Projeto Executivo de um Sistema de Tratamento da Água do Açude Recreio em

Caicó-RN visando o Uso na Construção Civil

Engº. Civil Luiz Pereira de Brito

CREA N° 210286738-2

Caicó-RN, outubro/2015

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1. INTRODUÇÃO

A iniciativa de elaboração desta proposta de tratamento da água do Açude

Recreio em Caicó-RN é do mandato do Vereador José Rangel de Araújo,

parlamentar nesse Município.

O Açude Recreio é considerado o 2º mais velho do Estado do Rio Grande do

Norte. A Lei N° 3.923, de 12/12/2001 reconhece-o como patrimônio histórico e

cultural do Município de Caicó.

O referido açude pertence a uma propriedade privada situada às margens do

bairro Vila do Príncipe e do bairro Recreio, ambos localizados na Zona Norte da

cidade, consequentemente, o uso da água e a execução deste projeto

dependerão do consentimento do respectivo proprietário, além do licenciamento

junto aos órgãos competentes.

O efluente tratado destinar-se-á ao uso na construção civil, não incluindo seu

emprego como água de amassamento de concreto, conforme NBR 15.900/2009

da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT.

2. CONCEPÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO

O sistema de tratamento proposto foi projetado para produzir uma vazão diária de

10.000 litros de água.

É composto de um alagado construído (wetland), medindo 10m de largura, 21m

de comprimento e 0,60m de profundidade útil média e utiliza como meio filtrante

brita n° 1 (9,5 a 19,0mm). A alimentação é feita por gravidade através de sifão

com diâmetro de 50mm, dotado de registro tipo esfera.

A planta macrófita a ser utilizado como cobertura vegetal da unidade de

tratamento é o capim elefante (Pennisetum purpureum) ou o capim de planta

andrequicé (Echinochloa crus-galli L. Beauv).

O efluente do wetland é encaminhado para um reservatório de água tratada com

capacidade para acumular 10.000 litros diários. Nesta unidade será realizada uma

desinfecção da água. A dosagem de cloro utilizada será definida de acordo com

análises microbiológicas a serem realizadas no efluente tratado.

Nos estudos e cálculos de dimensionamento do alagado construído levaram-se

em consideração as publicações científicas na área e particularmente os

resultados obtidos em projeto de pesquisa realizado pela UFRN na Cidade de

Parelhas-RN, financiado pelo CNPq/FINEP.

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3. DADOS DE PROJETO

Foram coletadas informações sobre o consumo de água pelo setor da construção

civil no Município, através do ofício 896/15-SCM da Câmara Municipal de

Vereadores de Caicó endereçado ao CREA-IRS.

Por meio do ofício n° 017/2015, de 23 de setembro de 2015, enviado à citada

Câmara, a Inspetoria Regional do CREA estimou o consumo mensal de água pelo

setor da construção civil na Cidade de Caicó-RN, resumido na tabela abaixo.

Consumo Mensal de Água na Construção Civil

Número Mensal de ARTS Consumo Mensal/Obra(m3) Consumo Total Mensal(m3)

57 4,00 228,00

Total Adotado no Projeto (litros) 300.000,00

Para realizar-se uma avaliação expedita da qualidade da água do Açude Recreio

foram coletadas amostras em 02 de julho de 2015, pelo Núcleo de Análises de

Águas, Alimentos e Efluentes do IFRN, tendo sido analisados os seguintes

parâmetros: pH, condutividade elétrica, sólidos totais, sólidos totais dissolvidos,

sólidos em suspensão, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de

oxigênio e clorofila “a”.

O corpo aquático encontra-se classificado como eutrófico, segundo o Índice do

Estado Trófico de Carlson modificado, indicando está passando por significativo

processo de eutrofização.

4. SISTEMA DE TRATAMENTO DA ÁGUA

Os sistemas de alagados construídos (wetlands) vêm sendo utilizados

amplamente na Europa, América e Austrália para o tratamento terciário de

esgotos domésticos, no tratamento de águas com baixa contaminação e são

considerados eficientes no polimento final de efluentes. Na Cidade de Parelhas-

RN foi empregado como pós-tratamento do sistema de tratamento de esgoto da

CAERN visando à utilização do efluente em irrigação agrícola.

O uso de wetland no tratamento de águas residuárias tem se apresentado como

alternativa viável tanto técnica quanto economicamente, por ser uma tecnologia

de baixo custo em termos de capital de investimento, operação e manutenção.

O wetland construído de fluxo subsuperficial é um sistema projetado para utilizar

plantas aquáticas em substratos (areia, cascalho, brita ou outros), onde de forma

natural, sob condições ambientais adequadas, ocorrem os processos de

tratamento. Entre as funções das plantas aquáticas, destacam-se: a utilização de

nutrientes e outros constituintes; a transferência de oxigênio para o substrato; e a

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presença de caules (rizomas) e raízes que servem de suporte para o crescimento

de biofilmes.

Na concepção do wetland de fluxo subsuperficial, os efluentes a serem tratados

são dispostos na parte inicial do leito, denominada zona de entrada, composta por

tubulação de PVC perfurada para facilitar a distribuição do líquido afluente por

toda a seção transversal do leito, de onde escoam vagarosamente através do

material suporte (brita n° 1) com macrófitas aquáticas até atingir na parte final,

composta por dreno de PVC e chamada zona de saída. Este escoamento tende a

seguir na horizontal e é impulsionada por uma inclinação longitudinal no fundo de

1%.

É fundamental assegurar uma distribuição uniforme da água a tratar, pois a má

distribuição do líquido afluente promove danos precoces ao sistema pela

acumulação de sólidos nos trechos iniciais e eventual perda da vegetação. Além

disso, uma boa distribuição permite a manutenção dos espaços vazios do

substrato, o que garante a manutenção da condutividade hidráulica e da

superfície para o biofilme bacteriano.

Por meio da estrutura de saída da água tratada é feito o controle do nível de água

no sistema, que deve ser mantido abaixo da superfície do substrato (brita n° 1) ,

evitando-se a formação de poças de líquido, visto que essas poças podem tornar-

se fontes de proliferação de vetores e a base para formação de massa de algas.

A partir de análises microbiológicas a serem realizadas no efluente tratado será

definida a dosagem ótima de cloro a ser empregada para desinfecção da água, no

reservatório de acumulação.

As plantas utilizadas nos sistemas do tipo wetland devem ser da família das

macrófitas, devido a alta capacidade de absorção dos nutrientes e adaptação a

lugares úmidos com elevada carga orgânica. O Capim Andrequicé (Echinochloa

crus-galli L. Beauv) ou o Capim Elefante (Pennisetum purpureum) podem ser

indicados para o sistema proposto, pois são bastante conhecidos na região.

De acordo com Queiroz (2001), filtros de brita n° 1, com profundidade de 0,60m,

taxa de aplicação de 0,04 m3/m3.dia e fluxo subsuperficial horizontal, como o

wetland, apresentaram eficiência na remoção de sólidos em suspensão de 95 a

96%; na remoção de clorofila “a” de 99%; na remoção de demanda química de

oxigênio de 65%; e na remoção de demanda bioquímica de oxigênio de 84%.

Na pesquisa realizada na Cidade de Parelhas-RN, observou-se uma eficiência do

wetland em termos de remoção de demanda química de oxigênio e sólidos em

suspensão de 73% e 85%, respectivamente.

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5. DIMENSIONAMENTO

Área requerida

Considerando-se uma taxa de aplicação superficial de 0,048 m3/m2.dia, a área

requerida do wetland pode ser dada por:

102121 xQA = 210 m2,

Q= vazão de contribuição de água = 10 m3/dia;

A= área requerida em m2.

Dimensões do wetland

Profundidade útil média: 0.60m

Largura útil: 10,0 m

Comprimento útil: 21,0 m

Volume útil do wetland (V) e volume de brita (Vb)

V = 126,00 m3 e Vb= 148,05 m3

Tempo de detenção do wetland

diasdm

m

Q

VvaziosTd 9,4

/10

14,493

3

Considerando-se um índice de vazios da brita n° 1 de 39%.

Verificação das cargas orgânica e hidráulica

Carga orgânica superficial de referência (s) 15 gDBO5/m2. dia

Carga hidráulica de referência < 30 mm/dia

DBO520 da água bruta (S0) = 18 mg/L

- Carga de DBO520 da água bruta = 18 mg/l x 10.000 l/dia = 180 gDBO5/dia

- Carga orgânica superficial (s) = Carga de DBO520 da água bruta /Área = 180g

DBO5/dia) / 210 m2 = 0,86 gDBO5/m2.dia 15 gDBO5/m2. dia.

- Carga hidráulica = Q/A = 10 m3/dia / 210 m2 = 47,6 mm/dia > 30 mm/dia.

O desenho do sistema de tratamento proposto, com planta baixa, cortes, detalhes

e todas as dimensões, são apresentados na PRANCHA 01/01 (Anexo-1).

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6. ORÇAMENTO

O orçamento para execução do alagado construído (wetland) projetado importa

em R$ 69.805,34 (SESSENTA E NOVE MIL, OITOCENTOS E CINCO REAIS E

TINTA E QUATRO CENTAVOS), foi elaborado pelo Eng°.Civil Gustavo Marques

Calazans Duarte, CREA N° 2.114.588.122 e está apresentado, juntamente com

uma estimativa de quantitativos de materiais, no Anexo - 2.

7. RECOMENDAÇÕES PARA OPERAÇÃO DO SISTEMA

O sistema concebido apresenta operação bastante simplificada, principalmente

porque não são utilizados equipamentos eletromecânicos e foi empregada

unidade de tratamento biológico de fácil operação e manutenção.

O wetland não trará qualquer inconveniente se bem construído e operado. A

operação da unidade de tratamento deve ter em vista, sobretudo, a manutenção

ou restabelecimento dos parâmetros previstos no projeto, o que se obtém por

controle das cargas hidráulica (vazão) e qualitativas (carga orgânica, sólidos,

bacteriológicas, algológicas, etc.), ou sempre que se percebam perturbações no

funcionamento ou mudanças significativas no efluente.

Requer enfim, monitoramento de rotina, com análises de laboratório

programadas, inclusive para determinação da dosagem ótima de cloro a ser

empregada na desinfecção do efluente tratado.

Embora muito simples, a manutenção do sistema de tratamento não pode ser dispensada ou negligenciada. E, como tal, deve ser mantido e operado.

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Queiroz, T.R. Remoção de sólidos suspensos de efluentes de lagoas de estabilização por meio de processos naturais, 229p. Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Distrito Federal, 2001.

Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT NBR 15900-1:2009: Água para amassamento do concreto, Parte 1: Requisitos, ISBN 978-85-07-01824-7, Rio de Janeiro, 2009.

Natal-RN, outubro de 2015

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Eng° Civil Luiz Pereira de Brito

CREA N° 210286738-2

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ANEXO – 1 (DESENHOS)

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ANEXO – 2 (ORÇAMENTO)