Tratamento de esgoto sanitário: uma solução simples e ecológica

Tratamento de esgoto sanitário:
uma solução simples e ecológica de
interesse social
Mayara de Oliveira Alves
Isabel kristine Theodoro de Andrade
Gabrielle Martins da Silva
Jaisa Natasha da Costa
Graduandos em Arquitetura e Urbanismo pelas Faculdades Integradas Teresa D’Ávila – FATEA
André Luiz Macahiba Benine
Graduado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de Taubaté (2009), Pós Graduação
em Meio Ambiente/Gestão Ambiental pela Universidades Salesianas de Lorena (2012), Mestrado em
Planejamento Urbano e Regional pela Universidade do Vale do Paraíba (2013), Doutorando (20152020) em Planejamento Urbano e Regional pela Universidade do Vale do Paraíba. Tem experiência na
área de Arquitetura e Urbanismo, com ênfase em Planejamento Urbano Regional e Meio Ambiente.
Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.
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RESUMO
A constituição Federal prevê por Lei o direito à infraestrutura urbana para todos os
cidadãos, buscando a saúde e o bem estar da população. O projeto visa a analisar o texto
de interesse da Lei de saneamento básico, bem como as normas ABNT para construção
de fossas ecológicas. Com essa visão, propõe-se para o Bairro do Horto Florestal, em
Lorena –SP, a construção de tanques de evapotranspiração para o processamento adequado das águas sanitárias. Os tanques de evapotranspiração consistem no tratamento das
águas negras, provenientes de vasos sanitários, a partir de decomposição microorgânica.
Essa decomposição gera nutrientes para o crescimento das plantas acima do tanque,
sendo aconselhadas plantas com folhas largas, como bananeiras, que ainda oferecem
a possibilidade de frutos. A proposta é de fazer uma campanha para a construção de
fossas ecológicas na região analisada, sendo de simples execução, e ainda conscientizar
a população atingida da importância desse tratamento tanto para seu bem estar quanto
para a preservação da área florestal em que se encontram.
PALAVRAS-CHAVE:
Direito; Infraestrutura Urbana; Água sanitária; Tanque de Evapotranspiração.
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ABSTRACT
The Federal Constitution provides by law the right to urban infrastructure for all citizens
seeking health and well being of population. The project aims to analyze the interest
text of basic sanitation law as well as ABNT standards for ecological tanks construction.
With this view, it is proposed for the HortoFlorestal district in Lorena SP, construction
of evapotranspiration tanks for adequate processing of sanitary water. The evaporation
tanks consist in treating the black water from toilets, from micro organic decomposition.
This decomposition produces nutrients for growth of plants on the tank, being advised
leaved plants, such as bananas, which offer the possibility of fruits. The proposal is to
make a campaign for the construction of ecological tanks in the analyzed region, and
also educate the affected population about the importance of this treatment for both their
welfare and the preservation of the forest area in which they are.
KEYWORDS:
Right; Urban Infrastructure; Residual Water; Evapotranspiration Tank.
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INTRODUÇÃO
A lei 11.445 de 05 de janeiro de 2007 define as diretrizes nacionais de saneamento
básico para a sociedade, entretanto, na situação de país subdesenvolvido em que o Brasil
se encontra, esse saneamento de direito do cidadão não se encontra disponível em todas
as localidades. Em regiões mais carentes há falta desses elementos essenciais para o bem
estar do ser humano, em especial o tratamento de esgoto, que em geral é uma infraestrutura
urbana faltante em regiões mais afastadas, em pequenas ou grandes cidades.
Pensando nesse problema propõe-se a instalação de fossas ecológicas para tratamento
de águas sanitárias, e no caso o sistema utilizado será o tanque de evapotranspiração,
conhecido como TEVAP. É um sistema simples, tendo possibilidade de ser montado por
cada morador em suas casas.
Será estudada a maneira de montagem do tanque, seu funcionamento, todo o
processo biológico por trás do tratamento das águas amarelas, e ainda o estudo de
necessidade e possibilidade de instalação no Bairro do Horto, na cidade de Lorena – SP.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Lei de Saneamento Básico
A saúde foi caracterizada como direito fundamental, com a Lei federal de 1988, como
um dos direitos sociais, no artigo 6º, Capítulo II, título II.
O Artigo 96 da Constituição Federal estabelece que esse direito é
[...] garantido mediante políticas sociais e econômicas que visem à redução do risco
de doenças e de outros agravos e ao acesso universal igualitário às ações e serviços
para sua promoção, proteção e recuperação.
Estando descrito em lei, o direito fundamental se tornou um direito público e portanto
um dever do Estado. A saúde alcançou uma noção de meio ambiente protegido e saneamento
sanitário obrigatório. A necessidade do tratamento de esgoto sanitário passou a ser vista
como uma prevenção e proteção da saúde. Assim os serviços de saneamento vincularam-se
à saúde e à dignidade humana, considerados um dos mais importantes serviços públicos.
Segundo o Art. 23
“É competência comum da União, dos Estados, do Distrito Federal e dos
Municípios(...)” no capítulo IX “promover programas de construção de moradias
e a melhoria das condições habitacionais e de saneamento básico”.
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Entretanto, a instituição de tarifas, preços públicos antes de qualquer execução deve
observar prioridade para atendimento, mas tentar ampliar acesso para localidades e cidadãos
de baixa renda, levando em consideração os recursos necessários para investimento.
Norma para tratamento de esgoto tradicional
Para que a implantação do projeto seja viável, é de extrema importância que as
condições que as normas técnicas fixam para a elaboração sanitária, sejam cumpridas.
Apesar do TEvap ser uma fossa alternativa cuidados citados nas normas devem ser
essenciais no planejamento e na execução do projeto, sendo usada norma de comparação
do sistema tradicional e do alternativo.
a)Condições Especificas (dimensionamentos e disposições)
Para o dimensionamento é necessário estimar, segundo o item 5 da NBR 9648, a
vazão inicial e final da rede de captação, conforme a população usuária, sendo considerada
com o menor valor de 1,51/s em qualquer trecho. Devem ser construídos poços de visitas
(PV), que ajudem na observação e serviços necessários. No caso do TEvap, são instalados
canos de PVC salientes acima do solo, porém não correspondem às dimensões de PVs
tradicionais. Podem ser instaladas as caixas de passagem também (CP), para a limpeza
do trecho, porém o sistema TEvap não as possui.
b)Estações de tratamento de esgoto Sanitário (ETE)
Além da captação o Sistema de fossa alternativa TEvap faz o tratamento do esgoto,
pois não há um transporte secundário dos resíduos. A Norma que fixa as condições exigíveis
para a elaboração de projeto de fossa sanitária alternativa é a NBR.
Segundo a citação do item 3.4 da NBR 12209, o ETE consiste em um conjunto
de unidades de tratamento, equipamentos, órgãos auxiliares, acessórios de sistemas
de utilidades, cuja finalidade é a redução das cargas poluidoras do esgoto sanitário e
condicionamento da matéria residual resultante do tratamento. Para a implantação são
necessários mecanismos, como de regulagens e medições de fluxo, e deve conter uma altura
de lâmina mínima de água. O sistema Tevap não possui esses itens, por ser um método
alternativo. Deve-se também ter uma relação de massa de demanda bioquímica para se obter
as dimensões, segundo a norma, diferente do sistema Tevap. O lodo formado é descartado
conforme o excesso. Já no sistema de evapotranspiração (TEvap), não há evacuação.
Para todos os processos, redes coletoras de tratamento, utilizando os métodos
tradicionais ou Alternativos, é necessário que a impermeabilização da área seja muito bem
executada para que não haja poluição do solo e dos lençóis freáticos. É inadmissível que
haja locais, em que o despejo dos resíduos é inadequado, e as edificações não usufruem de
uma captação e tratamento de esgoto adequado; por isso fossas alternativas solucionariam
problemas de saneamento como estes.
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Tanque de Evapotranspiração
O esgoto doméstico tem uma composição que muda de acordo com o volume de
água e o hábito de seus usuários. Os efluentes que compõem o esgoto doméstico podem
ser classificados em dois tipos: águas cinza e águas negras.
As águas cinza são provenientes do chuveiro, pias, lavanderias e banheira; maior
volume do esgoto doméstico tem um tratamento simples para, caso haja, o reuso dessa
água (Ridderstolpe 2004).
As águas negras são as águas residuais, provenientes dos vasos sanitários, contendo
fezes, urina e papel higiênico, necessitando então de um tratamento mais complexo pra
reduzir sua carga de micro-organismos e agentes biológicos. Alguns elementos químicos
e nutrientes desses resíduos biológicos são facilmente absorvidos pelas plantas, criando
assim, maneiras alternativas de tratar esse tipo de água (Esrey, 1998).
O tanque de evapotranspiração (TEvap) é uma técnica desenvolvida e é usada
em projetos de diversas países diferentes, com potencial para aplicação no tratamento
domiciliar de água negra em zonas urbanas (Pamplona & Venturi, 2004).
O TEvap (Figura 1) consiste em um tanque impermeabilizado, com diferentes
camadas de substrato e plantado com espécies vegetais de crescimento rápido e alta
demanda por água, de preferência com folhas largas. O sistema recebe a água negra, que
passa por processos naturais de degradação microbiana da matéria orgânica, mineralização,
e de nutrientes, absorção e evapotranspiração da água pelas plantas. Sendo assim, um
sistema fechado que transforma os resíduos humanos em nutrientes e trata a água negra
de forma limpa e ecológica, sendo que esta, retorna ao ambiente na forma de vapor através
da transpiração das folhas (Larsson, 2003).
Figura1 – Esquema 3D do TEvap
Fonte: GEPEC, 2009
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A instalação do TEvap segundo a NBR 13969/1997, citas as adequações para a
construção do tanque:
a)Orientação em relação ao sol – como a evapotranspiração depende em grande
parte da incidência do sol, o tanque deve ser orientado para o Norte (no hemisfério Sul)
e sem obstáculos, como árvores altas próximas ao tanque, tanto para não fazer sombra,
como para permitir ventilação.
b)Dimensionamento – pela prática, observa-se que 2m3 de tanque para cada
morador é o suficiente para que o sistema funcione sem extravasamentos. A forma de
dimensionamento da bacia, como já foi mencionada, é largura de 2m e profundidade de
1m. O comprimento, então, é igual ao número de moradores na casa.
c)Tanque – pode-se construir o tanque de diversas maneiras, mas visando à economia.
O método mais indicado de construção das paredes e do fundo é o ferro-cimento. Isso
permite que as paredes fiquem mais leves, levando menor quantidade de material. O ferrocimento é uma técnica de construção com grade de ferro e tela de “viveiro” – diâmetro
de 15 mm – coberta com argamassa. A argamassa da parede deve ser de duas (2) partes
de areia, por uma (1) parte de cimento; e a argamassa do piso deve ser três (3) partes de
areia por uma (1) parte de cimento, com espessura de 2 cm. Pode-se usar uma camada
de concreto sob (embaixo) o piso, caso o solo não seja muito firme.
d)Câmara Anaeróbica – Depois de pronto o tanque e assegurada a sua
impermeabilidade vem a construção da câmara, fazendo o uso de pneus usados e entulho
de obra. A câmara é composta do duto de pneus e de tijolos inteiros alinhados ou cacos
de tijolos, telhas e pedras, colocados até a altura dos pneus. Isto cria um ambiente com
espaço livre para a água e beneficia a proliferação de bactérias que quebrarão os sólidos
em moléculas de nutrientes.
e)Tubo de inspeção e camadas porosas de materiais – deve-se afixar o tubo de inspeção
(100 mm de diâmetro), penetrando a câmara de pneus. São colocadas também as camadas
de brita (10 cm), areia (10 cm) e solo (35 cm) até o limite superior do tanque. Procura-se
utilizar um solo rico em matéria orgânica e de aspecto mais arenoso que argiloso.
f)Proteção e tubo extravasamento – como o tanque não tem tampa, para evitar
alagamento pela chuva, a superfície do solo do tanque tem que ser abaulada, mais alta no
centro, acima do nível da borda, coberto com palhas; todas as folhas que caem das plantas
e as aparas de gramas e podas são colocadas sobre o tanque para formar um colchão por
onde a água da chuva escorre para fora do sistema. Para evitar escoamento superficial
da água da chuva para dentro do sistema, é aberta uma vala ao redor do tanque, com 25
cm de profundidade ou é colocada uma borda (cerda de 10 cm de altura) de tijolos ou
blocos de concreto ao redor do TEvap para que esta fique mais alta que o nível do terreno;
impedindo que a água proveniente do terreno escorra para o interior do tanque. O tubo
deve ser posicionado 10 cm abaixo da superfície do solo do tanque.
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g)Plantio – algumas espécies recomendadas para introdução do TEvap são:
ornamentais como copo-de-leite (Zantedeschiaaethiopica); maria-sem-vergonha
(Impatiens walleriana); lírio-do-brejo (Hedychiumcoronarium); caeté banana (Heliconia
spp.) e junco (Zizanopsisbonariensis).
h)Disposição de deflúvio – o tubo de drenagem, de 50mm de diâmetro será conectado
a um canteiro de infiltração e de evapotranspiração ou a uma vela de infiltração para
disposição final do efluente extravasado.
Figura2 – Corte Esquemático do TEvap
Fonte: Portal Ecoeficiente
Funcionamento biológico do Tanque de Evapotranspiração
Segundo Gabialti (Cf. 2008), o funcionamento biológico do TEvap pode ser descrito
da seguinte forma: o esgoto a ser tratado entra pela câmara, localizada na parte inferior
do tanque, passando pelas camadas de material cerâmico e pedras, onde ocorre a digestão
anaeróbia do efluente. A camada de material cerâmico poroso é naturalmente colonizada
por bactérias que realizam a decomposição. Com o aumento do volume de esgoto no
tanque, o conteúdo preenche também as camadas superiores, de brita e areia, até atingir
a camada de solo. Durante esse trajeto, o esgoto é mineralizado e filtrado, através de
processos aeróbios de decomposição microbiana. As raízes das plantas localizadas nas
camadas superiores se desenvolvem em busca de água e nutrientes disponibilizados pela
decomposição da matéria orgânica. Através da evapotranspiração, a água é eliminada do
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sistema e volta para a atmosfera, enquanto os nutrientes presentes são removidos através
da sua decomposição e integração à biomassa das plantas.
A manutenção do sistema consiste na colheita de frutos, retirada do excesso de
mudas, partes secas de plantas e podas. Os principais processos físicos, químicos e
biológicos envolvidos no funcionamento do TEvap são precipitação e sedimentação de
sólidos, degradação microbiana anaeróbia, decomposição aeróbia, movimentação da água
por capilaridade e absorção de água e nutrientes pelas plantas. Abaixo estão descritas as
principais partes do processo:
a)Digestão anaeróbia
A digestão anaeróbica, que ocorre na parte inferior do tanque, é um processo do
quais diversos grupos de microrganismos trabalham na decomposição da matéria orgânica
em compostos mais simples, como gás carbônico, água, metano, gás sulfídrico e amônia,
além de novas bactérias. O processo ocorre em dois estágios. No primeiro estágio, os
compostos orgânicos complexos como carboidratos, proteínas, e lipídios são fermentados
e biologicamente convertidos em materiais orgânicos mais simples. No segundo estágio,
ocorre a conversão dos ácidos orgânicos, gás carbônico e hidrogênio em produtos finais
gasosos, como metano e o gás carbônico (Cf. Gabialti, 2008).
Nos processos anaeróbicos a formação de metano é medida como demanda química
de oxigênio, sendo removida na fase liquida, pois o metano apresenta baixa solubilidade
na água. No entanto, o metano emitido para a atmosfera é um dos principais agentes
do chamado efeito estufa. Existe a possibilidade de parte do metano produzido na zona
anaeróbia no TEvap ser consumida ao passar pela camada de solo do tanque, devido
à presença de bactérias metanotróficas, as quais promovem a oxidação do metano na
presença de oxigênio(Cf. Gabialti, 2008).
b)Processos aeróbios
Assim que o efluente entra no leito do tanque, passa dos processos anaeróbios para
processos aeróbios de degradação da matéria orgânica. A massa microbiana envolvida
nos processos aeróbios é constituída por bactérias e protozoários, sendo que as bactérias
têm a maior presença e importância nos sistemas de tratamento de esgotos. A conversão
aeróbia da matéria carbonácea consome oxigênio do meio, gerando gás carbônico, água e
energia. Em ambiente aeróbio, os compostos orgânicos nitrogenados passam pelo processo
de nitrificação, no qual a amônia é convertida em nitrito e, em seguida, em nitrato. O
nitrogênio na forma de nitrato pode ser absorvido pelas raízes das plantas presentes no
tanque (Cf. Gabialti, 2008).
c)Evapotranspiração
A parte superior do TEvap deve apresentar condições de insaturação em água. Nessa
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porção do tanque, a água continua ascendendo até a superfície, por capilaridade, que é a
interação dos fenômenos de coesão entre as moléculas de água e de adesão das mesmas
em relação às partículas do solo, preenchendo seus poros menores. Também ocorre o
fenômeno de adsorção da água pelas partículas do solo, que são carregadas eletricamente.
Com a absorção da água do solo pelas raízes das plantas, estabelece-se uma diferença de
potencial entre as regiões próximas às raízes e as regiões mais distantes. Como a água
procura espontaneamente estados mais baixos de energia, ela se move em direção às
raízes. Em condições climáticas propícias – radiação solar, vento e umidade do ar abaixo
da saturação – o potencial da água na parte aérea da planta é menor do que nas raízes,
o que provoca a translocação da água dentro da planta, em direção às folhas, passando
dessas para a atmosfera, fenômeno chamado de evapotranspiração (Cf. Gabialti, 2008).
METODOLOGIA
A metodologia teve como curso o estudo teórico, a escolha da região, o diagnóstico
do problema, e a criação de uma proposta para resolução do problema. Baseando-se no
direito a saneamento básico, observou-se no bairro do Horto Florestal em Lorena-SP a
ausência desse sistema.
Figura 3 – Localização do Bairro do Horto Florestal na cidade de Lorena - SP
Fonte: Maps Google
O projeto tem caráter qualitativo e visa a estudar uma alternativa de fácil acesso para
o tratamento de resíduos sanitários na região.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em visita ao bairro do Horto Florestal, constatou-se o descarte incorreto do esgoto
sanitário por habitantes, e ainda por órgãos de saúde pública.
Figura 4 – Trecho do Rio Coatinga nos fundos de órgão de Saúde Público da Região
Fonte: Acervo Pessoal
Com aproximadamente mil habitantes, as casas estão localizadas dentro da zona de
amortecimento da flora. No quintal de muitas casas está o rio Coatinga (Figura 5), afluente
do rio Paraíba, no qual o descarte é feito.
Figura 5 – Trecho do Rio Coatinga passando entre as Casas
Fonte: FATEA
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Não há qualquer infraestrutura no que diz respeito ao tratamento de esgoto sanitário.
Figura6 – Descarte inadequado de esgoto
Fonte: Acervo Pessoal
Visando a essa precariedade e todos os riscos tanto para os habitantes, quanto para
a flora e a fauna da cidade, propõe-se a construção de tanques de evapotranspiração no
quintal das casas, ou ainda em regiões para fazer um tratamento coletivo, unindo o esgoto
de duas ou três habitações unifamiliares.
A execução da construção do tanque de evapotranspiração é relativamente simples,
podendo ser montado pelos próprios moradores com auxilio da prefeitura, sendo entregues
folhetos explicativos (Figura 7) e materiais necessários. E junto a isso transmitir à população
a importância da preservação da flora e da fauna, e o mal que a falta do tratamento de
esgoto pode trazer para a saúde humana e interferir no bem estar.
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Figura 7 – Modelo de Folheto Explicativo para construção do TEvap
Fonte: PRAXIS
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CONCLUSÃO
O estudo do bairro mostra a falta de preocupação da sociedade com relação às regiões
mais carentes, e ainda como a falta de conscientização do mal que a falta de saneamento
pode trazer tanto para as pessoas quanto para a fauna e a flora.
Após a análise de leis e normas, observa-se a importância da infraestrutura de direito
de qualquer cidadão. A proposta de construção do Tanque de Evapotranspiração visa à
proteção da flora e da fauna, do bem estar dos habitantes utilizando-se de meios ecológicos,
e explanar para a população a importância disso para suas vidas e para gerações posteriores.
REFERÊNCIAS
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ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12209. Elaboração de Projetos
Hidráulico-Sanitários de Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários.
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 9648. Estudo de concepção de sistemas
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PAMPLONA, S.; VENTURI, M. Esgoto à flor da terra. Permacultura Brasil. Soluções ecológicas,
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RIDDERSTOLPE, P. Introduction to greywater management. Stockholm Environment Institute
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POTRATZ, VANDERLEI DOMINGOS. Implantação de um Sistema de Tratamento de Esgoto
Domiciliar por Evapotranspiração no Parque Nacional do Iguaçu – Foz do Iguaçu/PR, 2010.
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