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Avaliação e gestão de riscos em sistemas de saneamento

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Academic year: 2020

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Andresa Patrícia Dias Gomes

Avaliação e Gestão de Riscos em

Sistemas de Saneamento

Andresa Patrícia Dias Gomes

dezembro de 2015 UMinho | 2015 A valiação e Ges tão de Riscos em Sis temas de Saneamento

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

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dezembro de 2015

Dissertação de Mestrado

Ciclo de Estudos Integrados Conducentes ao

Grau de Mestre em Engenharia Civil

Trabalho efectuado sob a orientação do

Professor Doutor José Manuel Pereira Vieira

Andresa Patrícia Dias Gomes

Avaliação e Gestão de Riscos em

Sistemas de Saneamento

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

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AGRADECIMENTOS

À minha família e amigos, ao meu orientador e todos os restantes professores deste curso muito obrigada por me acompanharem e ajudarem neste longo percurso.

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RESUMO

A água é um bem essencial ao suporte da vida. O conceito de água segura e a crescente preocupação com o meio ambiente conduz à adoção de políticas que promovem a proteção da qualidade deste bem. Parte de todo este processo está centrado no correto tratamento das águas residuais, ponto fulcral para a obtenção de uma água de qualidade disponível no meio ambiente.

A adoção de medidas preventivas revela-se, cada vez mais, uma política consciente e eficaz para a resolução de possíveis problemas. Assim, seguindo o exemplo do plano de segurança da água para consumo humano, chegou-se à necessidade de criar um documento idêntico para o saneamento, cuja essência é a avaliação e gestão de riscos em sistemas de saneamento, tema abordado nesta dissertação.

Para tal foi feito um estudo inicial desta problemática e das razões para a sua existência, seguida de um levantamento das características dos sistemas de saneamento utilizados correntemente nos aglomerados populacionais.

De seguida procedeu-se à aplicação da metodologia adotada no plano de segurança da água a estes sistemas, identificando os eventos perigosos em cada componente dos mesmos, os seus efeitos, as medidas de controlo e a monitorização de cada um desses riscos.

Finalmente compilou-se todo o trabalho executado até então numa base de dados de avaliação e gestão de riscos em sistemas de saneamento, que servirá de base a conceção de um futuro plano de segurança para saneamento.

Palavras-chave: Plano de Segurança, Avaliação e Gestão de Riscos, Saneamento, Estação de

Tratamento de Águas Residuais, Águas Residuais, Eventos Perigosos, Monitorização, Medidas de Controlo.

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ABSTRACT

Water is a fundamental good for the support of life. The concept of safe water and the growing concern with the environment leads to the adoption of policies that promote the protection of the quality of this good. Part of this process is centered on the correct waste water treatment, focal point to obtain quality water available in the environment.

The adoption of preventive measures proves to be, increasingly, a conscious and effective policy for solving possible problems. Thus, following the example of water safety plan for human consumption appeared the need to create a similar document for sanitation, which essence is the risk evaluation and management in sanitation systems, topic of this dissertation.

This is why it was made an initial study of this issue and the reasons for its existence, followed by a survey of the characteristics of sanitation systems currently used in population areas.

Then it was followed by the application of the methodology adopted in the water safety plan for those systems, identifying the hazardous events in each, their effects, the control measures and the monitoring of each of those risks.

Finally all the work performed until then was piled up in a risk evaluation and management in sanitation systems database, which will support the design of a future security plan for sanitation.

Keywords: Safety Plan, Risk Evaluation and Management, Sanitation, Wastewater Treatment Plant,

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ÍNDICE

AGRADECIMENTOS iii RESUMO v ABSTRACT vii ÍNDICE ix

ÍNDICE DE FIGURAS xiii

ÍNDICE DE QUADROS xv

ABREVIATURAS xvii

INTRODUÇÃO 1

CAPÍTULO 1 - ESTADO DA ARTE

1.1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO 3 1.2. CARACTERIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO 6

1.2.1. O ciclo urbano da água 6

1.2.2. Tipos de sistemas de saneamento 7 1.2.3. Órgãos do sistema a estudar 8

1.2.4. Meios recetores 8

1.3. PLANO DE SEGURANÇA 9

1.3.1. O que é um plano de segurança 9 1.3.2. Objetivo de um Plano de Segurança para Saneamento 10 1.3.3. Metodologia do Plano de Segurança de Saneamento 10 1.4. IMPORTÂNCIA DA CRIAÇÃO DE UM PLANO DE SEGURANÇA PARA SANEAMENTO 17

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2.1. CARACTERIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO 21 2.1.1. Tipos de sistemas de saneamento 22 2.1.2. Componentes dos sistemas de saneamento 23 2.2. ÓRGÃOS DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO 25 2.2.1. Componente: Coleta ou Transporte 25

2.2.2. Componente: Tratamento 28

2.2.3. Componente: Meios recetores 40

CAPÍTULO 3 - EVENTOS PERIGOSOS E AVALIAÇÃO DE RISCOS

3.1. IDENTIFICAÇÃO DOS EVENTOS PERIGOSOS 43 3.1.1. Identificação de perigos na componente de coleta e transporte 43 3.1.2. Identificação de perigos na componente de distribuição 44 3.1.3. Identificação de perigos na componente do meio recetor 45 3.2. CARACTERIZAÇÃO E PRIORIZAÇÃO DE RISCOS 47

3.2.1. Priorização de riscos 47

3.3. PONTOS DE CONTROLO 50

CAPÍTULO 4 - MONITORIZAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS

4.1. IDENTIFICAÇÃO E AVALIAÇÃO DE MEDIDAS DE CONTROLO 53 4.1.1. Identificação e avaliação de medidas de controlo na distribuição 54 4.1.2. Identificação e avaliação de medidas de controlo no tratamento 54 4.1.3. Identificação e avaliação de medidas de controlo nos meios recetores 55

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4.2.1. Estabelecimento de limites críticos 57 4.2.2. Estabelecimento de procedimentos de monotorização 58 4.2.3. Estabelecimento de ações corretivas 59

4.3. PLANOS DE GESTÃO 59

4.3.1. Estabelecimento de procedimentos para a gestão de rotina 60 4.3.2. Estabelecimento de procedimentos para a gestão em condições excecionais 61 4.3.3. Estabelecimento de documentação e protocolos de comunicação 61

CAPÍTULO 5 - AVALIAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO

5.1. AVALIAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS 63 5.2. AVALIAÇÃO E GESTÃO DO SISTEMA: COLETA 66 5.2.1. C1 Origem Da Água Residual 66

5.2.2. C2 Tipo De Rede De AR 67

5.3. AVALIAÇÃO E GESTÃO DO SISTEMA: TRATAMENTO 68

5.3.1. T1 Pré-tratamento 68

5.3.2. T2 Tratamento Preliminar 69

5.3.3. T3 Tratamento Primário 70

5.3.4. T4 Tratamento Secundário: Tratamento Biológico De Sistemas De Crescimento Em Suspensão:

Lamas ativadas 71

5.3.5. T5 Tratamento Secundário: Tratamento Biológico De Sistemas De Crescimento Em Suspensão:

Lagoas De Estabilização 72

5.3.6. T6 Tratamento Secundário: Tratamento Biológico De Crescimento Em Suporte Físico 73 5.3.7. T7 Tratamento Terciário e de afinação 74

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5.3.8. T8 Tratamento De Lamas 76

5.3.9. T9 Órgãos Acessórios 77

5.4. AVALIAÇÃO DO SISTEMA: MEIO RECETOR 78

5.4.1. M1 Meio Hídrico 78 5.4.2. M2 Solo 79 5.5. MONITORIZAÇÃO OPERACIONAL 80 5.6. PLANOS DE GESTÃO 80 CONCLUSÕES 83 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 85 WEBGRAFIA 87 ANEXO 89

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 – Evolução histórica do saneamento 5

Figura 2 – Ciclo Urbano da Água 6

Figura 3 – Esquema simplificado de uma rede de saneamento 8 Figura 4 – Metodologia de um PSA

10 Figura 5 – Base de dados de risco 12 Figura 6 – Exemplo de escala de probabilidade de ocorrência 12 Figura 7 – Exemplo de escala de severidade das consequências 13

Figura 8 – Matriz de classificação de riscos 13 Figura 9 – Matriz de priorização qualitativa de riscos 14 Figura 10 – Esquema de um SS unitário vs SS separativo 23 Figura 11 – Componentes do sistema de saneamento 24 Figura 12 – Extrato do no Decreto-Lei nº 236/98, de 1 de Agosto 28 Figura 13 – Esquema de tratamento secundário 32 Figura 14 – Esquema de tratamento com discos biológicos 35 Figura 15 – Tratamento avançado para remoção de fósforo 37 Figura 16 – Esquema concetual do tratamento de AR em ETAR 40 Figura 17 – Árvore de decisão da existência de um PCC 51 Figura 18 – Informação constituinte dos planos de monotorização 59 Figura 19 – Elementos de análise à aplicação de um plano de emergência 61 Figura 20 – Documentos constituintes de um plano de emergência 62 Figura 21 – Esquema conceptual dos sistemas de saneamento 64 Figura 22 – Esquema de organização da basse de dados 65

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ÍNDICE DE QUADROS

Quadro1 – Componentes da rede de saneamento de AR domésticas 25 Quadro 2 – Componentes da rede de saneamento de AR pluviais 26 Quadro 3 – Componentes da rede de saneamento de um SS unitário 27 Quadro 4 – Órgãos do pré-tratamento 30 Quadro 5 – Órgãos do tratamento preliminar 30 Quadro 6 – Órgãos do tratamento primário 31 Quadro 7 – Órgãos do tratamento secundário: lamas ativadas 33 Quadro 8 – Órgãos do tratamento secundário: lagoas de estabilização 33 Quadro 9 – Órgãos do tratamento secundário: leitos percoladores 35 Quadro 10 – Órgãos do tratamento secundário: discos biológicos 36 Quadro 11 – Processos de tratamento terciário e avançado (fase líquida) 36

Quadro 12 – Tratamento de lamas 38

Quadro 13 – Características dos meios recetores 41 Quadro 14 – Eventos perigosos na coleta 44 Quadro 15 – Eventos perigosos no tratamento 45 Quadro 16 – Eventos perigosos no meio recetor 46 Quadro 17 – Escala de Probabilidade de Ocorrência 48 Quadro 18 – Escala de Severidade das Consequências 48 Quadro 19 – Matriz de Classificação de Riscos 49 Quadro 20 – Matriz de Priorização Qualitativa de Riscos 49 Quadro 21 – Medidas de controlo na coleta 54

Quadro 22 – Medidas de controlo no tratamento 55 Quadro 23 – Medidas de controlo no meio recetor 56

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A – QUADROS DE AVALIAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS NA COLETA 89 B – QUADROS DE AVALIAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS NO TRATAMENTO 98 C – QUADROS DE AVALIAÇÃO E GESTÃO DE RISCOS NO MEIO RECETOR 142 D – QUADRO DE MONITORIZAÇÃO OPERACIONAL 155 E – QUADRO DE GESTÃO DE ROTINA 160

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ABREVIATURAS

AR – Água residual.

SS – sistema de saneamento.

ETAR – estação de tratamento de águas residuais. VLE - valor limite de emissão.

CBO - carência biológica de oxigénio. OD – oxigénio dissolvido.

CO2 – Dióxido de carbono.

PSS – plano de segurança de saneamento. PSA – plano de segurança da água. PC – ponto de controlo.

PCC – ponto de controlo crítico. LC – limite crítico.

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INTRODUÇÃO

“At any given time, nearly half the population of the developing world will be affected by an illness or disease directly linked to unsafe or too little water, poor or no sanitation, or poor management of water

resources.” (SSP, WHO 2015)

Esta citação integrante do planeamento de segurança do saneamento da Organização Mundial da Saúde serve de mote para a criação de um Plano de Segurança de Saneamento (PSS) de modo a reforçar o conceito de água segura, conceito esse que foi iniciado com a criação do Plano de Segurança da Água. Adicionalmente o PSS visa também a proteção do meio ambiente.

A Avaliação e Gestão de Riscos em Sistemas de Saneamento insere-se no panorama do Plano de Segurança de Saneamento (PSS) cujo objetivo é criar uma metodologia preventiva de ação sobre incidentes nestes mesmos sistemas. Para tal vai-se recorrer a analogias com o Plano de Segurança da Água (PSA), adotando a sua metodologia, aplicando-a aos sistemas de saneamento.

Paralelamente pretende-se explicar de que forma tudo isto se insere na problemática ambiental da atualidade, pois ao contrário da água para consumo humano, que é exclusivamente um problema de saúde pública, a conceção adotada para os sistemas de saneamento, tornam-nos também um problema ambiental.

Trata-se de uma problemática atual, que se relaciona com a crescente consciência do Homem em relação à proteção do meio ambiente e à gestão dos recursos naturais, que, ao longo dos anos, e, com o crescimento exponencial da população mundial se vêm a esgotar, a uma velocidade estonteante. Por outro lado com o desenvolvimento tecnológico e evolução da sociedade (que é cada vez mais uma sociedade de consumo, com novas exigências a cada dia que passa) cresce também a preocupação com as questões de reutilização de recursos.

Propõem-se assim a execução de um estudo exaustivo dos SS, enumerando os órgãos que os constituem e para que servem, para que numa segunda fase se possam identificar os problemas que neles podem surgir, os impactos que podem causar e as medidas corretivas e preventivas para atuar sobre esses problemas.

O objetivo final é a criação de uma base de dados de avaliação e gestão de riscos para sistemas de saneamento, o mais completa possível, para que, futuramente sirva de base à conceção de um Plano de Segurança para Saneamento.

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CAPÍTULO 1 - ESTADO DA ARTE

1.1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO

Ao longo dos tempos os sistemas de recolha/tratamento de águas residuais foram evoluindo até chegar à complexidade dos dias de hoje.

Os primeiros sistemas de águas residuais remontam ao ano 3000 AC, cujos responsáveis foram a civilização Hindu de Mohengo-Doro, atualmente Pasquistão Ocidental. Esse sistema era constituído essencialmente por uma rede de drenos e coletores principais que visava a condução das águas pluviais que escorriam pelas vias de comunicação (Webster 1962).

A próxima referência a sistemas de saneamento aparece na antiga Mesopotânia, nas cidades de Ur e Babilónia em 2500 AC (Maner 1966) cujo sistema incluía uma espécie de sargetas para recolha de águas pluviais e posterior encaminhamento para coletores. Muitos outros sistemas de saneamento semelhantes surgiram após estes, nomeadamente: Cnossos, Creta (3000 a 1000 AC), Nineveb, Assíria (800 AC), Marzobotto, Itália central (600 AC) entre outras.

O grande expoente dos sistemas de saneamento da antiguidade deu-se com a construção da Cloaca Máxima de Roma (significando a palavra Cloaca – condutor de drenagem urbana) que foi considerado a primeira obra de dimensão relevante no que toca a um serviço público de drenagem.

Desde o Império Romano até ao século XVII não houve qualquer tipo de avanço tecnológico relevante nesta área, havendo mesmo um grande retrocesso na Idade Média (período compreendido entre os séculos V e XV) cujas preocupações com higiene e limpeza eram totalmente postas de parte pela população, sendo os resíduos domésticos deitados em valas a céu aberto ao longo do eixo das ruas e transportados para a linha de água mais próxima durante as chuvadas. Foi um período da História caracterizado por inúmeras pestes e epidemias.

O ressurgimento das preocupações com a drenagem e evacuação de águas residuais dá-se nas principais cidades Europeias nos séculos XV e XVI, com a proliferação das políticas neoclássicas, que retomam as ideologias da Antiguidade Clássica.

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No século XVII foi planeado o primeiro coletor enterrado em Londres, no entanto, não foi concretizado. A partir do século XVIII, estar limpo passa a ser uma prioridade, e, com ela surgem os primeiros sanitários públicos (dado que até então poucas casas estavam dotadas destes equipamentos) bem como a reintegração dos hábitos de tomar banho. Isso leva a uma crescente preocupação com o destino a dar às ‘águas sujas’.

Então, no século XIX, dá-se o grande crescimento nesta área juntamente com o aparecimento do abastecimento e distribuição de água domiciliária. No final deste século começam-se a estabelecer critérios como os de auto-limpeza e declive das redes de drenagem, bem como a utilização de novos materiais, por exemplo o betão, em detrimento dos até aí utilizados. São desenvolvidas obras de grande dimensão na construção de redes de drenagem de águas residuais nas cidades de Paris e Londres. O mesmo acontece nas principais cidades dos Estados Unidos da América (Chicago, Nova Iorque) baseados nas práticas europeias.

É aí, nos Estados Unidos, que se começa a recorrer a sistemas separativos, mas, no entanto, na segunda metade do século XIX começam as discussões entre técnicos e cientistas entre as vantagens e desvantagens de se recorrer a esse tipo de sistemas.

Apesar de todos os avanços nesta área da implementação de sistemas separativos, nas grandes cidades europeias continua-se a recorrer aos tradicionais sistemas unitários, por 3 razões: não havia experiência sobre o comportamento dos sistemas separativos, prevalecia a opinião que os sistemas unitários eram mais económicos e a comunidade científica não estava convencida que as águas residuais domésticas não podiam ser utilizadas na agricultura sem diluição.

Atualmente na Europa cerca de 70% dos sistemas de águas residuais são unitários enquanto nos EUA apenas cerca de 15% são deste tipo (Saldanha Matos 2003).

Em Portugal os primeiros registos das redes de drenagem remontam ao reinado de D. João II no século XV, mas a inexistência deste tipo de sistemas continua dos séculos XVI a XVII, até que, com o terramoto de 1755 e a reconstrução da cidade de Lisboa se construíram coletores unitários em malha, com ligação ao estuário do Tejo, que, em alguns casos, se encontram ainda hoje em utilização. Com o passar dos anos foram sendo remodelados os sistemas mais antigos das grandes cidades, mantendo os casos em que são unitários, mas construindo os novos separativos.

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No final do século XX, e início do século XXI houve uma grande evolução no que corresponde ao tratamento das águas residuais antes da descarga nos meios recetores, o que levou à construção de várias Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) para evitar as descargas diretas em cursos de água, que consequentemente provocavam a sua poluição. Até agora e com a evolução a nível científico e tecnológico tem-se tornado essas estações cada vez mais eficientes na remoção de matéria potencialmente poluente para os cursos de água.

A figura 1 representa um pequeno cronograma da evolução das políticas relacionadas com os sistemas de saneamento a partir do século XIX.

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1.2. CARACTERIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO

Os sistemas de saneamento são estruturas complexas e constituídas por um grande número de órgãos. As características destas estruturas dependem de um variado conjunto de fatores tais como as dimensões do aglomerado populacional, a sua localização e o tipo de água residual produzida, entre outras.

1.2.1.

O ciclo urbano da água

O ciclo urbano da água representa todos os processos pelos quais a água passa, num aglomerado urbano, desde a sua captação até à sua devolução a um meio recetor.

Este ciclo pode ser visto na imagem seguinte.

Figura 2 – Ciclo Urbano da Água (http://aguasdivertidas.ccems.pt/)

O ciclo urbano da água pode ser descrito muito sucintamente da seguinte forma:

1. A água bruta é recolhida de um meio hídrico (captação em rio, albufeira ou subterrânea, entre outras) e encaminhada para a estação de tratamento de água.

2. Na estação de tratamento, esta vai passar por um conjunto de processos/operações que visam atribuir-lhe a qualidade necessária para o consumo humano.

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3. Após o tratamento esta entra na rede de distribuição, que a irá levar até aos consumidores finais, ou seja, até às habitações, estabelecimentos comerciais, indústrias, agricultura onde será aplicada em diferentes usos.

4. Desses usos resultam águas residuais que podem ser divididas em dois tipos: domésticas, que resultam essencialmente das atividades humanas, ou industriais que resultam das atividades de produção industrial e de alguns serviços.

5. Adicionalmente a estes dois tipos, têm-se também as águas pluviais que resultam da recolha das águas da chuva e das escorrências das áreas impermeabilizadas dos aglomerados populacionais.

6. Esses três tipos de água residual são então encaminhados para a rede de águas residuais, que as vão transportar até às estações de tratamento de águas residuais, usualmente conhecidas como ETAR.

7. Na ETAR procede-se o tratamento destas águas de forma a conferir-lhe uma qualidade mínima, através de operações/processos de tratamento, para que não provoquem poluição.

8. Por fim são devolvidas a um meio recetor, que pode ser variado, entre eles: rios, albufeiras e oceanos ou podem, ainda, ser utilizadas para regadio agrícola.

A presente dissertação vai-se restringir apenas à fase do saneamento, ou seja, desde o consumo (que pode ser doméstico ou industrial) até à fase de devolução ao meio recetor.

1.2.2.

Tipos de sistemas de saneamento

O sistema de saneamento de um aglomerado urbano pode ser de quatro tipos: unitário, separativo, pseudo separativo ou misto. A definição do tipo do sistema depende do esquema de condução/tratamento das águas residuais. Assim sendo, tem-se que:

Sistema unitário: sistema de drenagem em que as águas residuais domésticas e industriais e as águas residuais pluviais são recolhidas e tartadas na mesma estrutura. É um sistema em desuso mas que ainda se verifica nos aglomerados com sistemas mais antigos.

Sistema separativo: é um sistema em que a recolha e tratamento das águas residuais domésticas e industriais é feita, como o próprio nome indica, separadamente das águas residuais pluviais. É o sistema mais utilizado nos dias de hoje.

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Pseudo separativo: é um sistema em que parte das águas pluviais são incorporadas no sistema de águas domésticas.

Sistema misto: é a conjugação dos dois primeiros tipos, em que parte do sistema é separativo e outra parte unitária.

1.2.3.

Órgãos do sistema a estudar

Sendo o objetivo do trabalho em curso a elaboração de um Plano de segurança para saneamento, todos os órgãos do sistema terão de ser objeto de estudo para a criação de uma base de dados de possíveis problemas que possam ocorrer ao nível de cada um.

Para tal, é necessário identificar os órgãos que fazem parte dos sistemas de saneamento, que são variados.

Figura 3 – Esquema simplificado de uma rede de saneamento (http://www.faroldanossaterra.net/)

Cada um destes órgãos têm, por sua vez um inúmero conjunto de fatores que poderão levar quer ao seu mau funcionamento, quer ao mau funcionamento dos órgãos adjacentes. Na definição de um PSS todos esses fatores/riscos têm de ser considerados aquando a análise do sistema e a criação da matriz de riscos, pontos que serão definidos adiante.

1.2.4.

Meios recetores

A primeira questão a referir quanto aos meios recetores é que após o tratamento da água residual, há dois tipos de efluente a devolver ao meio ambiente: a água tratada e as lamas resultantes do tratamento.

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A água tratada, após passar por todos os processos de tratamento na ETAR será devolvida, geralmente a um meio hídrico que pode ser um rio, uma albufeira, um estuário ou o oceano. Dependendo da sensibilidade do meio recetor é que se estabelece o grau de tratamento a adotar para a água residual que deve ser tanto mais completo, quanto mais sensível for o meio em que se efetuará a descarga, sem nunca esquecer as normas que limitam os valores de poluentes desta.

Do tratamento da água residual, resultam as lamas, que por sua vez também são tratadas na ETAR e que podem ter destinos variados, tais como a destruição por inceneração, a aplicação das mesmas na execução de aterros e ainda a utilização como fertilizante para a agricultura.

Cada vez mais a reutilização de recursos está em discussão na sociedade levando a uma constante política de mudança. O Saneamento é uma área que não foge à regra havendo um grande investimento na melhoria e otimização dos processos de tratamento para que mais recursos, e, neste caso, um bem tão essencial como é a água, sejam cada vez menos desperdiçados, aproveitando a máxima de Lavoisier:

“Nada se perde, tudo se transforma.”

Com estas crescentes preocupações ambientais de reutilização de recursos é necessário que se garantam as melhores condições de funcionamento e é exatamente aí que se verificará a utilidade de um Plano de Segurança para Saneamento.

1.3. PLANO DE SEGURANÇA

1.3.1.

O que é um plano de segurança

Um plano de segurança é um conjunto de medidas preventivas aplicado a um sistema, que visa a rápida intervenção sobre o mesmo, aquando um acidente. Por outro lado é uma metodologia de prevenção, aplicado a cada sistema e considerando as suas características específicas.

Especificamente, o Plano de Segurança para Saneamento é uma metodologia de ação sobre riscos e prevenção dos mesmos, aplicado a um sistema de saneamento de um determinado aglomerado.

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1.3.2.

Objetivo de um Plano de Segurança para Saneamento

Em analogia com o Plano de Segurança da Água (PSA), o Plano de Segurança de Saneamento (PSS) tem por objetivo a criação de uma metodologia de identificação, intervenção e correção de riscos/problemas que podem ocorrer nos sistemas de saneamento.

“Assegurar sistematicamente a segurança e a aceitabilidade do abastecimento de água para consumo humano”, (AdP – Manual do PSA)

Da mesma forma um PSS tem por objetivo principal a constante manutenção da segurança em sistemas de saneamento.

1.3.3.

Metodologia do Plano de Segurança de Saneamento

A metodologia de um PSA pode ser vista na figura 3 e está dividida em 11 módulos de aprendizagem, como exemplificado na figura 4:

Figura 4 – Metodologia de um PSA (PSA, Vieira et al. 2005)

Por sua vez, um PSA está dividido em 5 fases distintas, das quais fazem parte cada um dos módulos:

 Fase de preparação;

 Fase de avaliação do sistema;

 Fase de monitorização operacional;

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 Fase de revisão e melhoria.

A mesma metodologia será aplicada à criação do PSS tendo em conta as respetivas modificações a efetuar. Para tal serão apresentados os pontos-chave a ter em conta no desenvolvimento de cada um dos módulos.

MÓDULO 1 - Constituir a equipa do PSS:

O ponto fulcral deste módulo é a seleção de profissionais que detenham quer as qualificações, quer a dedicação necessária para a elaboração e aplicação e manutenção do plano.

“A constituição de uma equipa qualificada e dedicada é um pré-requisito para assegurar a

especialização técnica necessária para desenvolver um Plano de Segurança da Água (PSA)” – (AdP –

Manual do PSA)

Esta equipa deve ser constituída por elementos da entidade gestora do sistema de saneamento bem como por elementos fora desta, mas que sejam considerados parte interessada.

Este módulo, por si só constitui a fase de preparação de um PSS. MÓDULO 2 – Descrever o sistema de saneamento:

Como referido anteriormente os sistemas de saneamento são sistemas muito complexos. Embora todos tenham pontos em comum, cada um deles (cada sistema independente) tem particularidades especiais, devendo ser analisados com cuidado devido a este facto.

Assim, antes de se iniciar a criação do Plano de segurança é necessário fazer um estudo cuidado de cada sistema para que nada passe despercebido.

“A primeira tarefa da equipa do PSA é descrever todo o sistema de abastecimento de água.” – (AdP –

Manual do PSA)

Para tal é necessário estudar todos os pontos-chave do sistema, tais como:

 A composição e a origem da água residual a tratar;

 O traçado e especificidades da rede de drenagem e os materiais que a constituem;

 O esquema de tratamento na ETAR, incluindo os processos de tratamento e os reagentes a utilizar;

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Só com uma cuidada análise destes fatores se poderá implementar um PSS fidedigno. MÓDULO 3 – Identificar os perigos e eventos perigosos e avaliar os riscos.

Este módulo tem dois pontos distintos que devem ser desenvolvidos em simultâneo: a identificação dos perigos/eventos perigosos e a avaliação dos seus riscos.

No primeiro ponto é necessário criar uma base de dados de todas as possíveis ocorrências no sistema, as suas características e estabelecer uma correlação com outros possíveis riscos a ocorrer, nomeadamente implicações que estes possam ter a jusante no sistema, ou se pode ser um problema causado por efeitos a montante.

Para tal pode-se aplicar o mesmo sistema utilizado no PSA:

Figura 5 – Base de dados de risco (PSA, Vieira et al. 2005)

No segundo ponto, deve-se iniciar pela criação de uma matriz de classificação de riscos como a utilizada no PSA, para tal considera-se um peso crescente para cada risco ou ocorrência conforme a probabilidade de isso acontecer ao longo de um dia.

Figura 6 – Exemplo de escala de probabilidade de ocorrência (PSA, Vieira et al. 2005)

De seguida cruzam-se estes dados com uma escala de severidade das consequências provocadas por um acidente no sistema, o qual terá um peso crescente conforme a gravidade das consequências para o próprio sistema e o meio envolvente.

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Figura 7 – Exemplo de escala de severidade das consequências (PSA, Vieira et al. 2005) Resultando assim, pelo cruzamento destas duas escalas, a matriz de Classificação de riscos.

Figura 8 – Matriz de classificação de riscos (PSA, Vieira et al. 2005)

Que será aplicada a cada um dos riscos identificados na primeira fase, concluindo-se assim este módulo.

MÓDULO 4 – Determinar e validar as medidas de controlo, reavaliar e priorizar os riscos.

Para validar a aplicação do PSS é necessário que os métodos de controlo sejam apertados e fidedignos.

“As medidas de controlo (também referidas como "barreiras" ou "medidas de mitigação de riscos") são etapas no sistema de abastecimento de água para consumo humano que afetam diretamente a sua qualidade e garantem que a água cumpre permanentemente as metas de qualidade estabelecidas.

São atividades e processos aplicados para reduzir ou diminuir os riscos.” – (AdP – Manual do PSA)

Se houver falhas na monitorização do sistema é impossível determinar se o plano está a ser aplicado de forma eficaz. Logo um dos primeiros pontos deste módulo é garantir uma correta monitorização do sistema.

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A outra questão a ter em conta nesta fase é a reavaliação dos riscos, bem como a criação de uma matriz de priorização qualitativa dos riscos que será obtida a partir da matriz de Classificação de riscos.

Figura 9 – Matriz de priorização qualitativa de riscos (PSA, Vieira et al. 2005) Estes dois módulos deverão ser efetuados conjuntamente devido à sua interdependência. MÓDULO 5 – Desenvolver, implementar e manter um plano de melhoria.

É importante que o PSS esteja em constante atualização e melhoria. Assim é necessário manter um constante desenvolvimento do mesmo, mantendo-o o mais adequado possível a novos problemas a ocorrer no sistema.

“Identificar no plano de melhoria a curto, médio e longo prazo as medidas de mitigação ou controlo

para cada risco significativo, reconhecendo que essas medidas podem controlar também outros riscos menos significativos.” – (AdP – Manual do PSA)

Os módulos 2 a 5 constituem a fase de avaliação do sistema. MÓDULO 6 – Definir a monitorização das medidas de controlo

“A monitorização operacional inclui a definição e validação da monitorização das medidas de controlo e o estabelecimento de procedimentos para demonstrar que os controlos continuam a funcionar. Estas

ações devem ser documentadas nos procedimentos de gestão.

A definição da monitorização das medidas de controlo requer também a inclusão de ações corretivas

necessárias quando as metas operacionais não estão a ser alcançadas” – (AdP – Manual do PSA)

Neste módulo define-se e documentam-se quais as medidas de monitorização a adotar para que os requisitos exigidos nos módulos anteriores sejam sempre cumpridos.

(35)

15

“A verificação deve demonstrar que a conceção global e a operação do sistema são capazes de

fornecer sistematicamente água de qualidade especificada para cumprir as metas de proteção da

saúde. Caso não cumpra essas metas, o plano de melhoria deve ser revisto e implementado.” – (AdP –

Manual do PSA)

No módulo 7 deve ser verificada a eficácia das medidas adotadas no PSS e se estas estão a ter os resultados esperados na gestão de riscos para o sistema de saneamento.

Ao contrário do PSA em que este pode ser feito consultando os consumidores de água, no PSS é necessário que haja um controlo apertado dos meios recetores das águas residuais tratadas e do meio ambiente em que se inserem as condutas de drenagem de águas residuais, recorrendo a etapas de monitorização periódicas previamente definidas.

Aquando a deteção de uma anomalia não considerada no plano de segurança deve-se proceder à atualização do mesmo.

Com os módulos 6 e 7 conclui-se a fase de monitorização operacional do PSS. MÓDULO 8 - Preparar os procedimentos de gestão

Todas as ações do PSS devem estar devidamente documentadas, quer para quando o sistema está a funcionar na normalidade, quer para uma situação de acidente. Essas ações devem ainda ter em conta diferentes medidas a adotar consoante a severidade e o tipo de acidente em causa.

Assim sendo, apenas com uma correta definição de medidas de ação, devidamente documentadas e conhecidas por toda a equipa interveniente no PSS se poderá alcançar um eficaz Plano de Segurança para Saneamento.

“A documentação de todos os aspetos do PSA é essencial. (…) Se a monitorização detetar que um

processo está a funcionar fora dos limites críticos ou operacionais especificados, é necessário agir para

restabelecer o funcionamento, corrigindo o desvio.” – (AdP – Manual do PSA)

MÓDULO 9 - Desenvolver programas de suporte

“Programas de suporte são atividades que suportam o desenvolvimento de competências e conhecimentos dos colaboradores, o seu compromisso com a metodologia de PSA e a sua capacidade

(36)

16

Em analogia o mesmo ocorre para sistemas de saneamento. É necessário criar metodologias de suporte à implementação do PSS, de forma direta ou indireta, entre as quais se verificam medidas que possam colmatar a falta de conhecimentos em determinadas áreas, nomeadamente qual será a resposta do meio ambiente a um acidente deste tipo.

Os módulos 8 e 9 compõem a fase de gestão e comunicação do Plano de Segurança de Saneamento. Os dois últimos módulos constituem a fase de revisão e melhoria do mesmo.

MÓDULO 10 - Planear e executar a revisão periódica do PSS

Com já foi referido, o PSS necessita de estar em constante atualização para que seja possível combater todos os possíveis riscos/problemas que podem ocorrer, quer na atualidade, quer no futuro.

Assim é de extrema importância que este acompanhe os desenvolvimentos científicos e tecnológicos na área do saneamento, bem como a constante atualização das normas que regem estes sistemas. Estas revisões devem ser executadas pela equipa responsável pelo PSS e efetuadas periodicamente ou sempre que haja alterações ou avanços importantes para o mesmo. A periocidade das revisões deve ser estabelecida por esta mesma equipa.

“A Equipa do PSA deverá reunir-se periodicamente para a revisão do plano como um todo e aprender

com as novas experiências e novos procedimentos (para além das revisões regulares do PSA através

da análise dos dados obtidos na monitorização).” – (AdP – Manual do PSA)

Este processo é fundamental para a correta aplicação do PSS. MÓDULO 11 - Rever o PSS na sequência de um incidente

Da mesma forma que é necessário rever o PSS periodicamente, isto também deve ser feito na sequência de um acidente/incidente no sistema, ou seja após a sua aplicação que resultou de uma ocorrência deste tipo. Essa ocorrência introduzirá alterações no sistema, sendo, muitas vezes necessária a sua remodelação e consequente atualização do PSS.

Por outro lado é importante que se faça uma análise cuidada da resposta do plano ao acidente, com vista a melhorá-lo no futuro, de forma a que se evitem novos acidentes do género, ou ainda a deteção de novos problemas, que só foi possível na sequência do ocorrido.

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17

“Para além da revisão periódica acima mencionada, é também importante efetuar uma revisão do PSA

sempre que ocorram situações de emergência, incidentes ou eventos inesperados, independentemente de serem identificados novos perigos, de maneira a assegurar que a situação não ocorra novamente e

verificar se a resposta foi suficiente ou se poderia ter havido uma resposta melhor.” – (AdP – Manual do PSA)

A utilização desta metodologia visa a construção de um Plano de Segurança de Saneamento fidedigno, cuja aplicação seja fácil e que contemple uma vasta gama de respostas a todas as possíveis ocorrências num sistema de saneamento.

1.4.

IMPORTÂNCIA DA CRIAÇÃO DE UM PLANO DE SEGURANÇA PARA

SANEAMENTO

O saneamento tem implicações a nível de duas grandes áreas, a problemática ambiental e a problemática da saúde pública, que estão, de certa forma interligadas.

Problemática: ambiental

As questões ambientais são as primeiras que ocorrem quando se fala em acidentes em sistemas de saneamento. As mais frequentes são a poluição imediata causada no meio recetor aquando uma descarga poluente num meio aquático, quer seja deliberada ou não (acidental). As primeiras estão devidamente regulamentadas por Lei. É nas segundas que se pretende que o PSS tenha ação, menorizando os seus efeitos, diminuindo a frequência com que ocorrem e gerindo as consequências quando não é possível evitá-las.

Essas alterações no meio recetor, traduzem-se geralmente em problemas na fauna e na flora desse meio, tais como a morte de peixes ou de vegetação subaquática, problemas de eutrofização, alteração da composição da água, aumentando os níveis de toxicidade da mesma e o seu aspeto.

Mas existe todo um conjunto de problemas ambientais que podem resultar de acidentes nos sistemas de saneamento fora deste âmbito, que se prendem com acidentes que podem ocorrer a nível da rede de drenagem de águas residuais como por exemplo a contaminação do solo aquando o rompimento de uma conduta ou dos aquíferos subterrâneos da zona.

(38)

18

Outra questão a ter em conta é a possibilidade de acidentes numa dada secção do sistema, poder causar uma deficiente resposta a jusante desta, afetando da mesma forma, o meio recetor.

Por fim, com a crescente valorização dos resíduos e a sua possível utilização como fertilizantes e para irrigação na agricultura as abordagens preventivas têm uma crescente importância para a proteção destes meios.

Problemática: saúde pública

Indiretamente um acidente nos sistemas de saneamento pode constituir um problema de saúde pública, essencialmente devido à interligação que existe entre os pontos de rejeição de águas residuais tratadas e pontos de captação de água para consumo humano a jusante desta, no mesmo curso de água. Alterações na toxicidade do meio podem tornar o tratamento da água para consumo insuficiente, dado que este é projetado para as ‘características normais’ dessa mesma água.

Outras questões resultantes de acidentes em sistemas de saneamento, que podem ter o mesmo efeito, são descargas poluentes perto de zonas balneares, descargas poluentes que possam contaminar áreas destinadas a pesca, que, posteriormente possam causar danos aos seres humanos que os consumam ou ainda a poluição de aquíferos subterrâneos que possam ser utilizados como fonte de água para consumo humano.

A criação de um PSS serve exatamente para a definição de medidas preventivas que possam evitar a ocorrência destes acidentes, ou, em último recurso, o estabelecimento de um plano de ação que possa minorar as consequências dos mesmos.

Segundo Maria Neira, diretora da OMS para Saúde Pública e Meio Ambiente:

“Os países têm a oportunidade de fazer progressos substanciais para a saúde pública através da definição e aplicação de normas eficazes e adequadas para assegurar água potável”

Estas palavras foram proferidas no âmbito da criação do Plano de Segurança da Água, mas o mesmo se pode aplicar ao PSS, que para além de assegurar melhores condições para obtenção de água potável visa a proteção do meio ambiente. Adicionalmente, e, devido à interdependência entre a água expelida nos meios hídricos e a captada para consumo, quanto melhor e mais eficaz for o tratamento de AR, maior será a segurança da água pois a sua qualidade na fonte será superior.

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19

A aplicação de medidas preventivas revela-se mais eficaz e económico em relação a medidas corretivas, justificando-se assim a criação do PSS como ferramenta preventiva para os sistemas de saneamento em particular e do meio ambiente e ser humano numa perspetiva mais geral.

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21

CAPÍTULO 2 - OS SISTEMAS DE SANEAMENTO

2.1. CARACTERIZAÇÃO DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO

Os sistemas de saneamento são sistemas extremamente complexos responsáveis pela coleta, transporte, tratamento e devolução ao meio ambiente de águas residuais provenientes de toda a ação humana.

Água residual (AR) pode ser definida como uma água cujas características foram alteradas devido ao seu uso em variadas atividades, ou seja, é uma água poluída por agentes físicos, químicos e biológicos. Consequentemente foi necessário caracterizar cada uma das águas residuais de acordo com a sua proveniência, atendendo ao facto que diferentes utilizações provocam tipos e níveis de poluição diferentes. Assim chegou-se aos seguintes tipos de águas residuais:

 Águas residuais domésticas – são águas provenientes de toda a atividade doméstica habitual, tais como, águas provenientes de banhos, cozinhas e máquinas de lavar nas residências, estabelecimentos comerciais e serviços;

 Águas residuais pluviais – são águas provenientes das chuvas e/ou lavagem de pavimentos impermeabilizados;

 Águas residuais industriais – são águas provenientes de toda a atividade industrial e de transformação de produtos ou matérias-primas que suportam toda a atividade humana.

Os sistemas de saneamento estão intrinsecamente ligados com o ciclo urbano da água que é todo o percurso que a água faz, desde que é captada no meio hídrico, até ser devolvida ao meio ambiente, como representado na figura 2, no capítulo anterior.

Seguidamente vai-se estudar todos os tipos de sistemas de saneamento e as suas características principais.

(42)

22

2.1.1.

Tipos de sistemas de saneamento

Os sistemas de saneamento estão divididos em quatro tipos diferentes: Sistemas de saneamento unitários, separativos, mistos e pseudo separativos.

Os SS unitários recolhem todos os tipos de águas residuais acima apresentados num único sistema, em que estas são misturadas nas condutas, encaminhadas para as estações de tratamento e tratadas como um todo, antes de ser devolvida ao meio ambiente.

Já os SS separativos são constituídos por duas redes independentes, tal como o próprio nome indica. Assim obtém-se uma rede de águas residuais pluviais destinada a recolher as águas provenientes da precipitação (vulgarmente denominadas apenas como rede de águas pluviais) e uma segunda rede de águas residuais domésticas (simplesmente conhecidas por rede de águas residuais), que englobam o transporte e tratamento das águas residuais domésticas e industriais.

Os SS mistos são uma conjugação dos dois anteriores que pressupõem que parte da rede funciona como um SS unitário e a restante como separativo. É uma situação muito comum em aglomerados urbanos onde previamente existia uma rede de saneamento unitária, que foi alargada. A parte nova do sistema é construída como separativa.

Por fim os sistemas pseudo separativos funcionam como sistemas separativos no geral, mas em condições especiais, permite-se que partes do sistema que deveriam estar ligados à rede de águas pluviais (como águas recolhidas em pátios interiores) estejam ligados à rede de AR domésticas. Atualmente os sistemas unitários não se utilizam, optando-se por sistemas separativos pois estes revelaram-se muito mais eficazes no correto tratamento das AR já que separam desde o início águas de características muito diferentes, que necessitam, consequentemente, de tratamentos distintos. No entanto, o estudo destes sistemas é necessário no âmbito desta dissertação pois está presente nas cidades que possuem SS mais antigos.

Nos SS separativos há uma questão a salientar, estes misturam águas residuais domésticas com industriais que apesar de muito distintas podem ser misturadas desde que asseguradas determinadas condições. Habitualmente as AR industriais sofrem um pré-tratamento à saída das indústrias antes de serem injetadas na rede pública. Esse pré-tratamento será objeto de estudo mais pormenorizado no subcapítulo seguinte.

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23

Quanto aos sistemas mistos, para o seu estudo, é necessário analisar cada uma das partes em separado e os pseudo separativos, podem, por simplificação, ser encarados como um sistema totalmente separativo, embora originem caudais superiores.

A figura 10 esquematiza os dois primeiros SS aqui referidos, na qual o primeiro esquema se refere a um sistema unitário e a segunda a um sistema separativo.

Figura 10 – Esquema de um SS unitário vs SS separativo

2.1.2.

Componentes dos sistemas de saneamento

Como já referido, os sistemas de saneamento são extremamente complexos e possuem um grande número de órgãos na sua constituição. Para uma melhor compreensão dos SS deve-se dividi-los em três componentes distintas:

 Coleta e Transporte: esta fase inicia-se no coletor da rede pública onde a AR dá entrada no sistema de saneamento até à entrega da mesma no primeiro órgão da fase seguinte. É a fase

AR pluviais AR domésticas Tratamento (ETAR) Transporte AR pluviais AR domésticas Tratamento (ETAR) Transporte Meio recetor

(44)

24

FONTE

ETAR (tratamento) TRANSPORTE

MEIO RECETOR

mais crítica do sistema devido à dificuldade de identificação de problemas na mesma. Normalmente só são identificados quando as suas consequências se manifestam.

 Tratamento: esta é a fase de todo o sistema onde podem ocorrer um grande número de problemas, no entanto também as suas consequências não são, por norma, muito graves devido à permanente monitorização da mesma. Aqui a AR é submetida a um conjunto de operações e processos que visam a remoção da grande maioria dos agentes poluentes da água, para que esta atinja um mínimo de qualidade para ser devolvida ao meio ambiente. Esta fase é toda concebida numa estação de tratamento de águas residuais (ETAR) e termina com a devolução num meio recetor.

 Meio recetor: é o meio que irá receber a água tratada, normalmente um meio hídrico A figura 11 ilustra as três fases distintas que podemos verificar num sistema de saneamento.

Figura 11 – Componentes do sistema de saneamento

Vai-se agora proceder à descrição de todos os órgãos que compõem cada uma das fases dos SS para que posteriormente se possam identificar os possíveis problemas a ocorrer em cada um deles. Visto que os órgãos presentes nos sistemas unitários e separativos são os mesmos sendo a grande diferença a constituição da AR o estudo de ambos os sistemas não será diferenciado de momento, exceto na componente da distribuição ou transporte.

(45)

25

2.2. ÓRGÃOS DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO

Para cada componente vai-se agora proceder à identificação dos órgãos do sistema incluindo uma pequena descrição dos mesmos e dos processos e operações que neles ocorrem.

2.2.1.

Componente: coleta ou transporte.

Como referido anteriormente, apenas neste ponto se irá fazer a distinção dos órgãos que compõem os sistemas de saneamento unitários e separativos. Para tal serão analisados os componentes da rede de saneamento de águas residuais domésticas e de águas residuais pluviais em separado, as quais compõem os SS separativos.

O quadro seguinte resume os órgãos da rede de saneamento de águas residuais domésticas. Esta análise será feita de montante do sistema para jusante, ou seja desde o ponto em que a AR é descarregada no sistema, à saída do edifício particular, até ao ponto de entrega na estação de tratamento.

Quadro1 – Componentes da rede de saneamento de AR domésticas

Órgão Função

Água residual Identificar a fonte da água residual em causa (doméstica ou industrial).

Ramal de ligação Proceder à descarga da AR na rede de drenagem. Coletores ou rede de

drenagem

Rede de tubagens que procede ao transporte das águas residuais desde o ramal de ligação ao emissário na ETAR.

Câmara ou caixa de visita ou queda

Inspeção e manutenção da rede de coletores. Promover ‘quedas’ de AR em situações de desnível do terreno que não podem ser

asseguradas pela inclinação do coletor.

Dispositivos de lavagem Promover a limpeza dos coletores quando não podem ser garantidas as condições de auto limpeza.

Sistemas elevatórios Dispositivo de auxílio à drenagem utilizado em situações em que a drenagem gravítica, por si só, não pode ser assegurada.

(46)

26

Órgão Função

Descarregadores

Dispositivos de emergência destinados a ser utilizados para encaminhar as AR quando existe uma avaria na rede principal ou em situações de afluência excessiva de AR.

Emissários Dispositivo que entrega a AR à ETAR no final da rede de transporte. O quadro 2 apresenta os órgãos que constituem as redes de AR pluviais. A constituição desta rede é muito semelhante à anterior, contendo, no entanto, órgãos acessórios responsáveis por recolher as águas pluviais e dar uma resposta às maiores variações de caudais.

Quadro 2 – Componentes da rede de saneamento de AR pluviais

Órgão Função

Sarjetas ou sumidouros Órgãos que permitem o acesso das águas pluviais à rede de drenagem.

Coletores ou rede de drenagem

Rede de tubagens que procede ao transporte das águas residuais desde o ramal de ligação ao emissário na ETAR.

Câmara ou caixa de visita ou queda

Inspeção e manutenção da rede de coletores. Promover ‘quedas’ de AR em situações de desnível do terreno que não podem ser

asseguradas pela inclinação do coletor.

Sistemas elevatórios Dispositivo de auxílio à drenagem utilizado em situações em que a drenagem gravítica, por si só, não pode ser assegurada.

Descarregadores de tempestade

Dispositivos de emergência destinados a ser utilizados para encaminhar as AR em situações de afluência excessiva de AR. Bacias de retenção Dispositivos destinados a armazenar temporariamente um volume

de AR em situações de cheia, para regularização de caudais. Emissários Dispositivo que entrega a AR à ETAR no final da rede de transporte.

Nos SS unitários, pode-se, por simplificação, assumir que a rede de transporte de AR contém todos estes órgãos na mesma rede. Assim a lista de órgãos de um SS seria a apresentada no quadro 3.

(47)

27

Quadro 3 – Componentes da rede de saneamento de um SS unitário

Órgão Função

Água residual Identificar a fonte da água residual em causa (doméstica, industrial ou pluvial).

Ramal de ligação Proceder à descarga da AR na rede de drenagem.

Sarjetas ou sumidouros Órgãos que permitem o acesso das águas pluviais à rede de drenagem.

Coletores ou rede de drenagem

Rede de tubagens que procede ao transporte das águas residuais desde o ramal de ligação ao emissário na ETAR.

Câmara ou caixa de visita ou queda

Inspeção e manutenção da rede de coletores. Promover ‘quedas’ de AR em situações de desnível do terreno que não podem ser

asseguradas pela inclinação do coletor.

Dispositivos de lavagem Promover a limpeza dos coletores quando não podem ser garantidas as condições de auto limpeza.

Sistemas elevatórios Dispositivo de auxílio à drenagem utilizado em situações em que a drenagem gravítica, por si só, não pode ser assegurada.

Descarregadores

Dispositivos de emergência destinados a ser utilizados para encaminhar as AR quando existe uma avaria na rede principal ou em situações de afluência excessiva de AR.

Bacias de retenção Dispositivos destinados a armazenar temporariamente um volume de AR em situações de cheia, para regularização de caudais. Emissários Dispositivo que entrega a AR à ETAR no final da rede de transporte. Pode-se assim constatar que a constituição da rede dos sistemas unitários e separativos são muito semelhantes. No entanto deve-se fazer um estudo em separado nesta primeira fase, pois as consequências e problemas resultantes de acidentes na rede, que serão estudados posteriormente, terão efeitos muito distintos e agravados no caso dos sistemas unitários em relação aos sistemas separativos.

(48)

28

2.2.2.

Componente: tratamento

Esta é a componente mais extensa e crítica de todo o sistema de saneamento. É nesta fase, que em local próprio, ou seja, na ETAR, se vai proceder a um conjunto de tratamentos da água residual de modo a dotá-la de características menos poluentes para que possa ser devolvida ao meio ambiente, sem que possa causar um desastre ambiental.

Através de um conjunto de processos e operações a água residual irá percorrer um circuito interno por um número variável de dispositivos em cada ETAR, cada um deles, responsável pela remoção de vários poluentes específicos e perigosos. No final deste circuito, a AR deve possuir as características descritas no Decreto-Lei nº 236/98, de 1 de Agosto que regula os critérios e objetivos da qualidade das descargas para proteção dos meios aquáticos. Neste documento são enumerados os valores limite de emissão (VLE) de vários elementos, compostos orgânicos ou micro-organismos que uma água residual pode possuir quando descarregada num meio aquático. A figura 12 mostra um extrato do quadro de VLE em descargas em meio hídrico, presente no Decreto-Lei acima referido.

(49)

29

Há duas principais razões pelas quais esta fase se torna a mais crítica e extensa de todo o SS: existe um grande número de dispositivos diferentes para o tratamento de AR em ETAR, cada um deles podendo, por sua vez tratar mais do que um problema e há uma grande interdependência entre os mesmos, isto é, por norma, um problema num órgão de tratamento terá consequências diretas nos seguintes. Isto torna o tratamento cada vez menos eficaz à medida que se vão acumulando erros, que terão repercussões no resultado final.

Dentro da fase de tratamento pode-se ainda subdividir esta em cinco fases distintas:

 Pré-tratamento: (no caso de AR provenientes de atividade industrial) é realizado antes da descarga da AR na rede pública e pretende a remoção de matéria orgânica, sólidos suspensos, cor, dureza e metais;

 Tratamento preliminar: no qual se vai proceder à remoção de substâncias grosseiras, sólidos sedimentáveis e gorduras através de meios mecânicos;

 Tratamento primário: remoção parcial de sólios suspensos, CBO e correção de pH;

 Tratamento secundário: redução da matéria orgânica em solução ou suspensão, sólidos suspensos e nutrientes utilizando processos biológicos e desinfeção;

 Tratamento terciário: afinação do efluente tratado através da remoção de poluentes remanescentes.

De seguida será apresentada um quadro resumo com os órgãos de tratamento para cada fase, com indicação da sua função e das operações e/ou processos que nelas ocorrem.

Devido ao pré-tratamento (já referido no subcapítulo anterior) ser executado apenas para AR industriais, e antes de estas serem introduzidas na rede de saneamento, será este o primeiro ponto objeto de estudo.

O quadro 4 resume os órgãos que constituem esta fase do processo de tratamento, a sua função e as operações e processos que neles ocorrem.

(50)

30

Quadro 4 – Órgãos do pré-tratamento.

Órgão Função Operações e processos

Sedimentador gravítico

Sedimentação de sólidos suspensos de densidade superior à da água e adição de um floculante para promover a floculação de sólidos mais pequenos para que estes sedimentem. Adição de cal para correção do pH.

Sedimentação por gravidade com floculação;

Tanque de filtração Remoção de partículas em suspensão fina e coloidais.

Filtração convencional (passagem da AR por um meio poroso)

Tanque de cloração e adsorção

Eliminar agentes patogénicos. Desinfeção química.

Eliminação de odores.

Cloração. Adsorção

No quadro seguinte serão descritos os órgãos de tratamento preliminar, que consistem essencialmente num conjunto de operações físicas para a remoção dos poluentes de maiores dimensões.

Quadro 5 – Órgãos do tratamento preliminar.

Órgão Função Operações e processos

Gradagem

Remoção de sólidos grosseiros e corpos flutuantes.

Gradagem

Trituradores Redução das dimensões dos

materiais sólidos. Trituração

Desintegradores

Redução de odores e insetos. Evitar visualização do material depositado na câmara de grades.

Desintegração de matéria sólida.

(51)

31

Órgão Função Operações e processos

Desarenadores Retenção de areias e outros materiais inertes. _

Tanque de equalização ou homogeneização

Reduzir a variação diária do caudal para que seja possível obter um caudal constante a entrar na ETAR. Reduzir a variação da concentração de poluentes no caudal afluente. Equalização e homogeneização.

O tratamento preliminar, também conhecido como obras de entrada, pretende não só remover as partículas acima referidas, mas também criar uma barreira protetora para todos os órgãos que virão a seguir. Ao retirar essas partículas está-se a aumentar a durabilidade dos materiais que as compõem, que estão menos sujeitos a abrasão e a permitir uma maior eficiência do tratamento. Consequentemente diminuem os problemas de manutenção e operação.

O tratamento primário baseia-se essencialmente no tanque de sedimentação primária ao qual podem ser adicionados mecanismos e processos químicos que aumentem a eficácia do seu desempenho. O quadro 6 resume os órgãos deste tratamento.

Quadro 6 – Órgãos do tratamento primário.

Órgão Função Operações e processos

Sedimentador primário

Remoção de matéria suspensa e coloidal através de separação gravítica. Produção de um efluente líquido para otimização do restante tratamento.

(52)

32

Órgão Função Operações e processos

Sedimentador primário + flutuador

Mesma função do

sedimentador primário com introdução de um mecanismo de recolha de sobrenadantes (partículas menos densas que a água)

Sedimentação +

Flutuação

Tanque de mistura

Utilizados antes do tanque de sedimentação para melhorar a sua eficiência. Servem para a introdução de químicos que promovam a floculação e/ou coagulação de partículas mais finas.

Coagulação Floculação

Tamisadores

Dispositivos alternativos ao sedimentador mas com um menor grau de eficácia.

_

O tratamento secundário introduz o início dos tratamentos biológicos. Aqui pretende-se a remoção de CBO (solúvel e coloidal) e nutrientes através da ação de agentes biológicos (bactérias) e para tal, é necessário dividir os vários processos de tratamento biológico em dois grandes grupos: em suspensão e crescimento em suporte físico.

Nos processos de tratamento biológico em suspensão tem-se dois tipos: Lamas ativadas e lagoas de estabilização. O processo de tratamento biológico em suspensão por lamas ativadas tem dois grandes órgãos distintos: o tanque de arejamento e o sedimentador ou decantador secundário e ainda um sistema auxiliar de recirculação de lamas, como se pode ver na figura 13.

(53)

33

No entanto a constituição das lamas ativadas (mistura de micro organismos responsáveis pela digestão da matéria poluente) é diferente em cada ETAR, dependendo das características da AR a tratar. As funções de cada órgão serão resumidas no quadro 7.

Quadro 7 – Órgãos do tratamento secundário: lamas ativadas

Órgão Função Operações e processos

Tanque de arejamento ou reator

Misturar as lamas ativadas com a água residual. Adição de ar para permitir a sobrevivência e proliferação das bactérias (no caso das aeróbias) e manter os flocos formados em suspensão.

Arejamento Nitrificação Digestão aeróbia

Sedimentador secundário Separar as lamas ativadas do

efluente tratado. Sedimentação

Sistema de recirculação

Recirculação de parte das lamas ativadas de forma a manter a cultura de micro organismos viva e promover a sua multiplicação.

_

Os processos de tratamento biológico em lagoas de estabilização por outro lado, são caracterizados pela utilização de processos inteiramente naturais, em lagoas pouco profundas e sem recurso (ou muito pequeno) a mecanismos auxiliares de índole mecânica. Estas lagoas são geralmente classificadas em função da atividade biológica como: aeróbias, anaeróbias e facultativas. Podem ainda existir lagoas de sedimentação para complementar o processo de tratamento. O quadro 8 apresenta as principais características de cada tipo de lagoa.

Quadro 8 – Órgãos do tratamento secundário: lagoas de estabilização

Órgão Função Operações e processos

Lagoas anaeróbias ou de pré-tratamento

Remoção de matéria orgânica por digestão anaeróbia nas lamas sedimentadas

Digestão anaeróbia Sedimentação

(54)

34

Órgão Função Operações e processos

Lagoas facultativas (mistas formadas por 3 camadas distintas)

Na camada superior formam-se algas que em conjunto com bactérias aeróbias vão digerindo a matéria orgânica. Na camada intermédia a digestão é assegurada por bactérias facultativas (aeróbias ou anaeróbias). Camada inferior (anóxica) onde se dá a digestão feita por bactérias anaeróbias.

Digestão aeróbia Digestão anaeróbia Sedimentação Flutuação Lagoas aeróbias ou de maturação

Afinação do tratamento após os dois tipos de lagoas anteriores. Remoção de micro organismos patogénicos, CBO, sólidos suspensos e amónia.

Digestão aeróbia Sedimentação

Lagoas de sedimentação

Elemento facultativo para promover a sedimentação de matéria de forma a otimizar os outros processos.

Sedimentação

Os processos de tratamento biológico de crescimento em suporte físico podem-se também dividir em dois tipos: leitos percoladores (filtros biológicos) ou discos biológicos (biodiscos). Este tipo de tratamento pressupõe que a biomassa (conjunto de organismos que vai tratar o afluente) está “colada” a um suporte físico que depende do sistema utilizado.

Nos leitos percoladores o afluente a tratar será despejado gradualmente sobre um meio poroso constituído por brita ou grelhas plásticas que funciona como um filtro. O biofilme presente no meio poroso vai aprisionando os poluentes tornando-se cada vez mais espesso até que se desprende e é encaminhada para o sedimentador secundário. O esquema de tratamento é semelhante ao de lamas

(55)

35

ativadas, não havendo neste caso necessidade de recirculação de lamas. No entanto faz-se uma recirculação do efluente saído do leito percolador para garantir uma maior eficácia do processo.

Quadro 9 – Órgãos do tratamento secundário: leitos percoladores

Órgão Função Operações e processos

Leito percolador Filtrar o afluente através do filtro biológico.

Floculação Filtração Digestão aeróbia Sedimentador secundário

Sedimentação dos flocos resultantes do processo anterior.

Sedimentação

Sistema de recirculação (do efluente)

Recirculação para maior eficácia do tratamento através do aumento do tempo de contato.

_

No processo de tratamento com biodiscos, a lógica de tratamento é semelhante à dos leitos percoladores, só que aqui o biofilme é suportado por discos plásticos rotativos, de grande diâmetro, colocados em tanques e parcialmente submersos. À medida que estes discos vão rodando dá-se, sequencialmente, o contacto com a AR a tratar (parte submersa) e com ar (parte emersa que permite a entrada de oxigénio necessário para a atividade bacteriológica).

Imagem

Figura 1 – Evolução histórica do saneamento (adaptado de Burian, et al., 1999)
Figura 2 – Ciclo Urbano da Água ( http://aguasdivertidas.ccems.pt/)  O ciclo urbano da água pode ser descrito muito sucintamente da seguinte forma:
Figura 3 – Esquema simplificado de uma rede de saneamento (http://www.faroldanossaterra.net/)  Cada um destes órgãos têm, por sua vez um inúmero conjunto de fatores que poderão levar quer ao  seu mau funcionamento, quer ao mau funcionamento dos órgãos adja
Figura 4 – Metodologia de um PSA (PSA, Vieira et al. 2005)
+7

Referências

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