Tratamento de esgoto sanitário: uma solução simples e ecológica de interesse social

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1 Tratamento de esgoto sanitário: uma solução simples e ecológica de interesse social Mayara de Oliveira Alves Isabel kristine Theodoro de Andrade Gabrielle Martins da Silva Jaisa Natasha da Costa Graduandos em Arquitetura e Urbanismo pelas Faculdades Integradas Teresa D Ávila FATEA André Luiz Macahiba Benine Graduado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de Taubaté (2009), Pós Graduação em Meio Ambiente/Gestão Ambiental pela Universidades Salesianas de Lorena (2012), Mestrado em Planejamento Urbano e Regional pela Universidade do Vale do Paraíba (2013), Doutorando ( ) em Planejamento Urbano e Regional pela Universidade do Vale do Paraíba. Tem experiência na área de Arquitetura e Urbanismo, com ênfase em Planejamento Urbano Regional e Meio Ambiente. Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

2 RESUMO A constituição Federal prevê por Lei o direito à infraestrutura urbana para todos os cidadãos, buscando a saúde e o bem estar da população. O projeto visa a analisar o texto de interesse da Lei de saneamento básico, bem como as normas ABNT para construção de fossas ecológicas. Com essa visão, propõe-se para o Bairro do Horto Florestal, em Lorena SP, a construção de tanques de evapotranspiração para o processamento adequado das águas sanitárias. Os tanques de evapotranspiração consistem no tratamento das águas negras, provenientes de vasos sanitários, a partir de decomposição microorgânica. Essa decomposição gera nutrientes para o crescimento das plantas acima do tanque, sendo aconselhadas plantas com folhas largas, como bananeiras, que ainda oferecem a possibilidade de frutos. A proposta é de fazer uma campanha para a construção de fossas ecológicas na região analisada, sendo de simples execução, e ainda conscientizar a população atingida da importância desse tratamento tanto para seu bem estar quanto para a preservação da área florestal em que se encontram. PALAVRAS-CHAVE: Direito; Infraestrutura Urbana; Água sanitária; Tanque de Evapotranspiração. 84 Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

3 ABSTRACT The Federal Constitution provides by law the right to urban infrastructure for all citizens seeking health and well being of population. The project aims to analyze the interest text of basic sanitation law as well as ABNT standards for ecological tanks construction. With this view, it is proposed for the HortoFlorestal district in Lorena SP, construction of evapotranspiration tanks for adequate processing of sanitary water. The evaporation tanks consist in treating the black water from toilets, from micro organic decomposition. This decomposition produces nutrients for growth of plants on the tank, being advised leaved plants, such as bananas, which offer the possibility of fruits. The proposal is to make a campaign for the construction of ecological tanks in the analyzed region, and also educate the affected population about the importance of this treatment for both their welfare and the preservation of the forest area in which they are. KEYWORDS: Right; Urban Infrastructure; Residual Water; Evapotranspiration Tank. Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

4 INTRODUÇÃO A lei de 05 de janeiro de 2007 define as diretrizes nacionais de saneamento básico para a sociedade, entretanto, na situação de país subdesenvolvido em que o Brasil se encontra, esse saneamento de direito do cidadão não se encontra disponível em todas as localidades. Em regiões mais carentes há falta desses elementos essenciais para o bem estar do ser humano, em especial o tratamento de esgoto, que em geral é uma infraestrutura urbana faltante em regiões mais afastadas, em pequenas ou grandes cidades. Pensando nesse problema propõe-se a instalação de fossas ecológicas para tratamento de águas sanitárias, e no caso o sistema utilizado será o tanque de evapotranspiração, conhecido como TEVAP. É um sistema simples, tendo possibilidade de ser montado por cada morador em suas casas. Será estudada a maneira de montagem do tanque, seu funcionamento, todo o processo biológico por trás do tratamento das águas amarelas, e ainda o estudo de necessidade e possibilidade de instalação no Bairro do Horto, na cidade de Lorena SP. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Lei de Saneamento Básico A saúde foi caracterizada como direito fundamental, com a Lei federal de 1988, como um dos direitos sociais, no artigo 6º, Capítulo II, título II. O Artigo 96 da Constituição Federal estabelece que esse direito é [...] garantido mediante políticas sociais e econômicas que visem à redução do risco de doenças e de outros agravos e ao acesso universal igualitário às ações e serviços para sua promoção, proteção e recuperação. Estando descrito em lei, o direito fundamental se tornou um direito público e portanto um dever do Estado. A saúde alcançou uma noção de meio ambiente protegido e saneamento sanitário obrigatório. A necessidade do tratamento de esgoto sanitário passou a ser vista como uma prevenção e proteção da saúde. Assim os serviços de saneamento vincularam-se à saúde e à dignidade humana, considerados um dos mais importantes serviços públicos. Segundo o Art. 23 É competência comum da União, dos Estados, do Distrito Federal e dos Municípios(...) no capítulo IX promover programas de construção de moradias e a melhoria das condições habitacionais e de saneamento básico. 86 Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

5 Entretanto, a instituição de tarifas, preços públicos antes de qualquer execução deve observar prioridade para atendimento, mas tentar ampliar acesso para localidades e cidadãos de baixa renda, levando em consideração os recursos necessários para investimento. Norma para tratamento de esgoto tradicional Para que a implantação do projeto seja viável, é de extrema importância que as condições que as normas técnicas fixam para a elaboração sanitária, sejam cumpridas. Apesar do TEvap ser uma fossa alternativa cuidados citados nas normas devem ser essenciais no planejamento e na execução do projeto, sendo usada norma de comparação do sistema tradicional e do alternativo. a)condições Especificas (dimensionamentos e disposições) Para o dimensionamento é necessário estimar, segundo o item 5 da NBR 9648, a vazão inicial e final da rede de captação, conforme a população usuária, sendo considerada com o menor valor de 1,51/s em qualquer trecho. Devem ser construídos poços de visitas (PV), que ajudem na observação e serviços necessários. No caso do TEvap, são instalados canos de PVC salientes acima do solo, porém não correspondem às dimensões de PVs tradicionais. Podem ser instaladas as caixas de passagem também (CP), para a limpeza do trecho, porém o sistema TEvap não as possui. b)estações de tratamento de esgoto Sanitário (ETE) Além da captação o Sistema de fossa alternativa TEvap faz o tratamento do esgoto, pois não há um transporte secundário dos resíduos. A Norma que fixa as condições exigíveis para a elaboração de projeto de fossa sanitária alternativa é a NBR. Segundo a citação do item 3.4 da NBR 12209, o ETE consiste em um conjunto de unidades de tratamento, equipamentos, órgãos auxiliares, acessórios de sistemas de utilidades, cuja finalidade é a redução das cargas poluidoras do esgoto sanitário e condicionamento da matéria residual resultante do tratamento. Para a implantação são necessários mecanismos, como de regulagens e medições de fluxo, e deve conter uma altura de lâmina mínima de água. O sistema Tevap não possui esses itens, por ser um método alternativo. Deve-se também ter uma relação de massa de demanda bioquímica para se obter as dimensões, segundo a norma, diferente do sistema Tevap. O lodo formado é descartado conforme o excesso. Já no sistema de evapotranspiração (TEvap), não há evacuação. Para todos os processos, redes coletoras de tratamento, utilizando os métodos tradicionais ou Alternativos, é necessário que a impermeabilização da área seja muito bem executada para que não haja poluição do solo e dos lençóis freáticos. É inadmissível que haja locais, em que o despejo dos resíduos é inadequado, e as edificações não usufruem de uma captação e tratamento de esgoto adequado; por isso fossas alternativas solucionariam problemas de saneamento como estes. Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

6 Tanque de Evapotranspiração O esgoto doméstico tem uma composição que muda de acordo com o volume de água e o hábito de seus usuários. Os efluentes que compõem o esgoto doméstico podem ser classificados em dois tipos: águas cinza e águas negras. As águas cinza são provenientes do chuveiro, pias, lavanderias e banheira; maior volume do esgoto doméstico tem um tratamento simples para, caso haja, o reuso dessa água (Ridderstolpe 2004). As águas negras são as águas residuais, provenientes dos vasos sanitários, contendo fezes, urina e papel higiênico, necessitando então de um tratamento mais complexo pra reduzir sua carga de micro-organismos e agentes biológicos. Alguns elementos químicos e nutrientes desses resíduos biológicos são facilmente absorvidos pelas plantas, criando assim, maneiras alternativas de tratar esse tipo de água (Esrey, 1998). O tanque de evapotranspiração (TEvap) é uma técnica desenvolvida e é usada em projetos de diversas países diferentes, com potencial para aplicação no tratamento domiciliar de água negra em zonas urbanas (Pamplona & Venturi, 2004). O TEvap (Figura 1) consiste em um tanque impermeabilizado, com diferentes camadas de substrato e plantado com espécies vegetais de crescimento rápido e alta demanda por água, de preferência com folhas largas. O sistema recebe a água negra, que passa por processos naturais de degradação microbiana da matéria orgânica, mineralização, e de nutrientes, absorção e evapotranspiração da água pelas plantas. Sendo assim, um sistema fechado que transforma os resíduos humanos em nutrientes e trata a água negra de forma limpa e ecológica, sendo que esta, retorna ao ambiente na forma de vapor através da transpiração das folhas (Larsson, 2003). Figura1 Esquema 3D do TEvap Fonte: GEPEC, Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

7 A instalação do TEvap segundo a NBR 13969/1997, citas as adequações para a construção do tanque: a)orientação em relação ao sol como a evapotranspiração depende em grande parte da incidência do sol, o tanque deve ser orientado para o Norte (no hemisfério Sul) e sem obstáculos, como árvores altas próximas ao tanque, tanto para não fazer sombra, como para permitir ventilação. b)dimensionamento pela prática, observa-se que 2m3 de tanque para cada morador é o suficiente para que o sistema funcione sem extravasamentos. A forma de dimensionamento da bacia, como já foi mencionada, é largura de 2m e profundidade de 1m. O comprimento, então, é igual ao número de moradores na casa. c)tanque pode-se construir o tanque de diversas maneiras, mas visando à economia. O método mais indicado de construção das paredes e do fundo é o ferro-cimento. Isso permite que as paredes fiquem mais leves, levando menor quantidade de material. O ferrocimento é uma técnica de construção com grade de ferro e tela de viveiro diâmetro de 15 mm coberta com argamassa. A argamassa da parede deve ser de duas (2) partes de areia, por uma (1) parte de cimento; e a argamassa do piso deve ser três (3) partes de areia por uma (1) parte de cimento, com espessura de 2 cm. Pode-se usar uma camada de concreto sob (embaixo) o piso, caso o solo não seja muito firme. d)câmara Anaeróbica Depois de pronto o tanque e assegurada a sua impermeabilidade vem a construção da câmara, fazendo o uso de pneus usados e entulho de obra. A câmara é composta do duto de pneus e de tijolos inteiros alinhados ou cacos de tijolos, telhas e pedras, colocados até a altura dos pneus. Isto cria um ambiente com espaço livre para a água e beneficia a proliferação de bactérias que quebrarão os sólidos em moléculas de nutrientes. e)tubo de inspeção e camadas porosas de materiais deve-se afixar o tubo de inspeção (100 mm de diâmetro), penetrando a câmara de pneus. São colocadas também as camadas de brita (10 cm), areia (10 cm) e solo (35 cm) até o limite superior do tanque. Procura-se utilizar um solo rico em matéria orgânica e de aspecto mais arenoso que argiloso. f)proteção e tubo extravasamento como o tanque não tem tampa, para evitar alagamento pela chuva, a superfície do solo do tanque tem que ser abaulada, mais alta no centro, acima do nível da borda, coberto com palhas; todas as folhas que caem das plantas e as aparas de gramas e podas são colocadas sobre o tanque para formar um colchão por onde a água da chuva escorre para fora do sistema. Para evitar escoamento superficial da água da chuva para dentro do sistema, é aberta uma vala ao redor do tanque, com 25 cm de profundidade ou é colocada uma borda (cerda de 10 cm de altura) de tijolos ou blocos de concreto ao redor do TEvap para que esta fique mais alta que o nível do terreno; impedindo que a água proveniente do terreno escorra para o interior do tanque. O tubo deve ser posicionado 10 cm abaixo da superfície do solo do tanque. Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

8 g)plantio algumas espécies recomendadas para introdução do TEvap são: ornamentais como copo-de-leite (Zantedeschiaaethiopica); maria-sem-vergonha (Impatiens walleriana); lírio-do-brejo (Hedychiumcoronarium); caeté banana (Heliconia spp.) e junco (Zizanopsisbonariensis). h)disposição de deflúvio o tubo de drenagem, de 50mm de diâmetro será conectado a um canteiro de infiltração e de evapotranspiração ou a uma vela de infiltração para disposição final do efluente extravasado. Figura2 Corte Esquemático do TEvap Fonte: Portal Ecoeficiente Funcionamento biológico do Tanque de Evapotranspiração Segundo Gabialti (Cf. 2008), o funcionamento biológico do TEvap pode ser descrito da seguinte forma: o esgoto a ser tratado entra pela câmara, localizada na parte inferior do tanque, passando pelas camadas de material cerâmico e pedras, onde ocorre a digestão anaeróbia do efluente. A camada de material cerâmico poroso é naturalmente colonizada por bactérias que realizam a decomposição. Com o aumento do volume de esgoto no tanque, o conteúdo preenche também as camadas superiores, de brita e areia, até atingir a camada de solo. Durante esse trajeto, o esgoto é mineralizado e filtrado, através de processos aeróbios de decomposição microbiana. As raízes das plantas localizadas nas camadas superiores se desenvolvem em busca de água e nutrientes disponibilizados pela decomposição da matéria orgânica. Através da evapotranspiração, a água é eliminada do 90 Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

9 sistema e volta para a atmosfera, enquanto os nutrientes presentes são removidos através da sua decomposição e integração à biomassa das plantas. A manutenção do sistema consiste na colheita de frutos, retirada do excesso de mudas, partes secas de plantas e podas. Os principais processos físicos, químicos e biológicos envolvidos no funcionamento do TEvap são precipitação e sedimentação de sólidos, degradação microbiana anaeróbia, decomposição aeróbia, movimentação da água por capilaridade e absorção de água e nutrientes pelas plantas. Abaixo estão descritas as principais partes do processo: a)digestão anaeróbia A digestão anaeróbica, que ocorre na parte inferior do tanque, é um processo do quais diversos grupos de microrganismos trabalham na decomposição da matéria orgânica em compostos mais simples, como gás carbônico, água, metano, gás sulfídrico e amônia, além de novas bactérias. O processo ocorre em dois estágios. No primeiro estágio, os compostos orgânicos complexos como carboidratos, proteínas, e lipídios são fermentados e biologicamente convertidos em materiais orgânicos mais simples. No segundo estágio, ocorre a conversão dos ácidos orgânicos, gás carbônico e hidrogênio em produtos finais gasosos, como metano e o gás carbônico (Cf. Gabialti, 2008). Nos processos anaeróbicos a formação de metano é medida como demanda química de oxigênio, sendo removida na fase liquida, pois o metano apresenta baixa solubilidade na água. No entanto, o metano emitido para a atmosfera é um dos principais agentes do chamado efeito estufa. Existe a possibilidade de parte do metano produzido na zona anaeróbia no TEvap ser consumida ao passar pela camada de solo do tanque, devido à presença de bactérias metanotróficas, as quais promovem a oxidação do metano na presença de oxigênio(cf. Gabialti, 2008). b)processos aeróbios Assim que o efluente entra no leito do tanque, passa dos processos anaeróbios para processos aeróbios de degradação da matéria orgânica. A massa microbiana envolvida nos processos aeróbios é constituída por bactérias e protozoários, sendo que as bactérias têm a maior presença e importância nos sistemas de tratamento de esgotos. A conversão aeróbia da matéria carbonácea consome oxigênio do meio, gerando gás carbônico, água e energia. Em ambiente aeróbio, os compostos orgânicos nitrogenados passam pelo processo de nitrificação, no qual a amônia é convertida em nitrito e, em seguida, em nitrato. O nitrogênio na forma de nitrato pode ser absorvido pelas raízes das plantas presentes no tanque (Cf. Gabialti, 2008). c)evapotranspiração A parte superior do TEvap deve apresentar condições de insaturação em água. Nessa Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

10 porção do tanque, a água continua ascendendo até a superfície, por capilaridade, que é a interação dos fenômenos de coesão entre as moléculas de água e de adesão das mesmas em relação às partículas do solo, preenchendo seus poros menores. Também ocorre o fenômeno de adsorção da água pelas partículas do solo, que são carregadas eletricamente. Com a absorção da água do solo pelas raízes das plantas, estabelece-se uma diferença de potencial entre as regiões próximas às raízes e as regiões mais distantes. Como a água procura espontaneamente estados mais baixos de energia, ela se move em direção às raízes. Em condições climáticas propícias radiação solar, vento e umidade do ar abaixo da saturação o potencial da água na parte aérea da planta é menor do que nas raízes, o que provoca a translocação da água dentro da planta, em direção às folhas, passando dessas para a atmosfera, fenômeno chamado de evapotranspiração (Cf. Gabialti, 2008). METODOLOGIA A metodologia teve como curso o estudo teórico, a escolha da região, o diagnóstico do problema, e a criação de uma proposta para resolução do problema. Baseando-se no direito a saneamento básico, observou-se no bairro do Horto Florestal em Lorena-SP a ausência desse sistema. Figura 3 Localização do Bairro do Horto Florestal na cidade de Lorena - SP Fonte: Maps Google O projeto tem caráter qualitativo e visa a estudar uma alternativa de fácil acesso para o tratamento de resíduos sanitários na região. 92 Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

11 RESULTADOS E DISCUSSÃO Em visita ao bairro do Horto Florestal, constatou-se o descarte incorreto do esgoto sanitário por habitantes, e ainda por órgãos de saúde pública. Figura 4 Trecho do Rio Coatinga nos fundos de órgão de Saúde Público da Região Fonte: Acervo Pessoal Com aproximadamente mil habitantes, as casas estão localizadas dentro da zona de amortecimento da flora. No quintal de muitas casas está o rio Coatinga (Figura 5), afluente do rio Paraíba, no qual o descarte é feito. Figura 5 Trecho do Rio Coatinga passando entre as Casas Fonte: FATEA Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

12 Não há qualquer infraestrutura no que diz respeito ao tratamento de esgoto sanitário. Figura6 Descarte inadequado de esgoto Fonte: Acervo Pessoal Visando a essa precariedade e todos os riscos tanto para os habitantes, quanto para a flora e a fauna da cidade, propõe-se a construção de tanques de evapotranspiração no quintal das casas, ou ainda em regiões para fazer um tratamento coletivo, unindo o esgoto de duas ou três habitações unifamiliares. A execução da construção do tanque de evapotranspiração é relativamente simples, podendo ser montado pelos próprios moradores com auxilio da prefeitura, sendo entregues folhetos explicativos (Figura 7) e materiais necessários. E junto a isso transmitir à população a importância da preservação da flora e da fauna, e o mal que a falta do tratamento de esgoto pode trazer para a saúde humana e interferir no bem estar. 94 Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.

13 Figura 7 Modelo de Folheto Explicativo para construção do TEvap Fonte: PRAXIS Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun.,

14 CONCLUSÃO O estudo do bairro mostra a falta de preocupação da sociedade com relação às regiões mais carentes, e ainda como a falta de conscientização do mal que a falta de saneamento pode trazer tanto para as pessoas quanto para a fauna e a flora. Após a análise de leis e normas, observa-se a importância da infraestrutura de direito de qualquer cidadão. A proposta de construção do Tanque de Evapotranspiração visa à proteção da flora e da fauna, do bem estar dos habitantes utilizando-se de meios ecológicos, e explanar para a população a importância disso para suas vidas e para gerações posteriores. REFERÊNCIAS ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Tanques Sépticos. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Elaboração de Projetos Hidráulico-Sanitários de Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. CONSTITUIÇÃO FEDERAL. LEI Nº , de 5 de janeiro ESREY, S.A.; GOUGH, J; RAPAPORT, D; SAWYER, R; SIMPSON-HÉBERT, M; VARGAS, J; WINBLAD, U. Saneamiento Ecológico, tr. da edição em inglês Ecological Sanitation. Agencia Sueca de Cooperación para el desarrollo Internacional - SIDA, Estocolmo, GALBIATI, A. F.; Tratamento Domiciliar de Águas Negras Através de Tanque de Evapotranspiração.Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais. Campo Grande, MS, LARSSON, S.Short-rotation Willow Biomass Plantations Irrigated and Fertilised with Wastewaters. European Commission.DG VI, Agriculture. Svalöv, Sweden, LOREIRO, PAULA. Estudo de Tanque de Evapotranspiração para o Tratamento Domiciliar de Águas Negras. Campo Grande MS, PAMPLONA, S.; VENTURI, M. Esgoto à flor da terra. Permacultura Brasil. Soluções ecológicas, RIDDERSTOLPE, P. Introduction to greywater management. Stockholm Environment Institute - SEI, Uppsala, POTRATZ, VANDERLEI DOMINGOS. Implantação de um Sistema de Tratamento de Esgoto Domiciliar por Evapotranspiração no Parque Nacional do Iguaçu Foz do Iguaçu/PR, Janus, Lorena, n.21, Jan.-Jun., 2015.