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Impacto da incorporação de escuma em lodo de esgoto com fins agrícolas
Planos de saneamento básico da bacia do Vale do Itajaí
Dimensionamento de leitos de secagem de lodo de estações de tratamento de água com emprego de modelos probabilísticos
Método para diâmetro e fator de atrito: rede de distribuição
P u b l i c a ç ã o q u a d r i m e s t r a l d a S a b e s p D i s t r i b u i ç ã o g r a t u i t a
ARTIGOS TÉCNICOS
Potencialidade da utilização da areia removida em desarenadores de estação de tratamento de esgoto na construção civil, como material alternativo à areia comercial comum
Estabilidade de Saxitoxinas GTX 2/3, dc-GTX 2/3 e C1/2 em água de abastecimento e impactos na validação de método analítico
203Volume 64
setembro-dezembro 2016ISSN 0101-6040
editorial
• Impactodaincorporaçãodeescumaem
lododeesgotocomfinsagrícolas;
• Planosdesaneamentobásicodabaciado
ValedoItajaí;
• Dimensionamentodeleitosdesecagemde
lododeestaçõesdetratamentodeágua
comempregodemodelosprobabilísticos;
• Métodoparadiâmetroefatordeatrito:rede
dedistribuição;
AmericodeOliveiraSampaio
EDITOR-CHEFE
AmericodeOliveiraSampaio
EDITOR-CHEFE
• Potencialidadedautilizaçãodaareiare-
movidaemdesarenadoresdeestaçãode
tratamentodeesgotonaconstruçãocivil,
comomaterialalternativoàareiacomercial
comum;
• EstabilidadedeSaxitoxinasGTX2/3,dc-
GTX2/3eC1/2emáguadeabastecimentoe
impactosnavalidaçãodemétodoanalítico.
Boa leitura!
Prezadosleitores,nestaedição,teremososseguintesartigostécnicos:
Missão
ARevistaDAEtemporobjetivoapublicaçãodeartigostécnicosecientíficosoriginaisnasáreasdesaneamentoemeioambiente.
Histórico
Iniciou-secomotítuloBoletimdaRepartiçãodeÁguaseEsgotos(RAE),em1936,prosseguindoassimaté1952,com interrupçõesem1944e1945.Nãocirculouem1953.Passouadenominar-seBoletimdoDepartamentodeÁguaseEsgotos(DAE)em1954eRevistadoDepartamentodeÁguaseEsgotosde1955a1959.De1959a1971,passouadenominar-seRevistaD.A.E.e,apartirde1972,RevistaDAE.Houve,ainda,interrupçãode1994a2007.
Publicação
Quadrimestral(janeiro,maioesetembro)
DiretoriadeTecnologia,EmpreendimentoseMeioAmbiente-T
SuperintendênciadePesquisa,DesenvolvimentoeInovaçãoTecnológica-TX
RuaCostaCarvalho,300-Pinheiros-05429000
SãoPaulo-SP-Brasil
Tel(11)33889422/Fax(11)38145716
Editor-Chefe
EngenheiroAméricodeOliveiraSampaio
Editora Assistente
EngenheiraIaraReginaSoaresChao
Conselho Editorial
Prof.PedroAlémSobrinho(UniversidadedeSãoPaulo–USP),Prof.CleversonVitórioAndreoli (CompanhiadeSaneamentodoParaná–Sanepar),Prof.José Roberto Campos (USP), Prof. Dib Gebara (Universidade EstadualPaulista–Unesp),Prof.EduardoPachecoJordão(UniversidadeFederaldoRiodeJaneiro),Prof.RafaelKospchitzXavierBastos(UniversidadeFederaldeViçosa),Prof.WanderleyS.Paganini(USPerepresentantedaCompanhiade Saneamento Básico do Estado de São Paulo – Sabesp), Profa. EmiliaWandaRutkowiski(UniversidadeEstadualdeCampinas–Unicamp),Prof.Marcos Tadeu (USP). Coordenaçãodo Eng.Américo deOliveira Sampaio(Sabesp).
Jornalista Responsável
SérgioLapastina-Mtb:18276
Capa
ParquedoIbirapuera-SãoPaulo-SP.
Créditodaimagem:FotógrafoAltairNascimento
Projeto Gráfico, Diagramação e Revisão
IdeoramaComunicação–EIRELI
CTP, Impressão e Acabamento
GráficaSonora
Tiragem
4.160exemplares
ISSN 0101-6040
As opiniões e posicionamentos expressos nos artigos são de totalresponsabilidade de seus autores e não significam necessariamente aopiniãodaRevistaDAEoudaSabesp.
rev
ista
Nº 203setembro dezembro 2016
Veja a revista eletrônica na internet:http://www.revistadae.com.br
ParquedoIbirapuera-SãoPaulo-SP.Créditodaimagem:FotógrafoAltairNascimento
nesta edição
ImpactodaincorporaçãodeescumaemlododeesgotocomfinsagrícolasImpact of the scum incorporation in sewage sludge with agricultural purposes
PlanosdesaneamentobásicodabaciadoValedoItajaí
Plans sanitation basin of Vale Itajaí
DimensionamentodeleitosdesecagemdelododeestaçõesdetratamentodeáguacomempregodemodelosprobabilísticosDesign of sludge drying beds of water treatment plants using probabilistic modeling
Métodoparadiâmetroefatordeatrito:redededistribuiçãoDiameter and friction factor method: distribution network
PotencialidadedaUtilizaçãodaAreiaRemovidaemDesarenadoresdeEstaçãodeTratamentodeEsgotonaconstruçãocivil,comoMaterialAlternativoàAreiaComercialComumAssessment of the Potential Use of the Grit Removed in Municipal Wastewater Treatment Plants in Civil Construction as an Alternative to the Commercial Sand
EstabilidadedeSaxitoxinasGTX2/3,dc-GTX2/3eC1/2emáguadeabastecimentoeimpactosnavalidaçãodemétodoanalíticoSaxitoxins GTX 2/3, dc-GTX 2/3 and C1/2 stability in drinking water and impacts on the validation of analytical method
ARTIGOS TÉCNICOSEVENTOS
PUBLICAÇÕES
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1936
48
64
80
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Impacto da incorporação de escuma em lodo de esgoto com fins agrícolasImpact of the scum incorporation in sewage sludge with agricultural purposes
Bárbara Zanicotti Leite Ross¹ –PesquisadoradaCompanhiadeSaneamentodoParaná(Sanepar).EngenheiradeAlimentospelaPontifíciaUniversidadeCatólicadoParaná(PUCPR).MestreemTecnologiaQuímicapelaUniversidadeFederaldoParaná(UFPR).DoutoranoProgramadePós-GraduaçãoemEngenhariadeRecursosHídricoseAmbientaldaUFPR(2015).Charles Carneiro¹ –GerentedePesquisaeDesenvolvimentodaSanepar.ProfessordoMestradoemGovernançaeSustentabilidadedoInstitutoSuperiordeAdministraçãoeEconomiadaFundaçãoGetulioVargas(ISAE/FGV)edaPós-GraduaçãoemEconomiaeMeioAmbientedaUFPR.Pós-DoutoremEngenhariaeCiênciadaÁguapeloInstitutodeEducaçãoparaasÁguas(UNESCO-IHE).Clodoaldo José Marques¹ –TécnicoemQuímica.GestordeestaçãodetratamentodeesgotosdaSanepar.Fernanda Janaína Oliveira Gomes da Costa¹ –PesquisadoradaSanepar.EngenheiradeAlimentospelaUniversidadeEstadualdePontaGrossa(UEPG).MestreemCiênciaeTecnologiadeAlimentospelamesmauniversidade.DoutoraemEngenhariadeAlimentospelaUFPR.Sandro Froehner ² –ProfessoradjuntodoProgramadePós-GraduaçãoemEngenhariadeRecursosHídricoseAmbiental(PPGERHA)edocursodeEngenhariaAmbientaldaUFPR.Miguel Mansur Aisse ² –ProfessorassociadodoPPGERHAedocursodeEngenhariaCivildaUFPR.DoutoremEngenhariaCivilpelaEscolaPolitécnicadaUniversidadedeSãoPaulo(Poli-USP). * Endereço para correspondência:¹RuaEngenheiroAntônioBatistaRibas,151–Tarumã–Curitiba-PR–CEP82800-130.E-maildoautorprincipal:[email protected].|²ProgramadePós-GraduaçãoemEngenhariadeRecursosHídricoseAmbiental–UniversidadeFederaldoParaná–DepartamentodeHidráulicaeSaneamento.CentroPolitécnico–JardimdasAméricas–Curitiba-PR–CEP81531-990.
ResumoForamdesaguadosseparadamenteemleitosdesecagemnaETEVassoural,Guarapuava,PR,5lotesdees-
cumaedelodo,produzidosemreatortipoUASBtratandoesgotosdomésticos.Apósodesaguamentoforam
realizadas3misturasnasproporções10,20e50%emmassadeescumaemlodo.Osparâmetrosavaliados
foram:sólidostotaisevoláteis,óleosegraxas,coliformestermotolerantes,Salmonellaspp.,ovosviáveisde
helmintos,N(Kjedahl,NH4+,NO
2-eNO
3-3),Corgânico,aconcentraçãototaldoselementosP,K,Na,S,Ca,
Mg,Ar,Ba,Cd,Pb,Cu,Cr,Hg,Mo,Ni,SeeZn.Ostratamentosnãoapresentaramvariânciasignificativa(P0,05)
paranenhumdosparâmetros,indicandoqueaincorporaçãodeescumanasproporçõesde10,20e50%em
massanãoalterouacomposiçãodolododeesgotodestinadoaousoagrícola.
Palavras-chave:escuma,lodoanaeróbiodeesgoto,reatorUASB.
Abstract
Five treatments of municipal dewatered scum and sewage sludge from a UASB reactor were tested in drying beds, in
terms of proportion of each one into the blend, considering agricultural soils as disposal. The treatments were the
addition of 10, 20 and 50% of scum mass in the mix scum/sewage sludge. The parameters monitored are: volatile
and total solids; oils and greases; fecal coliforms; Salmonella spp; helminthes viable eggs; NKjedahl, N-NH4+, N-NO
2-,
N-NO3-3; C organic; total concentration of P, K, Na, S, Ca, Mg, Ar, Ba, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se and Zn. Significant
statistical difference (P0,05) were not observed for all parameters, which suggests that the scum addition from 10 up to
50% in the blend does not promote variation in the sewage sludge composition.
Keywords: scum, sewage sludge, UASB reactor.
DOI10.4322/dae.2016.002
Data de entrada: 11/02/2015
Data de aprovação: 01/12/2015
Bárbara Zanicotti Leite Ross | Charles Carneiro | Clodoaldo José Marques | Fernanda Janaína Oliveira Gomes da Costa | Sandro Froehner | Miguel Mansur Aisse
Revista DAE6
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
INTRODUÇÃOAstrêsprincipaistecnologiasutilizadasempaíses
daAméricaLatinaeCaribeparaotratamentode
esgotos domésticos são lagoas de estabilização,
lodosativadosereatoranaeróbicodefluxoascen-
denteemmantodelodo(UASB),quepossuemdi-
ferençassignificativasnaconcepção,designepa-
drõesde eficiência. SegundoChernicharo (2004),
oreatorUASBéaalternativamaisempregadanos
novosprojetosdeestaçõesdetratamentonoBra-
sil,porémnecessitadepós-tratamentoparaqueo
efluenteatinjaospadrõespreconizadospelalegis-
laçãoedemelhoriasparadiminuirproblemasope-
racionaisrelacionadosàretiradadeescuma(SOU-
ZA,2006).Ocasionalmente,oacúmulodeescuma
geraproblemashidráulicoseoperacionais,alémde
diminuiçãonaeficiênciado tratamento. Seuma-
nejonointeriordosreatoresnãoéumaoperação
fácileadestinaçãodoresíduoéoutrofatordificul-
tador, especialmente em função da variabilidade
nacomposiçãoedoaltoteordeumidade.
A escuma é constituída geralmente por materiais
flotáveis e não degradados, notadamenteÓleos e
Graxas(O&G),ceras,sabões,lodoematerialparticu-
ladodeformageral(SILVAetal.,2005;SOUZAetal.,
2006),muitoemboraaquantidadeecaracterísticas
dependamdacomposiçãodosubstratoedosiste-
mapreliminardetratamento(LOBATOetal.,2007).
Essesmateriais,aoflotarnasuperfíciedosreatores
UASBenaausênciadeumdispositivoque impeça
suasaídacomoesgototratado,acumulam-se,for-
mandoaescuma.Cabedestacaradiferençaentre
escumaeespuma:apesardeambasseremmenos
densasqueaágua,flutuaremnasuperfíciederea-
toreseapresentaremO&G,bolhasdegásaderidas
emicro-organismos,osprocessosdeformaçãotêm
origensdistintas,demodoqueocontroleéparticu-
larizado (SOUZA, 2006). Normalmente, a espuma
ocorreemtanquesdeaeraçãoquandoastaxasde
inclusãodearsãoelevadas;alémdisso,aconcen-
traçãodesólidosemsuspensão,arelaçãoalimen-
to/microrganismo(F/M)eabaixavazãodeentrada
são fatores que levamà formaçãode espuma em
tanquesdelodosativados(WEF;ASCE;EWRI,2005).
Quantomaiseficienteforotratamentopreliminar,
menosescumaseráformadaemelhorseráaquali-
dadedessacomposição.
NosreatoresUASB,oacúmulodeescumaocorreem
doiscompartimentosdistintos:nasuperfíciedaárea
dedecantaçãoenointeriordoseparadortrifásico,
os quais apresentamdiferenças funcionais impor-
tantesnaformaçãodaescuma.Nointeriordosepa-
rador,háumimportantedesprendimentodebiogás,
enquantonasuperfíciedodecantadornãodeveha-
ver essedesprendimento.A liberaçãodegasesno
interiordoseparadorpoderiaterumefeitocontro-
ladorsobreaespessuraeconsistênciadacamadade
escuma,devidoàturbulênciaquecausanasuperfí-
ciehídrica(SOUZAetal.,2006).
DeacordocomSouzaetal.(2006),aformaçãode
escumaé intensificada quandoos reatoresUASB
operam com baixos tempos de detenção; isso
porque a alta velocidade ascensional aumenta a
quantidadedesólidosarrastadosparaasuperfície
doreator,contribuindoparaumamaiorformação
deescuma.EstudocomtrêsreatoresUASB-piloto
mostrou que, com tempo de detenção hidráulica
menor (5 h) e maior velocidade ascensional (1,1
m/h),ocorreumaiorarrastee/ouflotaçãodabio-
massadosreatores.Outroparâmetrodeoperação
dosreatoresUASBquepodeinfluenciaraformação
daescumaéodescartedelodo.Anãoretiradado
excedentecomfrequênciaadequadaprovocauma
maiorperdade sólidosparao compartimentode
decantação, ocasionando a elevação da taxa de
produçãodeescumaeapossíveldeterioraçãoda
qualidade do efluente final (LOBATOet al., 2007;
SOUZAetal.,2007).Emexperimentodesenvolvido
por Souzaet al. (2006), os SólidosemSuspensão
Totais(SSTs)foramcarreadosdazonadedigestão
paraazonadedecantaçãosemteremcondiçõesde
retornarparaazonadedigestão,comprometendo
oteordeSSTsnoefluenteenacamadadeescuma.
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artigos técnicos
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EmumaavaliaçãorealizadanoestadodoParaná,
estimou-sequeovolumedeescuma representa
0,12% da vazão de esgoto tratada pela Estação
de Tratamento de Esgotos (ETE), predominando,
entre os destinos dados após a retirada, o uso
doleitodesecagem,adisposiçãoemvaladentro
daprópriaETEeadisposiçãoematerrosanitário
municipal(ROSSetal.,2013).
Independentementedoprocessoecaracterísticas
deformaçãodaescuma,hánecessidadedepro-
mover seu correto descarte. Nesse sentido, este
estudobuscaavaliaroimpacto,influênciaecon-
centraçãoadequadadaadiçãodeescumaaolodo
deesgotodirecionadoàdisposiçãoagrícola.
Figura 1 –LocalizaçãodaETEVassoural–Guarapuava-PR.
Fonte: GoogleMaps(2015).
MATERIAIS E MÉTODOSEste trabalho foi realizadonaETEVassoural, em
Guarapuava (PR),comcoordenadas-25.383115,
-51.463737 (Figura1),quetrataavazãode240
L/s(vazãoidênticaànominal),duranteosmeses
demaioaagostode2013.Inauguradaem2010,
está localizada à margem do rio Cascavelzinho,
próximo à PR170. Seu sistema de tratamento é
compostopelo preliminar (gradeamentomanual
de20mm,peneiramentode6mm,desarenador
ciclônicoecalhaParshall),trêsreatoresUASBcom
capacidadenominalde80L/seumfiltrobiológico
percolador com distribuidor rotativo seguido de
decantadorparaopós-tratamentodoefluente.
Revista DAE8
artigos técnicos
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AETErealizaretiradassemanaisdeescuma,emum
volumeaproximadode360m3,sendoessemate-
rial desaguado em leitos de secagem, chegando
aovolumede10m3.Os leitosdesecagemforam
construídos de acordo com o preconizado pela
NBR 12209 (ABNT, 2011), tendo sido realizadas
cincodescargasconsecutivas,nosmesesdejunho
asetembrode2013.Oleitoutilizadoparaodesa-
guamentodaescumarecebeuumacamadaextra
deareiaemsuasuperfície;noleitoutilizadoparao
desaguamentodelodo,acamadapossuíaaespes-suraaproximadade2cm,enquantonooutroleitoa
espessuraerade5cm.Foicompletadaacargamá-
ximadosleitos,chegandoa45cmdealtura.
Para determinar a quantidade de escuma a ser
incorporada no lodo de esgoto, considerou-se a
rotinaoperacionaldedescartesdelodoedeescu-
ma,demodoqueaincorporaçãoabsorvessetodo
oconteúdodeescumadescartadosemanalmente
na ETE. Assim, os seguintes tratamentos foram
definidos:
• Tratamento 1: 10%emmassasecadeescuma
desaguadaemlododeesgotodesaguado;
• Tratamento 2: 20%emmassasecadeescuma
desaguadaemlododeesgotodesaguado;
• Tratamento 3:50%emmassasecadeescuma
desaguadaemlododeesgotodesaguado;
• Tratamento 4:100%delodo(foimantidauma
amostradelodosemescumaparacontroledas
alterações).
Foram avaliados os parâmetros requisitados
paraolodoclasseApelaResoluçãoCONAMAnº
375/2006,queregulamentaadisposiçãoagríco-
ladolododeesgotonoBrasil(emfunçãodaau-
sênciadeumalegislaçãoespecíficaparaescuma),
complementadoscomadeterminaçãodasériede
sólidoseO&G.Cabedestacarqueessalegislação
veta a utilização dematerial lipídico oriundo da
superfíciede reatoresanaeróbiosnaagricultura,
notadamente em função do grande número de
materiais inservíveisqueacabamporseacumu-
lar na escuma. Apesar desse veto, torna-se im-
portante realizar tal avaliação,paraqueexistam
novasinformaçõeseparâmetrosquefomentema
revisãodalegislaçãoatual.
Análise Método
Sólidostotaisevoláteis APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código2540).
O&G APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código5520).
Coliformestermotolerantes APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código9223).
Salmonella spp. APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código9260).
OvosviáveisdehelmintosUSEnvironmentalProtectionAgency– Environmental Regulations and Technology – Control of Pathogens and Vector Attraction in Sewage Sludge (Including Domestic Septage). Under 40 CFR Part 503. Appendix I – Test Method for Detecting, Enumerating, and Determining the Viability of Ascaris Ova in Sludge, EPA/625/R-92/013, 2003, p. 166.
NKjeldahl,NH
3,NO
2-eNO
3- APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código4500).
Ptotal
APHA–AWWA–WPCI–Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,2012(código4500P).
Corg,K,Na,S,CaeMg U.S.EPA–Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical Chemical Methods –SW-846.
Ar,Ba,Cd,Pb,Cu,Cr,Hg,Mo,Ni,SeeZn U.S.EPA–Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical Chemical Methods,SW-846.
Quadro 1 – Parâmetrosavaliados.
Revista DAE 9
artigos técnicos
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Apreservação,transporteearmazenamentodas
amostras para a caracterização da escuma e do
lodoseguiramasespecificaçõesdetalhadaspelo
procedimento 9060 B – Standard Methods for
the Examination of Water and Wastewater (APHA,
2012). O Quadro 1 apresenta as análises reali-
zadas e sua respectiva metodologia, de acordo
comorecomendadopelaResoluçãoCONAMAnº
375/2006.Asamostrasforamavaliadasantesda
realização dasmisturas e depois do término do
processodehigienização.
Os parâmetros avaliados, citados no Quadro 1,
foramutilizadoscomoapoioparaacomparação
everificaçãodapossibilidadedeincorporaçãode
escumaem lododeesgoto.Alémdisso, foiveri-
ficadoseamisturadeescumaemlododeesgo-
toatendeaopreconizadonalegislaçãobrasileira
(ResoluçãoCONAMAnº375/2006), que contém
os critérios e procedimentos para a disposição
agrícola do lodo de esgoto, independentemente
dofatodeareferidalegislaçãovetarousoagríco-
lademateriaiscomoaescuma.
A homogeneização dos tratamentos foi realiza-
da por meio de equipamento (betoneira CSM®
600L),comcarregadorautomático.Adotou-sea
dosagemde50%decalvirgemempesosecode
lodoparafinsdehigienização.Esseprocedimento
atendeàlegislaçãobrasileira(CONAMA,2006)no
tocanteà reduçãodeatratividadeavetores,por
permitirapermanênciadopHdasmisturasacima
de12por2heaumentaropoderalcalinizanteda
mistura; consequentemente, a aceitabilidade do
lododeesgotopelosagricultoresémaior.
Para elaboração do tratamento com 100% de
lodo, a betoneira foi abastecida com 250 kg de
lododesaguadoe125kgdecal.Ligou-seoequi-
pamentonarotaçãode28rpm,durante10min,
procedimentoempíricoparapermitiraadequada
misturado lodocomacal;nasequência,ocon-
teúdofoicolocadoempátiocobertoparaaguar-
darotempodecura(30dias).Nãofoiutilizadaa
cargacompletadabetoneira,paraqueamistura
fossemaiseficiente.Omesmoprocedimento foi
realizadoparaostratamentos1,2e3.
Odelineamentoutilizadoemcampofoideblo-
cos ao acaso, com cinco repetições em cada,
totalizando20parcelasamostrais.NaFigura2,
apresentam-seaescuma,olodoeamisturaob-
tidanoexperimento,enquantoaFigura3mos-
traumasíntesedoplanejamentoexperimental.
Porfim,otestedeanálisedevariância(ANOVA)
foi aplicadoparaavaliaçãodevariânciasentre
ostratamentos,apósanormalizaçãodosresul-
tadosobtidos.
(a)Escumadesaguada (b)Lododeesgotodesaguado (c)Misturaprontaparaestabilização
Figura 2 – Escumaelododesaguadosantesdoprocessodemisturaemisturaprontaparaestabilização,apósadiçãodecalvirgem.
Revista DAE10
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
RESULTADOS E DISCUSSÕES Desaguamento de escuma e lodo de esgoto em leitos de secagem
Observa-se, na Tabela 1, que o desaguamen-
to, tantodaescumaquantodo lododeesgoto,
ocorreu em períodos bastante curtos. Na des-
carga1,precisou-sedeummêsparaatingirteo-
res de Sólidos Totais (STs) superiores a 20%, o
queéjustificadopeloaltoíndicedepluviosidade
noperíodo.Oexperimentolevoutrêsmesespara
serdesenvolvido,períodoemqueatemperatura
osciloude5,6a27°C.Apesardeseroficialmen-
te inverno, houve temperaturas bastante altas
e comgrandevariação durante cada descarga.
Apesardosbonsresultadosnoleitodesecagem,
omaterialresultantedeveserdenominado“de-
saguado”,umavezqueo teordeSTsno fimdo
processo não ultrapassou 30%. Para teores de
STssuperioresa60%,pode-seconsideraroma-
terial“seco”(ANDREOLIetal.,2001).
Figura 3 – Planejamentoexperimentalparaavaliarainterferênciadamisturadeescumaemlododeesgoto.
Descarga Pluviosidade total no período (mm) Tempo de desaguamento (dias)
ST inicial (%) STfinal(%)
Lodo Escuma Lodo Escuma
1 426,5 36 0,86 0,36 26,06 20,04
2 90,0 13 6,52 3,50 19,36 26,61
3 13,0 8 2,15 0,54 19,79 23,60
4 0,0 7 3,72 0,92 15,69 17,84
5 2,0 7 4,18 0,91 20,53 26,18
Tabela 1 –Desempenhododesaguamentodeescumaemfunçãodapluviosidadenoperíododecadadescarga.
Revista DAE 11
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Características físico-químicas da escuma e do lodo de esgoto
AsTabelas2a4apresentamvaloresdeestudos
decaracterizaçãodeescumae lododeesgoto
produzidos em reatores UASB no Brasil,
comparativamenteaosgeradosnesteestudo.A
escumadaETEavaliadaapresentaconcentração
deSTsedeSólidosVoláteisTotais(SVTs)inferior
àdolodoanaeróbio,oqueéesperado,poisela
não passou por nenhum processo anterior de
desaguamento. O tempo de acúmulo superior
nesteestudoeautilizaçãodeumaescumadeira
para remoção do excesso de esgoto também
podem ter contribuído para essas diferenças.
QuantoàrelaçãoSVT/ST,asescumasavaliadas
por Ross et al. (2013) apresentaram valores
muito próximos aos de literatura, conforme
apresentado na Tabela 2, sugerindo que a
escumanãoestavaestabilizada,diferentemente
do lodo de esgoto anaeróbio, que apresentou
umarelaçãoSVT/STde0,47(maiorestabilidade).
O mesmo ocorreu com a escuma da ETE
Vassoural, que apresentou teor mais elevado
de analitos inorgânicos comparativamente,
contribuindoparaessadiferenciação(Tabela2).
OteordeO&Gdaescumaapresentousignificativa
diferençaentreasETEsavaliadas,variandode28
g/kg de STs a 126 g/kg; essa variação pode ser
decorrentedediferentesteoresdeO&Gnoesgoto
afluente e do tempo de acúmulo da escuma.
A escuma da ETE Vassoural não foi avaliada
quanto ao pH, Demanda Química de Oxigênio
(DQO)eDemandaBioquímicadeOxigênio(DBO)
(Tabela1).
Osvaloresencontradoseesperadosparacolifor-
mestermotoleranteseSalmonella spp. (Tabela3)
no lodo e escuma foramelevados quando com-
paradosaoslimitespreconizadospelaResolução
CONAMAnº375/2006,vistoqueosmateriaisnão
eram higienizados, evidenciando a necessidade
decontrolemicrobiológico.
OsvaloresdePtotalnaescumaelododaETEVas-
souralforammuitopróximos;omesmoaconteceu
paraNKjedhal
eCa,sendoosvaloresdaETEVassoural
menoresqueosobservadosporRossetal.(2013)
em trabalho sobre a região da Grande Curitiba.
Ainda,paraasérienitrogenada,S,KeNa,aescu-
madaETEVassouralapresentouteoresinferiores
aos observados no estudo citado. Já no lodo, os
teoresdeSeKforammenoresquenaescuma,en-
quantoosdeNaeMgforammaiores(Tabela4).
Tabela 2 – TeoresobservadosnaescumaelododeesgotodaETEVassouraleoutrostrabalhoscorrelatos.
Parâmetro(unidade)
Escuma Lodo
ETE Vassoural 1Ross et al. (2013) Souza et al.
(2007)Oliveira et al.
(2007)Souza et al.
(2006) ETE Vassoural 1Bittencourt et al. (2011,
2012) 2ETEAtubaSul ETEPadilhaSul
STs(%) 22,87(±3,85) 18,18(±4,94) 18,75(±3,95) 11,2 3,8 9 20,29(±3,73) 51,7
SVTs(%) 12,08(±4,65) 13,01(±4,57) 11,86(±1,74) NR NR NR 12,02(±4,58) 23,23
SVT/ST(---) 0,53 0,71 0,64 0,74 0,73 0,7 0,59 0,47
O&G(g/kg) 126(±81) 66(±29) 28(±15) NR NR NR 91(±98) NR
Notas: 1 DP =desviopadrão,avaliaçãodecincoamostras.2Lodosubmetidoaoprocessodeestabilizaçãoalcalinaprolongada.NR=nãorealizado.Osresulta-dosdeavaliaçãodestetrabalhoeosobtidosporROSSetal.(2013)decorremdeumestudoemescalareal,enquantoosapresentadosporSouzaetal.(2006),Souzaetal.(2007)eOliveiraetal.(2007)ocorreramemestação-piloto;nestescasos,ocontroledequalidadesobreoesgotobrutoémuitomaior,assimcomoasvariaçõessãomenores.
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artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Tabela 3 – Teoresdemicro-organismosobservadosnaescumaelododeesgotodaETEVassouraleoutrostrabalhoscorrelatos.
Parâmetro(unidade)
EscumaLimite
Resolução CONAMA nº 375/2006
Lodo
ETEVassoural1Rossetal.(2013)
ETEVassoural1ETEAtubaSul ETEPadilhaSul
Coliformestermotolerantes
(UFC/g)24206(±48081) 22337(±17556) 38698(±25655) <1.000 15252(±26367)
Salmonella spp.(UFC/g) 19374(±27475) 103015(±18473) 3844(±3005) 0/10gdeST 15015(±19709)
Ovosviáveisdehelmintos(Ovo/g) 1,40(±0,55) NR NR <0,25 <1(±0,00)
Notas: 1 DP =desviopadrão,avaliaçãodecincoamostras.UFC=unidadeformadoradecolônia.NR=nãorealizado.
EscumaLimite
CONAMA
Lodo
Parâmetro(unidade)
ETE Vassoural 1ETE Atuba Sul
Ross et al. (2013)ETE Vassoural 1 Bittencourt et al.
(2011, 2012) 2Andreoli et al. (2001) 2ETE Padilha Sul ETE Padilha Sul
Corg(%) 24,26(±10,37) 52,01(±26,00) 65,48(±16,24) NE 15,52(±13,60) NR 20,1
Ptotal
(%) 0,087(±0,10) 2,97(±3,83) 1,02(±0,95) NE 0,111(±0,14) NR 0,67
NKjedhal
(%) 0,33(±0,29) 1,24(±0,44) 1,54(±0,32) NE 0,32(±0,27) NR 2,22
NNH4+(mg/kg) 40,64(±19,38) 2828(±2527) 2695(±1709) NE 27,22(±14,77) NR NR
NNO3-(mg/kg) 62,94(±137,67) 63,53(±18,99) 74,70(±36,85) NE 2,86(±4,59) NR NR
NNO2-(mg/kg) 4,92(±7,65) 16,92(±12,86) 20,36(±6,37) NE <1,0(±0) NR NR
K(%) 0,021(±0,02) 0,24(±0,11) 0,60(±0,43) NE 0,037(±0,04) NR 0,95
Na(%) 0,028(±0,02) 0,81(±0,38) 1,02(±0,56) NE 0,047(±0,04) NR NR
S(mg/kg) 8,88(±14,97) 18,19(±21,52) 16,61(±8,77) NE 3,29(±4,43) NR NR
Ca(%) 0,925(±0,38) 27,06(±14,22) 21,39(±9,34) NE 0,803(±0,43) NR 0,83
Mg(%) 0,265(±0,23) 5,14(±3,24) 4,78(±2,99) NE 0,359(±0,35) NR 0,3
As(mg/kg) <10(±0) <10(±0) <10(±0) 41 <10(±0) 7,9 NR
Ba(mg/kg) <10(±0) <10(±297) <10(±0) 1300 <10(±0) 106 NR
Cd(mg/kg) 2,4(±3,0) <1(±0) <1(±0) 39 1,8(±1,7) 5,2 NR
Pb(mg/kg) 19(±12) <1(±18) <1(±0) 300 18(±23) 44 NR
Cu(mg/kg) 66(±19) 70(±57) 79(±54) 1500 88(±62) 99 NR
Cr(mg/kg) 10(±11) <1(±5) <1(±0) 1000 14(±19) <2,0 NR
Hg(mg/kg) <10(±0) <10(±0) <10(±0) 17 <10(±0) 0,4 NR
Mo(mg/kg) <10(±0) <10(±0) <10(±0) 50 <10(±0) 13 NR
Ni(mg/kg) 40(±75) <1(±0) <1(±0) 420 14(±19) 20 NR
Se(mg/kg) <1(±0) <10(±0) <10(±0) 100 <1(±0) 1,1 NR
Zn(mg/kg) 126(±106) 227(±97) 474(±491) 2800 316(±322) 916 NR
Tabela 4 – TeoresdeelementosquímicosobservadosnaescumaelododeesgotodaETEVassouraleoutrostrabalhoscorrelatos.
Notas: 1 DP = desviopadrão,avaliaçãodecincoamostras.2lodosubmetidoaoprocessodeestabilizaçãoalcalinapro-longada.NE=nãoexistente.NR=nãorealizado.
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setembro dezembro 2016
As espécies inorgânicas encontradasna escuma
foram comparadas com o lodo de ETE avaliado
porBittencourtetal.(2012).OselementosBa,Cd,
Pb,CueZnapresentaram-seemvaloresinferiores
aosencontradosemlododeesgoto,enquantoAs,
Hg,MoNieSeforamsemelhanteseCreNi,ligei-
ramentesuperiores.Caberessaltarqueemtodos
oscasososvaloresforambeminferioresaospre-
conizadosnalegislação(Tabela4).Poroutrolado,
osteoresdeCd,Pb,Cu,CreNiforamexpressivos,
quando comparados ao encontrado no trabalho
de Ross et al. (2013). Acredita-se que pode ser
devido ao uso de agrotóxicos na bacia, os quais
chegamàETEpormeiode runoff, infiltraçãona
redeoumesmodevidoàmenordiluiçãodecargas
tóxicas(Tabela4).
AVALIAÇÃO DAS MISTURAS DE ESCUMA E LODO DE ESGOTO
Os parâmetros dos tratamentos avaliados estão
apresentadosnasFiguras4a8.Osdados foram
avaliados quanto à influência dos componentes
daescumaedolododeesgotonostratamentose
suastendênciasdecomportamento.
OteordeCorg(Figura4a)nolododeesgotode-
saguado e na escuma foi superior aos teores
encontrados nas amostras com 100% de lodo
e nas misturas. Assim, após as misturas, ob-
servou-se uma redução dessesvalores, devido
provavelmenteàadiçãode lodoedoefeitoda
adiçãoda cal.OPt (Figura4a) apresentou sig-
nificativa redução nos materiais desaguados;
antesdahigienização,estesjápossuíamteores
superiores aos encontrados após o procedi-
mentodecaleação.Andreoli(1999)jáobserva-
Figura 4 – Influênciadaadiçãodeescumaemlododeesgotopara(a)Corg,P
teSe(b)K,Ca,NaeMg.
Nota:ValoresdePeKampliadosemescaladedezvezes.
vaainfluênciadacalagemnareduçãodosteo-
resdePtnolodoparausoagrícola.Porsuavez,
para S (Figura 4a), Na, K eMg (Figura 4b), en-
tende-sequenãohouvevariaçãoexpressivaem
suasconcentrações,nãohavendointerferência
nemdaadiçãodeescumanasmisturas,nemda
calparaahigienização. Jáos teoresdeCadas
misturas (Figura4b) forambemsuperioresaos
encontradosantesdoprocedimentodehigieni-
zação, fato jáesperado,umavezqueoagente
sanitizanteéàbasedeCaO.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Carbono Orgânico
Total (%)
Fósforo Total
(10*g P/kg)
Enxofre Total
(mgS/kg)
25000
20000
15000
10000
5000
0
Potássio
(10*mgK/kg)
Cálcio
(mgCa/kg)
Sódio
(mgNa/kg)
Magnésio
(mgMg/kg)
Escuma Seca
Lodo Seco
100% de lodo
10% de escuma
20% de escuma
50% de escuma
a b
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ParaN,observa-senaFigura5queaelevaçãodo
pHocasionadapelaadiçãodeCaOproporcionou
umaelevadaliberaçãodegasesnitrogenados; já
osteoresdeNKjedhalreduzirambastantenasmistu-
rasenasamostrascom100%delodo.Néocom-
ponentedeprincipalinteressenolododeesgoto,
muitasvezesutilizadocomo fator limitantepara
a definição da dosagem máxima de aplicação
Figura 5 –ComportamentodeNemrelaçãoàadiçãodeescumaemlododeesgoto.
emsolos,devidoàpossibilidadedelixiviaçãoem
forma de nitratos e, consequentemente, conta-
minaçãodo freático (MALAVOLTA,1980;MELLO,
1984).EntreasformasdeN,NH4+,NO
3-eNO
2-são
encontradosemmenorquantidade.Avolatiliza-
çãodeNH4
+,ainstabilidadedeNO2
-eopotencial
delixiviaçãodeNO3
-sãofatoresquepodemestar
associadosaisso.
Figura 6 – Impactodaadiçãodeescumaemlododeesgotopara(a)coliformestermotolerantes,ovosviáveisdehelmintoseSalmonellaspp.e(b)STs,sólidosfixosevoláteis.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Nitrogênio
Kjeldhal (mg/kg)
Nitrogênio
Amoniacal (mg/kg)
Nitratos
(mgN-NO /kg)Nitritos
(mgN-NO2/kg)
Escuma Seca
Lodo Seco
100% de lodo
10% de escuma
20% de escuma
50% de escuma
Nitrogênio Kjedhal
escuma = 3.303 mg/kg
lodo = 3181 mg/kg
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
4,00E+07
3,50E+07
3,00E+07
2,50E+07
2,00E+07
1,50E+07
1,00E+07
5,00E+06
0,00E+00
Sólidos Totais
(g/kg)
Sólidos Fixos
(g/kg de ST)
Sólidos Voláteis
(g/kg de ST)
Escuma Seca
Lodo Seco
100% de lodo
10% de escuma
20% de escuma
50% de escuma
Coliformes
(UFC/g)
Salmonella
(UFC/g)
a b
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Em relação à atividade microbiológica (Figura
6a), verifica-se que o processo de estabiliza-
ção alcalina prolongada foi bastante efetivo;
anteriormente, encontravam-se quantidades
significativas de coliformes termotolerantes e
Salmonela spp., praticamente eliminadas com
a adição de CaO. Já os valores para contagem
deovosviáveisdehelmintos,tantoantesdahi-
gienizaçãoquantodepoisdesseprocedimento,
indicarammédiaparatodasasamostrasde<1
ovo/gdeSTsparaolodoe1,4ovo/gdeSTspara
a escuma; por essa razão, não foram exibidos
emfiguras.
A higienização de lodos pela via química com
uso de CaO elimina osmicro-organismos pela
alteraçãodanaturezacoloidaldoprotoplasma
celularetambémresultaemelevaçãodopHda
massa de lodo, maximizando a efetividade do
processo.Olodoseráconsideradosegurocaso
opH tenha ficadoacimade12pornomínimo
72h,atemperaturasejasuperiora52°Cpor12
h,minimamente,e sequeaoambienteatéque
oteordesólidossejasuperiora50%(ANDREO-
LIetal.,2001).Observa-senaFigura6bqueas
amostrasapósacaleaçãotiveramoteordeSTs
acimade50%em todosos casos, evidencian-
doquehouvehigienização.Acaleaçãotambém
contribuiuparaoaumentonoteordesólidosfi-
xosdasmisturas.
Os elementos inorgânicos avaliados (Cu, Zn e
Cr)sãomicronutrientesnecessáriosàsplantas,
mas podemassumir condição fitotóxica se em
altasconcentrações,muitoemboraesseslimia-
resvariemsignificativamenteentreosvegetais
(MARSCHNER, 1986; MENGEL; KIRKBY, 1987).
Os elementos Pb e Cr podem estar presentes
noCaOeissopodeexplicaropequenoaumen-
to observado nasmisturas. Já Ni, Zn e Cd não
apresentaram alteração entre os tratamentos
eosmateriaisbrutos.Observou-sequeo lodo
eaescumadesaguadospossuíamteoresmuito
superioresdeCuantesdaaplicaçãodacal.Res-
salta-sequeaanálisefoirealizadaporabsorção
atômica, comaberturadaamostracomdiges-
tão ácida com ácido nítrico e clorídrico, assim
comotodososelementosdogrupoinorgânico,
oquecorrespondeàdeterminaçãodovalorto-
taldoelementoporkgdeamostraseca.Acredi-
ta-sequeoelementopossatercomplexadoese
depositadonofundodolocaldearmazenagem,
ficandoexcluídodaamostragem.
OselementosBa,As,Hg,MoeSenãoapresenta-
ram variação durante as análises, estando bem
abaixodoslimitesestipuladosporlei.
Figura 7 – Impactodaadiçãodeescumaemlododeesgotopara(a)Pb,Cr,NieZne(b)CdeCu.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Escuma Seca
Lodo Seco
100% de lodo
10% de escuma
20% de escuma
50% de escuma
Cádmio (mgCd/kg) Cobre (mgCu/kg)
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Chumbo
(mgPb/kg)
Cromo
(mgCr/kg)
Níquel
(mgNi/kg)
Zinco
(mgZn/kg)a b
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Aincorporaçãodeescumanolododeesgototen-
deacausarumaumentonoteordeO&G(Figura
8),porémamisturacom20%deescumaapresen-
touum resultado ligeiramente inferior, diferindo
doesperado.
Não foram observadas variâncias significativas
(P0,05)entreasmédias,oqueindicaqueainclusão
deescumanasproporçõesde10%,20%e50%não
alterouestatisticamenteacomposiçãodolodode
esgoto para nenhuma das variáveis,mesmo com
o grande desvio padrão existente entre os resul-
tados, que foiminimizadopelanormalizaçãodos
dados.OsparâmetrosdeSalmonella spp.easespé-
ciesinorgânicasAs,Ba,Hg,MoeSenãovariaram
duranteasanálises;poressarazão,nãoforamsub-
metidosàavaliaçãoestatística.Afimdeprocedera
umaavaliaçãoestatísticamaisconsistente,seriam
necessárias mais amostragens, que permitiriam
umareduçãonodesviopadrãoencontrado.
Figura 8 –ComportamentodoteordeO&Gemrelaçãoàadiçãodeescumaemlododeesgoto.
CONCLUSÕES
Foram desaguados separadamente em leitos de
secagemcinco lotesdeescumae cinco lotesde
lodo anaeróbio de esgoto e, após esse procedi-
mento,foramrealizadastrêsmisturascomasdo-
sagensde10%,20%e50%deescumaemlodoe
umlotecom100%delodofoimantido.Ostrata-
mentospassarampeloprocessodeestabilização
alcalinaprolongadapelaadiçãodecalem50%do
pesoseco,oslotesforamavaliadosemlaboratório
eosresultadosreceberamtratamentoestatístico.
Os teoresdeCorg edeP
total apresentaram redução,
ouseja,osmateriaisdesaguados,antesdamisturae
higienização,possuíamteoressuperioresaoencon-
tradoapósoprocedimentodecaleação.Osteores
deCadasmisturas forambemsuperioresaosen-
contradosantesdoprocedimentodehigienização,
fatojáesperado,vistoqueoagentesanitizanteéa
cal.ComrelaçãoaoselementosS,Na,KeMg,enten-
de-sequenãohouvevariaçãosignificativaemsuas
concentrações, não havendo interferência nemda
adiçãodeescumanasmisturas,nemdacalparaa
higienização.QuantoàavaliaçãodoconjuntodeN,
tem-sequeaelevaçãodopH,ocasionadapelaadi-
çãodecal,proporcionouumaliberaçãodeNparaa
atmosfera.Encontraram-sequantidadessignificati-
vasdecoliformestermotoleranteseSalmonela spp.
noslotesdeescumaelododesaguados,porémcom
oprocessodehigienizaçãoasconcentraçõesdesses
micro-organismos ficaram bem abaixo do exigido
pelaResoluçãoCONOMAnº375/2006.Comrelação
àcontagemdeovosdehelmintos,tantoantesdahi-
gienizaçãodasmisturasquantodepoisdesseproce-
dimento,obteve-seamédiade1ovo/gdematéria
seca.Nãofoiobservadadiferençasignificativaentre
osvaloresencontradosparaoselementosinorgâni-
cosavaliadoseoteordesólidosfoiaumentadopara
todosostratamentos.Aincorporaçãodeescumano
lododeesgototendeacausarumaumentonoteor
deO&G,excetonamisturacom20%deescuma,que
apresentouumresultadoligeiramenteinferior,dife-
rindodoesperado.
10% de escuma
20% de escuma
50% de escuma
12
10
8
6
4
2
0Óleos e Graxas (g/kg de ST)
Escuma Seca
Lodo Seco
100% de lodo
Revista DAE 17
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Asamostrasforamsubmetidasàavaliaçãoestatísti-
capelotesteANOVA,oqualnãoencontroudiferen-
ciaçãoestatísticaentreasmédias,significandoque
ainclusãodeescumanasproporçõesde10%,20%
e50%nãoalterouacomposiçãodolododeesgoto
destinadoaousoagrícola.
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Revista DAE18
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
ResumoEstetrabalhotemcomoobjetivoverificaraconformidadedosPlanosMunicipaisdeSaneamentoBásico(PMSB)
dabaciahidrográficadoValedoItajaíereguladospelaAgênciaIntermunicipaldeRegulação–AGIRemrelação
aoconteúdomínimodispostonaLein.11.445/2007,queestabeleceuasdiretrizesnacionaisparaosaneamento
básico.Combaseemumalistadechecagemdesenvolvidacomositensdoconteúdomínimo,alémdealguns
procedimentosquedeveriamserefetivadosquandodaconcepçãodosPlanos,foiconstatadoquenenhumdos
10PMSBabrangeutodosositensmencionadosnoconteúdomínimonaLein.11.445/2007.Oitemrelacionado
aosprocedimentosquedevemserobservadosquandodaelaboraçãodosPMSBfoiomenosatendido,enquanto
oPMSBdeRiodosCedrosfoiomaishomogêneoentreos10analisados.Porfim,foramelencadaspropostasque
poderãoserexecutadasquandodarevisãodessesPMSB,emprazonãosuperioraquatroanosdasuaelaboração
eanteriormenteaoPlanoPlurianual.
Palavras-chave:Lein.11.445/2007.Conteúdomínimo.PlanoMunicipaldeSaneamentoBásico.
ABSTRACT
This study aims to check the compliance of Itajaí Valley river basin’s Municipal Basic Sanitation Plans (PMSB), regu-
lated by the Intermunicipal Regulatory Agency – (AGIR), related to the minimum content of the Law 11.445/2007,
which set national guidelines for basic sanitation. Based on a checklist developed from the minimum content of
MBSP, as well as some procedures that should be carried out when the plans have been designed, it was found that
none of the 10 PMSB completely covered all the items mentioned in the minimum content of Law 11.445/2007.
The item related to the procedures to be followed when drafting PMSB was the least attended, while the Rio dos
Cedros PMSB was the most homogeneous among the 10 analyzed. Finally, some proposals have been chosen to be
executed when reviewing these plans, within a period not exceeding four years of their establishment and before
the Multi-Year Plan.
Keywords: Law n. 11.445/2007. Minimum content. Municipal Basic Sanitation Plan.
Planos de saneamento básico da bacia do Vale do ItajaíPlans sanitation basin of Vale Itajaí
Data de entrada: 23/10/2013
Data de aprovação: 11/12/2015
Joice Andrea de Souza | Alceu de Castro Galvão Junior DOI10.4322/dae.2016.003
Joice Andrea de SouzaContadorapelaUniversidadeFederaldeSantaCatarina(UFSC).EspecialistaemControleExternonasConcessõesdeServiçosPúblicospelaFundaçãoENABrasil.AnalistaemcontabilidadedoMinistérioPúblicodoEstadodeSantaCatarina(MPSC).
Alceu de Castro Galvão JuniorEngenheiroCivilpelaUniversidadeFederaldoCeará(UFC).MestreemHidráulicaeSaneamentopelaUniversidadedeSãoPaulo(USP).DoutoremSaúdePúblicapelamesmauniversidade.AnalistaderegulaçãodaAgênciaReguladoradoEstadodoCeará(ARCE). Atualmente,exerceocargodecoordenadordeSaneamentodaSecretariadasCidadesdoEstadodoCeará.
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INTRODUÇÃO
ALeinº11.445/2007,queestabeleceasdiretrizes
nacionaisparao saneamentobásico,obrigaos ti-
tularesaelaborarseusPlanosMunicipaisdeSanea-
mentoBásico(PMSBs),desenvolvidoscomainten-
çãodeplanejaradequadamenteosetor,integrando
deformaharmônicaessesserviçospúblicos.
Deacordocomessemarcoregulatório,osserviços
públicosdesaneamentobásicosãoessenciaispara
ossereshumanos,devendo,portanto,serpresta-
doscombaseemalgunsprincípios,osquaisestão
discriminados no art. 2º da Lei nº 11.445/2007.
Nesserol,cabedestacaroprincípiodauniversali-
zação,conceituadocomoaampliaçãoprogressiva
doacessodetodososdomicíliosocupadosaosa-
neamentobásico(art.3º,incisoIII).
Aprestaçãodoserviçopúblicodesaneamentobá-
sicodeveserrealizadaconformeoestabelecidono
PMSB,observandoosrequisitosmínimosdequa-
lidadeeeficiênciadispostosnasnormasderegu-
lação,bemcomonoscontratosdeprestaçãodos
serviços.QuandodaelaboraçãodoPMSB,buscam-
seauniversalizaçãodoacessoea integraçãodos
quatro componentes de serviços públicos de sa-
neamentobásico(abastecimentodeáguapotável,
esgotamento sanitário, limpeza urbana emanejo
deresíduossólidosedrenagememanejodaságuas
pluviais urbanas), para o alcance da salubridade
ambientaledasaúdepública.Ademais,conforme
Souza(2010),aprestaçãodosserviçospúblicosde
saneamentobásicodeveserembasadanoplaneja-
mentoprévio,quetemcomoinstrumentooPMSB.
O plano deve, portanto, ser confeccionado com
fundamentonosaspectos técnicos, econômicos,
financeirosesociaisdedeterminadomunicípio,a
fimdeefetivar realmenteoque foiplanejado.O
PMSBorientaráaprestaçãodosserviçospúblicos
de saneamentobásico, apresentandoalguns re-
quisitosmínimosquandodasuaelaboração.Tais
requisitos são detalhados pormenorizadamente
noart.19daLeinº11.445/2007:
Art.19.Aprestaçãodeserviçospúblicosde
saneamento básico observará plano, que
poderá serespecíficoparacada serviço,o
qualabrangerá,nomínimo:
I - diagnóstico da situação e de seus im-
pactos nas condições de vida, utilizando
sistema de indicadores sanitários, epide-
miológicos,ambientaisesocioeconômicos
eapontandoascausasdasdeficiênciasde-
tectadas;
II-objetivosemetasdecurto,médioelon-
goprazosparaauniversalização,admitidas
soluções graduais e progressivas, obser-
vando a compatibilidade com os demais
planossetoriais;
III - programas,projetoseaçõesnecessá-
riasparaatingirosobjetivoseasmetas,de
modo compatível comos respectivos pla-
nosplurianuaisecomoutrosplanosgover-
namentaiscorrelatos, identificandopossí-
veisfontesdefinanciamento;
IV-açõesparaemergênciasecontingên-
cias;
V - mecanismos e procedimentos para a
avaliaçãosistemáticadaeficiênciaeeficá-
ciadasaçõesprogramadas.
Oreferidoartigo,emseu§3º,mencionaqueos
PMSBsdevemsercompatíveiscomosPlanosdas
BaciasHidrográficasemqueestivereminseridos.
Além disso, em conformidade com o parágrafo
únicodoart.20,competeàsagênciasreguladoras
averificaçãodocumprimentodosPMSBsporpar-
tedosprestadoresdeserviços.
Nessesentido,oPMSBdeveserelaboradocom
base em elementos que desenvolvam efeti-
vamente os serviços públicos de saneamento
básico.Alémda integralidadeeuniversalidade
desses serviços com qualidade, o plano deve
ser confeccionado em compatibilidade comos
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setembro dezembro 2016
recursoseconômicosefinanceirosdomunicípio
e comos demais planos governamentais exis-
tentes, como, por exemplo, o Plano Plurianual
e o Plano Diretor, devendo garantir o controle
social, tanto na sua elaboração quanto na sua
efetivaçãoerevisão.Talargumentoéconfirma-
doporAlochio(2010,p.66-67):
A Lei prevêanecessidade tantode con-
solidação quanto de compatibilização.
A consolidação é amanutenção de seus
textosatualizados,respeitando-seasal-
teraçõeseadequaçõesqueforemsurgin-
do.Acompatibilizaçãoseráaadequação
doplanode cada serviçoparaumages-
tãointegradadetodoosaneamento. In-
clusive,osplanosdesaneamentobásico
de cada titular deverão ser compatíveis
com os planos das bacias hidrográficas
emqueestivereminseridos.Issonãoim-
plicaafrontaàautonomiadoentedaFe-
deração:pelocontrário,apenasevitaque
o interesse isoladodeumenteFederado
venhaaviolarointeressemaiordetodos
os cointeressados em uma bacia hidro-
gráfica.Seassimnão for,o superdimen-
sionamentodoconsumodeáguaemum
dado plano poderá acarretar escassez
paraosdemaisMunicípioscomponentes
dessabacia.
Outro aspecto importantequandoda confecção
doPMSBémencionadopeloMinistériodasCida-
des(BRASIL,2009,p.42-43):
O PlanoMunicipal de SaneamentoBási-
co não deve ser visto como um produto
eminentemente técnico, de difícil ela-
boraçãoeentendimentopor leigos.Esta
visãotecnocráticadoplanejamentodeve
sermodificada.OPlanocomoinstrumen-
todeplanejamentodeveserfrutodeum
processo de decisão político-social, de-
vendo-se ter o cuidado para não trans-
formá-lo em peça meramente técnica,
elaboradaparaatenderdemandaslocais.
OsestudosdeBraga (1995) sobreo fra-
cassodosplanosdiretoresdedesenvolvi-
mentointegradodemunicípiospaulistas
ilustrouessaquestão.Oautoridentificou
dois motivos principais: i) a obrigato-
riedade da elaboração do plano não foi
suficiente para que os agentes públicos
municipais percebessem a importância
do planejamento enquanto umprocesso
eficiente de gestão, sendo visto apenas
como exigência burocrática e inútil ou
como um instrumento útil apenas para
facilitar a obtenção de recursos finan-
ceiros; e ii) a elaboração damaioria dos
planosporórgãosouempresasestranhas
àadministraçãomunicipal, inviabilizoua
sua implementação, pois os planos po-
dem ficar interessantes tecnicamente,
masinviáveispoliticamenteounãoficam
bons nem técnica, nem politicamente
devido os elaboradores não conhece-
rema realidade local,oupode tornar-se
algoestranhoàadministraçãomunicipal
quenãoparticipoude sua elaboração e,
assim,nãoo considera comoum instru-
mento legítimo,nãose interessandopor
suaimplementação.
Portanto,oPMSBdeveserentendidopelosmu-
nicípioscomoumaformareale factíveldepla-
nejamentodaprestaçãodeseusserviçospúbli-
cosdesaneamentobásicoenãoexclusivamente
como um instrumento burocrático para acesso
aosrecursosorçamentáriosdaUnião.
Osmunicípiosdevemtambémpreparar,conco-
mitantemente coma confecção do PMSB, indi-
cadoresquesejampossíveisdeseridentificados
econtroladosparaaaveriguaçãofuturadaefe-
tividade oumelhoria da prestação dos serviços
públicosdesaneamentobásico.
Revista DAE 21
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Segundo Alochio (2010, p. 66), “planificar não
serámeraquestãodeestilo,nãobastaráemsio
planejamento,masdemandaráacompanhamen-
toconstante,umserviçodeprestaçãocontinuada
tantoquantooprópriosaneamento”.Porconse-
guinte,apósaaprovaçãodoPMSB,elenecessitará
serretroalimentadomedianteajustesoumedidas
corretivas, a fim de que se aprimore o planeja-
mentoinicial.
Essa conduta também é prevista na legislação,
quandomencionaqueosPMSBsserãorevistospe-
riodicamenteemprazonãosuperioraquatroanos,
anteriormenteàelaboraçãodoPlanoPlurianual.
Oficialmente,nãohánúmerosdequantosmuni-
cípios já elaboraram seu PMSB, porém as várias
prorrogações de prazo demonstram que essa
obrigatoriedadedomarco legalaindaestá longe
deseralcançada.PesquisadoInstitutoTrataBrasil
(ITB,2014)apontouque,dascemmaiorescidades
brasileiras, somente 12 estavam aderentes aos
requisitosdaLeinº11.445/2007, em termosde
conteúdodosPMSBs,controlesocialeregulação.
DeacordocominformaçõesdaAssociaçãoBrasi-
leiradeAgênciasdeRegulação(ABAR,2013),1um
dospoucosestadoscommaiores índicesdeela-
boraçãodoPMSBéSantaCatarina,comcercade
70%dosmunicípioscomseusplanosfinalizados.
Portanto,oprincipaldesafionoestadoéaefeti-
vaçãodessesinstrumentosdeplanejamento.Para
seuacompanhamento,emSantaCatarinahádi-
versasagênciasreguladorasdeserviçospúblicos
desaneamentobásico,entreasquais,aAgência
ReguladoraIntermunicipaldeSaneamento(ARIS),
aAgênciaReguladoradeServiçosdeSaneamento
Básico do Estado de Santa Catarina (Agesan), a
Agência IntermunicipaldeRegulação,Controlee
Fiscalização de Serviços Públicos Municipais do
1 Disponívelem:http://abar.org.br/2012/11/14/agesan-divulga-panorama-dos-planos-municipais-de-saneamento-basico-em-santa-catarina/.Acessoem:9maio2013.
MédioValedoItajaí(AGIR),aAgênciaReguladora
deSaneamentodeTubarão(AGR)eaAgênciaMu-
nicipaldeRegulaçãodosServiçosdeÁguaeEsgo-
tosdeJoinville(AMAE).
Como os PMSBs devem ser compatíveis com os
PlanosdasBaciasHidrográficasemqueosmunicí-
piosestãoinseridos,buscou-seanalisarumabacia
hidrográfica que fosse regulada por umamesma
agência,afimdeobterumavisãoregionalizadado
planejamentoedesuasinterfacescomaregulação.
CombasenoSistemadeInformaçõessobreRecur-
sosHídricosdoEstadodeSantaCatarina(SIRHES-
C)2enomapadasagênciasreguladorasatuantes
emSantaCatarina,3 identificou-seabaciahidro-
gráficadoVale do Itajaí, contendo14municípios
reguladospelamesmaagência,aAGIR.
Apesar do resultado satisfatório quanto à ela-
boraçãodosPMSBs,nãohánoestadoavaliação
quantoaoatendimentodessesplanosnotocante
aoconteúdomínimo listadonoart.19daLeinº
11.445/2007. Nesse sentido, referida avaliação
tambémcontribuiparaidentificaramotivaçãoeo
papeldosPMSBs,“investigandoseelestendema
serelaboradosapenascomvistasaocumprimen-
to da legislação ou por convicção dos reais be-
nefíciosquepodemseralcançadosaoutilizá-los
comoferramentadegestão”(LISBOAetal.,2013).
OBJETIVO
Oobjetivodestetrabalhoéavaliaroconteúdodo
PMSB,combasenoart.19daLeinº11.445/2007,
dosmunicípiosintegrantesdabaciahidrográfica
doValedoItajaí,cujaregulaçãoestásobcompe-
tênciadaAGIR.
2 Disponívelem:http://www.aguas.sc.gov.br/mapas/mapas_publicadoAcessoem:9maio2013.
3 Disponívelem:http://www.casan.com.br/ckfinder/userfiles/files/MapaAgenciasReguladoras.pdf#960Acessoem:9maio2013.
Revista DAE22
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METODOLOGIA
Osmunicípios localizadosnabaciahidrográfica
doValedoItajaíereguladospelaAGIRsão:Apiú-
na,Ascurra,BeneditoNovo,Blumenau,Botuve-
rá, Brusque, Doutor Pedrinho, Gaspar, Guabiru-
ba, Indaial,Pomerode,RiodosCedros,Rodeioe
Timbó.Deacordocomas informaçõesdisponi-
bilizadas pela mencionada agência, desses 14
municípios,trêsnãofizerame/ounãoaprovaram
oPMSB(Apiúna,GuabirubaeRodeio)eumestá
emfasedepreparação(Botuverá),restandodez
municípiosparaaaveriguaçãodosseusplanos,
conformeoQuadro1.
Nametodologiaempregadaparaanálisedosdez
PMSBs,foramestudadososprocedimentoscons-
tantesemdois trabalhoscientíficos,nosquaiso
objetodapresentepesquisaestáinserido:Basílio
Sobrinho(2011)ePereira(2012).Adaptaram-see
aperfeiçoaram-seosquestionáriosdeanálisedo
planodessesdoistrabalhos,selecionandoospa-
râmetrosouaspectosmaisrelevantesrelaciona-
dosaoconteúdomínimo.
Salienta-sequehouvearealizaçãodeumpré-tes-
tenosPMSBsdeBlumenaueGaspar, escolhidos
aleatoriamente.Opré-testeresultouna inclusão
de novos quesitos nas metodologias adaptadas
deBasílioSobrinho(2011)ePereira(2012),coma
finalidadedediferenciaraabrangênciaterritorial
nasfasesdediagnósticoeprognóstico,identificar
eexaminarascaracterísticaseassituaçõesatuais
dos serviços de saneamento básico, divulgar os
objetivoseasmetasdecurto,médioelongoprazo
dessesquatrocomponentesdo saneamentobá-
sicoeaveriguaralgunsaspectosdaaprovaçãodo
planoquandopromulgadoporleimunicipal.
Assim,aanálisedoPMSBdosdezmunicípiosca-
tarinensessituadosnabaciahidrográficadoVale
do Itajaí e regulados pela AGIR foi dividida em
cinco itenseelaboradademodoacontemplaro
conteúdomínimoestabelecidonoart.19daLeinº
11.445/2007,daseguinteforma:
Quadro 1 – Identificaçãodosplanosanalisados.
Município
Plano HomologaçãoData da 1ª
revisãoElaboração Volume Data Documento Data
Ascurra MPB/Sanetal1 IaVI 12/2011 LeiCompl.nº126 21/05/12 21/05/16
BeneditoNovo MPB/Sanetal1 IaVI 12/2011 Leinº1.658 14/03/12 14/03/16
Blumenau Prefeitura I 03/2009 Decretonº8.907 16/04/09 16/04/13
Brusque BSA2 I 10/2012 Decretonº7.087 08/04/13 08/04/17
DoutorPedrinho MPB/Sanetal1 IaVI 12/2011 Decretonº8 06/03/12 06/03/16
Gaspar Prefeitura/SAMAE I 03/2010 Decretonº3.876 06/04/10 06/04/14
Indaial BSA2 I 05/2011 LeiCompl.nº120 20/12/11 20/12/15
Pomerode Prefeitura3 I 07/2011 Decretonº2.599 12/07/11 12/07/15
RiodosCedros MPB/Sanetal1 IaVI 12/2011 Leinº1.736 17/04/12 17/04/16
Timbó BSA2 I 04/2012 Decretonº2.829 14/08/12 14/08/16
Notas: 1ConsórcioMPB/Sanetal.2BureaudeServiçosemEngenhariaAmbientalLtda.3Nãomencionanoplanoquemoelaborou,subentendendoquefoiaprefeitura.
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1. Diagnóstico da situação e de seus impac-
tosnacondiçãodevida(incisoI):nesteitem,
foram observados os aspectos de saúde e
epidemiologia,meioambienteerecursoshí-
dricos, sociais e econômicos, a abrangência
territorialeascaracterísticasdosserviçosde
abastecimento de água, esgotamento sani-
tário, limpeza urbana emanejo de resíduos
sólidos, drenagem e manejo de águas plu-
viaisurbanas,comoobjetivodeinvestigara
existênciadessasinformaçõesouindicadores
nosplanos,alémdaspossíveiscausasdasde-
ficiênciasencontradas.
2. Objetivosemetas(incisosIIeIII,§§3ºe8º):
foram examinados, neste item, o detalha-
mentodosobjetivosemetasdecurto,mé-
dioelongoprazoparaauniversalização,por
componentedosaneamentobásico,alémda
formadeacompanhamentodasmetasepra-
zos fixados; a estruturação dos programas,
projetos e ações para a universalizaçãodos
serviços;a soluçãopara inclusãodaparcela
dapopulaçãocombaixarendanasmetasde
universalização; a identificação dos investi-
mentosnecessários,bemcomodaspossíveis
fontes de financiamento; a compatibilidade
comosdemaisplanos,como,porexemplo,o
PlanodaBaciaHidrográficanoqualomunicí-
pioestáinserido,oPlanoPlurianualeoPlano
Diretor;eaabrangênciaterritorialpretendida
quandodaexecuçãodosPMSBs.
3.Mecanismos e procedimentos para avalia-
çãosistemáticadasaçõesprogramadas(in-
cisoV):nesteitem,averiguou-seaexistência
de aspectos relacionados à gestão setorial,
regulaçãoecontrolesocialede indicadores
para avaliação da eficiência e eficácia dos
serviços, com a demonstração dasmetas e
prazosdessesindicadores.
4.Ações para emergências e contingências
(incisoIV):foiverificadaapresençanospla-
nosdessasações.
5.Demaisdiretrizes(§§1º,2º,4ºe5º):neste
item,foramapreciadosaspectosquenão
estão diretamente relacionados ao con-
teúdomínimo,mascujosprocedimentos
devem ser realizados na concepção dos
planos, sendo divididos em três subi-
tens: (i) os planos podem ser aprovados
pormeiode leioudecreto,porémforam
consideradosapenasse,quandopromul-
gados por lei municipal, contivessem: a
instituiçãodoconselho responsávelpelo
controlesocial,adesignaçãodaentidade
reguladora e a identificação da estrutu-
ra constantenaprefeitura incumbidada
administraçãodoPMSB;(ii)apresençado
prazodesuarevisão,nãosuperioraqua-
tro anos e antes da confecção do Plano
Plurianual;(iii)aefetivaçãodaparticipa-
çãoda sociedadequandoda elaboração
dosplanos,comaampladivulgaçãodos
estudos que os fundamentaram, assim
como a ocorrência de audiências e con-
sultaspúblicassobreoreferidoobjeto.
Ressalta-sequecadaPMSBfoianalisadoconfor-
meositenspormenorizadosanteriormente,veri-
ficandoseestavampresentestotalmente(confe-
re), parcialmente (confere parcialmente) ou não
(nãoconfere)nosreferidosplanos,alémdaexis-
tênciadedeterminadasituaçãoquandoaanálise
deumitemnãofossepertinente(nãoaplicável).
Paramelhor observação e interpretação dos re-
sultados, foram também construídos para cada
municípiográficosdotiporadar.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nestaseção,éapresentadaaavaliaçãorealizada
nos planos dos dez municípios situados na ba-
ciahidrográficadoValedoItajaíereguladospela
AGIR, a fim de verificar se foram elaborados de
acordocomoconteúdomínimocontempladono
art.19daLeinº11.445/2007.
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Conformeametodologiadescritaanteriormente,are-
feridaavaliaçãoépormenorizadanossubitensaseguir.
DIAGNÓSTICO DA SITUAÇÃO E DE SEUS IMPACTOS NA CONDIÇÃO DE VIDA
Odiagnósticodasituaçãoedeseusimpactosna
condiçãodevidafoifragmentadoemaspectosde
DenominaçãoPMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.1 Aspectos de saúde e epidemiologia
a)Oplanoutilizouinformaçõesouindicadoresrelativosàsdoençasdeveiculaçãohídrica(diarreia,cólera,hepatite,entreoutras). S S N N S S N N S S
b)Oplanoutilizouinformaçõesouindicadoresdemorbidade,mortalidade,entreoutros. S S N S S S N S S S
c)Oplanoanalisouetratouasinformaçõesouindicadoresparaapontarpossíveiscausasdedeficiências. S S X S S S X S S S
2.2 Aspectos ambientais e de recursos hídricos
a)Oplanoidentificouabaciahidrográficaemqueomunicípioestáinserido. S S S S S S N S S S
b)Oplanocaracterizouabaciahidrográficaemtermosdeárea,sub-bacias,principaisrecursoshídricosetc. S S S S S S N S S S
c)Oplanoutilizouinformaçõesouindicadoresambientaise/ouderecursoshídricos(qualidadeambiental,disponibilidadehídricaetc.). S S S S S S N S S S
d)Oplanoanalisouetratouasinformaçõesouindicadoresparaapontarpossíveiscausasdedeficiências. S S S S S S X S S S
2.3 Aspectos socioeconômicos
a)Oplanoutilizouinformaçõesouindicadoresdeevoluçãopopulacional(censosdoIBGE). S S S S S S N S S S
b)Oplanoutilizouinformaçõesouindicadoressocioeconômicosdomunicípio(PIB,IDH,rendaper capita,BolsaFamíliaetc.). P P S S P S N S P S
c)Oplanoidentificouassituaçõesemquesepodeinferironívelderendadapopulação. S S N N S N N N S N
d)Oplanoanalisouetratouasinformaçõesouindicadoresparaapontarpossíveiscausasdedeficiências. S S N N S N X N S N
2.4 Abrangência territorial atual
a)Oplanoabrangeuodistritosede–zonaurbana. S S S S S S S S S S
b)Oplanoabrangeuodistritosede–zonarural. S S N S S S S S S S
c)Oplanoabrangeudemaisdistritosoulocalidades–zonaurbana. N P N P S P N P P N
d)Oplanoabrangeudemaisdistritosoulocalidades–zonarural. N N N N N P N P P N
2.5 Aspectos do saneamento básico
a)Oplanoidentificoueanalisouascaracterísticaseasituaçãodosserviçosdeabastecimentodeágua. S S S S S S S S S S
b)Oplanoidentificoueanalisouascaracterísticaseasituaçãodosserviçosdeesgotamentosanitário. S S S S S S S S S S
c)Oplanoidentificoueanalisouascaracterísticaseasituaçãodosserviçosdelimpezaurbanaemanejoderesíduossólidos. S S S N S S S S S S
d)Oplanoidentificoueanalisouascaracterísticaseasituaçãodosserviçosdedrenagememanejodeáguaspluviaisurbanas. S S S N S S S S S S
Quadro 2 – Diagnósticodasituaçãoedeseusimpactosnacondiçãodevida.
Notas: S - confere;N - nãoconfere; P - confereparcialmente; X - nãoaplicável|1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
saúdeeepidemiologia,meioambienteerecursos
hídricos,sociaiseeconômicos,comoapontamen-
todepossíveiscausasdesuasdeficiências,além
da abrangência territorial e do detalhamento
dascaracterísticasesituaçõesatuaisdosquatro
componentesdosserviçosdesaneamentobásico,
conformedemonstradonoQuadro2.
Revista DAE 25
artigos técnicos
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OBJETIVOS E METAS
Este itemfoiapreciadocombaseemquatrosu-
bitens:objetivosemetasdecurto,médioelongo
prazoparaauniversalização;programas,projetos
eaçõesparaauniversalizaçãodos serviços, en-
globando também a verificação da inclusão da
população de baixa renda nas referidas metas,
além dos investimentos necessários e das pos-
síveis fontes de financiamento; compatibilidade
com os demais planos; e abrangência territorial
observadanositensanteriores,deacordocomo
verificadonoQuadro3.
Denominação
PMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3.1 Objetivos e metas de curto, médio e longo prazo para universalização
a)Oplanoapresentouosobjetivosemetasdecurto,médioelongoprazodoserviçodeabastecimentodeágua. S S N S S N S N S S
b)Oplanoapresentouosobjetivosemetasdecurto,médioelongoprazodoserviçodeesgotamentosanitário. S S P S S S S N S S
c)Oplanoapresentouosobjetivosemetasdecurto,médioelongoprazodoserviçodelimpezaurbanaemanejoderesíduossólidos. S S N N S N S N S S
d)Oplanoapresentouosobjetivosemetasdecurto,médioelongoprazodoserviçodedrenagememanejodeáguaspluviaisurbanas. S S N N S N S N S S
e)Asmetaseprazosparauniversalizaçãoforamdefinidosdeformaapermitirseuacompanhamentoequefavoreçamadivulgaçãoderesultados,mesmoqueparciais,pormeiodeavaliaçõesperiódicasepermanentes.
S S P S S P S N S S
3.2 Programas, projetos e ações para a universalização dos serviços
a)Oplanoestruturouosprogramas,projetoseações,sendoumprogramaumasériedeinter-relacionadoseespecíficosprojetosetarefasadicionais(ações),quejuntosatingemumnúmerodeobjetivosdeumametaestratégica.
S S P P S S P S S P
b)Oplanoidentificououapontousoluçãoparainclusãodapopulaçãodebaixarendanasmetasdeuniversalização. N N S S N N S N N S
c)Oplanoapresentouinvestimentosnecessários. S S P S S P S P S S
d)Oplanoidentificoupossíveisfontesdefinanciamento. S S P S S S S S S S
3.3 Compatibilidade com demais planos
a)OplanoobservouacompatibilidadecomosobjetivosemetasdoPlanodeBaciaHidrográfica,suasdiretrizeseestratégias. S S S N S S N S S N
b)Oplanoobservouacompatibilidadecomosobjetivosemetasdeoutrosplanos(PlanoPlurianual,PlanoDiretoretc.),suasdiretrizeseestratégias. S S P S S S S P S S
3.4 Abrangência territorial
a)Oplanoabrangeuodistritosede–zonaurbana. S S S S S S S S S S
b)Oplanoabrangeuodistritosede–zonarural. S S N S S P S S S S
c)Oplanoabrangeudemaisdistritosoulocalidades–zonaurbana. N N N N N N N N N N
d)Oplanoabrangeudemaisdistritosoulocalidades–zonarural. N N N N N N N N N N
Quadro 3 – Objetivosemetas.
Notas: S-confere;N-nãoconfere;P-confereparcialmente;X-nãoaplicável|1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
Revista DAE26
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
MECANISMOS E PROCEDIMENTOS PARA AVALIAÇÃO SISTEMÁTICA DAS AÇÕES PROGRAMADAS
Osmecanismos e procedimentos para avaliação
sistemáticadasaçõesprogramadasparaos ser-
viços de abastecimento de água, esgotamento
sanitário, limpeza urbana e manejo de resíduos
sólidos e drenagem emanejo de águas pluviais
urbanas foram classificados em dois subitens,
relacionados à presença de: aspectos da gestão
municipal,daregulaçãoedocontrolesocial;ein-
dicadores,comestabelecimentodesuasmetase
prazos,paraavaliaçãodaeficiênciaeeficáciados
serviços,conformesepodeobservarnoQuadro4.
AÇÕES PARA EMERGÊNCIAS E CONTINGÊNCIAS
Foiaveriguadoque,dosdezPMSBsestudados,sete
estabeleceramaçõespara emergências e contin-
gênciasintegralmente,enquantotrês,parcialmen-
te,deacordocomodemonstradonoQuadro5.
DEMAIS DIRETRIZES
Este item foi partilhadoem três subitens, relati-
vosaoprazode revisãodoplanonão superior a
quatroanoseanteriormenteaoPlanoPlurianual;
à participação da sociedade mediante consul-
taseaudiênciaspúblicaseampladivulgaçãode
todooprocesso;eàaprovaçãoemleimunicipal,
contendo alguns itens primordiais sobre gestão,
regulaçãoecontrolesocial,conformecertificado
noQuadro6.
DenominaçãoPMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4.1 Gestão, regulação e controle social
a)Oplanoanalisouagestãomunicipal(existência,modelo,estruturaetc.). S S N P S N P P S P
b)Oplanoanalisouaregulação(existência,modelo,estruturaetc.). S S S P S S P N S P
c)Oplanoanalisouocontrolesocial(existência,modelo,estruturaetc.). S S P S S P P P S S
4.2Eficiênciaeeficáciadoplano
a)Oplanoapresentouindicadoresparaavaliaçãodaeficiênciaeeficáciadosserviços. S S P S S P S P S S
b)Oplanoestabeleceumetaseprazosparaosindicadores. S S N S S N S N S S
DenominaçãoPMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5 Ações para emergências e contingências
a)Oplanoestabeleceuaçõesdeemergênciasecontingências. S S P S S P S P S S
Quadro 4 – Mecanismoseprocedimentosparaavaliaçãosistemáticadasaçõesprogramadas.
Notas: S-confere;N-nãoconfere;P-confereparcialmente;X -nãoaplicável|1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
Quadro 5 –Açõesparaemergênciasecontingências.
Notas: S-confere;N-nãoconfere;P-confereparcialmente;X -nãoaplicável|1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
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ANÁLISE GERAL DOS PLANOS
ApósestudopormenorizadodosdezPMSBs(As-
curra, Benedito Novo, Blumenau, Brusque, Dou-
tor Pedrinho,Gaspar, Indaial, Pomerode, Rio dos
CedroseTimbó),verificou-sequenenhumdeles
atendeu completamente ao conteúdo mínimo
dispostonoart.19daLeinº11.445/2007.
Outraformadevisualizarosdadosapresentados
nosQuadros2a6épormeiodocálculodosper-
centuaisdeatendimentodositensanalisados,no
qual se considerou isoladamente cada um, com
base no seu atendimento total, parcial ou não
atendimento/aplicação,deacordocomoverifica-
donaTabela1.
Paramelhor observação dos dados da Tabela 1,
foielaboradográficoderadardessespercentuais
deatendimentodoconteúdomínimonosplanos
analisados,paracadamunicípio,conformeapre-
sentadonaFigura1.Observa-sevisualmenteque,
porexemplo,paraocasodeAscurra,dos15itens
analisados, dez tiveram atendimento integral,
comomenorníveldeatendimentorelacionadoà
aprovaçãodoPMSBporlei(item5.3).
Denominação
PMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6.1 Revisões
a)OplanoestipulourevisõesemprazonãosuperioraquatroanoseanteriormenteaoPlanoPlurianual. S S S S S S P P S S
6.2 Participação
a)Houveampladivulgaçãodoplanoedosestudosqueofundamentaram,deformaintegral,inclusiveinternet. S S P P S S N N S P
b)Houverealizaçãodeaudiênciasouconsultaspúblicas,comrecebimentodesugestõesecríticas. S S N S S S N N S S
6.3 Aprovação do plano
a)Oplanofoiaprovadoporleimunicipal. S S N N N N S N S N
b)Sefoiaprovadoporlei,houveinstituiçãoformaldoconselhoresponsávelpelocontrolesocial. N N X X X X S X N X
c)Sefoiaprovadoporlei,houvedesignaçãodaentidadereguladoraresponsávelpeloacompanhamentodoseucumprimento. N N X X X X N X N X
d)Sefoiaprovadoporlei,houveidentificaçãodaestruturaadministrativadaprefeitura,responsávelpelasuaadministração. N N X X X X S X N X
Quadro 6 – Demaisdiretrizes.
Notas: S-confere;N-nãoconfere;P-confereparcialmente;X-nãoaplicável|1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
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Denominação
PMSBs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Média
1 Diagnóstico da situação e de seus impactos na condição de vida
1.1Aspectosdesaúdeeepidemiologia 100 100 0 67 100 100 0 67 100 100 73,40
1.2Aspectosambientaisederecursoshídricos 100 100 100 100 100 100 0 100 100 100 90,00
1.3Aspectossocioeconômicos 88 88 50 50 88 50 0 50 88 50 60,20
1.4Abrangênciaterritorialatual 50 63 25 63 75 75 50 75 75 50 60,10
1.5Aspectosdosaneamentobásico 100 100 100 50 100 100 100 100 100 100 95,00
2 Objetivos e metas
2.1Objetivosemetasdecurto,médioelongoprazoparauniversalização 100 100 20 60 100 30 100 0 100 100 71,00
2.2Programas,projetoseaçõesparaauniversalizaçãodosserviços 75 75 63 88 75 63 88 63 75 88 75,30
2.3Compatibilidadecomdemaisplanos 100 100 75 50 100 100 50 75 100 50 80,00
2.4Abrangênciaterritorial 50 50 25 50 50 38 50 50 50 50 46,30
3 Mecanismos e procedimentos para avaliação sistemática das ações programadas
3.1Gestão,regulaçãoecontrolesocial 100 100 50 67 100 50 50 33 100 67 71,70
3.2Eficiênciaeeficáciadoplano 100 100 25 100 100 25 100 25 100 100 75,50
4 Ações para emergências e contingências
4.1Açõesparaemergênciasecontingências 100 100 50 100 100 50 100 50 100 100 85,00
5 Demais diretrizes
5.1Revisões 100 100 100 100 100 100 50 50 100 100 90,00
5.2Participação 100 100 25 75 100 100 0 0 100 75 67,50
5.3Aprovaçãodoplano 25 25 0 0 0 0 75 0 25 0 15,00
Tabela 1 – Percentualdeatendimentodositensanalisados.
Notas: 1-Ascurra;2-BeneditoNovo;3-Blumenau;4-Brusque;5-DoutorPedrinho;6-Gaspar;7-Indaial;8-Pomerode;9-RiodosCedros;10-Timbó.
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Figura 1 – Radardospercentuaisdeatendimentodoconteúdomínimonosplanosanalisados,pormunicípio.
ASCURRA BENEDITO NOVO
BLUMENAU BRUSQUE
DOUTOR PEDRINHO GASPAR
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Notas:
1.1Aspectosdesaúdeeepidemiologia
1.2Aspectosambientaisederecursoshídricos
1.3Aspectossocioeconômicos
1.4Abrangênciaterritorialatual
1.5Aspectosdosaneamentobásico
2.1Objetivosemetasdecurto,médioelongoprazoparauniversalização
2.2Programas,projetoseaçõesparaauniversal-izaçãodosserviços
2.3Compatibilidadecomdemaisplanos
2.4Abrangênciaterritorial
3.1Gestão,regulaçãoecontrolesocial
3.2Eficiênciaeeficáciadoplano
4Açõesparaemergênciasecontingências
5.1Revisões
5.2Participação
5.3Aprovaçãodoplano
ConsiderandooexpostonosQuadros2a6,naTabela
1enaFigura1,sãoapresentadosaseguirosprincipais
aspectosobservadosquandodaanáliseconjuntados
planos:
• Nodiagnósticodasituaçãoedeseusimpactosna
condiçãodevida(itens1.1a1.5),asáreasdemeio
ambiente, recursoshídricos e saneamentobásico
foram as mais abordadas nos PMSBs, faltando a
informação desses aspectos apenas nos planos
de Indaial e Brusque. As informações obtidas
no diagnóstico são relevantes, pois devem ser
traduzidas na forma de indicadores, para que se
possamestabelecermetascondizentescomasreais
necessidadesdapopulaçãoeadisponibilidadede
recursos financeiros para seu cumprimento, em
termos de programas, projetos e ações (GALVÃO
JUNIOR,2014).
INDAIAL POMERODE
RIO DOS CEDROS TIMBÓ
Revista DAE 31
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setembro dezembro 2016
• No tocante aos objetivos e metas, os
programas, projetos e ações para a
universalizaçãodosserviçoseaabrangência
territorial pretendida (itens 2.1 a 2.4) foram
os itens menos apresentados, havendo
o estabelecimento parcial ou sua não
realizaçãoemcadaumdosdezmunicípios.Ao
pesquisaroitoPMSBs,PereiraeHeller(2013)
observaram que em nenhum deles foram
verificados objetivos e metas para todos os
quatrocomponentesdoplano,bemcomonão
foram apresentados indicadores para curto,
médioe longoprazo, tambémparacadaum
doscomponentes.
• Já nos mecanismos e procedimentos para
avaliaçãosistemáticadasaçõesprogramadas
(itens3.1e3.2),somenteemquatromunicípios
(Ascurra, Benedito Novo, Doutor Pedrinho e
RiodosCedros)houveaapreciaçãocompleta
dos subitens concernentes aos aspectos da
gestãomunicipal, regulação, controle social
e indicadores para avaliação da eficiência e
eficáciadosserviços.
• Asaçõesparaemergênciasecontingências(item
4)estãopresentesnoPMSBdesetemunicípios
(Ascurra, Benedito Novo, Doutor Pedrinho, Rio
dosCedros,Brusque,IndaialeTimbó).
• No item “demais diretrizes” (itens 5.1 a
5.3), foram mencionados os procedimentos
que devem ser observados quando da
elaboração dos PMSBs e não os aspectos
relativosdiretamenteaoconteúdomínimo.A
aprovaçãodosplanosfoiamenoscumprida,
pois 60% deles foram aprovados mediante
decreto,emvezdelei.DeacordocomGalvão
Junior (2013), a aprovação do PMSB por lei
poderia minimizar riscos para o operador,
em caso de delegação dos serviços, haja
vistaqueasmetasdo contratodevemestar
associadasàsmetasdoplano.Poroutrolado,
dificultariaeventualatualizaçãodoPMSBpor
parte domunicípio, em função de alteração
daconjunturapolítica.
• Ressalta-se que, ao considerar cada umdos
subitensverificadosnosdezPMSBs, sepôde
averiguar que, naqueles que apresentaram
parcialmente, não estabeleceram ou, ainda,
nosquaisnãofoipossívelrealizaraanálise,o
itememquemaisocorreuessassituaçõesfoio
“demaisdiretrizes”,seguidopor“mecanismos
e procedimentos para avaliação sistemática
dasaçõesprogramadas”,“objetivosemetas”,
“açõesparaemergênciasecontingências”e,
porúltimo,“diagnósticodasituaçãoedeseus
impactosnacondiçãodevida”.
• Porfim,combasenosradaresdeatendimento
doconteúdomínimoapresentadonosplanos,
verificou-sequeoPMSBmaishomogêneofoi
odeRiodosCedros,seguido,respectivamente,
pelos de Benedito Novo, Ascurra, Doutor
Pedrinho, Timbó, Brusque, Gaspar, Indaial,
Pomerode e, por último, Blumenau, o que
significaqueoPMSBdeRiodosCedrosatendeu
maisaoconteúdomínimodoqueosdemais.
Com essa avaliação, o não atendimento
completo do conteúdo mínimo estipulado
no art. 19 da Lei nº 11.445/2007 pode ser
decorrentedoiníciodaculturadetransparência
dasaçõesdosentespúblicos(demaisdiretrizes),
bemcomodoplanejamento(objetivosemetas
e ações para emergências e contingências)
e do controle efetivo e eficaz (mecanismos e
procedimentos para avaliação sistemática das
açõesprogramadas),alémdafaltadeestrutura
degestão setorialnosmunicípios (diagnóstico
da situação e de seus impactos na condição
de vida). No tocante à gestão setorial, Lisboa
et al. (2013) já havia identificado em análise
sobre os PMSBs grande dificuldade quanto à
disponibilidadedeprofissionaisnosmunicípios
eàsuaqualificaçãotécnica.
Revista DAE32
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Sendoassim,osmunicípiosdevemaperfeiçoares-
sesaspectosquandodarevisãodosreferidospla-
nos.Caberessaltarque,consoanteo§4ºdaLeinº
11.445/2007,osPMSBsdevemserrevistosperio-
dicamente,emprazonãosuperioraquatroanos
eanterioràconcepçãodoPlanoPlurianual.Dessa
forma,ositensquenãoforamconfeccionadosin-
tegralouparcialmentepodemserexecutadosna
revisãodessesplanos.
Postoisso,apósoestudodosdezPMSBsdabaciado
ValedoItajaí,ascontribuiçõesparaarevisãodes-
sesplanossãoelencadasnossubitensseguintes.
1) Diagnóstico da situação e de seus impactos
nacondiçãodevida:
a. Aspectos de saúde e epidemiologia:
identificar as deficiências, relacionan-
do-ascomas informaçõeseos indica-
dores encontrados; e associar os indi-
cadorese informaçõesdasdoençasde
veiculaçãohídrica,mortalidadesemor-
bidades com os indicadores dos servi-
çosdesaneamentobásico.
b. Aspectos ambientais e de recursos hí-
dricos: relacionar outros indicadores
ambientais e/ou de recursos hídricos,
para verificar as causas das suas defi-
ciênciaseanalisá-losemconjuntocom
os indicadorese informaçõesdosqua-
trocomponentesdeserviçosdesanea-
mentobásico.
c. Aspectossocioeconômicos:apresentara
evoluçãopopulacional,acompanhadada
projeção da demanda dos quatro com-
ponentes do saneamento básico; exibir
os indicadores socioeconômicos em sé-
rie histórica, acrescidos de informações
queosinterpretem;eembasar,tantoem
informaçõesquantonosindicadoresevi-
denciados, os apontamentos das possí-
veiscausasdasdeficiênciasrelacionadas
aosaspectossocioeconômicos.
d. Abrangênciaterritorial:englobarosbair-
ros na zona urbana e distritos e locali-
dadesnasáreasurbanase ruraisparaa
abrangênciaterritorialdosserviços.
e. Aspectosdosaneamentobásico:porme-
norizar as características e as situações
dos quatro componentes de serviços de
saneamento básico, a fim de conhecer
os serviços disponibilizados atualmente,
paraqueoplanejamentodosseusprog-
nósticos (metas, programas, projetos e
ações)sejarealizadoeficazmente.
2) Objetivosemetas:
a. Objetivosemetasdecurto,médioelongo
prazoparauniversalização:estabeleceros
objetivospropostosparaauniversalização
dos quatro componentes de serviços de
saneamento básico, quantificando-os e
estipulandoprazosdecurto,médioelon-
goprazo(metas).
b. Programas,projetoseaçõesparaauni-
versalização dos serviços: detalhar os
programas,separando-osposteriormen-
te em projetos de curto, médio e longo
prazo, demodo a apresentar suas justi-
ficativasesuaexecuçãomedianteações;
descreverobjetivamenteecomclarezaa
inclusãonasmetasdeuniversalizaçãoda
populaçãodebaixarenda;eestipularos
valoresdos investimentoscombasenos
valoresdemercado,alémdedetalhá-los
porprojetoseações.
c. Compatibilidade com demais planos: es-
pecificarclaramenteacompatibilidadedos
PlanosdaBaciaHidrográficadoValedoIta-
jaí,Diretores,Plurianuais,entreoutros.
d. Abrangênciaterritorial:distribuirosqua-
tro componentes de serviços de sanea-
mento básico em distritos e localidades
nas zonas urbanas e rurais, para que as
metas, programas e projetos possam
ser acompanhados, principalmente pela
agênciareguladora.
Revista DAE 33
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
3) Mecanismoseprocedimentosparaavaliação
sistemáticadasaçõesprogramadas:
a. Gestão,regulaçãoecontrolesocial:esta-
belecerasdiretrizeseosobjetivosa se-
rem realizados quanto aos aspectos de
gestão,regulaçãoecontrolesocial.
b. Eficiência e eficácia do plano: relatar os
indicadorespara avaliaçãoda eficiência e
eficáciadosquatrocomponentesdeservi-
çosdesaneamentobásico,abrangendoas
metaseprazosdessesindicadores,alémda
descriçãodesuasfórmulaseavaliações.
4) Açõesparaemergênciasecontingências:deta-
lharasaçõesparaemergênciasecontingências
dosquatrocomponentesdeserviçosdesanea-
mentobásico,informandotambémasprincipais
origenseocorrênciasdoseventosemergenciais
econtingenciais,assimcomoosórgãosouenti-
dadesenvolvidos (CorpodeBombeiros,Serviço
deAtendimentoMóveldeUrgência–SAMUetc.).
5) Demaisdiretrizes:
a. Revisão: realizar a revisão dos planos
em prazo não superior a quatro anos e
anteriormente à elaboração do Plano
Plurianual,devendoanalisaranualmen-
teoquefoipropostoeoqueestásendo
realizadoefetivamente.
b. Participaçãosocial:informarosmeios(rá-
dio,jornal,internetetc.)queforamutiliza-
dosnadivulgaçãodoplanoedosestudos
queofundamentaram;edescrevertodas
asinformaçõesreferentesàsaudiênciase
consultas públicas realizadas quando da
elaboração e revisão dos planos, englo-
bandoperíodo, local,presentes,assuntos
tratados,resultados,entreoutros.
c. Aprovaçãodoplano: instituiroconselho
responsável pelo controle social; desig-
naraentidade reguladora incumbidade
acompanhar e fiscalizar o cumprimento
doplano;e identificaraestruturaadmi-
nistrativadaprefeituraencarregadapela
suagestão.
CONCLUSÕESAverificaçãodoatendimentodoconteúdomíni-
mo constante no art. 19 da Lei nº 11.445/2007
noPMSBdosmunicípiossituadosnabaciahidro-
gráficadoValedoItajaíereguladospelaAGIR(As-
curra, Benedito Novo, Blumenau, Brusque, Dou-
tor Pedrinho, Gaspar, Indaial, Pomerode, Rio dos
Cedros e Timbó) demonstrouquenenhumdeles
apresentou completamente o conteúdo mínimo
presentenoreferidoartigo.
ComoosPMSBsdeverãoserrevistosemprazonão
superioraquatroanoseanteriormenteaoPlano
Plurianual,foramconfeccionadasrecomendações
paraessasrevisõesemcadaumdositenselenca-
dosnoconteúdomínimodefinidonaleisupraci-
tada.Comefeito,osplanosdevemserutilizados
comoinstrumentodeplanejamentodaprestação
dosserviçospúblicosdesaneamentobásico,con-
tendotodasasdiretrizesmencionadasnareferida
lei. Além disso, devem ser retroalimentados por
meiodeajustesoumedidascorretivas,quandode
suasrevisões,afimdequesecorrijae/ouseapri-
moreoplanejamentoinicialrealizado,eaindade
confeccionar subsídios e elementos possíveis de
ser identificados e controlados para a averigua-
çãofuturadaefetividadedasdiretrizeseobjetivos
propostosedamelhoriadaprestaçãodosserviços
públicosdesaneamentobásico.
Para recomendação de trabalhos futuros, pro-
põe-sequesejamexaminadososPMSBssitua-
dos em outras bacias hidrográficas do estado
deSantaCatarina,demodotambémaverificar
a presença do conteúdo mínimo estabelecido
naLeinº11.445/2007e,quandopossível,are-
laçãogeraldesseconteúdoemtodososplanos
geradoseosprocedimentosde revisãoexecu-
tadosatéomomento.
Salienta-sequeoacompanhamentodocumpri-
mentodos itens estabelecidos nos planos ana-
lisados deve ser realizado pela AGIR, haja vista
que,consoanteoparágrafoúnicodoart.20da
Revista DAE34
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Leinº11.445/2007,édesua incumbênciaessa
verificação.Outroórgãoquepodetambémave-
riguaressaefetividadeéoMinistérioPúblicode
SantaCatarina, pois na elaboração do seu Pla-
noGeraldeAtuaçãode2013foidefinidacomo
prioridade estadual a realização do programa
de saneamento básico, que tem como objetivo
aumentaroíndicedeesgotamentosanitárioea
eficiênciadossistemasdedrenagememanejode
águaspluviaisurbanas, resultandonoaumento
donúmerodemunicípioscomPlanosdeSanea-
mentoedopercentualdapopulaçãobeneficiada
comsistemadeesgotamentosanitário.
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artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Design of sludge drying beds of water treatment plants using probabilistic modeling
ResumoApresenta-senestetrabalhoumexercíciodedimensionamentodeleitodesecagemdelododedecantador
deestaçãodetratamentodeágua(ETA)comempregodemodelagemprobabilística.Nestaabordagemsão
consideradasincertezasassociadasàsvariáveisdeentradadomodelodedimensionamento:vazão,turbidez
daáguabruta,dosedesulfatodealumínioeconcentraçãodesólidosnolodoarmazenadonodecantador
(dadosprimáriosdecontroleoperacionaldaETAdaUniversidadeFederaldeViçosa–UFV);densidadedesóli-
dosnolodo,alturadacamadadelodonoleitoeconcentraçãodesólidosnatorta(dadosdeliteratura).Foram
testadostrêscenários:três,seisedozemesesdearmazenamentodolodonodecantador.Asestimativasde
volumedelodoacumuladonodecantadore,porconseguinte,asdedemandadeáreaparaoleitodeseca-
gem,nãoforamelevadasenãoforamobservadasgrandesdiferençasentreostrêscenáriosconsiderados.
Emdecorrênciadamodelagemprobabilísticaosresultadosdedemandadeáreasãoexpressosemtermos
dedistribuiçãodeprobabilidadesediscutidosemtermosdeescolhasenvolvendomargemdesegurançae
custosassociadosaeventuaissubousuperdimensionamento.
Palavras-chave:leitodesecagem,lododeETA,modelagemprobabilística.
Abstract
This paper presents a designing exercise of a water treatment plant (WTP) sludge drying bed using probabilistic
modeling. Such an approach takes into account uncertainties associated with the input variables of the design
models: flow rate, raw water turbidity, aluminum sulfate dose and the sludge solids concentration (primary data
from the operational control of the University of Viçosa WTP); sludge solids density; sludge depth in the drying
bed, and the dried sludge solids concentration (literature data). Three scenarios were assessed: three, six and
twelve months of sludge storing in the settling tank. The estimates of the sludge volumes accumulated in the
settling tank, thus of the required drying bed area, were not high and no large differences between the three sce-
narios were noticed. With probabilistic modeling, the results of land area requirements are expressed in terms of
probability distribution and were discussed based on choices involving safety margins and costs associated with
possible under- or overdesigning.
Keywords: Sludge drying beds. WTP sludge. Probabilistic modeling.
DOI10.4322/dae.2016.004
Data de entrada: 05/07/2015
Data de aprovação: 29/12/2015
Vivian Ane Lopes Cabral | Demétrius Brito Viana | Rafael Kopschitz Xavier Bastos
Dimensionamento de leitos de secagem de lodo de estações de tratamento de água com emprego de modelos probabilísticos
Revista DAE36
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Vivian Ane Lopes Cabral - Engenheiraambiental.DoutorandaemEngenhariaCivilpelaUniversidadeFederaldeViçosa.*
Demétrius Brito Viana - Engenheiro ambiental.Mestre emEngenhariaCivil pelaUniversidade Federal deViçosa. Engenheiroda FundaçãoNacionaldeSaúde.
Rafael Kopschitz Xavier Bastos - EngenheiroCivilpelaUniversidadeFederaldeJuizdeFora.PhDemEngenhariaSanitáriapelaUniversityofLeeds.ProfessordoDepartamentodeEngenhariaCivildaUniversidadeFederaldeViçosa.
* Endereço para correspondência:UniversidadeFederaldeViçosa.DepartamentodeEngenhariaCivil.Viçosa-MG.CEP36570-000.Telefone:(31)38992356.Fax:(31)3899-1481.E-mail:[email protected].
INTRODUÇÃOOtratamentodolododeEstaçõesdeTratamento
deÁgua (ETAs)visa,basicamente,à remoçãode
água, de formaaviabilizar o transporte e a dis-
posição final do resíduo. Para tanto, podem ser
utilizadossistemasnaturais,comolagoasdelodo
e leitosde secagem,ouprocessosmecanizados,
como centrífugas e filtros-prensa. Os processos
naturaispossuemgrandepotencialdeaplicação
ondehajacondiçõesclimáticas favoráveisedis-
ponibilidade de área. Comparativamente às la-
goas de lodo, os leitos de secagem apresentam
comovantagensaobtenção,emmenortempo,de
tortade lododesidratadocommaiorconcentra-
çãodesólidos,alémdeoperaçãoemanutenção
maisfáceis(REALI,1999).
O dimensionamento de leitos de secagem de
lododeETAnãoénormatizado.Usualmente, são
adotadas abordagens tão simples quanto a esti-
mativadaáreanecessáriacombasenovolumee
naalturadolodoasermantidonoleitodesecagem
(oudataxadeaplicaçãodesólidosporunidadede
área,emkg.m2)(RICHTER,2001).Entretanto,para
isso,éprecisoquesedisponhadedadosdeprodu-
çãodemassadesólidosporvolumedeáguatrata-
da.Idealmente,talinformaçãodeveadvirdemedi-
çõesdecampoedocômputodebalançodemassa
aolongodaETA.Naausênciadessasinformações,
pode-se recorrer a modelos preditivos empíricos
querelacionemaproduçãodesólidoscomasca-
racterísticasdaáguaedotratamentoempregado.
Noentanto,nessaabordagem,comoemqualquer
modelopreditivo,incertezasemtornodasvariáveis
deentradasãopropagadaspelomodeloesefazem
refletirnavariávelresposta,podendo,porfim,com-
prometeraconfiabilidadedoprojeto.Noschamados
modelosdeterminísticos,asvariáveisdeentradasão
assumidasemvaloresúnicose,porconseguinte,a
respostaé tambémexpressapormeiodeumúni-
covalor,sujeitoasubousuperestimativas.Assim,é
precisocritérionadefiniçãodosvaloresdasvariáveis
de entrada, como, por exemplo, valores típicos ou
médios.Alternativamente,amodelagemprobabilís-
tica(estocástica)permiteconsiderarincertezas(in-
certezapropriamenteditaevariabilidade)1associa-
dasouinerentesacadavariáveldeentrada.Nessa
abordagem,asvariáveisdeentradasãodescritasem
intervalosdevaloresedeacordocomdeterminada
distribuição de probabilidades, a propagação das
incertezaspelomodeloérealizadapormeiodetéc-
nicasdeamostragemaleatóriae,porconseguinte,
osresultadostambémsãoexpressosemtermosde
distribuiçãodeprobabilidades(MORGAN;HENRION,
2003). Issoproporcionaflexibilidadenatomadade
decisão,ouseja,permitecotejaraspectostécnicose
econômicosparaasoluçãofinal.
Comtalabordagem,apresenta-senestetrabalho
umexercíciodedimensionamentodeleitosdese-
cagemparadesaguamentodo lodododecanta-
dordaEstaçãodeTratamentodeÁguadaUniver-
sidadeFederaldeViçosa(ETAUFV).
1 A incerteza verdadeira decorre do desconhecimento docomportamento de determinada variável, processo oufenômeno que se quer modelar e, por conseguinte, podeser reduzida por meio de investigação, como, por exemplo,monitoramento.Avariabilidadeexpressaumcomportamentointrínsecoaumavariável,processooufenômeno,atribuívelàheterogeneidadeoudiversidadenatural;assim,nãopodeserreduzidapormeiodeinvestigação,apenasmaisbemconhecidaedescrita(MORGAN;HENRION,2007).
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METODOLOGIAParaaestimativadaproduçãodesólidos,foiutili-
zadoomodeloempíricoparaETAsqueempregam
sulfatodealumíniocomocoagulante,expressona
Equação1(KAWAMURA,1991apudREALI,1999).
Aestimativasefazemtermosdemassadesólidos
sedimentadosporm3deáguatratadanumdeter-
minadoperíododeacúmulodelodonodecanta-
doremfunçãodaturbidezdaáguabrutaedadose
decoagulanteaplicada.Considerou-senestetra-
balhoquetodaamassadesólidosgeradosnaETA
UFVseriaacumuladanaetapadedecantação.
Emque:
• Ms=produçãodesólidos(kgdesólidosporm3
deáguatratada);
• D=dosedesulfatodealumínio(mg L-1);
• T=turbidezdaáguabruta(uT);
• Q=vazãodeáguatratada(m³s-1);
• t =períododeacúmulodelodo(s);
• K1=relaçãoestequiométricaentreadosede
coagulante e a formação do precipitado de
hidróxido(adimensional);
• K2= relaçãoentresólidossuspensostotaise
turbidez(adimensional).
A partir da estimativa da massa de sólidos
armazenada no decantador, é possível estimar
a massa de lodo correspondente em função da
concentração de sólidos esperada no lodo, bem
comoovolumedelodo,considerandoumadada
densidade (Equações 2 e 3). Para a estimativa
da densidade do lodo, utilizou-se a equação
apresentada por Richter (2001), em função da
concentração de sólidos esperada no lodo, da
densidade dos sólidos esperada e da densidade
daágua(Equação4).Ocálculodaáreadaunidade
dedesaguamentodelodo,nestecaso,umleitode
secagemconvencional, é baseadonovolumede
lodoadesaguarenaalturadacamadadelodono
leito(Equação5).
Equação 2: ML = Ms / C
Equação 3: VL=M
L/ δ
L
Equação 4: δL = [1/(C/ δ
S)] + [(1-C)/δ]
Equação 5: A = VL / h
Emque:
• ML=estimativadamassadelodogerada;
• MS=massadesólidosestimada;
• C=concentraçãodesólidosesperadanolodo;
• VL=volumedelodo
;
• δS=densidadedossólidosesperadanolodo;
• δ =densidade da água, considerada igual a1.000kg/m³;
• δL=densidadedolodo;
• A=áreadoleitodesecagem;
• h=alturadelodonoleitodesecagem.
Para o ajuste de funções densidade de
probabilidades às variáveis “turbidez da água
bruta”, “dose de coagulante” e “vazão da ETA”,
foiutilizadoobancodedadosdequatroanosde
monitoramentohoráriodaETAUFV.Paratestara
aderênciadassériesdedadosafunçõesdensidade
deprobabilidades,foramutilizadosostestesQui-
quadrado(x2),KolmogorovSmirnov(KS),Anderson
Ms=(k1D+k2T)xQxt
1000
Equação 1:
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Darling (AD), alémdo gráfico de probabilidades.
Paraasvariáveissobreasquaisnãosedispunhade
sériesdedados,foramadotadasfaixasdevalores
(com base em informações da literatura, em
dadospontuaisdeconcentraçãodesólidosede
densidadedossólidosdolododaETAUFV±25%
eemvalorestípicosdevazãodeáguatratadana
estação)edistribuiçõesuniformesoutriangulares.
Adistribuiçãouniformeseapresentacomoopção
apropriada quando se é capaz de identificar
intervalos de valores possíveis de ser assumidos
pelavariávelemquestão,masnãoaprobabilidade
de ocorrência de valores intermediários entre
o mínimo e o máximo. A distribuição triangular
pode ser entendida como uma representação
conservadora da distribuição normal, portanto,
cujos valores intermediários têm maior
probabilidade de ocorrência que os extremos,
masenvolvendoelevadograudeincerteza.Como
indicadoporMorganeHenrion(2003),aopçãopor
essasduasdistribuições,apesardesimpleseum
tanto arbitrárias, pode ser conveniente quando
o comportamento de uma variável não é bem
conhecido e contribui para evitar interpretações
demasiada e injustificadamente detalhadas dos
resultadosdeummodelo.
OsmodelosexpressosnasEquações1a5foram
simulados por meio de 10.000 iterações, com
empregodatécnicadeamostragemaleatória(das
variáveisdeentradadosmodelos)dehipercubos
latinos. Todos esses testes e simulações foram
feitos com o programa @Risk versão 5.5
(PalisadeCorporation).Osresultadosobtidosdas
simulações no @Risk foram expressos por meio
dehistogramasdefrequência,considerandotrês
períodosdeacúmulodelodonodecantador:três,
seise12meses.Ovolumedelodoacumuladono
decantador em cada período e, assim, ovolume
a ser desaguado no leito de secagem foram
comparados, a fim de subsidiar a decisão sobre
intervalosentrelimpezasdodecantador.
Adicionalmente, por meio de análise de
sensibilidade, procurou-se identificar as
variáveis de entrada cujas variações mais
nitidamente influenciaram a variação da
resposta“áreaparadesaguamentoemleitosde
secagem”.Paraisso,utilizou-seocoeficientede
correlaçãodeSpearman,ouposto-ordemrSde
Spearman,queéumamedidanãoparamétricae,
portanto,independentedotipodedistribuição
das variáveis. Nesse teste, os coeficientes
determinam a probabilidade associada com a
ocorrênciadecorrelaçãoentreumadadavariável
deentradaeadesaída,utilizandorankingsde
valores e não os valores em si (como no caso
do coeficiente de correlação linear) – variam
entre -1 e 1, sendo que, quantomais próximo
dezero,menoracorrelaçãoentreasvariáveise,
quantomaisdistantedezero (próximoa-1ou
1),maioracorrelação.Enfim,quantomaisaltaa
correlaçãoentreumavariáveldeentradaeade
saída,maisimportanteavariáveldeentradana
determinaçãodovalordesaída(SPIEGEL,1993).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As faixas devalores e as funções densidade de
probabilidades adotadas para cada variável
utilizada no dimensionamento do leito de
secagem, além dos parâmetros que definem
essas funções, estão apresentadas na Tabela 1.
A Tabela2 apresentaos resultadosdaprevisão
da massa de sólidos e de lodo acumulada no
decantador para os três períodos analisados,
em termos da mediana e do percentil 95 das
distribuiçõesdefrequênciaresultantes.NaFigura
1,apresentam-seoshistogramasdedistribuição
de probabilidades das estimativas demassa de
sólidosedelodoparaosperíodosavaliados.
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Variável de entrada Distribuição Fonte Média ± desvio padrão5 ou valor mais provável6 Mín. Máx.
Turbidezdaáguabruta(uT) Lognormal ETAUFV1 19,07±22,22 - -
Dosedecoagulante(mgL-1) Loglogística ETAUFV1 3,95±9,28 - -
Vazão(Ls-1) Triangular ETAUFV1 505 40 70
K1
Uniforme Literatura2 - 0,23 0,26
K2
Uniforme Literatura2 - 1,0 2,0
Concentraçãodesólidosnolodo–3meses(%) Uniforme ETAUFV3 - 1,5 2,5
Concentraçãodesólidosnolodo–6meses(%) Uniforme ETAUFV3 - 2,9 4,8
Concentraçãodesólidosnolodo–12meses(%) Uniforme ETAUFV3 - 4,5 7,5
Densidadedossólidos(kg m-³) Uniforme ETAUFV3Literatura4 - 1.700 2.300
Alturadacamadadelodonoleito(m) Uniforme Literatura2 - 0,2 0,6
Concentraçãodesólidosnatorta(%) Uniforme Literatura2 - 20 25
Período de acúmulo no decantador Variável estimada Mediana 95%
3mesesMassadesólidos 2.058,4 4.330,5
Massadelodo 103.945,7 228.123,2
6mesesMassadesólidos 4.579 8.661
Massadelodo 107.522,2 233.381,7
12mesesMassadesólidos 8.348 17.562,6
Massadelodo 140.326,8 309.403,6
Tabela 1 – VariáveisdeentradautilizadasnodimensionamentodoleitodesecagemdaETAUFVerespectivasdistribuiçõesdeprobabilidades.
Notas: 1Dadoshorários,janeirode2005afevereirode2011.2Reali(1999).3Dadospontuais±25%(margemdesegurança).4Richter(2001).5Parâmetrosquedefinemasdistribuições.6Valorcommaiorincidêncianobancodedados.
Tabela 2 – Estimativasdamassa(kg)desólidosedelodoarmazenadosnodecantadordaETAUFVaolongodetrês,seise12meses–medianasedopercentil95.
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Figura 1 – HistogramasdedistribuiçãodeprobabilidadedasestimativasdemassadesólidosedelodoarmazenadosnodecantadordaETAUFVaolongode:(a)três,(b)seise(c)12meses.
Comparadas com valores obtidos em outros
estudos(SARON;LEITE,2003;SOUZA;CORDEIRO,
2005),asestimativasefetuadasindicamgeração
desólidosrelativamentebaixanaETAUFV.Issose
deve,certamente,àturbidezpredominantemente
baixadaáguabruta (medianade9,3uT), pois a
estimativa de sólidos se baseia na turbidez da
águabrutaenadosedecoagulanteempregada,
estando essas duas variáveis relacionadas
positivamente (quandoaturbidezdaáguabruta
aumenta,emgeral,dosa-semaiscoagulantepara
otratamentodaágua).AETAUFVédepequeno
porte(vazãoemtornode50L.s-1),oquetambém
ajuda a explicar as baixas estimativas demassa
(a)
(b)
(c)
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de sólidos acumulada no decantador para os
trêsperíodosanalisados.Naturalmente,amassa
de sólidos acumulada no decantador aumenta
(consideravelmente) com o passar do tempo,
àmedida que aumenta ovolume total de água
tratada.
Emtermosdemassadelodoúmidoacumuladano
decantador,ocomportamentoédiferente.Ocor-
re, sim, incremento ao longo do tempo, porém
é bemmais discreto do que o observadopara a
massadesólidos,devidoaoadensamentonatu-
raldolodomantidonointeriordodecantadorpor
longosperíodosdetempo.Emresumo,asestima-
tivasdemassade lodoacumuladaao longodos
trêsperíodosconsiderados(três,seise12meses)
nãodiferiramtantoentresi.
Com base nas estimativas de densidade (Figura
2)edemassadelodoacumuladanodecantador,
foramfeitasestimativasdevolumedelodoaser
descartado do decantador e encaminhado para
processosdedesaguamento(Tabela3eFigura3).
Figura 2 –HistogramasdedistribuiçãodeprobabilidadedasestimativasdedensidadedolodoarmazenadonodecantadordaETAUFVaolongode(a)três,(b)seise(c)12meses.
(c)
(b)(a)
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Tabela 3 –Estimativadovolumedelodo(m3)armazenadonodecantadordaETAUFVaolongodetrês,seise12meses(medianasepercentis95).
Período Mediana 95%
3meses 104 226
6meses 106 231
12meses 138 304
Figura 3 –HistogramasdedistribuiçãodeprobabilidadedasestimativasdovolumedelodoarmazenadonodecantadordaETAUFVaolongode(a)três,(b)seise(c)12meses.
Verifica-sequeasestimativasdevolumedelodo
acumuladonodecantadornãosãoaltas, inclusi-
ve,semgrandesdiferençasentreostrêsperíodos
considerados,resultadodoaumentoapenasdis-
cretodamassadelododeumperíodoparaoutro.
Como jácomentado, issosedeveao incremento
daconcentraçãodesólidose,poroutro lado,ao
decréscimo damassa de água do lodo. Nota-se
quepraticamentenãohádiferençasentreases-
timativasdevolumedelodogeradoemtrêseseis
meses de operação da ETA UFV, porque a con-
centraçãodesólidosesperadaparaseismesesé
praticamente o dobro da de trêsmeses.Mesmo
quandoseconsideraoperíododeumano,o in-
crementodevolumedelodoacumuladonãoétão
elevado(emtornode30%,setomadasasmedia-
nascomoreferência).
Emresumo,essesresultadossugeremqueasope-
raçõesdelimpezadodecantadordaETAUFVpo-
(c)
(b)(a)
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dem se dar em intervalos relativamente longos,
semqueissorepresentegrandeaumentodevolu-
medelodoarmazenadoe,portanto,dedemanda
de área para implantação de unidade de desa-
guamentode lodo.Acredita-sequeaadoçãode
intervalosmais longos deve, inclusive, favorecer
o próprio processode desaguamento, devido ao
adensamentodolodonodecantador–dependen-
do do tempo de armazenamento, o decantador
passa a funcionar como um decantador-aden-
sador.Comefeito, isso foiverificadoduranteex-
perimentodedesaguamentodelododaETAUFV
em leito-piloto de secagem: o lodo retirado do
decantadorcomperíododeretençãode12meses
apresentouconcentraçãodesólidosde6,5%(BA-
TISTA;CABRAL,2011).Taiscondições,comocita-
do por Richter (2001), alémdeminimizar a área
necessáriaaodesaguamento,diminuemotempo
desecagemdolodonoleito.Contudo,comoad-
verteReali (1999), essa situação favoreceo sur-
gimentodecondiçõesanaeróbiasno lodo,oque
podecomprometeraqualidadedaáguatratada,
devidoàdissoluçãodemetaispresentesno lodo
(porexemplo,Fe,Mn,Alemetaispesados).
A Figura 4 apresenta os resultados de previsão
de demanda de área para implantação de leitos
desecagemparadesaguamentodosvolumeses-
timados de lodo: distribuições de probabilidade
resultantesnostrêscenáriosconsideradosparao
acúmulode lodonodecantador– três, seise12
meses.NaTabela4,os resultadossãoresumidos
emtermosdasmedianasepercentis95dasdistri-
buiçõesdeprobabilidade.
Figura 4 – HistogramasdedistribuiçãodeprobabilidadedasestimativasdaáreadeleitosdesecagemnecessáriaaodesaguamentodolodoarmazenadonodecantadordaETAUFVaolongode(a)três(b),seise(c)12meses.
(c)
(b)(a)
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Tabela 4 – Estimativadademandadeárea(m²)deleitosdesecagemparadesaguamentodolodoarmazenadonodecantadordaETAUFVaolongodetrês,seise12meses–medianasepercentis95.
Período de acúmulo Mediana 95%
3meses 268,7 690,2
6meses 274,6 716,9
12meses 356,9 930,4
Asestimativasdedemandadeáreanãoforamele-
vadas.Mesmotomandocomoreferênciaovalordo
percentil 95 referente a 12meses de armazena-
mentodelodonodecantador,aestimativadeárea
necessáriaéinferioràsugeridaporRichter(2001)
comolimitepráticoparautilizaçãodoleitodese-
cagem como unidade de desaguamento do lodo
(1.500m²).Aopçãopelovalordopercentil95cons-
tituiriasoluçãocommargemdesegurança,porém
conservadora, ou seja, considerando os parâme-
trosdeprojetoeasincertezasemtornodestespa-
râmetros,aprobabilidadedequeaáreaadotadase
mostreinsuficienteseriadeapenas5%.Naprática,
essa solução pode representar superdimensiona-
mentodaunidadee,consequentemente,aumen-
todesnecessáriodecustos.Aadoçãodamediana
implicareduçãoacentuadadeárea(maisde60%)
e,assim,economianaconstrução,porémasegu-
rançadodimensionamentosevêdiminuída.Entre-
tanto,oeventualsubdimensionamentodoleitode
secagem resultaria apenas em taxa de aplicação
desólidosacimadoprevistoeemconsequências
como aumento do tempo de desaguamento do
lodoe/ouproduçãodetortamenosdesidratada.
NaTabela5,estãoapresentadososresultadosdo
testedecorrelaçãonãoparamétricadeSpearman
utilizado para análise de sensibilidade da simu-
lação,ouseja,paraavaliarquantoavariaçãodas
variáveis de entrada influenciou na variação da
resposta–áreanecessáriaparaodesaguamento
dolodogerado.
Tabela 5 – CoeficientedecorrelaçãodeSpearmanentreasvariáveisdeentradadomodelodedimensionamentodosleitosdesecagemeavariávelresposta–áreanecessáriaparadesaguamentodolodo.
Variável de entrada1 Correlação de Spearman
Alturadoleito -0,60
Turbidezdaáguabruta 0,44
Dosedecoagulante 0,41
K2
0,30
Concentraçãodesólidosnolodo -0,28
Vazão 0,26
Densidadedossólidos -0,01
Nota: 1 Ordenadas em ordem decrescente do coeficiente de Spearman.
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Aalturadacamadadelodonointeriordoleitofoi
avariávelquemais impactouavariaçãodares-
posta(áreadosleitosdesecagem),naturalmente
comrelaçãoinversa,istoé,quantomaioraaltu-
radelodo,menorademandadeárea.NaEqua-
ção5,nota-seque,umavezestimadoovolume
de lodo (com todas as incertezas envolvidas), a
áreadosleitosdesecagemdependesomenteda
alturadelodonoleito.Comocritériodeprojeto,
poderiatersidoadotadovalorúnicoparaaaltu-
radacamadadelodonoleito,masoptou-sepor
assumirfaixasdevalores(0,2-0,6 m)querespon-
dessem por variações (incertezas) operacionais
no descarte do lodo. Por outro lado, conforme
jádiscutido,aprópriadecisãofinalsobreaárea
dosleitosaseradotada(porexemplo,sebaseada
namedianaounopercentil95)iráserefletirna
alturade lodo.Emresumo,essaseráumadeci-
sãodeprojeto: espessurasmenoresda camada
de lodo implicam áreasmaiores para desagua-
mentodolodoemenorestaxasdeaplicaçãode
sólidos, demandam menor tempo de secagem
ou, para um mesmo tempo, alcançam teor de
sólidos mais elevado; isso, comparativamen-
teàs camadasde lodomaisprofundas,quando
se opta pelamenor área e, consequentemente,
maiortaxadeaplicaçãodesólidos.
A turbidezdaáguabrutaeadosedecoagulan-
te (variáveis correlacionadasentre si, diga-sede
passagem), nessa ordem, revelaram-se também
ser importantes na determinação da área dos
leitosdesecagem.Essessãodadosdemonitora-
mentodaETAemquestão,sobreosquaisforam
ajustadas funções densidade de probabilidades.
Portanto,as incertezasaquisãodevidasàvaria-
bilidade,intrínsecasaessasvariáveis.Issorevelaa
importânciadadisponibilidadedebancosdeda-
dosrobustoseconfiáveissobreturbidezdaágua
bruta e dose de coagulante para a previsão das
áreas de leitos de secagem utilizando modelos
empíricos,bemcomodasuacaracterizaçãoesta-
tísticaadequada.
OcoeficienteK2,queexpressaarelaçãoentresó-
lidos suspensos totais e turbidez da água bruta,
utilizadanaestimativadeproduçãodemassade
sólidos(Ms)–kgdesólidosporm3deáguatratada
–apartirdomodeloempíricoexpressopelaEqua-
ção1,eaconcentraçãodesólidosno lodotam-
bémtiveramalgumaimportâncianaprevisãoda
áreaparadesaguamentodo lodo.Avariaçãoem
tornodocoeficienteK2 foiassumidaentrevalores
mínimo e máximo obtidos da literatura (REALI,
1999),segundodistribuiçãouniforme.Asincerte-
zas,nestecaso,podemseratribuídasàincerteza
verdadeira, decorrente do desconhecimento da
relaçãoentresólidossuspensostotaiseturbidez
daáguabrutanocasoespecíficodaETAUFV.Isso
significa que a investigação, caso a caso, dessa
relaçãotendeareduziraincertezasobreessava-
riávele,consequentemente,aumentaraconfiabi-
lidadedaestimativadedemandadeáreadoslei-
tosdesecagem.Paraavariável“concentraçãode
sólidos”,apenasamargemdesegurançade25%
emtornodedadospontuaisdaestaçãofoiutiliza-
daparacomputaravariabilidadeassociadaaela.
Aquitambémseestáperanteincertezasverdadei-
ras,portanto,reduzíveispormeiodeinvestigação.
Nocasodavazão,osvaloresquedefiniramadis-
tribuição triangular adotada (mínimo,máximo e
valor demaior incidência) e, assim, sua variabi-
lidade forambaseadosemplanilhasde registros
diários da ETAUFV. Portanto, são dados confiá-
veis.Noentanto,resultadosdiferentespodemad-
virdesituaçõesemqueasvariaçõesdevazãoda
ETAsejamdiferentes.
Revista DAE46
artigos técnicos
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CONCLUSÕESDe forma talvez pioneira, apresenta-se aqui um
estudode casodedimensionamentode leitode
secagemdelododeETAcombaseemmodelagem
probabilística, isto é, levando em consideração
incertezas em torno de variáveis de entrada do
modelodedimensionamento.Os resultados,ex-
pressosemtermosdedistribuiçãodeprobabilida-
des,permitemflexibilidadenatomadadedecisão,
de acordo comaspectos técnicos e econômicos.
O exercício aqui desenvolvido teve como base
formulações empíricas disponíveis na literatura,
cujasvariáveisdeentradaseencontramreferen-
dadasembancosdedadosdemonitoramentoda
ETA em questão e outras, apenas em dados de
literatura. Sugere-se,pois,que refinamentos fu-
turosdatécnicaedosmodelosaquiempregados
tenhamporbase, aomáximopossível, dadosde
campoeespecíficosdecadaETAemanálise.
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Revista DAE 47
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Método para diâmetro e fator de atrito: rede de distribuiçãoDiameter and friction factor method: distribution network
ResumoAlémdoslimitesdevelocidadepresentesnaNBR12218/1994,emalgumascompanhiasdesaneamento,é
exigidoqueomáximogradientehidráulicosejaiguala8m/km,comoestabelecidonaantigaNB594/1977,
umavezqueissopermiteaampliaçãodevazão.Nestetrabalhodesenvolveu-seumatabeladeseleçãode
diâmetros,aseraplicadaemtrechosderedesdedistribuição,queatendeoscritériosdevelocidadedaNBR
12218/1994evisaatender,aomáximopossível,ocritériodegradientehidráulicodaNB594/1977.Atabela
foicomparadaàstrêsmaisusuaiseapresentoudiâmetrosqueatendemprincipalmenteànormaatual.Com
ousodanovatabela,foramdesenvolvidasequaçõesparaocálculodofatordeatritoemfunçãodavazão,
queapresentarambonsresultadosquandocomparadosàColebrookeWhite.Porfim,foramrealizadasnove
simulaçõesdedimensionamentodeumaredededistribuiçãoparacomprovaraeficiênciadatabeladesele-
çãodediâmetroseasequaçõesparacálculodofatordeatrito.
Palavras-chave:seleçãodediâmetros;fatordeatrito;redesdedistribuição.
Abstract
Some sanitation companies set the actual velocity limits in the Brazilian NBR 12218/1994 and the old hydraulic gra-
dient limit on the NB 594/1977 to design a water distribution network. A diameters selection table was developed to
agree with the velocity limits and, as much as possible, to agree with the hydraulic gradient limit. The developed table
was compared to the three most usual tables and presents diameter that mainly agrees with the NBR 12218/1994.
With the developed table using, it was developed friction factor equations that depend only on the flow. These equa-
tions presented good results when compared to Colebrook and White equations. Finally, nine simulations of sizing a
water distribution network were performed to prove the efficiency of the developed diameters selection table and of
the developed friction factor equations.
Keywords: diameters selection; friction factor; water distribution networks.
DOI10.4322/dae.2016.005
Data de entrada: 26/10/2015
Data de aprovação: 05/01/2016
Renata Shirley de Andrade Araújo | Alessandro de Araújo Bezerra
Renata Shirley de Andrade Araújo1 -DoutorandaemRecursosHídricosdaUniversidadeFederaldoCeará(UFC).MestraemRecursosHídricospelamesmauniversidade.Engenheiracivilpelamesmauniversidade.ProfessoraassistentedoDepartamentodeRecursosHídricos,GeotecniaeSaneamentoAmbientaldaUniversidadeFederaldoPiauí(UFPI).Alessandro de Araújo Bezerra - DoutorandoemRecursosHídricosdaUFC.MestreemRecursosHídricospelamesmauniversidade.Engenheirocivilpelamesmauniversidade.ProfessorassistentedoDepartamentodeRecursosHídricos,GeotecniaeSaneamentoAmbientaldaUFPI. * Endereço para correspondência: 1 UniversidadeFederaldoPiauí–CampusUniversitárioMinistroPetrônioPortella–CentrodeTecnologia–DepartamentodeRecursosHídricos,GeotecniaeSaneamentoAmbiental(Bloco7)–Ininga–Teresina-PI.Telefone:(86)3237-1825.E-mail:[email protected].
Revista DAE48
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INTRODUÇÃOUma das mais comuns dificuldades ao projetar
umaredededistribuiçãodeáguaédefinirodiâ-
metroaserutilizadoparaodimensionamentode
seustrechos,umavezque,paraalgunsintervalos
devazão,maisdeumdiâmetroatendeaoestabe-
lecidopelaNBR12218:1994.
Comocritériodedimensionamento,acitadanor-
madaAssociaçãoBrasileiradeNormasTécnicas
(ABNT) determina que a velocidademínima nas
tubulaçõesdarededeveserde0,6m/s,enquanto
amáximadeveserde3,5m/s.
ParaTsutiya(2006),asbaixasvelocidadesfavore-
cemadurabilidade,dopontodevistadedesgaste
poratrito,eminimizamosefeitosdetransitórios
hidráulicos, mas facilitam o depósito de mate-
riais existentes na água. Heller e Pádua (2010)
apresentamqueolimitemínimode0,6m/sdeve
seradotadoparaminimizarodesgasteda tubu-
laçãoporatritoeodepósitodemateriaisemsus-
pensãoexistentesnaágua.
Tsutiya(2006)aindaalertaquevelocidadesaltas
permitemmenores diâmetros, ou seja, menores
custos de aquisição e assentamento de tubula-
ção,porémcausamruídosaolongodoescoamen-
to,facilitamodesgastedatubulaçãoporatritoe
cavitação,aumentandooscustosdemanutenção,
alémdecausarmaioresperdasdecarga,oqueau-
mentaoscustoscombombeamentooualturade
reservatório. Por sua vez, Heller e Pádua (2010)
informamque o limitemáximo de 3,5m/s deve
seradotadoparaminimizarodesgastedastubu-
laçõeseacessóriosdevidoaoatritoeoefeitode
ruídosdesagradáveis, assimcomopara limitaro
gradientehidráulicodostrechosdatubulação.
Discorrem, ainda, que redes de distribuição de
águasãodimensionadasparaatenderaumapro-
jeção populacional e que,muitas vezes, devido a
problemascomocrescimentodesordenado,aden-
samento populacional ou aumento do consumo
per capitadaregião,avazãonastubulaçõescostu-
masermaiorqueaprevista,aumentando,também,
avelocidadeprojetada.Assim,nãoéaconselhado
projetaros trechosdas redesdedistribuiçãocom
velocidadesmuitopróximasde3,5m/s.
ApesardenãohavernadaestabelecidopelaNBR
12218:1994,algunsautores,comoCardosoetal.
(2008), acreditamque os diâmetros das tubula-
çõesdeumaredededistribuiçãodeáguadepen-
dem, também, damagnitude da perda de carga
admissívelnosistemapeloprojetista.
SegundoTsutiya(2006),aantiganormadaABNT
–NB594:1977–recomendavaqueoslimitesmá-
ximos de vazão para cada diâmetro e material
das tubulaçõessecundárias fossemaquelescujo
gradientehidráuliconãosuperasse8m/km.Esse
critérioacabou sendoampliadopara tubulações
principais.Vários autores, em suas pesquisas ou
projetos, continuamausaro critériodomáximo
gradientehidráulicocomolimitantenavazãodos
trechos de uma rede de distribuição, como, por
exemplo,Gameiro(2003)eBarretoetal.(2006).
Alémdisso,algumasprefeituras, comoadeRio
Acima (2013), em Minas Gerais, e a de Vitória
(2009), no Espírito Santo, assim como algumas
companhiasdesaneamento,como,porexemplo,
aCompanhiadeÁguaeEsgotodoCeará(CAGE-
CE,2010) e aCompanhiaPernambucanade Sa-
neamento (COMPESA, 2004), utilizam o critério
domáximogradientehidráulicode8m/kmcomo
limitantedevazãoemcada trechodas redesde
distribuição. A justificativa das companhias de
saneamento para a adoção desse critério é que
permiteaampliaçãodevazãodentrodastubula-
ções,excluindoanecessidadedesubstituiçãopor
diâmetrosmaiores.
Combasenograndeusodosdoiscritériosdedi-
mensionamento (limitesdevelocidadeedegra-
dientehidráulico), tabelasougráficosqueapre-
sentassemoslimitesdevazãoparaosdiâmetros
deredesdedistribuiçãoqueatendessem,aomá-
ximo possível, a ambos os critérios facilitariam
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artigos técnicos
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bastanteotrabalhodeprojetistasepesquisado-
res no que se trata de implantação, ampliação,
manutençãoeoutrosestudossobreredesdedis-
tribuiçãodeágua.
Hámuitotempo,buscam-senovasequaçõesem-
píricas para a substituição da equação de Cole-
brook-Whiteparaocálculodofatordeatritopor
equaçõesmaissimplesdeseraplicadas.Assim,de
possedeumatabeladediâmetrosqueatendaaos
critériosmencionados, é possível criar equações
para o cálculo do fator de atrito que auxiliem o
dimensionamentoderedesdedistribuiçãosema
necessidadedecálculos iterativos, comoexigea
equaçãodeColebrook-White.
OBJETIVOS
Obter os limites de vazõesmáximas emínimas
paracadadiâmetrocomercialdetubulaçõesem
PVCpararedesdedistribuiçãodeágua,visando
aatender,aomáximo,aoscritériosdevelocidade
estabelecidospelaatualNBR12218:1994eaos
critérios de gradiente hidráulico determinados
na antiga NB 594:1977. De posse dos limites,
criar equações empíricas, que atendam a esses
limites, para o cálculo do fator de atrito. Além
disso,aplicaroconceitocriadonocálculodeuma
redededistribuiçãoecompararosresultadose
atendimento à norma vigente considerando a
utilizaçãodatabeladediâmetrospropostaedas
trêstabelasmaisusuaisparaseleçãodediâme-
tro de redes de distribuição, além de uma das
equaçõesdesenvolvidas.
METODOLOGIA
É de conhecimento geral, entre pesquisadores e
projetistas,queautilizaçãodoPVCparadiâme-
troscomaté500mm,emredesdedistribuiçãode
água,éprioridade,sendoaceitaporcritériostéc-
nicose,principalmente,econômicos.
Inicialmente,paracadaumdosdiâmetros inter-
nosdostubosdePVC,apresentadosnaTabela1,
combasenoslimitesdevelocidadeestabelecidos
pelaNBR12218:1994,foramcalculadassuasva-
zõesmínimasemáximas.
Tabela 1 – Materialediâmetrointerno(DI)paracadadiâmetronominal(DN).
Material DN (mm) DI (mm)
PVCPBACL12 50 54,6
PVCPBACL12 60 68,2
PVCPBACL12 75 77,2
PVCPBACL12 100 100,0
PVCDEFoFo 150 156,4
PVCDEFoFo 200 204,2
PVCDEFoFo 250 252,0
PVCDEFoFo 300 299,8
PVCDEFoFo 350 347,6
PVCDEFoFo 400 394,6
PVCDEFoFo 500 489,4
Fonte: TigreS/A–TuboseConexões(2011).
Revista DAE50
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UtilizandoaEquação1,deSwamee-Jain,também
paracadadiâmetro interno, foramcalculadasas
vazõesmáximasconsiderandoocritériodomáxi-
mogradientehidráulicode8m/kmestabelecido
pelaNB594:1977eaindautilizadoporváriasen-
tidadesdesaneamento.
Em que: Q (m³/s) é a vazão máxima, D (m) é o
diâmetro interno da tubulação, g (9,806 m/s²)
é a aceleração da gravidade, J (0,008 m/m) é o
gradientehidráulico,ε(0,00006m,conformere-
comendaTigreS/A–TuboseConexões[2011])é
arugosidadeabsolutadotubodePVCeν(1,01x10-6m²/s,conformerecomendaRossman[2000])
éaviscosidadecinemáticadaágua.
Emseguida,pormeiodaEquação2,deColebrook-
White, e da Equação 3, de Darcy-Weisbach, foi
possível encontrar os valores de perda de carga
unitária,mínimosemáximos,paracadadiâmetro.
Emque:f(adimensional)éofatordeatritoeRey
(adimensional)éonúmerodeReynoldsparacada
valordevelocidadeediâmetro.1
2
3
Os cálculos realizados possibilitaram a constru-
çãodaTabela2,queapresentaparacadadiâme-
troasvazõesmínimaemáximaparaosdoiscrité-
rios,velocidademáximaparaocritériodomáximo
gradiente hidráulico e perdas de carga unitária
mínimaemáxima.
Tabela 2 – Vazõesegradienteshidráulicosmínimosemáximos.
DN (mm) DI (mm) Qmin (L/s) Q (L/s) p/ 8m/km Qmax (L/s) V(m/s) p/ 8m/km J min (m/m) J max (m/m)
50 54,6 1,405 1,342 8,195 0,573 0,0087 0,2456
60 68,2 2,192 2,436 12,786 0,667 0,0066 0,1862
75 77,2 2,809 3,393 16,383 0,725 0,0056 0,1597
100 100,0 4,712 6,764 27,489 0,861 0,0041 0,1161
150 156,4 11,527 22,168 67,241 1,154 0,0024 0,0671
200 204,2 19,650 44,865 114,622 1,370 0,0017 0,0485
250 252,0 29,926 78,128 174,566 1,566 0,0013 0,0376
300 299,8 42,355 123,417 247,071 1,748 0,0011 0,0305
350 347,6 56,938 182,080 332,137 1,919 0,0009 0,0255
400 394,6 73,376 254,021 428,028 2,077 0,0008 0,0219
500 489,4 112,868 446,719 658,394 2,375 0,0006 0,0170
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Para facilitar a análise da Tabela 2 e a criação
da tabela final de limites de vazões para cada
diâmetro, foram criados gráficos que relacio-
namasvazõesdediâmetrossubsequentes;por
exemplo,aFigura1apresentaarelaçãoentreos
diâmetrosde75e100mmdePVCPBAeaFigu-
ra2,arelaçãoentreosdiâmetrosde250e300
mmdePVCDEFoFo.
Atualmente,paraselecionarosdiâmetrosdetre-
chosdasredesdedistribuição,osprojetistasop-
tampelosvaloresestabelecidosnaTabela3.
Em virtude do ano de publicação da tabela de
Martins (1976 apud TSUTIYA, 2006), não era
usual o DN60. Para encontrar o valor de vazão
máxima inserido na Tabela 3, foi desenvolvida
umaequaçãoparabólicaQ(L/s)xDI(mm)envol-
vendoapenasosdiâmetrosdePVCPBA.
0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000
75
100D
iâm
etro
N
omin
al (m
m)
75 100Qmax (L/s) 16,383 27,489Q (L/s) p/ 8m/km 3,393 6,764Qmin (L/s) 2,809 4,712
0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000
250
300
Diâ
met
ro
Nom
inal
(mm
)
250 300Qmax (L/s) 174,566 247,071Q (L/s) p/ 8m/km 78,128 123,417Qmin (L/s) 29,926 42,355
Figura 1 – RelaçãoentreasvazõesparaDN75eDN100.
Figura 2 –RelaçãoentreasvazõesparaDN250eDN300.
Além da tabela, Porto (2006) apresenta uma
equação(4)paraocálculodavelocidademáxima
emfunçãododiâmetro.
ComoauxíliodaTabela2edosgráficosquere-
lacionamasvazõesdediâmetrossubsequentes,
foipossívelcriarumatabelaqueatendesse,ao
máximopossível,aoscritériosdevelocidadees-
tabelecidos pela atual NBR 12218:1994 e aos
critérios de gradiente hidráulico determinados
naantigaNB594:1977.Alémdatabela,osdiâ-
metrospodemserselecionadosmediantegráfi-
cosouequações.Osvaloresencontradosforam
comparados com os valores usuais apresenta-
dosnaTabela3.
4
Revista DAE52
artigos técnicos
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Depossedeumnovoformatodeseleçãodediâ-
metros,aoatendê-lo,desenvolveram-seequações
empíricas para o cálculo do fator de atrito. Para
cadadiâmetrocomercialdePVC,dentrodeseusli-
mitesdevazões,pelaequaçãodeColebrook-White,
foramcalculadosfatoresdeatritoparadezvalores
devazão.Assim,comautilizaçãodosoftwareMi-
crosoftExcel,foramtraçadasaslinhasdetendên-
ciae,consequentemente,desenvolvidasequações
paraocálculodofatordeatrito.
Tabela 3 – Valoresusuaisdelimitesdevazãopordiâmetro.
Martins (1976 apud TSUTIYA, 2006) Azevedo Netto (1998), Heller e Pádua (2010) Porto (2006)
DN (mm) DI (mm) Qmax (L/s) DN (mm) DI (mm) Qmax (L/s) DN (mm) DI (mm) Qmax (L/s)
50 54,6 1,00 50 54,6 1,40 50 54,6 1,34
60 68,2 1,57 60 68,2 2,30 60 68,2 1,95
75 77,2 2,20 75 77,2 4,00 75 77,2 3,14
100 100 4,70 100 100 8,00 100 100 5,89
150 156,4 14,10 150 156,4 18,00 150 156,4 14,67
200 204,2 28,30 200 204,2 35,00 200 204,2 28,27
250 252 53,90 250 252 54,00 250 252 47,86
300 299,8 84,80 300 299,8 85,00 300 299,8 74,22
350 347,6 125,00 350 347,6 125,00 350 347,6 108,72
400 394,6 176,00 400 394,6 176,00 400 394,6 150,80
500 489,4 314,00 500 489,4 314,00 500 489,4 265,10
Fonte: AdaptadodeMartins(1976apudTSUTIYA,2006),AzevedoNetto(1998),HellerePádua(2010)ePorto(2006).
Asequaçõesdesenvolvidasrelacionamofatorde
atrito em funçãoapenasdavazão, tendocomo
pré-requisito, para sua utilização, a seleção do
diâmetropormeiodatabelapropostanestetra-
balho.Dependendodaprecisãodesejada,pode-
seoptarporcalcularofatordeatritodeduasfor-
mas:comumaequaçãosóoucomautilizaçãode
umaequaçãodiferentepordiâmetro.
Combasenosdadosusuaisdediâmetrosapre-
sentadosnaTabela3enatabeladediâmetros
Figura 3 –Redededistribuiçãosimulada.Fonte:Porto(2006).
Revista DAE 53
artigos técnicos
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proposta neste trabalho, foi calculada a rede
de distribuição apresentada por Porto (2006),
mostradanaFigura3.Foramrealizadasnovesi-
mulaçõesna rede, calculadaspela equaçãode
Hardy-Cross, das quais sete tiveram suas per-
dasdecargacalculadaspelométododeHazen-
Willians e a seleção do diâmetro realizado,
respectivamente,pelatabeladeMartins (1976
apudTSUTIYA,2006),deAzevedoNetto(1998),
dePorto(2006),pelatabelapropostanestetra-
balho,comopré-dimensionamentopelatabela
deMartins(1976apudTSUTIYA,2006)eatuali-
zaçãododiâmetroacadaiteraçãoparaatender
àNBR12218:1994,comopré-dimensionamen-
topelatabeladeAzevedoNetto(1998)eatua-
lização do diâmetro e com o pré-dimensiona-
mentopelatabeladePorto(2006)eatualização
dodiâmetro.
Aoitavasimulaçãofoirealizadacomautiliza-
ção da tabela de diâmetro proposta e a perda
decargacalculadapormeiodaequaçãodeDar-
cy-Weisbach, com o fator de atrito calculado
pelaequaçãodeColebrook-White.Finalmente,
anonasimulaçãofoirealizadacomautilização
databelapropostaeaperdadecargacalculada
pelaequaçãouniversaldaperdadecarga,com
o fator de atrito calculado pela equação pro-
postanestetrabalho.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisando a Tabela 2 e a Figura 1, percebe-se
queavazãode3,393L/s,paraodiâmetrode75
mm, apresenta o máximo gradiente hidráulico,
ouseja,8m/km.Entretanto,essamesmavazão,
paraodiâmetrode100mm,apresentavelocida-
deinferiora0,6m/s,sendo,paraessediâmetro,
a vazão que oferece a velocidademínima acei-
ta pela norma brasileira igual a 4,712 L/s. As-
sim,asvazões situadasentre3,393e4,712L/s
não atendem ao critério de máximo gradiente
hidráulico citado na antiga NB 594:1977, utili-
zandoDN75,nematendemaocritériodeveloci-
dademínimaestabelecidopelaNBR12218:1994,
utilizandoDN100.Dessa forma,visandoa obe-
decerànormavigente,paraesseintervalodeva-
zãofoiadotadoomenordiâmetronominalentre
osdois,mesmoobtendoperdasdecargaunitária
superioresa8m/km.
Esseconceitofoiconsideradoparatodososdiâ-
metrosdePVCPBA (50,60,75e100mm), ten-
doemvistaquesituaçõeshomólogasocorreram
paraessafaixadediâmetros.
No entanto, analisando a Tabela 2 e a Figura
2, percebe-sequeavazãode78,128 L/s, para
o diâmetro de 250 mm, apresenta o máximo
gradiente hidráulico, ou seja, 8 m/km, sendo
que esse valor de vazão, para o diâmetro de
300 mm, apresenta velocidade superior a 0,6
m/s.Paraessediâmetro,avazãode42,355L/s
fornece a velocidade mínima estabelecida por
norma.Assim,asvazõessituadasentre42,355
e 78,128 L/s atendem a ambos os critérios: o
critério de máximo gradiente hidráulico cita-
do na antiga NB 594:1977, utilizando DN250,
eocritériodevelocidademínimaestabelecido
pelaNBR12218:1994,utilizandoDN300.Dessa
forma,visandoamenorescustos,paraessein-
tervalodevazãofoiadotadoomenordiâmetro
nominalentreosdois,sendoqueavazãoinicial
deDN300 apresentavelocidade superior a 0,6
m/s. Esse conceito foi considerado para todos
os diâmetros de PVC DEFoFo (150, 200, 250,
300, 350, 400 e 500mm), tendo emvista que
situaçõeshomólogasocorreramparaessafaixa
dediâmetros.
Porpossuírempequenasvazões,astubulaçõesde
pequenos diâmetros apresentam pequenas ve-
locidades, jáasdegrandediâmetro,porteremo
limitedevazãodadopelaperdadecargaunitá-
ria,tambémnãoobtiveramvelocidadespróximas
a3,5m/s, sendoamaiorvelocidadeencontrada
iguala2,375m/s,paraodiâmetrode500mm.
Revista DAE54
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Figura 4 – Seleçãodiretadediâmetro.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Vazão de atendimento (L/s) - 50 a 100mm
DN 50 mm DN 60 mm DN 75 mm DN 100 mm
Tabela 4 – Seleçãodediâmetroeseuslimites.
Material DN (mm) DI (mm) Qmax (L/s) Vmin (m/s) Vmax (m/s) J min (m/m) J max (m/m)
PVCPBACL12 50 54,6 2,192 - 0,936 - 0,0198
PVCPBACL12 60 68,2 2,809 0,600 0,769 0,0066 0,0104
PVCPBACL12 75 77,2 4,712 0,600 1,007 0,0056 0,0148
PVCPBACL12 100 100,0 11,527 0,600 1,468 0,0041 0,0218
PVCDEFoFo 150 156,4 22,168 0,600 1,154 0,0024 0,0080
PVCDEFoFo 200 204,2 44,865 0,677 1,370 0,0021 0,0080
PVCDEFoFo 250 252 78,128 0,900 1,566 0,0028 0,0080
PVCDEFoFo 300 299,8 123,417 1,107 1,748 0,0034 0,0080
PVCDEFoFo 350 347,6 182,080 1,301 1,919 0,0038 0,0080
PVCDEFoFo 400 394,6 254,021 1,489 2,077 0,0042 0,0080
PVCDEFoFo 500 489,4 446,719 1,350 2,375 0,0027 0,0080
ATabela4apresenta,paracadadiâmetrodetu-
bulaçãodePVC,avazãomáxima,asvelocidades
mínimasemáximaseosgradienteshidráulicos
mínimos emáximos, ou seja,mostra osvalores
devazãopropostosnestetrabalhoparaseleção
dodiâmetrodostrechosdeumaredededistri-
buiçãodeágua.
Afimdefornecerumaescolhadediâmetromais
direta,aFigura4permitea seleçãododiâmetro
pelométodovisual.
Como os tubos de PVC PBA e PVC DEFoFo apre-
sentaram comportamentos diferentes quanto ao
máximogradientehidráulicoemínimavelocidade
emdiâmetrossubsequentes,paraescolherumdiâ-
metroparaaredeutilizandoequações,pormeiodo
métodoproposto, foinecessáriodividira faixade
diâmetrosentrePBAeDEFoFo.
Os limites de vazão para tubos de PVC PBA em
funçãodeseusdiâmetrosnominaisapresentaram
umcomportamentoqueseadaptamelhorauma
curvadotipologaritmo,comomostraaFigura5.
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Vazão de atendimento (L/s) - 150 a 300mm
DN 150 mm DN 200 mm DN 250 mm DN 300 mm
105 135 165 195 225 255 285 315 345 375 405 435 465
Vazão de atendimento (L/s) - 350 a 500mm
DN 350 mm DN 400 mm DN 500 mm
Revista DAE 55
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JáoslimitesdevazãoparatubosdePVCDEFoFo
em função de seus diâmetros nominais apre-
sentaram um comportamento que se adap-
tamelhoraumacurvado tipopotência, como
mostraaFigura6.
Assim, para escolher um diâmetro de PVC PBA,
deve-se calcular o diâmetro pela Equação 5 e
0
25
50
75
100
2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000
Diâm
etro
Nom
inal
(mm
)
Vazão Máxima (L/s)
Diâmetro em PVC PBA x Vazão Máxima
Diâmetro Logaritmo (Diâmetro)
100150200250300350400450500
10,000 110,000 210,000 310,000 410,000
Diâm
etro
Nom
inal
(mm
)
Vazão Máxima (L/s)
Diâmetro em PVC DEFoFo x Vazão Máxima
Diâmetro Potência (Diâmetro)
Figura 6 – LinhadetendênciadosdiâmetrosdePVCDEFoFo.
Figura 5 –LinhadetendênciadosdiâmetrosdePVCPBA.
adotar o diâmetro comercial imediatamente su-
perior. De forma semelhante, para PVC DEFoFo,
utiliza-seaEquação6.
PelaFigura7,percebe-sequeasvazõesmáximas
presentes,paracadadiâmetro,estabelecidasnes-
teestudosãosempremaioresqueasusuaisapre-
sentadasnaTabela3.
5
6
Revista DAE56
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
AsFiguras8a11apresentamas faixasde fun-
cionamentodevelocidadeeperdadecargauni-
táriaparacadadiâmetronominal,paraastabe-
lasdeseleçãodediâmetro,respectivamente,de
Martins(1976apudTSUTIYA,2006),deAzevedo
Netto (1998),dePorto (2006)eparaaTabela4
propostanestetrabalho.
0,008 0 0,005 0,01 0,015 0,02 Gradiente Hidráulico (m/m)
Martins (1976 apud Tsutiya 2006) Variação do gradiente hidráulico por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
500,00
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Vaz
ão M
áxim
a (L
/s)
Diâmetro Interno (mm)
Martins (1976 apud Tsutiya 2006) Azevedo Netto (1998), Heller & Pádua V2 (2010)
Porto (2006) Proposto (2015)
Figura 7 –Comparaçãoentreastabelasdediâmetros.
Figura 8 – FaixasdevelocidadeeperdadecargaunitáriapordiâmetropelatabeladeMartins(1976apudTSUTIYA,2006).
ComosepodeobservarnaFigura8,pela tabelade
Martins (1976 apud TSUTIYA, 2006), em nenhum
casodafaixadevazões,paratubosdePVCPBA,ave-
locidademínimaéatingida.ParatubosdePVCDEFo-
Fo,ostrêsmenoresdiâmetroscomerciaisapresentam
vazõescomvelocidadesabaixodamínima.Entretan-
to,aoanalisarogradientehidráulico,paratodosos
diâmetros,ocritériode8m/kméobedecido.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4Velocidade (m/s)
Martins (1976 apud Tsutiya 2006) Variação de velocidades por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4Velocidade (m/s)
Azevedo Netto (1998), Heller & Pádua (2010) Variação de velocidades por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
Azevedo Netto (1998), Heller & Pádua (2010)
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0,008 0 0,005 0,01 0,015 0,02Gradiente Hidráulico (m/m)
Azevedo Netto (1998), Heller & Pádua (2010) Variação do gradiente hidráulico por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
Figura 9 – FaixasdevelocidadeeperdadecargaunitáriapordiâmetropelatabeladeAzevedoNetto(1998).
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Pela Figura 9, utilizando a tabela de Azevedo
Netto (1998), observa-se que os seismenores
diâmetros comerciais de PVC apresentam va-
zões com velocidades abaixo da mínima. Para
os trechos comDN50, não é possível alcançar
a velocidade mínima estabelecida pela NBR
12218:1994.Entretanto,aoanalisarogradien-
te hidráulico, apenas três diâmetros ultrapas-
samolimitemáximoestabelecido,variando,no
máximo,3m/kmparaDN100.
AFigura10mostraque,utilizandoa tabelade
Porto (1998), os sete menores diâmetros co-
merciais de PVC apresentam vazões com ve-
locidades abaixo da mínima. Para os trechos
com DN50 e DN60, não é possível alcançar
a velocidade mínima estabelecida pela NBR
12218:1994.Entretanto,aoanalisarogradien-
tehidráulico,paratodososdiâmetros,ocritério
de8m/kméobedecido.
De acordo com o que se observa na Figura 11,
ao utilizar a Tabela 4 proposta neste trabalho,
apenas o diâmetro mínimo indicado pela NBR
12218:1994 apresenta vazões com velocidades
abaixodamínima,porémnãohácomoatendera
essecritérioparavazõesabaixode1,40L/sutili-
zandoDN50. Ao analisar o gradiente hidráulico,
para todos os diâmetros de PVCPBA, hávazões
emqueocritériode8m/kmnãoéobedecido.Isso
ocorreparaqueodiâmetroimediatamentesupe-
rioratendaaocritériodevelocidademínima.Jáos
diâmetrosdePVCDEFoFoatendemaocritériode
máximogradientehidráulico.
Figura 10 – FaixasdevelocidadeeperdadecargaunitáriapordiâmetropelatabeladePorto(2006).
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4Velocidade (m/s)
Porto (2006) Variação de velocidades por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
Porto (2006)
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0,008 0 0,005 0,01 0,015 0,02Gradiente Hidráulico (m/m)
Porto (2006) Variação do gradiente hidráulico por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4Velocidade (m/s)
Proposto Variação de velocidades por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
Proposto
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
0,008 0 0,005 0,01 0,015 0,02Gradiente Hidráulico (m/m)
Proposto Variação do gradiente hidráulico por diâmetro
50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500
Figura 11 – FaixasdevelocidadeeperdadecargaunitáriapordiâmetropelaTabela4deseleçãodediâmetrospropostanestetrabalho.
Revista DAE58
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Utilizando os diâmetros determinados por meio
doslimitesdevazõesestabelecidospelaTabela4
ecalculandoofatordeatritopelaequaçãodeCo-
lebrook-White, desenvolveram-se equações em-
píricasparaocálculodofatordeatrito,pordiâ-
metro,combasenosgráficosdasFiguras12e13,
que foramdesenvolvidosmedianteousodedez
valoresdevazõesigualmenteespaçadas.
RepetindooprocedimentoapresentadonasFigu-
ras12e13evariandoosdiâmetroscomerciais,foi
possíveldesenvolverasEquações7a17,quecal-
culamofatordeatritoparacadadiâmetrocomer-
cialdePVCemfunçãoapenasdavazão,emL/s.
Juntando todos osvalores de fator de atrito en-
contradosemumúnicográfico(Figura14),tem-
seaEquação18,quecalculaofatordeatritoem
função apenas da vazão, em L/s, para qualquer
valordevazãoentre0,0e446,719L/s.AEquação
18, assim como as Equações 7 a 17, tem como
pré-requisitoousodaTabela4,paradefiniçãodo
diâmetroaserutilizado,edoPVCcomrugosidade
absolutaiguala0,00006m,conformerecomenda
TigreS/A–TuboseConexões(2011).
0,0200000,0250000,0300000,0350000,040000
0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500
Fato
r de
atrit
o
Vazão (L/s)
Fator de atrito - DN 50 mm
Figura 13 – FatordeatritoxvazãoparaDN500.
Figura 12 – FatordeatritoxvazãoparaDN50.
f50 = 0,027777[Q(L/s)]−0,195596
f60 = 0,027462[Q(L/s)]−0,148940
f75 = 0,027331[Q(L/s)]−0,139315
f100 = 0,026934[Q(L/s)]−0,125532
f150 = 0,027446[Q(L/s)]−0,129263
f200 = 0,026802[Q(L/s)]−0,119249
f250 = 0,025636[Q(L/s)]−0,106940
f300 = 0,024625[Q(L/s)]−0,097904
f350 = 0,023748[Q(L/s)]−0,090894
f400 = 0,022977[Q(L/s)]−0,085184
f500 = 0,022626[Q(L/s)]−0,083493
13
14
15
16
17
f50 = 0,027777[Q(L/s)]−0,195596
f60 = 0,027462[Q(L/s)]−0,148940
f75 = 0,027331[Q(L/s)]−0,139315
f100 = 0,026934[Q(L/s)]−0,125532
f150 = 0,027446[Q(L/s)]−0,129263
f200 = 0,026802[Q(L/s)]−0,119249
f250 = 0,025636[Q(L/s)]−0,106940
f300 = 0,024625[Q(L/s)]−0,097904
f350 = 0,023748[Q(L/s)]−0,090894
f400 = 0,022977[Q(L/s)]−0,085184
f500 = 0,022626[Q(L/s)]−0,083493
7
8
9
10
11
12
0,013500
0,013750
0,014000
0,014250
0,014500
250,000 290,000 330,000 370,000 410,000 450,000
Fato
r de
atrit
o
Vazão (L/s)
Fator de atrito - DN 500 mm
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AoempregarasEquações7a17paraocálculodo
fatordeatrito,analisandoos110valoresdevazão
utilizados e comparandoosvalores encontrados
comosdaequaçãodeColebrook-White, encon-
trou-seumerromédiode0,16%.Osmaioreserros
foramencontradosnaspequenasvazões,sendoo
erromáximode2,17%,paraavazãode0,244L/s.
Osvaloresde fatordeatritoencontradoscomo
usodaEquação18,paraos110dadosdevazão
utilizados, quando comparados aos da equação
de Colebrook-White, apresentaram erro médio
de 1,27%. Os maiores erros encontrados foram
paravazõesmenoresque1,0L/s,sendooserros
máximosde15,62%,7,98%e4,37%,respectiva-
0,013500
0,020000
0,026500
0,033000
0,039500
0,000 75,000 150,000 225,000 300,000 375,000 450,000
Fato
r de
atrit
o
Vazão (L/s)
Fator de atrito
Figura 14 – FatordeatritoxvazãoparaDN50aDN500.
[ ( )] 18
mente,paraasvazõesde0,244,0,487e0,731L/s.
Excluindoasvazõesinferioresa1,0L/s,oerromá-
ximoencontradonãochegaa3,0%.
Paramelhoranalisarosresultadosdautilizaçãoda
tabeladeseleçãodediâmetroseequaçõespara
o cálculo do fator de atrito desenvolvidas neste
trabalho,foidimensionadaaredededistribuição
apresentadanaFigura3.
Paracadasimulação,aTabela5apresentaonú-
merodetrechos,comdiâmetrosuperiora50mm,
não atendidos no critério de velocidademínima
estipuladopelaNBR12218:1994eonúmerode
trechosquenãoatenderamaocritériodemáximo
gradientehidráulico.
Tabela 5 –Resumodassimulaçõesdedimensionamentodaredededistribuição.
Simulação MétodoparacálculodeJ Tabelautilizadaparaseleçãodediâmetros TrechosquenãoatenderamV
min≤0,6m/s
TrechosquenãoatenderamJ≤8m/km
1 Hazen-Willians Martins(1976apudTSUTIYA,2006) 5 0
2 Hazen-Willians AzevedoNetto(1998) 2 0
3 Hazen-Willians Porto(2006) 5 0
4 Hazen-Willians Proposta 0 2
5 Hazen-Willians Pré-dimensionamentoMartinseatualizaçãodoD 0 2
6 Hazen-Willians Pré-dimensionamentoAzevedoNettoeatualizaçãodoD 0 2
7 Hazen-Willians Pré-dimensionamentoPortoeatualizaçãodoD 0 2
8 Darcy-Weisbach PropostacomfdeColebrook-White 0 2
9 Darcy-Weisbach PropostacomfpropostopelaEquação18 0 2
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Tabela 6 – ÚltimaiteraçãodocálculodeHardy-Crossdaredededistribuição–4ªsimulação.
ANEL TRECHO COMPRIMENTO (m) VAZÃO (L/s) DIÂMETRO
(mm)VELOCIDADE
(m/s)
PERDA DE CARGA
UNITÁRIA TRECHO
1
1-2 1850 25,831 204,2 0,79 0,003016 5,58052
5-6 650 -9,169 100 1,17 -0,014365 -9,33730
6-1 850 -14,169 156,4 0,74 -0,003640 -3,09368
2-5 850 6,709 100 0,85 0,008059 6,85046
SOMATÓRIO 0,00000
2
5-2 850 -6,709 100 0,85 -0,008059 -6,85046
2-3 790 9,122 100 1,16 0,014230 11,24161
3-7 700 1,122 54,6 0,48 0,005618 3,93231
7-4 600 -0,878 54,6 0,37 -0,003566 -2,13931
4-5 980 -5,878 100 0,75 -0,006310 -6,18414
SOMATÓRIO 0,00000
ComomostraaTabela5,utilizandoastabelasde
seleçãodediâmetropropostasporMartins(1976
apud TSUTIYA, 2006), Azevedo Netto (1998) e
Porto(2006)paraodimensionamentodostrechos
daredededistribuição,hátrechoscomdiâmetro
nominalmaiorqueDN50,comvelocidadesabaixo
domínimoestabelecidopelanormavigente.
É válido citar que, ao utilizar a tabela de
seleção de diâmetros proposta neste trabalho
e qualquer umadas três tabelas citadas como
pré-dimensionamento,atualizandoodiâmetro
acadaiteraçãoparaatenderaocritériodevelo-
cidademínima,alémdeatenderaessecritério,
têm-se osmesmos resultados de vazão e diâ-
metropara todosos trechosda redededistri-
buição.IssomostraqueutilizaraTabela4como
dimensionamentogerouosmesmosresultados
que a utilização das tabelas usuais como pré-
dimensionamento.
Analisandoa8ªe9ªsimulações,emquefoiutili-
zadaafórmulauniversalparaocálculodaperda
de carga, obtiveram-se osmesmos diâmetros e
umadiferençanasvazões,emL/s,naterceiracasa
decimal,oquegerouumerromáximode20cmde
colunad’águanaperdadecargadostrechos.Para
a9ªsimulação,foiutilizadaaEquação18parao
cálculo dos fatores de atrito, o quemostra uma
ótimaprecisãonoseuuso.
NaTabela5, tambémépossívelperceberqueas
três primeiras simulações atenderam ao critério
demáximogradientehidráulico,masnãoaocrité-
riodevelocidademínima.Jáda4ªà9ªsimulação,
cumpriu-seocritériodevelocidademínima,mas
nãoodemáximogradientehidráulico.
ATabela6apresentaaúltimaiteraçãodocálculo
deHardy-Crossda4ªsimulação,aTabela7,da8ª
simulaçãoeaTabela8,da9ªsimulação.
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Tabela 8 – ÚltimaiteraçãodocálculodeHardy-Crossdaredededistribuição–9ªsimulação.
ANEL TRECHO COMP. (m) VAZÃO (L/s) DIÂMETRO (mm)
VELOC. (m/s)
FATOR DE ATRITO
PERDA DE CARGA
UNITÁRIA TRECHO
1
1-2 1850 25.884 204.2 0.79 0.01838 0.002869 5.30720
5-6 650 -9.116 100 1.16 0.02075 -0.014260 -9.26874
6-1 850 -14.116 156.4 0.73 0.01972 -0.003473 -2.95205
2-5 850 6.767 100 0.86 0.02148 0.008134 6.91359
SOMATÓRIO 0.00000
2
5-2 850 -6.767 100 0.86 0.02148 -0.008134 -6.91359
2-3 790 9.117 100 1.16 0.02075 0.014262 11.26684
3-7 700 1.117 54.6 0.48 0.02647 0.005627 3.93922
7-4 600 -0.883 54.6 0.38 0.02720 -0.003615 -2.16916
4-5 980 -5.883 100 0.75 0.02183 -0.006248 -6.12332
SOMATÓRIO 0.00000
Tabela 7 –ÚltimaiteraçãodocálculodeHardy-Crossdaredededistribuição–8ªsimulação.
ANEL TRECHO COMP. (m) VAZÃO (L/s) DIÂMETRO (mm)
VELOC. (m/s)
FATOR DE ATRITO
PERDA DE CARGA
UNITÁRIA TRECHO
1
1-2 1850 25.877 204.2 0.79 0.01818 0.002836 5.24569
5-6 650 -9.123 100 1.16 0.02038 -0.014029 -9.11908
6-1 850 -14.123 156.4 0.74 0.01948 -0.003433 -2.91824
2-5 850 6.760 100 0.86 0.02114 0.007990 6.79163
SOMATÓRIO 0.00000
2
5-2 850 -6.760 100 0.86 0.02114 -0.007990 -6.79163
2-3 790 9.117 100 1.16 0.02038 0.014012 11.06947
3-7 700 1.117 54.6 0.48 0.02686 0.005714 3.99949
7-4 600 -0.883 54.6 0.38 0.02803 -0.003724 -2.23417
4-5 980 -5.883 100 0.75 0.02155 -0.006166 -6.04317
SOMATÓRIO 0.00000
CONCLUSÕESOmétodoapresentadoparaseleçãodosdiâme-
trosemtrechosderedesdedistribuiçãodeágua
atende aos limites de velocidade recomendados
pelaNBR12218:1994,excetoparaodiâmetromí-
nimoindicado(DN50).
Os diâmetros referentes a tubos de PVC DEFo-
Fo atendem ao critério de gradiente hidráulico
máximoestabelecidopelaantigaNB594:1977e
porentidadesdesaneamento,porém,paraaten-
derànormavigentedaABNT,omesmonãoocorre
paratubosdePVCPBA.
Revista DAE62
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Comautilizaçãodatabelapropostanestetrabalho,
há folga entre a velocidade máxima encontrada
paraastubulações–2,375m/sparaodiâmetrode
500mm–eamáximaestabelecidapornorma–3,5
m/s–,comorecomendamHellerePádua(2010).
As tabelas de seleção de diâmetros de Martins
(1976apudTSUTIYA,2006),AzevedoNetto(1998)
ePorto(2006)alcançam,comoprioridade,oaten-
dimentodocritériodemáximogradientehidráulico
recomendadonaantigaNB594:1977.JáaTabela4
deseleçãodediâmetros,propostanestetrabalho,
visa a atender, primordialmente, o estabelecido
pelaNBR12218:1994,normavigenteparaprojeto
deredededistribuiçãodeágua.
Apesardehaver,emcatálogodefabricantedetubo
dePVC,tabelascomsimulaçõesdevazõessuperio-
resàsmáximaspropostas,pordiâmetro,éimpor-
tanteverificar,experimentalmente,odesgastedos
tubos demaiores diâmetros para perda de carga
unitária de 8m/km, umavez que as três tabelas
atualmentemais utilizadas apresentam, para tu-
bos com diâmetro superior a 200mm, gradiente
hidráulicomáximode5m/km.
A utilização simultânea da Tabela 4 para seleção
dediâmetrosedasequaçõespropostasparacál-
culodofatordeatritoapresentaboaprecisãoeé
recomendada. O erro relativo encontrado com o
usodaEquação18paravazõesmenoresque1,0
L/s não resulta emgrandes erros absolutos, uma
vezquevazõespequenasgeramperdasde carga
pequenas,nãohavendograndeinfluêncianoscál-
culosdeumaredededistribuição.
O uso da Tabela 4, em uma rede de distribuição,
mostrou que ela pode ser aplicada diretamente
para o dimensionamento dos trechos, com base
emcadavazão.Jáastrêstabelasusuaisdevemser
utilizadasapenascomobasedepré-dimensiona-
mento,a fimdeatenderaoquedetermina,como
velocidademínima,aNBR12218:1994.
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Revista DAE 63
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Potencialidade da utilização da areia removida em desarenadores de estação de tratamento de esgoto na construção civil, como material alternativo à areia comercial comumAssessment of the potential use of the grit removed in municipal wastewater treatment plants in civil construction as an alternative to the commercial sand
ResumoMesmocomoaltoníveldetecnologiaenvolvidonosprocessoseoperaçõesquecompõemasestaçõesdetrata-
mentodeesgoto(ETE),aquestãodadestinaçãofinaldosresíduossólidosremovidosnotratamentopreliminarde
ETEaindacarecedeestudos,tantoempesquisasquantoemprojetosdenovasestações;visando,principalmente,
autilizaçãodossubprodutospassíveisdeaproveitamento.Apesardenãoreceberadevidaimportância,umavez
queapráticacomuméolançamentodessetipoderesíduoematerrossanitáriossemapreocupaçãocomreúso,
redução,recuperaçãoeimpactosambientais,atualmente,esseresíduopassouaserconsideradoumdosproble-
masnogerenciamentodeestaçõesnoqueserefereaomanuseio,tratamentoedestinaçãofinal.Nessecontexto,o
presenteartigotemcomoobjetivodemonstrarapotencialidadedautilizaçãodaareiaresidualremovidanosdesa-
renadoresdotratamentopreliminardeestaçõesdetratamentodeesgoto,comoagregadoparaargamassaecon-
cretonãoestruturalnaconstruçãocivil.EstapesquisatomoucomoreferênciaaETEMonjolinhodeSãoCarlos-SP.
Osresultadospermitiramconstatarqueaareiaresidualapresentaelevadaporcentagemdesólidostotaisfixos
(96,1%),altoteordeumidade(17,3%)edensidadeexpressivadecoliformestotais[médiade3,84x107(100mL)-1]
efecais[médiade5,22x105(100mL)-1].Oprocedimentodelimpezaesecagemdaareiautilizadanapesquisafoi
eficaz,umavezqueobteveasseguinteseficiênciasderemoção:cercade99,4%deumidade,69,3%desólidos
totaisvoláteise5logdeE.Coli.Apóslimpezaesecagemdaareiaresidual,diferentesteoresdessematerialforam
utilizadosnaconfecçãodecorposdeprova,queforamsubmetidosaensaiosderesistências,lixiviação,solubili-
zaçãoedeterminaçãodeabsorçãodeágua.Deformacomparativa,foramrealizadososmesmosensaioscoma
areiacomercialcomum(areiadereferência),proporcionandoumaanálisemaisclaraecompletadoestudo.Diante
dosresultadosderesistênciasobtidoseconsiderandoaideiadeutilizaramaiorproporçãodematerialresidual
queseriadescartadonaETE,recomenda-seautilizaçãodeaté70%deareiaresidualcomoagregadomiúdoem
argamassasdecimentoecaleconcretomagros(nãoestrutural).Osresultadosdosensaiosdelixiviaçãoesolubili-
zaçãoclassificaramasargamassaseosconcretospreparadoscomesemsubstituiçãodaareiacomercialpelaareia
residualcomoresíduosclasseIIA,nãoperigososenãoinertes.
Palavras-chave:agregadomiúdo,areiaresidual,aproveitamentodeareiaemETEs,construçãocivil,desare-
nadores,tratamentopreliminar.
DOI10.4322/dae.2016.006
Data de entrada: 28/06/2015
Data de aprovação: 10/02/2016
Nayara Batista Borges | José Roberto Campos | Javier Mazariegos Pablos | Gilcimar Trento Ferreira
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Nayara Batista Borges (*) - EngenheiraAmbientalpelaUniversidadeFederaldeViçosa.DoutoraemHidráulicaeSaneamentopelaUniversidadedeSãodePaulo–EscolaEngenhariadeSãoCarlos.José Roberto Campos - EngenheiroCivilpelaUniversidadedeSãoPaulo.ProfessortitulardaUniversidadedeSãoPaulo–EscolaEngenhariadeSãoCarlos.Javier Mazariegos Pablos - EngenheiroElétricopelaUniversidadedeSãoPaulo.ProfessordoutordaUniversidadedeSãoPaulo–EscolaEngenhariadeSãoCarlos.Gilcimar Trento Ferreira - EngenheiroAmbientalpelaUNICASTELO.ChefedosetordeoperaçãodaETEMonjolinhodoServiçoAutônomodeÁguaeEsgoto(SAAE)SãoCarlos-SP.Endereço para correspondência (*): Avenidatrabalhadorsão-carlense,400,CEP:13566-590,SãoCarlos–SP/Brasil.E-mail:[email protected]
Abstract
Even with the high level of technology involved in the processes and operations that make up the wastewater treat-
ment plants (WWTPs), the question of disposal of solid waste removed in the primary treatment of WWTP still needs
studies, both in research as in the design of new plants; aiming mainly the use of byproducts. Although not given
due importance, since the common practice is the launch of this type of waste in landfills without concern for re-
use, reduction, recovery and environmental impacts, currently, this waste is now considered one of the management
problems concerning handling, treatment and disposal. In this context, this article demonstrates the potential use of
residual sand removed from grit chambers, which are used in the primary treatment of Wastewater Treatment Plants
(WWTPs), as an alternative material to commercial sand, such as aggregate mortar and non-structural concrete in
civil construction. This research took as a reference the WWTP Monjolinho of São Carlos-SP. The results indicated
that the residual sand has a high percentage of total fixed solids (96.1%), high moisture content (17.3%) and signif-
icant total coliform [average of 3.84x 107(100 mL)-1] and fecal coliform densities [average of 5.22 x 105 (100 mL)-1].
The sand cleaning and drying procedure used in the research was effective, since it achieved the following removal
efficiencies: about 99.4% of moisture, 69.3% of total volatile solids and 5-log E. Coli. After cleaning and drying the
residual sand, different amounts of this material were used to prepare the test specimens, which underwent tensile
tests leaching, solubilization and determination of water absorption. For comparative purposes, the same tests with
the common commercial sand were performed (reference sand), providing a clearer and more complete analysis of
the study. From the results obtained and the resistance considering the idea of using the largest proportion of waste
material that would be discarded at the WWTP, it is recommended to use up to 70% residual sand as fine aggregate
in cement and lime mortar and thin concrete (nonstructural). The results of leaching and dissolution tests rated the
mortars and concrete prepared with and without replacement of sand by commercial residual waste sand as class II A,
and non-hazardous non-inert.
Keywords: construction, fine aggregate, grit chambers, preliminary treatment, residual sand, sand reuse
from WWTPs.
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INTRODUÇÃOUmadasfunçõesdotratamentopreliminaréare-
tençãodesólidosgrosseiros:minerais,sementes,
cascasdeovos,penasdeaves,pedaçosdeossos,
cabelo e outros, que são genericamente deno-
minados “areia”. A finalidade da remoção desse
material no tratamento de esgoto é eliminar ou
minimizarosefeitosadversosao funcionamento
daspartescomponentesdasinstalaçõescompo-
nentesdaEstaçãodeTratamentodeEsgoto(ETE).
Omaterialremovidopelosdesarenadorespossui,
geralmente,entre35%e80%desólidosnafase
seca e de 1% a 55% de sólidos voláteis (WATER
ENVIRONMENT FEDERATION, 1998). Segundo os
dadosdisponibilizados,porexemplo,sobreaETE
deDr.HélioSeixodeBritto (ETEGoiânia), apor-
centagemdesólidosvoláteisnaareiaretida,nos
mesesde julhoaoutubro, foide41,3%emrela-
çãoaossólidostotaise,nosmesesdenovembroe
dezembro,essaporcentagemfoidaordemde9%
(SILVIA;CARVALHO,2007).
Os resíduos removidos nos desarenadores são
classificados como classe II A (não perigosos e
nãoinertes),segundoaNBR10004(ABNT,2004),
apresentandoporcentagensmédiasde25,5%de
umidade,densidadesmédiasdeE. colide2,7x106
(100mL)-1eovosdehelmintode0,6ovosg-1(TO-
MIELLO,2008;YAMANE2007).
No Brasil, a prática comum no que se refere ao
descartedaareiaprovenientedeETEsédispô-la
nopróprio terrenoda estação (enterramentoou
empilhamento) ou encaminhá-la para aterros.
Deformageral,nãohápreocupaçãorelacionada
às potencialidades associadas ao seu aproveita-
mentodireto,reduçãoourecuperaçãodovolume
gerado e impactos ambientais. A disposição em
aterrosbrasileiros, alémde representar custoda
ordemdeR$160,00 t-1 (valoremmaiode2014,
contabilizados gastos inerentes ao transporte e
disposição), ocupa volume que poderia ser efe-
tivamente destinado aos resíduos domésticos. A
títulodecomparação,nosEstadosUnidos,emal-
gumasgrandesETEs,oresíduodosdesarenadores
é incinerado conjuntamente comoutros sólidos,
tais como:material gradeado e lodos biológicos
diversos.Emalgunsestadosamericanos,existem
leisambientaisqueobrigamaestabilizaçãocom
calantesdadisposiçãoematerrosanitário(MET-
CALF;EDDY,2003).
Autilizaçãodaareiaremovidaemdesarenadores
em ETEs na construção civil surge como opção,
comapremissadequesejarealizadasuahigieni-
zação,comoobjetivodeeliminaroureduzirsigni-
ficativamente a densidade demicro-organismos
patogênicoseremovermatériaorgânica.Todavia,
esseassunto,apesardepromissor,aindaépouco
explorado,pois,alémdopotencialbenefícioeco-
nômico, implica ganhos no aspecto ambiental,
medianteapossívelreduçãoquepodeseralcan-
çadanaatividadedeextraçãodeareiacomercial
(istoé,empregadanaconstruçãocivil)de leitos/
margensderios,quecausaintensodanoàquali-
dadedaságuas.
Atualmente, há grande preocupação em relação
aos resíduos,por se tratardeproblemaambien-
taletambémporacarretargastoscadavezmais
elevados para transporte e disposição apropria-
dodessematerial.Dessaforma,autilizaçãodes-
sesresíduosparaproduziroutrosmateriaispode
reduzir o consumo de energia, as distâncias de
transporte,comotambémcontribuirparaaredu-
çãodapoluiçãodecorrente.
Há várias pesquisas comprovando a viabilidade
técnicadareutilizaçãocomoagregadodealguns
resíduosgeradosnaconstruçãocivil,comoareia
defundição,areiadebritagem(produtosecundá-
riodoprocessodebeneficiamentodepedrabri-
tada),entreoutros.Outrafontedematéria-prima
utilizadanaconstruçãociviléosresíduosdosa-
neamentobásico, comoo lodogerado emesta-
çõesdetratamentodeáguaeETEs.Pesquisastêm
demostradoapotencialidadedautilizaçãodesses
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resíduosnaconfecçãodeconcretoouincorpora-
çãoemargamassas,emsubstituiçãoparcialdeal-
gumdosseuscomponentes(cimentoouareia),vi-
sandoàreduçãonocustoenoimpactoambiental.
Nessecontexto,opresentetrabalhobuscaavaliar
apotencialidadedoaproveitamentodaareiare-
movidaemETEscomoagregadomiúdoparaar-
gamassaeconcretonãoestruturalnaconstrução
civil,apóslavagemesecagem.
MATERIAL E MÉTODOS
ETE Monjolinho – São Carlos-SP
Apesquisafoidesenvolvidanotratamentopreli-
minardaETEMonjolinho,localizadanacidadede
SãoCarlos(SP).Osistemadetratamentoimplan-
tadonaETEtemcapacidadeparaatenderàvazão
médiade636Ls-1evazãomáximade1.050Ls-1,
sendoconstituídoportratamentopreliminar,se-
guidoporreatoresanaeróbiosdefluxoascenden-
tedemantade lodo(UASB), floculação,flotação
porardissolvido,desinfecçãocomradiaçãoultra-
violetaepós-aeração.Olodogeradonaflotação
enosreatoresUASBédesaguadoporcentrífugas.
Figura 1 – UnidadeseequipamentoscomponentesdotratamentopreliminardaETEMonjolinho–SãoCarlos-SP.
Otratamentopreliminar(Figura1)dareferidaETE
éconstituídopor:
• gradesmecanizadasdotipocremalheiracom
espaçamentoentrebarrasde2cm;
• gradesmecanizadasdotipoescadacomespa-
çamentolivreentrelâminasde3mm;
• calhaParshallcomgargantade0,915m;
• desarenadoresaeradoscomremoçãosimultâ-
neadeareiaedeóleosegraxas;
• sistema aeróbio para degradação de óleos e
graxas,removidosnodesarenadoraerado;
• tratamentodegases.
Oresíduosedimentáveléremovidoemintervalos
regularesdosdesarenadoresporbombassubmer-
síveiseencaminhadoparaequipamentos“classi-
ficadores”deareiae,aseguir,paracaçamba.
De acordo com os dados operacionais de janei-
ro de 2012 amarço de 2014, a ETE apresentou
valor médio de vazão de 527 L.s-1, resultando
nos seguintes parâmetros para cada desarena-
dor:vazãodearde5m3.min-1,taxadeaplicação
média de 720m3m-2.dia-1 e tempo de detenção
Tratamento de gases
Casa de soda
Gradeamento grosseiro
Gradeamento fino
Caixa de chegada
Calha Parshal
DesarenadoresTanque de
degradação de gordura
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hidráulicade6min.Aquantidadedeareiaremovi-
da,naocasiãodapesquisa,foide25t.mês-1,cor-
respondentea18,3kg (1.000m³)-1.Atualmente,
opreçopagoportoneladapelotransporteedis-
posiçãodesseresíduonoaterrosanitáriodeSão
CarlosédecercadeR$160,00(transporte:43%e
disposição:57%).
CARACTERIZAÇÃO DA AREIA RESIDUAL REMOVIDA NOS DESARENADORES
Paracaracterizaçãodaareiaresidual,foramcole-
tadasseisamostras,emdiferentesépocasdoano.
Cadaamostragemconstituiuumacoleta,duran-
teduashorasdeoperaçãodosclassificadoresde
areia,emquecercade70kgdeareiaforamdis-
postossobrelonaplástica.Aareiafoirevolvidae
umaamostradeaproximadamente2kg,retirada
paradeterminaçãodosseguintesparâmetros:sé-
riedesólidostotais,umidade,coliformestotaise
fecais.Após, foi encaminhadaàunidadeexperi-
mentalabrigadaemumaestufaagrícolacom6,0
mdecomprimento,4,0mde largurae3,0mde
alturaparaprocedimentodelimpezaesecagem.
Osgasesexaladosforamretiradosdaunidadepor
exaustor do tipo axial, de capacidade de 1.500
m³h-1epressãodeserviçode6mmca.
Para determinação de coliformes totais e fecais,
misturaram-se,durante5min,20gdeareiaresi-
dualcom200mLdeáguadeionizada.Apósamis-
tura,aamostrafoimantidaemrepousodurante24
he,depoisdessetempo,osobrenadantefoiana-
lisadodeacordocomosStandard Methods for the
Examination of Water and Wastewater(APHA,2005).
Para duas dessas amostras, também foi efetua-
dadeterminaçãodadistribuiçãogranulométrica.
Após, determinou-se a concentração de sólidos
totaisvoláteisefixos,paraverificarasporcenta-
gensdematériaorgânicaedoresíduoinertedas
fraçõesretidasnesseensaio.
DEFINIÇÃO DOS PROCEDIMENTOS DE LIMPEZA E SECAGEM DA AREIA RESIDUALAspossibilidadesdeutilizaçãoouaproveitamen-
to da areia em estado bruto, ou seja, sem lava-
gem, secageme classificação, são praticamente
inexistentes. Devido a isso, foi realizado proce-
dimento de limpeza e secagem (peneiramento,
lavagem e secagem), com o intuito de reduzir a
umidade,amatériaorgânicaeadensidadedemi-
cro-organismospatogênicos, tornando-a segura
dopontodevistamicrobiológicoparaaspossíveis
aplicaçõesdesejadas.
Primeiramente, os resíduos coletados foram dis-
postos em duas baias, durante cinco dias, cada
uma com1,2mde comprimento e0,6mde lar-
gura,paraadrenagem/evaporaçãodolíquido(es-
goto) coletado comomaterial. Posteriormente, a
areia residual foi peneirada (peneira de abertura
de1,18mm)para remoçãodemateriaismaiores,
tais como: bitucas de cigarro, sementes, pedras,
palitosde fósforo,entreoutros.Após,efetuou-se
lavagemembetoneira(capacidadetotaldotambor
de63L)comáguapotávelehipocloritodesódio,
comconcentraçãode12%,visandoàinativaçãode
micro-organismosepossíveloxidaçãodamatéria
orgânica agregada na areia. Para cada lavagem,
foramestabelecidososseguintesparâmetros: re-
laçãoareia/águapotávelde0,51,relaçãodasolu-
çãodehipocloritodesódio/águapotávelde0,03e
tempodemisturade10min.Porfim,aareialavada
foidispostaemquatrobaias(cadaumacom0,6m
decomprimento,0,6mdelargurae0,2mdealtura
total)parasecagemdurantedezdias.NaFigura2
estãoilustradasasetapasdoprocedimentodelim-
pezaesecagemdaareiaresidual.
Apósprocedimentodelimpezaesecagem,foram
realizadasparaquatroamostrasasseguintesde-
terminações: distribuição granulométrica, mas-
sa unitária, massa específica aparente, série de
Revista DAE68
artigos técnicos
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sólidos totais, umidade e coliformes totais e fe-
cais. Tais determinações também foram feitas
para areia comercial de referência. Ressalta-se
queaareiade referência tambémfoi submetida
àetapadepeneiramento(aberturade1,18mm),
antesdarealizaçãodasanálises.
ENSAIOS: CONCRETO E ARGAMASSASParaensaiosde controleparao concreto, foram
confeccionados corpos de prova cilíndricos (100
mmdediâmetroe200mmdealtura)comtraço
1:3:2(cimento:areia:brita),emmassa.Oscompo-
nentesdoconcretoutilizadosnapesquisaforam:
cimento Portland do tipo CP-II-E-32, brita nº 1
(granulometriavariandode9,5a19mm),areias
residualecomercialeágua(relaçãoágua/cimento
foiestabelecidanafaixade0,5a0,7).
Foram realizados ensaios utilizando substituição
totaldaareiacomumpelaareiaresidualeensaios
comsubstituiçãoparcialnasproporçõesde30%,
50%,70%e80%.Nosensaios comsubstituição
Figura 2 – Etapasdalimpezaesecagemdomaterialsedimentável:(a)unidadeexperimental;(b)peneiramento;(c)secagem;(d)lavagem.
a b
c d
total(100%deareiaresidual),foramanalisadasas
idadesdecurade28diase91diaseosseguin-
tes parâmetros foram avaliados: resistências à
compressão axial, conforme a NBR 5739 (ABNT,
1994) e à tração por compressão diametral, se-
gundodeterminaçãodaNBR7222(ABNT,1994);
absorçãodeágua,conformeaNBR9778 (ABNT,
2005);lixiviaçãoesolubilização,conformeaNBR
10005(ABNT,2004)eaNBR10006(ABNT,2004),
respectivamente.Jánosensaioscomsubstituição
parcial, analisou-seapenasa idadede28diase
foram verificadas as resistências à compressão
axialeàtraçãoporcompressãodiametral.
Também, foram avaliadas as possibilidades de
utilizaçãodaareiaresidualemargamassaparare-
vestimentoexterno.Para tanto, forammoldados
corposdeprova cilíndricos (50mmdediâmetro
e100mmdealtura)comtraço1:1:6(cimento:cal
hidratada:areia), emmassa, e realizados ensaios
deresistênciaàcompressãoaxial,lixiviaçãoeso-
lubilizaçãonaidadede28dias.
Revista DAE 69
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Os aglomerantes utilizados foram o cimento
PortlandCP-II-E-32eacalhidratadadotipoCH
-II.Asargamassasforampreparadassubstituindo
aareiacomercialpelaareiaresidualnasporcenta-
genscrescentesde0%,30%,50%e100%.Arela-
çãoágua/cimentofoiestabelecidaem1,2.
A preparação, moldagem e cura dos corpos de
prova foram executadas de forma padronizada
e seguindo o que prescreve a NBR 5738 (ABNT,
2003),paramelhorconfiabilidadedosresultados
obtidos.
Podem-se definir as resistências características
do concreto à compressão (fck) e à tração (fctk)
comovalormínimoestatístico acimadoqual fi-
camsituados95%dosresultadosexperimentais,
sendo determinadas pelas seguintes equações
(ANDOLFATO,2002):
Emque:fcméamédiaaritméticadosvaloresdef
c
paraoconjuntodecorposdeprovaensaiadoses
éodesviopadrão.
Paraclassificarasargamassasemrelaçãoaore-
quisitoresistênciaàcompressão,foramutilizadas
as características da NBR 13281 (ABNT, 2005),
conformeapresentadonaTabela 1.
1
2
RESULTADOS
Caracterização e procedimento de limpeza e secagem da areia residual
NaTabela2,estãoapresentadososresultadosdas
determinaçõesrelacionadascomaareiaresidual
removida nos desarenadores, antes e depois do
procedimentodelimpezaesecagem,eaareiade
referência.
DeacordocomosdadosapresentadosnaTabela
2,verificou-seque:
• Os resíduos, antes do procedimento de lim-
peza e secagem, apresentaram elevada por-
centagemde sólidos totais fixos, alto teorde
umidadeedensidadeexpressivadecoliformes
totais e fecais, demostrando a necessidade
de tratamentocomoobjetivodeeliminarou
reduzirsignificativamenteadensidadedemi-
cro-organismos patogênicos, a fim de tornar
aareiaseguradopontodevistamicrobiológi-
co,bemcomodiminuiraquantidadedeágua
ematerial orgânico, viabilizando as possíveis
aplicaçõesdesejadas.
• Oprocedimentodelimpezaesecagemutiliza-
dofoieficaz,obtendo-seasseguinteseficiên-
ciasde remoção:99,4%deumidadee69,3%
desólidostotaisvoláteis,alémdedecaimento
bacterianomédiode5logparaColiformesto-
taiseE.Coli.
Tabela 1 – ClassificaçãodeargamassasdeassentamentoerevestimentodeparedesetetossegundoaNBR13281(ABNT,2005).
Resistência característica (Mpa)
Classe1 Classe2 Classe3 Classe4 Classe5 Classe6
≤2,0 1,5a3,0 2,5a4,5 4,0a6,5 5,5a9,0 ≥8,0
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Tabela 2 –Determinaçõesreferentesaosresíduosremovidosnodesarenadoranteseapósprocedimentodelimpezaesecagemdaareiadereferência.
Parâmetro UnidadeAreia residual Areia referência
Antes(n=6) Após(n=4) (n=1)
Coliformestotais UFC.(100mL)-1 3,84E+07 1,96E+02 1,6x103
E.coli UFC.(100mL)-1 5,22E+05 Ausência Ausência
Sólidostotais (%) 85,2±3,60 99,9±0,39 99,9
Sólidostotaisfixos (%) 96,9±1,07 99,0±0,13 99,9
Sólidostotaisvoláteis (%) 3,1±1,07 1,0±0,13 0,1
Porcentagemdeumidade (%) 14,8±3,69 0,10±0,39 0,1
Nota: n=númerodeamostras.
• Aareiaresidualapósprocedimentodelimpeza
e secagem apresentou características seme-
lhantes às da areia de referência,mostrando
valores pouco superiores para sólidos totais
voláteis,E. colieumidade.
NaFigura3,encontram-seosresultadosdasaná-
lisesgranulométricasdaareiaresidualapós lim-
peza e secagem e da areia de referência, assim
comooslimitesdaszonasótimaeutilizável,pres-
critosnaNBR7211(ABNT,2009)pararecepçãoe
produçãodeagregadosmiúdos.Ressalta-seque,
apesardeessanormanãoseaplicaraagregados
obtidos por processos industriais, como subpro-
dutos,eamateriaisrecicladosoumisturadesses
agregados, serviráde subsídiopara comparação
commaterialdesteestudo.
Nota-sequeascurvasgranulométricasapresen-
taramcaracterísticassemelhantes.Paraambasas
curvas,aporcentagemacumuladafoimenorque
o limite inferior (5%)paraaberturade1,18mm.
A areia residual também apresentou porcenta-
gemacumuladamenorqueolimiteinferior(15%)
paraaberturade0,60mm.Aexplicaçãoparatal
fato é que foram removidos todos os resíduos
comdimensõesmaioresdurantea etapadepe-
neiramento(peneirade1,18mm),tantodaareia
residualquantodaareiadereferência.Essaetapa
foi fundamental para reduzir parcela damatéria
orgânicadaareiaresidual.
Figura 3 – AnálisegranulométricadaareiaresidualapósprocedimentodelimpezaesecagemedaareiadereferênciaelimitesdaNBR7211(ABNT,2009).
Revista DAE 71
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Destaca-sequepodemserutilizadoscomoagre-
gadomiúdoparaconcretomateriaiscomdistri-
buiçãogranulométricadiferentedaszonasapre-
sentadasnaFigura3,desdequeestudosprévios
dedosagemcomprovemsuaaplicabilidade.
Verificou-se menor concentração de resíduos
orgânicos nas frações retidas nas peneiras de
aberturamenor,demostrandoque,parareduzir
aparceladematériaorgânicadaareiaresidual,
éfundamentalaetapadepeneiramento.
Na Tabela 3, apresentam-se os resultados dos
agregados (areia e brita) utilizados na com-
posição do concreto. Como agregado miúdo,
utilizaram-se a areia residual (removida nos
desarenadores)eaareiadereferênciae,como
agregadograúdo,empregou-seabritanº1.
Tabela 3 – Característicasdosagregadosutilizadosnacomposiçãodoconcreto.
Parâmetro Unidade Norma ABNTAreia residual
Areia de referência
Brita nº 1
Massaunitária kgL-1 NM45/06 1,45 1,60 1,57
Massaespecíficaaparente gcm-³ NM52/09 2,44 2,62 ―
Diâmetromáximocaracterístico mm NBR248/03 1,18 1,18 6,30
Módulodefinura ― NBR248/03 1,57 1,67 4,84
É importante conhecer as características dos
materiais utilizados na composição do concreto,
pois elas influenciam a resistência, durabilidade e
dosagem do concreto. Conforme os valores apre-
sentadosnaTabela3,verificou-sequeaareiaresi-
dualeaareiadereferênciaapresentaramcaracte-
rísticas bastante semelhantes. Ambas revelaram
baixo módulo de finura, indicando a presença de
altaporcentagemdematériafina.Ressalta-seque
altaporcentagemdematériafinaexigeaumentoda
águadeamassamentoe,consequentemente,deci-
mento,paraomesmofatorágua/cimento,tornando
oconcretomaisdispendioso.Alémdisso,omaterial
inferiora0,076mmpodemisturar-secomocimen-
to,criandodescontinuidadenamisturaereduzindo
aresistênciadoconcreto.Poroutrolado,oconcre-
tosemomaterialfinoépoucotrabalhável,sujeitoà
maiorpermeabilidadeeagentesagressivos.
Tabela 4 – Resultadosdosensaiosdecontroleparaconcretoconfeccionadocom100%deareiaresidualou100%deareiadereferênciaaos28e91diasdecura.
Parâmetro
Areia residual Areia de referência
Número de amostras Valor médio Número de amostras Valor médio
28 dias 91 dias 28 dias 91 dias 28 dias 91 dias 28 dias 91 dias
Resistênciaàcompressãoaxial(MPa) 20,0 10,0 9,7 9,9 5,0 5,0 19,8 22,4
Resistênciaàtraçãoporcompressãodiametral
(MPa)16,0 8,0 1,1 1,2 4,0 4,0 2,1 2,2
Absorçãodeágua(%) 12,0 6,0 6,2 4,9 3,0 3,0 7,5 6,8
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ENSAIOS COM CORPOS DE PROVA
NaTabela4,encontram-seosresultadosde
controleparaconcretodoscorposdeprova
confeccionadoscom100%deareiaresidual
e100%deareiadereferênciacomidadede
rupturade28e91dias.
Deacordocomosresultadosapresentadosna
Tabela4,verificou-seque:
• Os corpos de prova confeccionados com
areia de referência apresentaramvalores de
resistência superiores aos fabricados com
100%deareiaresidual.
• Asresistênciasàcompressãoaxialeàtração
por compressão diametral foram maiores
comoaumentodaidadederuptura.Nocaso
daresistênciaàcompressãoaxial,oaumento
médio foi aproximadamente de 2,4% para
areiaresiduale11,5%paraareiadereferência.
Jáparaaresistênciaàtraçãoporcompressão
diametral,oaumentofoide9,4%paraareia
residuale4,9%paraareiadereferência.
• Os ensaios de absorção revelaram que
o concreto confeccionado com areia de
referência apresentou maior absorção de
águaqueoelaboradocomareiaresidual,para
ambosostemposdecuraanalisados.
Os resultados dos ensaios de solubilização dos
concretosfabricadoscom100%deareiaresidual
e100%deareiadereferência,aos28e91dias,
foram muito semelhantes entre si, com alguns
parâmetros pouco acima do limite máximo
estabelecidopeloAnexoGdaNBR10004(ABNT,
2004),paraambososcorposdeprova,conforme
apresentadonaTabela5.
De acordo com os resultados dos ensaios de
lixiviação dos concretos preparados com areia
residual e de referência aos 28 e 91 dias de
cura, verificou-se que os valores de todos os
parâmetros analisados foram inferiores aos
limites estabelecidos no extrato de lixiviado –
AnexoFdaNBR10004(ABNT,2004).Portanto,os
resultadosdosensaiosdelixiviaçãoesolubilização
classificaram os concretos confeccionados com
areiaresidualeareiadereferência,paraambasas
idadesanalisadas,comoresíduosclasseIIA,não
perigososenãoinertes.
Visando a aumentar a resistência à compressão
axialdoscorposdeprova,foiavaliadaasubstitui-
ção parcial da areia residual por areia comercial
comum.NaTabela6,encontram-seosresultados
dos ensaios de resistência à compressão axial e
à tração por compressão diametral, que utiliza-
ramasseguintesporcentagensdaareiaresidual:
100%,80%,70%,50%,30%e0%,comoagrega-
domiúdonapreparaçãodoconcreto.
Tabela 5 – ParâmetroscomvaloressuperioresaosmáximosestabelecidosnaNBR10004(ABNT,2004)noextratoparaoscorposdeprova,aos28e91diasdecura.
Parâmetro Unidade28 dias 91 dias
Limite máximo no extratoAreia de
referênciaAreia
residual Areia de referência Areia residual
Alumínio mgAlL-1 0,25 0,35 0,26 0,45 0,20
Bário mgBaL-1 0,79 1,96 1,24 0,86 0,70
Cádmio mgCdL-1 0,004 0,054 0,017 0,042 0,005
Chumbo mgPbL-1 <LD 0,25 0,20 0,10 0,01
Ferrototal mgFeL-1 0,12 0,27 0,35 0,69 0,30
Surfactantes mgLASL-1 0,75 0,83 0,50 0,90 0,50
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DeacordocomosresultadosapresentadosnaTa-
bela6,verificou-seque:
• Houve acréscimo nos valores de fck e f
ctk à
medida que se aumentou a quantidade de
areia comercial. No caso da resistência ca-
racterística à compressão, os aumentos em
relaçãoaosensaioscom100%deareiaresi-
dual foram:46,6%,63,7%,86,9%,127,1%e
165,1%, respectivamente, para as seguintes
porcentagensdeareiacomercialadicionada:
20%,30%,50%,70%e100%.Paraosvalores
de fctk, para asmesmas proporções de areia
comum adicionadas, os aumentos foram de
69,3%,89,0%,93,6%,109,9%e97,0%.
• A resistência do concreto à tração variou
entre8,2%(100%deareiacomercial)e12,8%
Tabela 6 – Resultadosdosensaiosderesistênciadoscorposdeprovaconfeccionadoscomsubstituiçãototaleparcialdaareiacomercialporareiaresidualcomumaos28diasdecura.
Parâmetro
Resistência à compressão axial (MPa)
100%AR+0%AC 80%AR+20%AC 70%AR+30%AC 50%AR+50%AC 30%AR+70%AC 0%AR+100%AC
n=20 n=5
Mínimo 6,8 10,8 12,3 13,6 17,0 19,6
Máximo 12,5 11,0 13,4 15,7 18,1 20,1
Média aritmética 9,7 10,9 12,8 14,9 17,4 19,8
Mediana 9,1 11,0 12,8 15,2 17,1 19,8
Desvio padrão 1,4 0,1 0,5 0,7 0,4 0,2
fck 7,3 10,8 12,0 13,7 16,7 19,5
Parâmetro
Resistência à tração por compressão diametral (MPa)
100%AR+0%AC 80%AR+20%AC 70%AR+30%AC 50%AR+50%AC 30%AR+70%AC 0%AR+100%AC
n=16 n=3 n=4
Mínimo 0,8 1,6 1,7 1,6 1,8 1,6
Máximo 1,5 2,0 2,0 1,8 2,0 2,4
Média aritmética 1,1 1,7 1,8 1,7 1,9 2,1
Mediana 1,1 1,6 1,7 1,8 1,8 2,2
Desvio padrão 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,3
fctk 0,8 1,4 1,5 1,6 1,7 1,6
Notas: n = númerodeamostras.AR=areiaresidual.AC=areiacomercial.
(substituiçãode20%e30%deareiaresidual
porcomercial)daresistênciaàcompressão.
• Os resultados de resistência do concreto
preparado com a mistura de areia residual
com areia comercial comum em todas as
proporções analisadas foram satisfatórios
para utilizações sem função estrutural,
tendoemvistaqueseusvaloresdefck foram
superioresa10MPa–limitemínimoprevisto
naNBR15116(ABNT,2004).
• Com os resultados referentes à resistência
característica à compressão (fck), uma
proporçãode80%deareiaresiduale20%de
areiacomercialpoderiaserutilizada(maiorque
10MPa); contudo, por segurança, seriamais
apropriadoconsideraraproporçãode70%de
areiaresiduale30%deareiacomercial.
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NaTabela7,estãoapresentadososresultadosdas
resistênciasàcompressãoaxial,aos28dias,das
argamassaspreparadascomsubstituiçãodaareia
comercial pela areia residual nas porcentagens
crescentesde0%,30%,50%e100%.
De acordo com os resultados apresentados na
Tabela7,verificou-seque:
• Houve redução da resistência à compressão
axialàmedidaqueaumentoua substituição
da areia comercial pela areia residual. As
reduções em relação às argamassas sem
incorporaçãodeareiaresidual(100%AC+0%
AR)foramdeaproximadamente6,0%,15,9%
e19,2%,para,respectivamente,asadiçõesde
30%,50%e100%deareiaresidual.
• Todas as argamassas avaliadas foram
classificadas como classe 4, de acordo com
a NBR 13281 (ABNT, 2005) (Tabela 1), para
assentamento e revestimento de paredes e
tetos, pois as resistências características à
compressão,aos28dias, foramsuperioresa
4,0MPaeinferioresa6,0MPa.
Os resultados dos ensaios de solubilização
das argamassas preparadas com substituição
da areia comercial pela areia residual nas
porcentagens de 0%, 30%, 50% e 100%, aos
28 dias, foram muito semelhantes entre si,
com alguns parâmetros pouco acima do limite
máximo estabelecido pela NBR 10004 (ABNT,
2004),conformeapresentadonaTabela8.
De acordo com os resultados de lixiviação das
argamassaspreparadascomsubstituiçãodaareia
comercialpelaareiaresidualnasporcentagensde
0%,30%,50%e100%,aos28dias,verificou-se
queosvaloresdetodososparâmetrosanalisados
foram inferiores aos limites estabelecidos no
extrato de lixiviado. Portanto, os resultados dos
ensaiosdelixiviaçãoesolubilizaçãoclassificaram
essasargamassascomoresíduosclasse IIA,não
perigososenãoinertes.
Tabela 7 – Resultadosdosensaiosderesistênciadasargamassaspreparadascomsubstituiçãototaleparcialdeareiaresidualporareiadecomercialcomumaos28diasdecura.
Parâmetro
Compressão axial (MPa)
100%AC+0%AR
70%AC+30%AR
50%AC+50%AR
0%AC+100%AR
n=4
Mínimo 6,0 5,7 5,2 5,0
Máximo 8,3 6,0 7,1 5,9
Média aritmética 7,4 5,8 6,2 5,4
Mediana 7,7 5,8 6,3 5,3
Desvio padrão 0,9 0,1 0,7 0,3
fck 5,97 5,61 5,02 4,82
Notas: n = númerodeamostras.AR=areiaresidual.AC=areiacomercial
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Tabela 8 – Parâmetrossuperioresaosvaloresmáximosnoextratoparaoscorposdeprovaaos28diasdecura.
Parâmetro Unidade 100% AC+ 0% AR
70% AC+ 30% AR
50% AC+ 50% AR
0% AC+ 100% AR
Limite máximo no extrato
AlumíniomgAl.L-1 0,37 0,40 0,48 0,76 0,20
BáriomgBa.L-1 2,22 2,59 3,89 2,19 0,70
CádmiomgCd.L-1 0,017 0,015 0,021 0,018 0,005
ChumbomgPb.L-1 0,08 0,06 - - 0,01
CianetosmgCN-.L-1 - 0,076 0,118 0,108 0,07
FenóistotaismgC6H5OH.L-1 0,031 0,122 0,207 0,023 0,010
NitratosmgN.L-1 - - 13,43 21,68 10,00
SurfactantesmgLA.L-1 - - 0,75 1,25 0,50
VIABILIDADE ECONÔMICA DO APROVEITAMENTO DA AREIA RESIDUAL
ATabela9mostraaestimativatotalparaoaprovei-
tamentodaareiaremovidanosdesarenadoresda
ETE Monjolinho. Ressalta-se que para estimativa
considerou-seaproduçãomédiadeareiaremovida
nosdesarenadoresdaestação,de25t.mês-1 (da-
dosdisponibilizadosemmaiode2014pelagerên-
ciadoServiçoAutônomodeÁguaeEsgoto–SAAE
deSãoCarlos).
ConformeosdadosapresentadosnaTabela9, o
custoestimadoparaaETEMonjolinhoaproveitar
aareia residual removidanosdesarenadoresse-
riaemtornodeR$5.357,43pormês.Dessevalor,
deve ser descontado o retorno financeiro que a
areiatraráparaaestação.
De acordo com os dados do Sistema Nacional
dePesquisadeCustose ÍndicesdaConstrução
Civil, o preço da areia fina, no estado de São
Paulo, éem tornodeR$56,00.m-3, semconsi-
derarovalordotransporte(maiode2014).Com
basenoresultadodamassaespecíficadaareia
residualde1,45kg.L-1 (Tabela3),tem-sequeo
preçodatoneladadeareiapossívelparaapro-
veitamentoseriadeR$38,62.
Na Tabela 10, apresenta-se a comparação entre
asdespesascomaareiaremovidanosdesarena-
doresdaETEMonjolinho(customensaldaquan-
tidadedeareiaa ser transportadaedispostano
aterrosanitário)eocustoparapossívelaproveita-
mentodessaareia.Ressalta-seque,nocálculodo
valoragregadodaareiaresidual,seconsideroua
taxade0,1%dematerialnãoaproveitável(sólidos
removidosnaetapadepeneiramento).
Revista DAE76
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Tabela 9 – CustototalparaaproveitamentodaareiaresidualnaETEMonjolinho–SãoCarlos-SP(maiode2014).
Discriminação Custo por tonelada (R$.t-1) Custo ETE Monjolinho (R$.mês-1)
Operação 190,36 4.759,00
Implantação 21,76 544,03
Manutenção 2,18 54,40
Total - 5.357,43
DeacordocomosresultadosapresentadosnaTa-
bela10,verificou-sequeoaproveitamentodaareia
resultouemmaiorescustosquesuadisposiçãoem
aterrosanitário.Ressalta-sequeessacomparação
éespecíficaparacadaETE,tendoemvistaqueen-
volveocustodotransporte,oqualédiretamente
proporcionalàdistânciaentreaestaçãoeoater-
rocredenciadopara receberesse tipode resíduo,
eocustodadisposição.Segundo informaçõesda
Gerência,aETEMonjolinhoapresentoucusto to-
talparadisporaareiaematerros sanitários infe-
rior aos valores disponibilizados por outras ETEs
daregião,quevariounafaixade200,00a250,00
R$.t-1.Portanto,sobpontodevistaeconômico,a
vantagemdoaproveitamentodaareiaestácondi-
cionadaaoportedaETEeadistânciadamesmaao
aterrosanitário,sendomaisvantajosaparaETEsde
grandeporte(maiorvalordobenefícioemfunção
damaiorproduçãodeareia)e situadasem locais
ondeosaterrossanitáriossãomaisdistantes.
CONCLUSÕES
• Verificou-seaviabilidadedautilizaçãodaareia
residual,removidanosdesarenadoresdeETEs,
como agregado miúdo na incorporação de
argamassas para revestimento e preparação
de concreto não estrutural, desde que seja
submetida ao procedimento de limpeza e
secagem. Esse procedimento tem como
objetivoreduzirsignificativamenteadensidade
de micro-organismos patogênicos e remover
matéria orgânica, uma vez que esse tipo de
resíduo apresentou alto teor de umidade
(17,3%), quantidade significativa de sólidos
totaisvoláteis(3,9%)edensidadesexpressivas
de coliformes totais [3,84x 107 (100mL)-1] e
fecais[5,22x105(100mL)-1].
Tabela 10 – ComparaçãoentrepossíveisalternativasparaareiaremovidanaETEMonjolinho:aproveitamentoedisposiçãoematerrosemR$.mês-1(maiode2014).
Alternativa para areia Custo Benefício Custototalfinal
Aproveitamento 5.357,43 868,97 4.488,47
Disposiçãoematerrosanitário 4.000,00 - 4.000,00
Revista DAE 77
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• O procedimento de limpeza e secagem da
areia residual adotado nesta pesquisa foi
eficaz, uma vez que obteve as seguintes
eficiências de remoção: em torno de 99,4%
deumidade,69,3%desólidostotaisvoláteis
e5 logdeE. coli. Talprocedimentoenvolveu
a implantação de uma edificação coberta,
do tipo agrícola, e compreendeu etapas de
peneiramento, lavagem e secagem da areia
residual.
• Foicomprovadaaviabilidadetécnica–apartir
das resistências à compressão e à tração
diametral–eambientaldapotencialidadede
aproveitamentodamisturadaareia residual
comareiacomercialnaconstruçãocivil.
• Os resultados dos ensaios de resistência à
compressão das argamassas demostraram
que, independentemente da proporção das
areias utilizadas, todos os corpos de prova
foram classificados como P4 (resistência à
compressão na faixa de 4,0 a 6,5 MPa), de
acordo com os requisitos da NBR 13281
(ABNT,2005).
• Diantedosresultadosderesistênciasobtidos
e considerando a ideia de utilizar a maior
proporção de material residual que seria
descartado na ETE, tendo em vista que os
resíduossãoumproblemanogerenciamento
de estações no que se refere ao manuseio,
tratamento e destinação final, recomenda-
seautilizaçãode70%deareiaresidualcomo
agregadomiúdoemargamassasdecimentoe
caleconcretomagro(nãoestrutural).
• Os resultados dos ensaios de lixiviação e
solubilização classificaram as argamassas
e os concretos confeccionados com areia
residual e areiade referência como resíduos
classe II A, não perigosos e não inertes. Os
dados apresentados nesta pesquisa alertam
para a necessidade de promover discussão
sobreoslimitesdanormaNBR10004(ABNT,
2004) quanto aos parâmetros vigentes de
determinadoselementosemmatérias-primas
destinadasàconstruçãocivil.
• Também,constatou-sequeoaproveitamento
da areia residual no preparo de concretos e
argamassaséumaalternativaambientalmente
correta, uma vez que promove redução de
quantidades consideráveis desse material a
serdispostasematerrosoudevolvidas,bem
comoreduçõessignificativasnoconsumode
agregadosnaturais.
• Sobopontodevistaeconômico,avantagem
do aproveitamento dos resíduos removidos
nos desarenadores está condicionada ao
porte da ETE e a distância da mesma ao
aterrosanitário.
• Por fim, diante dos resultados obtidos nesta
pesquisaepriorizandoasquestõesambientais,
tecnológicasecientíficas,recomenda-se,para
desenvolvimento de trabalhos futuros, que
sejam realizados estudos complementares
doscorposdeprovaconfeccionadoscomareia
residualparaverificaçãoda suadurabilidade,
entre eles: resistência mecânica a médio e
longo prazo, com idade de pelo menos 91
dias; resistência a sulfatos; e resistência à
penetraçãodecloretos.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem à Fundação de Amparo
àPesquisadoEstadodeSãoPaulo (Fapesp)pelo
auxíliofinanceiroeincentivoàpesquisa(Proces-
sonº2011/5134-6);àadministraçãodoSAAEe
àequipetécnicadaETEMonjolinhodeSãoCar-
lospelaajudaprestadadurantetodaapesquisa;
eaostécnicosdosLaboratóriosdeSaneamentoe
deConstruçãoCivildaUniversidadedeSãoPaulo
emSãoCarlospeladisposição,estímuloeauxílio
durantearealizaçãodasanáliseseensaios.
Revista DAE78
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
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Revista DAE 79
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Estabilidade de Saxitoxinas GTX 2/3, dc-GTX 2/3 e C1/2 em água de abastecimento e impactos na validação de método analíticoSaxitoxins GTX 2/3, dc-GTX 2/3 and C1/2 stability in drinking water and impacts on the validation of analytical method
ResumoVáriosrelatosindicamquecianobactériasprodutorasdeSaxitoxinasestãocadavezmaispresentesemlagos
noBrasilenomundo.Apesardisso,amaioriadosmétodosanalíticosapresentadosnaliteraturasãofocados
naanálisedeSaxitoxinasemmoluscosmarinhos,ficandoosmétodosparaáguapotávelsubavaliados.Este
trabalhotevecomoobjetivovalidarumametodologiaanalíticaparaquantificaçãodeSaxitoxinasGTX2/3,
dc-GTX2/3eC1/2utilizandocromatografialíquidadealtaeficiênciaeverificarosimpactosdaestabilidade
destastoxinasnesteprocesso.AstoxinasC1/2sofreramdegradaçãorápida,oqueimpossibilitouaconclusão
desuavalidação.Paraasoutrastoxinas,ométodoprovouserseletivo,eficiente,exato,precisoerobusto,ex-
cetoparabaixasconcentrações.Apesardasignificativareduçãodolimitedequantificaçãocomparativamen-
teàliteraturarecente,osmesmosficaramacimadovalormáximopermitidoparaSaxitoxinaspelaportaria
MS2914/2011,sugerindoqueaagregaçãodeumaetapadepré-concentraçãoéfundamental.Osresultados
sugeremtambémque,devidoà instabilidadedestastoxinas,suadetecçãoemáguasnaturaisoutratadas
podemsercomprometidasseosprocedimentosdecoletaepreservaçãonãoseguiremtécnicasapropriadas.
Palavras-chave:EstabilidadedeSaxitoxinas;Validaçãodemétodoanalítico,CLAE-DFl
Abstract
Several reports indicate that saxitoxin-producing cyanobacteria are increasingly present in lakes in Brazil and world-
wide. Nevertheless, most analytical methods reported in the literature are focused on the analysis of marine shellfish,
leaving methods for drinking water understudied. This study had as objectives to validate an analytical methodolo-
gy for quantification of saxitoxins GTX2/3, dc-GTX2/3 and C1/2 using high performance liquid chromatography and
verify the impact of the toxins stability in the process. Toxins C1/2 suffered rapid degradation, which prevented the
completion of its validation. For the other toxins, the method proved to be selective, efficient, accurate, precise and
robust, except for the low concentrations. Despite the significant reduction of the limit of quantification as compared
to recent literature, they were still above the amount allowed by MS 2914/2011 for drinking water, suggesting that
incorporation of a pre-concentration step is necessary. The results also suggest that, due to the instability of these
toxins, their detection in natural or treated waters can be compromised if the collection and preservation procedures
do not follow appropriate techniques.
Keywords: Saxitoxins stability; Analytical method validation; HPLC-FLD.
Marianna Correia Aragão | Ana Zélia Abreu | José Capelo Neto
Data de entrada: 03/12/2014
Data de aprovação: 11/02/2016
DOI10.4322/dae.2016.007
Revista DAE80
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Marianna Correia Aragão¹ - MestreemEngenhariaCivil/SaneamentoAmbientalpelaUniversidadeFederaldoCeará(UFC).Ana Zélia Abreu¹ - EngenheiraAmbientalpelaUniversidadeFederaldoCeará(UFC).José Capelo Neto¹ - PósdoutoradopelaUniversidadedoSuldaAustrália/Adelaide.ProfessorAdjuntodoDepartamentodeEngenhariaHidráulicaeAmbientalaUniversidadeFederaldoCeará.* Endereço para correspondência: ¹DepartamentodeEngenhariaHidráulicaeAmbiental,SeçãoLaboratorialdeQualidadedeÁgua(SELAQUA),Bloco720,UniversidadeFederaldoCeará,Av.HumbertoMonte,s/n,60451-970,Fortaleza–CE,Brasil.e-mail:[email protected]
INTRODUÇÃO As cianotoxinas são metabólitos secundários
produzidos por cianobactérias, como Cylindros-
permopsis raciborskii, Anabaena circinalis e Plank-
tothrix sp.,porexemplo,edinoflageladosdosgê-
nerosAlexandrium, Gymnodinium e Pyrodiniumem
ambientesdeáguadoceemarinhos(HARAetal.,
2013). As cianotoxinas apresentam estruturas
químicas(Quadro1)epropriedadestoxicológicas
diversificadas(SIVONEN;JONES,1999;HUMPAGE
etal.,2010)esãoclassificadasdeacordocomo
mododeaçãonosorganismos:neurotoxinas(ana-
toxina-a,anatoxina-a(s)eSaxitoxinas–STX,tam-
bémconhecidascomoParalytic Shellfish Poisoning
– PSP), hepatotoxinas (microcistinas, nodularina,
cilindrospermopsina) e endo ou dermatotoxinas
(lipopolissacarídeos, lingbiatoxinas e aplisiatoxi-
nas)(MONDARDO,2009).
AsSaxitoxinassãoclassificadasbasicamenteem
três grupos: carbamato, N-sulfocarbamoil e de-
carbamoil.Astoxinasdogrupocarbamatosãoas
maispotentesedentreelasestão:Saxitoxina(STX),
Neo-saxitoxinas(NEO)eGoniautoxinas(GTX1-4).
Goniautoxinas são as toxinas mais abundantes
nas amostras de extratos de moluscos, estando
presentesem75%a85%dasamostrasanalisa-
das(ANDRINOLOetal.,2002;ZHANGetal.,2013).
Quadro 1 – EstruturasquímicasdastoxinasdogrupoPSP.
Toxinas carbamato Toxinas N-sulfocarbamoil Toxinas decarbamoil
R1 R2 R3 R4
-H -H -H STX GTX dc-STXa
-H -H -OSO3- GTX2 C1 dc-GTX2
-H -OSO3- -H GTX3 C2 dc-GTX3
-OH -H -H NEO GTX6 dc-NEO
-OH -H -OSO3- GTX1 C3 dc-GTX1
-OH -OSO3- -H GTX4 C4
Fonte: Adaptado de Lawrence et al. (2005). Notas: a dc-STX = decarbamoilSaxitoxinas.
Revista DAE 81
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Como incremento das notificações de intoxica-
çãohumanaeanimalapartirdeáguade reser-
vatóriossuperficiais,oestudodascianobactérias
edosefeitoscausadosporseusmetabólitostem
sidointensificado. Intoxicaçõescausadasporce-
pastóxicasdecianobactériasjáforamregistradas
empaísescomoAustrália,Inglaterra,China,Brasil
eÁfricadoSul(FALCONER;HUMPAGE,2005).Mais
especificamente,emváriosreservatóriosdoesta-
dodoCeará,acomunidadefitoplanctônicaapre-
sentoudominânciadecianobactérias,compondo
aproximadamente90%donúmerode indivíduos
(BARROS,2013).Emtodososaçudesinvestigados
na pesquisa de Barros (2013), a contribuição de
Cylindrospermopsis raciborskii foimaior que70%
emtodasasamostrascoletadas.NoReservatório
SítiosNovos,porexemplo,seisclassesdeorganis-
mos fitoplanctônicos foram identificadas, isola-
dasetiveramsuatoxicidadeavaliada.Algunsdes-
sesorganismossemostraramprodutoresdeSTX:
Cylindrospermopsis raciborskii produzindo STX e
decarbamoilSaxitoxinas (dc-STX) e Planktothrix
agardhii produzindo decarbamoilgoniautoxinas
(dc-GTX)(LOPES,2013).Depoisdoacidenteocor-
ridoemumaclínicadehemodiáliseemPernam-
buco, em 1996, as autoridades sanitárias brasi-
leiraspassaramadaratençãoespecialàquestão
de intoxicaçõesporcianotoxinas,culminandona
inclusãodolimitemáximodeSTXde3,0μg.L-1na
PortariaMSnº2.914/2011.
Osmétodosdedetecçãousadospara identificar
equantificarastoxinaspresentesnaáguavariam
emgraudesofisticaçãoeinformaçõesqueforne-
cem,sendooscritériosdaseletividadeesensibi-
lidadedoisdosmais importantesparaaescolha
dométodo(CHORUS;BARTRAM,1999).Asprinci-
paismetodologiasdedetecçãoequantificaçãode
cianotoxinasemamostrasdeáguasnaatualidade
incluembioensaios, imunoensaios (ELISA) e téc-
nicascromatográficas(CromatografiaLíquidade
AltaEficiência–CLAE).Asvantagensedesvanta-
gensdecadamétodoestãoespecificadasdefor-
masimplificadanoQuadro2.
ACLAE,utilizandocolunadefasereversaeDetec-
tordeFluorescência(DFl),éutilizadaparaquanti-
ficaçãodeSTX(LAWRENCEetal.,2005;OSHIMA,
1995). Entre os métodos descritos na literatura
utilizandoCLAE-DFl,destaca-seométodooficial
aprovadopelaComissãoEuropeiaparadetecção
e quantificação de várias STX por derivatização
pré-coluna(AOAC,2005).Entretanto,esseméto-
dofoivalidadoapenasparaextratosdemariscos
(CEFAS,2008;TURNER,2009).
Quadro 2 – Vantagensedesvantagensdosmétodosdedetecçãodecianotoxinas.
Método Vantagens Desvantagens
Bioensaio• Baixocusto.• Facilidadenouso.• Obtençãodeoutrasinformaçõessobretoxicidade.
• Nãoapresentadiferenciaçãodetoxicidadeentretoxinas.• Sacrifíciodeanimais.
ELISA• Altasensibilidade.• Rapidezefacilidadenouso.• Análisedealtodesempenho.
• Altocusto.• Necessidadedemétodoscromatográficoscomplementares.• Nãoapresentaresultadosdistintosentrevariantes.
CLAE
• Tempomenordeanálise.• Altaresolução.• Resultadosquantitativos.• Altasensibilidade.• Versatilidadeeautomação.
• Altocusto.• Faltadedetectoruniversalsensível.• Necessidadedeexperiênciadosoperadores.
Revista DAE82
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He et al. (2005) analisaram amostras de fito-
plânctonmarinhoutilizandoométododeoxida-
çãopré-colunacommodificaçõessignificativas
em relação aosmétodos até então propostos.
Os autores analisaram NEO-STX, STX, GTX1/4
e GTX2/3 e obtiveram boa recuperação e bai-
xoslimitesdedetecção.Dieneretal.(2006),por
suavez, propuseramummétodo similar ao de
Oshima (1995), mas usando uma única corri-
dacomdiferentes fasesmóveisparaseparare
quantificarGTX1,GTX2,GTX3,GTX4,NEO-STX,
dc-STXeSTXemsuplementosalimentares,en-
contrandotambémbaixos limitesdedetecção.
JáSilvinoeCapelo-Neto (2014)validaramcom
sucessoumavariantedométodopropostopor
Lawrenceetal. (2005)paradetecçãoequanti-
ficaçãodeSTXedc-STXprovenientesdocultivo
dacianobactériaCylindrospermopsis raciborskii.
Entretanto,nãoforamencontradosnaliteratu-
raregistrosdevalidaçãodemétodoparaanáli-
sedeGTX2/3,dc-GTX2/3eC1/2emamostras
deáguabrutaoutratada.
Dentro desse contexto, este trabalho tem como
objetivoprincipalvalidarumametodologiadede-
tecçãoequantificaçãodascianotoxinasGXT2/3,
dc-GTX2/3 e C1/2 por cromatografia líquida de
alta eficiência, com detecção por fluorescência
e derivação pré-coluna, utilizando água tratada
comomatriz.Comoobjetivosecundário,estudou-
seaestabilidadedessastoxinaseseuimpactonos
procedimentosanalíticos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Ampolas contendo os padrões de GTX2/3, dc-
GTX2/3 e C1/2 foram adquiridas no Institute for
Marine Bioscience (Halifax, Canadá) e mantidas
em solução de ácido clorídrico 0,003 M e ácido
acético0,01Mcomvolumeaproximadode0,5mL.
Osoutrosreagentesutilizadosforam:ácidoacético
concentrado (Sigma-Aldrich – grau HPLC), ácido
clorídrico (Cinética Reagentes & Soluções – grau
analítico),ácidoperiódicoeperóxidodehidrogênio
(Vetec Química Fina – grau analítico), fosfato de
sódio e hidróxido de sódio (Dinâmica Química
– grau analítico), tiossulfato de sódio penta-
hidratado (Synth – grau analítico), acetonitrila
(Merck–grauHPLC),formiatodeamônioemetanol
(VetecQuímicaFina–grauHPLC).
AssoluçõesEstoque1forampreparadasapartir
dadiluiçãodospadrõesemácidoacético0,01M
em balões volumétricos de 10mL. O Estoque 1
foimantidoprotegidodaluz,empH4ea-20°C.
SegundoLawrenceetal.(2005),avalidadedessa
soluçãoédeumanosemantidanoescuroeauma
temperaturaabaixode4°C.Asoluçãodetraba-
lhoMIXtevecomoobjetivofacilitarapreparação
dasamostrasefoipreparadadiluindo1,3mLde
cadasoluçãoEstoque1emácidoacético0,1mM
emumbalãovolumétricode10mL.Asconcen-
traçõesdospadrões,dassoluçõesEstoque1eda
soluçãodetrabalhoMIXforamcalculadasapartir
dasconcentraçõesdospadrõesedamassamolar
decadatoxina,deacordocomaTabela1.
Tabela 1 – Concentraçõesdastoxinaspresentesnospadrões,Estoque1eMIX.
Toxina Padrão(µmol.L-1) Massa molar (g.mol-1) Padrão
(µg.L-1)Estoque 1
(µg.L-1) MIX (µg.L-1)
GTX2/3 157,6 395,4 62.315,04 2.636,60 342,75
dc-GTX2/3 142,1 352,3 50.061,83 2.565,40 333,50
C1/2 147,3 475,4 70.026,42 3.315,50 431,02
Revista DAE 83
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A metodologia de validação de GTX2/3, dc-
GTX2/3 e C1/2 por CLAE-DFl foi desenvolvida
para avaliar a presença dessas toxinas em água
tratada após a desinfecção. A água foi coletada
daredepúblicadeabastecimentoapartirdator-
neiradeentrada,antesdacaixad’água.Umagota
de tiossulfatode sódio0,05Mpara cada25mL
deamostradeágua tratada foiadicionada,com
oobjetivode removerocloro residual.De forma
apermitiradetecçãoviaDFl, foramadicionados
gruposcromóforosàsmoléculasdas toxinaspor
meiodaoxidaçãodasamostrascomperóxidode
hidrogênio.Umvolumede100μLdaamostrafoi
adicionadoemumvialcontendo250μLdesolu-
çãodehidróxidodesódio1Me25μLdesolução
peróxidodehidrogênio10%m/v. Posteriormen-
te,ovialfoihomogeneizadoe,após2min,20μL
de ácidoacéticoglacial foramadicionados, com
a finalidadedeparara reaçãodeoxidação.Uma
alíquotade20μLfoiutilizadaparainjeçãonocro-
matógrafo.Ascondiçõescromatográficasparaa
quantificaçãodastoxinasforambaseadasnomé-
tododesenvolvidoporLawrenceetal.(2005),com
algumasmodificações.Foiutilizadoumcromató-
grafoAgilentTechnologies,modelo1260Infinity.
Talsistemaconsistiadedoisreservatórioseuma
bombadealimentaçãodefasemóvel,uminjetor
deamostra(loopde20μL),umacolunadefasere-
versamantidaa30°C(PhenomenexC18,150mm
x4,6mmD.I.,4μmdetamanhodepartícula)eum
detector de fluorescência (Agilent Technologies,
modelo1260Infinity).Afasemóvelfoiconstituí-
dade(A)formiatodeamônio(0,1M)e(B)formiato
deamônio(0,05M)comacetonitrila(5%),tendo
comogradientedeeluiçãoinicialmente100%da
fasemóvelA,mudandonosprimeiros7,5minde
0%a20%da fasemóvelB,passandoposterior-
mente,nos3,5minseguintes,de20%a80%da
fasemóvelBenos2minfinaisretornandoa100%
dafasemóvelA.Ofluxodoeluentefoide1,5mL.
min-1,odetector foiajustadonoscomprimentos
de onda de 340nmemexcitação e 390nmem
emissãoeotempototaldecorridafoide13min.
As características investigadas no processo de
validaçãoparademonstraçãododesempenhodo
métodoforam:seletividade,linearidadeefaixade
trabalho,LimitesdeDetecção(LD)edeQuantifi-
cação(LQ),precisãoeexatidãoerobustez.Ospa-
râmetrosdevalidaçãodométodoforamdefinidos
deacordocomaResoluçãoANVISAnº899/2003,
o método desenvolvido por Youden e Steiner
(1975)erecomendadopeloInstitutoNacionalde
Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO,
2010)eoguiadevalidaçãopropostopeloMinis-
tério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
(MAPA,2011).Aestabilidadedastoxinasnassolu-
çõesaolongodotempotambémfoiinvestigada.
SELETIVIDADE
Aavaliaçãodaseletividadefoirealizadaapartirda
comparação do cromatograma damatriz isenta
dasubstânciade interesseedamatrizcontendo
astoxinas.Otestefoifeitoemtrêsconcentrações
diferentesecadaamostrafoiinjetadaduasvezes.
Paraaconstataçãodaexistênciaounãodoefeito
matriz,foramcomparadasduascurvasanalíticas
comoMIX,umautilizandocomodiluenteamatriz
e a outra, água deionizada. Em cada uma das
curvas,foramanalisadosseispontos,ouseja,seis
amostras independentes.Oparalelismoentreas
curvas foi verificado utilizando a distribuição t
de Student para a comparação dos coeficientes
angularesdasretas.
ESTABILIDADE DA SOLUÇÃO DE TRABALHO MIX
Aestabilidadefoiavaliadanumaúnicaconcentra-
çãodasoluçãodetrabalhoMIX(342,75μg.L-1para
GTX2/3,333,50μg.L-1 paradc-GTX2/3e472,01
μg.L-1paraC1/2),comparandoasconcentrações
iniciaisaosresultadosobtidoscomamesmasolu-
çãoaolongode43dias.
Revista DAE84
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setembro dezembro 2016
LINEARIDADE E FAIXA DE TRABALHO
Alinearidadeeafaixadetrabalhoforamavaliadas
utilizandoascurvasdecalibraçãoemseisconcen-
traçõesdiferenteseáguadeionizadacomodiluente
(Tabela 2), somente para as toxinas GTX2/3 e dc-
GTX2/3, uma vez que C1/2 degradou-se rapida-
mente,nãotendosidopossívelprosseguircomsua
validação. As concentrações da faixa de trabalho
foram escolhidas considerando as concentrações
de STX equivalentes encontradas frequentemente
em reservatórios superficiais no estado do Ceará
(CAGECE,2013).Trêscurvasforamrealizadas,sendo
cadapontodacurvainjetadoemduplicata.Utilizou-
se ométodo de regressão linear para a obtenção
dasequaçõesdaretaeaanálisedacorrelaçãolinear
pelométododosmínimosquadrados.
LD E LQ
LDeLQforamestabelecidospormeiodaanálise
de soluções de concentrações conhecidas e de-
crescentesatéomenorníveldetectávelequanti-
ficável.Oslimitesforamdeterminadospelométo-
dodosinal-ruído,emqueéfeitaumacomparação
dasamostrasembaixaconcentraçãocomobran-
codessasamostras.Asrelaçõessinal-ruídoutili-
Tabela 2 – Concentraçõesdastoxinasutilizadasnalinearidadeefaixadetrabalho.
Toxina Concentrações (µg.L-1)
GTX2/3 10,28 20,57 34,28 51,41 68,55 102,83
dc-GTX2/3 10,01 20,01 33,35 50,03 66,70 100,05
zadasparaLDeLQforam3:1e10:1,respectiva-
mente(RIBANIetal.,2004).
PRECISÃO
Arepetitividadefoiusadaparaidentificarapre-
cisão dométodo. Foi realizada analisando três
concentraçõesetrêsrepetiçõesparacadacon-
centração.Asconcentraçõesutilizadasparaas
duastoxinasforamde6,86,13,71e20,57μg.L-1
ede6,67,13,34e20,01μg.L-1,paraGTX2/3e
dc-GTX2/3, respectivamente. Como a Resolu-
çãoANVISAnº899/2003nãoexplicitaocritério
de aceitação dos resultados de precisão, utili-
zaram-secomoreferênciaoscritériosaplicados
na validação em fármacos, produtos para ali-
mentaçãoanimalemedicamentosveterinários
doMAPA(2011).
EXATIDÃO
A exatidão foi verificada utilizando padroni-
zação externa, visto que a matriz empregada
(água tratada) não continha GTX2/3, nem dc-
GTX2/3. As concentrações dos padrões exter-
nossãoapresentadasnaTabela3.Ostestesfo-
ramrealizadosemtriplicata.
Tabela 3 – ConcentraçõesdeGTX2/3edc-GTX2/3utilizadasparaadeterminaçãodaexatidão.
ToxinaConcentrações (µg.L-1)
E1 E2 E3 E4 E5 E6
GTX2/3 10,71 21,42 42,84 85,69 171,38 342,75
dc-GTX2/3 10,42 20,84 41,69 83,38 166,75 333,50
Revista DAE 85
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setembro dezembro 2016
ROBUSTEZ
Arobustezfoideterminadaapartirdométodo
desenvolvidoporYoudeneSteiner(1975)ere-
comendadopeloINMETRO(2010),umavezque
nãoháreferênciaparaessetestenametodolo-
giadaAgênciaNacionaldeVigilânciaSanitária
(ANVISA,2005).Seteparâmetrosanalíticosfo-
ramescolhidosparaaavaliação,osquaisforam
alterados, sendo os efeitos dessas alterações
avaliadosnofimdecadaumadasoitoanálises.
Avariância (s2) foi utilizada paraverificar se o
efeito na alteraçãodos parâmetros foi signifi-
cativoounão.OQuadro3mostraosparâme-
tros avaliados e suas respectivas alterações,
sendo as condições “normais” representadas
por letrasmaiúsculaseas condiçõesalteradas
por letrasminúsculas.A robustez foianalisada
emtriplicataparaasconcentrações27,42μg.L-
1paraGTX2/3e26,68μg.L-1paradc-GTX2/3.Os
resultadosforamavaliadosquantoamudanças
naáreadopicoenoTempodeRetenção(TR).
Quadro 3 – Condiçõesnormaisealteradasparaaanálisedarobustez.
Variável Condições normais Condições alteradas
Concentraçãodafasemóvel A 0,10M a 0,12M
Estabilidadedasoluçãodetrabalho B Oxidaraamostraapósadiluição b Oxidaraamostraapós30mindadiluição
Temperaturadacoluna C 30°C c 33°C
Agitação D Manual d Vórtex
Tempodeinjeção E Injetaraamostraapósoxidação e Injetaraamostraapós15mindaoxidação
Tamanhodaamostra F 100μL f 110μL
Tempodeoxidação G 2min g 2,3min
RESULTADOS E DISCUSSÃOAnálises físico-químicas da matriz
De forma a fornecer maior conhecimento sobre
amatrizutilizada,acaracterizaçãofísico-quími-
ca da água tratada é apresentada noQuadro 4.
Os procedimentos analíticos para essa caracte-
rização foram baseados nas metodologias des-
critas pela American Public Health Association
(APHA,2005).
C1/2ApartirdoscromatogramasapresentadosnaFi-
gura 1, observa-se que as toxinas C1/2 eluíram
no tempo de 6,84 min, próximo ao obtido por
Lawrenceetal.(2005)paraextratosdemexilhão
apósalimpezacomextraçãoemfasesólida(SPE)
C18.Aconstataçãodanão interferênciadama-
triz foiavaliadaapartirdacomparaçãoentreas
duascurvasanalíticas(Figura2),asquaissemos-
traram paralelas. Os coeficientes angulares das
curvas apresentaram uma diferença inferior a
1%eotestet(Po=5%)mostrouqueelesnãosão
significativamentediferentes.
Revista DAE86
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
AsoluçãoEstoque1de toxinasC1/2 foi comple-
tamente degradada em menos de uma semana,
mesmotendosidoprotegidadaluzeaumatem-
peraturade-20°C,transformando-seemtoxinas
dogrupocarbamato (GTX2/3,STXeNEO) (dados
não apresentados). A diminuição das concentra-
çõesdastoxinasC1/2,mesmoemumpHbaixo(3a
5),foiobservadaanteriormenteporIndrasenaeGill
(2000)eEuropeanUnionReferenceLaboratoryfor
MarineBiotoxins(EURLMB,2011),masnumavelo-
cidademenor.Portanto,nãofoipossívelfinalizaro
processodevalidaçãoparaastoxinasC1/2.
Quadro 4 – Caracterizaçãofísico-químicadaáguatratadausadacomomatriz.
Parâmetro Unidade Resultado
Turbidez μT 0,35
Coraparente μH 2,5
pH - 7,78
Alcalinidade–hidróxidos mgCaCO3.L-1 <0,01
Alcalinidade–carbonatos mgCaCO3.L-1 <0,01
Alcalinidade–bicarbonatos mgCaCO3.L-1 105,18
Durezatotal mgCaCO3.L-1 156,44
Cálcio mgCa.L-1 23,76
Magnésio mgMg.L-1 23,31
Condutividade μS.cm-1 639
Cloreto mgCl-.L-1 12,7
Sódio mgNa.L-1 39,93
Potássio mgK.L-1 10,72
Nitrato mgN-NO-3.L-1 0,02
Nitrito mgN-NO-2.L-1 <0,001
Amônia–Nesslerização mgN/NH3.L-1 0,32
Alumínio mgAl.L-1 0,07
Fluoreto mgF-.L-1 0,8
Manganês mgMn.L-1 <0,02
Ferrototal mgFe.L-1 0,02
Oxigênioconsumido mgO2.L-1 2,75
Carbonoorgânicototal mg.L-1 8,27
Revista DAE 87
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Figura 1 – Cromatogramasdamatrizsem(linhapontilhada)ecom(linhavermelha)toxinaC1/2.
Figura 2 – CurvasanalíticasparaC1/2obtidasporMIX+águadeionizadaeMIX+matriz.
GTX2/3 E DC-GTX2/3Estabilidade das toxinas
Apesardetodososrequisitosdepreservaçãode
amostra sugeridos por Indrasena e Gill (2005)
terem sidoobedecidos, percebeu-seumadimi-
nuiçãonasconcentraçõesdastoxinas.Segundo
o Centre for Environment, Fisheries and Aqua-
cultureScience (CEFAS,2008),casosejamanti-
danas condições adequadas, a solução de tra-
balhopodeserutilizadaematéumano.Jápara
Indrasena e Gill (2005), GTX2/3 e dc-GTX2/3
apresentam degradação significativa em apro-
ximadamente trêsaquatromesesa25°CepH
7.Nocasodestapesquisa,asoluçãodetrabalho
MIX,mantidaprotegidadaluz,empH4ea-20
°C, apresentoudiminuiçãodaconcentraçãoem
61%aolongode43dias(Figura3).
Revista DAE88
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Figura 3 – DiminuiçãodaconcentraçãodasoluçãoMIXdeGTX2/3edc-GTX2/3aolongodoperíododeestudo.
Figura 4 – Cromatogramasobtidospelamatrizisentadetoxina(branco)ecompresençadetoxina(MIX).
Figura 5 – CurvasanalíticasparaGTX2/3edc-GTX2/3obtidascomMIX+águadeionizadaeMIX+matriz.
350
300
250
200
150
100
50
0
Con
cent
raçã
o (µ
g/L)
23 out 2013 14 nov 2013 27 nov 2013 03 dez 2013
Tempo
GTX 2,3
dc-GTX2,3
Revista DAE 89
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
SELETIVIDADE
A partir dos cromatogramas apresentados na
Figura 4, pode-se afirmar que ométodo desen-
volvidoparaaanálisedeGTX2/3edc-GTX2/3é
seletivo,poisastoxinaseluíramemtemposdife-
rentes (10,73min paraGTX2/3 e 4,61min para
dc-GTX2/3)enamesmasequênciaobservadapor
Lawrenceetal.(2005).Nãofoiobservadainterfe-
rênciadamatriznadetecçãodessastoxinas.
A não interferência da matriz no procedimento
analítico foi identificadaapartirdacomparação
dascurvasanalíticasdaFigura5,asquaisseapre-
sentaram paralelas. Percebeu-se que os coefi-
cientesdecorrelaçãoforamiguaisconsiderandoo
níveldeconfiançade95%(Tabela4),confirman-
do,portanto,ainexistênciadoefeitomatriz.
LINEARIDADE
Asconcentraçõesescolhidasparaométodovaria-
ramde10,28a102,83μg.L-1ede10,01a100,05
μg.L-1,paraGTX2/3edc-GTX2/3,respectivamente.
Essasfaixasdeconcentraçãoforamescolhidascon-
siderandoaabrangênciadasconcentraçõesdeSTX
encontradasemreservatóriossuperficiaisnaregião
(CAGECE,2013).NaFigura6eTabela5,pode-seve-
rificar a linearidade, apresentando coeficientes de
correlaçãoacimade0,99eindicandoqueasáreas
dos picos são linearmente proporcionais às con-
centrações, conformeexigidopelaANVISA (2005).
Comparando os coeficientes de correlação deste
estudo com os obtidos para STX por Halme et al.
(2012)(R2=0,9768),percebe-seumamelhoriasig-
nificativadosresultadosobtidosnestapesquisaem
relaçãoaosdaliteraturaatual.
Tabela 4 – ParâmetrosdascurvasanalíticasdascurvasMIX+águadeionizadaeMIX+matrizparaGTX2/3edc-GTX2/3.
Eq. da reta R2(coeficientedecorrelação) Valor P (t de Student)
GTX2/3
MIX+águadeionizada y=0,0935x–0,2694 0,99680,94
MIX+matriz y=0,0947x–0,3825 0,9964
dc-GTX2/3
MIX+águiadeionizada y=0,0763x-0,1608 0,99720,96
MIX+matriz y=0,0773x–0,4031 0,9865
Figura 6 – RelaçãoáreadopicoversusconcentraçãoobtidaparaGTX2/3edc-GTX2/3.
Revista DAE90
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Tabela 5 – FaixasdetrabalhoutilizadasnascurvasdecalibraçãodeGTX2/3edc-GTX2/3.
Toxina Faixa da curva (µg L-1) Eq. da reta R2
GTX2/3 10,28a102,83 y=0,0296x-0,0305 0,997
dc-GTX2/3 10,01a100,05 y=0,0221x+0,0184 0,996
Tabela 6 – LDeLQdoinstrumentoedométodoparacadatoxina.
Toxina
Concentração (µg L-1)
Instrumento Método
LD LQ LD LQ
GTX2/3 0,69 1,21 2,74 4,80
dc-GTX2/3 0,68 1,18 2,67 4,67
Quadro 5 – LDeLQparaSTXedc-STXapresentadosnaliteratura.
Referência Silvino e Capelo-Neto (2013) Freitas (2007) CEFAS (2008) Halme et al. (2012)
Técnica/detecção HPLC-FLD HPLC-FLD HPLC-FLD HILIC-MS/MS
Métododeoxidação Pré-coluna Pós-coluna Pré-coluna *
Tipodematriz ExtratodecianobactériasCR-T3pós-extração
Águadeionizadacomtoxinaapóslisecelular
CR-T3Extratodemolusco Matrizdealgas
LD(μg.L-1) STX–2,53dc-STX–1,83
STX–3,0dc-STX–3,0
STX–18,0dc-STX–7,0
STX–3,0dc-STX***
LQ(μg.L-1) STX–3,45dc-STX–2,24 ** STX–40,0
dc-STX–10,0STX–11,0dc-STX-***
Notas: HILIC-MS/MS=cromatografialíquidacominteraçãohidrofílicaacopladaaumespectrômetrodemassa(HILIC-MS/MS).*Nãonecessitouoxidaraamostradevidoàutilizaçãodeumespectrômetrodemassa.**NãoapresentouodadodeLQ.***OtrabalhoanalisouapenasSTX.
Revista DAE 91
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
LD E LQOsvalores encontrados para LD e LQ do instru-
mentoedométodosãoapresentadosnaTabela
6.LDeLQdoinstrumentoforamdeterminadosa
partirdasáreasdospicosobtidosdoscromatogra-
maseLDeLQdométodoforamcalculadosconsi-
derandoadiluiçãodasamostrasduranteaetapa
deoxidação.OsvaloresdeLDeLQdoinstrumen-
to e de LD do método mostraram-se inferiores
aovalorexigidopelaPortariaMSnº2.914/2011
(3,0μgL-1),enquantooLQdométodoficouaci-
ma. De qualquer forma, os LQs do instrumento
mostraram-se inferiores aos resultados obtidos
por outros autores para STX diferentes (Quadro
5),indicandoumbompotencialdoprocedimento
analíticooraimplementado.
PRECISÃO
Os valores dos coeficientes de variação para os
testesdeprecisão,expressosnaTabela7,nãoul-
trapassaramovalormáximopermitidode11,7%
(MAPA, 2011), comexceção do resultado para a
concentraçãode6,86paraGTX2/3e6,67μgL-1
paradc-GTX2/3.Essefatopodeterocorridode-
vidoaodecréscimodasconcentraçõesobservado
embaixasconcentrações.Os resultados revelam
queométodo forneceprecisãoaceitável segun-
doareferênciaadotadautilizandooparâmetroda
repetitividade, para concentrações igual ou su-
periora13,71μgL-1e13,34μgL-1,paraGTX2/3
e dc-GTX2/3, respectivamente. Silvino e Cape-
lo-Neto (2014) analisaram a precisão de méto-
do similar para STX e dc-STX em concentrações
entre4,48e13,44μgL-1ede3,96a11,89μgL-1,
Tabela 7 – ResultadosdoparâmetrodeprecisãoparaGTX2/3edc-GTX2/3emtrêsdiferentesconcentrações.
ToxinaCoeficiente de variação (%)
6,86 µg L-1 13,71 µg L-1 20,57 µg L-1
GTX2/3 12,42 5,58 10,59
dc-GTX2/3 12,43 5,59 10,58
Tabela 8 – ResultadosdoparâmetrodeexatidãoparaGTX2/3edc-GTX2/3emseisdiferentesconcentrações.
ToxinaExatidão (%)
E1 E2 E3 E4 E5 E6
GTX2/3 185,65 115,65 84,77 100,80 92,45 102,15
dc-GTX2/3 178,25 118,71 80,07 98,81 96,60 101,01
Revista DAE92
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
respectivamente. Para o teste de repetitividade,
oscoeficientesdevariaçãovariaramentre0,23%
e 7,50%para a área do pico. Deve-se levar em
consideração, entretanto, que as toxinas STX e
dc-STXsãomaisestáveisqueasutilizadasnesta
pesquisa(INDRASENA;GILL,2000).
EXATIDÃO
Seis diferentes concentrações, entre 10,42 e
342,75 μg.L-1, foram utilizadas para a avaliação
daexatidão.Osvaloresobtidospelométodo(Ta-
bela8) ficaramdentroda faixade80%a110%,
deacordocomoguiadevalidaçãopropostopelo
MAPA (2011), com exceção dos valores obtidos
paraasmenoresconcentrações.Novamente,isso
podeteracontecidodevidoàinstabilidadedato-
xinaemmenoresconcentrações.
Tabela 9 – ValoresdosefeitosobtidosapartirdosresultadosdasáreasdospicosedoTR,deacordocomotestedeYoudeneSteiner(1975).
Variável
Área do pico TR
GTX2/3 dc-GTX2/3 GTX2/3 dc-GTX2/3
Concentraçãodafasemóvel -0,0908 -0,0858 -0,1211 0,0396
Estabilidadedasoluçãodetrabalho 0,1192 0,0825 0,0571 0,0314
Temperaturadacoluna -0,1042 -0,0075 0,7838 0,1266
Agitaçãoduranteaoxidação -0,0575 -0,0458 0,0056 -0,0109
Tempodeinjeçãoapósoxidação -0,0442 0,0275 0,0059 0,0323
Tamanhodaamostra -0,1608 -0,1708 0,0137 0,0141
Tempodeoxidação -0,0008 -0,0625 -0,0121 -0,0179
s2 0,1919 0,1693 0,6012 0,1076
ROBUSTEZ
Comparando os valores de referência e os va-
lores dos efeitos obtidos a partir das respostas
das áreas dos picos (Tabela 9), percebe-se que
as áreas dos picos não são influenciadas pela
variação de nenhum parâmetro. Já com relação
às respostasdoTR,observa-seque todosos re-
sultadosforammenoresdoqueovalordocritério
s2,excetoodoparâmetrotemperaturadacoluna,conformetambémobservadoporSilvinoeCape-
lo-Neto(2014)eCassinietal.(2013).Portanto,o
método apresentou sensibilidade à variação da
temperaturadacolunaem3°C.Essasensibilida-
denãodeverepresentarumproblemanaprática,
umavezqueosistemacromatográficoconsegue
manter a temperaturada coluna comumadife-
rençainferiora±0,1°C.
Revista DAE 93
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
CONCLUSÕES
AtoxinaC1/2sofreudegradaçãorápidadurante
oexperimento,oqueimpossibilitouaconclusão
de suavalidação.Observou-se, entretanto, que
existemumaboaseletividadeeumacorrelação
próxima entre o sinal e a concentração, indi-
cando uma boa linearidade na faixa de traba-
lho escolhida. Os resultados obtidos permitem
concluir que o método empregado para análi-
sedeGTX2/3edc-GTX2/3éseletivo,eficiente,
exato,precisoerobusto,comexceçãodapreci-
sãoeexatidãoparabaixasconcentrações. Jáos
limitesdequantificaçãodométodo (4,80μg.L-1
paraGTX2/3e4,67μg.L-1paradc-GTX2/3)fica-
ramacimadovalorpermitidopelaPortariaMSnº
2.914/2011. Esses resultados sugerem que um
métododeconcentraçãopré-análise(SPE,liofili-
zaçãoouevaporação)énecessárioparaatender
aorequerimentodaportaria,contribuindotam-
bémparaminimizaroserrosanalíticosencontra-
dosembaixasconcentrações.
Observou-setambémqueaestabilidadedasso-
luções mais diluídas dessas toxinas apresentou
umavalidademenorqueaencontradana litera-
tura. Isso sugerenão sóque todooprocessode
validação,mas tambémaanáliseeamostragem
deáguastratadaenatural,deveserexecutadoem
umcurtoespaçodetempo.Ainstabilidadedessas
toxinasemcondiçõescontroladas,principalmente
nocasodastoxinasC1/2,permiteinferirquesua
detecçãoemáguasnaturaisoutratadaséimpro-
vável,amenosquetécnicasdecoletadeamostras
etécnicasanalíticasapropriadassejamadotadas.
AGRADECIMENTOS
Os pesquisadores agradecem à Financiadora de
Estudos e Projetos (Finep) e aoConselhoNacio-
naldeDesenvolvimentoCientíficoeTecnológico
(CNPq) pelo financiamento para o desenvolvi-
mento das pesquisas e à Companhia de Água e
Esgoto do Ceará (Cagece) e seus colaboradores
peloapoioeinformaçõesdisponibilizadas.
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Revista DAE 95
artigos técnicos
setembro dezembro 2016
Revista DAE96 setembro dezembro 2016
calendário de eventos
Mês Data Evento Local
Setembro
11a14 31ºSimpósioAnualdaWatereuse
TampaMarriotWatersideHotel&MarinaTampa,FlóridaMaisinformações:https://watereuse.org/news-events/conferences/annual-watereuse-symposium/
14a16 17ºEncontrodeEngenhariaSanitáriaeAmbiental(ENASB)
CentroCulturalVilaFlorGuimarães,PortugalMaisinformações:http://apesb.org/pt/historial-03.php
14a16 AsiaMembraneTechnologyExpo2016
ExpoVenue–Hall106–BangkokInternationalTrade&ExhibitionCenterBangkok,TailândiaMaisinformações:www.bitec.co.th
16a19 6ºSimpósiosobreCorrosãoKurt-Schwabe
Cracóvia,PolôniaMaisinformações:http://home.agh.edu.pl/~schwabe/
20e21 CursodeTratamentodeEfluentes–DificuldadesOperacionais
Maisinformações:http://www.acquasolution.com/acqua/portfolio/tratamento-de-efluentes-mo-04-dificuldades-operacionais/
20a23FENAGUA2016–XIXCongressoBrasileirodeÁguasSubterrâneaseXXEncontroNacionaldePerfuradoresdePoços
Campinas,SãoPauloMaisinformações:http://www.abas.org/xixcabas/index.php
28e29XSeminárioInternacionalsobreRemediaçãoeRevitalizaçãodeÁreasContaminadas
SENACSantoAmaro–AvenidaEngenheiroEusébioStevaux,823SantoAmaro,SãoPauloMaisinformações:http://seminario.ekosbrasil.org/
Outubro 9a13 48ºCongressoBrasileirodeGeologiaPortoAlegre,RioGrandedoSulMaisinformações:http://www.48cbg.com.br/
17e18 2016WateReusePotableReuseSummit
TheSkirvinHiltonHotelOklahomaCity,OklahomaMaisinformações:https://watereuse.org/news-events/conferences/potable-reuse-summit/
Novem
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1a3 AMTATechnologyTransferWorkshopMonterrey,MéxicoMaisinformações:http://www.amtaorg.com/event/amta-technology-transfer-workshop-nov-1-3-2016
3e4 TheInternationalWorkshopCoastalWaterQuality
Santos,SãoPauloMaisinformações:http://revistadae.com.br/site/evento/2415-The-International-Workshop-Coastal-Water-Quality
15a17 SmartCityExpoWorldCongressBarcelona,EspanhaMaisinformações:http://www.smartcityexpo.com/en/
29denovembroa2dedezembro
Polutec2016FeriadelMedioAmbiente
EurexpoLyon,FrançaMaisinformações:http://www.pollutec.com
Exercícios de hidráulica básica – 5ª edição
Geofísica aplicada: métodos geoelétricos em hidrogeologia
Rodrigo de Melo Porto
Antonio Celso de Oliveira Braga
EESC
Este livroéresultadodareuniãodeproblemaspropostosemtesteseprovas,desde1970,doscursosdeHidráulicadaUniversidadeEstadualdeCampinas(Unicamp),UniversidadeFederaldeSãoCarlos(UFSCar)eUniversidadedeSãoPaulo(USP),bemcomoretiradose/ouadaptadosdaliteraturacitadanabibliografia.Contacom315exercícios(esuasrespostas)sobrehidráulicadoscondutosforçadoselivres,devendoserusadocomocomplementodolivroHidráulicabásica.
Mais informações:http://www.edusp.com.br/detlivro.asp?ID=230017
Oficina de Textos
AsrecentescriseshídricasemdiversasregiõesdoBrasilcolocaramempautaaimportânciadefontessubterrâneas,comoosaquíferos.Mascomodescobrirolocaladequadoparaperfurarumpoço?Comoinvestigaraqualidadedaáguaescondidanosubsolo?Ecomoprotegeressasreservasnaturaisdacontaminação?Estelivroécapazdeuniroconhecimentoteóricoaquestõesextremamentepráticas.AntônioBragaexplicacomodetectarreservassubterrâneaseplumascontaminantesutilizandoageofísica–maisespecificamente,astécnicasdesondagemelétricaecaminhamentoelétrico.Comsólidaex-periênciadecampo,oautororientaacoletaeainterpretaçãodedadosapartirdeexemplos:háestudosparaaperfuraçãodepoçosemdiferentestiposdeaquífero,comoosgranulares,cársticosecosteiros,alémdesondagensparaaidentificaçãodecontaminantesprovenientesdeaterrossanitários,cemitérios,vazamentosdegasolinaeóleodiesel,contaminaçãoporprodutosquímicos,entreoutrosfatores.Dedicadoaestudanteseprofissionaisquetrabalhamcomgeociênciasemeioambiente,Geofísicaaplicada:métodosgeoelétricosemhidrogeologiaproporcionaaoleitorinformaçõesesubsídiosparaaavaliaçãoeaescolhadametodologiamaisadequadaparacadasituação.
Mais informações: http://www.ofitexto.com.br/geofisica-aplicada-metodos-geoeletricos-em-hidrogeologia/p
publicações
Restauração de sistemas fluviais Valter Lúcio de Pádua
Manole
Aobrareúnecapítulosqueunemesforçosparaminoraroimpactodeintervençõesemsistemasfluviaiseadotarmedidasderestauraçãodosriosdegradados.Aliaconhecimentotécnicocomadaptaçãoàrealidadedabaciahidrográficaecon-sideraosaspectossocioculturais,político-institucionais,legais,econômicoseambientaisrelacionadosaotema.Alémdeapresentarfundamentosrelevantessobrearestauraçãofluvial,comoecossistemafluvial,hidrologiaequalidadequímicadaágua,trazestudosdecasosdeimportantesriosaoredordomundo,oqueatornaessencialparaestudantes,profissio-naiseinteressadosdasáreasambientais,químicas,fluviais,hidrológicas,hidráulicas,entreoutras.
Mais informações:http://www.manole.com.br
A Coleção Ambiental, coordenada por Arlindo Philippi Jr, tornou-se re-ferência na área de meio ambiente na última década. Reúne os resultados de estudos, pesquisas e experiências de professores, pesquisadores e pro-fissionais com atuação significativa na área ambiental, oriundos de concei-tuadas instituições de ensino e pesquisa, e caracteriza-se pelo tratamento multi e interdisciplinar que esta área do conhecimento requer.
As obras contribuem tanto para a disseminação do conhecimento em bases cientificamente sólidas e conectadas às intervenções reais da socie-dade quanto para a ampliação das reflexões e dos debates sobre questões sociais, econômicas, políticas e ambientais fundamentais para a formação, qualificação e capacitação de profissionais.
A obra Restauração de Sistemas Fluviais reúne capítulos que unem esforços para minorar o impacto de intervenções em sistemas fluviais e adotar medidas de restauração dos rios degradados. Alia conhecimento técnico com adaptação à realidade da bacia hidrográfica e considera os aspectos socioculturais, político-institucionais, legais, econômicos e am-bientais relacionados ao tema.
Além de apresentar fundamentos relevantes sobre a restauração fluvial – como ecossistema fluvial, hidrologia, qualidade química da água, entre outros – o livro traz também estudos de casos de importantes rios ao redor do mundo, o que o torna essencial para estudantes, profissionais e interes-sados das áreas ambientais, químicas, fluviais, hidrológicas, hidráulicas, dentre outras.
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MÁRCIO BAPTISTA
VALTER LÚCIO DE PÁDUA
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ARLINDO PHILIPPI JRCOORDENADOR
MÁRCIO BAPTISTA
VALTER LÚCIO DE PÁDUA
EDITORES
RESTAURAÇÃO DESISTEMAS FLUVIAIS
RESTAURAÇÃO DESISTEMAS FLUVIAIS
C O L E Ç Ã O A M B I E N TA LC O L E Ç Ã O A M B I E N TA L C O L E Ç Ã O A M B I E N TA L
Capa-Rest sist fluviais-final.indd 1 3/22/16 10:21 AM
Revista DAE98
publicações
setembro dezembro 2016
Sensoriamento remoto para desastresTania Maria Sausen e María Silvia Pardi Lacruz
Oficina de Textos
Olivroconstituiumaferramentasólidadegestãodedesastres: inundaçõeseenxurradas,secaseestiagens, incêndiosflorestais,deslizamentosdeterraederramamentosdeóleosãoobjetodeestudo.Asaplicaçõesdedadosdesensoria-mentoremotoabrangemomonitoramentoeaprevençãocontradesastres,bemcomoasfasesdemitigação,preparação,respostaerecuperação.
Mais informações:http://www.ofitexto.com.br/sensoriamento-remoto-para-desastres/p
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Biogeografia: dinâmicas e transformações da naturezaAdriano Figueiró
Oficina de Textos
Umadasáreasdeconhecimentomaisfascinantes,abiogeografiatratadarelaçãoentreosseresvivos,asociedadeeosdiferenteselementosdaspaisagens,suasdinâmicasetransformaçõesaolongodotempo.
Mais informações:http://www.ofitexto.com.br/biogeografia-dinamicas-e-transformacoes-da-natureza/p
Manual para aproveitamento emergencial de águas cinza do banho e da maquina de lavar Wolney Castilho Alves, Luciano Zanella, Jordana Rodrigues de Castro, Rayana Santiago de Queiroz
Publicação do IPT
IPTlançamanualparaaproveitamentodeáguasdobanhoedemáquinasdelavar.Omanualapresentaoscuidadosreco-mendadosaoseuusoapartirdesoluçõessimplesquenãorequeremconstruções,instalaçãodeequipamentosespeciaisoumesmoreformasresidenciais.
Mais informações:http://www.ipt.br/download.php?filename=1334-Manual_para_aproveitamento_emergencial_de_aguas_cinza_do_banho_e_da_maquina_de_lavar.pdf
Manual para captação emergencial e uso doméstico de água de chuva Luciano Zanella, Guilherme Mariotto e Mariana de Toledo Marchesi
Publicação do IPT
OInstitutodePesquisasTecnológicas(IPT)lançouoManualparaCaptaçãoEmergencialeUsoDomésticodeÁguadeChu-va,quereúneorientaçõesparaacriaçãodesistemascaseirosdeaproveitamentoemergencialdeáguaspluviais,conside-randoboaspráticasparaacaptação,armazenamentoeutilidadedoméstica.
Mais informações:http://www.ipt.br/download.php?filename=1200-Manual_para_captacao_emergencial_e_uso_do-mestico_de_AGUA_DA_CHUVA.pdf
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É importante cada um continuar
fazendo a sua parte.Porque, juntos,
estamos vencendoa maior seca
dos últimos 86 anos.Contamos com
a sua colaboração.
Interligação Rio Grande-Alto TietêÁgua para mais de um milhão de pessoas.
Reservatórios metálicos20 reservatórios melhoram a distribuição de água.
Ampliação da ETA Alto da Boa VistaTecnologia de membranas ultrafiltrantes na
ampliação do Sistema Guarapiranga.
Sistema São LourençoMaior obra de abastecimento em execução no país.
Interligação Jaguari-AtibainhaMaior segurança para as bacias do Paraíba do Sul e do Cantareira.
Interligação Rio Guaió-Alto TietêRedução da dependência
do Sistema Cantareira.
Adutora do ABCMais de 250 mil pessoasbeneficiadas na zona sulda capital.
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