volume 64 setembro-dezembro 2016 publica o...

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

Revista DAE2 setembro dezembro 2016

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

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ParquedoIbirapuera-SãoPaulo-SP.

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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

96

97

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.

Revista DAE 7

artigos técnicos


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


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


• Tratamento 3:50%emmassasecadeescuma


• 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


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


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


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.

Revista DAE12

artigos técnicos


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.

Revista DAE 13

artigos técnicos


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

Revista DAE14

artigos técnicos


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

Revista DAE 15

artigos técnicos


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

Revista DAE16

artigos técnicos


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

artigos técnicos


Asamostrasforamsubmetidasàavaliaçãoestatísti-

capelotesteANOVA,oqualnãoencontroudiferen-

ciaçãoestatísticaentreasmédias,significandoque

ainclusãodeescumanasproporçõesde10%,20%

e50%nãoalterouacomposiçãodolododeesgoto

destinadoaousoagrícola.

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Revista DAE18

artigos técnicos


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



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.

Revista DAE 19

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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

Revista DAE20

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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.

Revista DAE 23

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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.

Revista DAE24

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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

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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


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.

Revista DAE 27

artigos técnicos


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.

Revista DAE28

artigos técnicos


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.

Revista DAE 29

artigos técnicos


Figura 1 – Radardospercentuaisdeatendimentodoconteúdomínimonosplanosanalisados,pormunicípio.

ASCURRA BENEDITO NOVO

BLUMENAU BRUSQUE

DOUTOR PEDRINHO GASPAR

Revista DAE30

artigos técnicos


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

artigos técnicos


• 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


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


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


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.

REFERÊNCIAS

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Revista DAE 35

artigos técnicos


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



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

artigos técnicos


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).

Revista DAE 37

artigos técnicos


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:

Revista DAE38

artigos técnicos


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).


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.

Revista DAE 39

artigos técnicos


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



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.

Revista DAE40

artigos técnicos


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)

Revista DAE 41

artigos técnicos


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)

Revista DAE42

artigos técnicos


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)

Revista DAE 43

artigos técnicos


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)

Revista DAE44

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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.

Revista DAE 45

artigos técnicos


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


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.

REFERÊNCIAS

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da ETA UFV: caracterização, desaguamento em leito de

secagem e possibilidades de aproveitamento.ProjetoFinal

deCurso,GraduaçãoemEngenhariaAmbiental,Universidade

FederaldeViçosa,Viçosa-MG,2011.

CORDEIRO, J.S.RemoçãonaturaldeáguadelodosdeETAsutili-

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Revista DAE 47

artigos técnicos


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



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

artigos técnicos


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

Revista DAE 49

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

Revista DAE 51

artigos técnicos


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


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


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.


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


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


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


DN 350 mm DN 400 mm DN 500 mm

Revista DAE 55

artigos técnicos


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


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).

Revista DAE 57

artigos técnicos


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


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


Proposto Variação do gradiente hidráulico por diâmetro

50 60 75 100 150 200 250 300 350 400 500

Figura 11 – FaixasdevelocidadeeperdadecargaunitáriapordiâmetropelaTabela4deseleçãodediâmetrospropostanestetrabalho.

Revista DAE58

artigos técnicos


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

Revista DAE 59

artigos técnicos


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

Revista DAE60

artigos técnicos


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.

Revista DAE 61

artigos técnicos


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


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


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



Nayara Batista Borges | José Roberto Campos | Javier Mazariegos Pablos | Gilcimar Trento Ferreira

Revista DAE64

artigos técnicos


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.

Revista DAE 65

artigos técnicos


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

Revista DAE66

artigos técnicos


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

Revista DAE 67

artigos técnicos


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


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


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

Revista DAE70

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

Revista DAE72

artigos técnicos


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

Revista DAE 73

artigos técnicos


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.

Revista DAE74

artigos técnicos


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

Revista DAE 75

artigos técnicos


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


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

artigos técnicos


• 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


REFERÊNCIASAssociaçãoBrasileiraDeNormasTécnicas(1998).NBR 67:Con-

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Revista DAE 79

artigos técnicos


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



DOI10.4322/dae.2016.007

Revista DAE80

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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

artigos técnicos


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


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


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


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


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


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


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


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


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 DAE94

artigos técnicos


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Revista DAE 95

artigos técnicos


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

bro

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

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Capa-Rest sist fluviais-final.indd 1 3/22/16 10:21 AM

Revista DAE98

publicações


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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volume 64 setembro-dezembro 2016 publica o...

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