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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

REGIONAL CATALÃO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOVANNE CAETANO GOMES

VERIFICAÇÃO E COMPARAÇÃO DE NORMAS DE SANEAMENTO NO BRASIL

E ESTADOS UNIDOS: RELATO DE EXPERIÊNCIA OBTIDA NO PROGRAMA

CIÊNCIA SEM FRONTEIRAS

CATALÃO

2014

2

GEOVANNE CAETANO GOMES

VERIFICAÇÃO E COMPARAÇÃO DE NORMAS DE SANEAMENTO NO BRASIL

E ESTADOS UNIDOS: RELATO DE EXPERIÊNCIA OBTIDA NO PROGRAMA


Trabalho de conclusão de curso apresentado

ao Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal de Goiás – Regional

Catalão como parte do requisito para

obtenção do título de Engenheiro Civil

Área de Concentração: Saneamento

Orientador: Prof. D.Sc. Antover Panazzolo Sarmento

CATALÃO

2014

3

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Gomes, Geovanne Caetano

Verificação e Comparação de Normas de Saneamento no Brasil e

Estados Unidos: Relato de Experiência Obtida no Programa Ciência Sem

Fronteiras [manuscrito] / Geovanne Caetano Gomes. - 2014.

f. : il., figs., qds, tabs, graf.

Orientador: Profº. D.Sc. Antover Panazzolo Sarmento:

Monografia (Graduação) – Universidade Federal de Goiás,

Departamento de Engenharia Civil, 2014.

Bibliografia.

Inclui lista de figuras, gráficos, tabelas e quadros

4

Nome: GOMES, Geovanne Caetano

Título: VERIFICAÇÃO E COMPARAÇÃO DE NORMAS DE SANEAMENTO NO

BRASIL E ESTADOS UNIDOS: RELATO DE EXPERIÊNCIA OBTIDA NO PROGRAMA


Trabalho de conclusão de curso apresentado

ao Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal de Goiás – Regional

Catalão como parte do requisito para

obtenção do título de Engenheiro Civil

Aprovado em ____ de julho de 2014.

Banca Examinadora

_____________________________________________________

Prof. Antover Panazzolo Sarmento

Universidade Federal de Goiás – CAC

(Orientador)

_____________________________________________________

Prof. Heber Martins de Paula


_____________________________________________________

Prof. Wellington Andrade da Silva


5

Dedico este trabalho à Deus, à minha

família e aos meus amigos.

6

AGRADECIMENTOS

Sou infinitamente grato a Deus pela oportunidade de alcançar esse título, pois somente pelo

seu infinito e incondicional amor, pela força, ânimo, perseverança e fé concedidos por Ele,

pude derrubar tantos gigantes e vencer cada um dos muitos desafios que se levantaram

nesses anos.

À minha família, em especial aos meus pais, Joviano e Maria Eliane, e aos meus avós,

Emiliano e Maria, que fizeram tudo que estava ao seu alcance para que eu pudesse realizar

esse sonho.

Ao amigo, orientador e professor Antover Panazzolo Sarmento por toda paciência e cada um

de seus ensinamentos; a todos os demais professores do curso de Engenharia Civil da UFG-

Catalão, que contribuíram para a minha formação, em especial ao professor Heber Martins

de Paula, pela orientação e apoio durante minha iniciação científica e tantos trabalhos

durante meu curso.

As pessoas e famílias que me apoiaram durante minha trajetória: Pastor Vanderli e família,

Pastor Rodrigo e família, Pastor Wellington e família, Pastor Hamilton e família, Roberto e

família, Ana Carolina e família, Valdene, Maria e Saldanha, Tereza, Irene e Alcione Macedo.

Aos amigos tão especiais que preciso citar alguns nomes: Marco Emílio, Raniery, Pedro

Felipe, Fabiano, Leonardo, Mayra, Wendell, Eliel, Lucas Geremias, Tobias, Rafael,

Gabriela, João, Sandro e Heloisa.

A todos os colegas do curso de Engenharia Civil, que se tornaram grandes amigos no

decorrer deste período. Obrigado pelo companheirismo e união de todos, em especial,

agradeço aos amigos Philippe, Lisandra, Gustavo, Monnike, Luiz, Jéssica e Paola que

estiveram mais próximos a mim, me dando força em todos os momentos.

Aos irmãos e irmãs da igreja Cristã Evangélica nas cidades de Palmeiras de Goiás e

Catalão, e da igreja Pentecostal Fire em Jacksonville.

A todos que mesmo não mencionados neste texto sou grato, pois reconheço que contribuíram

de forma significativa nessa árdua fase da minha vida.

Muito obrigado!

7

“Consagre ao SENHOR tudo o que você faz, e os seus

planos serão bem-sucedidos.”

(Provérbios 16:3)

8

RESUMO

GOMES, G. C. Verificação e Comparação de Normas de Saneamento no Brasil e Estados

Unidos: Relato de Experiência Obtida no Programa Ciência Sem Fronteiras. 2014. 47p.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de

Goiás – Regional Catalão, Catalão, 2014.

As águas residuárias são uma grande preocupação social e ambiental. Com o intuito de

propiciar o devido tratamento a esse resíduo, surgiram os serviços de saneamento. O objetivo

inicial deste trabalho é relatar a experiência adquirida em um estágio durante um intercâmbio

acadêmico nos Estados Unidos. A partir desses dados, têm-se como objetivo específico a

comparação de tecnologias da área de saneamento em ambos os países e propor a

transferência das mesmas para o Brasil. Os equipamentos dimensionados foram: tanque

evaporador, tanque séptico e valas de absorção. Os cálculos foram realizados conforme as

normatizações norte-americanas: USEPA (1983) – United States Environmental Protection

Agency, NDCC (2000) – Private Sewage Disposal Systems from North Dakota legislative

branch, MR (2011) – Minnesota Rules - Subsurface Sewage Treatment Systems, e as

normatizações brasileiras, NBR 7229/1993 e NBR 13969/1997. Vale salientar que devido às

particularidades de cada norma, houve expressiva diferença nos resultados encontrados.

Verificou-se que não existem procedimentos para o cálculo do tanque evaporador no Brasil, e que

os valores encontrados para o tanque séptico e valas de absorção foram muito abaixo dos

encontrados nos Estados Unidos. Infere-se que tal discrepância se dê devido às particularidades de

cada país no que tange os fatores climáticos, geotécnicos, culturais, ente outros. Sugere-se por

fim, que sejam feitos estudos mais aprofundados para se definir com propriedade o motivo para se

chegar a tão diferentes resultados.

Palavras-chave: Saneamento; Tecnologias; Estados Unidos; Brasil.

9

ABSTRACT

GOMES, G. C. Verification and Comparison of Sanitation Standards from Brazil and

United States of America: Experience Report obtained from the Science Without

Borders Program. 2014. 47p. Major Conclusion Paper (Civil Engineering Degree) - Federal

University of Goias- Campus Catalao, Catalao, 2014.

The wastewater is a huge social and environmental concern. In order to provide a proper

treatment to this residue, sanitation services have emerged from this necessity. The first

objective of this work is to report the experience acquired during an internship in Engineering

throughout an academic exchange program in the United States. From these data, the specific

objective arise, which consists of the comparison between the technologies applied on the

sanitation area in both countries, United States and Brazil, and the proposal of their

transference to Brazil. Therefore, the dimensions for the following equipments were

calculated: evaporation tank, septic tank and absorption trenches. Calculations were

performed according to American standards: USEPA (1983) – United States Environmental

Protection Agency, NDCC (2000) – Private Sewage Disposal Systems from North Dakota

legislative branch, MR (2011) – Minnesota Rules - Subsurface Sewage Treatment Systems,

and Brazilian standards, NBR 7229/1993 and NBR 13969/1997. Because of the peculiarities

of each standard, is evident that there was a significant difference between the results. There

are no procedures for calculating the evaporation tank in Brazil and the values for the septic

tank and absorption trenches were much below those calculated by the United States

standards. It is implied that the US consider in their projects a safe factor much greater than

the one considered in Brazil, and that this huge difference comparing the results is due to the

particularities of each country regarding the climate, geotechnical characteristics, culture and

so forth. At last is suggested the realization of deeper studies to better define the reason for

the huge difference between the results.

Keywords: Sanitation; Technologies; United States; Brazil.

10

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Atendimento urbano por rede coletora de esgotos por estado .............................. 23

Figura 2 – Atendimento urbano por rede coletora de esgotos por município ........................ 24

Figura 3 – Tanque evaporador ................................................................................................ 26

11

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Distribuição do investimento em bilhões.............................................................26

Gráfico 2 – Tanques com 40, 60, 70 e 80 hectares..................................................................35

12

LISTA DE TABELAS E QUADROS

Quadro 1 – Principais processos poluidores da água ............................................................. 16

Quadro 2 - Evolução dos sistemas de coleta de esgoto no mundo ......................................... 19

Quadro 3 - Evolução dos sistemas de coleta de esgoto no Brasil .......................................... 21

Quadro 4 – Atendimento de água e esgotos nos municípios, conforme regiões em 2012... .. 25

Quadro 5 – Investimentos realizados em 2012, conforme regiões do Brasil ......................... 25

Quadro 6 – Fluxo de esgoto conforme tipo de estabelecimento ............................................ 36

Quadro 7 – Áreas recomendadas para áreas de absorção....................................................... 37

Quadro 8 – Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) – Litro .......................... 39

Quadro 9 – Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária ................... 39

Quadro 10 – Taxa de acumulação total de lodo (K) ............................................................. 39

Quadro 11 – Contribuição de despejos e carga orgânica por tipo de prédio e ocupantes ...... 40

Quadro 12 – Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial. 41

Tabela 1 – Taxa de evaporação .............................................................................................. 30

Tabela 2 – Taxa de precipitação ............................................................................................. 31

Tabela 3 – Piores condições hidrológicas ............................................................................... 32

Tabela 4 – Análise do armazenamento do tanque – pior condição ........................................ 32

Tabela 5 – Condição hidrológica média ................................................................................. 32

Tabela 6 – Análise do armazenamento do tanque – condição média ..................................... 33

Tabela 7 – Análise do volume e altura do tanque ................................................................... 34

Tabela 8 – Comparação do volume do tanque séptico – Brasil x Estados Unidos ................. 42

Tabela 9 – Comparação da área para vala de absorção– Brasil x Estados Unidos ................. 43

13

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 14

1.1 – EXPERIÊNCIA ............................................................................................................... 14

1.2 – JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 15

2 – OBJETIVO ....................................................................................................................... 15

2.1 – OBJETIVO PRINCIPAL ................................................................................................ 15

2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 15

3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 15

3.1 – SANEAMENTO .............................................................................................................. 16

3.1.1 – Definição ...................................................................................................................... 16

3.1.2 – Histórico do Saneamento no Mundo ............................................................................ 17

3.2 – SANEAMENTO NO BRASIL ........................................................................................ 19

3.2.1 – Histórico do Saneamento no Brasil .............................................................................. 19

3.2.2 – Leis de Saneamento no Brasil ...................................................................................... 21

3.2.3 – Panorama do Saneamento no Brasil ............................................................................ 22

3.2.4 – Investimentos e Previsões para o Saneamento no Brasil ............................................. 24

4 – METODOLOGIA............................................................................................................. 26

4.1 – TECNOLOGIAS APLICADAS NOS ESTADOS UNIDOS .......................................... 26

4.1.1 – Evaporation pond (tanque evaporador) ....................................................................... 27

4.1.2 – Septic tank (tanque séptico) .......................................................................................... 35

4.1.3 – Absorption trenches (Valas de absorção) .................................................................... 37

4.2 – TECNOLOGIAS APLICADAS NO BRASIL ................................................................ 38

4.2.1 – Tanque evaporador ...................................................................................................... 38

4.2.2 – Tanque séptico .............................................................................................................. 38

4.2.3 – Valas de Infiltração ...................................................................................................... 40

5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................... 41

5.1 – TANQUE EVAPORADOR – BRASIL X ESTADOS UNIDOS ................................... 41

5.2 – TANQUE SÉPTICO – BRASIL X ESTADOS UNIDOS .............................................. 42

5.3 – VALAS DE ABSORÇÃO – BRASIL X ESTADOS UNIDOS...................................... 43

6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 44

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 45

14

1 – INTRODUÇÃO

1.1 – EXPERIÊNCIA

A internacionalização dos estudos tem sido um marco para o desenvolvimento cultural

e financeiro de diversas nações. Países ditos como desenvolvidos, têm promovido tais

programas visando os benéficos resultados que estes tendem a trazer. Têm-se como exemplo,

o Bureu of Educational and Cultural Affairs Exchange Programs, promovido pelo governo

dos Estados Unidos da América e o programa Erasmus, custeado e incentivado pela União

Europeia.

O Brasil, tratando-se de um país em desenvolvimento, e buscando a melhora técnica,

econômica e cultural, criou no ano de 2011 um programa que segue os mesmos moldes dos

acima citados, o programa Ciência sem Fronteiras.

O Ciência sem Fronteiras é um programa que busca promover a consolidação,

expansão e internacionalização da ciência e tecnologia, da inovação e da competitividade

brasileira por meio do intercâmbio e da mobilidade internacional.

Este programa possui parcerias com as melhores universidades do mundo em diversos

países, como: Estados Unidos, Reino Unido, Canadá, França, Itália, China, Japão, Espanha,

dentre outros.

O estudante de graduação selecionado pelo programa é contemplado com uma bolsa

para suas despesas durante sua estadia em outro país, incluindo seguro de saúde, passagens

aéreas de ida e volta, alimentação, moradia e tuition, que é o valor pago, geralmente por

semestre, para se estudar em qualquer universidade dos Estados Unidos.

A instituição parceira do Ciência sem Fronteiras nos Estados Unidos é o IIE – Institute

of International Education (Instituto de Educação Internacional), o qual gerencia as bolsas e

dá suporte aos estudantes desde sua seleção até seu retorno ao Brasil.

Nos Estados Unidos, o estudante tem a oportunidade de realizar aulas em seu curso na

universidade na qual foi alocado durante dois Terms. Term é o que se chama de semestre no

Brasil, sendo que nos EUA eles se dividem em 3 (Fall, Spring e Summer). O estudante tem a

oportunidade de frequentar a universidade durante dois semestres (Fall e Spring) com o

intuito de estudar; este poderá ficar 3 terms na universidade, caso haja a necessidade de se

fazer curso de inglês antes de iniciar os estudos na graduação. A posteriori, durante o período

do Summer (geralmente de três meses), este tem a opção de estagiar em uma empresa

americana, realizar pesquisa ou assistir às aulas na universidade. Salienta-se que a procura de

15

estágio é exclusivamente por parte do estudante, o qual deve seguir o mesmo processo que os

residentes dos EUA seguem, como inscrições online, submissão de currículo, carta de

apresentação e quaisquer outros documentos que forem necessários. Apenas uma pequena

parcela dos estudantes conseguem de fato o aceite de alguma empresa norte-americana, o qual

ocorre na maioria das vezes devido a parceira que o IIE tenta estabelecer com as mesmas.

Após seu retorno ao Brasil, é necessário que o aluno preencha um formulário para

avaliar a experiência que o mesmo teve no país de intercâmbio. Por fim, o aluno tem de

permanecer e comprovar sua permanência no Brasil, como residente, pelo período equivalente

ao que ficou fora do país.

1.2 – JUSTIFICATIVA

Atendendo ao intuito do programa Ciência sem Fronteiras, que é a absorção de

conhecimento e a divulgação deste no Brasil, vê-se a necessidade da exposição de tal

experiência por meio deste trabalho, para se efetivar a transferência de conhecimento proposto

pelo programa, mostrar seus resultados e incentivar os estudantes a buscarem tal

oportunidade.

2 – OBJETIVO

2.1 – OBJETIVO PRINCIPAL

O objetivo principal do presente trabalho é o relato da experiência adquirida, e do

conhecimento absorvido em um intercâmbio acadêmico nos Estados Unidos através do

programa Ciência sem Fronteiras.

2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Têm-se como objetivo específico:

A comparação de tecnologias da área de Saneamento em ambos os países.

3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

16

3.1 – SANEAMENTO

3.1.1 – Definição

“A busca de um equilíbrio entre o desenvolvimento e o meio ambiente será desafio

desta e das próximas gerações, evitando a paralisia econômica e as consequências dolorosas

deste mesmo desenvolvimento” (GOLDEMBERG; VILLANUEVA, 1998).

Sabe-se que a água é um bem indispensável à sobrevivência humana e para o

desenvolvimento de qualquer sociedade. Segundo o presidente do Conselho Mundial das

Águas, Prof. Dr. Benedito Braga (2009): “A água é, ao mesmo tempo, um direito humano no

contexto dos direitos econômicos, sociais e culturais e também um recurso natural com valor

econômico”. Todavia, acaba-se ocasionando sua poluição quando se faz o uso da mesma.

Conforme Portaria 518 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2004), quando a

poluição/contaminação se dá por ação antropogênica, tem-se como principais geradores:

Efluentes domésticos (poluentes orgânicos biodegradáveis, nutrientes e bactérias);

Efluentes industriais (poluentes orgânicos e inorgânicos, dependendo da atividade

industrial);

Uso na agricultura (poluentes advindos da drenagem de áreas: fertilizantes, defensivos

agrícolas, fezes de animais e material em suspensão).

No que se refere aos processos poluidores, os principais tipos estão no Quadro 1.

Quadro 1 – Principais processos poluidores da água.

Processos Definição

Assoreamento

Deposição de minerais ou substâncias orgânicas no

corpo d’água, provocando a redução de sua

profundidade e volume.

Acidificação Diminuição do pH, em decorrência da chuva ácida,

contribuindo para a degradação vegetal e aquática.

Contaminação Introdução de substâncias nocivas à saúde e a espécies

aquáticas na água.

Eutrofização

Fertilização excessiva da água pelo recebimento de

nutrientes, causando o crescimento descontrolado de

algas e plantas aquáticas. Fonte: Barros et al. (1995).

A remoção dos agentes poluentes e melhoria da qualidade da água se dá através de

vários tipos de tratamentos, os quais são determinados conforme o tipo de poluição presente

na mesma. Para se alcançar tal objetivo, surge o saneamento básico.

17

Conforme Philippi (2004), a Organização Mundial da Saúde (OMS) define

saneamento como o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que exercem ou

podem exercer efeitos nocivos sobre o bem estar físico, mental e social. De outra forma,

pode-se dizer que saneamento caracteriza o conjunto de ações socioeconômicas que tem por

objetivo alcançar salubridade ambiental.

Conforme o Plano Nacional de Saneamento Básico (IBGE, 2008), desenvolvido pelo

Ministério do Meio Ambiente, conceitua-se como saneamento básico o conjunto de serviços,

infraestruturas e instalações de abastecimento de água, esgotamento sanitário, limpeza urbana

e manejo de resíduos sólidos e drenagem de águas pluviais urbanas.

3.1.2 – Histórico do Saneamento no Mundo

Conforme Dias et al. (2012), desde os povos mais antigos até a atualidade os

principais componentes do esgoto sanitário são dejetos fecais e de cocção. Somente com o

avanço da tecnologia os efluentes passaram a receber a contribuição de despejos industriais.

Desde a Pré-História, grupos humanos utilizavam métodos simples para recolher as

águas das chuvas, rios e lagos. Mudando-se constantemente, deixavam restos de alimentos e

dejetos, acumulando-se em seus abrigos temporários. Até então a quantidade de detritos

produzida era insuficiente para produzir alterações ambientais significativas, pois consumiam

apenas o essencial para a sobrevivência. Em contrapartida, no período Neolítico, com o

desenvolvimento da agricultura, surgiram as primeiras aldeias, e com elas a produção de lixo

e águas residuárias, o que favoreceu a proliferação de vetores (ratos e insetos), e o início da

poluição dos rios (BUFF, 2009).

Ainda conforme a autora, o desenvolvimento do saneamento está sempre relacionado

ao surgimento e crescimento das cidades. Já na Idade Antiga, com o aumento da população

foi necessário desenvolver projetos de engenharia tanto para a condução, quanto para o

armazenamento de água. Data-se a existência de coletores de esgoto em Nippur (Babilônia)

desde 3.700 a.C.

Citando-se o Egito Antigo (2100 – 1700 a.C.), tem-se que este já disponha de cidades

planejadas contando com galerias de drenagem e um sistema de transporte de esgoto, sendo

que algumas residências contavam inclusive com banheiros (FERNANDES, 2000).

Bianchi (2009) cita que a Cloaca Máxima é uma das mais antigas redes de esgoto do

mundo. Esta obra foi construída nos finais do século VI a.C. pelos reis de Roma com a

18

finalidade de drenar águas residuais e lixo para o rio Tibre. Salienta-se que esse sistema foi

mantido em bom estado durante toda a idade imperial.

Durante a Idade Medieval, as cidades consistiam em um amontoado de edifícios num

labirinto de ruas estreitas; eram pequenas, densamente povoadas, barulhentas e sujas, não

possuindo quase em sua totalidade obras de drenagem. As pessoas costumavam atirar os

excrementos nas ruas (ALVES; OLIVEIRA, 2010). A situação do saneamento na Idade

Média começou a mudar a partir do século XII, onde as águas servidas passaram a ser

canalizadas para sumidouros construídos nas residências, o que acarretou em diversas

doenças, já que ocorria a contaminação do solo e, consequentemente, do lençol freático

(NUVOLARI, 2011).

Na Idade Moderna generalizou-se a pavimentação das ruas e as pessoas passaram a se

preocupar mais com a saúde pública. Com o surgimento da Sociedade Industrial, marcando o

início da Idade Contemporânea, houve um grande êxodo rural e as populações se

concentraram ainda mais nas cidades. As moradias eram superlotadas e sem as mínimas

condições de higiene, sendo que os detritos eram acumulados em recipientes e transferidos

para reservatórios públicos mensalmente (CORDEIRO, 2012).

Segundo Fernandes (2002), a partir do início do século XIX, as condições de vida

urbana começaram a melhorar, havendo a introdução gradual das bombas a vapor e canos de

ferro. Contudo, com os canais de esgotamento também carreando a água das chuvas, ou seja,

uso do mesmo sistema para ambos os tipos de água, os rios de cidades menores se

transformaram em esgotos a céu aberto e o suprimento e limpeza das ruas também não

conseguiram acompanhar a acelerada expansão urbana. Fernandes (2000) ainda afirma que

diante da gravidade da situação, os governos passaram a investir mais recursos em pesquisas

na área médica, percebendo-se uma clara conexão entre a sujeira espalhada por toda parte e a

doença nas cidades. Dessa forma, os engenheiros hidráulicos propuseram a reforma radical do

sistema sanitário, separando rigorosamente as águas pluviais das servidas em valas de esgoto,

as quais seriam encanadas subterraneamente e construídas principalmente com manilhas.

Do século XX em diante, Idade Contemporânea, houve o surgimento e propagação de

novos hábitos de higiene e, juntamente com estes, alavancou-se o desenvolvimento da ciência

e da tecnologia. Diante desse cenário, e também do início da conscientização da sociedade a

respeito da água, passou-se a buscar métodos e a criar alternativas para o tratamento das

fontes contaminadas com intuito de alcançar a potabilidade.

No Quadro 2 está apresentado um resumo dos fatos ocorridos no mundo relativos à

evolução do sistema de coleta e transporte de efluentes.

19

Quadro 2 - Evolução dos sistemas de coleta de esgoto no mundo.

Período Fato histórico

3.700 a.C. Construção da galeria de esgotos de Nippur, Índia.

2.600 a.C. Execução de um conduto subterrâneo para esgotamento de água servidas em

Tell-Asmar no entorno de Bagdá.

1.600 a.C. Sistemas primitivos de esgoto executados na Babilônia e Nínive, em manilhas

cerâmicas.

970 a.C. Construção do esgoto predial do grande templo, por Salomão.

700 a.C. Construção de galerias pelos assírios.

514 a.C. Construção da Cloaca máxima, em Roma.

500 a.C. Uso de latrinas na Grécia.

79 Latrinas públicas em Roma, no governo de Vespasiano.

800 Substituição das latrinas por fossos construídos junto às paredes externas das

habitações.

1.388 Ato inglês proibindo a poluição dos canais urbanos.

1.412 Construção de canal de despejos em Paris.

1.533 Obrigatoriedade de execução de fossas fixa domiciliares, Francisco I.

1.680 Utilização de água corrente para limpeza da privada.

1.815 Lançamento de efluentes domésticos nas galerias de água pluviais, Londres.

1.847 Lançamento compulsório de águas servidas nas galerias de drenagem, Londres.

1.848 Construção de uma rede de coleta em Londres, dirigida pelo Eng. Robert

Raqlinson.

1.853 Ato legislativo à concessão do serviço de esgoto do Rio de Janeiro.

1.857 Execução rede de esgotos no Brooklyn, Nova Iorque, EUA.

1.870 Lançamento de resíduos domésticos das 7 h da tarde às 7 h da manhã.

1.873 Publicação da primeira obra didática sobre esgotos, por Baldwin Latham.

1.874 Execução da rede de esgoto de Berlim.

1.877 Início da coleta esgoto em Buenos Aires.

1.879 Invenção do sistema separador absoluto, aplicado à cidade de Memphis, EUA,

por George Waring.

1.883 Congresso de Viena recomenda adoção universal do sistema unitário.

1.893 Construção rede de esgoto de Nápoles.

1.895 Boston executa primeiro emissário submarino.

1.900 Abertura do grande canal de Chicago.

Fonte: FONSECA (2014).

3.2 – SANEAMENTO NO BRASIL

3.2.1 – Histórico do Saneamento no Brasil

Antes mesmo da colonização, iniciada em 1500, as comunidades indígenas já se

preocupavam com o saneamento. Para seu consumo eles armazenavam a água em recipientes

20

de barro e argila ou até mesmo feitos de pedra. Tinha-se um cuidado muito especial com os

dejetos, pois delimitavam áreas usadas para suas necessidades fisiológicas e disposição de

detritos (PAULI, 2011).

Ainda segundo o autor, durante o período colonial, o desenvolvimento do saneamento

está atrelado com a formação das cidades, onde o abastecimento de água era por coleta em

bicas e fontes, e as ações de saneamento se resumiam à drenagem dos terrenos e instalação de

chafarizes em algumas cidades. O primeiro aqueduto construído no Brasil foi “os Arcos da

Lapa” no Rio de Janeiro no ano de 1723, sendo que somente em meados do século XIX que

se iniciou a organização dos serviços de saneamento básico, onde as províncias entregaram as

concessões a companhias estrangeiras.

Oliveira (2009) afirma que no século XX teve-se o início do pensamento para a

criação de um plano para levar toda água suja da cidade, por meio de canos, a um lugar onde

pudesse ser tratada. Tal inciativa foi baseada nas queixas da população referentes à péssima

qualidade dos serviços prestados pelas empresas estrangeiras, iniciando-se então a estatização

dos mesmos.

A partir dos anos 1940, período Vargas no Brasil, com a maior intervenção do Estado

na economia, houve um aumento do êxodo rural e consequentemente, o aumento da demanda

pelos serviços de saneamento. Assim, conforme Pauli (2011), deu-se início à comercialização

dos serviços, fazendo-se com que o saneamento básico se separasse gradativamente da saúde

pública.

Dos anos 1950 a 1960, foram criadas as empresas mistas, correspondendo ao período

de Juscelino Kubitschek, onde houve a arrancada desenvolvimentista do Brasil e maior

abertura ao capital estrangeiro. Com o estabelecimento da ditadura militar em 1964, ocorreu a

centralização das decisões a nível federal. Criou-se nesse período o BNH – Banco Nacional

da Habitação, o qual passou a ser gestor do FGTS, principal fonte para o setor de saneamento

(SILVA, 2014).

Salles (2008) cita que iniciando-se na década de 1970, houve a criação do PLANASA

– Plano Nacional de Saneamento, havendo a separação radical das instituições que cuidavam

da saúde das que planejavam o saneamento.

Em 2007 houve a criação da Lei do Saneamento – 11445, Lei dos Consórcios, criação

dos consórcios, criação do Ministério das Cidades e Secretária Nacional de Saneamento

Ambiental, parcerias público-privadas, dentre outras (BARBOSA, 2012).

No Quadro 3 estão apresentados fatos relevantes sobre a evolução do sistema de coleta

e transporte de esgoto no Brasil.

21

Quadro 3 - Evolução dos sistemas de coleta de esgoto no Brasil.

Período Fato histórico

1.853 Ato legislativo à concessão do serviço de esgoto do Rio de Janeiro.

1.857–1.864 Implantação da primeira rede de esgotos do País, no Rio de Janeiro, num contrato

firmado entre o Imperador D. Pedro II e a City (Cia. Inglesa), execução do

sistema separador parcial.

1.873 Implantação de rede de esgotos em Recife.

1.876 Projetada e construída por ingleses a primeira rede de esgotos na cidade de São

Paulo.

1.887 Criada a Cia. Cantareira de Água e Esgotos de São Paulo.

1.892 Implantação da rede coletora de esgotos da cidade de Campinas.

1.893 Criação da Repartição de Água e Esgotos de São Paulo – RAE, hoje DAE/

SABESP.

1.897 Inauguração da cidade de Belo Horizonte, com rede de esgotos.

1.898 Primeira publicação de Saturnino de Brito sobre esgotos.

1.907 Saturnino de Brito inicia obras de saneamento em Santos, SP.

1.912 Introdução do sistema separador absoluto na cidade de São Paulo (uso

obrigatório em todo país).

1.923 Primeiro Congresso Brasileiro de Higiene.

1.934 Assinatura do 1º contrato para a implantação de serviços de abastecimento de

água e esgoto de Goiás.

1.936 Construção do primeiro emissário de São Paulo.

1.936 Criação da Revista DAE. Hoje DAE/SABESP.

1.940 Inaugurada à primeira ETE de São Paulo, ETE Ipiranga.

1.941 Implantação da rede de esgotos de Goiânia.

1.954 Criação do Departamento de Água e Esgotos da Cidade de São Paulo, DAE-SP.

1.960 Criado o Departamento Estadual de Saneamento de Goiás, DAE-GO.

1.966 Fundada a ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária.

1.967 Criada a companhia Saneamento de Goiás S.A., SANEAGO.

1.968 Estabelecido o Plano Nacional de Saneamento.

1.973 Fundadas as Companhias Estatais de Saneamento, SABESP em São Paulo,

SANEPAR no Paraná.

1.985 Elaboração das primeiras normas da ABNT – Associação Brasileira de Normas

Técnica, para estudo e concepção de redes de esgotos.

1.986 Entram em vigor as normas ABNT NBR 9648/1986 e NBR 9649/1986.

Fonte: FONSECA (2014).

3.2.2 – Leis de Saneamento no Brasil

“No Brasil, o saneamento básico é um direito assegurado pela Constituição e definido

pela Lei nº. 11.445/2007 como o conjunto dos serviços, infraestrutura e instalações

operacionais de abastecimento de água, esgotamento sanitário, limpeza urbana, drenagem

urbana, manejos de resíduos sólidos e de águas pluviais” (BATISTA; SANTANA, 2012).

22

Segundo Tiscoski (2011), um dos princípios dessa lei é a universalização dos serviços

de saneamento básico, garantindo assim que todos tenham acesso ao abastecimento de água

de qualidade e em quantidade que atenda às suas necessidades, à coleta e tratamento adequado

das águas residuária e do lixo, e ao manejo correto das águas pluviais.

Batista e Santana (2012) afirmam que a lei ainda estabelece a elaboração do Plano

Municipal de Saneamento Básico como instrumento de planejamento para a prestação dos

serviços públicos de saneamento, e determina os princípios dessa prestação de serviços; as

obrigações do titular, as condições para delegação dos serviços, as regras para as relações

entre o titular e os prestadores de serviços, e as condições para a retomada dos serviços.

Salienta-se ainda que tal plano é instrumento indispensável da política pública de saneamento

e obrigatório para a contratação ou concessão desses serviços. A política e o plano devem ser

elaborados pelos municípios individualmente ou organizados em consórcio, e essa

responsabilidade não pode ser delegada. O plano, a ser revisado a cada quatro anos, deve ter

os objetivos, as metas nacionais e regionalizadas, e ainda os programas e ações para o alcance

das mesmas.

3.2.3 – Panorama do Saneamento no Brasil

O Brasil atualmente ainda possui grande parte de seu território sem os serviços de

saneamento básico. Todavia, tal realidade tem sido mudada com os investimentos que se tem

buscado para sanar essa deficiência. Conforme o IBGE (2010) – Instituto Brasileiro de

Geografia e Estatística e o SNIS (2014) - Sistema Nacional de Informações sobre

Saneamento, tem havido um progresso significativo no que tange as áreas que tem acesso ao

serviço e as previsões orçamentárias sendo de fato cumpridas.

IBGE (2010) afirma que 34,8 milhões de pessoas em 2008 não contavam com a

cobertura do serviço de rede coletora de esgoto sanitário, chegando-se ao índice de 18% da

população brasileira exposta ao risco de contrair doenças. Adotou-se a alternativa de

construção de fossas sépticas que, mesmo sendo longe da solução desejável, reduziu o

lançamento dos dejetos em valas, fossas secas e em corpos d’água, amenizando os impactos

ambientais.

Segundo o SNIS (2014), em termos de esgotamento sanitário, são 248 mil quilômetros

de redes, às quais se conectam a 25,2 milhões de ramais prediais. Em 2012, verifica-se um

crescimento dos sistemas de saneamento brasileiros se comparado ao ano de 2011, sendo

detectados 1,5 milhões de novos ramais na rede de esgoto, crescimento relevante quando se

23

trata da ampliação de sistemas complexos nas cidades brasileiras, que correspondem a

aumentos de 4,0% e 6,3%, respectivamente.

Ainda conforme SNIS (2014), em relação aos estados, o índice médio de atendimento

urbano com rede coletora de esgotos aponta valores acima de 70% em 2 estados mais o

Distrito Federal, nas mesmas unidades da federação de 2011. Na faixa de 40 a 70%, aparecem

outros 5; na faixa logo abaixo, de 20 a 40%, situam-se 12 estados; enquanto que na penúltima

faixa, 10 a 20%, encontram-se, em 2012, apenas 3 estados. Por fim, na menor faixa, inferior a

10%, há 4 estados. É exemplificado através da Figura 1 todas essas informações.

Figura 1 – Atendimento urbano por rede coletora de esgotos por estado

Fonte: Adaptado pelo autor do SNIS (2014).

O mapa ilustrado pela Figura 2 apresenta resultados para 2.221 municípios, o que

representa um acréscimo de 270 municípios, comparando-se o ano de 2012 ao de 2011.

Observa-se no mapa que há 1.280 municípios com índice superior a 70% (129 municípios a

AM PA

MT

GO

MS

TO

BA

MG

SP

PR

SC

RS

RO

AC

RR AP

MA

PI

CE

DF

ES

RJ

RN

PB

PE

AL

SE

24

mais que 2011); outros 368 com índices na faixa de 40 a 70%; 244 municípios com valores

que se enquadraram entre 20 a 40%; 140 municípios na faixa imediatamente inferior (10 a

20%); e na última faixa, abaixo de 10%, 189 municípios (SNIS, 2014).

Figura 2 – Atendimento urbano por rede coletora de esgotos por município

Fonte: Adaptado pelo autor do SNIS (2014)

3.2.4 – Investimentos e Previsões para o Saneamento no Brasil

Desde a criação do Plano Nacional de Saneamento, vários investimentos têm sido

realizados para a melhoria do serviço. Conforme último censo realizado pelo Sistema

Nacional de Informações sobre Saneamento, em 2012, o total de 56,1% dos municípios

brasileiros tinham atendimento por redes coletoras de esgoto, o que representa um

crescimento de 0,3 ponto percentual se comparado com o ano de 2011. Essas informações

estão mostradas no Quadro 4.

25

Quadro 4 – Atendimento de água e esgotos nos municípios, conforme regiões em 2012.

Região

Índice de atendimento com rede (%) Índice de tratamento dos esgotos (%)

Água Coleta de esgotos Esgotos gerados Esgotos coletados

Total Urbano Total Urbano Total Total

Norte 55,2 68,6 9,2 11,9 14,4 85,1

Nordeste 72,4 89,5 22,2 29,4 31,0 81,2

Sudeste 91,8 97,0 75,4 80,3 42,7 63,6

Sul 87,2 97,2 36,6 42,7 36,2 79,7

Centro-Oeste 88,0 96,5 42,7 47,1 44,2 90,0

Brasil 82,7 93,2 48,3 56,1 38,7 69,4 Fonte: SNIS (2014).

É possível verificar pelo Quadro 5 que o patamar mais elevado de investimentos é em

esgotamento sanitário quando comparado aos demais itens da categoria, conforme já vem

ocorrendo há muitos anos na série histórica do SNIS, sendo que em 2012 constata-se

participação de 47,0% para esses investimentos. Pode-se inferir também que a região Sudeste

é a que tem maiores índices de atendimento com rede de coleta de esgotos, alcançando

aproximadamente 75% do total. Todavia, no que diz respeito ao tratamento dos esgotos

coletados, tem-se a região Centro-Oeste com os maiores índices, chegando a 90%. A região

Nordeste é a que possui maior deficiência em ambos os casos.

Quadro 5 – Investimentos realizados em 2012, conforme regiões do Brasil.

Região Despesas capitalizáveis Água Esgotos Outros Total

(R$ mi) (R$ mi) (R$ mi) (R$ mi) (R$ mi) (%)

Norte 7,6 225,6 140,3 23,6 397,1 4,1

Nordeste 134,1 316,6 607,3 46,9 1.704,9 17,5

Sudeste 429,2 1.731,7 2.697,5 380,0 5.238,4 53,7

Sul 29,7 538,8 798,4 138,0 1.504,9 15,4

Centro-Oeste 17,5 320,3 337,8 232,8 908,4 9,3

Brasil 618,1 3.733,0 4.581,3 821,3 9.753,7 100,0

6,3% 38,3% 47,0% 8,4% 100,0% - Fonte: SNIS (2014).

A região Sudeste mantém-se na série histórica do SNIS (2014) com os maiores

investimentos, tendo realizado em 2012 um total de R$ 5,2 bilhões, igual a 53,7% do total de

investimentos do ano. O menor investimento regional ocorre na região Norte, com uma

participação no total dos investimentos de apenas 4,1%. Segundo o Plano de Saneamento,

tem-se a previsão da universalização dos serviços de água e esgoto no País até o ano de 2030,

com o investimento de aproximadamente R$ 330 bilhões, sendo que destes 66% viria de

verba federal e o restante, 34%, de outras fontes. Fazendo a distribuição entre água e esgoto,

seriam 60 e 40%, respectivamente (Gráfico 1).

26

Gráfico 1 – Distribuição do investimento em bilhões.

Fonte: Azevedo (2013).

4 – METODOLOGIA

A metodologia utilizada para o desenvolvimento deste trabalho foi o relato de

experiência do próprio autor deste trabalho que é um estudante do curso de Engenharia Civil

da Universidade Federal de Goiás – Campus Catalão, que foi bolsista do programa Ciência

sem Fronteiras nos Estados Unidos, onde estudou na University of North Florida, localizada

na cidade de Jacksonville no estado da Florida. A partir de seu estágio na empresa CH2M

HILL, o aluno relata sua experiência contendo a comparação de tecnologias empregadas na

área de saneamento em ambos os países.

Salienta-se ainda que utilizou-se de dados fictícios para a realização de todos os

cálculos e de pesquisas bibliográficas por meio de internet, livros e artigos para o

embasamento e posterior apresentação das informações e resultados.

4.1 – TECNOLOGIAS APLICADAS NOS ESTADOS UNIDOS

O saneamento nos Estados Unidos e suas normatizações são em conformidade com o

local onde se almeja implantar tal sistema. Todavia, cada estado define sua própria

normatização, podendo-se ainda existir normas ainda mais específicas a nível municipal.

Assim sendo, é necessário, a priori, analisar o lugar de implantação do sistema de saneamento

para que se possa buscar quais normas técnicas são pertinentes ao local; se somente as da

esfera estadual, ou se também é necessária análise a nível municipal.

As tecnologias abordadas nesse trabalho se restringem as seguintes:

R$ 132,4

40% R$ 198,3

60%

Água Esgoto

27

USEPA (1983) – United States Environmental Protection Agency (Agência de

Proteção Ambiental dos Estados Unidos);

NDCC (2000) – Private Sewage Disposal Systems from North Dakota legislative

branch (Sistemas de descarte de esgoto privado conforme Poder Legislativo da

Dakota do Norte);

MR (2011) – Minnesota Rules - Subsurface Sewage Treatment Systems Program

(Normatizações de Minnesota - Sistemas de Tratamento Subterrâneo de Esgoto).

Em conformidade com as normas técnicas citadas, serão contempladas e explanadas três

tecnologias utilizadas na área de saneamento: tanque evaporador, tanque séptico e valas de

absorção.

4.1.1 – Evaporation pond (tanque evaporador)

Tanque evaporador é um equipamento que tem como função o recebimento dos

resíduos gerados pelo sistema de tratamento de água residuária. Tal dejeto, em quase toda sua

composição, encontra-se no estado líquido; após sua chegada, permanece contido dentro do

tanque até a evaporação da água presente. Salienta-se que se faz necessária a limpeza

periódica do tanque para a remoção do resíduo sólido que se deposita ao fundo do mesmo. A

Figura 3 é uma demonstração visual de um tanque evaporador.

Figura 3 – Tanque evaporador.

Fonte: Orocobre (2014).

28

Para a eficiência desse dispositivo é necessário que se tenha uma taxa de evaporação

superior a de precipitação, para que não ocorra seu transbordamento. Dessa forma, é preciso

levar em consideração no cálculo todos os fatores de segurança exigidos para a prevenção de

possíveis falhas.

Antes de se iniciarem os cálculos para o dimensionamento do tanque, tem-se a

necessidade de um estudo hidrológico do local no qual se almeja implantá-lo. Assim, se faz a

averiguação desses dados juntamente aos órgãos responsáveis para que se tenham todas as

informações necessárias.

De posse dos dados coletados (taxa de evaporação e precipitação mensal e anual) do

local onde o empreendimento será construído, inicia-se a parte de dimensionamento do tanque

evaporador. Enfatiza-se que quanto maior o período de retorno analisado, maior a

confiabilidade dos dados e, consequentemente, das dimensões adotadas para o tanque.

Conforme o USEPA (1983), a formulação geral para o dimensionamento do tanque

evaporador é representada pela Equação 1.

[ ] [ ]⁄ Eq. (1)

Onde:

A = área do tanque;

Qdiário = valor diário do fluxo de entrada;

d = profundidade do tanque;

Pa = Precipitação Anual;

Ea = Evaporação Anual;

Ia = Infiltração Anual.

O nível de água no tanque é calculado baseado nos valores mensais de fluxo de

entrada, precipitação, evaporação, infiltração e volume de armazenamento. Após a

determinação da área do tanque, parte-se para a análise da eficiência da mesma, ou seja, se

esta armazena o volume gerado pelo sistema sem que ocorra transbordamento. O cálculo para

cada parâmetro é feito conforme as Equações 2, 3, 4 e 5.

Eq. (2)

Eq. (3)

29

∑ Eq. (4)

⁄ Eq. (5)

Onde:

Fe = fluxo de entrada;

Q = vazão de entrada;

n = número de dias/mês;

P = Precipitação;

Pm = Precipitação mensal;

Va = Volume acumulado;

NT = Nível do tanque.

Atendendo a limitação imposta pela normatização utilizada da altura máxima para o

tanque de 1,5 m (5 pés), o volume calculado estaria totalmente preenchido no fim do ano que

tenha o pior caso, o qual possui o fluxo de entrada e precipitação muito maior que a taxa de

evaporação. Assim, essa aproximação não seria apropriada, pois o tanque não teria capacidade

adequada para armazenar o fluxo demandado. Para se continuar a análise, é assumida a pior

condição para o primeiro ano seguida de 5 anos de “média precipitação e evaporação” para o

dimensionamento do tanque.

Adota-se assim para a área do tanque o valor no qual este armazenará o volume sem

que ultrapasse o valor limite do mesmo e venha a transbordar. Para se chegar a esse valor,

baseando-se nos resultados encontrados preliminarmente, adota-se diferentes áreas e

compara-se os resultados. A partir do momento que esse volume acumulado se estabilizar,

essa área atenderá de forma eficaz ao intuito do tanque evaporador.

Fazendo-se uso dos cálculos e explicações apresentados, e embasando-se em dados

fictícios, é apresentado a seguir o dimensionamento de um tanque evaporador.

Como análise hidrológica, fez-se a coleta e tratamento dos dados em um período de

retorno de 65 anos. Os resultados referentes à taxa de evaporação estão ilustrados pela Tabela

1 e à taxa de precipitação pela Tabela 2.

Com a análise das Tabelas 1 e 2 para a pior condição, com maior índice de

precipitação ocorrida no ano de 1991 e menor evaporação em 1980, do valor do volume de

entrada diária de 397,5 m³ (105000 galões) e da Equação 1, chega-se aos resultados contidos

na Tabela 3.

30

Tabela 1 – Taxa de Evaporação.

Evaporação (mm) Ano Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total

1946 12 15 36 101 162 263 284 253 225 135 48 17 1551

1947 12 15 36 92 181 260 277 268 188 133 47 16 1524 1948 12 14 36 92 172 285 280 262 224 134 47 16 1575

1949 12 15 36 100 235 247 291 256 165 135 48 16 1556

1950 12 15 36 91 136 215 303 254 185 134 46 16 1443 1951 11 14 36 91 214 249 339 280 207 134 47 16 1638

1952 11 14 36 92 185 223 279 291 193 134 47 16 1522

1953 12 14 42 106 150 223 258 268 199 137 47 16 1470 1954 12 14 36 92 211 219 289 271 195 133 48 17 1537

1955 12 15 36 92 170 226 288 252 225 142 47 16 1520

1956 12 14 36 110 198 237 279 260 188 134 47 17 1532 1957 12 15 36 112 146 212 252 247 162 135 48 16 1391

1958 11 15 36 114 151 224 286 265 182 135 47 17 1483 1959 12 15 36 92 199 240 265 252 189 135 48 16 1498

1960 12 15 43 92 130 200 258 256 176 135 47 16 1379

1961 12 14 47 125 149 234 268 242 180 134 47 16 1469 1962 12 15 36 92 141 209 268 295 186 156 47 16 1473

1963 12 14 35 92 173 229 278 268 233 135 47 16 1534

1964 12 14 36 125 186 242 277 275 179 135 48 16 1545 1965 11 14 36 91 144 240 251 228 193 134 46 16 1406

1966 11 15 35 92 194 194 260 236 164 134 47 16 1398

1967 12 15 36 128 180 253 271 260 221 134 48 16 1574 1968 12 15 36 91 165 234 266 281 195 162 48 16 1521

1969 11 15 36 92 144 229 280 255 184 134 48 17 1445

1970 12 14 36 141 204 231 293 286 192 135 46 16 1608 1971 12 14 36 91 168 270 252 255 172 142 48 16 1474

1972 12 15 36 92 175 218 295 253 171 134 47 17 1466

1973 12 15 36 100 188 198 244 258 197 135 47 16 1445 1974 12 14 37 92 157 247 272 276 187 133 47 17 1491

1975 12 15 35 92 176 217 273 268 201 135 47 16 1488

1976 12 15 37 91 156 253 255 287 170 135 47 16 1476 1977 12 14 36 92 169 236 253 272 176 135 48 16 1461

1978 12 15 37 95 167 261 283 267 215 179 48 16 1592

1979 12 15 36 97 192 226 282 237 171 135 47 16 1466

*1980 11 14 35 92 165 224 258 242 116 135 47 17 1357

1981 11 14 36 91 153 236 291 241 194 135 47 16 1467

1982 12 14 36 91 142 223 260 252 204 134 47 16 1434 1983 12 15 37 96 151 226 258 244 188 135 48 16 1425

1984 11 15 35 97 183 191 261 290 198 133 48 16 1477

1985 11 15 35 92 153 255 282 271 196 134 47 16 1507 1986 11 15 36 102 162 249 240 268 189 135 47 16 1471

1987 12 14 36 92 191 240 242 257 170 133 47 16 1450

1988 12 15 36 92 168 235 263 276 169 135 47 16 1465 1989 11 15 36 92 141 230 289 228 160 135 47 17 1400

1990 12 15 36 90 170 226 283 243 166 135 48 16 1440

1991 12 15 36 105 172 247 265 272 195 133 47 16 1513 1992 11 15 36 130 235 241 267 205 174 135 47 16 1513

1993 11 14 36 92 194 232 266 256 222 135 47 16 1521

1994 11 14 36 91 125 227 271 239 207 134 47 17 1419 1995 12 15 36 126 201 233 271 236 175 134 48 16 1500

1996 12 15 37 106 161 211 265 261 180 134 48 16 1445

1997 11 14 36 92 175 195 264 249 176 134 47 17 1410 1998 12 15 36 92 142 229 289 293 182 134 48 15 1488

1999 12 15 36 94 157 234 265 279 157 134 47 16 1447

2000 12 15 37 113 201 199 262 225 157 134 46 16 1415 2001 12 15 37 92 179 245 267 229 163 134 47 17 1435

2002 12 15 36 136 202 256 277 235 192 134 48 17 1560

2003 12 14 36 94 215 284 286 266 183 134 47 16 1588 2004 12 14 36 92 179 222 295 266 191 134 47 16 1504

2005 12 15 36 92 162 237 257 260 209 134 48 16 1479

2006 12 15 36 110 194 255 261 274 187 133 47 16 1540 2007 12 15 37 92 193 211 220 227 173 134 47 16 1376

2008 12 14 36 92 167 202 233 247 159 133 47 16 1359 2009 11 14 36 92 191 242 242 236 202 135 48 16 1465

2010 12 15 36 91 154 258 256 267 184 134 47 16 1470

Média 12 15 36 99 173 233 270 258 186 136 47 16 1481

Fonte: Próprio autor.

Nota: * Ano de menor evaporação no período de retorno analisado.

31

Tabela 2 – Taxa de Precipitação.

Precipitação (mm) Ano Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total

1946 0 0 0 0 0 0 189 92 38 83 32 7 440

1947 56 27 46 13 188 50 304 31 33 149 23 100 1019

1948 150 13 97 77 322 243 131 54 91 23 41 52 1295

1949 33 47 44 57 78 145 119 163 40 54 14 83 875

1950 70 59 60 10 20 111 148 41 56 10 44 25 654

1951 12 36 25 209 287 575 104 94 25 33 29 36 1463

1952 35 6 72 89 92 295 131 121 147 20 7 4 1020

1953 13 37 12 38 189 217 295 91 71 15 37 16 1029

1954 34 19 71 23 215 343 157 122 19 86 121 8 1220

1955 23 17 4 57 96 132 194 167 148 137 40 24 1038

1956 12 81 9 74 107 239 119 72 43 28 39 6 828

1957 7 11 6 5 264 194 166 120 92 81 31 5 981

1958 14 23 11 68 179 87 138 138 12 44 21 71 806

1959 2 16 29 79 46 25 158 91 220 31 1 27 725

1960 35 26 42 21 258 109 468 181 121 15 21 3 1299

1961 6 16 13 98 64 68 130 91 51 21 4 21 581

1962 14 6 31 129 73 298 109 130 37 11 22 34 894

1963 35 8 26 145 100 128 239 102 177 36 13 19 1027

1964 11 17 140 94 55 212 223 106 31 22 4 25 941

1965 55 28 16 156 24 57 203 40 36 85 2 36 738

1966 14 1 52 130 107 305 21 86 98 2 13 28 856

1967 100 108 18 20 75 207 66 33 150 28 2 36 842

1968 17 23 27 115 139 143 117 22 41 42 38 10 733

1969 57 12 4 37 136 201 84 71 68 129 15 20 834

1970 53 38 57 48 179 48 182 183 38 56 11 61 955

1971 8 2 78 36 36 109 46 38 267 132 22 24 797

1972 9 37 9 104 133 56 60 186 1 82 24 6 706

1973 37 13 177 144 99 388 141 104 35 19 16 31 1203

1974 43 19 45 114 19 154 41 15 9 7 8 13 486

1975 38 38 59 30 102 119 294 119 232 62 123 47 1264

1976 24 11 16 49 167 204 273 125 85 19 51 33 1056

1977 18 109 30 132 109 131 79 94 23 22 13 11 771

1978 41 15 18 0 84 171 97 291 76 107 1 9 909

1979 9 20 48 14 100 117 185 60 122 35 57 34 802

1980 110 37 72 10 81 150 57 38 42 236 29 7 869

1981 17 19 46 19 40 271 124 79 64 54 44 33 811

1982 36 10 51 144 25 150 78 13 31 101 14 23 677

1983 12 2 52 21 96 125 32 242 53 46 40 54 775

1984 23 22 0 336 126 93 215 165 214 17 93 1 1306

1985 9 55 41 0 198 87 197 83 34 5 7 16 732

1986 39 11 22 1 41 97 80 67 133 13 33 46 582

1987 49 2 96 71 110 72 99 241 67 7 38 3 853

1988 6 8 31 52 13 262 127 65 129 20 0 18 729

1989 7 19 20 99 200 229 56 35 149 41 25 10 888

1990 20 19 52 16 72 150 57 113 176 19 59 14 768

*1991 23 14 25 30 240 377 562 118 17 5 75 48 1534

1992 44 20 28 107 46 83 373 59 115 250 56 8 1189

1993 20 22 88 68 216 86 495 125 43 145 29 19 1356

1994 41 22 53 26 160 82 225 19 132 46 56 53 915

1995 41 14 65 90 23 189 212 242 46 76 37 14 1049

1996 15 80 19 90 108 156 114 202 35 219 57 8 1102

1997 67 18 15 91 304 131 151 207 136 16 0 3 1137

1998 15 107 42 98 106 155 165 156 76 149 45 2 1113

1999 4 0 1 66 142 223 381 41 65 74 7 4 1007

2000 1 1 6 51 36 111 219 112 63 61 5 12 678

2001 7 1 11 45 297 165 71 31 56 19 5 24 729

2002 9 7 111 39 317 121 140 70 170 109 2 8 1103

2003 27 2 2 28 243 302 87 160 123 61 30 16 1080

2004 10 1 19 52 124 68 49 201 126 80 1 33 765

2005 1 24 86 23 212 338 70 27 116 108 4 13 1022

2006 1 9 13 40 39 306 195 75 139 130 89 24 1058

2007 11 36 81 59 43 71 56 65 127 165 8 13 734

2008 13 19 75 46 301 88 232 79 244 45 3 36 1181

2009 11 0 48 100 161 288 203 169 45 60 4 13 1102

2010 5 17 21 113 116 80 112 78 16 78 13 5 655

Média 27 24 41 68 129 169 164 105 88 64 28 24 932


Nota: * Ano de maior precipitação no período de retorno analisado.

32

Tabela 3 – Piores condições hidrológicas. Meses Precipitação (mm) Evaporação (mm)

Janeiro 23 11

Fevereiro 14 14

Março 25 35

Abril 30 92

Maio 240 165

Junho 377 224

Julho 562 258

Agosto 118 242

Setembro 17 116

Outubro 5 135

Novembro 75 47

Dezembro 48 17

Total 1534 1357

Área do tanque 56252 m²

Vazão de entrada 13040 m³


Conforme Equações 2, 3, 4, 5 e os dados encontrados na Tabela 3, é possível fazer-se

a análise da eficácia do tanque de evaporação para a pior condição, a qual está representada

pela Tabela 4. Com base nas Tabelas 1 e 2, chega-se também a Tabela 5.

Tabela 4 – Análise do armazenamento do tanque – pior condição.

Meses Número de

dias

Vazão de entrada

+ precitação (m³)

Evaporação +

Infiltração (m³)

Volume acumulado de

armazenamento (m³)

Altura do

tanque (m)

Janeiro 31 13607 641 12966 0,2

Fevereiro 28 11901 821 24045 0,4

Março 31 13722 1991 35776 0,6

Abril 30 13639 16531 32883 0,6

Maio 31 25809 21016 37676 0,7

Junho 30 33127 23957 46847 0,8

Julho 31 43927 26225 64548 1,1

Agosto 31 18951 25359 58140 1,0

Setembro 30 12896 17893 53143 0,9

Outubro 31 12579 7594 58128 1,0

Novembro 30 16153 2666 71615 1,3

Dezembro 31 15036 923 85728 1,5


Tabela 5 – Condição hidrológica média. Meses Precipitação (mm) Evaporação (mm)

Janeiro 27 12

Fevereiro 24 15

Março 41 36

Abril 68 99

Maio 129 173

Junho 169 233

Julho 164 270

Agosto 105 258

Setembro 88 186

Outubro 64 136

Novembro 28 47

Dezembro 24 16

Total 932 1481

Área do tanque 11144 m²

Vazão de entrada 13040 m³


33

Conforme Equações 2, 3, 4, 5 e os dados encontrados na Tabela 5, é possível fazer-se

a análise da eficácia do tanque de evaporação para condição média, Tabela 6.

Tabela 6 – Análise do armazenamento do tanque – condição média.

Meses Número de

dias

Vazão de entrada +

precitação (m³)

Evaporação +

Infiltração (m³)

Volume Acumulado de

armazenamento (m³)

Altura do

tanque (m)

Janeiro 31 13320 425 12894 0,4

Fevereiro 28 12005 541 24358 0,7

Março 31 13829 1329 36858 1,0

Abril 30 14425 14974 36309 1,0

Maio 31 17030 18060 35279 1,0

Junho 30 18103 19872 33510 0,9

Julho 31 18306 21609 30207 0,8

Agosto 31 16174 21166 25215 0,7

Setembro 30 15136 18165 22186 0,6

Outubro 31 14673 4971 31887 0,9

Novembro 30 12966 1734 43120 1,2

Dezembro 31 13187 589 55718 1,5


A partir das Tabelas 4 e 6, é concluído que nem mesmo o tanque abrangendo a área de

34 hectares, Equação 1, atenderá de forma eficaz seu objetivo, isto é, este alcançará seu valor

máximo de detenção a partir do primeiro ano de uso e consequentemente, transbordará a partir

do segundo.

Para se analisar o comportamento do tanque dimensionado ao longo dos anos,

considera-se o primeiro ano de uso como pior caso e mais 5 anos com valores médios dos

valores adotados. Tal análise está exemplificada através da Tabela 7.

Conforme Tabela 7, verifica-se que a partir do primeiro ano o tanque atinge seu

máximo volume e já não atende seu objetivo. E analisando os 5 anos seguintes com valores

médios, a tendência do tanque é acumular cada vez mais resíduo e assim necessitar de uma

maior altura e, em consequência, de maior volume. Salienta-se que o valor adotado para a

profundidade do tanque é o máximo permitido pela normatização analisada, o qual

corresponde a 1,5 m (5 pés). É importante enfatizar que para cada estado norte-americano se

tem normatizações específicas, ou seja, essa limitação para a profundidade pode variar

dependendo de onde se deseja implantar o projeto.

Como procedimento para a análise da área, partindo-se da condição ineficiente

atingida com 34 hectares, fixa-se um valor para área e faz-se as mesmas análises feitas

anteriormente. A partir do momento que a altura do tanque tender a diminuir, este chegará a

uma estimação satisfatória. Utilizou-se então valores de área de 40, 60, 70 e 80 hectares para

se prosseguir com os cálculos, como pode ser verificado pelo Gráfico 2. A condição

satisfatória somente foi alcançada quando se adotou uma área de 80 hectares.

34

Tabela 7 – Análise do volume e altura do tanque.

Meses Número de

dias

Vazão de entrada

+ precitação (m³)

Evaporação +

Infiltração (m³)

Volume acumulado

de armazenamento

(m³)

Altura do tanque

(m)

Janeiro 31 13607 641 12966 0,23

Pio

r C

on

diç

ão

Fevereiro 28 11901 821 24045 0,43

Março 31 13722 1991 35776 0,64

Abril 30 13639 16531 32883 0,59

Maio 31 25809 21016 37676 0,67

Junho 30 33127 23957 46847 0,83

Julho 31 43927 26225 64548 1,15

Agosto 31 18951 25359 58140 1,03

Setembro 30 12896 17893 53143 0,94

Outubro 31 12579 7594 58128 1,03

Novembro 30 16153 2666 71615 1,27

Dezembro 31 15036 923 85728 1,52

Janeiro 31 13320 425 98623 2,70

1º

An

o M

édio

Fevereiro 28 12005 541 110087 3,01

Março 31 13829 1329 122586 3,35

Abril 30 14425 14974 122037 3,34

Maio 31 17030 18060 121007 3,31

Junho 30 18103 19872 119238 3,26

Julho 31 18306 21609 115935 3,17

Agosto 31 16174 21166 110943 3,04

Setembro 30 15136 18165 107914 2,95

Outubro 31 14673 4971 117615 3,22

Novembro 30 12966 1734 128848 3,52

Dezembro 31 13187 589 141446 3,87

Janeiro 31 13320 425 154341 4,22

2º

An

o M

édio

Fevereiro 28 12005 541 165805 4,54

Março 31 13829 1329 178304 4,88

Abril 30 14425 14974 177755 4,86

Maio 31 17030 18060 176725 4,83

Junho 30 18103 19872 174956 4,79

Julho 31 18306 21609 171653 4,69

Agosto 31 16174 21166 166661 4,56

Setembro 30 15136 18165 163632 4,47

Outubro 31 14673 4971 173333 4,74

Novembro 30 12966 1734 184566 5,05

Dezembro 31 13187 589 197164 5,39

Janeiro 31 13320 425 210058 5,75

3º

An

o M

édio

Fevereiro 28 12005 541 221522 6,06

Março 31 13829 1329 234022 6,40

Abril 30 14425 14974 233473 6,39

Maio 31 17030 18060 232443 6,36

Junho 30 18103 19872 230674 6,31

Julho 31 18306 21609 227371 6,22

Agosto 31 16174 21166 222379 6,08

Setembro 30 15136 18165 219350 6,00

Outubro 31 14673 4971 229051 6,26

Novembro 30 12966 1734 240284 6,57

Dezembro 31 13187 589 252882 6,92

Janeiro 31 13320 425 265776 7,27

4º

An

o M

édio

Fevereiro 28 12005 541 277240 7,58

Março 31 13829 1329 289740 7,92

Abril 30 14425 14974 289191 7,91

Maio 31 17030 18060 288161 7,88

Junho 30 18103 19872 286392 7,83

Julho 31 18306 21609 283089 7,74

Agosto 31 16174 21166 278097 7,61

Setembro 30 15136 18165 275068 7,52

Outubro 31 14673 4971 284769 7,79

Novembro 30 12966 1734 296001 8,10

Dezembro 31 13187 589 308600 8,44

Janeiro 31 13320 425 321494 8,79

5º

An

o M

édio

Fevereiro 28 12005 541 332958 9,11

Março 31 13829 1329 345458 9,45

Abril 30 14425 14974 344909 9,43

Maio 31 17030 18060 343879 9,41

Junho 30 18103 19872 342110 9,36

Julho 31 18306 21609 338807 9,27

Agosto 31 16174 21166 333815 9,13

Setembro 30 15136 18165 330786 9,05

Outubro 31 14673 4971 340487 9,31

Novembro 30 12966 1734 351719 9,62

Dezembro 31 13187 589 364318 9,96


35

Gráfico 2 – Tanques com 40, 60, 70 e 80 hectares.


4.1.2 – Septic tank (tanque séptico)

O dimensionamento do tanque séptico é feito conforme o NDCC (2000) – Private

Sewage Disposal Systems from North Dakota legislative branch (Sistemas de descarte de

esgoto privado conforme Poder Legislativo da Dakota do Norte) e MR (2011) – Minessota

Rules - Subsurface Sewage Treatment Systems Program (Sistemas de Tratamento Subterrâneo

de Esgoto conforme as normatizações de Minnesota).

As normatizações estabelecem o fluxo sanitário mínimo de 133 L/dia (35 galões por

dia), por pessoa, por turno, exclusivo para resíduo industrial, como pode ser observado pelo

Quadro 6. Adotando-se o número fictício de 100 funcionários trabalhando no possível

empreendimento, tem-se o fluxo de 133000 L/dia (3500 galões por dia) de resíduo sanitário.

Não existindo nenhum fator de segurança para a norma de Norte Dakota, utiliza-se o fator de

segurança de Minnesota, o qual quadruplica o volume alcançando, chegando-se assim a um

volume de operação requerido de 53200 L (14000 galões).

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

600000

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

Pior Ano 1º AnoMédio

2º AnoMédio

3º AnoMédio

4º AnoMédio

5º AnoMédio

Vo

lum

e A

rmaz

en

ado

(m

³)

Nív

el d

o t

anq

ue

(m

)

A = 40, 60, 70, 80 Hectares

Nível do Tanque - 40 Hectares Nível do Tanque - 60 Hectares Nível do Tanque - 70 Hectares

Nível do Tanque - 80 Hectares Volume Armazenado - 40 Hectares Volume do Tanque - 60 Hectares

Volume do Tanque - 70 Hectares Volume do Tanque - 80 Hectares

36

Quadro 6 – Fluxo de esgoto conforme tipo de estabelecimento.

Tipo de estabelecimento Galões por pessoa por dia*

Aeroportos (por passageiro) 5

Apartamentos multi-familiar (por residente) 60

Salão em montagem (por lugar) 2

Bares (por lugar) 5

Piscinas 10

Viela de boliche (por linha) 75

Acampamentos:

Acampamento com estações centrais de conforto 35

Com bacias sanitárias automatic, sem chuveiros 25

Construções (semifinal)Construction camps (semipermanent) 50

Acampamentos de dia (sem comida servida) 15

Acampamentos em resort (dia e noite) com encanamento limitado 50

Acampamentos luxuosos 100

Igrejas (por lugar no santuário) 5

Igrejas com cozinhas (por lugar no santuário) 7

Casas de campo e pequenas residência com ocupação sazonal 50

Clubes de campo (por membro presente) 25

Moradias:

Pensões 50

Adicional para pensionista não residente 10

Residências luxuosas e latifúndios 150

Moradias multi-familiares (apartamentos) 60

Hospedarias 40

Moradias unifamiliares 75

Fábricas (galões por pessoa, por turno, exclusivo de resíduos

industriais 35

Hospitais (por cama) 250

Hotéis (por hóspede) 50

Institutições além de hospitais (por cama) 100

Lavanderias, self-service (galões por máquina) 500

Mobile home parks (por espaço) ....................... 250 250

Motéis (por cama) .............................. 50 50

Parques de picnic (resíduo sanitário apenas) .................. 5 5

Parques para picnic com piscinas, chuveiros e bacias sanitárias de

fluxo 10

Restaurantes (bacia sanitaria e resíduo de cozinha por cliente) 10

Restaurantes (resíduos de cozinha por refeição servida) 3

Restaurantes com adicinal para bares e salões para coquetéis 2

Escolas:

Internatos 75

Dia, sem academia, cafeteria, ou banho 15

Dia, com academia, cafeteria, e banho 25

Fonte: NDCC (2000).

*Fator de conversão – 1 galão corresponde a 3,8 litros.

Tendo-se o valor do volume requerido, dimensiona-se o tanque séptico. Usualmente

adota-se as medidas fornecidas pelos catálogos de fornecedores. Caso se opte por executar o

tanque, calcula-se as dimensões que condizem com o volume requerido. Para o caso em

37

questão, poder-se-ia utilizar um tanque com 12 m x 3 m x 1,5 m (comprimento x largura x

altura), o qual armazena o volume de 54 m³, sendo que o requerido é de 53 m³ (14000 galões).

Salienta-se ainda que é necessária a limpeza periódica do tanque séptico para a

remoção de sólidos acumulados, sendo que o intervalo de tempo entre elas é definido

conforme o tipo de resíduo que será tratado.

4.1.3 – Absorption trenches (Valas de absorção)

O dimensionamento das valas de absorção é feito conforme o NDCC (2000) - Private

Sewage Disposal Systems from North Dakota legislative branch (Sistemas de descarte de

esgoto privado conforme Poder Legislativo da Dakota do Norte).

As normatizações estabelecem as piores condições para solo de 18,5 L/m²/dia

(0,45 galões/pés2/dia), conforme Quadro 7. Na ausência de dados geotécnicos e taxas de

percolação, utiliza-se essa hipótese.

Quadro 7 – Áreas recomendadas para áreas de absorção.

Taxa de percolação -

Min/polegada

Classificação do

solo

Profundidade de Rocha abaixo da tubulação

distribuída

6” 12” 18” 24”

*Taxa da área da base da vala, galões/pés²/dia

0.1 a 5 Areia 1,2 1,5 1,80 2,1

6 a 15 Argila arenosa 0,8 1,0 1,20 1,40

16 a 30 Argila 0,6 0,75 0,90 1,05

31 a 45 Argila siltosa 0,5 0,63 0,76 0,89

46 a 60 Argila argilosa **0,45 0,57 0,68 0,79

Pé quadrado da base da vala/alcova1

0.1 a 5 125 100 85 70

6 a 15 190 150 125 110

16 a 30 250 200 165 145

31 a 45 300 240 200 170

46 a 60 330 265 220 190

Fonte: NDCC (2000).

Notas: * Fator de conversão: 1 galão/pé²/dia corresponde a 41 L/m²/dia.

** Menor taxa de absorção de água pelo solo.

Partindo-se de tal adoção, têm-se o volume diário de 13300 L (3.500 galões) para

serem descartados, o qual exigirá uma área de 723 m² (7.780 pés quadrados) para as valas.

As regulações da Dakota do Norte sugerem o mínimo de 1,83 m (6 pés) de terra não-

antropizada entre as valas, e o limite máximo de 0,6 m (2 pés) de largura para cada.

38

Obedecendo-se tais limitações, uma possível configuração seria uma área de 56 m²

(600 pés quadrados). Dessa forma são necessárias 13 valas, totalizando uma área de 725 m²

(7.800 pés quadrados). Respeitando-se a exigência de 1,83 m (6 pés) de terra não-antropizada,

chega-se ao valor final de área de 3066 m² (110 m x 28 m), ou seja, 33.000 pés quadrados

(300 pés x 110 pés).

4.2 – TECNOLOGIAS APLICADAS NO BRASIL

4.2.1 – Tanque evaporador

A Associação Brasileira de Normas Técnicas não preconiza nenhuma norma que

estabelece as diretrizes para o dimensionamento desse tipo de equipamento. A adoção deste e

seu cálculo são baseados em normatizações de outros países, principalmente dos EUA.

4.2.2 – Tanque séptico

Segundo a ANBT, o dimensionamento do tanque séptico é baseado na NBR

7229/1993 – Projeto, construção e operação de tanques sépticos, a qual estabelece todas as

diretrizes necessárias para o cálculo e disposição do equipamento.

O volume do tanque é determinado levando-se em consideração diferentes variáveis;

tal cálculo é demonstrado através da Equação 6.

Eq. (6)

Onde:

V = volume útil, em litros;

N = número de pessoas ou unidades de contribuição;

C = contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/un. x dia (Quadro 8);

T = período de detenção, em dias (Quadro 9);

K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de

acumulação de lodo fresco (Quadro 10);

Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia

(Quadro 10).

39

Quadro 8 – Contribuição diária de esgoto (C) e de logo fresco (Lf) – Litro.

Prédio Unidade Contribuições de esgotos (C) e lodo fresco

(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

2. Ocupantes temporários

- fábrica em geral pessoa 70 0,30

- escritório pessoa 50 0,20

- edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 0,20

- escolas (externatos) e locais de

longa permanência pessoa 50 0,20

- bares pessoa 6 0,10

- restaurantes e similares refeição 25 0,10

- cinemas, teatros e locais de

curta permanência lugar 2 0,02

- sanitários públicos (A)

bacia sanitária 480 4,0

Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993).

(A) Apenas de acesso aberto ao público (estação rodoviária, ferroviária, logradouro público, estádio esportivo, etc.).

Quadro 9 – Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária.

Contribuição diária (L) Tempo de detenção

Dias Horas

Até 1500 1,00 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 de 9000 0,50 12


Quadro 10 – Taxa de acumulação total de lodo (K).

Intervalo entre

limpezas (anos) Valores de K por faixa de temperatura ambiente (t), em ºC

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


40

Para a determinação das variáveis que compõe a Equação 6, adotou-se o número

fictício de 100 pessoas (N) que comporão o estabelecimento em questão, isto é, trabalhadores

na estação de tratamento.

Fazendo-se análise do Quadro 8, em se tratando do caso de ocupantes temporários de

fábrica em geral, utilizou-se o valor para contribuição de despejos (C) de 70 litros/pessoa x

dia, e para contribuição de lodo fresco (Lf) de 0,30 litro/pessoa x dia.

Para se determinar o período de detenção (T) do tanque séptico, é preciso saber qual a

contribuição diária de dejetos. Sabendo-se que a quantidade de pessoas que gerarão dejetos é

100, e que cada uma contribui com 70 litros, tem-se um valor diário de resíduos de 7000

litros. Dessa forma, conforme o Quadro 9, o valor de T é de 0,67 dias.

Verificando-se o Quadro 10, é possível extrair o valor da taxa de acumulação;

adotando-se o tempo de intervalo entre limpezas de 1 ano e que pode-se chegar à temperaturas

inferiores a 10º no local de implantação do equipamento, tem-se o valor de 94 para (K).

Seguindo as suposições mencionadas, aplicando os valores dos Quadros 8, 9 e 10 na

Equação 6, obteve-se o volume requerido para o tanque séptico de 8.510 litros.

4.2.3 – Valas de Infiltração

Conforme a ANBT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), o dimensionamento

da vala de infiltração é baseado na NBR 13969/1997 – Tanques sépticos - Unidades de

tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e

operação, a qual estabelece todas as diretrizes para o cálculo e disposição do equipamento.

É necessário que se determine a taxa de percolação, a qual dependerá do solo que será

usado no projeto. Na inexistência desses dados, promovendo a segurança, adota-se o pior solo

para o dimensionamento. Essas variáveis estão contidas no Quadro 11. É preciso também que

se tenha a contribuição de esgoto, conforme Quadro 12.

Quadro 11 – Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial.

Taxa de percolação

min/m

Taxa máxima de

aplicação diária

m³/m².d

Taxa de percolação

min/m

Taxa máxima de

aplicação diária

m³/m².d

40 ou menos 0,20 400 0,065

80 0,14 600 0,053

120 0,12 1200 0,037

160 0,10 1400 0,032

200 0,09 2400 0,024 Fonte: NBR 13969 (ABNT, 1997).

41

Quadro 12 – Contribuição de despejos e carga orgânica por tipo de prédio e ocupantes.

Prédio Unidade Contribuição

de esgoto - L/d

Contribuição de carga

orgânica - gDBO5,20/d

1. Ocupantes permanentes

Residência

Padrão alto Pessoa 160 50

Padrão médio Pessoa 130 45

Padrão baixo Pessoa 100 40

Hotel (exceto lavanderia e cozinha) Pessoa 100 30

Alojamento provisório Pessoa 80 30

2. Ocupantes temporários

Fábrica em geral Pessoa 70 25

Escritório Pessoa 50 25

Edifícios públicos ou comerciais Pessoa 50 25

Escolas (externatos) e locais de

longa permanência Pessoa 50 20

Bares Pessoa 6 6

Restaurantes e similares Pessoa 25 25

Cinemas, teatros e locais de curta

permanência Lugar 2 1

Sanitários públicos Bacia

sanitária

480 120


Considerando a instalação em questão, verifica-se no Quadro 12 que se trata de fábrica

em geral com ocupantes temporários, contribuindo com o valor de 70 L/dia de esgoto.

Sabendo-se que o valor adotado foi de 100 trabalhadores para o projeto em questão, tem-se a

contribuição diária total de 7000 litros, ou 7 m³ de despejos.

Fazendo-se uso dos dados contidos nos Quadros 11 e 12, chegou-se ao valor final de

área requerida para a vala de absorção de 292 m². Seguindo-se as diretrizes da normatização

de se ter no mínimo 2 metros de distância entre os centros das valas, adotou-se a configuração

de 6 valas de 20 metros de comprimento e 3 de largura, com distância entre os centros de 3

metros. Dessa forma, a área total necessária para instalação das valas é de 360 m².

5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 – TANQUE EVAPORADOR – BRASIL X ESTADOS UNIDOS

Conforme normatização norte-americana, USEPA (1983) – United States Environmental

Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), para o tanque

42

estudado, adotou-se as áreas de 40, 60, 70 e 80 hectares para a análise. Os resultados obtidos a

partir da manipulação dos dados permitiu que se chegasse à configuração do Gráfico 2.

Pela análise do Gráfico 2 é possível notar que a área necessária para que o tanque

armazene de forma eficiente a demanda na qual é solicitado está próxima a 80 hectares. Tal

afirmativa se firma no fato de que com área igual a 40 hectares, se tem uma curva crescente,

já ultrapassando o nível do tanque no sexto ano de análise. Para 60 hectares, nota-se que no

sexto ano de análise a curva chega ao valor de 0,61 m (2,0 pés) para nível do tanque, contudo

ela tende a subir, podendo acarretar no transbordamento nos anos seguintes, pois o volume é

acumulativo. Já para a área de 70 hectares, houve uma diminuição do valor atingido no sexto

ano; todavia a curva ainda tende a acumular volume no tanque, mesmo que em ritmo menor.

Por fim, nota-se que a área de 80 hectares atende de forma satisfatória a demanda a ela

imposta, pois o volume atinge no máximo 0,30 m (1 pé) no primeiro ano e tende a diminuir

nos anos seguintes, não correndo o risco de um transbordamento.

Verificando-se as diretrizes utilizadas no Brasil, nota-se que o país tem um déficit no

que tange a utilização desse sistema de tratamento, pois não foi formulada nenhuma

normatização que contempla o dimensionamento de um tanque evaporador.

5.2 – TANQUE SÉPTICO – BRASIL X ESTADOS UNIDOS

Analisando-se os resultados do dimensionamento para o tanque séptico para ambos os

países, Brasil e Estados Unidos, é possível verificar uma grande discrepância se adotar

somente 1 ano para intervalos de limpeza, como pode ser observado na Tabela 8.

Tabela 8 – Comparação do volume do tanque séptico – Brasil x Estados Unidos

Intervalo de

Limpezas (anos)

Brasil

(litros)

Estados Unidos –

Norte Dakota (galões)

Estados Unidos –

Norte Dakota (litros)

Fator de Segurança –

EUA – Minnesota (litros)

1 8510 3500 13300 53000

2 9710 3500 13300 53000

3 10910 3500 13300 53000

4 12110 3500 13300 53000

5 13310 3500 13300 53000


As variáveis utilizadas para o dimensionamento do tanque séptico no Brasil são

diferentes das usadas nos Estados Unidos. Nota-se que um fator que influencia de forma

43

expressiva o resultado final para o volume do tanque no Brasil é o número de anos

considerados para o intervalo de limpezas.

Fazendo-se a análise somente com a norma vigente no estado de Norte Dakota, com a

adoção de apenas 1 ano como intervalo de limpeza, obtem-se para o Brasil um volume 35%

menor se comparado com o encontrado para os EUA, chegando a um valor equivalente

somente se considerar 5 anos entre as limpezas. No entanto, se houver a introdução do fator

de segurança vigente no estado de Minnesota, com 1 ano de intervalo o tanque brasileiro

atinge somente 16% do volume do tanque americano, chegando-se a menor diferença com 5

anos de intervalo, onde o tanque no Brasil atinge no máximo 25% do volume calculado para

os Estados Unidos.

Tem-se como principal diferença entre as normas o fato das normatizações norte-

americanas não estabelecerem valores pré-definidos de intervalos de limpeza, e tal valor não

influenciar no dimensionamento do tanque. A determinação desse intervalo é feita

dependendo do tipo de resíduo que está sendo tratado, sendo necessário que se faça vistorias

periódicas ao tanque para verificar o estado que este se encontra e determinar ou não a

necessidade de limpeza.

Infere-se também que os Estados Unidos adotam em seus dimensionamentos um fator

de segurança muito alto, podendo-se esse estabelecer um dimensionamento acima do

necessário para o sistema de tratamento estudado.

5.3 – VALAS DE ABSORÇÃO – BRASIL X ESTADOS UNIDOS

Conforme normatizações brasileiras e norte-americanas, NBR 13969 (ABNT, 1997) e

NDCC (2000) – Private Sewage Disposal Systems from North Dakota legislative branch

(Sistemas de descarte de esgoto privado conforme Poder Legislativo da Dakota do Norte),

respectivamente, chega-se aos valores de áreas necessárias para as valas de absorção. Tais

valores estão dispostos na Tabela 9.

Tabela 9 - Comparação da área para vala de absorção– Brasil x Estados Unidos.

Brasil (m²) Estados Unidos (pés²) Estados Unidos (m²)

Área da vala 292 7800 725

Área de disposição 360 33000 3066


44

É possível observar pela Tabela 9 a grande diferença entre os valores de área

encontrados em ambos os países. No que se refere somente à área da vala, o valor encontrado

para o Brasil corresponde a 40% do encontrado para os Estados Unidos. O resultado torna-se

ainda mais discrepante quando se compara a área total necessária para a construção das valas,

onde a área brasileira representa apenas 12% da encontrada para os EUA.

De posse desses resultados, sugere-se que se averigue a razão de tamanha

discrepância entre os valores encontrados entre os países, evitando-se a possibilidade do

subdimensionamento ou superdimensionamento da área das valas de infiltração, e que sejam

conduzidos estudos para se chegar a um valor mais econômico para as mesmas, mas que ao

mesmo tempo sejam ambientalmente seguras.

6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estudo conduzido para a verificação e comparação de normatizações na área de

saneamento vigentes no Brasil e Estados Unidos atingiu resultados passíveis de consideração.

Cada país desenvolveu suas normatizações atendendo suas particularidades, como fatores

climáticos, geotécnicos, culturais, entre outros. Assim sendo, devido a heterogeneidade desses

aspectos, é esperado que os resultados sejam diferentes.

Atendendo a proposta do trabalho, que é a comparação de normas de saneamento dos

Estados Unidos com as utilizadas no Brasil, verificou-se que não existe uma norma brasileira

que dê as diretrizes para o cálculo do volume e área de um tanque evaporador, propondo-se

dessa forma, que haja a criação de uma, podendo-se ter a normatização norte-americana como

base. Algumas das normatizações utilizadas em ambos os países foram redigidas há vários

anos, acreditando-se assim que devem ser realizados novos estudos para verificar a eficiência

dos sistemas propostos, ou seja, se os mesmos ainda são seguros. Infere-se também que um

possível motivo para a diferença dos valores encontrados se dá pelo fato dos Estados Unidos

adotarem valores muito superiores aos brasileiros no que tange o quesito segurança. Salienta-

se ainda que as variações de vários fatores (climáticos, culturais etc) entre os países também

podem influenciar nas adoções de valores, resultando em uma grande discrepância entre os

resultados. Sugere-se por fim, que sejam feitos estudos mais aprofundados para se definir com

propriedade o motivo para se chegar a tão diferentes resultados.

45

REFERÊNCIAS

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______. NBR 6023: 2002 – Informação e documentação – Referências – Elaboração. Rio

de Janeiro.

______. NBR 10520: 2002 – Informação e documentação – Citações em documentos –

Apresentação. Rio de Janeiro.

______. NBR 13969: 1997 – Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e

disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. Rio de Janeiro.

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