23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

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II-268 - ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS NO REÚSO URBANO DE

ESGOTO TRATADO COM EMPREGO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO POR

ASPERSÃO E MANUAL: SERRA NEGRA DO NORTE/RN – UM ESTUDO DE

CASO.

Luiz Pereira de Brito(1)

Engenheiro Civil pela UFRN. Mestre em Engenharia Química pela UFPB. Doutor com Pós-Doutorado em Engenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Politécnica de Madrid. Professor Adjunto IV da UFRN/Programa de pós-graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental.

Juliana Delgado Tinôco

Engenheira Civil pela Universidade Potiguar do Rio Grande do Norte. Mestre em Saneamento Ambiental pela UFRN. Pesquisadora bolsista da UFRN/CNPq, modalidade DTI-G.

Cibele Gouveia Costa

Engenheira Civil pela UFRN. Mestranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Sanitária da UFRN.

Andressa Dantas de Lima

Engenheira Civil pela UFRN. Bolsista UFRN/CNPq, Modalidade Desenvolvimento Tecnológico Industrial.

Lícia Regina Ramalho de Figueirêdo

Engenheira Civil pela UFRN. Bacharel em Ciências Contábeis pela Universidade Potiguar do Rio Grande do Norte. Mestranda do Programa de Pós-graduação em Engenharia Sanitária da UFRN. Bolsista UFRN/CAPES

Endereço(1): Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Centro de Tecnologia – Laboratório de

Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental – Natal – RN – CEP. 59.072-970 – Brasil – Tel: (84) 215-3775/3766 – Fax: (84) 215-3768/3703 – e-mail: lbrito@ct.ufrn.br

RESUMO

O Município de Serra Negra do Norte/RN, região do Seridó, é uma das que mais sofre as conseqüências da falta de água e neste contexto, surge a necessidade de implementação de sistemas que visem reaproveitar as águas residuárias, dado ao grande volume de esgotos gerados e que, em sua maioria, são lançados nos corpos aquáticos sem o devido tratamento. O presente trabalho tem como objetivo analisar os custos de implantação de dois distintos sistemas para o plano de reutilização das águas residuárias na irrigação urbana da cidade de Serra Negra do Norte, o qual prevê o emprego de 100% do efluente tratado na irrigação urbana, a saber: irrigação por aspersão e irrigação manual, utilizando caminhões pipa. Para esta pesquisa, utilizou-se o efluente da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) do município. O sistema de pós-tratamento proposto para o reúso em irrigação urbana é composto de uma unidade de filtração seguido de desinfecção. Considerando-se os estudos realizados, a segunda alternativa “sistema de irrigação manual com utilização de carros pipas”, é a que pode apresentar em um menor prazo, perspectivas de execução do Plano de Pós Tratamento e Reutilização Integral das Águas Residuárias Tratadas.

PALAVRAS-CHAVE: Reúso, Irrigação, Sistema de Aspersão, Sistema Manual, Efluente, Estação de

Tratamento de Esgoto.

INTRODUÇÃO

O município de Serra Negra do Norte está localizado na micro região ocidental do Seridó, a 323 km da capital do Rio Grande do Norte. Possui 525,2 km² de área, equivalente a 0,98% da superfície estadual. O clima dessa região é do tipo tropical semi-árido, com duas estações climáticas definidas; inverno e verão, o período chuvoso compreende fevereiro a maio. A precipitação pluviométrica anual média situa-se em 734,6 mm, com máxima de 1.652,3 mm e mínima de 129,8 mm. A temperatura média é de 27,5 ºC e a umidade relativa média anual do ar de 59% (IDEMA, 2000).

A vegetação predominante do município de Serra Negra do Norte é a caatinga Hiperxerófila - vegetação de caráter mais seco, com abundância de cactáceas e plantas de porte mais baixo e espalhadas. Entre outras espécies destacam-se a jurema-preta, mufumbo, faveleiro, marmeleiro, xique-xique e facheiro. A utilização dos solos é fortemente limitada pela falta d’água. A quase totalidade da área encontra-se coberta por vegetação natural que é aproveitada, precariamente, com a pecuária extensiva. Pequenas parcelas são

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cultivadas com algodão arbóreo, feijão e milho. Com relação à irrigação, estes solos têm limitações porque são rasos, pedregosos e apresentam alto teor de sódio trocável na parte subsuperficial. Se usados com irrigação mal conduzida poderão salinizar-se tornando-se imprestáveis para o aproveitamento agropastoril. A irrigação neste caso é indicada para preservação da flora e da fauna ou para recreação.

No Rio Grande do Norte, a região do Seridó é uma das que mais sofre as conseqüências da falta de água e neste contexto, surge a necessidade de implementação de sistemas que visem reaproveitar as águas residuárias, dado que os aglomerados urbanos geram grandes volumes de esgotos que são lançados na sua maior parte em corpos aquáticos, sem o devido tratamento e a reutilização dos efluentes tratados constitui, portanto, uma alternativa que visa minimizar o problema de escassez existente.

O presente trabalho tem como objetivo analisar os custos de implantação de dois distintos sistemas para o plano de reutilização das águas residuárias na irrigação urbana da cidade de Serra Negra do Norte, o qual prevê o emprego de 100% do efluente tratado na irrigação dos canteiros, praças, campos de futebol e futuro parque municipal, bem como, trecho da mata ciliar as margens do rio Espinharas, a saber: irrigação por aspersão e irrigação manual, utilizando caminhões pipa.

MATERIAIS E MÉTODOS

Para esta pesquisa, utilizou-se o efluente da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) do município. A ETE é composta de um conjunto de três lagoas de estabilização (uma facultativa e duas de maturação), dispostas em série, passando de uma lagoa para outra após um período de detenção, até atingir níveis adequados de lançamento do efluente no Rio Espinharas. A média da vazão disponível do efluente da ETE foi obtida a partir do monitoramento de nove medições de vazões (2,39 L/s).

O sistema de pós-tratamento proposto para o reúso em irrigação urbana é composto de uma unidade de filtração seguido de desinfecção. O filtro é de fluxo ascendente tipo clarifiber, modelo CLA150, de fabricação Hemfibra, ou similar, com diâmetro de 1,5 m e altura total de 3,48 m. Adotou-se o Hipoclorito de sódio para desinfecção, com 10 % de cloro livre e 5 mg/L de cloro. Após o tratamento o efluente é armazenado em um reservatório com capacidade de 145 m3 (TINÔCO, 2003). Está previsto para o funcionamento destas unidades, uma estação elevatório com 3conjuntos motor bombas de 1/3 cv, 3/4 cv, 5 cv.

Os critérios adotados neste plano são os mesmos utilizados pelo Consorcio de la Costa Brava, na Espanha, para irrigação de campos de golf, a saber: coliformes fecais < 10 NMP/100 mL, cloro residual > 0,6 mg/L(tempo de contato de 30 minutos), pH entre 6 e 9, condutividade elétrica ≤ 3dS/m, Nitrogênio amoniacal ≤ 40 mgN/L, fósforo solúvel ≤ 15 mgP/L (SALA & MILLET, 1997).

Para a análise comparativa de custos, utilizou-se como base de referência o memorial descritivo do Plano de Pós Tratamento e Reutilização Integral das Águas Residuárias Tratadas, elaborado por Técnicos da UFRN, no qual prevê o sistema de irrigação por aspersão e levantou-se ainda, dados para obtenção dos custos do sistema manual com carros pipa.

Sistema de irrigação por aspersão

Para o sistema de irrigação por aspersão a cidade foi dividida em 03 zonas de irrigação: zona alta, localizada no platô mais elevado; zona baixa, compreendendo a maior parte da área, incluindo previsão para irrigação de um parque público projetado e de uma praça já existente e, trecho urbano da mata ciliar, compreendido entre o cemitério público e a ponte sobre o rio Espinharas.

Para execução do projeto de irrigação por aspersão estão previstos, além das unidades de pós tratamento, que é comum ao dois sistemas, uma estação elevatória, dois reservatórios de água tratada, adutora, redes de distribuição e aspersores.

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Sistema de irrigação manual através de carro pipa

Utilizou-se como base de cálculo, uma aplicação de irrigação de 9 mm/dia, que equivale aproximadamente a 1 L/s.ha com o sistema funcionando 24 horas por dia. Para quantificação da área de irrigação (23.480 m2), utilizou-se dados do projeto do Plano de Pós Tratamento e Reutilização Integral das Águas Residuárias Tratadas. Com estes dados, obteve-se a vazão necessária para garantir a irrigação de toda área calculada (Qnecessária = 2,348 L/S (202,87 m3/d) < Qdisponível 2,39 L/S).

Para este sistema adotou-se como referência um caminhão pipa com capacidade para 8000 L, com tanque combustível de 120 L e com rendimento de 6 Km/L de combustível.

Utilizando-se equações para dimensionamento de equipamentos de infra-estrutura viária, foi calculada a produção diária de um caminhão pipa, considerando um regime de trabalho de 12 h/d (equação 1), como também, a quantidade necessária de carros pipas para a irrigação (equação 2).

Equação 1: cp d m d h h cp m FE H t C Qd t c cp 0,7 115,86 _. 12 58 , 0 / 8 60 3 3 = × × = × × = Onde:

Qdcp = vazão diária por carro pipa C = capacidade de volume do carro pipa tc = tempo de ciclo = tfixo+ tvariável(30+5) Ht = horas de funcionamento dos carros FE = fator de eficiência Equação 2: 2 . 3 86 , 115 87 , 202 3 0 ₌ ₌ _≅ cp d m d m Qd Q CP N cp n Onde:

No CP = número de carros pipas Qn = vazão necessária para irrigação Qdcp = vazão diária por carro pipa

Por último, foram definidos os itinerários dos carros pipas e o número viagens de cada carro, totalizando 23 viagens para 2 carros.

Para os dois sistemas estudados, foram orçados os custos de implantação para equipamentos, materiais e serviços com obras civis, como informações adicionais, custos mensais com energia elétrica, combustível e trabalhadores.

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LEGENDA:

1 - Os diâmetros não indicados são de 50mm OBSERVAÇÃO:

REDE DE DISTRIBUIÇÃO - ZONA BAIXA REDE DE DISTRIBUIÇÃO - ZONA ALTA

DIVISOR DE ZONAS RESERVATÓRIO

RA=65 m³ RE=30 m³

ADUTORA

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CONCLUSÕES

Realizadas as análises de custos para as duas alternativas estudadas, encontrou-se os seguintes resultados que estão apresentados na tabela 1.

Tabela 01 – Resumo orçamentário comparativo do sistema de irrigação urbana de Serra Negra do Norte-RN, utilizando aspersores ou caminhão pipa.

SISTEMA DE IRRIGAÇÃO ITEM DISCRIMINAÇÃO

ASPERSÃO CAMINHÃO

PIPA 1 ESTAÇÃO ELEVATÕRIA/FILTRO, CASA DE QUÍMICA E

RESERVATÓRIO DE ÁGUA TRATADA

1.1 Equipamentos (Conjunto Moto-Bomba, Quadros de Comandos e Filtro) 47.914,90 25.451,80

1.2 Reservatório de água tratada (V = 145 m3) 45.950,82 45.950,82

1.3 Material (Tubos, Peças e Conexões) 54.332,78 32.599,67

1.4 Serviços e Obras Civis 96.533,04 96.533,04

2 ADUTORA

2.1 Material (Tubos, Peças e Conexões) 11.756,78 -

2.2 Serviços e Obras Civis 18.783,22 -

3 RESERVATÓRIOS – Zona Alta (V=30 m3) e Zona Baixa (V=65 m3)

4 REDE DE DISTRIBUIÇÃO

5 CAMINHÃO PIPA

5.1 Caminhão, tanque e acessórios - 240.900,00

6 CUSTO MENSAL DO PESSOAL, ENERGIA E COMBUSTÍVEL

6.1 Pessoal (operadores e motorista)* 628,76 2.763,40

6.2 Energia elétrica 10.821,26 1.717,21

6.3 Combustível - 225,69

TOTAL GERAL R$ 771.688,90 446.141,61

Em relação aos custos de implantação, o sistema de irrigação manual apresentou uma redução na ordem de 42,18% em relação à irrigação por aspersão. Na irrigação por aspersão, a rede de distribuição corresponde a aproximadamente 49,04% do valor orçado (R$ 771.668,90) e 84,83% do valor correspondente ao sistema de irrigação manual.

Considerando-se os resultados apresentados, a segunda alternativa estudada, que corresponde ao sistema de irrigação manual com utilização de dois carros pipas, é a que pode apresentar em um menor prazo, perspectivas de execução do Plano de Pós Tratamento e Reutilização Integral das Águas Residuárias Tratadas, ainda não executado no município de Serra Negra do Norte/RN, uma vez que o sistema manual representa uma economia significativa em ralação à alternativa com rede de distribuição.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. IDEMA. Instituto de Desenvolvimento Econômico e Ambiental do Rio Grande do Norte. Informativo

Municipal- RN.. Natal. 2000. CD ROM.

2. SALA, L; MILLET, X. Aspectos Básicos de La Reutilización de Las Aguas Residuales

Regeneradas para el Riego de Campos de Golf.. Consorcio de La Costa Brava. Girona. Espanha.1997.

3. TINÔCO, J. D. Plano de Pós Tratamento e Reutilização Integral das Águas Residuárias Tratadas.