REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7896038
João Wilson Laranjeira Soares
Kayque Lira Pereira de Sousa
Lucas Anselmo de Medeiros
Orientador: Profª. Natália Rodrigues
RESUMO
A Fossa Séptica Biodigestora – FSB opera igual às outras fossas sépticas, sistema encarregado por receber e tratar os efluentes que são descarregados pela descarga da residência, com a finalidade de promover o tratamento anaeróbio de águas fecais no meio rural, é uma tecnologia social desenvolvida em 2001 pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. Este trabalho tem como objetivo de avaliar o desempenho da Fossa Séptica Biodigestora no tratamento de águas fecais, o presente trabalho buscou sistematizar e analisar os principais qualidades e benefícios da FSB a partir de uma unidade da FSB instalada na região periférica de Parelheiros, São Paulo. Além dos parâmetros físicos e químicos convencionais, foram avaliados alguns indicadores biológicos que resultam em doenças bacterianas e virais. Dentre as publicações referentes ao desempenho da FSB, foram selecionados 25 estudos, que tiveram suas informações sistematizadas e comparadas em busca de uma universalização do sistema. O sistema apresentou uma capacidade de remoção de vírus e bactérias do solo e águas. Com todo o sistema instalado e funcionando tem como benefícios não contaminar o solo, é eficiente e seguro para a saúde e meio ambiente, uso enterrado, 100% impermeável, não contamina o solo e não necessita de limpa-fossa, também uma melhora na saúde, educação, valorização imobiliária, qualidade de vida e aumento significativo na área de turismo, com tudo isso uma redução de gastos extras do governo na área da saúde, como atendimentos médicos e internações, podendo investir na melhoria de diversas áreas sociais públicas.
Palavras-chave: Saneamento rural; Fossa séptica; Tecnologia social; Biodigestora;
ABSTRACT
The Biodigester Septic Tank (BST) operates like other septic tanks, receiving and treating effluents discharged from residential toilets in order to promote anaerobic treatment of fecal waters in rural areas. It is a social technology developed in 2001 by the Brazilian Agricultural Research Corporation – EMBRAPA. The objective of this study is to evaluate the performance of the BST in the treatment of fecal waters. The study aims to systematize and analyze the main qualities and benefits of the BST based on a unit installed in the peripheral region of Parelheiros, São Paulo. In addition to conventional physical and chemical parameters, some biological indicators resulting from bacterial and viral diseases were evaluated. Among the publications related to the performance of the BST, 25 studies were selected, and their information was systematized and compared in search of universalization of the system. The system demonstrated the ability to remove viruses and bacteria from soil and water. With the entire system installed and operating, it has the benefits of not contaminating the soil, being efficient and safe for health and the environment, being buried, 100% impermeable, not requiring septic tank cleaning, and also improving health, education, property value, quality of life, and significantly increasing tourism in the area. All of these benefits result in a reduction of extra government spending on healthcare, such as medical care and hospitalizations, allowing for investment in the improvement of various public social areas.
Keywords: Rural sanitation; Septic tank; Social technology; Biodigester.
1. INTRODUÇÃO
Com início num tempo longínquo da sociedade o tema de saneamento já era comentado. Segundo Cavinatto (1992, apud RIBEIRO, 2010), “desde a antiguidade o homem aprendeu intuitivamente que a água poluída por dejetos e resíduos poderiam transmitir doenças.” Em países pouco desenvolvidos, o avanço de tecnologias e metodologias que melhorem o saneamento se mostrou tardia, e apesar de civilizações antigas como os gregos e romanos que possuem exemplificações no amadurecimento com técnicas avançadas de tratamento e fornecimento de água, esta temática ainda possui obstáculos a serem vencidos.
Em 2015, cerca de 106 milhões de pessoas dos países latino-americanos empregaram modelos de saneamento inadequados, sendo a maior parte desta população habitantes da área rural ou pertencentes a grupos pobres e marginalizados (PNUD, 2015). Somente no Brasil, 5,45% das residências possuem ligação na rede de esgoto, 4,47% fazem a utilização da fossa séptica com ligação à rede de coleta e 28,78% com a fossa, porém sem ligação em rede. Quando o assunto é o restante das casas, 61,27% realizam o despejo de seus dejetos em fossas negras ou rudimentares (IBGE, 2015; IBGE, 2020). Se pensarmos que desde 2010, o acesso à água potável e ao saneamento foram assegurados pela – Organização das Nações Unidas (ONU) como sendo direito indispensável para saúde, vitalidade, e condição de vida da população, os números atuais sugerem vastos problemas no tocante à universalização do sistema de saneamento básico no Brasil com ênfase na desigualdade entre os índices rurais e urbanos. Ainda, o novo marco do saneamento básico, (LEI 14.026/2020) visa a universalização do saneamento no Brasil até 2030.
Segundo Souza e Antonelli (2010), a destinação imprópria do esgoto é um dos mais importantes motivos da causa de poluição de águas superficiais. Está problemática se dá pela falta de infraestrutura adequada a que estão submetidos, principalmente por moradores de área rural, onde de modo indiferente aos parâmetros construtivos que permeiam as áreas urbanas, as casas não recebem a devida coleta e tratamento de seus resíduos, despejando-os assim em sistemas de “águas negras”.
No Brasil, aproximadamente 23 milhões de pessoas que residem na zona rural sofrem da falta de esgoto tratado corretamente, correspondendo a cerca de 75% da população rural. Um reflexo desta situação é testemunhado quando o assunto é saúde, pois o país possui uma taxa de internação causada por diarreia (principal enfermidade causada pela ausência de saneamento básico) parecido com a de países pobres e menos desenvolvidos do continente africano, além de ser o terceiro maior dos vizinhos do próprio continente (OMS, 2004). Além da diarreia, observou-se que há também um aumento na mortalidade infantil pela ausência do serviço, sendo 27 óbitos em crianças menores de um ano para cada mil nascidas vivas (TEIXEIRA; GUILHERMINO, 2006).
Segundo a recomendação de Souza & Antonelli (2010) para o tema em questão, a Fossa Séptica Biodigestora é uma alternativa no combate à poluição dos recursos hídricos, viabilizando a possibilidade de diminuição dos impactos dos dejetos humanos sobre o meio ambiente e sobre a saúde da população. Devido a constante necessidade de disseminação de maneiras práticas que possam favorecer os habitantes rurais, este sistema de FSB se mostra eficaz ao substituir a presença de esgoto a céu aberto e/ou fossas negras, por um sistema de tratamento anaeróbio de águas fecais.
Tendo em vista os pontos ressaltados acima, o presente trabalho visa recomendar uma opção de tratamento de águas residuais para a diminuição nos impactos de águas superficiais na região rural.
2. JUSTIFICATIVA
Com intuito de proporcionar uma opção para a modificação das fossas negras atuais na zona rural, a Embrapa elaborou uma técnica chamada Fossa Séptica Biodigestora, apropriado para pequenas residências, de baixo custo e eficácia confirmada na biodigestão dos dejetos humanos, resultando na anulação de agentes insalubres e geração de resíduos para utilização, como adubos orgânicos.
A fossa séptica biodigestora é capaz de amparar à exigência indispensável de se aderir às novas técnicas que direcionam ao mais sensato usufruto dos recursos hídricos, principalmente em regiões que sofrem com a crise hídrica e águas “salobras” de má qualidade dos poços.
Segundo Costa e Guilhoto (2014) essa possibilidade tecnológica tem potencial de precaver 250 mortes e 5,5 milhões de adoecimentos por ano, também diminuir a contaminação de águas superficiais em 129 milhões de quilos e criar aproximadamente 39 mil empregos, com tais resultados e condições se faz necessária a implementação do método.
Baseando-se nesse contexto, este estudo busca a utilização da fossa biodigestora como opção de tratamento a fim de garantir os benefícios à saúde e ao meio ambiente por não contaminar o solo e melhorar a condição qualitativa de águas superficiais nas proximidades.
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL:
Este trabalho tem como objetivo mostrar os benefícios do uso da fossa séptica biodigestora para tratamento de esgoto doméstico de residências unifamiliares.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
- Elencar os benefícios sociais da fossa séptica perante a oportunidade de universalização do saneamento;
- Mostrar os benefícios ambientais da universalização dos tratamentos de esgoto;
- Elaborar um projeto de fossa séptica biodigestora para uma residência unifamiliar da periferia da região metropolitana de São Paulo, evidenciando seu custo de implantação.
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 O SETOR DO SANEAMENTO BÁSICO NO BRASIL E SEU DESENVOLVIMENTO.
Ainda na segunda metade do século passado, o saneamento no Brasil se encontrava em um estágio defasado quando comparado a grandes metrópoles mundiais. A partir dos anos 50, devido ao aumento da migração rural-urbana e ao crescimento desordenado dos espaços urbanos, as populações passaram a viver em áreas insalubres, resultando na disseminação de doenças e redução da qualidade de vida da população, em especial a mais periférica. Foi somente durante a junta militar da década de 60 que os maiores investimentos foram feitos em saneamento básico com o surgimento do Banco Nacional da Habitação (BNH).
Já na década seguinte, no ano de 1971, foi criado o Plano Nacional de Saneamento (PLANASA), este que transformou a política nacional de abastecimento de água e esgoto no Brasil, a tornando mais robusta e planejada, visto que precedentemente a sua criação a pauta era analisada de modo descentralizado e muitas vezes em condições um tanto precárias em diversas regiões do país.
Como indicado por Parlatore (2000), em 1981, a meta a ser atingida no período de dez anos era atender 90% da população urbana com serviço de água de qualidade e 65% de esgotamento sanitário (IBGE, 2002). Apesar de um aumento significativo no índice, principalmente na cobertura hídrica, após a criação do PLANASA e o aumento do investimento no setor, a universalização dos serviços não foi atingida e o plano foi extinto, dificultando grandes avanços. pois foi na década de 80 que a crise economia brasileira teve um impacto negativo no setor de saúde do país.
De acordo com a Pesquisa Nacional de Saúde Básica – PNSB, o avanço entre 1989 e 2000 ocorreu nas cidades de maior porte, principalmente nas áreas mais desenvolvidas. Tendo consequências que são notadas até os dias de hoje, onde cidades com mais de 300.000 habitantes têm quase três vezes mais domicílios ligados à rede geral de esgoto do que cidades com até 20.000 habitantes (IBGE, 2002).
Esta situação é ilustrada através dos mapas coropléticos, figuras 1, elaborados pelo Boletim de saneamento, CEPER – Ribeirão preto/SP, a partir dos dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS, 2018).
Figura 1: Mapa dos índices municipais de coleta de esgoto – Estado de São Paulo
E mesmo com o aumento da cobertura dos serviços nas últimas décadas, o saneamento apresenta um problema de caráter estrutural visto que a defasagem se mantém pelas últimas décadas, como pode-se notar pela figura 2, deixando clara a disparidade entre as regiões do estado.
Figura 2: Mapa dos índices municipais de tratamento de esgoto – Estado de São Paulo
Pode-se observar bem a evolução dos investimentos na década passada através dos dados fornecidos pela Associação Brasileira da Infraestrutura e Indústrias de Base (ABDIB), ilustrados na figura 3.
Figura 3: Evolução dos investimentos em saneamento básico
De acordo com a definição do PLANSAB, os recursos financeiros necessários para alcançar a universalização do acesso ao saneamento até 2033 são projetados em 304 bilhões de reais, aproximadamente 15,2 bilhões de reais por ano. No entanto, devido ao descompasso entre a demanda e a realidade, a quantidade de recursos que precisam ser investidos aumenta ano a ano. Portanto, em termos da atual higiene básica, o ex-governador do Conselho Mundial da Água, Newton de Lima Azevedo, afirma que:
“O Brasil precisa de 20 bilhões de reais por ano para universalizar os serviços de água e esgoto. Isto é bonito de dizer, mas difícil de fazer. Com todo o esforço que o Governo tem feito, não tem conseguido investir em saneamento mais do que nove bilhões por ano. Assim é impossível cumprir a meta de universalização até 2030” (INSTITUTO TRATA BRASIL, 2015).
Segundo a ONU, “o acesso ao saneamento básico é um direito de todos, assim como água limpa e lavagem de mãos para ajudar a proteger e a manter a saúde e a acabar com a propagação de doenças infecciosas como a COVID-19, cólera e a febre tifoide”(ONU, 2020). Ou seja, independente da região em que more e da condição social, é obrigação governamental garantir que todas as habitações e o entorno devem disponibilizar de serviços básicos de saneamento a fim que mantenham a salubridade ambiental, e assegurar a prevenção de doenças junto à população.
Como principal medida para atingir esta meta até 2030, foi aprovado o Novo Marco Regulatório do Saneamento em 2020, Lei nº 14.026/2020, visando a atualização do marco legal do saneamento básico, a relação regulatória entre a ANA (Agência Nacional de Águas) e o setor saúde atingirá um novo patamar, pois a Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico passa a buscar um novo padrão de referência, emitir normas de referência sobre assuntos como: redução progressiva e controle da perda de água; padrões de qualidade e eficiência na prestação, na manutenção e na operação dos sistemas de saneamento básico; egulação tarifária dos serviços públicos de saneamento básico; reuso dos efluentes sanitários tratados, em conformidade com as normas ambientais e de saúde pública; etc.
Tendo isto em vista, o saneamento básico é um direito de extrema urgência no país, pois, sua deficiência ou completa ausência influencia negativamente no meio ambiente, na qualidade de vida e saúde da população.
4.2 NOVAS ESTRATÉGIAS DE GESTÃO E INVESTIMENTOS
Com relação aos reflexos do baixo investimento realizados pelos prestadores de serviços e campanhas governamentais, conforme figura 4, SNIS registra levantamento do valor do investimento realizado no ano de referência 2018 de forma direta ou por meio de contratos firmados pelo próprio prestador de serviços.
Figura 4: Investimento per capita nas redes de água e esgoto – Estado de São Paulo
O Mapa indica que os maiores níveis de investimento estão nas regiões sul e metropolitana de São Paulo. Buscando universalizar o direito ao saneamento básico, pois como visto, essas são as regiões que registram menores níveis de atendimento de água, como também os menores índices de coleta e tratamento de esgoto. Essa constatação ocorre devido à atuação da SABESP no objetivo de destinar maior volume de investimentos às regiões com piores condições de saneamento, com o propósito de melhorar a qualidade dos serviços prestados.
Políticas públicas voltadas para a melhoria do saneamento básico nas comunidades se mostram eficazes na redução da mortalidade infantil pós-neonatal, período no qual estas mortes ocorrem principalmente por doenças relacionadas às condições ambientais de vida (HOLCMAN, LATORRE e SANTOS, 2004).
Nesse contexto, fica evidente o impacto positivo do saneamento no crescimento econômico e na redução da pobreza. De acordo com um estudo da Organização Mundial da Saúde, cada dólar investido na melhoria do saneamento para atingir os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio gera uma média de US$12,00 em benefícios econômicos (PRÜSS-ÜSTÜN ET AL., 2008).
Conforme previsto no Novo Marco Regulatório do Saneamento e após análises de outros modelos por Justo (2004), em comparação entre a gestão pública e privada, e concluiu que, a partir da comparação de dois casos de franquia nacional e um caso de gestão pública, a universalização dos serviços básicos de saúde no Brasil poderia ser atingida por meio da tarifa cobrada pelos serviços.
4.3 PATOLOGIAS CAUSADAS PELA FALTA DE SANEAMENTO
Conforme o Ranking do Saneamento 2020, do Instituto Trata Brasil, aproximadamente metade da população do Brasil, ou seja 46%, não tem acesso ao tratamento de esgoto, deixando milhões de pessoas expostas a doenças provocadas pela ausência do saneamento básico.
Figura 5: Tratamento de Esgoto da População
Em várias partes do mundo, apenas a população mais rica tem a oportunidade de ter acesso ao saneamento básico. Em 2019, segundo a Organização Mundial da Saúde, cerca de 4,4 bilhões de pessoas no mundo não tinham acesso ao saneamento básico, agregado a outros riscos, como a desnutrição e falta de higiene, facilitando a proliferação de doenças.
Como exemplo, a diarreia é responsável todo ano pela morte de 361 mil mortes de crianças menores de 5 anos. A particularidade é que o acesso à água potável, a coleta e o tratamento de esgoto seriam capazes de poupar 88% desses óbitos.
A carência de saneamento básico é um dos fatores que contribui para a ocorrência de graves doenças que afetam a população global. A ausência de meios para implementar serviços básicos, como fornecimento de água potável, coleta e tratamento de esgoto, impede diversas cidades de oferecer um ambiente mínimo de saúde para seus habitantes. Esse problema também afeta a área da educação, uma vez que crianças que sofrem com Doenças Relacionadas ao Saneamento Ambiental Inadequado (DRSAI) têm sua saúde comprometida e, consequentemente, sua frequência escolar reduzida.
De acordo com um estudo que analisou dados entre 2000 e 2010, um aumento de apenas 1% na cobertura de saneamento está associado a um aumento de 0,11% no índice de presença escolar e a uma redução de 0,31% na taxa de atraso escolar, além de uma queda de 0,12% na taxa de evasão escolar. Além disso, adultos também são afetados pela falta de saneamento, tendo que se ausentar de seus trabalhos devido a infecções gastrointestinais, o que gera diminuição na atividade laboral e aumento dos custos para o empregador.
Outro problema relevante é que trabalhadores informais ou autônomos sofrem impactos diretos na arrecadação familiar diária quando são obrigados a se ausentar do trabalho por questões de saúde, uma vez que um dia sem trabalhar significa um dia sem receber dinheiro. Essas circunstâncias também aumentam os gastos em saúde pública, com o aumento das consultas médicas e internações, principalmente para a população mais vulnerável.
Observa-se que em áreas com saneamento básico adequado, os trabalhadores apresentam melhor desempenho e produtividade, e recebem remunerações superiores. Já nas regiões que não contam com coleta e tratamento de esgoto, há prejuízos para o desenvolvimento de novos empreendimentos e aumento dos lucros. Por exemplo, o turismo é um setor que sofre com a falta de saneamento, pois praias sem água adequada para banho afastam os visitantes.
Por outro lado, as regiões com coleta e tratamento de esgoto, distribuição de água potável e ecossistema preservado atraem mais investimentos, gerando demanda por novas construções residenciais e comerciais, valorizando toda a região. Portanto, é importante destacar que oferecer acesso à água potável e tratamento de esgoto não deve ser considerado um custo, mas sim um benefício que resulta na melhoria da economia tanto para a população quanto para o governo.
Os resultados a população são vistos que, a cada real investido em saneamento concebe 4 reais de redução de gastos na saúde; 1,2 milhões de pessoas distanciadas de seus ofícios de trabalho mensalmente por vômito e diarreia, permanecendo normalmente, 3,32 dias afastadas do emprego; a coleta universal de saneamento e esgoto reflete 74,6 mil hospitalizações a menos no Brasil e competência de gerar 50 mil cargos diretos ou indiretos, aplicando 7,2 bilhões de reais em rendimentos na economia do país.
O destino inapropriado do esgoto e a inexistência de tratamento de água são explicações de várias enfermidades causadas por organismos patogênicos, que crescem em locais insalubres, contribuindo para agravar epidemias, largando os habitantes mais sujeitos a bactérias e vírus que provocam doenças possivelmente letais, provocadas por larvas, parasitas ou cistos originários de dejetos humanos.
As doenças mais relevantes provocadas por inexistência de saneamento básico:
- Diarréia por Escherichia Coli
- Disenteria Bacteriana
- Febre Tifóide
- Cólera
- Leptospirose
- Hepatite A
- Verminoses
- Giardíase
- Amebíase
- Arbovirose
Essas doenças podem ser transmitidas através da ingestão ou contato com água contaminada, e podem levar a sintomas graves, como diarréia, febre, vômitos e até mesmo a morte em casos extremos. A prevenção dessas doenças envolve o tratamento adequado da água e o uso de medidas de higiene pessoal, como lavar as mãos regularmente e evitar beber água de fontes desconhecidas ou suspeitas.
Para diminuir as doenças relacionadas à carência do saneamento básico é necessário oferecer a toda população acesso à água potável, tratamento de esgoto, gerando uma economia e sociedade funcional e equilibrada.
4.4.5 SISTEMA DE COLETA E TRATAMENTO DE ESGOTOS CONVENCIONAL
Um sistema de esgoto sanitário é um conjunto de obras e instalações que realizam a coleta, transporte e remoção de efluentes, tratamento e disposição final de forma adequada do ponto de vista sanitário e ambiental. À medida que são construídos os sistemas de esgotamento sanitário comunitário t como principais objetivos coleta individual ou coletiva de esgoto, remoção rápida e segura dos esgotos, tratamento e destinação adequada do esgoto tratado para fins de conservação de recursos naturais, melhorar o saneamento local, eliminar fontes de poluição e eliminar preocupações estéticas desagradáveis; reduzir recursos usados para tratar doenças; reduzir custos de tratamento de água. (COSTA, 2011)b
A Fossa Séptica Biodigestora (FSB) Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) criada em 1973 para ensinar tecnologias básicas de agricultura e pecuária adaptadas a regiões tropicais. m 2001, um pesquisador da Embrapa chamado Antônio Pereira de Novaes, desenvolveu o que hoje chamamos de FSB (FBB, 2010). Embora este sistema tenha se tornado inédito apenas no início do século XXI, em novembro de 1980 a EMBRAPA de Minas Gerais soltou uma circular que evidencia testes de um biodigestor advindo do sul do continente asiático. (Circular Técnica número 03, EMBRAPA, 1980).
Para Ferraz e Marriel (1980), o projeto contribuir de maneira eficaz na dificuldade de energia do Brasil O modelo utilizado na época fazia uso de biomassa vegetal e, posteriormente, excrementos animais e por fim o esgoto caseiro.
O inicial de FSB possuía dois reservatórios para tratar os resíduos provenientes das atividades humanas e uma outra para receber o produto tratado das duas primeiras. Todos os reservatórios eram feitos de cimento amianto e, às vezes, de plástico e com capacidade nominal de um metro cúbico (NOVAES et al., 2002).
Ao longo do tempo diversos materiais foram estudados para viabilizar e melhorar o processo de estabelecimento das fossas sépticas biodigestoras. Materiais como asbesto que é uma fibra de origem mineral e o polímero de etileno, foram um dos muitos materiais que foram disseminados no tocante às modificações que a FSB teve.
Figura 6: Fossa Séptica em Amianto pré-moldada
Figura 7: Fossa Séptica em Polietileno
No início do desenvolvimento do modelo de fossa séptica em asbesto (ou amianto), falava-se sobre a gradação que o material poderia gerar ao ambiente em que seria utilizado. Para a OMS (2017) o material poderia vir a contaminar o solo e pôr em risco a saúde da população. Haja visto que a resolução do CONAMA 348 que considera o amianto como um resíduo de classificação perigosa, a utilização deste material pareceu-se imprópria ao longo do tempo para o tratamento anaeróbio dos efluentes domésticos. Logo após o amianto, foi a vez das fossas concebidas com base naquele que é, quimicamente falando, o polímero mais simples, o polietileno. Sendo um dos tipos mais simples de plástico e sua viabilidade econômica de produção, o plástico foi amplamente utilizado como matéria prima pela EMBRAPA. No entanto, observou-se que o solo à que a caixa neste material estava submetida, exercia uma pressão maior à que a caixa poderia suportar, tendo como consequência a deformação e o cisalhamento do recipiente que, mais uma vez, mostrou-se impróprio para confecção de FSB.
No ano de 2006 a Embrapa resolveu a problemática envolvida com os materiais sugerindo reservatórios que fossem confeccionados em fibras de vidro (EMBRAPA, 2006). Este material possui características que favoreciam o processo como um todo, pois o PRFV (Polímero Reforçado com Fibra de Vidro) possui uma maior leveza quando considerado anilhas de amianto; possui uma maior resistência à tensão (situação causada pelo solo); reciclável, não sendo prejudicial ao meio ambiente; suportam temperaturas elevadas e não dispõem de custo elevado para obtenção. Atualmente o canal de comunicação oficial da EMBRAPA possui um “livreto de saneamento básico” que recomenda fortemente a utilização de caixas em fibra de vidro.
Figura 8: Fossa Séptica em Fibra de Vidro
Apesar da ter desenvolvido um dos métodos alternativos de tratamento do esgoto doméstico mais propagado do país, instituições como Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (Incra), a Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI) e a Fundação Banco do Brasil (FBB) têm atribuído de maneira constante a tecnologia (SERAFIM e DIAS, 2013). Não obstante, o sistema tem ocupado lugar ao lado de tecnologias premiadas pelo Prêmio Mercocidades de Ciência e Tecnologia.
Como toda tecnologia promissora, atualizações e inovações foram necessárias para alcançar a eficácia desejada. Haja visto sua viabilidade, ideia e aplicabilidade eficiente, supõe-se que pouco mais de 10.000 exemplares tenham sido estabelecidos nos municípios ao redor do Brasil (SILVA, 2016; SILVA, MARMO e LEONEL, 2017, SILVA, 2018). Além disso, a EMBRAPA possui projetos de disseminação do produto em mais de 35.000 mil casas da zona rural.
Neste sentido, a Embrapa desenvolveu uma série de documentos que facilitam o acesso da população com déficit de saneamento básico e/ou que queiram a tecnologia na residência. Livros e cartilhas demonstram através de fotografias e manuais de instrução a montagem e a manutenção necessária para concepção do modelo desenvolvido.
4.4.2 Princípios de funcionamento da Fossa Séptica Biodigestora
O sistema FSB (esquema da fig. 9) tem como base de funcionamento a biodigestão de resíduos orgânicos (FAUSTINO, 2007) mediante decomposições classificadas como anaeróbias por bactéria (utilizando esterco bovino ou ovino como meio inoculante). Este processo tem como consequência o tratamento eficiente dos resíduos que poderiam prejudicar o meio ambiente, causando doenças e poluição por suas características.
Composto por dois reservatórios de fibra de vidro (ou fibrocimento) de 1m³ cada, que se conectam única e de maneira exclusiva ao vaso sanitário, e um terceiro reservatório destinado à coleta do adubo orgânico, este sistema se distingue dos demais métodos de tratamento de efluente por sua configuração, pois realizando a retirada do resíduo contaminado das camadas abaixo do reator e, logo após, lançando-o à camada superior do próximo reservatório através dos reatores que trabalham em série, impede-se a formação de regiões sem movimento e intensifica o contato entre a biomassa e o líquido de maneira constante por todo o processo de tratamento.
Os processos biológicos aplicados no tratamento de efluentes são aqueles em que os organismos microscópicos, que pode existir em sua forma unicelular ou em uma colônia de células, fazem uso do material orgânico que pode ser destruído por um agente biológico em um reator biológico para fontes energéticas de funcionamento próprio e como obtentor de matéria prima para sua concepção como é mostrado no esquema da figura 9. Nesta metodologia, dois comportamentos são comumente evidenciados, sendo a de respiração e a de reação de síntese e reprodução.
Figura 9: Esquema de funcionamento da FSB
O processo de respiração é caracterizado pelos micróbios que fazem uso do material orgânico para gerar energia e, por sua vez, o de reação de síntese e reprodução, pela matéria prima que é empregada na concepção de microrganismos.
Na ocasião em que os microrganismos se aproveitam do oxigênio que foi desfeito do processo (OD), a respiração é tida como sendo em vias aeróbias e, quando o processo não possui oxigênio dissolvido e nem nitrato (N-NO3), anaeróbia (ALEM SOBRINHO, 2001).
O seguimento que se utiliza de respiração anaeróbica é descrito como sendo a estabilização da matéria orgânica em ambiente livre de oxigênio molecular (Faustino, 2007). O intuito deste processo é reduzir de maneira significativa os sólidos inconstantes, restringir consideravelmente os organismos capazes de produzir doenças infecciosas tanto ao meio ambiente quanto ao ser humano e, de maneira singular, estabilizar os elementos instáveis presentes no esgoto (FAUSTINO, 2007).
Figura 10: Esquema da via de degradação anaeróbia da matéria orgânica
Fonte: ESTUDOS FÍSICO-QUÍMICOS DE EFLUENTE – UFSCAR (Faustino, 2007).
Este procedimento é requerido muitas vezes pela sua viabilidade econômica por ser de fácil custeio de operação e pela geração de dois gases com um alto poder de fornecimento de energia, o gás carbônico e o gás metano. Boa parte do material orgânico disposto no sistema é transformado em biogás, apenas de 5 a 15% vira biomassa, o restante é convertido nos gases mencionados. No entanto, a conversão obtida no biodigestor se torna insuficiente ou, ainda, inviável se pensado em seu contexto isolado, pois o aproveitamento dos gases convertidos é consideravelmente baixo para um potencial de energia que valha o sistema. (SILVA, MARMO & LEONEL, 2017).
O mesmo acontece com a geração da biomassa, que possui uma problemática envolvida em sua existência e composição. Discussões são evidenciadas no âmbito acadêmico sobre o acúmulo e a quantidade de matéria que se concentra ao fundo do reservatório. Neste aspecto, a quantidade de biomassa é tão pequena que a EMBRAPA (2017) afirmou “não é necessário que seja efetuada limpeza das caixas, pois o projeto do biodigestor permite que o efluente concentrado na parte inferior seja transportado para a próxima caixa à medida que entra mais água no sistema”.
4.5 DEFINIÇÕES DE FOSSA SÉPTICA BIODIGESTORA
A fossa séptica biodigestora opera igual às outras fossas sépticas, sistema encarregado por receber e tratar os efluentes que são descarregados pela descarga da residência. O sistema sendo bem implantado, a fossa biodigestora restitui para a superfície a água tratada, não contaminando o meio ambiente, sendo assim, considerado uma miniestação para o tratamento de esgoto. Algumas vantagens deste sistema é que além de ser um tanque séptico, possui filtro biológico e remove o lodo através de carga hidráulica. Por isso, desobriga a utilização de empresas limpa-fossa e simplifica o tratamento de esgoto em regiões não atendidas por rede coletora de esgotos. É um recurso excelente para o tratamento de resíduos de residências, comércios, sítios e chácaras.
Os principais benefícios são: não contaminar o solo, é eficiente e seguro para a saúde e meio ambiente, uso enterrado, 100% impermeável, não contamina o solo e não necessita de limpa-fossa.
4.5.1 Funcionamento da Fossa Séptica Biodigestora
- O esgoto é jogado no biodigestor deslocando de modo ascendente (de baixo para cima);
- Os próprios resíduos do esgoto favorecem a degradação do material orgânico por meio anaeróbico;
- Naturalmente por gravidade, o lodo estável é concentrado no fundo cônico do biodigestor, possibilitando realizar a sua remoção para a caixa de secagem;
- O rejeito percorre pelo separador trifásico/filtro biológico sendo depurado, separando as matérias sólidas que são capazes de carregar gases que surgem no decorrer da decomposição na água, impedindo a obstrução nas paredes do sistema de infiltração.
- O resíduo tratado é canalizado para o sistema de infiltração;
- Os gases saem espontaneamente no sistema de ventilação.
Figura 11: Funcionamento do Biodigestor.
4.5.2 Instalação
Para um desempenho de sucesso do Biodigestor necessita de uma instalação própria e singular obedecendo normas do manual do fabricante da marca Acqualimp, sendo como itens importantes a escavação e compactação do solo, implantação da caixa de secagem, tubulação de ventilação, caixa de gordura, sumidouro ou vala de infiltração do efluente final, sendo água tratada e mantendo sua manutenção e limpeza nos prazos exigidos.
5. METODOLOGIA
Os objetivos expor desenvolver
Na pesquisa, foi empregado a revisão sistemática como método de pesquisa. Este estilo de pesquisa busca responder uma pergunta específica de forma objetiva e imparcial através de sistematizações, a fim de selecionar e avaliar inteiramente pesquisas expressivas, além de apanhar e observar informações de estudos incluídos na revisão (CLARCK, 2001).
Foi empreendido uma revisão sistemática de publicações das bases de dados do Google Acadêmico, tendo como estratégia de análise o agrupamento de artigos expressivos nacionalmente. Os termos utilizados para realizar a pesquisa foram: Fossa Séptica Biodigestora; São Paulo; Zona Rural; Novo Marco Regulatório do Saneamento e Universalização do Saneamento.
Na pesquisa primária realizada, utilizou-se o filtro “Artigos ou Revisões”, para tanto, foram suprimidos livros, conferências ou anais de congressos. Utilizamos como critério de tempo o período de 2016 até 2022, além de documentos apenas em português. Foram alcançados um total de 47 resultados, classificados por ordem crescente. A análise de prelúdio dos documentos nos permitiu desconsiderar um total de 27 artigos que não possuem parcela de importância no escopo da pesquisa.
Após o reconhecimento minucioso e a subtração dos elementos de desinteresse da pesquisa, um conjunto de 20 artigos foram considerados por ordem crescente de ano, do mais antigo para o mais novo que compôs o âmbito de pesquisa.
Buscou-se também realizar um projeto que mostrasse a realidade e viabilidade de instalação da fossa séptica na região da zona rural. Todos os projetos foram desenvolvidos com base nos dimensionamentos apresentados no item “6. Resultados e discussão” desta pesquisa. Sempre levando em conta a definição da norma brasileira NBR 9.648/1986, que observa que o esgoto sanitário é o despejo líquido formado pelos esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária, visto que o esgoto doméstico é acompanhado de uma descarga líquida para a higiene das necessidades fisiológicas humanas. Dadas as observações utilizou-se o AutoCAD que é um software do tipo CAD para desenhar as plantas e os detalhes do esquema que result na Fossa Séptica.
Utilizando este layout desenvolvido foram definidos os pontos hidráulicos de água fria e água quente. Estas definições foram de grande importância para o dimensionamento das tubulações com base nas NBR’s: NBR prediais de água quente, permitindo sua representação isométrica.
Após a definição dos pontos detalhados nas isométricas e do dimensionamento dos pontos de água fria e água quente, foi possível o dimensionamento de toda a rede de esgoto conforme a NBR 6160 Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução, crucial para o dimensionamento adequado da fossa séptica.
Figura 12: quadro-fluxograma das etapas do projeto.
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 ELENCAR OS BENEFÍCIOS SOCIAIS DA FOSSA SÉPTICA PERANTE A OPORTUNIDADE DE UNIVERSALIZAÇÃO DO SANEAMENTO.
De acordo com a FIOCRUZ, 2,3 bilhões de pessoas não têm acesso ao saneamento básico. Além disso, 4,5 bilhões de pessoas não têm a implantação de serviços de saneamento de forma correta causando a exposição a doenças devido ao uso de latrinas onde as excreções são eliminadas no local.
A carência de um saneamento básico pode ser relacionada com a população de baixa renda, onde estas pessoas são vulneráveis por conta da subnutrição e higiene inadequada. As doenças devido ao esgoto a céu aberto têm como consequência a morte de milhões de pessoas todos os anos. O Atlas esgotos (2017) informa os índices de cobertura (fig. 13) de esgoto no Brasil, dentre eles 18,8% do esgoto não coletados e nem tratados.
Figura 13: índices de cobertura de esgoto no Brasil
De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), em países de baixa e média renda, mais de 50% das fezes das crianças não são eliminadas com segurança; entre 11% e 64% dos agregados familiares com casas de banho e latrinas melhoradas não as utilizam para as fezes das crianças. Além disso, a OMS menciona que a falta de saneamento tem como consequência doenças graves como hepatite A, poliomielite, desnutrição e anemia.
O tratamento de esgoto é necessário para toda população, pois está relacionado com a qualidade de vida, preservação do meio ambiente, desenvolvimento social e econômico da população.
A lei 14.026, Art. 4o, §3 a seguir:
I-Promover a prestação adequada dos serviços, com atendimento pleno aos usuários, observando os princípios da regularidade, da continuidade, da eficiência, da segurança, da atualidade, da generalidade, da cortesia, da mocidade tarifária, da utilização racional dos recursos hídricos e da universalização dos serviços:
Dentre as diversas tecnologias usadas para o tratamento de esgoto, a escolhida pela pesquisadora em seu estudo foi a fossa séptica biodigestora, utilizada para o tratamento de águas negras (derivadas de vasos sanitários), e desenvolvida pela Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). Uma de suas principais características é a autonomia, pois o ideal é que a população seja muito bem orientada para que cada família fique responsável pela instalação e manutenção dos equipamentos em sua casa. “A ideia é trazer a população para dentro dessa dinâmica, fazer com que ela internalize essas tecnologias”, afirma Michelle. Quem estabelece o Plano Nacional de Saneamento Básico (Plansab) é a Lei n°11.445/2007, ela é quem rege o saneamento no Brasil atualmente. Tal legislação é quem dita as diretrizes para diversos serviços que atendem a população, tanto na infraestrutura como em instalações de abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos e drenagem e manejo das águas pluviais urbanas.
Para que a universalização seja possível, os contratos irregulares deverão ser finalizados pelos municípios, pois a falta de saneamento nas áreas urbanas é uma realidade que atualmente vem sendo combatida com leis e ações em prol da melhoria de vida para a população, no entanto, os números mostram que será um avanço gradativo. Mesmo sendo regulamentado, em 2016 o governo admitiu que não será possível atingir a meta de saneamento que foi estipulada, que era, de acordo com o Plansab, atender até 90% do brasil com o tratamento e destinação do esgoto e chegar a abastecer 99% do território com água potável até 2033.
6.1.1 Sistema seguro e vantajoso
A rede coletora traz benefícios tanto ao meio ambiente quanto à população, atenuando parte das doenças causadas por poliovírus, que dentre suas formas de transmissão, está na ingestão de água ou alimentos contaminados por agentes provenientes de fezes de doentes ou portadores. Em comparação com a fossa séptica, a rede coletora de esgoto não requer manutenção por parte do usuário, sendo apenas para conduzir o esgoto até um coletor tronco e fazer assim chegar até uma estação de tratamento de esgoto residencial (ETE).
A fossa séptica proporciona um tratamento seguro com um custo baixo e sem ocasionar impactos ambientais. Em relação à perspectiva sanitária, o correto tratamento é fundamental para o controle e prevenção de doenças, além disso também evitam a poluição do solo e da água de possíveis lençóis freáticos. No setor econômico, o saneamento básico aumenta a vida média da população devido a diminuição da mortalidade ocasionada pelas doenças, reduz o custo de tratamento da água de abastecimentos e diminui a poluição dos mananciais.
Em 2020 houve a atualização do marco legal do saneamento básico, onde é atribuído para à Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA) a autoridade para modificar as normas de referência sobre o serviço de saneamento, além disso aprimorou as condições estruturais do tratamento de esgoto com a finalidade de abordar os prazos para disposição apropriada dos rejeitos sólidos.
A lei 14.026, Art 4o, §1 a seguir:
I – Padrões de qualidade e eficiência na prestação, na manutenção e na operação dos sistemas de saneamento básico;
II – Regulação tarifária dos serviços públicos de saneamento básico, com vistas a promover a prestação adequada, o uso racional de recursos naturais, o equilíbrio econômico-financeiro e a universalização do acesso ao saneamento básico;
III – Padronização dos instrumentos negociais de prestação de serviços públicos de saneamento básico firmados entre o titular do serviço público e o delegatário, os quais contemplarão metas de qualidade, eficiência e ampliação da cobertura dos serviços, bem como especificação da matriz de riscos e dos mecanismos de manutenção do equilíbrio econômico-financeiro das atividades;
IV – Metas de universalização dos serviços públicos de saneamento básico para concessões que considerem, entre outras condições, o nível de cobertura de serviço existente, a viabilidade econômico-financeira da expansão da prestação do serviço e o número de Municípios atendidos;
V – Critérios para a contabilidade regulatória;
VI – Redução progressiva e controle da perda de água;
VII – Metodologia de cálculo de indenizações devidas em razão dos investimentos realizados e ainda não amortizados ou depreciados;
VIII – Governança das entidades reguladoras, conforme princípios estabelecidos no art. 21 da Lei nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007;
– Reuso dos efluentes sanitários tratados, em conformidade com as normas ambientais e de saúde pública;- Parâmetros para determinação de caducidade na prestação dos serviços públicos de saneamento básico;- Normas e metas de substituição do sistema unitário pelo sistema separador absoluto de tratamento de efluentes;- Sistema de avaliação do cumprimento de metas de ampliação e universalização da cobertura dos serviços públicos de saneamento básico;
– Conteúdo mínimo para a prestação universalizada e para a sustentabilidade econômico-financeira dos serviços públicos de saneamento básico.
6.2 MOSTRAR OS BENEFÍCIOS AMBIENTAIS DA UNIVERSALIZAÇÃO DOS TRATAMENTOS DE ESGOTO
No Brasil a população sem a cobertura de serviço de esgotamento sanitário é cerca de 100 milhões de pessoas e onde apenas 46,3% do esgoto coletado recebe o tratamento devido antes retornar ao meio ambiente (NARZETTI; MARQUES, 2021, apud ARAUJO, 2021).
Segundo Fundação Nacional de Saúde (FUNASA, 2010) são classificadas como Doenças Relacionadas ao Saneamento Ambiental Inadequado (DRSAI) as doenças de veiculação hídrica, onde a população com falta ou ineficiência dos serviços de saneamento básico são mais suscetíveis a tais doenças (FERREIRA, et al., 2016).
Segundo Guimarães, Carvalho e Silva (2007), sobre dados divulgados pelo Ministério da Saúde (2004) a cada 1 real investido em saneamento básico, economiza-se 4 reais na área da medicina curativa. Complementado pela FUNASA (2004) os benefícios da universalização do saneamento básico para a população e para a economia são:
- Aumento da vida média das pessoas, pela redução da mortalidade em consequência da redução dos casos de doenças;
- Diminuição das despesas com o tratamento de doenças de veiculação hídrica;
- redução do custo do tratamento da água de abastecimento, pela prevenção da poluição dos mananciais;
- Controle da poluição das praias e dos locais de recreação com o objetivo de promover o turismo;
- Prevenção da fauna aquática, especialmente os criadouros de peixes.
A redução de doenças infectocontagiosas e a melhora da qualidade de vida são exemplos de benefícios proporcionados por projetos de saneamento ambiental que afetam de forma positiva a sociedade.
6.2.1 Melhores indicadores de educação
Moradores de áreas sem acesso à rede de distribuição de água e de coleta de esgotos têm uma redução do atraso escolar, ou seja, uma escolaridade menor significa uma perda de produtividade e de remuneração das gerações futuras. Somente o custo desse atraso escolar devido à falta de saneamento alcançou R$16,6 bilhões em 2015.
6.2.2 Valorização Imobiliária
Tendo como base os dados da PNAD 2015, o estudo revelou um impacto expressivo do saneamento sobre o valor dos ativos imobiliários e sobre a renda gerada pelo setor. Considerando dois imóveis em bairros similares e que se diferenciam apenas pelo acesso ao saneamento, aquele que estava ligado às redes de distribuição de água e de coleta de esgoto poderia ter seu valor elevado em quase 14%. Espera-se que a universalização do saneamento traga acesso à água tratada a mais 33,1 milhões de moradias e coleta e tratamento de esgoto a 49,1 milhões de habitações até 2035. Olhando-se o valor médio dos imóveis, isso permitirá que as residências que recebam os serviços de saneamento tenham uma valorização média de 12,8%. Em vinte anos, o valor presente dos ganhos com a valorização imobiliária deve atingir R$273,8 bilhões no país.
6.2.3 Valorização do Turismo
O turismo é, sabidamente, uma atividade econômica que não se desenvolve adequadamente em regiões com falta de água tratada, coleta e tratamento de esgoto. A contaminação do meio ambiente por esgoto compromete, ou até anula, o potencial turístico de uma região. Com base no modelo estatístico, estima-se que os ganhos de renda do turismo devidos à universalização do saneamento atinjam em média R$1,2 bilhão por ano no período de 2015 a 2035. Em vinte anos, os ganhos com a valorização ambiental para o turismo brasileiro devem atingir R$24,5 bilhões. Isso significa uma renda maior para os trabalhadores do setor, lucros para as empresas e impostos para os governos, principalmente dos municípios que recebem impostos sobre os serviços e as atividades de turismo.
6.2.4 Geração de emprego
Analisando-se o período de 2005 a 2015, o estudo mostrou que o país investiu, em média, R$ 9,264 bilhões por ano. Esses investimentos foram feitos em obras de manutenção e expansão das redes de água e esgoto nas cidades brasileiras, sustentaram quase 142 mil empregos anuais e geraram R$ 11,025 bilhões / ano de renda na economia brasileira.
6.2.5 Redução de doenças
Os dados oficiais mostram que, em média, a cada afastamento as pessoas ficaram longe de suas atividades por 3,32 dias em média. Isso significa que essas doenças causam 49,8 milhões de dias de afastamento ao longo de um ano. A economia com a melhoria das condições de saúde da população brasileira projetada para o período 2015 a 2035, tomando por base os afastamentos do trabalho e internações ocorridos em 2015, deve ser em média de R$362 milhões. Em vinte anos (2015 a 2035), considerando o avanço gradativo do saneamento, o valor presente da economia com saúde, seja pelos afastamentos do trabalho, seja pelas despesas com internação no SUS, deve alcançar R$7,239 bilhões no país.
6.3 ELABORAR UM PROJETO DE FOSSA SÉPTICA BIODIGESTORA PARA UMA RESIDÊNCIA UNIFAMILIAR DA PERIFERIA DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO.
6.3.1 Local de atuação
Para a realização do projeto foi selecionado o terreno localizado na Rua Sinfonia Inacabada, 353 em Parelheiros, Zona Sul da cidade de São Paulo, com 285 m², sendo 15 metros de largura (frente) e 19 metros de profundidade, prevista para grupo unifamiliar de 04 (quatro) habitantes.
O projeto é destinado a uma residência unifamiliar de baixo padrão ou em qualquer região na qual ainda não tenha rede de esgoto definitiva, contendo quatro pessoas em um terreno. Terreno destacado em branco na ortofoto de 2017, figura 14, demonstra como mais clareza o local selecionado para a realização do projeto.
Figura 14: Ortofoto 2017 – Destaque do terreno selecionado.
Conforme levantamentos da Rede Social Brasileira por Cidades Justas e Sustentáveis, figura 15, podemos notar que o número de domicílios sem ligação de rede de esgoto da série histórica da região de Parelheiros segue crescendo, o que é um forte sinal do baixo investimento da região.
Figura 15: Números de domicílios sem rede de esgoto.
Fonte: Rede Social Brasileira por Cidades Justas e Sustentáveis, 2022.
Já quanto ao fator de desigualdade social, é um forte indicativo para o alto número de domicílios ainda sem a ligação definitiva de esgoto, visto que a disparidade do bairro de parelheiros para pinheiros no ano de 2010 chegou a 595,62 vezes como bem ilustrado pela figura 16, levantado pela Rede Social Brasileira por Cidades Justas e Sustentáveis.
Figura 16: Desigualdade entre Parelheiros e Pinheiros.
6.3.2 Elaboração do projeto
Todos os projetos foram desenvolvidos com base nos dimensionamentos citados abaixo deste documento e pensados para o terreno selecionado em Parelheiros, Zona Sul da cidade de São Paulo. Sempre levando em conta a definição da norma brasileira NBR 9.648/1986, esgoto sanitário é o despejo líquido formado pelos esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária, visto que o Esgoto doméstico é acompanhado de uma descarga líquida para a higiene das necessidades fisiológicas humanas.
Dadas estas observações, foi selecionada a seguinte planta arquitetônica para o atendimento de um grupo unifamiliar de 04 (quatro) pessoas.
Figura 17: Planta arquitetônica unifamiliar.
Utilizando este layout foram definidos os pontos hidráulicos de água fria e água quente. Estas definições foram de grande importância para o dimensionamento das tubulações com base nas NBR’s NBR 5626 – Instalações prediais de Água fria e NBR 7198 – Projeto e instalações prediais de água quente, permitindo sua representação isométrica conforme as figuras 18 e 19.
Figura 18: Isométrica – Térreo
Figura 19: Isométrica – Cobertura
Após a definição dos pontos detalhados nas isométricas acima e do dimensionamento dos pontos de água fria e água quente, foi possível o dimensionamento de toda a rede de esgoto conforme a NBR 6160 Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução, crucial para o dimensionamento adequado da fossa séptica. Segue abaixo ilustração, figura 20, do sistema previsto:
Figura 20: Planta de esgoto
6.3.1 Dimensionamento e Memorial de Cálculo
6.3.1.1 Água fria
Baseando-se na norma NBR 5626/1997 – Instalações Prediais de Água Fria, o dimensionamento foi realizado na ordem da tabela A.5 – Rotina para dimensionamento das tubulações. Por uma questão didática, resume-se o memorial de cálculo em 7 passos simplificados que, em sua complexidade, é apresentado através da “Planilha de Dimensionamento” anexada ao presente trabalho.
Tabela 1: A.5 – Rotina para dimensionamento das tubulações
Fonte: NBR 5626 – Instalação predial de água fria, 1998.
1º Passo: Determinar trechos
Todas as mudanças de vazão, diâmetro e desvios, um novo trecho foi adicionado. Conforme imagem retirada da Planta Isométrica das Tubulações Prediais.
2º Passo: Somar pesos de cada trecho
Usando valores tabelados foi estabelecido a soma dos valores dos pesos de cada peça. De acordo com a NBR 5626 os pesos relativos de cada aparelho são os seguintes:
Tabela 2: Vazão de projeto em função do aparelho sanitário
3º Passo: Estimar vazão
A vazão é determinada por fórmula . Sabendo a soma dos pesos dos aparelhos no trecho, utilizamos a fórmula abaixo:
Onde:
Q = Vazão (L/s)
P = Peso dos Aparelhos
4º Passo: Determinar o diâmetro mínimo e diâmetro usado
O diâmetro mínimo é calculado através do uso do ábaco. O ábaco é uma tabela, figura 21, que relaciona a soma dos pesos de cada trecho e o diâmetro mínimo a ser utilizado.
No ábaco os números em destaque são o resultado da soma dos pesos, ao lado estão os diâmetros mínimos a serem adotados em milímetros.
Cada faixa de valores da soma dos pesos corresponde a adoção de um diâmetro específico da tubulação.
Figura 21: Ábaco de Diâmetro Mínimo
5º Passo: Verificar velocidade nos trechos
Para verificar a velocidade nos trechos o escoamento deve estar conforme as inequações para o cálculo da velocidade, conforme demonstrado abaixo:
Onde:
D = Diâmetro Adotado (mm) V = Velocidade (m/s)
Q = Vazão (l/s)
6º Passo: Determinar perdas de carga
A determinação das perdas de carga é dividida em duas partes, perda de carga unitária e global ou total, onde uma representa a perda de pressão a cada metro da tubulação e a outra representa a soma das perdas de carga respectivamente.
Para a perda de carga unitária o cálculo é realizado usando a seguinte equação:
Onde:
J = Perda de carga unitária (Kpa/m) Q = Vazão (l/s)
D = Diâmetro (mm)
Já a perda de carga total calcula-se a partir da equação abaixo:
Onde:
ΔH = perda de carga total (Kpa);
Lr = comprimento real das tubulações (m);
La = comprimento equivalente dos acessórios (m).
Esses comprimentos são dados por tabela e de forma simplificada são valores em metros correspondentes a cada tipo de conexão.
Para se obter o valor do comprimento equivalente das conexões de cada trecho basta somar os valores correspondentes a cada conexão de acordo com o diâmetro usado no trecho. A tabela a seguir foi retirada da NBR 5626 e relaciona esses valores.
Tabela 3: A.2 Perda de Carga em conexões
6.3.3.2 Água Quente
Os cálculos foram realizados conforme as tabelas do livro “Instalações Hidráulicas e Sanitárias (Hélio Creder) e os parâmetros da NBR 7198.
Definido a quantidade de pessoas e o consumo por residência com aquecedor elétrico através da tabela 4 de Creder, hélio
Tabela 4: Estimativa de dimensionamento
Fonte: Estimativa de dimensionamento – Creder, Hélio, 1991.
Para a definição do consumo de água quente em litros, foi utilizado a fórmula abaixo:
Cd = P. qAQ
Onde:
Cd = Volume de consumo de água quente (L); P = Quantidade de habitantes da residência;
qAQ = Consumo de água quente por pessoa (L/hab);
Segue a tabela 5 com os cálculos realizados e a definição do consumo de água quente e da adoção do boiler de 200 L devido aos tamanhos comerciais:
Tabela 5: Dimensionamento do Boiler
Todo o dimensionamento do sistema de esgoto foi realizado com base na NBR 6160/1984 Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução, através do método de UHC para estas conferências, abaixo as tabelas 6 e 7, de cálculo de acordo com as recomendações da norma citada:
Tabela 6: Ramais de descarga.
Tabela 7: Dimensionamento de ramais de esgoto (caixa sifonada).
Após a esta etapa do dimensionamento de ramais, é necessário o dimensionamento do ramal coletor do sistema, este que vai diretamente ligado a fossa séptica no fim do sistema, seguindo a NBR 6160 foi elaborada a tabela tabelas 8, com definição de parâmetros como declividade, diâmetro do trecho e UHC aprovado do ramal coletor.
Tabela 8: Dimensionamento de ramal coletor.
Em seguida foi dimensionado o ramal de ventilação previsto em norma para o funcionamento adequado do sistema, conforme memória de cálculo da tabela 9:
Tabela 9: Dimensionamento de ramal de ventilação.
6.3.4 Comparativo de Custo – Fossa séptica ou Sistema convencional
Segundo dados retirados da NBR 7229/93, tabela 10, a contribuição diária para ocupações permanentes de baixo padrão é de 100 litros/habitante/dia. Logo uma residência unifamiliar de 4 (quatro) pessoas contribui para a rede de esgoto anualmente com 146.000,00 litros de esgoto, portanto com uma média mensal de 12.166,67 litros.
Tabela 10: Contribuição diária de esgoto © e de Lodo Fresco (Lf) por tipo de prédio e de ocupante.
O dimensionamento da tubulação de esgoto foi essencial para a definição do modelo comercial “Biodigestor 600 Litros – Acqualimp” que por sua vez atende aos volumes previstos para um grupo familiar de 4 (quatro) pessoas com uma garantia de 5 (cinco) anos contra defeitos de fábrica.
6.4 VIABILIDADE ECONÔMICA DA FOSSA SÉPTICA BIODIGESTORA
Para o cálculo de viabilidade da fossa, foi necessário estimar e avaliar valores como o de consumo, tempo, quantidade de pessoas, todos já abordados neste trabalho, para enfim realizar a verificação da viabilidade econômica da fossa séptica deste estudo. Para este fim, foi utilizada a atual tarifa de esgoto da cidade de São Paulo, figura 22, nesta faixa de consumo no distrito de Parelheiros, conforme abaixo:
Figura 22: Tarifas – SABESP.
Através destas informações, é possível a comparação entre o modelo “Biodigestor 600 Litros – Acqualimp” e o sistema convencional de coleta e tratamento de esgoto, para esta comparação, foi elaborada a tabela 11, visando compilar os dados levantados e estimar o custo mental da coleta e tratamento de esgoto em uma residência unifamiliar com 4 habitantes:
Tabela 11: Estimativa de custo mensal – tratamento e coleta convencional.
Com o custo estimado de R$ 62,42 reais mensais, pode-se comprar o custo da fossa pré-fabricada, tabela 12, e observa-se que o sistema se paga ao 21º (Vigésimo primeiro) mês e em diante todos os meses até os 5 (cinco) anos de sua vida útil coberta pela garantia do fabricante passam a ser lucro, estimado em R$ 2.434,19 ao final deste período coberto pela garantia.
Tabela 12: Comparativo de custo entre fossa séptica e sistema convencional.
Neste comparativo não é mencionado custo com tratamento destes resíduos visto que para a manutenção da fossa séptica biodigestora não necessita de contratação de mão de obra especializada, apenas a retirada do lodo a cada 12 meses em períodos de seca, que se transforma em uma fina camada em pó e pode ser usado como adubo no jardim.
7. CONCLUSÕES FINAIS
Em conclusão, a fossa séptica biodigestora é uma excelente opção para o tratamento de esgoto doméstico em áreas rurais e urbanas, onde não há acesso à rede de esgoto pública. A tecnologia do biodigestor anaeróbia é capaz de reduzir significativamente a carga de poluentes presentes no esgoto, convertendo os resíduos orgânicos em biogás e fertilizante orgânico.
Além de ser uma solução ambientalmente sustentável, a fossa séptica biodigestora também oferece benefícios econômicos, uma vez que a produção de biogás pode ser utilizada como fonte de energia renovável para as atividades domésticas e agrícolas. Além disso, a utilização do fertilizante orgânico produzido pode reduzir a necessidade de adubos químicos, gerando economia financeira e contribuindo para a preservação do meio ambiente.
No entanto, é importante ressaltar que a implementação da fossa séptica biodigestora requer cuidados na instalação, operação e manutenção, a fim de garantir o funcionamento adequado e a eficiência do sistema. É fundamental seguir as normas técnicas e legais para a instalação e utilização da fossa séptica biodigestora, além de realizar a manutenção preventiva e corretiva periodicamente.
Portanto, a fossa séptica biodigestora é uma solução eficiente e sustentável para o tratamento de esgoto doméstico, contribuindo para a preservação do meio ambiente, a economia financeira e o desenvolvimento sustentável.
8. REFERÊNCIAS
Acqualimp. Manual de Instalação Fossa Biodigestora. Disponível em: <https://www.acqualimp.com/wp-content/uploads/2022/04/manual-de-instalacao-biodigestor– 2022.pdf>. Acesso: 20 abril de 2022.
ARAÚJO, J. S. Retornos sociais e universalização do saneamento no Brasil. Universidade de Brasília, 2021. Disponível em: <chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://bdm.unb.br/bitstream/10483/ 30201/1/2021_JessicaSousaDeAraujo_tcc.pdf>. Acesso: 02 setembro de 2022.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5626: Instalações prediais de água fria. Rio de Janeiro: ABNT, 1998.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6160: Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7198: Projeto e Instalações prediais de água quente. Rio de Janeiro: ABNT, 1993.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7229: Projeto, construção e operação de sistemas de tanques séptico. Rio de Janeiro: ABNT, 1993.
BOHN, A. R. Instalação Predial de Água Fria. Universidade Federal de Santa Catarina. Disponível em: <http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/15805/material/APOST ILA-%C3%81GUA%20FRIA.pdf> . Acesso: 10 setembro de 2022.
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CAMPOS, S. C. S; FERNANDES, F. C. F; Avaliação da Eficiência de Fossas Sépticas Biodigestoras. Seminário Científico da FACIG – 29, 30 e 31 de outubro de 2015. Disponível em <https://pensaracademico.facig.edu.br/index.php/semiariocientifico/article/view/279>. Acesso: 28 de julho de 2022.
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