologia utilizada para a realização do estudo de caso, assim como as ferramentas metodológicas, caracterização da área e dados demográficos populacionais. No Capítulo 04 serão apresentados os dados coletados em campo e as respectivas discussões. No capítulo 05 será apresentada uma recomendação para a destinação dos efluentes das residências dos moradores do bairro. No capítulo 06 é apresentada a conclusão do trabalho e na sequência os apêndices e anexo. 20 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Saneamento básico: definições e competências A relação do homem com o saneamento básico vem desde a antiguidade quando do surgimento e expansão das primeiras civilizações. Dentre as principais obras do período, podemos citar os aquedutos de Jerwan na Assíria, construídos em 691 a.C e as grandes obras de saneamento da Roma Antiga, as quais tinham quilômetros de extensão (FARIA, 2008). De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), o saneamento básico é o gerenciamento ou controle dos fatores físicos que podem exercer efeitos nocivos ao homem, prejudicando seu bem-estar físico, mental e social. (TRATA BRASIL, 2009). Já a definição estabelecida pela Lei do Saneamento Básico2, a qual o define como um conjunto de serviços, infra-estruturas e instalações operacionais de: abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza urbana, manejo de resíduos sólidos e drenagem e manejo das águas pluviais (BRASIL, 2007). Entretanto, independentemente da definição para o saneamento básico, o mesmo está diretamente relacionado às condições de saúde da população e, portanto, é mais do que simplesmente garantir acesso aos serviços, instalações ou estruturas citados na lei, pois envolvem, também, medidas de educação da população em geral e conservação ambiental. Antes da regulamentação da Lei N.º 11.445/2007 o setor não tinha um marco regulatório de abrangência nacional, era um setor “auto regulado”, logo, essa lei foi concebida de forma a abranger todos os modelos organizacionais do setor, criando regras mínimas de relacionamento entre titulares, prestadores de serviços e usuários, a partir das quais os municípios, os estados e o Distrito Federal deverão estabelecer Legislações, Normas e entidades próprias de regulação para as atividades operacionais dos serviços de saneamento. De acordo com o artigo 30 da Constituição Federal de 1988, é competência dos municípios, entre outras, legislarem sobre assuntos de interesse local, prestar serviços públicos de interesse local e promover, no que couber adequado ordenamento territorial, 2 Denominação estabelecida para a Lei Ordinária N.º 11.445/2007 que estabelece as diretrizes básicas nacionais para o setor. (BRASIL, 2007). 21 mediante o planejamento e controle do uso, do parcelamento e da ocupação do solo urbano. Portanto, partindo do pressuposto que os serviços de saneamento básico são de interesse local, compete aos municípios à sua prestação direta ou mediante a delegação a outro agente, seja ele privado ou através de parcerias público-privadas. 2.2 Breve histórico do saneamento no Brasil Até meados da década de 1960, predominavam no Brasil a prestação dos serviços públicos de abastecimento de águas e coleta de efluentes sanitários prestados pelos municípios, por meio de Departamentos ou Serviços Municipais de Águas e Esgotos (SAES ou DAES) (TUROLLA, 2002). A partir da década de 1970, foi criado o Plano Nacional de Saneamento (PLANASA), nesse período foram criadas as prestadoras estaduais de serviços públicos de águas e esgotos. As empresas estaduais assumiram a concessão de serviços municipais já existentes e implantaram novos serviços. O PLANASA era financiado pelo Banco Nacional da Habitação (BNH), o qual foi criado no ano de 1964 com o intuito de implantar uma política de desenvolvimento urbano, tendo a sua participação com relação aos municípios ao financiamento junto aos governos estaduais, em contrapartida os municípios eram obrigados a organizarem os seus serviços de águas e esgotos na forma de autarquia ou de sociedade de economia mista. As Companhias Estaduais de Saneamento Básico (CEBS) tinham acesso aos recursos disponibilizados pelo BNH para investirem no setor de saneamento, (TUROLLA, 2002). A concepção implantada pelo PLANASA se reflete até hoje, pois, de acordo com a Associação das Empresas de Saneamento Básico Estadual (AESBE), aproximadamente cerca de 76% da população urbana e rural brasileira é atendida por 24 empresas de saneamento, tais como a EMBASA no estado da Bahia, a Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro (CEDAE), a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SAPESB), a Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA) dentre outras ( AESBE, 2011). Logo, de posse dos dados populacionais do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 22 (IBGE) 3, chegamos à cobertura de quase 145 milhões de habitantes, beneficiados pelas empresas atuantes no setor. De acordo com Santos (2007), com o aumento da população brasileira, principalmente nas últimas décadas, houve também uma maior demanda por água, consequentemente a geração dos resíduos provenientes da sua utilização, as águas residuárias4 ou efluentes sanitários5 devem ser tratados, antes de serem dispostos nos corpos receptores, para garantir a preservação ambiental e o desenvolvimento sustentável de todo o planeta. 2.3 Indicadores do saneamento básico no Brasil A ausência ou ineficiência dos serviços de saneamento básico pode ser correlacionada aos índices de aumento das ocorrências de doenças relacionadas à falta do mesmo, as quais podem “afetar” toda a economia do país. Essa foi uma das evidências comprovadas por pesquisa realizada pelo Instituto Trata Brasil, com apoio da Fundação Getúlio Vargas, divulgado em julho de 2010, intitulada “Benefícios Econômicos da Expansão do Saneamento Brasileiro” a qual tem como destaques: Em apenas um ano foram despendidos pelas empresas R$ 547 milhões em renumerações referentes às horas não-trabalhadas de funcionários que tiveram que se ausentar de seus compromissos em razão de infecções gastrointestinais; A probabilidade de uma pessoa com acesso a rede coletora de esgoto se afastar das atividades por qualquer motivo é de 6,5% menor que a de uma pessoa que não tem acesso a rede. Sendo que o acesso universal teria um impacto de redução nos gastos de R$ 309 milhões nos afastamentos de trabalhadores; Há um aumento na produtividade de 13,3% para um trabalhador com acesso à coleta de esgoto; Em 2009, dos 462 mil pacientes internados por infecções gastrointestinais, 2101 morreram no hospital, sendo que com o acesso universal haveria uma redução de 25% no número de internações e 65% na mortalidade (TRATA BRASIL 2010, p. 4 e p. 5). 3 4 Censo 2010: população do Brasil é de 190.732.694 habitantes. (IBGE, 2010). Líquido que contém resíduos de atividade humana. Água residuária composta de esgoto doméstico, despejo industrial admissível a tratamento conjunto com esgoto doméstico e água de infiltração, NBR 7229 (ABNT, 1993). 5 23 Esses são apenas alguns dados que mostram quanto o país perde pelo déficit em saneamento básico. É fato que; com o simples acesso a água potável e condições mínimas de higiene, inúmeras doenças poderiam ser evitadas dentre elas a cólera, amebíase, vários tipos de diarréia, peste bubônica, lepra, meningite, pólio, herpes, sarampo, hepatite, febre amarela, gripe, malária, leptospirose dentre outras, dispensando assim o tratamento e todos os custos advindos dele. Segundo o Ministério da Saúde, há uma relação intrínseca entre saneamento e saúde, pois, em estudos realizados pelo órgão, constatou-se que através de investimento direcionados ao setor de saneamento, para cada R$ 1,00 (um real) investido economiza-se cerca de R$ 4,00 (quatro reais) em medicina curativa (BRASIL, 2006). Consequentemente, as verbas alocadas para o tratamento das moléstias provenientes da falta ou ineficiência do saneamento, poderiam ser destinadas a outros setores mais deficitários da economia brasileira. Segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), houve investimentos no setor, no período de 2003 a 2008 de R$ 10,4 bilhões, com isso 15 milhões de pessoas passaram a ter acesso às redes de coleta de esgotamento sanitário. Em 2008, o Instituto Trata Brasil divulgou o ranking dos 81 municípios brasileiros com mais de 300 mil habitantes, com os índices de abastecimento de águas, coleta e tratamento de efluentes sanitários, totalizando mais de 70 milhões de habitantes, sendo que as cidades limítrofes desse ranking foram Jundiaí, no estado de São Paulo, com percentuais de 94% e 92% para os serviços de água potável e esgotamento sanitário, respectivamente, o qual é coletado e tratado em sua totalidade e o município que tem os piores índices é Porto Velho, em Rondônia, no qual esses percentuais caem para 61% e 2%, respectivamente, para os serviços de abastecimento de água potável e coleta de efluentes sanitários, que por sinal não são tratados (TRATA BRASIL, 2008). Esses dados mostram as grandes disparidades que existem entre os municípios que integraram a pesquisa, mas que ainda poderiam ser piores, já que em 2008 o Brasil contava com uma população em torno de 183 milhões de habitantes, e que a pesquisa teve uma abrangência populacional de pouco mais de 70 milhões de indivíduos, portanto não considerando os outros 113 milhões de habitantes. Segundo dados da Pesquisa Nacional do Saneamento Básico (PNSB) (IBGE, 2008), a coleta de esgotamento sanitário através de rede coletora, a qual é a mais indicada (segundo o órgão), não existia em 2495 municípios brasileiros, com exceção apenas de um município no 24 estado de São Paulo, onde a coleta não era executada por rede coletora. Com isso o contingente populacional sem os serviços de rede coletora, em 2008, era de aproximadamente 34,8 milhões, cerca de 18% da população brasileira, sendo que desse montante 15,3% na região nordeste, 8,8% no norte, 6,3% sul, 3,2% centro oeste e 1,2% no sudeste, como podemos visualizar na Figura 1. Figura 1: Número de pessoas sem acesso à rede coletora de efluentes sanitários, segundo as grandes regiões brasileiras, dados em milhões de habitantes. Fonte: PNSB (IBGE, 2008). Ainda segundo a PNSB (IBGE, 2008), muitas cidades disponibilizam um sistema de coleta de esgotamentos sanitários, mas tratam apenas uma parcela, sendo que a outra parte é disposta nos corpos receptores sem nenhum tipo de tratamento preliminar aumentando ainda mais as consequências do problema, na Figura 2 podemos visualizar o montante de municípios com essa característica, sendo definidas por regiões, e o todo, nacional. Figura 2: Municípios com tratamento e coleta de efluentes sanitários, segundo as grandes regiões brasileiras. Fonte: PNSB (IBGE, 2008). 25 2.4 Projeções e perspectivas para o saneamento O Brasil tem problemas de infraestrutura na área de saneamento básico, na maioria dos seus 5566 municípios, sejam eles ricos ou pobres; ou operados por agentes públicos ou privados e independe também da região em que o mesmo se localiza. Conforme foi evidenciado anteriormente, essas afirmações foram ratificadas através de várias pesquisas de abrangência nacional, realizadas por Instituições governamentais ou privadas. Os investimentos no setor sempre estiveram aquém do necessário para a universalização dos serviços de saneamento. Segundo Frischtak (2007), durante os anos de 2001 a 2007 os investimentos se mantiveram em uma faixa de 0,2% a 0,23 % do Produto Interno Bruto (PIB) 6 brasileiro, abaixo dos 0,6% teoricamente necessários para a universalização dos serviços, considerando ainda uma parcela da iniciativa privada (a qual regrediu a partir do ano de 2002), na Figura 3 podemos visualizar essas informações. Figura 3: Percentuais do PIB brasileiro, em investimentos de infraestrutura de saneamento, período 2001 a 2007, em bilhões de R$. Fonte: FRISCHTAK, 2007. Com a regulamentação da Lei do Saneamento Básico, a qual prever a universalização dos serviços, e com os investimentos do PAC, algo em torno de R$ 40 bilhões, os quais deveriam ser aplicados até o final do ano passado (2010), algumas deficiências do setor foram superadas, mas ainda há diversos desafios a serem alcançados. 6 Base de dados tendo como referência a AESBE, (2007). 26 Em estudos realizados pela Agência Nacional de Águas (ANA) 7 e divulgados esse ano, através do Atlas Brasil, no qual se chegou a conclusões que: para solucionar os problemas relacionados à contaminação das fontes coletoras de água (os mananciais) serão necessários investimentos da ordem de R$ 22,2 bilhões, com isso teríamos acesso a águas de boa qualidade até 2025, considerando uma população 139 milhões de habitantes, em 3059 municípios (55%), segundo projeções do órgão (BRASIL, 2010). 2.5 O problema dos efluentes Dentre os problemas recorrentes aos efluentes sanitários, podemos evidenciar a deterioração dos corpos d’águas, pelo processo de eutrofização, o qual ocorre em conseqüência do aumento da concentração de nitrogênio (N) e fósforo (P), presentes nas fezes e urina, nos restos de alimentos, nos detergentes e outros subprodutos das atividades humanas. A contribuição de N e P através dos esgotos é bem superior à contribuição originada pela drenagem urbana (SPERLING, 2005). Logo, com o aumento desses compostos poderá ocorrer o consequente desaparecimento gradual do manancial. De acordo com Santos (2007), a composição dos efluentes, sejam eles residenciais ou industriais, depende de variáveis como poder aquisitivo da população, ramo de atuação da indústria, cultural dentre outras, mas basicamente, o primeiro é composto de águas de banho, urina, fezes, restos de comida, sabões, detergentes, alvejantes, águas de lavagem de utensílios domésticos dentre outros subprodutos que a população lança de forma equivocada na “rede”, pois nem todos são biodegradáveis, logo essa composição nos dá percentuais de 99,87% de águas, 0,04% de sólidos sedimentáveis, 0,02% de sólidos não sedimentáveis e 0,07% de substâncias dissolvidas, vale salientar que esses percentuais não diferem muito dos propostos por outros autores dentre eles Jordão e Pessoa (1995). Já os efluentes industriais podem ter uma composição diferenciada do anterior, já que depende dos produtos fabricados, processo de produção e matéria prima utilizada, por exemplo. 7 Esse estudo teve como base a demanda de águas em todos os municípios brasileiros, sendo que as regiões Sudeste e Nordeste foram as que demandaram uma maior atenção, pois as duas serão as que mais irão concentrar a demanda de água em todo o país (BRASIL, 2010). 27 No Brasil, a Resolução Conama nº 357/2005, a qual substituiu a Resolução Conama nº 20/1986 especifica que: Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água, após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições, padrões e exigências dispostos nesta Resolução e em outras normas aplicáveis (BRASIL, 2005). No quadro 1, podemos visualizar alguns parâmetros exigidos para o lançamento de efluentes nos corpos receptores, segunda essa Resolução. Quadro 1: Parâmetros estabelecidos pelo Conama para a disposição de efluentes em corpos d’água. PARÂMETROS ESTABELECIDOS PELA RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357/05 Ph Temperatura Materiais sedimentáveis Vazão máxima (Qmáx) entre 5 a 9 < 40º C8 até 1 mL/L <1,5Qméd. Óleos minerais até 20 mg/L Óleos vegetais e gorduras animais até 50 mg/L Fonte: Resolução Conama 357/2005. Além dos parâmetros exibidos no quadro anterior, existe ainda a necessidade da ausência de materiais flutuantes e valores máximos de substâncias como: amônia, arsênio total, bário, boro, cádmio, cianetos, chumbo dentre outros materiais químicos que podem afetar de forma sistemática o corpo d’água. Logo, assim como consta na NBR 7229 (ABNT, 1993) a resolução Conama nº 357/05 também prescreve que os efluentes provenientes de hospitais ou outros estabelecimentos que manipulam materiais infectados passem por um tratamento especial antes da sua disposição final (BRASIL, 2005). Sendo que a norma especifica como restrição a destinação para sistemas de tanques sépticos (fossas sépticas). Em algumas ocasiões, redes de esgotamentos são entroncadas em redes coletoras de águas pluviais, portanto tendo como consequência imediata o aumento exponencial do problema, pois além da falta de um tratamento preliminar ocorre um aumento na vazão nos 8 A variação da temperatura do corpo receptor não poderá exceder a 30 C na zona de mistura, região do corpo receptor onde ocorre a diluição inicial de um efluente (Resolução Conama nº 357/05). 28 dispositivos de drenagem, já que os mesmos não foram dimensionados para suportarem ambas vazões (efluentes e drenagem). De acordo com Pessoa (1995), esse tipo de lançamento é uma fonte potencial de contaminação dos corpos receptores. 2.6 Quando se deve tratar os efluentes A destinação final de efluentes sem um tratamento prévio, nos corpos receptores, tem como consequências instantâneas a deterioração da qualidade da água ou a contaminação dos solos, portanto ameaçando a saúde da população e ao meio ambiente. Segundo Gonçalves (1997), a depender da capacidade de autodepuração do corpo receptor, águas fluviais ou oceânicas, não haverá a necessidade de tratamentos complexos dos efluentes, desde que seja efetuado um tratamento preliminar, com o intuito de adequar os efluentes aos corpos receptores, levando-se em consideração o grau de autodepuração do mesmo e o volume lançado. Neste caso, não seria aconselhável a implantação de dispendiosos sistemas de tratamento, uma vez que o seu lançamento não iria afetar de forma sistemática a qualidade das águas dos rios, mares ou oceanos. No Brasil alguns municípios costeiros utilizam emissários (terrestres e submarinos) para a destinação final de uma parte dos seus efluentes, sendo que o pioneiro na utilização desse tipo de tecnologia foi o Rio de Janeiro, inaugurado em 1975, podemos destacar também: Fortaleza, no Ceará; Salvador, na Bahia; Aracaju, em Sergipe; Vitória, no Espírito Santo; Guarujá, Santos, São Vicente e Praia Grande em São Paulo. Como especifica algumas bibliografias, dentre elas Dacach (1984) e Gonçalves (1997) é necessário que o lançamento seja feito de maneira criteriosa, com pelo menos um prétratamento, no qual ocorrerá a remoção de sólidos grosseiros e areia, com isso aumentará a 29 eficiência do emissário. É importante que esses efluentes sejam lançados a distâncias seguras para que não prejudiquem estética e sanitariamente um eventual uso dessa água para lazer da população. Portanto o nível do tratamento vai depender da análise das condições locais. Partindose para o outro extremo, um tratamento, em nível secundário, pode não ser suficiente em determinados casos. Felizmente, do ponto de vista técnico, já são conhecidas inúmeras opções para se fazer o tratamento dos efluentes. Cada uma delas com vantagens e desvantagens do ponto de vista de área (necessária para a construção do sistema), eficiência obtida no tratamento, utilização ou não de equipamentos eletromecânicos com conseqüente consumo ou não de energia, sofisticação ou não de implantação e operação, necessidade ou não de mãode-obra especializada. Isso pode facilitar a escolha de uma técnica mais adequada para cada caso, existindo opções adaptadas tanto para as pequenas comunidades quanto para as metrópoles. 2.7 Sistemas de tratamento de efluentes Seja qual for o sistema a ser utilizado para o tratamento dos efluentes, esse deve estar de acordo com a realidade da localidade a que vai servir, logo, independentemente de ser mais ou menos eficiente, o mesmo deve ser adequado à região na qual será implantado, tendo como parâmetros a considerar o seu baixo custo operacional, sua viabilidade econômica, eficiência dentre outros. Segundo Andrade Neto (1994) os benefícios que um sistema de tratamento de efluentes pode proporcionar, estão diretamente relacionado à sua simplicidade de construção e operação levando-se em conta que, qualquer que seja o sistema a ser utilizado terá pouca eficiência caso seja mal construído e operado, sendo que a implantação, a operacionalidade e as dificuldades construtivas têm ligação direta com a viabilidade ou inviabilidade do projeto, logo projetos simples proporcionam alta relação custo/ benefício. Sendo assim, não existe um sistema que possa ser melhor ou pior e sim o que melhor se adéque a determinada área de abrangência do mesmo. Dentre os sistemas utilizados no Brasil para o tratamento de efluentes podemos destacar: Fossas sépticas com sumidouros, valas de infiltração ou filtração; 30 Estações de Tratamento de Esgotos (ETE); Digestores Anaeróbicos de Fluxo Ascendente (DAFA): Wetlands; 2.7.1 Fossas sépticas De acordo com Pessoa (1995), as fossas sépticas são dispositivos estanques utilizados para o tratamento anaeróbico de efluentes provenientes de residências ou indústrias, no dispositivo haverá a sedimentação dos constituintes sólidos e retenção do material graxo, sendo que, as bactérias anaeróbias são as responsáveis por esse processo, consequentemente o material que antes era potencialmente poluidor se transformará em compostos mais simples e estáveis. A parte líquida do efluente é um material com características ainda poluidoras e terá como destino sumidouros, valas de infiltração ou filtração, filtro de areia ou anaeróbico dentre outros, nos quais ocorrerá o tratamento final. Segundo Andrade Neto (1997), a utilização em larga escala, em praticamente em todos os países do mundo, desse tipo de dispositivo, se explica pela sua simplicidade construtiva e operacional. Logo, o diferencial, é o seu custo operacional relativamente baixo, pois todo seu mecanismo funcional não depende de instrumentos mecânicos e a sua manutenção depende apenas de inspeções (para a remoção dos constituintes sólidos, lodo) que podem ser de 1 a 5 anos, desde que o seu dimensionamento seja adequado para a população que ira utilizá-lo. Na Figura 4 temos um esquema de uma fossa séptica de câmera única. Figura 4: Corte esquemático de uma fossa séptica com câmera única. Fonte: adaptado de (CHERNICHARO, 2007). 31 Na fossa ocorrerá o tratamento primário, sendo que a eficiência do dispositivo está condicionada a parâmetros como; carga hidráulica, geometria, temperatura, condições de operação dentre outros (ANDRADE NETO, 1997). A NBR 13969 (ABNT, 1997) estabelece faixas para eficiências das fossas sépticas, desde que utilizadas conjuntamente com filtros anaeróbico submerso, filtro aeróbio ou de areia dentre outras destinações. Com filtros anaeróbicos submersos tem-se faixas de 40% a 75% para DBO; 40% a 70% para DQO e mais de 70% para sólidos sedimentáveis. Entretanto algumas bibliografias apresentam eficiências menores e maiores, em relação às especificadas pela norma, dentre elas Pessôa (1995) e Andrade Neto (1997), respectivamente. De acordo com a NBR 7229 (ABNT, 1993), a utilização desse tipo de dispositivo para o tratamento dos efluentes de hospitais, clínicas, laboratório de análises clínicas, postos de saúde dentre outros estabelecimentos que prestam serviços de saúde à população deve ser previamente submetido a inspeções das autoridades sanitárias e ambientais competentes, levando-se em consideração que as mesmas devem fazer relevâncias ao pré e pós-tratamento dos efluentes. No Brasil o projeto e a operação de sistemas de tanques sépticos são normatizados por essa norma, sendo que a mesma especifica três tipos de fossas sépticas: Câmara única; Câmaras sobrepostas; Câmaras em série; No dimensionamento das fossas sépticas devem ser levados em consideração os seguintes parâmetros especificados pelas normas NBR 7229 (ABNT, 1993) e NBR 13969 (ABNT, 1997): Número de pessoas a serem atendidas; 80% do consumo local de água e na falta desses dados, utilizar os valores especificados no quadro 2; Nos prédios com ocupação tanto definitiva como temporária, deve-se considerar a vazão de ambos os tipos de ocupante; 32 Quadro 2: Contribuição diária de esgoto(c) e de lodo fresco (lf) por tipo de prédio e ocupante. PRÉDIO UNIDADE CONTRIBUIÇÃO DE ESGOTOS (C) E DE LODO FRESCO (Lf) C Lf 1. OCUPANTES PERMANENTES Residência Padrão alto Pessoa 160 1 Padrão médio Pessoa 130 1 Padrão baixo Pessoa 100 1 Hotel (exceto lavanderia e cozinha) Pessoa 100 1 Alojamento provisório Pessoa 80 1 Fabrica em geral Pessoa 70 0,3 Escritório Pessoa 50 0,2 Edifícios públicos ou comerciais Pessoa 50 0,2 Escolas (externatos) e locais de longa permanência Pessoa 50 0,2 Bares Pessoa 6 0,1 Refeição 25 0,1 Lugar Bacia sanitária 2 0,02 480 4 2. OCUPANTES TEMPORÁRIOS Restaurantes e similares Cinemas, teatros e locais de curta permanência Sanitários públicos Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993). Outro importante parâmetro a ser considerado será o volume útil total do tanque séptico que consiste no espaço interno mínimo necessário ao correto funcionamento do mesmo, correspondente à somatória dos volumes destinados à digestão, decantação e armazenamento da escuma. O qual é calculado através da equação 1: V=1000+N(C x T+K x Lf) • Sendo que: • V=Volume útil, em litros; • N=número de pessoas ou unidades de contribuição; • C=Contribuição de despejos, em litros/ pessoa, quadro 2; • T=Período de detenção, em dias, quadro 3; Eq. 1 33 • K= taxa de acumulação de lodo digerido em dias equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco, quadro 4; • Lf= contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia, quadro 2. Quadro 3: Período de detenção (T)9 dos despejos, por faixa de contribuição diária. CONTRIBUIÇÃO DIÁRIA (LITROS) ATÉ 1500 TEMPO DE DETENÇÃO DIAS HORAS 1 24 De 1501 a 3000 0,92 22 De 3001 a 4500 0,83 20 De 4501 a 6000 0,75 18 De 6001 a 7500 0,67 16 De 7501 a 9000 0,58 14 Mais que 9000 0,5 12 Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993). Quadro 4: Taxa de acumulação total de lodo (K) 10, em dias por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio. INTERVALOS ENTRE LIMPEZAS (ANOS) VALORES DE K POR FAIXA DE TEMPERATURA (t), EM °C t<=10 10<=t<=20 t>20 1 94 65 57 2 134 105 97 3 174 145 137 4 214 185 177 5 254 225 217 Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993). 9 Período de Detenção do Efluente: Tempo de permanência da parcela líquida do esgoto dentro da zona de decantação do tanque séptico. 10 Taxa de acumulação de lodo: número de dias de acumulação de lodo fresco equivalente ao volume de lodo digerido a ser armazenado no tanque, considerando redução de volume de quatro vezes para o lodo digerido. 34 A manutenção das fossas sépticas deve ser efetuada de acordo com os intervalos de tempo pré-determinados no quadro 4, sendo assim, o lodo e a escuma acumulados devem ser removidos com o auxílio de veículos desentupidores, “limpa fossa”, para que não ocorra a ineficiência do dispositivo. O lodo, após a sua secagem, pode ser disposto em campos agrícolas, aterros sanitários ou usina de compostagem, entretanto a sua utilização para fins agrários, não é recomendada ao cultivo de hortaliças, frutas rasteiras e legumes consumidos crus, NBR 7229 (ABNT, 1993). 2.7.2 Destinação dos efluentes das fossas sépticas A parte líquida dos efluentes provenientes das fossas sépticas pode ser destinada a sumidouros, valas de absorção, as quais se subdividem em: valas de infiltração e filtração, nessas valas há infiltração do líquido no solo dentre outros dispositivos. 2.7.3 Sumidouros Segundo a NBR 13969 (ABNT, 1997) os sumidouros devem se dimensionados em função da capacidade de infiltração do solo, a qual pode ser conhecida através de ensaios de percolação (infiltração) do solo. Esse ensaio é feito em camadas, desde que as mesmas sejam consideradas infiltrativas no sumidouro, escavações feitas em seção quadrada em diferentes profundidades no terreno. A escolha das profundidades pode ser a partir de um prédimensionamento, utilizando os coeficientes do quadro 5. 35 Quadro 5: Coeficiente de infiltração. FAIXA CONSTITUIÇÃO PROVÁVEL DO SOLO COEFICIENTE DE INFILTRAÇÃO L/M²xdia11 ABSORÇÃO RELATIVA 1 Rochas, argilas compactas de cor branca cinza ou preta, variando a rochas alteradas e argilas medianamente compactas de cor avermelhada menor que 20 Impermeável 2 Argilas de cor amarela, vermelha ou marron medianamente compactas, variando a argilas pouco siltosas e/ou arenosas 20 a 40 Semiimpermeável 3 Argilas arenosas e/ou siltosas, variando a areias argilosas ou siltes argilosos de cor amarela, vermelha ou marron 40 a 60 Vagarosa 4 Areia ou silte argiloso, ou solo arenoso com húmus e turfas, variando a solos constituídos predominantemente de areias e siltes 60 a 90 Média 5 Areia bem selecionada e limpa, variando a areia grossa com cascalhos maior que 90 Rápida Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993). Para o dimensionamento dos sumidouros é necessário também a determinação da Área de Absorção do Solo, a qual é calculada através da equação 2: A= V/Ci Eq. 2 Em que: • A= área de infiltração necessária, em m², para sumidouro ou vala de infiltração. • V= volume de contribuição diária, em L/dia, que resulta da multiplicação do número de contribuintes (N) pela contribuição unitária de esgotos (C) • Ci= coeficiente de infiltração (L/m² x dia) obtido no gráfico da Figura 5, para determinação do coeficiente de infiltração. 11 Os dados referem-se a uma aproximação. Logo os coeficientes de infiltração variam de acordo com o tipo dos solos não saturados, portanto qualquer que seja o caso é indispensável à verificação deste por meio do ensaio de infiltração do solo. 22 Régua Graduada 30 20 30 18 30 16 Brita nº 1 12 14 15 1 30 14 5 Tempo de Infiltração ( minutos p/ rebaixamento de 1cm) 36 10 Dimensões em centímetros 8 6 4 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 2 Coeficiente de Infiltração (litros/m dia) Figura 5: Determinação gráfica do coeficiente de infiltração. Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993). Desde que sejam devidamente dimensionados, esses dispositivos em conjunto com fossas sépticas, a depender das restrições impostas por Norma, podem solucionar os problemas da destinação final dos efluentes, principalmente os residenciais, pois a sua utilização em outros estabelecimentos, como já foi enfocada, depende de estudos técnicos detalhados. 2.7.4 Valas de infiltração Nas valas de infiltração a parte líquida dos efluentes das fossas sépticas irá infiltrar no solo. As valas consistem de um sistema de disposição no qual há conjunto de caixas de inspeção e tubulação assente perfurado sobre uma camada-suporte de pedra britada NBR 7229 (ABNT, 1993), na Figura 6 temos um exemplo desse dispositivo, recomendado por norma, para a utilização em áreas pequenas, como quintal de residências. 37 Figura 6: Vala de infiltração recomendada para residências, segundo a NBR 13969. Fonte: NBR 13969 (ABNT, 1997). Segundo Batalha (1989), as valas de infiltração devem estar afastadas pelo menos 7 metros das árvores de grandes raízes, no mínimo 20 metros dos poços de água de abastecimento e no mínimo 3 metros acima dos lençóis freáticos. Ainda segundo o autor, o mesmo recomenda que eventuais plantações sobre as valas de infiltração se limitem a gramados de raízes pouco profundas. Sendo que, na média pode-se estimar a extensão das valas de infiltração em 6 m por pessoa. 2.7.5 Valas de filtração Quando o “tempo de infiltração” do solo não permitir adotar outro sistema mais econômico (valas de infiltração) ou quando a poluição do lençol freático deve ser evitada, podem-se utilizar as valas de filtração, as quais são constituídas de duas canalizações de esgotos superpostas, com uma camada entre as mesmas ocupada com areia. Ainda segundo Batalha (1989), a opção pelas valas de filtração somente deve ser feita quando a taxa de absorção do solo for insuficiente e nenhum outro método para disposição do efluente da fossa séptica for viável, uma vez que se trata de uma opção de custo relativamente maior do que as demais opções, as várias partes do sistema têm as seguintes funções: Canalização superior – funciona como sistema de irrigação subsuperficial (valas de infiltração); Camada de areia – tem a finalidade de filtrar o líquido infiltrado; 38 Canalização inferior – funciona como sistema de drenagem. Na Figura 7 temos uma ilustração de uma vala de filtração, de acordo com a NBR 13969 (ABNT, 1997). Figura 7: Vala de filtração, segundo a NBR 13969. Fonte: NBR 13969 (ANBT, 1997). 2.7.6 Estações de tratamento de esgotos (ETE) 12 Segundo Gonçalves (1997) os efluentes provenientes das residências, indústrias, comércio, clubes entre outros estabelecimentos urbanos são coletados através da rede pública de esgotamento sanitário, a qual tem a sua abrangência por todo ou quase todo o perímetro urbano. Após o processo de captação os mesmos chegam às Estações de Tratamento de Esgotos (ETE), as quais têm as funções de: Decompor a matéria orgânica para evitar gases mal cheirosos; Evitar doenças; Evitar o crescimento desordenado das plantas aquáticas (algas), eutrofização dos mananciais; Aparência ruim das águas; 12 Outra denominação para o termo é a utilização de Estações de Tratamento de Águas Residuárias (ETAR). A justificativa para isso é a aversão, por parte de alguns autores, ao termo esgoto, tradicionalmente emprego na área e recomendado pela ABNT. (PESSOA, 1995). 39 Danos ao sistema de tratamento de água e estabilizar corpos d’águas inadequados para recreação e irrigação, dentre outras; Ainda segundo Gonçalves (1997), nas estações de tratamento, os efluentes passam por diversos processos e operações os quais são subdivididos em físicos, químicos e biológicos. Basicamente os mesmos se resumem em: Físicos: processo onde há a remoção das substâncias que podem ser separadas fisicamente dos líquidos ou que não se encontram dissolvidas, por exemplos a remoção de sólidos grosseiros, materiais que podem se sedimentar (areias dentre outros) e sólidos flutuantes. Esse processo se dá através de gradeamento, mistura, flotação, sedimentação, floculação e filtração. Químicos: nesse processo há a utilização de agentes químicos e pela efetivação de reações químicas para a remoção das substâncias deletérias, mas raramente é utilizado de forma isolada, pois geralmente é acionado quando os processos físicos e biológicos não satisfazem aos parâmetros ambientais. Exemplos: coagulação e floculação, precipitação e oxidação química, adsorção, desinfecção e neutralização. Biológicos: nesse processo há a utilização de microorganismos para a remoção dos contaminantes, por meio de atividade metabólicas dos mesmos. Como exemplos têm a remoção de matéria orgânica, nitrificação, desnitrificação, remoção de fósforo, redução de sulfatos dentre outros. O tratamento pode ser classificado em função das características físicas dos poluentes removidos e sua eficiência global. Usualmente é empregada a seguinte classificação: Tratamento preliminar: etapa inicial do tratamento onde é feita a remoção de sólidos grosseiros e areia segundo Speling (2005), e também remoção de gorduras (PESSOA, 1995) e (GOLÇALVES, 1997). Na Figura 8 podemos visualizar as instalações da unidade de tratamento preliminar da Ete-Jacuipe Feira de Santana-Bahia. 40 Figura 8: Unidades de tratamento preliminar, mecanizada e manual, EMBASA ETE-Jacuipe. Fonte: Coleta de dados. Tratamento primário: Nesta etapa do tratamento há a remoção de parcela dos sólidos em suspensão sedimentáveis e flutuantes contidos nas águas residuais. Nesta etapa é usual o emprego de decantador (primário) e unidades de estabilização e desaguamento dos lodos removidos. Segundo Sperling (2005), a eficiência do tratamento primário situa-se na faixa de remoção: Demanda Bioquímica De Oxigênio (DBO) 13: 25% a 35%; Sólidos Suspensos (SS): 60% a 70%. Tratamento secundário: Permite a remoção de sólidos coloidais e dissolvidos bem como a parcela dos sólidos suspensos não removidos no tratamento primário, podendo eventualmente remover nutrientes (nitrogênio e fósforo). Processos biológicos aeróbios, tais como, lodos ativados, filtros biológicos, lagoas de estabilização, reatores anaeróbicos, processo de disposição no solo são classificados como tecnologias de tratamento a nível secundário. 13 Quantidade de oxigênio necessária para que a decomposição da matéria orgânica biodegradável presente nos efluentes se processe exclusivamente através da ação das bactérias anaeróbicas, (DACACH, 1984). A DBO indica o grau de poluição das águas residuárias, com isso pode-se dimensionar as ETE e mensurar a sua eficiência, (PESSOA, 1995). 41 Podem ser obtidas eficiências elevadas, tais como: Demanda Bioquímica De Oxigênio (DBO): 70 a 95%; Sólidos Suspensos (SS): 80 a 95%; Após a etapa primária do tratamento ainda há uma parcela de sólidos suspensos não grosseiros, os quais podem ser removidos pelo processo de sedimentação. Para isso utiliza-se decantadores, circulares ou retangulares, como o qual podemos observar na Figura 9. Figura 9: Decantador Circular, EMBASA ETE-Jacuipe. Fonte: Coleta de dados. Tratamento terciário: esse tratamento é aplicado para o caso de ETE com capacidade para remoção adicional de metais, nutrientes, microrganismos, permitindo atingir elevadas eficiências de tratamento. Processos de filtração, desinfecção (cloro, ozônio e mais recentemente radiação ultravioleta), adsorção e oxidação química são exemplos de sistemas terciários de tratamento. Tratamento avançado: raramente utilizado no Brasil, esse processo é utilizado para a remoção de materiais suspensos e dissolvidos, residuais de níveis anteriores de tratamentos, visando à reutilização da água. Para esse nível de tratamento utiliza-se o carvão, troca iônica, eletrodiálise, membranas etc. Os subprodutos gerados a partir do tratamento dos efluentes devem ser dispostos em locais adequados, para que não haja a contaminação das áreas de descarte, sendo os mesmo 42 representados por lodos (primário, secundário e químico, proveniente da etapa físicoquímica), material gradeado, areia e escuma. Os lodos podem ser reutilizados para a agricultura, desde que o mesmo passe por um processo de higienização. (SPERLING, 2005). A eficiência a ser atingida por uma ETE deve ser determinada em função da capacidade do corpo receptor, bem como, estar adequada a níveis de qualidade, conforme a Resolução CONAMA 357/05. Na Figura 10 podemos visualizar a estrutura de uma Calha Parshall, na qual pode-se medir a vazão afluente ao corpo receptor. Figura 10: Efluentes passando por Calha Parshall, pós tratamento na ETE Jacuípe, destinando-se ao corpo receptor, Rio Jacuípe, Feira de Santana-Ba. Fonte: Coleta de dados. 2.7.8 Digestor anaeróbico de fluxo ascendente (DAFA) O tratamento em digestores anaeróbios de fluxo ascendente é um processo natural para remoção da poluição de efluentes residenciais ou industriais. O material orgânico poluidor removido é convertido em metano, um gás combustível que pode ser usado para gerar energia. O tratamento de efluentes com essa tecnologia é aplicado principalmente em locais de climas tropical ou subtropical (temperaturas maiores que 18ºC a 20ºC), mas existem estudos com o intuito de implantação do mesmo em locais de clima moderado. (HAANDEL e LETTINGA,1994). Essa afirmação é ratificada por Chernicharo (1997), pois, segundo ele, os dispositivos se destacam pelo bom desempenho nas áreas onde as temperaturas são elevadas durante todo o ano, sendo que no Brasil a tecnologia está praticamente consolidada. 43 Segundo Haandel (1994), algumas características dos DAFAs são: Necessidade de remoção de materiais inorgânicos e sólidos grosseiros Alta eficiência na remoção de DBO; Baixo custo de implantação, se comparado com outros tipos de sistemas de tratamento; Aplicabilidade em pequena e grande escala; Requer uma área relativamente pequena para as suas instalações; Para Pessoa (1995) a eficiência do dispositivo é limitada, pois é necessário que haja um pós tratamento para remoção de agentes patogênicos e com isso se adéquem à Legislação ambiental para a disposição nos corpos receptores. O Programa Nacional de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB) realiza diversas pesquisas com o intuito de melhorar o funcionamento desses dispositivos tendo como base projetos piloto, (ANDRADE NETO, 1995). Segundo alguns autores, dentre eles Chernicharo (2007), Andrade Neto (1994), Jordão e Pessôa (1995) e Sperling (2007) existe uma confusão na denominação do dispositivo, pois quando foi desenvolvido por Gatze Lettinga, na década de 60, era denominado de UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors) traduzindo para o português seria Reator Anaeróbico de Fluxo Ascendente e Manta e Lodo. Mas com a crescente utilização dessa tecnologia no Brasil estão sendo divulgadas terminologias como RAFA, RALF e DAFA. Segundo Chernicharo (2007), essas terminologias tendem a confundir ainda mais o público e com isso generalizando os diversos tipos de reatores. Na Figura 11 podemos visualizar a estrutura externa de Dafas instalados na ETEJacuipe em Feira de Santana-Bahia. 44 Figura 11: DAFAs instalados na ETE- Jacuipe Feira de Santana-Ba. Fonte: Coleta de dados. 2.7.9 Wetlands O sistema Wetlands trata biologicamente os efluentes pós tanque séptico, reatores anaeróbios dentre outros, utilizando o potencial de macrófitas, dentre elas o junco Zizanopsis bonariensis brás, as quais através das raízes permite o tratamento secundário do esgoto doméstico e industrial, pela decomposição da matéria orgânica e nutrientes mais simples e diminui sensivelmente a contaminação por coliforme fecal, favorecendo o equilíbrio ambiental (O2 ENGENHARIA, 2009). Em estudos realizados por uma equipe multidisciplinar, coordenado pelo Serviço Autônomo de Águas e Esgoto (SAAE), na cidade de Alagoinhas Bahia, com a presença de engenheiros civis e sanitaristas dentre outros profissionais, revelaram que; com a utilização de wetlands, no pré-tratamento de efluentes, pode-se chegar a eficiências de: 73% na redução de DBO; 80,4% na redução de DQO14; 71% na redução de sólidos suspensos; 14 Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO): quantidade de oxigênio necessária para oxidar uma fração orgânica de uma amostra oxidável ao permanganato de potássio. Uma das vantagens do método, sobre a DBO, é o tempo de resposta na coleta dos dados, cerca de 2horas e cinco dias, respectivamente. (PESSOA, 1995). 45 54% na redução da turbidez; Redução de menos de 50% de coliformes fecais e totais. É importante frisar que os estudos realizados pela equipe da SAAE, foram direcionados a utilização de Wetlands para o tratamento de esgoto “in natura”, sendo assim a unidade foi implantada para pré-tratamento. Portanto justificando a sua baixa eficiência na redução de coliformes fecais e totais (SAAE, 2003). Já em estudos realizados por Sezerino e Philippe (2000), um sistema de tratamento composto por tanque séptico e Wetlands pode chegar a ter uma eficiência na remoção de 87% de matéria orgânica e de 99,96% de coliformes fecais. Ainda os autores, os sistemas tipo Wetlands (filtros plantados) são classificados em dois tipos: as Wetlands naturais e as construídas. Os sistemas naturais são banhados propriamente ditos, em que os efluentes a serem tratados podem ser dispostos diretamente nestas áreas de várzea, banhados e pântanos não havendo nenhum tipo de controle relacionado à infiltração, promove-se, porem, uma depuração biológica e servem como destinação final dos efluentes. Os sistemas construídos são classificados de acordo com a literatura, em dois grandes grupos, quais sejam: sistema de lâminas livres ou escoamento superficial; e sistema de escoamento subsuperficial (filtros plantados com macrófitas). Subdivisões, dentro desse grupo, foram propostas por pesquisadores, com o propósito de relacionar as finalidades de usos, ou seja, diferentes configurações e princípios de funcionamento foram associados a objetivos como redução de matéria carbonácea, nitrificação, desnitricação, redução/remoção de fósforo, entre outros (PHILIPPE e SEZERINO, 2004). Figura 12: Exemplo de tratamento de efluentes através de Wetlands. Fonte:< http://www.fujitaresearch.com/reports/wetlands.html>. Acesso em: 13 Mar. 2011. 46 2. 8 Tecnologias sociais para o tratamento de efluentes As tecnologias sociais (TS) vêm incorporando grandes transformações na natureza e nas relações sociais, logo não há possibilidade de desprezarmos as consequências ocasionadas em todas as dimensões das atividades humanas. Dentro dessa ótica, podemos considerar que as TS, tendem a se tornarem uma realidade acessível a um maior número de comunidades, logo melhorando substancialmente a qualidade de vida da população, (ROCHA NETO, 2003). Entretanto, apesar de se caracterizado pelo baixo custo de implantação e operacionalidade, as TS precisam ser amplamente divulgadas e só assim poderão abranger, cada vez mais, um maior número de comunidades, principalmente as mais humildes. Dentre as TS mais conhecidas em nosso país, principalmente na região semi-árida, estão as cisternas de placas pré-moldadas, as quais garantem o armazenamento de águas das chuvas e proporcionam o abastecimento de água para as comunidades dessa região. Outra grande “invenção”, que já beneficiou e beneficia milhares de pessoas em todo o país, principalmente às nossas crianças, é o soro caseiro, o qual já salvou inúmeras vidas. Mas na área de tratamento de efluentes, podemos destacar algumas inovações que, assim como as outras destacadas anteriormente tem a sua eficiência comprovada, dentre as quais podemos destacar: Fossas sépticas econômicas; Fossa séptica biodigestora; Canteiro bio-séptico. 2.8.1 Fossas sépticas econômicas Tecnologia desenvolvida pela Prefeitura de Pindamonhangaba, interior do estado de São Paulo, as fossas sépticas econômicas são dispositivos simples, baratos e de fácil implementação, logo beneficiando pequenas famílias rurais. No dispositivo há a decomposição da matéria orgânica com o auxilio das bactérias anaeróbicas, e a parte liquida é 47 destinada a valas de infiltração ou sumidouros. Na Figura 13 podemos visualizar a construção de uma fossa séptica econômica. Figura 13: Fossa séptica econômica. Fonte: http://www.pindamonhangaba.sp.gov.br/noticias_0607.asp?materia=1693 . Acesso em: 14 Jul. 2011, 21:32. O sistema está em conformidade com a NBR 7229 (ABNT, 1993), pois é necessário verificar alguns pré-requisitos, como; distância mínima de pontos de captação de águas (poços, cacimbas ou cisternas), nível do lençol freático (para utilização de sumidouros ou valas de infiltração), dentre outros (PREFEITURA DE PINDAMONHANGABA, 2007). Os materiais necessários para a implantação do dispositivo são: Tambores de polietileno de 200 litros; Tubos de PVC de 100 mm, para a interligação dos tambores e para a vala de infiltração; Joelhos de 90° de 100 mm; Pedra britada, para a vala de infiltração; Alvenaria para as caixas de inspeção. Com relação à eficiência, foram realizadas algumas análises que comprovaram que a mesma pode chegar a 80%, a qual é superior às fossas sépticas convencionais. "O último laudo de análise de fossas aponta redução de 80% da DBO (Demanda Biológica de Oxigênio, índice que indica a diminuição das bactérias) e, com isto, ajuda na diminuição da contaminação do lençol freático e córregos próximos a comunidades que possuem agora as fossas sépticas econômicas. Esse número é muito acima do normal que se obtém com as fossas de alvenaria" (PREFEITURA DE PINDAMONHANGABA, 2009). 48 Com uma ampla divulgação, o dispositivo já foi implantado em diversos municípios como Ravena, Caratinga, Sabará dentre outros. Sendo que, o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA) está implantando a fossa séptica econômica em 200 assentamentos em todo o país, principalmente na região Sul do estado de São Paulo. 2.8.2 Fossa séptica biodigestora Tecnologia social desenvolvida pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, (Embrapa), subsetor de Instrumentação, na cidade de São Carlos, estado de São Paulo, tendo como principal pesquisador o médico veterinário Antonio Pereira de Novaes. As fossas biodigestoras foram desenvolvidas no ano de 2001, tendo como base experiências realizadas há dois séculos na Ásia, com o intuito de reduzir a poluição dos mananciais, solos e ainda produzir adubo orgânico nas regiões rurais do país. Com isso haverá a prevenção contra doenças ocasionadas pela contaminação das águas, assim como a ingestão de alimentos contaminados provenientes dessas regiões, (Embrapa, 2010). Os dispositivos têm como princípio funcional a biodigestão dos resíduos orgânicos, a partir da decomposição anaeróbica da matéria orgânica com o auxilio de bactérias (presentes em esterco fresco15), as quais são adicionadas a cada 30 dias para manter o bom funcionamento do sistema, pois esse é o período que o mesmo decompõe a matéria. Segundo a Embrapa, a eficiência do dispositivo está na faixa dos 95% a 98%, a qual foi comprovada em estudos realizados por equipe multidisciplinar no próprio órgão. A estrutura do dispositivo está ilustrada na Figura 14, na qual podemos visualizar todas as partes constituintes do mesmo. 15 Excremento de animais ruminantes, podendo ser bovinos, cabras, ovelhas dentre outros. 49 Figura 14: Estrutura da fossa séptica biodigestora. Fonte: Novaes, 2001. 1. Válvula de retenção; 2. Chaminé de alívio (suspiro); 3. Curva de 90º; 4. “T” de inspeção; 5 e 6. Reservatórios de 1000 L (polietileno, concreto, fibras de vidro ou fibrocimento); 7. Registro. 2.8.3 Canteiro bio-séptico16 O canteiro bio-séptico é uma tecnologia social de tratamento de efluentes, no qual, com o auxilio de plantas hidrófilas e bactérias anaeróbicas há a decomposição dos compostos orgânicos no mesmo. Esse projeto foi desenvolvido pelo Ecocentro IPEC (Instituto de 16 Também denominado de fossa de bananeira (por ser uma das plantas mais utilizada nesse sistema). 50 Permacultura e Ecovilas do Cerrado) 17, com o intuito de favorecer as populações rurais e das periféricas urbanas. Na Figura 15 podemos visualizar detalhes desse dispositivo. Figura 15: Canteiro bio-séptico ou fossa de bananeira. Fonte: http://www.ecocentro.org/artigo.do?acao=pesquisarArtigo&artigo.id=37453da. Acesso em: 20 Jul. 2011. 20:15. Para a construção dos canteiros bio-sépticos é necessário a utilização de materiais que são acessíveis a toda a população, outro fator relevante é que inexiste a presença de mecanização, pois é preciso apenas o auxilio da força da gravidade, para o escoamento dos efluentes até o canteiro. Os efluentes são “consumidos” anaerobicamente pelos microorganismos presentes no solo. (ECOCENTRO IPEC, 2009). Esse projeto foi finalista do prêmio de Tecnologia Social 2009 promovido pela Fundação Banco do Brasil. Segundo o IPEC, estão sendo capacitadas milhares de pessoas, logo a tendência é que o dispositivo se popularize. 17 O ECONCENTRO IPEC (Instituto de Permacultura e Ecovilas do Cerrado) desenvolve e adapta soluções para a sustentabilidade, aplicando estratégias de multiplicação participativa. 51 3 METODOLOGIA Para a realização do estudo de caso foi necessário primeiro delimitarmos a área do trabalho, com o propósito de termos maior consistência na fase posterior, a analise dos dados. Como o bairro possui uma extensão territorial relativamente grande, aproximadamente 8,6 Km² (IBGE, 2010), caso fossem feitas análises em todos os domicílios tornar-se-ia praticamente inviável, levando-se em consideração que nem sempre os moradores tinham disponibilidade de tempo para o acompanhamento dessa fase do trabalho. Entretanto, antes das pesquisas em campo, foi necessário termos embasamento teórico e cientifico da problemática do saneamento básico no nosso país. Esse embasamento foi adquirido através de uma ampla revisão bibliográfica tendo como fontes pesquisas, teses, monografias, artigos (técnicos e científicos), livros, leis, resoluções dentre outros. Já na fase de desenvolvimento do estudo de caso utilizamos as seguintes técnicas metodológicas: Caracterização do bairro através de dados demográficos, populacionais, sanitários, sócio-culturais dentre outros, coletados em órgãos públicos e privados; Pesquisa de campo em domicílios, na área delimitada para o estudo; Trabalho de campo para as coleta de dados referentes à capacidade de infiltração do solo, o qual foi realizado com o auxilio de profissionais locado no laboratório de Solos da Instituição, Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS); Apresentação dos dados coletados através de tabelas, gráficos, imagens dentre outros recursos. Na primeira fase, o trabalho teve como foco a caracterização do bairro, através da coleta de dados em fontes como o IBGE, Prefeitura Municipal de Feira de Santana (PMFS) e a EMBASA, com isso obtivemos uma “visão” do perfil populacional e sanitário da região em estudo. Na segunda fase foram realizadas incursões nas residências, para sabermos a situação das instalações e dispositivos a que se destinam os efluentes, verificando dados técnico- 52 construtivos, prescrito pelas NBR7229 (ABNT, 1993) e NBR13969 (ABNT, 1997), tais como: Contribuição de despejos: Número de pessoas residentes, temporário ou permanentes; Caracterização do dispositivo: tipo, capacidade de carga afluente, localização, dimensões, diâmetros de tubulações, intervalos e periodicidade das limpezas, dentre outros; Distâncias mínimas de: 1,5 m limites de muros, ramais de águas, sumidouros, valas de infiltração; 15m limites para poços freáticos, poços e outros corpos d’água; 3,0 m limites de árvores e rede pública de abastecimento de água; Após as duas fases anteriores, iniciamos a análise do solo para sabermos a capacidade de infiltração do mesmo, através do ensaio de percolação18, conforme a NBR 13969 (ABNT, 1997) e NBR 7229 (ABNT, 1993). Já na sua fase final, foi realizada a amostragem dos dados coletados e uma análise crítica da situação verificada. 3.1 Estudo de caso Segundo Fachin (2003), a pesquisa surge quando temos consciência de um problema e nos sentimos pressionados a encontrar soluções. Para isso utilizamos de técnicas metodológicas (com as quais poderemos desenvolver, modificar e ampliar os conhecimentos adquiridos) e dos conhecimentos técnicos e científicos para chegarmos às determinadas conclusões, que por sua vez, nem sempre os resultados devem ser atribuídos como verdade absoluta, pois as descobertas são sempre renovadas e toda análise sobre um fato pode 18 O objetivo, do conhecimento desse parâmetro do solo, foi fazermos uma correlação entre o tipo de solo e o melhor dispositivo para a destinação final de efluentes na região estudada. 53 apresentar diversas interpretações de ordem apreciativa e analítica, dependendo de quem a interprete. Portanto durante o estudo foi necessário que o pesquisador, analisando as variáveis atreladas ao conhecimento técnico-científico, explicasse com segurança as descobertas realizadas, para isso, utilizamos do seguinte planejamento para a elaboração do estudo de caso: Revisão bibliográfica; Selecionar as variáveis a serem empregadas no estudo; Elaboração do plano de coleta dos dados; Coleta dos dados em campo; Organização dos dados; Avaliação dos dados; Representação gráfica; Interpretação e conclusão. Com base no planejamento adotado, elaboramos o fluxograma da Figura 16, para um melhor entendimento das etapas do trabalho em campo. Na fase de coleta dos dados em campo foi utilizado um formulário19, com isso fizemos o ordenamento das informações coletadas junto aos moradores do bairro. 19 O modelo do formulário utilizado na pesquisa de campo encontra-se no Apêndice A. 54 Figura 16: Fluxograma utilizado para o estudo de caso. Fonte: Coleta de dados. 55 4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO 4.1 Dados demográficos e projeções de investimentos para o saneamento na comunidade Segundo o IBGE (2000), a população residente no bairro era de 14.262 habitantes, no entanto, com a implantação de novos empreendimentos, sendo eles do capital especulativo privado ou para suprir o déficit habitacional no município, há estimativas no aumento da população. Sendo que, para o ano de 2010 20, ainda não foram divulgados. De acordo com informações da EMBASA (2010), a cidade dispõe de redes de coleta e tratamento de efluentes apenas nas bacias dos Rios Jacuípe e Subaé, nas quais recentemente foram investidos cerca de R$ 115 milhões para a ampliação do Sistema de Esgotamento Sanitário (SES), investimentos disponibilizados pelo PAC, com isso o nível de atendimento à população passou de 40% para 60%, beneficiando 57.056 residências. Ainda segundo a concessionária, não há projetos para a implantação do serviço na região do Pojuca, porém existem expectativas que com o PAC II ou III, seja implantado um SES nessa área da cidade, pois a mesma está em pleno desenvolvimento urbano. 4.2 Caracterização da área em estudo A área delimitada para o estudo de caso foi a comunidade da Mangabeira, que está inserida na bacia do Rio Pojuca, que é uma das três bacias hidrográficas da cidade de Feira de Santana (EMBASA, 2010). O bairro pesquisado tem como limítrofes os seguintes bairros: Conceição, Aeroporto, Papagaio, Parque Ipê, Cidade Nova e São João. Situando-se entre os maiores bairros da cidade, a região é marcada por contrastes sociais, assim como um grande déficit em infraestrutura pública, o que não a diferencia muito de outras regiões periféricas da cidade. 20 Dados populacionais defasados, pois, apesar de já disponibilizado o contingente geral do município, cerca de 556.642 habitantes, ainda não foram subdivididos por bairros, portanto há uma incerteza no montante populacional atual da região 56 Na Figura 17 podemos visualizar a área delimitada deste estudo. A escolha da mesma foi pensada em decorrência de dois corpos d’águas existentes na região, a Lagoa de Chico Maia e o córrego que limita o Loteamento Modelo e o Conjunto Habitacional Feira V. Figura 17: Área delimitada para o estudo de caso, com as suas respectivas curvas de nível21. Fonte: ARAÚJO, (2010). 21 O mesmo mapa encontra-se em anexo, para uma melhor visualização da área estudada. 57 4.3 Irregularidades observadas Durante a pesquisa de campo verificamos diversas irregularidades referentes à disposição final dos efluentes produzidos pelos moradores do bairro. As águas residuárias eram diretamente lançadas nas ruas, sendo que os casos mais frequentes eram os de lançamentos de águas de banho, lavagem de roupas, dentre outras atividades desenvolvidas nas residências. Esse “procedimento” além propiciar mau cheiro, provocado pela decomposição da matéria orgânica, também é um risco à saúde dos moradores. Na Figura 18, podemos visualizar esse fato. Figura 18: Lançamento de águas residuárias na principal via do bairro (Av. Tupinambá). Fonte: Coleta dos dados. Devido à pavimentação de algumas ruas do bairro, durante os serviços de drenagem, houve a interligação dos efluentes provenientes das residências a essa rede, a qual deságua em sua totalidade no corpo receptor Lagoa de Chico Maia, como relata os moradores. Segundo Pessoa (1995) esse tipo de descarte de efluente é uma fonte não pontual de poluição que tem impactos significativos. Os esgotos pluviais, através da rede de drenagem urbana, contribuem de forma não pontual para a poluição das águas e podem apresentar um impacto significativo sobre o meio ambiente. Os esgotos pluviais estão comumente ligados aos esgotos sanitários de muitos imóveis, nem sempre protegidos de uma unidade de fossa séptica, constituindo uma carga adicional importante. (PESSOA, 1995, p. 9). Na Figura 19, observamos a escavação de um possível dispositivo de destinação final de efluentes, na comunidade. Como podemos avaliar, ele está com uma distância muito 58 aquém do estabelecido pela NBR 7229 (ABNT, 1993), que sugere um distanciamento de no mínimo 3 metros do dispositivo para a rede. No detalhe, portanto, temos uma tubulação de rede de distribuição de água pública, a qual sofreu um reparo há pouco tempo, evidenciando, desta forma, uma problemática bastante recorrente no bairro. Figura 19: Tubulação de rede pública de abastecimento de água danificada com a escavação de dispositivo utilizado para destinação final de efluentes na comunidade. Fonte: Coleta de dados. 4.4 Regiões críticas, lançamento de efluentes “in natura” Na região delimitada para o estudo há, além do solo, outros dois “corpos receptores”, sendo eles a Lagoa de Chico Maia e o córrego que delimita o Conjunto Habitacional Feira V e o Loteamento Modelo. Com o crescimento desordenado e as ocupações indevidas dessas regiões, os moradores lançam os seus efluentes sem nenhum tratamento preliminar, diretamente nesses corpos d’água. Como a prática é frequente, estes mananciais encontram-se em elevado estado de degradação, sendo que ambos, ainda, recebem contribuições de despejos de esgotamento sanitário, tanto do bairro quanto de outros adjacentes. Na Figura 20 podemos visualizar essa afirmação. 59 Figura 20: Córrego e Lagoa Chico Maia, respectivamente, ambos em estado avançado de degradação. Fonte: coleta de dados. Outra situação relevante, observada na comunidade, foi o nível do lençol freático de algumas áreas, que segundo moradores apresenta-se profundidade inferior a um metro. Nessas áreas, assim como em diversas outras, os moradores lançavam os seus efluentes em fossas negras, contaminando, desta forma, o lençol freático. Segundo a NBR 13969 (ANBT, 1997), para a construção de sumidouros, deve-se haver uma distância do fundo dos dispositivos para o lençol freático de pelo menos 1,5 metro, tendo como referência a implantação em solos arenosos. Entretanto não existiam esses tipos de dispositivos na região analisada. Na Figura 21, por exemplo, podemos visualizar tubulações que servem de extravasor para as fossas negras. Figura 21: Tubulações que drenam o excesso de líquido presente nas fossas, em algumas ruas do bairro. Fonte: Coleta dos dados. 60 4.5 O saneamento da comunidade A região é marcada pela falta de infraestrutura, como já foi relatado anteriormente. Ela tem uma carência principalmente na área de saneamento básico, entretanto, existem algumas áreas onde há a disponibilidade dos serviços de coleta e tratamento de efluentes. Dentre elas podemos destacar o Conjunto habitacional Chácara Morada das Mangabeiras e alguns condomínios existentes no bairro. Nessas áreas, há sistemas individuais ou coletivos de tratamento. E, segundo relatos de moradores, residentes nas ruas Paragominas, Parajuru e Paranduva, existe a coleta e o tratamento dos seus efluentes direcionados às instalações que inicialmente eram restrita ao conjunto habitacional supracitado. Além disso, não é cobrada a taxa de utilização dos serviços, por parte da concessionária, sendo assim, pode ser enquadrada como uma rede social. Vale salientar, também, que esse fato foi confirmado através de averiguações das contas de abastecimento de água dos moradores. Na Figura 22 podemos visualizar as instalações da ETE construída para beneficiar os moradores do conjunto habitacional citado anteriormente. Figura 22: ETE construída para tratar os efluentes dos moradores do conjunto Habitacional Chácara Morada das Mangabeiras. Fonte: Coleta dos dados. 61 4.6 Características dos dispositivos utilizados pela população para destinação final dos efluentes Para chegarmos a esses dados foram realizadas 103 entrevistas (número de domicílios presentes na área que responderam ao questionário elaborado), e utilizamos dados técnicos da NBR 7229 (ABNT, 1993) e da NBR 13969 (ABNT, 1997) para elaborá-lo. Com relação ao dispositivo de destinação final das águas servidas, praticamente houve uma unanimidade, pois, quando não lançavam nos corpos d’águas, já mencionados anteriormente, as fossas negras eram os destinos mais frequentes, como podemos visualizar na Figura 23. Figura 23: Dispositivos utilizados para a destinação dos efluentes na amostra analisada. Fonte: Coleta dos dados. Esse fato se caracteriza pelo desconhecimento da população em relação à existência de outros métodos mais apropriados para a região. Na sua maioria, quando perguntados se sabiam da existência do sistema fossa e sumidouro, praticamente todos desconheciam, o que mostra o grau de desinformação da população. Segundo alguns moradores eram necessários apenas a contratação de um profissional que atuasse na área de construção civil, seja ele pedreiro, servente, encanador, para a construção dos seus dispositivos, portanto, pessoas com conhecimento empírico, mas pouco ou nenhum conhecimento técnico. Foi verificado que os dispositivos instalado nas residências, na maioria das vezes, eram constituídos provavelmente por uma vazão afluente bem superior à que os mesmos poderiam suportar (caso fossem dimensionados como um sistema fossa séptica e sumidouro). 62 Com relação aos materiais, os mais utilizados são os tijolos de barro, pois há uma facilidade de aquisição e também um custo menor, devido à existência de olarias a pouco menos de 5 km da comunidade. Na Figura 24 podemos visualizar a distribuição desse item. Figura 24: Materiais utilizados para construção dos dispositivos. Fonte: Coleta de dados. No que diz respeito à captação de água, em algumas residências existiam fontes, cisternas ou poços. Sendo que, em 36,9% das 103 residências observadas a distância mínima especificada pela NBR 7229 (ABNT, 1993), que deveria ser maior que 15 metros, não era respeitada e com isso possivelmente estariam poluídos. Vejamos na Figura 25, portanto, a distribuição dos dados referentes a distâncias de pontos de captação de águas e os dispositivos de destinação final dos efluentes. Figura 25: Distâncias mínimas para pontos de coleta de águas Fonte: Coleta de dados. 63 Com a apresentação e discussão dos resultados, observamos que a aplicação do questionário em 103 residências, na área delimitada para o estudo, mostrou que chegamos a dados suficientemente consistentes para o propósito do nosso trabalho. Sendo assim, conseguimos tanto avaliar como verificar a questão da destinação final dos efluentes na comunidade da Mangabeira. 64 5 RECOMENDAÇÕES De posse dos dados observados e tendo como base as referências bibliográficas estudadas, elaboramos um sistema fossa séptica e sumidouro para a região, mais indicado aos moradores da mesma. Como subsídio para tal, realizamos um ensaio de absorção do solo22, no qual obtivemos o coeficiente de infiltração (referencial para o dimensionamento do sumidouro). Outro dado importante está representado na Figura 26, onde temos os percentuais de ocupantes por domicilio, o qual também servirá de base para o nosso dimensionamento. Como podemos evidenciar a faixa menor que quatro pessoas por domicílio (P<4) foi predominante, portanto, sendo o evento determinístico e consequentemente iremos utilizá-la. Figura 26: Número de ocupantes por domicilio. Fonte: Coleta de dados. 5.1 Dimensionamento de dispositivo recomendado para a faixa predominante da população Na Figura 27 estão especificados todos os parâmetros referentes ao dimensionamento de um sistema fossa séptica e sumidouro, indicado a moradores do bairro Mangabeira. Entretanto, vale salientar que o mesmo é restrito às áreas onde o lençol freático tem profundidade acima de 4,5 metros, para que não haja a contaminação. Já na figura 28 temos o detalhamento do sistema. 22 Vale salientar que apesar da NBR 7229 (ABNT, 1993) especificar que é necessário a escavação em três valas, por questões técnicas, foi realizado o ensaio em apenas uma vala. O relatório do mesmo encontra-se no Anexo. 65 Figura 27: Dimensionamento de sistema fossa séptica e sumidouro. Figura 28: Detalhamento da fossa séptica com sumidouro, dimensionado para o estudo de caso, cortes e planta baixa. Fonte: coleta de dados. 66 A opção recomendada inicialmente, sistema fossa séptica com sumidouro, se comparado com outros sistemas individuais (valas de filtração e infiltração, 6 metros de tubulação por pessoa), poderia ser a solução tecnicamente mais viável, pois requer uma área menor, porém, como já destacamos não é indicada a sua implantação onde o lençol tem profundidade baixa. Para essas regiões poderíamos indicar as fossas sépticas econômicas de Pindamonhangaba, pois como os tambores são estanques, sendo assim, podem ser utilizados em áreas com essa característica. Essa solução pode minimizar a contaminação do lençol freático e também é uma alternativa relativamente mais barata que as citadas anteriormente. 67 6 CONCLUSÃO O crescimento desordenado das cidades, sobretudo, daquelas em que tem ocorrido um crescimento econômico significativo, tem contribuído para que muitas pessoas migrem para essas cidades e com isso surjam uma série de problemáticas em diversos segmentos dela. A destinação final dos efluentes é uma delas. Embora as políticas públicas, que tem por interesse equacionar os problemas primários, venham se expandindo em nossa cidade, principalmente na área de saneamento básico, percebemos que ainda há muitas medidas a serem tomadas. Isto porque a cidade tem se expandido numa proporção muito rápida, de modo que os projetos sejam realizados de acordo com as particularidades de cada região. É possível observar que nas regiões onde existiam uma relativa área para expansão imobiliária, como é o caso da área estudada, vem sendo construído condomínios, frutos, em sua maioria dos projetos dos governos municipal, estadual e federal, soma-se ainda a esses projetos os empreendimentos do capital especulativo privado. Logo, é necessário que essas novas habitações sejam planejadas levando-se em consideração as particularidades de cada dispositivo onde serão tratados os seus efluentes. Verificamos que a destinação final dos efluentes no bairro, praticamente em sua totalidade, é feita em fossas negras, lançamento sem tratamento prévio (em córregos e lagoas) ou diretamente nas ruas. Portanto, totalmente fora dos padrões prescritos por norma e pelas bibliografias estudadas. Certamente esse fato acontece por uma questão cultural e pela falta de instrução dos moradores do bairro. Logo, diante da presente circunstância, vemos que há a necessidade de implantação de uma rede coletora pública e o tratamento dos efluentes, já que nem mesmo a solução recomendada, o sistema fossa com sumidouro, consegue resolver o problema em todas as regiões da comunidade, devido ao nível do lençol freático de algumas áreas da região. Portanto, colocamos em evidência em nosso trabalho uma problemática que tem sido uma constante na nossa sociedade, mas que as políticas públicas vem tentado resolver, ainda que maneira insipiente. 68 7 REFERÊNCIAS ANDRADE NETO, Cícero Onofre de. Sistemas simples para tratamento de esgotos sanitarios : experiencia brasileira. Rio de Janeiro: ABES, 1997. 299p ISBN 85-7022-123-1 ANUÁRIO ESTATÍSTICO DE FEIRA DE SANTANA. V.2. Feira de Santana: CDL, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13696: Tanques sépticos Unidade de tratamento complementar e disposição final de efluentes líquidos- Projeto, construção e operação. Rio de Janeiro, RJ: ABNT, 1993. 60 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7229: Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Rio de Janeiro, RJ: ABNT, 1993. 15 p. Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais. AESBE. Disponível em: <http://www.aesbe.org.br/>.Acesso em: 22 Agos. 2011. BATALHA, Ben-Hur Luttembarck; Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (SP). Fossa septica. 2. ed Sao Paulo: CETESB, 1989. 20 p Benefícios Econômicos da Expansão do Saneamento Brasileiro. Disponível em: <http://www.tratabrasil.org.br/novo_site/?id=12270>. 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Acesso no dia 26 Nov. 2010. 72 APÊNDICE A- QUESTIONÁRIO 73 74 75 APÊNDICE B- LISTA DAS RUAS EM QUE FOI DESENVOLVIDO O TRABALHO RELAÇÃO DAS RUAS DOS OITIS ALCÂNTARA ALMERIM ALTAMIRA AVENIDA TUPINAMBÁ BANABUIU BOM DESPACHO CAMAMU CAMARATUBA CAMPO NORTE COLINAS CORDEIRÓPOLIS CURALINHO DR. JOÃO MANGABEIRA GUARAPORA GURUJÁ GURUPÓ IBITUVA IMBITUBA IMBUIRA INDAIMBIRA ITABIRITO ITACIMIRIM ITAPIRA JARDIM MODELO JOSELITO AMORIM LOURDES MARIA DA SILVA MAPUEIRA MARZAGÃO MATIAS MIRANDA OLIVENÇA OURO BELO PALESTINA PORTELA R. C. PINTO RETIRO DE SÃO JOSÉ SÃO BRAZ SARANDI 76 TV. CAMAMU TV. CORDEIRÓPOLIS TV. LOURDES MARIA DA SILVA TV. MARIA JOANA 77 ANEXO- ENSAIO DE PERCOLAÇÃO DO SOLO 78 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA Autorizada pelo Decreto Federal No 77.498 de 27/04/76 Reconhecida pela Portaria Ministerial No 874/86 de 19/12/86 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA LABORATÓRIOS RELATÓRIO TÉCNICO Determinação da Capacidade de Absorção do Solo Feira de Santana, 08 de 2011 79 APRESENTAÇÃO A Universidade Estadual de Feira de Santana – UEFS apresenta ao corpo docente, o relatório técnico referente ao ensaio de determinação da capacidade de absorção do solo, realizado na cidade de Feira de Santana Bahia, em uma área na comunidade da Mangabeira, a qual se insere na bacia hidrográfica do Rio Pojuca. SUMÁRIO 1 – OBJETIVO 2 – METODOLOGIA DE ENSAIO 3 – APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 3.1 - ÁREA 1 80 1 – OBJETIVO O objetivo do presente relatório é expor os resultados da determinação da capacidade de absorção do solo, a partir do ensaio de infiltração, o qual servirá de base para dar seguimento ao Trabalho de Conclusão do Curso (TCC) do estudante de Engenharia Civil, desta Instituição, Marcelo Santos de Jesus. O estudante fará uma correlação entre o tipo de solo e o melhor tipo de dispositivo para a destinação final de efluentes na região, já que a mesma não dispõe de rede coletora pública. O ensaio foi realizado com base na NBR 7229 (ABNT, 1993) e na NBR 13969 (ABNT, 1997). 2 – METODOLOGIA DE ENSAIO O ensaio de infiltração foi realizado no dia 05 de Agosto de 2011, em uma área da comunidade da Mangabeira, a qual está inserida na Bacia Hidrográfica do Rio Pojuca, situado na sede do município. A figura 1 mostra aspectos da área em estudo, onde foi realizado o ensaio. Foi executada uma escavação, com as dimensões de (1,20x1,20) m e com profundidade de 1,0m. No fundo da escavação foi executada uma cova de (0,30 x 0,30x0,30)m, na qual ocorreu o ensaio. Figura 1: Aspecto da área analisada. 81 Na figura 2 temos o aspecto da cava. Todos os procedimentos de ensaio foram executados de acordo com a NBR 13969/97 (Tanques Sépticos- Unidades de tratamento complementar e disposição final de efluentes líquidos- Projeto, construção e operação) e a NBR7229/93 (Projeto, Construção e Operação de Sistemas de Tanques Sépticos). Pelo perfil do solo observou-se, que trata-se de um solo arenoso argiloso, conforme ilustra as figura 2. Figura 2: Término da escavação e aspecto do perfil solo arenoso argiloso. No primeiro dia foi realizada a escavação da cava. No segundo dia procedeu-se a saturação da cava durante quatro horas, indo das 08h10min às 12h10min, esse procedimento tem o intuito de se simular a condição do solo saturado (condição crítica do sistema de absorção). No terceiro dia a cava foi preenchida com água, e, após a total absorção da mesma, foi realizado as medições do tempo de absorção de 1cm de água. Na figura 3 podemos visualizar o aspecto da medição da infiltração da água na cava. 82 Figura 3: Medição da absorção, após a saturação. 3 – APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 3.1 – ÁREA 1 Na Tabela 1 está apresentado o tempo de infiltração da cova e o correspondente coeficiente de infiltração. Tabela 1: Tempo de infiltração e coeficiente de infiltração de cada cava. Nº da Cova Tempo de infiltração Coeficiente de Infiltração (min) (L/m². dia) 1 3:50 74 2 - - 3 - - 83 Com base no comportamento apresentado pelo solo, através do gráfico de determinação do coeficiente de infiltração, conforme prescreve a NBR 7229/93, pode-se afirmar que o solo ensaiado possui um coeficiente de infiltração de 74 litros/m2/dia. Figura 4: Croqui do terreno com espaçamento entre furos. Feira de Santana, 12 de Agosto de 2011 Washington Almeida Moura Professor Titular do Departamento de Tecnologia – UEFS 84 ANEXO - MAPA DA REGIÃO DELIMITADA PARA O ESTUDO