Saneamento ecológico
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Saneamento Ecológico
Por Marcelo Venturi – UFSC
Janeiro de 2017.
Exemplos de sistemas alternativos para tratamentos de efluentes líquidos domiciliares ou esgotos residenciais.
Como parte da zona 1 de uma propriedade permacultural cabe solucionar os problemas tranformando-os em oportunidades, e também fazer cumprir seu papel que cada elemento de seu planejamento cumpra mais que duas funções.
Um problema comum de qualquer residência é a geração de dejetos, principalmente sólidos e líquidos, ricos em matéria orgânica que pode contaminar solos e aquíferos, mas se bem trabalhada pode servir de fonte de nutrientes para cultivos e criações, permanecendo no sistema e fechando os ciclos, como por exemplo produzindo alimentos saudáveis para nosso próprio consumo.
Neste sentido diversas técnicas podem ser aplicadas, como por exemplo:
- Banheiros secos, que em vez de utilizar água utilizam serragem e restos vegetais para cobrir os dejetos feitos em câmaras escuras, e que geram um composto que serve de adubo para plantas. Também, dependendo da forma que são dimensionados podem receber os restos de alimentos da cozinha a serem jogados “no mesmo vaso” e cobertos com a serragem.
- Composteiras e minhocários.
- Lagoas de cultivos de plantas aquáticas para tratamentos de águas servidas.
- Valas de infiltração em nível para águas cinzas ou águas servidas pré-tratadas.
- Círculos de bananeiras, para águas cinzas ou servidas pré-tratadas. (Links relacionados: 1, 2, 3 )
- Bacias de evapotranspiração ou Tanques de evapotranspiração (BET ou TET ou TEvap), para águas servidas.
Aqui apresento uma proposta de um projeto de sistema que pode ser muito útil para produzir alimentos e massa verde a ser utilizada como cobertura vegetal para cultivos e comparo o mesmo a outros sistemas convencionais para tratamentos de esgotos domiciliares e adotados atualmente no Brasil.
1. INTRODUÇÃO
Este texto descreve um exemplo de atividades de instalações de sistema de tratamento e destinação de efluentes líquidos hipoteticamente a serem executadas numa edificação multifamiliar, em Florianópolis/SC.
Descrição da edificação:
Obra: Sistema de esgotos da residência multifamiliar
O projeto consiste em reforma, adequação e ampliação de um sistema de tratamentos e destinação de efluentes líquidos de uma unidade multifamiliar. Não existindo os projetos originais para este sistema para comparação. Atualmente o esgoto é destinado a um sistema de esgotos convencional com fossa e sumidouro pré-fabricados. Serão construídas as partes externas das redes novas de esgotos separando águas servidas (“negras”, sépticas, cloacais, com fezes) e águas cinzas (só das pias e chuveiros, sem fezes) e destinando estes efluentes para um sistema de tratamento e finalização novo, que poderia servir também para estudos de seu funcionamento para proposição de novas normas futuramente. Na edificação há uma varanda e duas casas principais geminadas com um banheiro em cada e cozinha e que hoje atendem rotineiramente a 10 (dez) usuários por dia (8 h diárias) e dois funcionários a noite, eventualmente a algum usuário a mais. O projeto prevê o uso de até 20 pessoas por dia que é a capacidade de espaço do prédio, mantendo essa proporção de uso diurno e noturno.
A água para consumo vem da rede da concessionária. Por hora, será usado o sistema de esgotos aqui projetado, com reformulação do tratamento através de Tanques de Evapotranspiração (para águas servidas) e círculos de bananeiras (para águas cinzas). Os detalhes do projeto estão explicados nos itens a seguir.
1.1 Áreas
Tabela 1: Quadro de Áreas Utilizadas (m²)
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Locais Internos |
Áreas aproximadas em m² |
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Copa/Cozinha |
~ 36,00 |
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Quartos |
~ 36,00 |
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Varanda |
~ 84,00 |
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Banheiro 1 |
~ 6,00 |
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Banheiro 2 |
~ 6,00 |
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Subtotal: áreas internas |
~168,00 |
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Áreas externas |
– |
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Sistema de tratamento de efluentes |
~ 65,00 |
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TOTAL |
~ 233,00 |
A edificação tem no total 168,00 m². Considerando população total, consumo e destinação final na ampliação serão construídos, portanto, 65,00 m² referentes ao novo sistema de tratamento e finalização dos efluentes líquidos.
1.2 Relação de Desenhos
Seriam partes integrantes do Projeto de Tratamento e Destinação de Efluentes Líquidos, além deste memorial, as pranchas de desenho do projeto abaixo relacionadas:
I Folha I – Projeto básico e detalhamentos dos sistemas de tratamentos de efluentes: Tanque de Evapotranspiração e círculos de bananeiras.
2. DIRETRIZES GERAIS DO PROJETO
Este texto visa apresentar e descrever um exemplo de Projeto de Tratamento de Efluentes Líquidos reunindo as características, informações técnicas, considerações e dimensionamentos para uma suposta realização junto a uma residência multifamiliar ou alojamento temporário.
Um projeto deve ser seguido fielmente, de acordo com as prescrições das normas técnicas aplicáveis. Quaisquer alterações que por ventura se façam necessárias, só poderão ser executadas após autorização prévia do projetista.
As plantas e especificações constituem um todo e se complementam, fazendo parte integrante do PROJETO e não estarão presentes neste texto.
2.1 Normas e portarias de referência
- NBR 5626 – ABNT – Instalações Prediais de Águas Fria.
- NBR 5648 – ABNT – Tubo de PVC rígido para instalações prediais de água fria.
- NBR 7229 – ABNT – Projeto, construção e operação de tanques sépticos.
- NBR 8160 – ABNT – Instalações Prediais de Esgoto Sanitário.
- NBR 9649 – ABNT – Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário.
- NBR 9814 – ABNT – Execução de rede coletora de esgoto sanitário – Procedimento.
- NBR 10843 – ABNT – Tubos de PVC rígido para instalações prediais de águas pluviais.
- NBR 10844 – ABNT – Instalações Prediais de Águas Pluviais.
- NBR 13969 – ABNT – Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação.
- NORMAS DA CONCESSIONÁRIA E DO MUNICÍPIO.
3. SISTEMA DE EFLUENTES LÍQUIDOS
Por se tratar de área sem previsão de ampliação da rede de esgotos da concessionária/CASAN a médio prazo, além de ser uma área rural e que pode servir de referência de tecnologias para outras, o sistema de tratamento de efluentes proposto se usará de um método que vem sendo utilizado eficientemente em propriedades rurais e locais mais afastados por ser de custo relativamente reduzido se comparado aos sistemas utilizados nas cidades e por permitir a (re)utilização de materiais alternativos e disponíveis no local. Apesar desta possibilidade, por se tratar de uma obra pública e de complexos sistemas de compras, optou-se por projetar o sistema aqui considerando apenas materiais comercialmente acessíveis.
O método principal aqui apresentado é conhecido como Tanque ou Bacia de Evapotranspiração – também conhecido como TET ou TevaP ou ainda BET – e consiste num único sistema que, se bem dimensionado, reúne as características de dimensionamento e funcionamento dos tradicionais, reconhecidos e normatizados sistemas físicos, químicos e biológicos de tratamentos de efluentes líquidos, de alta eficiência mas sem geração de efluente final líquido, portanto com redução de até 100% do volume de líquidos.
A bacia de evapotranspiração baseia-se numa câmara anaeróbica central, que faz o tratamento biológico inicial com separação de escuma e decantação de lodo, de forma semelhante a um tanque séptico (ou fossa séptica). Envolta nesta câmara há um sistema de filtração anaeróbica física e biológica através de material poroso, semelhante ao sistema de filtro anaeróbico. E sobre este hão camadas de areia e solo que complementam a filtração e servem de substrato para um sistema de zona de raízes com uso de plantas, semelhante às wetlands, escolhidas adequadamente com intenção de evapotranspirarem toda ou maior parte da água além de aproveitarem todos os nutrientes nela diluídos.
3.1 População estimada na edificação
Para determinação da população na edificação em estudo foi utilizado o Código de Obras de Florianópolis (COF) e foi feita a adequação com a população já utilitária do espaço.
De acordo com o COF é usada a seguinte quantidade de pessoas por área:
· Uma pessoa para cada 4 m² de laboratórios e oficinas,
· Uma pessoa para cada 15 m² de ambientes de atividades não específicas e administrativas;
· Uma pessoa para cada 7 m² de setores sem acesso ao público (áreas de trabalho/ escritórios).
Assim, calcula-se população em torno de 16 pessoas. Apesar desta capacidade este dado não é verosímil pois há em torno de 10 usuários do espaço simultaneamente. Caso todas as pessoas frequentassem a edificação todos os dias, o que não ocorre nos finais de semana e no período noturno, o número ainda assim seria inferior ao obtido pelo cálculo baseado nas áreas. É importante frisar que o dimensionamento usando o Código de Obras de Florianópolis é restritivo, sendo considerado como a lotação máxima possível da edificação.
Considerou-se, então, população total de 20 pessoas, mas apenas 10 pessoas em uso da área simultaneamente. Ainda que haja ampliação do número de usuários futuramente, é improvável que todas essas pessoas frequentem o edifício ao mesmo tempo, e o maior consumo de águas se dará nos vasos sanitários (águas servidas, até 10 litros por uso) e na pia da cozinha (águas cinzas).
3.2 Cálculo do dimensionamento de referência dos Tanques Sépticos, secundários e finalizações para comparação com o modelo proposto de Tanque de Evapotranspiração
A título de comparação farei aqui alguns dimensionamentos que não serão utilizados na prática mas servirão como referência para confrontar ao dimensionamento do tanque de evapotranspiração que virá a seguir.
Onde os dados para dimensionamento dos sistemas a seguir:
- 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/unidade x dia (ver Tabela 1) NBR 7229
- T = período de detenção, em dias (ver Tabela 2) NBR 7229
- K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco (ver Tabela 3) NBR 7229
- Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1 da NBR 7229)
3.2.1 Tratamento primário – Comparação 1: Fossa Séptica para 20 pessoas com 50 litros de descarga/dia e um dia de armazenamento
V = 1000 + N(CT + KLf)
Para escola: C = 50; Lf = 0,20; T = 1,0; K = 65.
V = 1000 + 20 (50*1,0 + 65*0,2)
V = 2260 Litros
V = 2,26 m³
Como as 20 pessoas estimadas, já considerando aumento da demanda futuramente, não frequentarão o prédio em período integral e simultaneamente. Além disso ocorrerá a separação de dejetos em águas cinzas e servidas, portanto reduzindo o volume de dejetos a ser tratado desta forma, portanto o volume calculado é superestimado. Mas a título de cálculo para a realidade da universidade, onde ainda não se pode contar com revisões constantes e manutenções dos sistemas de tratamentos de efluentes, apenas quando os sistemas saturam, vamos considerar o cálculo de comparação para uma acumulação por maior período com um maior reservatório para lodo conforme a seguir.
3.2.2 Tratamento primário – Comparação 2: Fossa Séptica para 10 pessoas com 50 litros de descarga/dia e um dia de armazenamento e cinco anos sem manutenção
V = 1000 + N(CT + KLf)
Portanto: C = 15; Lf = 0,20; T = 1,0; K = 225.
V = 1000 + 10 (50*1,0 + 225*0,2)
V = 1950 Litros
V = 1,95 m³
Mas, considerando-se o consumo real, apenas pelas descargas utilizadas pelos funcionários, pode-se reduzir ainda mais o dimensionamento do sistema, ainda mantendo o longo período sem manutenção, o que nos leva a proposta de comparação a seguir.
3.2.3 Tratamento primário – Comparação 3: Fossa Séptica para 10 pessoas com 15 litros de descarga/dia e um dia de armazenamento e cinco anos sem manutenção
V = 1000 + N(CT + KLf)
Portanto: C = 15; Lf = 0,20; T = 1,0; K = 225.
V = 1000 + 10 (15*1,0 + 225*0,2)
V = 1600 Litros
V = 1,6 m³
Ainda assim, o sistema de tratamento proposto neste memorial se diferencia por ter um acúmulo mais prolongado de armazenamento dentro do sistema, até todo o líquido ser evapotranspirado, além de ser dimensionado para não ter manutenção constante. Então a comparação mais fiel deve levar estes fatores em consideração, conforme na comparação a seguir.
3.2.4 Tratamento primário – Comparação 4: Fossa Séptica para 10 pessoas com 15 litros de descarga/dia e sete dias de armazenamento com manutenção a cada cinco anos
V = 1000 + N(CT + KLf)
Portanto: C = 15; Lf = 0,20; T = 7,0; K = 225.
V = 1000 + 10 (15*7 + 225*0,2)
V = 2500 Litros
V = 2,5 m³
3.2.5 Tratamento secundário – Comparação 1: Filtro Anaeróbio para 20 pessoas com 50 litros de descarga/dia e um dia de armazenamento
V = 1,6 x N x C x T
V = 1,6 x 20 x 50 x 1,0
V = 1600 Litros
V = 1,6 m³
3.2.6 Tratamento secundário – Comparação 2: Filtro Anaeróbio para 10 pessoas com 15 litros de descarga/dia e sete dias de armazenamento
V = 1,6 x N x C x T
V = 1,6 x 10 x 15 x 7,0
V = 1680 Litros
V = 1,68 m³
3.2.7 Soma dos Volumes da Fossa Séptica e do Filtro em condições semelhantes à Vala de Evapotranspiração a ser projetada
V = 1,8 + 1,68
V = 3,48 m³
3.2.8 Comparação: Disposição final em valetas de infiltração
Após passar pelo tratamento primário e tratamento complementar, o efluente seguiria para uma disposição final, que devido ao alto nível do lençol freático da fazenda, deveria ser infiltração por valas subsuperficiais a serem dimensionadas ou canteiros de infiltração e evapotranspiração, conforme NBR 13.969.
Considerando as características do solo, como um neossolo quartzarênico hidromórfico típico, rico em matéria orgânica, o que dificulta a percolação, temos uma taxa de percolação aproximada de 50 l/m².dia. Com este valor precisaríamos de a superfície de aproximadamente 10 m² apenas para infiltração (Ai = área de infiltração), considerando-se o total de águas servidas e cinzas de 50 litros por usuário por dia, para 10 pessoas. Se forem 20 necessitaríamos o dobro, 20 m².
Ai = 10 m².
3.3 Dimensionamento dos Sistemas de Tratamento: Vala de Evapotranspiração, Círculos de Bananeiras e se necessário for um sistema primário para águas cinzas com plantas aquáticas
Aqui segue o dimensionamento do sistema que será utilizado na presente obra:
Para águas cinzas: Fontes geradoras (pias, chuveiros) → (caixa de gordura se e quando for o caso) → Caixas de passagem → Lagoa com plantas aquáticas (aguapés) → Círculos de bananeiras.
Para águas servidas: Fontes geradoras (vasos sanitários) → Caixas de passagem → Tanques de Evapotranspiração → Lagoa com plantas aquáticas (se houver excedentes, para o mesmo tanque das águas cinzas) → Círculos de bananeiras (se houver excedentes).
3.3.1 Tratamento primário para águas servidas: Tanques de Evapotranspiração
O dimensionamento deste sistema tem como referência diversos estudos, aos quais no Brasil um principal e dos mais recentes é de Galbiati, 2009.
O sistema consiste em camadas, conforme citado no início deste trabalho, por uma profundidade útil constante de um metro. Portanto a área representa também o volume da obra em m³.
Ela sugere a seguinte formulação:
A = ( N x C ) / [(ET – Kt) – (P x Ki)]
Onde:
- A = Área útil superficial da vala, em m²
- N = número de pessoas ou unidades de contribuição (ou n)
- C = contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1) NBR 7229 (ou Qd)
- Kt = Coeficiente do tanque (ou ktevap, =dados de acordo com a pesquisa da autora que variam de acordo com a insolação e ocorrência de ventos)
- ET = evapotranspiração de referência média do local, em mm/dia (ou ET0)
- P = Pluviosidade média do local, em mm/dia
- Ki = Coeficiente de infiltração, varia de 0 a 1.
Considerando:
N = 10 usuários constantes
C = 15 l/pessoa.dia
Kt = 2,71
ET = 2,2 mm/dia
P = 4,5 mm/dia
Ki = 0,6
A = ( 10 x 15 ) / [(2,2 – 2,71) – (4,5 x 0,6)]
A = 45,98 m² <<<
O dimensionamento deste sistema também é padrão e deve ter 2 m de largura por um metro de profundidade. Portanto considerando a área de 45,98 m², deverá ter 23 m de comprimento por 2 m de largura.
Figura 1: Corte transversal de um Tanque de Evapotranspiração
Fonte: UFMS
Figura 2: Estrutura física e detalhes das camadas do Tanque de Evapotranspiração
Fonte: Emater/MG
Conforme citado e a título de comparação, um sistema como este equivale a diversos sistemas de tratamento de efluentes em um só. Por exemplo, com esta área:
3.3.1.1 Volume de tratamento anaeróbico semelhante a um tanque de fermentação ou fossa séptica
O volume de espaço “vazio” deste tanque pode ser feito alternativamente com materiais disponíveis no local como pneus velhos ou tubos de drenagem (furados) ou tubos inteiros com espaçamentos entre um e outro.
Neste exercício consideramos utilizar materiais pré-moldados em formato de meia calha para drenagem de 800 mm de diâmetro (R = 0,4 m). Serão necessários 23 m (= C) desta câmara ou “tubo”.
Vt = (π x R² x C) / 2
Vt = (3,14 x 0,4² x 23) / 2
Vt = 5,78 m³
Sendo que os dimensionamentos das fossas sépticas, segundo os cálculos das comparações nos itens acima tiveram os valores entre 1,6 m³ e 2,5 m³. Mas visto que o sistema deverá dar conta de filtrar, absorver e evapotranspirar o mais importante é a área superficial e não apenas o volume interno e o tempo de disposição.
3.3.1.2 Volume de tratamento por filtragem, equivalente ao filtro anaeróbico
Considerando que a área de filtragem, envolvente à câmara de tratamento é composta por camadas de materiais porosos, usualmente utilizados cacos de telhas e/ou britas grossas (4 ou 5) e/ou cacos de bambu seco. Esta camada ocupa do fundo do tanque até o meio deste, sendo coberta por bidim.
Portanto a área de filtragem se equivale ao produto do comprimento pela largura e pela profundidade de 50 cm, reduzida a área do tanque anaeróbico:
Vf = (C x L x h) – Vt
Vf = (23 x 2 x 0,5) – 5,78
Vf = 17,22 m³
Sendo que os dimensionamentos dos filtros anaeróbicos, segundo os cálculos das comparações nos itens acima tiveram os valores entre 1,6 m³ e 1,68 m³.
3.3.1.3 Área de evapotranspiração, equivalente à área de disposição final ou valas de infiltração
A área de evapotranspiração é a superfície do Tanque que deverá sempre estar coberta por plantas, as mais diversas com priorização para bananeiras (Musa sp.) devido às suas características de:
- Alta capacidade de absorver água e nutrientes e alto coeficiente de perda de água por evapotranspiração;
- Necessidade nutricional das bananeiras é muito parecida com a composição química dos lodos de esgotos cloacais. Assim garantindo que os nutrientes que serão absorvidos pelas raízes destas plantas serão melhor aproveitados do que se utilizar apenas outras espécies, conforme SBSC, 2004 e Bettiol e Camargo, 2006.
- Lodos de esgotos contem em média 30 a 80% de matéria orgânica, 5,6 mg/l de Fósforo (P), 13,15 mg/l de potássio (K), 7,72 mg/l de cálcio (Ca), 3,16 mg/l de magnésio (Mg), 33,14 mg/l de enxofre (S), 52 mg/l de sódio (Na) (dados de Silva Cuba e outros, 2015), portanto relação NPK de aproximadamente 2-1-3, enquanto a adubação de manutenção teria em média a relação NPK de 3-2-5 (conforme SBSC, 2004), isto é, muito parecidas a produção pelo esgoto e a demanda pelas plantas.
Outras espécies que podem ser utilizadas em conjunto com as bananeiras são as plantas adaptadas a solos úmidos e de preferência com grande área foliar, por exemplo: ornamentais como copo-de-leite (Zantedeschia aethiopica); maria-sem-vergonha (Impatiens walleriana); lirio-do-brejo (Hedychium coronarium); caeté-banana (Heliconia spp.), papiro (Cyperus giganteus), beri (diversas espécies do gênero Canna) e junco (Zizanopsis bonariensis). Este já é usado e recomendado em sistemas de tratamentos de efluentes por zonas de raízes (ou wetlands). Ou plantas com partes aéreas comestíveis (PANC) assim como taboa (Thypha sp.), taioba (Xanthosoma sagittifolium), inhame (Colocasia esculenta) dentre outras. Essa diversidade de espécies complementam os espaços não ocupados pelas bananeiras e garantirão um aproveitamento de raízes em outros nichos, absorvendo portanto mais águas e nutrientes. Além disso a diversidade de espécies enriquece a microflora do solo garantindo uma melhor eficácia de tratamento biológico e a sobrevivência e continuação do funcionamento do sistema em casos de eventuais crises.
Assim sendo e concluindo esta fase de dimensionamento deste sistema, conforme citado nos capítulos acima, a área de evapotranspiração deste sistema será de aproximadamente 46 m³, maior que os dimensionamentos da disposição final por valetas de infiltração, segundo os cálculos das comparações nos itens anteriores tiveram os valores entre 10 m³ e 20 m³.
3.3.2 Tratamento primário para águas cinzas: Lagoas de plantas aquáticas (aguapés) – opcional
As águas cinzas são resíduos líquidos, também ricos em nutrientes mas que não possuem contaminação biológica por fezes e portanto, sem risco sanitário de disseminação, podendo ser utilizadas diretamente para irrigação de plantas. Possuem características de composição rica em nitratos e fosfatos derivados de saponáceos, detergentes, restos de alimentos das pias e urina proveniente de mictórios e chuveiros. Quando oxidados se tornam ótimas fontes de nutrientes para plantas. Porém águas cinzas, se expostas à insolação, podem emitir cheiro, o que requer cuidados especiais na sua disposição. Conforme citado anteriormente as bananeiras são um exemplo de espécie com ótimo aproveitamento desses resíduos como finalização.
Entretanto se houver o desejo ou necessidade de um tratamento prévio exclusivo para as águas cinzas uma alternativa viável e de fácil construção é um sistema de lagoas com plantas aquáticas (ou aguapés).
Conforme a NBR 13969o sistema de lagoa com plantas aquáticas devem ser dimensionados com os seguintes parâmetros:
a) taxa de aplicação hidráulica superficial, devendo ser adotado o valor limite de 600 m³/(ha.dia);
b) a profundidade máxima da lâmina líquida deve ser limitada entre 0,7 m e 1,0 m, com altura sobres-salente de 0,30 m;
c) a relação comprimento/largura da lagoa deve ser superior a 10, sendo que a largura deve estar limitada a 10 m;
d) quando a relação acima não for possível, devido a problemas topográficos ou do formato de terreno, recomenda-se dividir a lagoa em unidades múltiplas em série;
e) as lagoas com plantas aquáticas devem conter telas/anteparos suspensos facilmente removíveis, compartimentando a superfície da lagoa, de modo a permitir um crescimento uniforme das plantas em toda a sua área, mantendo-se a distância entre os anteparos inferior a 10 m.
É um sistema que necessita retirada constante das plantas em excesso, que podem ser aproveitadas para alimentação animal, biomassa para cobertura e adubação do solo. O acesso ao sistema para a retirada das plantas deve ser previsto na locação. Como as plantas crescem muito se houver temperatura média acima de 15 graus celcius, elas deixam pouco espaço para o contato da água servida com a insolação, o que reduzirá o problema de cheiro.
3.3.2.1 Dimensionamento do sistema de tratamento com plantas aquáticas
Para este sistema será considerada a permanência da água usada no sistema por um período de dois dias. Considerando a profundidade útil de 0,7 m, sendo que o comprimento deverá ser 10x a largura, e o volume de 35 litros por usuário por dia, para 20 funcionários:
V = 35 litros x 20 funcionários x 2 dias
V = 700 litros x 2 dias
V = 1400 litros = 1,4m³.
Dimensionamento:
V = C x L x H
sendo que C >= 10xL
portanto propõe-se
V = 4,5m x 0,45m x 0,7m = 1,41m³
sendo as dimensões internas úteis:
Comprimento – C = 4,5m
Largura – L = 0,45 m
Profundidade – H = 0,7 m
3.3.3 Disposição final em círculos de bananeira
Os círculos de bananeira não recebem águas servidas, apenas em último caso após tratamentos primários e secundários. Esta disposição final apresenta diversas vantagens em relação aos sumidouros típicos e valas de infiltração por não infiltrar toda a água com nutrientes no solo sob risco de poluir aquíferos e lençóis. Parte deste líquido passa a ser absorvido pelas plantas e evapotranspirado, reduzindo significativamente o risco de poluição.
Outro ponto positivo é a facilidade de disponibilidade de mudas de bananeiras, além da consequente produção de frutos, principalmente para as áreas rurais.
Nos círculos de bananeiras, em solos arenosos é possível colocar uma impermeabilização em parte do fundo, na parte côncava da perfuração. Isto pode ser através de um pedaço de lona ou argila compactada ou ambos e nestes casos deve atingir a lateral do buraco até aproximadamente 30 cm abaixo da superfície.
O dimensionamento parte do mesmo cálculo utilizado nas valas de infiltração e sumidouros reduzida a taxa de evapotranspiração pelas plantas. Ou seja, para o volume deste projeto seria de 10 a 20 m² (águas cinzas + servidas), menos o coeficiente da taxa de evapotranspiração para o local, que no caso é de 2,2 multiplicado pela área de folhas a ser desenvolvida. Esta área folhar se considera equivalente a área de infiltração. Então se considera que cada vala de círculo de bananeira terá um m², cercado de bananeiras (pelo menos 5 por vala).
Portanto:
A = Ai / ET
Onde:
A = Área total ocupada por círculos de bananeiras, em m²
Ai = área de infiltração de referência, em m²
ET = evapotranspiração de referência média do local, em mm.d-1
A = 10 / 2,2
A = 4,54 m²,
Ou seja, 4 círculos de bananeiras.
3.4 Instalação Sanitária
A coleta dos efluentes sanitários será feita por ramal de descarga individual, que de um modo geral escoará nas Caixas de Passagem (C.P.) formando a rede horizontal tendo como destino o tratamento já citado.
Todas as tubulações de esgoto devem ser devidamente ventiladas na parte externa da edificação. As tubulações de ventilações (TV) serão prolongadas até acima do telhado.
Os ramais de descarga, ventilação e subcoletores serão em PVC, classe 8, série normal, com traçado e dimensionamento conforme projeto padrão.
As caixas de passagem serão de alvenaria de tijolos maciços ou pré-fabricadas. Terão seção retangular e profundidade conforme declividade de 3 a 5% em relação a origem. Serão rebocadas internamente com argamassa de cimento e areia (1:3), com adição de aditivo impermeabilizante tipo Sika 1 ou similar. O fundo das caixas deverá ser moldado com canaletas para direcionar o escoamento no sentido da saída, evitando a formação de depósitos. As tampas deverão ser de concreto, cegas, com marco e contramarco em chapa metálica. As tampas deverão ser de fácil remoção e garantir perfeita vedação.
Cabe novamente ressaltar que este é um projeto de reforma e ampliação, logo, algumas das caixas usadas em projeto serão reaproveitadas, bem como os tubos dos banheiros.
Os novos sistemas aqui descritos deverão obedecer rigorosamente ao projeto e ao determinado na NBR 8160 e NBR 9649 da ABNT.
4. INFORMAÇÕES GERAIS PARA EXECUÇÃO
4.1 Sistemas de tratamento
A – Orientação solar:
Como a evapotranspiração das plantas depende em grande parte da incidência solar, o Tanque de Evapotranspiração assim como os círculos de bananeiras devem ser orientados para a maior insolação (o norte no hemisfério sul) e sem obstáculos, como árvores altas próximas ao tanque, para evitar sombra e para permitir ventilação. Preferencialmente deve ser instalado no sentido leste-oeste em relação ao comprimento.
B – Tanque – parte estrutural:
Pode-se construir o tanque de diversas maneiras, mas visando a economia um método indicado de construção das paredes e do fundo é através de ferrocimento. 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 < ou = 15 mm – cobertas com argamassa. A argamassa da parede deve ser de duas partes de areia (lavada média) por uma parte de cimento e a argamassa do piso deve ser de três partes de areia (lavada) por uma parte de cimento, com espessura de pelo menos 2 cm. Pode-se usar uma camada de concreto sob (embaixo) o piso, caso o solo não seja muito firme.
Outra forma recomendada para solos menos estáveis é a construção com blocos pré-fabricados.
D – Câmara anaeróbica:
Depois de pronto o tanque e assegurada a sua impermeabilização, deve ser feita a construção da câmara através do uso de tubulação (ou meia-calha ou pneus usados por exemplo) e do material poroso para envolvimento da mesma, que pode ser de peças cerâmicas usadas – telhas, tijolos ou entulho de obra, pedras e ou pedaços de bambu seco. A câmara é composta enfim pelo duto (“ tubo” de pneus ou outro material) e de materiais porosos, colocados em volta até a altura superior do duto, formando a câmara. 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 ou tubos). Recomenda-se utilizar o prolongamento do tubo de entrada, que acoplado de um “T” na extremidade lançará um ramal com esgoto para baixo e um tubo para “visita” para cima, ficando a extremidade deste acima da superfície, fechada com uma tampa (cap) perfurada no meio com abertura de até 5 mm para entrada de ar e saída de pressão do sistema.
Acima da camada de materiais porosos da câmara anaeróbica são colocadas também as camadas seguintes: manta de bidim, acima uma de brita grossa (espessura 10 cm) ou outro material poroso de tamanho semelhante (por exemplo telhas cerâmicas quebradas neste tamanho, ou pedras de carvão vegetal ou mineral), brita fina (10 cm), areia grossa ( 10 cm) e solo (restante superficial) até o limite superior do tanque de forma abaulada para facilitar o escoamento superficial de água da chuva. Procura-se utilizar um solo rico em matéria orgânica e de aspecto mais arenoso que argiloso.
F – Proteção e tubo de extravasamento
Como o tanque não tem tampa, para evitar o alagamento pela chuva, a superfície do solo do tanque deve 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 parra fora do sistema.
Para evitar o escoamento superficial da água da chuva para dentro do sistema, é aberta uma vala externa ao redor do tanque, com 25 cm de largura e 15 cm de profundidade ou e colocada uma borda (cerca de 10 cm de altura acima do nível superficial do solo) de tijolos ou blocos de concreto ao redor do tanque, 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 ladrão deve ser posicionado próximo às bordas das extremidades e de paarte de um dos lados a 10 cm abaixo da superfície do solo superficial do tanque.
G – Plantio
Algumas espécies recomendadas para introdução no Tanque de Evapotranspiração são:em conjunto com as bananeiras são as plantas adaptadas a solos úmidos e de preferência com grande área foliar, por exemplo: ornamentais como copo-de-leite (Zantedeschia aethiopica); maria-sem-vergonha (Impatiens walleriana); lirio-do-brejo (Hedychium coronarium); caeté-banana (Heliconia spp.), papiro (Cyperus giganteus), beri (diversas espécies do gênero Canna) e junco (Zizanopsis bonariensis). E também plantas com partes aéreas comestíveis assim como taboa (Thypha sp.), taioba (Xanthosoma sagittifolium), inhame (Colocasia esculenta) dentre outras. Essa diversidade de espécies complementam os espaços não ocupados pelas bananeiras e garantirão um aproveitamento de raízes em outros nichos e profundidades, absorvendo portanto mais águas e nutrientes. Além disso a diversidade de espécies enriquece a microflora do solo garantindo uma melhor eficácia de tratamento biológico e a sobrevivência e continuação do funcionamento do sistema em casos de eventuais crises.
H – Disposição de deflúvio
O tubo de drenagem, de 50 mm de diâmetro instalado a 10 cm abaixo da superfície junto ás bordas das extremidades do tanque, será conectado a um canteiro de infiltração e de evapotranspiração ou a uma vala de infiltração (conforme NBR 13969/1997) ou a outro sistema secundário como o tanque de plantas aquáticas (aguapés) e/ou nos círculos de bananeiras para disposição final do efluente extravasado.
4.2 Tubulações
– Serão tomados especiais cuidados durante a instalação dos tubos e conexões, de modo a evitar a entrada de corpos estranhos nos mesmos.
– As canalizações de água potável não deverão passar dentro de fossas, poços absorventes, poços de visita, caixas de inspeção ou valas, que não sejam exclusivas para tubulações de água potável.
– As tubulações enterradas deverão ser envoltas em areia grossa e ter proteção contra eventuais perfurações (cortes) ou recalques concentrados. No fundo das valas onde serão enterradas as tubulações deverá ser executado um colchão de areia compactada com 10 cm de espessura.
– Após a montagem e assentamento dos tubos, as valas serão preenchidas e compactadas, manualmente, em camadas de 10cm, até 20cm acima da geratriz superior dos tubos. O restante do reaterro deverá ser executado de maneira que resulte em densidade, aproximadamente igual a do terreno natural.
– As tubulações embutidas serão fixadas pelo enchimento total do vazio restante dos rasgos com argamassa de cimento e areia, traço 1:5.
– Nenhuma das tubulações poderá ficar solidária à estrutura; para tanto, as devidas passagens nas lajes deverão ter diâmetros maiores que os das tubulações, para que fique assegurada a possibilidade de dilatação e contração.
– As tubulações deverão ser cuidadosamente executadas, de modo a evitar a penetração de material no interior dos tubos, não se deixando saliências ou rebarbas que facilitem futuras obstruções.
– Nas instalações aparentes os tubos devem ser fixados com braçadeiras de superfície interna lisa e larga, ou com fita metálica apropriada. Na horizontal afastamento respeitará 10φ ou 50 cm (o que for maior) e na vertical um suporte a cada 2,00 m. Quando as tubulações estiverem próximas à laje usa-se bucha, parafusos e fita tipo Valsiva, seguindo a declividade dos tubos.
– Onde necessário a tubulação deverá ser pendurada através de suportes metálicos. Serão executados com braçadeiras metálicas galvanizadas, penduradas à estrutura através de barras roscadas de 6 mm e fixadas através de dois finca pinos ou conexão de pressão tipo Parabolt ou equivalente com diâmetro de 6 mm.
– As canalizações empregadas deverão resistir à pressão de no mínimo 50% acima da pressão máxima de trabalho do sistema.
– As conexões, registros, válvulas e demais peças serão empregadas de modo a não prejudicar o integral aproveitamento das canalizações e possuirão resistência igual ou superior à exigida para os tubos.
5. TESTES E VERIFICAÇÕES
5.1 Teste de Estanqueidade em Tubulações de Esgoto
De acordo com a norma técnica da ABNT NBR 9814: 1987, as tubulações de água fria devem estar de acordo com o ensaio de estanqueidade previsto no item 5.12 da mesma:
5.12.1 Assentada a tubulação e completado o envolvimento lateral, antes porém do reenchimento da vala, deve ser providenciado o ensaio de estanqueidade das juntas, mediante teste hidrostático.
5.12.2 As verificações de estanqueidade devem ser feitas de preferência entre dois poços de visita consecutivos.
5.12.3 Os testes são executados com água após o fechamento da extremidade de jusante do trecho e as derivações ou extremidades dos ramais de ligação dos prédios. Enche-se o coletor através do PV de montante, procurando-se eliminar todo o ar da tubulação e elevar a água até a borda superior do PV.
5.12.4 Apesar de não desejável, entretanto a exclusivo critério de Fiscalização, o teste hidrostático pode ser substituído por prova de fumaça, devendo, nesse caso, as juntas estarem totalmente descobertas.
6. DISPOSIÇÕES FINAIS
6.1 Conforme construído (as built)
Ao final da obra, antes da sua entrega provisória, a CONTRATADA deverá apresentar o respectivo “as built“, sendo que a sua elaboração deverá obedecer ao seguinte roteiro:
1. Expressar todas as modificações, acréscimos ou reduções ocorridas durante a construção pelo DFO, cujos procedimentos tenham sido de acordo com o previsto pelas disposições deste Memorial;
2. Representar sobre as plantas dos diversos projetos, denotando como os serviços resultaram após a sua execução, sendo que as retificações dos projetos deverão ser feitas sobre cópias dos originais, devendo constar, acima do selo de cada prancha, a alteração e respectiva data;
3. Elaborar caderno contendo as retificações e complementações das Especificações Técnicas do presente caderno, compatibilizando-as com as alterações introduzidas nas plantas.
7. REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7229 – Projeto, construção e operação de tanques sépticos. 1993.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13969 – Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. Setembro de 1997.
Bettiol, Wagner; Camargo, Otavio Antonio de. Lodo de esgoto: impactos ambientais na agricultura. Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna, 349p. 2006.
EMATER/MG. Tanque de evapotranspiração para tratamento de efluentes do vaso sanitário domiciliar. Acessado em 10/9/2016. Disponível em http://www.emater.mg.gov.br/doc/intranet/upload/DETEC_Ambientaltvap_com_defluvio.pdf .
Pamplona, Sérgio; Venturi, Marcelo. (2004) Esgoto à flor da terra. Permacultura Brasil – Soluções ecológicas. n.16. 2004. http://fazenda.paginas.ufsc.br/files/2017/02/Pamplona-Venturi-Permacultura-Brasil-2004-n16.pdf
Paulo, Paula Loureiro; Bernardes, Fernando Silva. Estudo de taque de evapotranspiração para o tratamento domiciliar de águas negras. Fundação Universidade Federal do Mato Grosso do Sul – UFMT. Acessado em 15/9/2016. Disponível em: http://sustentavelnapratica.net/arquivos/estudo_fossa_evapotrasnpiracao.pdf . Acessado em 15/9/2016.
Silva Cuba, Renata da; do Carmo, João Rios; Souza, Claudinei Fonseca; Bastos; Reinaldo Gaspar. Potencial de efluente de esgoto doméstico tratado como fonte de água e nutrientes no cultivo hidropônico de alface / Potential of domestic sewage effluent treated as a source of water and nutrients in hydroponic lettuce. Revista Ambiente & Água, v. 10, n. 3, p. 574, 2015.
Galbiati, Adriana Farina. Tratamento domiciliar de águas negras através de tanque de evapotranspiração. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – Campo Grande, MS, 2009.
Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS); Comissão de Química e Fertilidade do Solo. Manual de adubação e de calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. 10. ed. – Porto Alegre, 400 p. 2004.
Outros links relacionados:
1. Lista de vídeos sobre Águas, seus usos e manejos no Canal Neperma UFSC – https://www.youtube.com/playlist?list=PLBkLTk0zlYHuXcRVKKeXHiVB-tkwc4ZzO.
2. Aula de águas (vídeo bruto) de um curso de permacultura (PDC) sobre Bacia de evapotranspiração:
3. Sessões ao Vivo de técnicas sobre Permacultura e Saneamento:
3.1 Autogestão de Águas:
3.2 Águas de Abastecimento:
3.3 Tratamento de Efluentes:
3.4 Resíduos sólidos rurais:
4. Sites sobre sistemas alternativos de tratamento (EM INGLÊS):
4.1 Watson Wicks: An Extremely Simple, Low Cost Alternative Septic System – http://oasisdesign.net/compostingtoilets/watsonwick.htm .
4.2 Create an Oasis with Greywater: Integrated Design for Water Conservation: Reuse, Rainwater Harvesting & Sustainable Landscaping – http://oasisdesign.net/greywater/createanoasis/ .
4.3 Water Storage: Tanks, Cisterns, Aquifers, and Ponds
For Domestic Supply, Fire and Emergency Use, Includes How to Make Ferrocement Water Tanks – http://oasisdesign.net/water/storage/.
4.4 Common Grey Water Errors and Preferred Practices: An ongoing effort to counter the tidal wave of grey water misinformation on the web – http://oasisdesign.net/greywater/misinfo/.
6. Vídeo sobre Canteiros drenantes (ou, como chamados aqui: Jardins de chuva) – https://globoplay.globo.com/v/8131797/. Sistemas de infiltração e usos de águas.
8. Águas: Como coletar água da chuva e dimensionar cisternas para ter sua autonomia de águas? – https://ventomar.wordpress.com/2020/06/26/aguas-como-coletar-agua-da-chuva-e-dimensionar-cisternas/.
10. Bambus:
10.1 Taxa de evapotranspiração de bambus: “Mature bamboo plantations have also interesting evapotranspiration rates that range from 9 to 13 mm.day−1 under tropical climate (Kleinhenz and Midmore 2002)” e Bambusa oldhamii é a melhor espécie para tratamento de efluentes.
