ANÁLISE E REDIMENSIONAMENTO DAS ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS DE ESGOTO NO MUNICÍPIO DE ARAGUARI-MG
Autor: Kleber Lúcio Borges
Engenheiro civil (1997) graduado pela UFU – Universidade Federal de Uberlândia. Engenheiro de segurança do trabalho (2002) especialista pela UFU. Aluno de mestrado (2002) em Engenharia Urbana na Faculdade de Engenharia Civil da UFU. Engenheiro civil concursado (2000) e responsável técnico da SAE – Superintendência de Água e Esgoto - Araguari-MG.
Endereço: SAE – Superintendência de Água e Esgoto Praça Gaioso Neves, 19 – Centro
Araguari-MG – CEP: 38.440-001 e-mail: sae@rapidanet.com.br
1. OBJETIVO
A zona urbana da cidade de Araguari-MG, está situada dentro de cinco bacias hidrográficas. A concepção do sistema de esgotamento sanitário da cidade é reunir todo esgoto coletado em uma única bacia hidrográfica. Para isso, a SAE – Superintendência de Água e Esgoto, autarquia municipal, operava no início de 2001 com onze EEE – Estações Elevatórias de Esgoto. A quantidade de estações, o custo elevado de energia e manutenção, e as localizações geográficas de cada uma delas, chamaram a atenção logo que assumimos a responsabilidade técnica da autarquia.
O objetivo deste trabalho foi analisar e redimensionar as estações elevatórias de esgoto, seguindo critérios técnicos e econômicos, aliados à experiência adquirida ao longo dos anos operando as estações já existentes. O termo redimensionar, neste caso, significou a diminuição do número de estações, a mudança da localização geográfica, e uma nova concepção de projeto a ser adotada.
2. DESENVOLVIMENTO
A cidade de Araguari, localizada no triângulo mineiro, estado de Minas Gerais, possui 101.974 (censo/2000) habitantes. Está numa altitude média de 922 metros, possui 2.732 Km2 de área. 90% da população é servida de redes coletoras de esgoto. A zona urbana está situada dentro de cinco bacias hidrográficas:
1. Bacia do Córrego Brejo Alegre – bacia principal, onde se concentra todo esgoto coletado e corta o centro da cidade, dividindo-a em norte e sul; 2. Bacia do Córrego dos Verdes;
3. Bacia do Córrego do Desamparo; 4. Bacia do Córrego das Araras; 5. Bacia do Córrego da Lagoa Seca;
A concepção do esgotamento sanitário é reverter todo esgoto coletado para a bacia do Córrego Brejo Alegre, que possui projeto para construção de uma estação de tratamento de esgoto. No ano de 2000, existiam onze estações elevatórias de esgoto operando na cidade, distribuídas de acordo com a figura 01.
Uma simples comparação entre o número de bacias e o número de estações existentes, já demonstrava uma desproporcionalidade. O custo de energia mensal e as manutenções corretivas constantes exigidas pelo sistema foram as principais razões que levaram-nos a realizar esta reavaliação das nossas estações.
O projeto das estações existentes seguiam um padrão adotado anteriormente. Logo, decidimos analisar com mais detalhes, apenas uma estação e adotá-la como referência (guardadas suas respectivas proporcionalidades). A escolhida foi a EEE-Santa Helena, pois havia o projeto original em mãos e possui uma vazão média de operação em torno de 10 l/s.
O primeiro levantamento feito foi o custo de energia mensal, demonstrado na figura 02. O levantamento comtemplou as faturas de energia emitidas pela Cemig – Companhia Energértica de Minas Gerais, de janeiro a dezembro de 2002. A média dos 12 meses foi de R$ 1.260,47. O pico foi no mês de fevereiro (R$ 1.804,87) com medição entre 15/01 a 15/02, período chuvoso. Enquanto que, a menor fatura foi no mês de março (R$ 1.054,84).
O projeto padrão das estações existentes, é de uma estação elevatória convencional de poço úmido com conjunto de moto-bomba submerso. Todo esgoto se concentra num PV (poço de visita) à montante da EEE. Em seguida, o esgoto
passa por uma caixa de areia, pois nosso abastecimento é todo feito por captação subterrânea através de poços semi-artesianos, que produz uma areia muito fina e é encontrada até no esgoto. Por fim, o esgoto cai no poço de sucção, onde encontra-se o conjunto moto-bomba. A tubulação de recalque é toda em ferro fundido, com registro e válvula de retenção na saída da EEE. O esgoto é recalcado até uma caixa de descompressão, localizada numa cota adequada, que permitirá o seu caminhamento por gravidade até os interceptores do Córrego Brejo Alegre.
A localização geográfica das EEE foi a segunda característica analisada, de acordo com o levantamento plani-altimétrico do município. Após a locação de cada estação no respectivo levantamento, verificamos que todas as EEE estavam em cotas altas das respecitvas bacias hidrográficas, limitando inclusive o crescimento urbano ou o atendimento à população que reside em cotas mais baixas. Outro fato importante verificado, foi que em uma única bacia, existem mais de uma estação. O maior número foi encontrado na bacia do Córrego dos Verdes, com quatro EEE.
Em seguida foram avaliadas as manutenções ocorridas nestas estações. De acordo com as OS (Ordem Serviço) emitidas, a média das manutenções (sempre corretivas) foi de duas manutenções mensais em cada EEE. As causas são diversas: entupimentos na rede e/ou EEE, diversos problemas com o conjunto moto-bomba, bóia, painel, e outros. Durante estas manutenções, as equipes que lá trabalhavam, sempre reclamavam das péssimas condições de trabalho a que estavam expostos. Como exemplo, sempre que havia problema com o conjunto moto-bomba, era necessário a descida de um trabalhador dentro do poço de sucção (sempre com esgoto), visto que o esgoto funciona como uma “cola” entre o conjunto moto-bomba e a base do mesmo.
A estrutura física das EEE foi analisada, diante do projeto existente adotado. A principal “falha” do projeto é a falta da divisão da estação em duas células distintas, que permitiria a operação alternada em um período pré-fixado em cada célula, permitindo a realização das manutenções preventivas na célula que se encontra parada. Além da garantia de um conjunto moto-bomba de reserva, pronto para entrar em operação a qualquer momento, o que não acontece, pois o conjunto moto-bomba de reserva fica guardado no almoxarifado. Quando ocorre qualquer problema, é necessário a troca na EEE do conjunto danificado pelo conjunto de reserva. O que sempre traz transtornos para a população vizinha à estação, pois não consegue-se parar a chegada do esgoto e esta operação de troca nem sempre
pode ser feita imediatamente por problemas operacionais, chegando ao extremo de retornar esgoto para dentro das edificações vizinhas às EEE.
O funcionamento do conjunto moto-bomba submersível, foi outra característica analisada. O controle é feito através de bóias automáticas, porém o funcionamento destas bóias não são muito eficientes, principalmente por causa da aderência de materiais flutuantes constantemente encontrados nas estações. Na EEE-Santa Helena (adotada como referência) existe um agravante, pois o conjunto moto-bomba lá instalado já saiu da linha de produção da fábrica, dificultando a compra de peças de reposição. O último conserto realizado, foi necessário o envio deste conjunto para a fábrica, localizada em Curitiba-PR, o que demorou aproximadamente 2 meses. Verificamos ainda que, o conjunto em questão estava sub-dimensionado para a EEE: a intermitência das partidas chega, no período de pico, a ser menor que 10 minutos. Fato observado pelo crescimento populacional ocorrido acima das expectativas de projeto.
Após o conhecimento destes fatos acima, resolvemos realizar um estudo para a diminuição do número de estações e o desenvolvimento de um projeto novo que buscasse solucionar os problemas já conhecidos nestas estações.
De acordo com o levantamento plani-altimétrico foi possível diminuir para apenas 04 (quatro) estações, de acordo com a figura 03. No entanto, serão quatro novas EEE, desativando as onze existentes. Duas estações foram extintas com a construção de um interceptor de esgoto. As nove restantes serão desativadas à medida que as novas estações (localizadas em cotas mais baixas) forem sendo construídas.
O segundo passo foi o desenvolvimento de um projeto novo para estas estações, observando os problemas levantados. Para isso, adotou-se uma estação elevatória com poço seco e conjunto moto-bomba com eixo horizontal (motores com alto rendimento). A estrutura física possui duas células distintas, que permitem o rodízio operacional, revesando o funcionamento dos conjuntos e realizando manutenções preventivas. Foi inserido um gradeamento para sólidos grosseiros e uma caixa de areia adequada, com acesso lateral (através de uma laje) para limpezas, evitando o contato do funcionário com o esgoto.
O estudo econômico-financeiro realizado demonstrou que em 4,5 anos o investimento inicial para construção das novas estações será recuperado, desativando as estações existentes, levando em consideração as contas de energia
e manutenções corretivas realizadas. O custo para implantação das novas estações gira em torno de R$ 130 mil (cada uma), totalizando um investimento final de R$ 520 mil, e que serão construídas até o final do ano de 2004.
3. RESULTADOS
Duas principais medidas foram adotadas, após a análise da situação encontrada no município de Araguari-MG. A primeira foi a diminuição do número de EEE no sistema de esgotamento sanitário, reduzindo de 11 (onze) estações iniciais para 4 (quatro) estações que serão construídas até o final do ano de 2004. A segunda foi a mudança de concepção do projeto adotado anteriormente, mudando para estações elevatórias com poço seco e conjunto moto-bomba de eixo horizontal.
O investimento inicial para construção das 04 novas estações será recuperado em aproxidamente 4,5 anos, além de permitir a otimização e implantação de novas tecnologias no sistema existente, melhorando as condições de operação e praticamente reduzindo a níveis baixímos as manutenções corretivas, trocando-as pelas preventivas.
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. NBR 9648 – Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Novembro/1986
2. NBR 12.208 – Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Abril/1992.
3. SOBRINHO, P.A., Tsutiya, M. T., Coleta e transporte de esgoto sanitário. Departamento de Engenharia Hidraúlica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2ª edição, 2000.
4. CRESPO, P. G., Elevatórias nos sistemas de esgotos, Editora UFMG, 2001.
5. NETTO, J. M. A., Manual de Hidraúlica, Editora Edgard Blucher Ltda, 8ª edição, 1998.
6. BORGES, K. L., Plano diretor de esgotamento sanitário, SAE – Superintendência de Água e Esgoto (Araguari-MG), 2001.
7. TSUTIYA, M.T., Redução do custo de energia elétrica em estações elevatórias de água e esgoto. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental.
Figura 02. Custo mensal de energia na EEE – Santa Helena (Ano 2002).
1.687,0 1.804,8 1.222,8 1.054,8 1.180,1 1.264,3 1.101,2 1.196,8 1.101,2 1.184,8 1.209,2 1.118,1
jan/02 fev/02 mar/02 abr/02 mai/02 jun/02 jul/02 ago/02 set/02 out/02 nov/02 dez/02
0,00 500,00 1.000,00 1.500,00 2.000,00 jan/ 02 fe v/0 2 mar/02 abr/ 02 mai/02 jun/ 02 jul/02 ago/ 02 se t/0 2 ou t/0 2 nov/ 02 dez/ 02 Energia
