Análise da economicidade do Emprego de Tanques Sépticos como solução para a gestão dos esgotos sanitários de comunidades 1. Contexto e Antecedentes: PROSAB 5 (2007/09): Tema 6 - Lodo de Fossa Séptica; Chamada Pública MCT/MCIDADES/FINEP/ Ação Transversal - Saneamento Ambiental e Habitação (07/2009; em desenvolvimento); Estudos de alternativas de tratamento, desaguamento, aproveitamento, disposição final e gestão de lodos sépticos. Coordenador geral da Rede: Prof. Dr. Eraldo Henrique de Carvalho (UFG); Rede: UFG; UnB; FAE/Sanepar /UFPR, UFC, UFPA, UNICAMP, UFRN e UFES.
Subprojeto Título 1 Gestão da Rede Temática 2 Codisposição de Lodos Sépticos em Estações de Tratamento de Esgoto 3 Tratamento Isolado de Lodos Sépticos 4 Desaguamento e Secagem de Lodos Sépticos 5 Aproveitamento de Lodos Sépticos 6 Codisposição de Lodos Sépticos em Aterros Sanitários do Tipo Trincheiras 7 Gestão de Lodos Sépticos
Subprojeto 2 - Desenvolver e avaliar sistemas de tratamento de lodo séptico em ETE: a) Desenvolver um modelo de recepção de caminhões que permitam uma forma eficiente de separação e condicionamento de lodos séptico para possibilitar a sua descarga em pontos de rede adequados ou em ETE; b) Estudar a sedimentação do lodo séptico, com e sem auxiliares de coagulo/floculação; c) Estudar a codisposição de lodos sépticos no desempenho de sistemas do tipo lagoas de estabilização; d) Avaliar as interferências da codisposição de lodos sépticos no desempenho de ETES, do tipo decantação primária quimicamente assistida; reatores UASB em regime permanente, transiente e por longos períodos.
Fluxograma da instalação da pesquisa de tratamento de lodo de tanque séptico em reatores UASB, conduzido pela UFPR
2. Custo operacional e de implantação do sistema convencional de coleta, transporte e tratamento de esgotos sanitários
Tabela - Resumo dos dados e índices da implantação da rede coletora em pequenas cidades Agudos do Bocaiúva do Dados/Cidade Quitandinha Mandirituba Sul (12) Sul População final da 1º etapa (hab) (1) 1.731 3.270 1.479 5.480 População saturação (hab) (2) 6.342 18.218 2.276 14.013 Área da bacia/atendimento (ha) (3) 130,16 229,3 127,84 623,89 Densidade - pop total (hab/ha) 13 14 12 9 Habitantes/residência urbana(hab/res urb) 3,6 3,67 3,25 (4) 3,3 (4) Extensão da rede em 1º etapa (m) 13.049 18.812,15 13.318,3 27.669,65 Extensão dos coletores (5) 1.998,35 2.027,7 835,45 6.158,55 Topografia Ondulada - - - Número de ligações (lig) (6) 535 1.240 624 1.661 Vazão média (L/s) (7) 2,88 6,37 - Custo do canteiro de obras (R$) (9) 55.934,15 234.299,4 138.971,41 515.076,13 Custo da rede (R$) (9) 1.460.200,28 1.680.690,6 1.413.848,36 2.496.113,00 Custo das ligações (R$) (8) (9) 132.490,75 134.377,81 73.875,52 187.950,95 Custo dos coletores (R$) (9) 295.952,52 562.516,83 163.488,75 1.014.967,7 Custo das travessias (R$) (9) 81.452,04 0,00 0,00 123.778,76 Custo de interceptores (R$) (9) 0,00 0,00 0,00 254.674,30 Custo de estação elevatória (R$) (9) 0,00 0,00 0,00 0,00 Custo total (R$) (11) 2.026.029,75 2.611.884,59 1.790.184,04 4.592.560,85 Extensão da rede/habitante (m/hab) (11) 7,54 5,75 9,00 5,05 Custo rede/habitante (R$/hab) 843,56 513,97 955,95 455,50 Custo da ligação/habitante (R$/hab) 76,54 41,09 49,95 34,30 Custo total da rede/ habitante (R$/hab) 1.170,44 798,74 1.210,40 838,06 Custo rede por ligação (R$/lig) 2.729,35 1.355,40 2.542,89 1.502,78 Custo da ligação por ligação (R$/lig) 247,65 108,37 132,87 113,16 Custo total por ligação (R$/lig) 3.786,97 2.106,36 3.219,76 2.764,94 Custo da rede por extensão (R$/m) 111,90 89,34 106,16 90,21 Custo dos coletores/extensão (R$/m) 148,10 277,42 195,69 164,81
Notas: (1)(2) (3) Dados referentes aos memoriais descritivos; (4) Dados referentes ao Censo IBGE 2010; (5) Coletores: Agudos do Sul extensão 807,90 metros DN200 e 1190,4 metros - DN150; Bocaiúva do sul extensão: 1077 metros DN150, 219 metros - DN200 e 628 metros - DN250; Quitandinha extensão: 835,45 metros DN300; Mandirituba extensão: 3910,70 metros DN 200 e 2247,85 metros DN150 ; (6) Numero de ligações: Agudos do Sul e Bocaiúva do Sul: Obtido pelo orçamento executivo; Quitandinha e Mandirituba: Obtido pela contagem dos projetos executivos; (7) Vazão Média obtida pelos memoriais descritivos; (8) Custo da rede de DN 150 mm em todas as cidades; (9) Obtido pelo orçamento executivo fornecido pela SANEPAR; (10) Considera a relação entre a população de projeto (DN150 mm) e a extensão para primeira etapa; (11) Inclui todos os elementos: canteiro de obra, rede, ligação, coletores, travessias e interceptores quando couber; (12) valores do SES Agudos do Sul atualizados para o ano presente, com reajuste de 9% a,a em relação ao mês de julho de 2008. Fonte: Lucca e Misturini (2011) consultando a Sanepar
Custos de implantação das redes de coleta de esgoto Município População Final de 1ª Etapa (hab) Custos de Implantação (R$) (1) Custos de Implantação (R$/hab) Agudos do Sul 1.731 2.026.029,75 1.170,44 Mandirituba 5.480 4.592.560,85 838,06 Quitandinha 1.479 1.790.184,04 1.210,40 Bocaiúva do Sul 3.270 2.611.884,59 798,74 Fonte: Trafca e Moll (2012) citando Lucca e Misturini
Custos de implantação das ETE s População Vazão Custos de Implantação (R$) Custos per capita de Implantação (R$/hab) Município Final de Média 1ªEtapa (hab) (L/s) RALF + FAn (2) Lagoa (3) RALF + FAn (2) Lagoa (3) Agudos do Sul 1.731 2,88 629.094 1.308.719 363,43 756,05 Mandirituba 5.480 10,78 1.406.285 2.193.054 256,62 400,19 Quitandinha 1.479 2,48 541.046 1.208.533 365,82 817,13 Bocaiúva do Sul 3.270 6,37 1.096.508 1.840.571 335,32 562,87 Nota: (2) y = 588.825 * ln(x) + 6.240,2 ; (3) y = 670.000 * ln(x) + 600.000, sendo (x) a vazão em L/s (Sistema de Lagoas de Estabilização) Fonte: Pacheco (2011) e Trafca e Moll (2012)
Custo operacional das redes estimado em R$ 0,39 / m³ de esgoto coletado. Esse valor representa o custo médio de operação e manutenção de redes da Região Metropolitana de Curitiba, não englobando os custos administrativos (SANEPAR). O custo operacional das ETE s utilizou como modelo a ETE Padilha Sul, localizada no bairro Ganchinho, zona sul de Curitiba que possui um fluxograma UASB seguido de lagoa facultativa. Essa estação, utiliza um sistema de custo operacional mais baixo (dentre as ETES existentes) e mais compatível com cidades pequenas e com grandes áreas livres disponíveis. A ETE tratou, entre os meses de janeiro e agosto de 2012 uma média de 709 473 m³ de esgoto por mês, a um custo também mensal médio de R$ 191.288,00. Uma relação de R$ 0,27 / m³ de esgoto tratado, valor que foi utilizado para o cálculo do custo de operação do sistema centralizado (SANEPAR).
3. Custo operacional e de implantação do sistema de tanques sépticos e de gestão dos lodos sépticos Fluxograma conceitual do sistema de tanques sépticos Nota: # : Bacia dotada de Fossas Septicas e Sumidouros ; CDT Centrais de desaguamento e tratamento; CRLTS Centrais de recebimento de lodo de tanque séptico; e ETE Estação de Tratamento de Esgotos.
Custo de implantação de tanques sépticos Custo de implantação de filtros anaeróbios
Custo de implantação de sumidouros
Custo de implantação das estruturas do sistema descentralizado Estrutura Custo Implantação Tanque Séptico tipo Anel de Concreto Armado 1.809,72 Sumidouro em Alvenaria 1.128,18 Filtro Anaeróbio tipo Anel de Concreto Armado 1.509,25 Nota: (1) Estruturas dimensionadas para o atendimento a 5 habitantes e periodicidade de limpeza anual; (2) Taxa de infiltração do solo: 70 L/m²/dia. Fonte: Lucca e Misturini (2011)
CENTRAL DE RECEBIMENTO DE LODO DE TANQUE SÉPTICO Fonte: SERENCO (2007)
CENTRAL DE RECEBIMENTO DE LODO DE TANQUE SÉPTICO Fonte: DALCON (2006)
CENTRAL DE RECEBIMENTO DE LODO DE TANQUE SÉPTICO Fonte: DALCON (2006)
Custo de implantação de Centrais de recebimento do lodo de tanque séptico Modelo Volume (m³) Forma em planta Transferência do Lodo Custo de investimento (R$) Notas: SERENCO 60 Quadrada Gravidade 111.106 (1)(4) ECOSOL 30 Troncocônica Recalque 150.000 (2)(5) DALCON 20 Tronco cônica Recalque 90.457 (3)(4) (1) Valor referente a Abril de 2009; (2) Valor referente a Junho de 2012; (3) Valor referente a Julho de 2012;(4) Valor obtido do orçamento do projeto;(5) Valor obtido do contato pessoal (Sanepar). Fonte: Trafca e Moll (2012)
Aparato experimental instalado na lagoa anaeróbia da ETE Anápolis para Recebimento do lodo de tanque séptico
CUSTO MÉDIO DA COLETA E TRANSPORTE DE LODO DE TANQUE SÉPTICO CAPACIDADE DO CAMINHÃO (m³) VALOR MÉDIO COBRADO (R$) (1) VALOR PROPOSTO COM ECONOMIA DE ESCALA (2) 10 270,00 200,00 8 260,00 195,00 7 255,00 190,00 5 240,00 180,00 4 180,00 135,00 Nota: (1) Custos coletados na cidade de Curitiba; (2) Desconto de 25%. Fonte: Trafca e Moll (2012) A distância de transporte e o volume de lodo transportado não se revelaram variáveis determinantes no custo, sendo considerado apenas o número de viagens. Baseados nesses dados, para a elaboração dos cenários foi adotado o valor médio para caminhões de 10 m³.
O custo operacional da Central foi estimado através do cálculo da potência consumida da bomba para transferência do lodo à ETE e da tarifa de energia elétrica vigente para o saneamento (Trafca e Moll, 2012); Também foi considerada a necessidade de um funcionário para a operação da Central, admitindo para ele um custo de R$ 2.000,00 ao mês (R$ 26.000,00 ao ano, considerando 13 salários mais custas sociais e previdenciárias). Como o lodo do Tanque Séptico após ser disposto na CRLTS é lançado na ETE, o custo de operação da Estação também compõe os custos do sistema descentralizado. Para a elaboração dos cenários comparativos foi adotado R$ 0,54 / m³ (Trafca e Moll, 2012).
Custo e Operação e Manutenção(R$/habitante) 4. Levantamento e aplicação das funções de custo Custos de Operação e Manutenção dos Sistemas Centralizado e Descentralizado 120,00 100,00 Custos de Operação e Manutenção do Sistema Descentralizado 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 y = -9,601ln(x) + 165,57 R² = 0,514 y = -9,646ln(x) + 145,6 y = 5,401ln(x) - 4,7198 R² = 0,8882 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 População (habitantes) Custos de Operação e Manutenção do Sistema Centralizado Custos de Operação e Manutenção do Sistema Descentralizado com transporte em economia de escala Custos de Operação e Manutenção dos Sistemas Centralizado e Descentralizado (R$/hab/ano)
Custo e Operação e Manutenção(R$/habitante) 300,00 250,00 Custos Total de Investimento dos Sistemas Centralizado e Descentralizado Custos de y = -9,286ln(x) + 292,75 R² = 0,1477 Empreendimento do Sistema Descentralizado 200,00 150,00 100,00 y = -9,33ln(x) + 272,78 y = -35,09ln(x) + 447,17 R² = 0,9166 Custos de Empreendimento do Sistema Centralizado 50,00 0,00 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 População (habitantes) Custos de Empreendimento do Sistema Descentralizado com transporte em economia de escala Custo Total de Investimento (Implantação + Operação) dos Sistemas Centralizado e Descentralizado (R$/hab/ano)
Custo e Operação e Manutenção(R$x1000) Custos de Operação e Manutenção dos Sistemas 600,00 500,00 y = 303911ln(x) - 2E+06 R² = 0,9893 Custo de Operação e Manutenção do Sistema Descentralizado 400,00 300,00 200,00 y = 225436ln(x) - 2E+06 Custo de Operação e Manutenção do Sistema Centralizado 100,00 0,00 y = 131588ln(x) - 917713 R² = 0,9798 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 População (habitantes) Custo de Operação e Manutenção do Sistema Descentralizado com transporte em economia de escala Custos de Operação e Manutenção dos Sistemas Centralizado e Descentralizado (R$/ano)
Custo Total (R$x1000) 1.400,00 1.200,00 1.000,00 800,00 600,00 Custos Total dos Sistemas y = 578354ln(x) - 4E+06 y = 656828ln(x) - 5E+06 R² = 0,9857 Custo de Empreendimento do Sistema Descentralizado Custo de Empreendimento do Sistema Centralizado 400,00 200,00 0,00 y = 398316ln(x) - 3E+06 R² = 0,9574 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 População (habitantes) Custo de Empreendimento do Sistema Descentralizado com transporte em economia de escala Custo Total de Investimento (Implantação + Operação) dos Sistemas Centralizado e Descentralizado (R$/ano)
5. SES INDIVIDUALIZADOS (Sanepar) Alternativas de solução Analisando as várias alternativas disponíveis para solução dos sistemas de esgoto individualizados interagindo com os sistemas convencionais podemos destacar três níveis de soluções possíveis : 1 - Núcleos residenciais com solução individual através de fossas sépticas e sumidouros; 2 Núcleos residenciais com solução através de fossas e sumidouros coletivos; 3 Núcleos residenciais com solução através fossas sépticas coletivas seguido de filtros anaeróbios, lagoas de polimento, valas de filtração, valas de infiltração, solução independente que poderá ser integrado futuramente ao sistema de esgoto da cidade; Valores a serem cobrados dos diversos serviços
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LUCCA, P. V. e MISTURINI, M.. Estudo dos custos de implantação e operação de sistemas de coleta e tratamento de esgotos a pequenas comunidades. Trabalho de Conclusão de Curso. UFPR. 2011. ABNT, NBR 7.229 - Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. ABNT, setembro. 1993. ABNT, NBR 13.969 Tanques sépticos Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos Projeto, construção e operação. ABNT, setembro 1997. CAMPOS, J. R.; POVINELLI S. C, S.; AISSE, M. M.; SOUZA, M. A. A.; SAMWAYS, G.; ALEM SOBRINHO, P. Tratamento combinado de lodo de tanque séptico e de fossas com esgoto sanitário. In: Lodo de Fossa Séptica. Cleverson V. A. (coordenador). Rio de Janeiro, ABES. 2009. 181-282. DALCON. Contenda. Sistema de Esgotos Sanitários. Implantação dos Tanques de Equalização Curitiba, Sanepar. 2006. ECOSOL. Implantação dos Tanques de Equalização. Estação de Tratamento de Esgoto Cambuí. Curitiba, Sanepar. 2006. LUCCA, P. V.; SAMWAYS, G.; AISSE, M. M.. Estudo dos Custos de Implantação e Operação de Sistemas de Coleta e Tratamento de Esgotos Sanitários para Pequenas Comunidades. In: 26º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2011, Porto Alegre - RS. Anais. Rio de Janeiro : ABES, 2011. p. 1-8. PACHECO, R. Custos para implantação de Sistemas de Esgotamento Sanitário. Dissertação (Mestrado em Engenharia Hidráulica e Ambiental) Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2011. SERENCO. Projeto de Engenharia da ETE Esperança. Reservatório de Equalização. Curitiba, Sanepar. 2007. TRAFCA, A. C.; MOLL, A. C. B. Estudo comparativo entre sistemas centralizados e descentralizados de esgoto sanitário para pequenas comunidades. Trabalho de Conclusão de Curso. UFPR. 2012.
Agradecimentos Chamada Pública MCT/MCIDADES/FINEP/ Ação Transversal - Saneamento Ambiental e Habitação 07/2009.
Obrigado Miguel Mansur Aisse miguel.dhs@ufpr.br Andre Carlos Trafca