Sanare - Revista Técnica da Saneparsite.sanepar.com.br/sites/site.sanepar.com.br/files/...Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004 Automação

Editorial ................................................................. 3

Automação no sistema de abastecimento de água dacidade de Ponta Grossa – Paraná: uma abordagemvisando à redução de perdasFlavio TrojanJoão Luiz Kovaleski ...............................................4

Otimização da filtração direta através da pré-floculaçãoRamon Lucas DalsassoMaurício Luiz Sens .............................................. 12

Avaliação da performance do PVC DEFOFO rígido x PVCDEFOFO dúctil: uma alternativa também necessária noBrasilRaimunda Maria PiresJorge Neves Moll ................................................. 25

Reabilitação de redes de ferro fundido. Estudo de casoda cidade de CuritibaMargareth dos Santos Burger .............................. 38

Sobrevivência de coliformes totais e Escherichia coli,isolamento e identificação de fungos em amostras deágua “in natura”Mônica Paul FreitasIda Chapaval PimentelCarlos Roberto DalkeRodrigo Makowiecky Stuart ................................ 51

A ictiofauna do alto curso do Rio Iguaçu na RegiãoMetropolitana de Curitiba, Paraná: perspectivas parasua conservaçãoVinícius AbilhoaCláudia Regina Boscardin .................................... 58

Produção brasileira de lodos de esgotosMaria Fernanda de Sousa MachadoRoberto Feijó de FigueiredoBruno Coraucci Filho ........................................... 66

Sanare, Curitiba, v.22 n.° 22 julho a dezembro de 2004

Sanare - Revista Técnica da SaneparV.22 N. 22 julho a dezembro de 2004

Ficha CatalográficaCatalogação na Fonte

Sanare/Companhia de Saneamento do Paraná. V.22Curitiba: Sanepar, 2004 - Semestral

ISSN 0104-71751.Saneamento. 2.Sanare - Periódico. I.Sanepar

Companhia de Saneamento do Paraná

Nossa capa:Barragem do Iraí, Piraquara, Região Metropo-litana de Curitiba.

ExpedientePublicação da Companhia de Saneamento do ParanáDisponível em: www.sanepar.com.br, em Publicações.

Conselho EditorialMaria Arlete Rosa (presidente), Cleverson Vitório Andreoli,Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes, DecioJürgensen, Emilio Trevisan, Miguel Mansur Aisse, NivaldoRizzi, Samira Kauchakje, Tânia Lucia Gras de Miranda,Wilson Loureiro

Assessoria TécnicaDulcinéia Mesatto

Apoio técnicoConstance R. S. Pinheiro

Unidade de Serviços de Comunicação SocialLea Okseanberg

Coordenação ExecutivaAry Haro dos Anjos Jr.

EditoraIvanilde Maria Muxfeldt Klais – DRT 1038 PR

Pareceristas desta ediçãoAntônio Rodolfo Jr., Charles Carneiro, Cleverson VitórioAndreoli, Cristóvão V. S. Fernandes, Eduardo Pegorini,Fernando Fernandes, Harry Alberto Bollmann, JairoTardelli Filho, José Marcelo Rocha Aranha, José RobertoCampos, Luiz Antônio Daniel, Luiz Carlos Gomes, MarcosOmir Marques, Miguel Mansur Aisse, Milton Tsutuiya,Nivaldo Rizzi, Pedro Alem Sobrinho, Rafael KopschitzXavier Bastos, Roque Passos Piveli

FotografiaCapa e contracapa: João Henrique

Arte e DiagramaçãoCarlos Eduardo Deitos

Fotolito/ImpressãoCromos Editora e Indústria Gráfica Ltda

Tiragem3.500 exemplares

CorrespondênciaRua Engenheiros Rebouças, 1376 - Rebouças -Curitiba - PR - Brasil - CEP 80215900e-mail: [email protected]

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.22, n.22, p. 03-03, jul./dez. 2004 3

Nesta edição da Sanare – Revista Téc-nica da Sanepar, a Companhia de Saneamentodo Paraná apresenta uma série de artigos sobrepesquisas acadêmicas e aplicadas cujos resul-tados, certamente, trazem contribuições signifi-cativas para o setor do saneamento básico eambiental.

Os temas abordados são:- Automação no sistema de abastecimento

de água da cidade de Ponta Grossa-Paraná: umaabordagem visando à redução de perdas;

- Otimização da filtração direta através dapré-floculação;

- Avaliação da performance do PVCDEFOFO rígido x PVC DEFOFO dúctil: umaalternativa também necessária no Brasil;

- Reabilitação de redes de ferro fundido.Estudo de caso da cidade de Curitiba;

- Sobrevivência de coliformes totais eescherichia coli, isolamento e identificação defungos em amostras de água “in natura”;

- A ictiofauna do alto curso do Rio Iguaçuna Região Metropolitana de Curitiba, Paraná:perspectivas para sua conservação;

- Produção brasileira de lodos de esgotos.

Entre os destaques desta edição, ressalta-se os trabalhos Reabilitação de redes de ferrofundido. Estudo de caso da cidade de Curitiba eAvaliação da performance do PVC DEFOFO xDEFOFO dúctil: uma alternativa também neces-sária no Brasil. O primeiro comprova a viabili-dade de reabilitar redes de ferro fundido, quecompõem o sistema de distribuição de água tra-tada, sem que as obras provoquem transtornono tráfego de pedestres ou de veículos. Os re-sultados encontrados no segundo trabalho po-dem subsidiar a elaboração de nova norma da

Associação Brasileira de Normas Técnicas. Aproposta de nova norma já foi enviada, pelaSanepar, à ABNT.

Depois de 11 anos de existência, a Sanareconquistou excelente aceitação e credibilidadeperante seus diversos públicos. Ligada àSanepar e à sua história, a Sanare tem sidoum dos instrumento de partilha dos conheci-mentos técnicos gerados na operação dessagrande empresa. A revista é, também, um dosalicerces para a formação do capital intelectu-al da Companhia de Saneamento do Paranaá.Além disso, tornou-se um veículo de divulga-ção técnico-científica de âmbito nacional e dealcance internacional. No entanto, é necessá-rio evoluir e por isso a Sanare está passandopor uma reformulação.

Entre outras medidas estratégicas, serárealizado o recadastramento geral da base dedados de assinantes. Neste número, encartadanas páginas centrais, há uma ficha que deveráser preenchida por todos os interessados em con-tinuar recebendo esta publicação. Todos os en-dereços, que atualmente constam da base dedados, serão automaticamente cancelados.

Lembra-se que a assinatura da Sanare –Revista Técnica da Sanepar é isenta de cus-tos. Todavia, os custos para envio da ficha deatualização cadastral correm por conta do re-metente. O prazo de envio desta ficha é de 30dias, após o recebimento desta edição.

Caso prefira, nosso leitor poderá atualizarseu cadastro e responder ao questionário Perfildo Leitor pelo endereço:www.sanepar.com.br (váem publicações e clique no link Recadastramento).

Em caso de dúvida, entrar em contato pelocorreio eletrônico [email protected].

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004

Automação no sistema de abastecimentode água da cidade de Ponta Grossa –Paraná: uma abordagem visando àredução de perdas

Flavio TrojanJoão Luiz Kovaleski

resultadosalcançados: aredução da

pressão médianas tubulaçõestransportadoras,

a rapidez equalidade nosreparos dessas

tubulações

4

Resumo

Este trabalho apresenta resultados decorren-tes da automação no sistema de abastecimentode água da cidade de Ponta Grossa – Paraná,implantado em 2001. Tem por objetivo verifi-car as contribuições da automação aplicada asistemas de abastecimento de água, principal-mente no que se refere ao controle de perdasde água do sistema. Este artigo apresenta umestudo de caso da empresa de saneamentobásico da cidade de Ponta Grossa. Faz umaanálise comparativa dos índices de perdas anu-ais num período anterior e posterior à implan-tação da automação - 1998 a 2003. Indica al-guns resultados importantes alcançados como:a redução da pressão média nas tubulaçõestransportadoras, a rapidez e qualidade nos re-paros dessas tubulações, formação de umabase de informações para a criação de pro-gramas para novas instalações e paramelhorias no sistema, citados na literaturacomo essenciais para o controle do índice deperdas.

Palavras-chave: automação em sistemas deabastecimento de água; saneamento básico;perdas de água.

Abstract

This paper shows some results from theautomation introduced in the processes of the

water supply system of the city of Ponta Gros-sa, in the State of Paraná, which wasimplanted in 2001. Its purpose is to check thecontributions of the automation applied towater supply systems, principally with respectto the control of water losses. This paperpresents a case study of Ponta Grossa’ssanitation company. It performs a comparativeanalysis of the annual loss rates in a periodbefore and after such implementation, namely,1998 to 2003. It shows some important results,such as: reduction of the average pressureinside the conveying pipes, speediness andquality of piping repairs, the creation of aninformation basis to generate programs fornew installations and system improvements,which are mentioned in the specializedliterature as essential for controlling the lossrates.

Keywords: automation of water supplysystems, basic sanitation, water loss.

Introdução

Dentre todos os recursos naturais, o maisimportante para o bem-estar da humanidadeé a água. Durante milênios, constituiu-se empatrimônio inteiramente livre do qual os habi-tantes da Terra se serviam despreocupada-mente.

Com o progresso, surgiram os agrupa-mentos urbanos, cujas múltiplas atividades exi-

Automation in the water supply system in thecity of Ponta Grossa – state of Paraná:

An approach aiming at the reduction of losses

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004

o sistemacalcula a açãocorretiva mais

apropriada paraa execução da

ação

5

giam, a cada dia, uma maior quantidade deágua. Além de ser um bem indispensável paraa vida humana, a água é também matéria-pri-ma industrial, tornando-se cada vez mais es-cassa.

Na ocorrência destes fatos, o adminis-trador público moderno enfrenta duas classesde problemas no que se relaciona ao uso daágua: nos países subdesenvolvidos, providen-ciar a correta destinação dos recursos hídricosem proveito das perspectivas populacionais;nos países desenvolvidos, a educação das pes-soas para a preservação desses recursos na-turais.

Sendo assim, a automação de sistemaspode contribuir, significativamente, para ummelhor aproveitamento de vários recursos na-turais, seja no simples controle da iluminaçãode um ambiente ou no controle operacionalde um sistema de abastecimento de água deuma cidade.

SILVEIRA (1998) descreve automaçãocomo sendo um conceito e um conjunto de téc-nicas por meio das quais se constroem siste-mas ativos capazes de atuar com eficiênciamaximizada pelo uso de informações recebi-das do meio sobre o qual atuam.

Com base nas informações, o sistemacalcula a ação corretiva mais apropriada paraa execução da ação e esta é a característicade sistemas em malha fechada, conhecidoscomo sistemas de realimentação. Para tanto,são utilizados controladores que, por meio daexecução algorítmica de um programa ou cir-cuito eletrônico, comparam o valor atual como valor desejado, efetuando o cálculo paraajuste e correção. O valor desejado tambémé conhecido na literatura inglesa comosetpoint.

Com os avanços da eletrônica e dainformática, há uma profusão de equipamen-tos e aplicativos dedicados à automação. Sepor um lado isto favorece a implantação desistemas, pois há uma redução dos custos,devido à grande oferta, por outro torna ne-cessário um maior cuidado na especificaçãodesses equipamentos e, mais importante, naintegração dos sistemas entre si.

MÁRIO FILHO (2001), explica que o

conceito de automação em sistemas de abas-tecimento de água assemelha-se muito ao queacontece no setor elétrico. Da mesma formaque esse segmento pode ser dividido em ge-ração, transmissão e distribuição de energia,o setor de saneamento possui a produção deágua, transporte para os reservatórios e dis-tribuição aos consumidores.

A automação em saneamento ainda épontual. Isso é reflexo da falta de recursosdas companhias de saneamento, majoritaria-mente estatais.

MOREIRA (2002) aponta que, no Bra-sil, a prestação dos serviços de saneamentoestá centralizada em 27 concessionárias es-taduais, responsáveis pelo atendimento de 75%da população servida por sistemas de abas-tecimento de água (mais de 3.700 municípi-os). Os demais municípios (cerca de 1.300)são atendidos por empresas municipais autô-nomas. Cerca de 93% da população atendidapelo abastecimento de água mora em áreaurbana. A taxa média de novas ligações deágua e de esgotos é de 2% ao ano, enquantoque a taxa de crescimento da população ur-bana varia em 1,2% ao ano. O consumo percapita de água no país varia entre 71 e 278litros/habitantes/dia.

Outro entrave enfrentado para a adoçãoda automação nesse segmento é o aspectogeográfico, que influencia os meios de comu-nicação. Geralmente as unidades de moni-toração e controle remotos estão instaladasem locais que não possuem infra-estrutura detelecomunicação ou energia elétrica, implican-do até o aproveitamento de estruturas alter-nativas.

Os principais atrativos para se justificaro investimento em automação residem namelhoria da qualidade do tratamento de água,por meio do monitoramento e controle em tem-po real, redução de custos operacionais atra-vés do gerenciamento de energia elétricaconsumida e controle de perdas físicas no sis-tema. Existe uma perda muito grande de águaem vazamentos, ligações clandestinas, mauestado de hidrômetros, que pesa no índice deatuação de uma companhia de saneamento.Destaca-se que são gastos energia elétrica e

na primeiraetapa de

implantação daautomação, o

investimento foide 860 mil

dólares

produtos químicos, que são caros, para elevare tratar a água. Do volume total, só 60% che-ga ao destino, para ser consumido. Quantomais a companhia puder aumentar o índice deaproveitamento, será melhor, porque diminuio custo da produção.

LAMBERT (1999) apresenta um mode-lo conceitual do índice de vazamentos na infra-estrutura de um sistema de abastecimento(IVIN). Segundo o autor, para se ter um po-tencial de recuperação do índice de perdas deágua no sistema necessita-se atuar em con-trole de pressão das tubulações de distribui-ção, rapidez e qualidade nos reparos em tubu-lações que apresentaram vazamentos e a cri-ar programas de escolha, instalação, manu-tenção e melhoria da qualidade das tubulações.

MÁRIO FILHO (2001) ressalta, ainda,que a automação em saneamento soluciona tam-bém uma série de dificuldades operacionais,como manter operadores nas unidades de tra-tamento, ligando e desligando bombas. Por co-mandos realizados principalmente portelemetria, várias unidades podem ser assisti-das a partir de um centro de controle opera-cional com funções de operação, otimização eplanejamento (menor custo, maior segurança).

A necessidade de sistemas de controlede processos mais sofisticados para as esta-ções de tratamento e distribuição de água tor-na-se uma realidade. Do ponto de vista da su-pervisão, o acesso remoto via Internet, em pro-cessos industriais, vem emergindo, dada àvasta abrangência e demais facilidades ofe-recidas pela rede mundial. Seguindo essa ten-dência, destacam-se novos barramentos in-dustriais, como o Foundation Fieldbus, ide-alizado para processos contínuos distribuídos,e Softwares de supervisão e controle comrecursos para Web.

Em localidades em que a geografia semostra bastante acidentada, um sistema deautomação torna-se primordial, com necessi-dade de um controle mais eficiente, procuran-do evitar o rompimento de tubulações nos pon-tos mais baixos e, por outro lado, procurandomanter o mínimo de condições de abasteci-mento nos pontos críticos ou mais altos geo-graficamente.

O objetivo deste trabalho de pesquisa éverificar as contribuições da automação apli-cada a sistemas de abastecimento de água ur-banos. Com base na literatura apresentada,fazer uma análise e discussão dos resultadosencontrados no estudo de caso apresentado aseguir.

Metodologia

A pesquisa foi elaborada através de es-tudo de caso da Companhia de Saneamentodo Paraná, atuante na cidade de Ponta Gros-sa na prestação de serviços em saneamentobásico. Com análise e discussão da variaçãode seu indicador de perdas de água no siste-ma de abastecimento dos anos 1998 a 2003,que compreende um período anterior e poste-rior a implantação da automação no sistema,que se deu em 2001, e com a detecção damelhoria de outros fatores operacionais rela-cionados ao processo produtivo e distributivono abastecimento de água.

O estudo consistiu em pesquisa documen-tal extraída de fontes primárias: relatórios, do-cumentos públicos, pesquisa bibliográfica e defontes secundárias extraídas de publicaçõesem revistas.

Estudo de caso

A Companhia de Saneamento do Paraná(Sanepar), que atua em saneamento básico nacidade de Ponta Grossa – Paraná, foi criadaem 23 de janeiro de 1963 para cuidar dasações de saneamento básico em todo o Esta-do do Paraná. É uma empresa estatal, de eco-nomia mista, cujo maior acionista é o governodo Estado, com 60% das ações. Tem atual-mente um foco social, que vai além da presta-ção de serviços públicos, concentrando esfor-ços na transmissão de informações, na edu-cação e na conservação ambiental.

O município de Ponta Grossa contabilizapopulação de aproximadamente 280 mil habitan-tes (IBGE, 2000). A Sanepar abastece, na cida-de, cerca de 75 mil ligações de água, distribuí-das numa extensão territorial de 2.064 km2. Temum consumo médio de água em torno de um

6 Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004

a estrutura daautomação

baseia-se numsistema

distribuído emhierarquia

milhão de m3 mês, ou seja, aproximadamente 120litros/habitante/dia (SANEPAR, 2003).

Com investimento de aproximadamenteUS$ 860 mil, implantou-se uma primeira eta-pa da automação no sistema de abastecimen-to, abrangendo válvulas de controle automáti-cas em tubulações de grande porte, sensoresde medição de pressão e de vazão nos princi-pais pontos críticos do sistema e um sistemade supervisão por software. Assim pôde-semonitorar todo o sistema.

A automação foi implantada com vistasa atender as características hidráulicas do mu-nicípio, monitorando e atuando conforme ospontos mais críticos do sistema. A supervisãoé feita por software, que gera alertas de anor-malidades e por meio do qual são tomadasdecisões para a atuação, visando a equilibraro sistema.

A estrutura da automação baseia-se numsistema distribuído em hierarquia em queControladores Programáveis (dispositivos ca-pazes de desencadear ações segundo uma pro-gramação) estão interligados entre si, com co-municação através de modems, conectadospor linhas privativas de telefonia. No pontocrítico de cada área de abastecimento auto-matizada está instalado um controladorprogramável, que faz a aquisição dos dadosde pressão, vazão ou nível de reservatórios,transmitindo-os para o controlador da áreasuperior ou “mestre” (área imediatamentemais próxima ao centro de supervisão), o qualdesencadeia ação de abertura ou fechamen-to, se estiver controlando uma válvula, porexemplo.

Cada área é operada de maneira autô-noma, sendo que, ao ocorrer qualquer proble-ma na supervisão, as áreas continuarão ope-rando sem prejuízo, até que o sistema volteao normal.

Desta maneira se constitui a malha deintegração hierárquica do sistema, sendo oponto alto da hierarquia, o centro de supervi-são. A supervisão é composta por uma esta-ção SCADA (Supervisory Control and DataAcquisition), onde são gerenciados todos ospontos da automação, com geração de alar-mes, relatórios e gráficos de acompanhamen-

to, e algumas estações Client’s, que forne-cem subsídios para os setores de engenharia,manutenção e gerência administrativa da em-presa e também filtram a informação confor-me a necessidade de cada setor.

Como todas as companhias que atuamno setor de serviços em saneamento básico,desde a sua implantação na cidade de PontaGrossa, a Sanepar, monitora a variação de umindicador estratégico para o ramo: o índice deperdas físicas. Tem-se neste indicador o re-flexo da eficiência na detecção de problemasinerentes à operação, quais sejam: identifica-ção de vazamentos em tubulações e a rápidamanutenção nessas tubulações, análise daMicromedição (somatória dos consumos doshabitantes) para a detecção de problemas re-lacionados com o mau estado dos hidrômetros(medidores de vazão de consumo) e ocorrên-cia de ligações clandestinas e fraudes na redepública de abastecimento.

As perdas físicas em sistemas de abas-tecimento de água são calculadas pela rela-ção percentual entre as diferenças dos volu-mes de captação (Volume Aduzido), volumede distribuição (Volume Produzido ou Distri-buído) e, ainda, com o volume de medição(Volume Micromedido).

- Volume Aduzido: é o volume (m3) de águacorrespondente a toda água captada pelas em-presas de saneamento, oriundo de rios ougrandes reservatórios naturais, como barra-gens, realizado através de sucção ou gravida-de com destino final nas estações de trata-mento de água onde serão adicionados pro-dutos químicos para o devido tratamento daágua tornado-a potável. Pode-se quantificaresse volume com equipamentos medidores degrandes vazões, chamados macromedidores.

- Volume Produzido ou Distribuído: trata-sedo volume (m3) da água distribuída à populaçãopor uma rede de tubulações transportadoras deágua, após seu tratamento nas ETAs (Estaçõesde Tratamento de Água). Esse volume pode serquantificado também através de equipamentosmedidores de grandes vazões, instalados nassaídas das Estações de Tratamento.

7Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004

estima-seretorno do

capitalinvestido na

ordem deUS$140 mil aoano, e o retornodo investimento

em 6 anos

FIGURA 1 – EVOLUÇÃO DO ÍNDICE DE PERDAS NO SISTEMA DISTRIBUIDOR (PSD12)EM PONTA GROSSA (1998-2003)

- Volume Micromedido: compreende asomatória dos volumes registrados emhidrômetros (medidores de pequenas vazões)instalados na entrada de residências para me-dir o consumo individual dos moradores de umacidade.

A determinação do índice de perdas,adotada pelas empresas de saneamento, estána diferença percentual entre os volumes deágua citados. Por exemplo, a diferença dovolume aduzido que não é distribuído trans-forma-se em um percentual de perdas paraa produção de água (PSP - Perdas no Siste-ma Produtor), conseqüentemente todo o vo-lume distribuído que não é medido nas resi-dências, transforma-se em percentual de per-das para a distribuição (PSD – Perdas noSistema Distribuidor)

Apresentação e discussão dos resultados

Num período anterior a três anos da im-plantação do sistema de automação no sistemade abastecimento de água da cidade de PontaGrossa, o indicador de perdas físicas acumula-do em 12 meses apresentava variação média deaproximadamente 3,5%. Constantemente desen-volviam-se ações para reduzir as perdas no sis-tema. Um exemplo destas iniciativas é apesquisade vazamentos em toda a área urbana do muni-cípio que, além de apresentar custo elevado, nãoalcançava 100% dos resultados esperados.

A figura 1 demonstra que logo após a im-plantação do sistema em 2001, pôde-se consta-tar uma recuperação significativa no indicadore, o mais importante, permanecendo em queda,na média 7,5%, fato que não vinha ocorrendonos anos anteriores.

O índice de perdas, percentual acumuladoem um ano (PSD12) apresentou, após a implan-tação da automação, redução de 47,29% em2001, para 38,91% em 2002, mantendo-se emdeclínio no ano seguinte até alcançar 32,23%,em 2003. Para comparação, a média desse índi-ce no Paraná é em torno de 39%.

Em dois anos, o índice apresentou umdeclínio de 15,06%, que representou o mais sig-nificativo deste indicador em um pequeno espa-ço de tempo na história da empresa na cidade.Essa redução reverteu-se em economia de cus-tos da ordem US$260 mil, em dois anos, e numaprojeção de faturamento bruto (se toda esta águarecuperada pudesse ser comercializada) na or-dem de US$500 mil ao ano.

Considerando-se que o sistema está emconstante crescimento, em torno de US$10 milao ano, e essas perdas recuperadas vão sendocontabilizadas no retorno do investimento, esti-ma-se retorno do capital investido na ordem deUS$140 mil ao ano, projetando-se um tempo deretorno do investimento para aproximadamente6 anos.

No índice de perdas do sistema produ-tor (PSP), o controle é mais eficiente, pois a


após aimplantação deum sistema deautomação noabastecimento,percebe-se que

o controletornou-se muitomais refinado

água que é perdida neste processo destina-se apenas a lavagens de filtros e outras pou-cas atividades operacionais da produção, sen-do que parte desta água ainda pode serreaproveitada, através de recirculação. Nes-se setor do abastecimento o indicador deperdas da produção apresenta índices abai-xo de 3% ao ano.

Verificou-se que, após a implantação dosistema de automação, resolveram-se alguns dosprincipais pontos abordados por Lambert em seumodelo conceitual do índice de vazamentos nainfra-estrutura de um sistema de abastecimento(IVIN):

- Controle de pressão nas tubulações dedistribuição: a automação do sistema é com-posta por vários equipamentos de controle,monitoramento e comunicação. Entre eles es-tão as válvulas autocontroladas. Nestas vál-vulas tem-se um controle efetivo da pressãomínima que se deve operar nas tubulaçõestransportadoras de água de determinadas re-giões, conforme estudo das demandas de con-sumo e geografia dessas regiões. Ao passoque as pressões tendem a aumentar nos pon-tos críticos (set-point do controle das válvu-las), essas “válvulas inteligentes”, imediata-mente restringem-se, baseadas em uma lógi-ca de programação pré-estabelecida emcontroladores programáveis, procurando man-ter o equilíbrio.

- Rapidez e qualidade nos reparos em tu-bulações que apresentaram vazamentos: osistema de abastecimento, sendo monitorado emsua distribuição, tanto por medidores de pressão(PT – Pressure Transmition) quanto por medi-dores de vazão (FT – Flow Transmition) pode,no momento em que ocorrer uma anormalidadeno sistema, gerar em um software de supervi-são um alarme indicando a região em que a anor-malidade está instalada, facilitando a rapidez noreparo de tubulações se for caracterizado vaza-mento.

- Programas de escolha, instalação, ma-nutenção e melhoria da qualidade das tu-bulações: na atividade industrial, onde a

automação de processos mostra-se uma re-alidade, percebe-se que ela traz subsídiospara a Tecnologia da Informação dentro doseu contexto, sendo a base para novos in-vestimentos e novos projetos de melhoria dosprocessos.

Não é diferente para o setor de sanea-mento que precisa estar planejando seus in-vestimentos e inserindo novas técnicas de con-trole e melhoria da qualidade da água e dosmateriais que a transportam. A supervisão, queintegra a automação do sistema, é fonte dedados para a Gestão da Produção nessas em-presas.

Pela análise mais detalhada do índice deperdas no sistema de abastecimento de águado caso estudado, percebe-se uma caracte-rística sazonal. No período de verão, porexemplo, constata-se maior consumo de águapela população e diminuição na pressão mé-dia das tubulações, diminuindo também aocorrência de vazamentos ou na vazão quese perde nas tubulações rompidas. No inver-no, ocorre o inverso, aumentando assim apressão média nas tubulações e conseqüen-temente tem-se maior probabilidade de ocor-rência de novos vazamentos e aumento davazão perdida nos vazamentos existentes e,conseqüentemente, aumento do índice per-das.

Na ocorrência de vazamentos em tubu-lações de diâmetro maior do que 150mm, es-tes são mais visíveis e de fácil detecção, por-tanto tem-se maior eficiência na manuten-ção dessas tubulações. Já na ocorrência depequenos vazamentos em tubulações de me-nor porte e principalmente localizadas próxi-mas a córregos, riachos ou galerias de águaspluviais, tem-se uma situação crítica, pois ovazamento ou conjunto de pequenos vaza-mentos não se apresenta mais tão visível oude fácil localização, podendo permanecer alipor meses ou anos, até a sua detecção e con-serto.

Após a implantação de um sistema deautomação no abastecimento, percebe-se queo controle tornou-se muito mais refinado. Nasupervisão do sistema destinam-se técnicos


a automação dosistema de

abastecimentode água

permite corrigiras perdas

para analisar o comportamento das redes dedistribuição, pois estas estão sendo monitoradasdiariamente, fornecendo dados muito maisconfiáveis para projetos de melhorias e, ainda,acionar equipes de manutenção imediatamen-te após indícios de ocorrências de vazamentos,através de alarmes.

Através de estudos dos consumos ca-racterísticos de cada região da cidade, moni-torados por equipamentos medidores de va-zões, delimitou-se curvas de demanda carac-terística para cada uma delas e, através des-sas informações, pode-se proporcionar nasupervisão limites de referência que, quandoultrapassados, geram alarmes ou alertas, in-dicando que naquela região está acontecen-do alguma anormalidade, podendo ser um va-zamento de tubulação ou até um alto consu-mo para aquele momento, mostrando um novoperfil de consumo para a região.

Assim restringe-se a área de procura poranormalidades e vazamentos, sabendo-se peladiferença entre as vazões características e va-zões medidas, até o provável diâmetro das tu-bulações que podem estar apresentando perdade água por vazamento.

Pôde-se também constatar uma melho-ra significativa na operação do sistema, comojá sinalizado por MARIO FILHO (2001), sen-do no acionamento automático de motorespara transmissão de água entre reservatóri-os, bem como o acompanhamento das varia-ções nos níveis desses reservatórios,otimizando assim a reservação. As pressõesmédias nas tubulações diminuem, reduzindotambém a possibilidade de vazamentos cons-tantes.

Conclusão

Os resultados encontrados demonstramque a automação do sistema de abastecimentode água permite o controle e a atuação rápi-da para corrigir distorções que ocorrem,como as perdas no abastecimento. Aautomação de sistemas é ferramenta pode-rosa que auxilia o administrador a gerenciara produção e evitar gastos desnecessários.Além de atender seus clientes com mais qua-

lidade, estará preservando o meio ambiente.No caso do tratamento e distribuição de água,tornou-se imprescindível um controle refina-do, pois sendo um bem cada vez mais escas-so para a humanidade, precisa ser utilizadade forma racional. Na Sanepar de PontaGrossa, isto vem acontecendo e mostrandoalguns resultados positivos. O índice de Per-das Físicas decaiu nos últimos anos em de-corrência da implantação de um sistema deautomação.

Também na operação do sistema deabastecimento os resultados são satisfatórios,através da minimização das rotinas de produ-ção e distribuição por controles automáticose muito mais eficazes.

A automação, juntamente com ações demanutenção, gerenciamento e de melhorias parao sistema de abastecimento, ajudam de maneirasignificativa a controlar esse índice, que é o maisimportante indicador da eficiência das compa-nhias de saneamento no mundo.

Obter controle sobre o índice de perdas deágua é uma maneira de utilizar de forma racio-nal os recursos naturais, sem prejuízo para o meioambiente.

Referências

BOLTON, W. Engenharia de controle. SãoPaulo: Makron Books, 1995.

COMPANHIA DE SANEAMENTO DOPARANÁ. Relatórios de Indicadores Es-tratégicos do Sistema de InformaçõesSanepar: SIS. Curitiba, 2003.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRA-FIA E ESTATÍSTICA. Censo da cidade dePonta Grossa e Rio de Janeiro. Disponívelem: <http://www.ibge.gov.br/home/default.php#>. Acesso em: 10 abr. 2004.

LAMBERT, A. et al. A review of performanceindicators for real losses from water supplysystems. AQUA, v. 48, n. 6, p. 227-237. 1999.

M. FILHO. Automação no saneamento bási-co: diferentes necessidades para um mesmo


Autor

Flavio Trojan,bacharel em Ciências Econômicas pela

UEPG; tecnólogo em Eletrônica - AutomaçãoIndustrial; professor de Informática

Industrial no Cefet-PR em Ponta Grossa;especialista em Gestão Industrial;

funcionário da Sanepar e mantenedor do sistema de automação em Ponta Grossa.

João Luiz Kovaleski,doutor, professor do Programa de Pós-

graduação PPGEP do Cefet-PR.

objetivo . Revista Controle &Instrumentação, São Paulo, v. 61. 2001.

MIRANDA, E. C. Indicadores de perdas deágua: o que, de fato, eles indicam? In: CON-GRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIASANITÁRIA E AMBIENTAL, 22., 2002,Brasília, DF. Anais... Brasília, DF.: ABES,2002.

MOREIRA, M. A. Saneamento: mercado deR$ 6 bilhões/ano. Revista Controle &Instrumentação, São Paulo, v. 69. 2002.

SILVEIRA, P. R.; SANTOS, W. E.Automação e controle discreto. São Paulo:Érica, 1998. p. 23.


a automação dosistema de

Ponta Grossatrouxe a

minimizaçãodas rotinas de

produção

a pesquisa foirealizada emuma unidadede floculação

em meiogranular

expandido,seguida defiltro rápidodescendente

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.22, n.22, p. 12-24, jul./dez. 200412

Resumo

Neste trabalho são apresentados dados de umestudo sobre modificações em um sistema detratamento de água por filtração direta descen-dente, com o objetivo de melhorar o seu de-sempenho em função das características daágua a ser tratada, caracterizada por baixa coraparente e turbidez, porém com elevada con-centração de fitoplâncton. Os trabalhos foramconduzidos em uma unidade piloto compostapor uma unidade de floculação em meio granu-lar expandido, seguida de um filtro rápido des-cendente. As condições de coagulação foramavaliadas previamente em ensaios de jarteste.Foram utilizados dois coagulantes comerciais,sulfato de alumínio e hidroxicloreto de alumí-nio, e duas configurações de meio filtrante, umacom camada dupla, antracito e areia, e outracom camada única de antracito. Os resultadosmostraram que a adoção de um meio filtrantede maior granulometria, juntamente com a uti-lização do hidróxicloreto de alumínio e a pré-floculação, permitiu ampliar a duração das car-reiras de filtração em 334%, reduzir o consu-mo de água de lavagem de 23,8% para 5,5%, eproduzir água filtrada com melhor qualidade emtermos de cor aparente, turbidez e alumínio re-sidual.

Palavras-chave: filtração direta, pré-floculação,floculador granular, tratamento de água.

Abstract

This work presents data from a study about ex-perimental changes carried out in an existing

gravity filtration system for water treatment, inorder to improve its performance, due to thecharacteristics of the water that will be treated,which is characterized by low apparent color andturbidity, but with a high phytoplanktonconcentration. The works were carried out in apilot plant composed by a flocculating unit withexpanded granular medium, followed by a rapidgravity filter. Coagulation conditions werepreviously evaluated in jar tests. Two commercialcoagulants were used, namely: aluminum sulfateand aluminum hydroxychloride. Also, twoconfigurations of media beds were used: one withdouble layer, anthracite and sand, and anotherwith one single anthracite layer. The resultsshowed that the use of a higher granulometrymedia bed, associated with the use of aluminumhydroxychloride and pre-flocculation, allowed toincrease the time between back-washings by334%, reduce the consumption of washing waterfrom 23.8% to 5.5% and produce filtered waterwith better quality in terms of apparent color,turbidity and residual aluminum.

Keywords: direct filtering, pre-flocculation, gra-nular flocculator, water treatment.

Introdução

A aplicação da filtração direta está for-temente condicionada à qualidade da águabruta, sendo relevantes os seguintesparâmetros: turbidez, cor verdadeira, sólidosem suspensão, densidade de algas e quanti-dade de coliformes (DI BERNARDO et al.,2003). Os autores fazem menção também aimportância da natureza e distribuição do ta-

Otimização da filtração diretaatravés da pré-floculação

Ramon Lucas DalsassoMaurício Luiz Sens

Direct filtration optimization bymeans of pre-flocculation

não há nadadefinitivo com

relação ànecessidade ou

não defloculação

prévia quandose aplica a

filtração diretadescendente


manho das partículas. Caso predominem par-tículas com tamanho médio na faixa de 1 a 3mm, é conveniente promover a floculação apósa coagulação para reduzir os custos operacio-nais da ETA e possibilitar a produção de águacom melhor qualidade.

ARBOLEDA (2000) ressalta que não hánada definitivo com relação à necessidade ounão de floculação prévia quando se aplica a fil-tração direta descendente. O autor discorre so-bre uma série de experiências de vários outrosautores, onde há casos de benefício na duraçãodas carreiras de filtração pelo uso da pré-floculação, mas há casos também em que foiobservado o efeito contrário. A mesma obser-vação foi feita com relação à qualidade da águafiltrada, principalmente em relação ao tempo defloculação. Sendo assim, o autor recomenda oestudo de cada caso em particular.

Os mecanismos da filtração em meio gra-nular resultam da ação conjunta de três fenô-menos: transporte, aderência e desprendimentodas partículas em suspensão que se pretenderemover. Em geral, o regime de escoamento nafiltração é laminar, de modo que as partículas semovem ao longo de linhas de corrente. Para quesejam removidas é necessário que os mecanis-mos de transporte desviem suas trajetórias, con-duzindo-as à superfície dos grãos (coletores) domeio filtrante, e as forças que tendem a mantê-la aderida ao coletor superem as que atuam dosentido de desprendê-la.

Partículas com tamanho inferior a 1mmsão eficientemente transportadas por difusãobrowniana até a superfície dos grãos que cons-tituem o filtro, mantendo-se aderidas a ele seestiverem desestabilizadas. Entretanto partícu-las menores tendem a provocar maior perdade carga. Partículas maiores, da ordem de 10mm estão sujeitas ao transporte por açãohidrodinâmica quando sujeitas a gradientes develocidade diferente de zero, aspecto relacio-nado às características do meio granular e àtaxa de filtração.

Para tentar melhorar a eficiência do pro-cesso pode-se promover a floculação prévia e/ou aumentar a granulometria do meio filtrante,mas é necessário avaliar se os flocos são capa-zes de resistir às forças de cisalhamento para

sua maior penetração no leito filtrante, estandosujeitos ao aumento da velocidade da água en-tre os grãos, pois do contrário pode ser neces-sário interromper a carreira devido à ocorrênciade transpasse. A resistência e a densidade dosflocos podem ser influenciadas pelo tipo e peladosagem de coagulante ou de auxiliar de coagu-lação utilizado no tratamento.

De acordo com BRANDÃO et al. (1996)a perda de carga desenvolvida por um filtro,para um mesmo volume de sólidos retidos, serátanto menor quanto maior for o tamanho daspartículas que chegam na unidade, o que, a prin-cípio, permitiria adotar taxas de filtração maiselevadas.

Entretanto DE PÁDUA (2001), ressaltaque a qualidade da água produzida em unidadesde filtração de alta taxa não é afetada substan-cialmente quando se adotam taxas de até 600m3/m2.d, desde que a água seja adequadamentepré-condicionada, contudo, valores elevados detaxa de filtração influenciam de modo expressi-vo a perda de carga.

As águas da lagoa do Peri, situada naIlha de Florianópolis (SC), foram utilizadas nopresente estudo. O manancial caracteriza-sepela forte presença de fitoplâncton, com do-mínio de espécies filamentosas como aCylindrospermopsis raciborskii e Pseudo-anabaenas sp (LAUDARES, 1999).RISSOLI et al. (2000) estudaram a pré-filtra-ção em pedregulho como pré-tratamento à fil-tração rápida descendente, para tratar águade lago com elevada concentração de algas.Seus estudos indicaram a necessidade dematerial com tamanho efetivo de pelo menos2,4 mm no filtro descendente para a obtençãode carreiras com duração aceitável.

Metodologia

As investigações experimentais foramrealizadas no Laboratório de Águas da Lagoado Peri L.A.L.P.(convênio UFSC/CASAN -Companhia Catarinense de Águas e Saneamen-to), situado na ETA - Estação de Tratamentode Água da Lagoa do Peri, na cidade deFlorianópolis (SC), onde foi construída uma ins-talação piloto com floculação em meio granu-

foramrealizadosensaios em

jarteste paradefinir as

condições demistura rápidae coagulação

para oscoagulantes

14 Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.22, n.22, p. 12-24, jul./dez. 2004

QUADRO 1 - PARÂMETROS DE CONTROLE DE QUALIDADE DA ÁGUA E MÉTODOS ANALÍTICOS

Parâmetro

Alcalinidade total

Alumínio

Clorofila

Cor aparente

Cor verdadeira

COT

Condutividade

Cloretos

Dureza total

Fitoplâncton

Nitrato

Nitrogênio amoniacal

Oxigênio dissolvido

PH

Temperatura

Turbidez

Método analítico / Equipamento associado

Volumétrico / Titulador digital

Kit HACH/ ** Espectrofotômetro

NUSCH – extração com etanol / *Espectrofotômetro

APHA Platinum-Cobalt – S.M / **Espectrofotômetro, l = 455nm

Idem ao da cor aparente, com filtragem em membrana 0,45mm

Kit HACH / **Espectrofotômetro

Condutivímetro HACH

Volumétrico / Titulador digital c/ nitrato de prata

Volumétrico / Titulador digital c/ EDTA

Contagem em câmara de SR com microscópio invertido




pHmetro digital HACH SensIon

Termômetro de mercúrio

Turbidímetro portátil HACH DR 2100P

* HACH DR 4000, ** HACH DR 2010

lar e filtração direta descendente. A ETA cita-da é do tipo Filtração Direta Descendente, commeio filtrante de dupla camada (antracito eareia), e utiliza sulfato de alumínio comocoagulante.

O piloto foi alimentado com água da la-goa citada, com baixa turbidez e cor aparente,porém com elevada concentração defitoplâncton em determinadas épocas do ano.Foram realizados ensaios em jarteste para de-finir as condições de mistura rápida e coagula-ção para os coagulantes: sulfato de alumínio ehidroxicloreto de alumínio. As característicasdo floculador e condições operacionais como:gradiente de velocidade médio e tempo defloculação, foram definidas com base em estu-dos prévios com água do mesmo manancial(DALSASSO, 2003).

Como coagulantes foram utilizadas solu-ções a 1% preparadas com água filtrada, dosprodutos comerciais: Sulfato de Alumínio (SA),com 14,4% de Al2O3, e Hidroxicloreto de Alu-mínio (PANFLOC AB34 da PanamericanaS.A), com 10,5% de Al2O3 e 67,47% de

basicidade. Para ajustes do pH de coagulaçãoutilizou-se solução de cal hidratada comercial a0,5% ou solução de ácido sulfúrico PA 0,05N,ambas preparadas com água filtrada. Os demaisprodutos químicos utilizados nas análises de qua-lidade da água foram PA.

Considere os símbolos de freqüência: H =Horário, D = Diário, S = Semanal. Para carac-terização da água bruta foram analisados:alcalinidade(S), clorofila a (S), cor aparente (D),cor verdadeira (S), COT (S), condutividade (D),cloretos (S), Dureza (S), fitoplâncton (S), nitro-gênio amoniacal (S), nitrato (S), oxigênio dissol-vido (S), pH (D), temperatura (D), turbidez (D).Da água coagulada foi medido: pH (H) e tem-peratura (H). Da água floculada foi medida aturbidez (H) e avaliado o tamanho dos flocos(H). Da água filtrada foi medido a cada hora:temperatura, pH, cor aparente, e turbidez. Foicoletada para cada ensaio uma amostra com-posta de água filtrada para análise do alumínioresidual. As técnicas analíticas e os equipamen-tos utilizados nas análises estão indicados noQuadro 1.

a água brutaproveniente dalagoa alimenta

constantementeo reservatório

inferior

15Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.22, n.22, p. 12-24, jul./dez. 2004

Os ensaios de jarteste foram feitos comum equipamento modelo LDB310 da Nova Éti-ca com as seguintes características: 6 cubas de2 L; gradiente de velocidade variável de 10 a2000 s-1 (20 a 800 rpm); controle de rotação portacógrafo digital, e extração simultânea de amos-tras. A filtração das amostras foi feita em Fil-tros de Laboratório de Areia (FLAs) acopladosao aparelho de jarteste, com as seguintes ca-racterísticas: meio filtrante com 15 cm de areia(grãos de 0,42 a 0,84mm e tamanho efetivo0,5mm); filtração com taxa entre 80 a 100 m3/m2.d com carga hidráulica constante.

O sistema piloto utilizado nos ensaios estárepresentado pela Figura 1. A água bruta prove-niente da lagoa alimenta constantemente o re-servatório inferior, de onde é bombeada para umacâmara de nível constante dotada de orifíciocalibrado. A vazão excedente retorna para o tan-que de água bruta. A câmara de mistura rápidaé alimentada com vazão constante e recebe osprodutos químicos através de bombas dosadorasde diafragma. A mistura rápida é feita por agita-dor mecânico com rotação regulável. O volumeda câmara de mistura rápida também éregulável. A partir dessa câmara, o piloto é ali-mentado por gravidade, podendo a água coagu-lada passar ou não pelo floculador granular.

O floculador foi construído com tubo deacrílico transparente, com diâmetro interno de115 mm e altura total de 3,2 m. O material gra-nular tem as seguintes características: massaespecífica = 1,055 g/cm3; diâmetro equivalente= 3,3 mm; coeficiente de esfericidade = 0,86;porosidade = 39%; base química = PS(poliestireno); altura de leito antes da expansão= 1,61 m. O filtro foi construído em chapas deaço inoxidável, com altura total de 4,2 m, seçãointerna útil de 19,5 x 19,5 cm. Possui visoreslaterais para observar a expansão do leito du-rante a lavagem. O filtro operou com taxa cons-tante de 200 m3/m2.d e carga hidráulica variá-vel. As características dos leitos filtrantes avali-ados estão na Tabela 1.

As carreiras foram encerradas quando aperda de carga total no meio granular atingiu 1,76m ou por deterioração progressiva da qualidadeda água filtrada. A lavagem do filtro foi feita comar e água filtrada bombeada, com dois ciclos: in-jeção de ar por 5 min – injeção de água filtradapor 5. A injeção de água para lavagem, com velo-cidade ascensional de 1 m/min, foi controlada pormedidor eletrônico de vazão. A injeção de ar, narazão de 20 L/s.m2 (2736 L/h), foi controlada pelaregulagem da pressão de alimentação, fixada em1 atm, previamente aferida com rotâmetros.

TABELA 1 – COMPOSIÇÃO DOS MEIOS FILTRANTES UTILIZADOS NO FILTRO PILOTO

Material

Espessura da camada

Tamanho efetivo dos grãos

Coeficiente de desuniformidade (CD)

Subcamadas

Topo

6.a camada

5.a camada

4.a camada

3.a camada

2.a camada

Base

Antracito

143 cm

2,5 mm

1,1

Antracito

90 cm

1,1

1,1

Características da camada suporte com 35 cm de espessura foi utilizada para ambos meios

Areia

30 cm

0,50 mm

< 2

Características Meio L1 *Meio L2

* Existente na ETA da lagoa do Peri

Espessura (cm)

5

5

5

5

5

5

5

Diâmetro (mm)

19,0 a 12,7

12,7 a 6,4

6,4 a 3,2

3,2 a 1,6

3,2 a 6,4

6,4 a 12,7

12,7 a 19,0

o piloto éalimentado por

gravidade,podendo a água

coaguladapassar ou nãopelo floculador

granular


FIGURA 1 – ESQUEMA GERAL DO SISTEMA PILOTO DE FLOCULAÇÃO/FILTRAÇÃO DIRETA

a cor aparentee o COT são

influenciadospelo

fitoplâncton epela matéria

vegetaldecompostaque integra osolo do fundo

da lagoa


durante período de estudo são mostradas naTabela 2. As variações com influência maisacentuada sobre a filtração direta são relacio-nadas a matéria em suspensão, ou seja,fitoplâncton e turbidez. O fitoplâncton na lagoado Peri tem influência sazonal, com forte pre-sença no verão. A turbidez em parte é devidaao fitoplâncton, mas também varia em funçãodos ventos, principalmente do quadrante norte,que provocam o embate das águas nas mar-gens e o revolvimento do material sedimentadono fundo da lagoa, junto a captação que ali-menta a ETA e o sistema piloto. A cor aparen-te e o COT são influenciados pelo fitoplânctone pela matéria vegetal decomposta que integrao solo do fundo da lagoa. Apesar de ampla, asvariações de pH ocorreram na realização deapenas dois ensaios consecutivos. Na maiorparte do tempo o pH esteve próximo da neu-tralidade.

O manancial em questão vem sendo es-tudado nos últimos três anos, e as variaçõessofridas na qualidade de suas águas não dife-rem muito da apresentada, exceto pela ocor-rência de picos acentuados de fitoplâncton daordem de 2,7x105 indivíduos/mL. Em data pos-terior aos estudos apresentados foi avaliada adistribuição do tamanho de partículas em umconjunto de amostras daquele manancial, quepode ser usado como referência para explicaros efeitos positivos obtidos pela pré-floculação.A Figura 2 mostra esses resultados, onde ob-serva-se o predomínio de partículas com ta-manhos = 2 mm.

Os ensaios em jarteste mostraram varia-

Os ensaios foram feitos em dias consecu-tivos e de forma alternada, com e sem pré-floculação. Foram feitas três séries de ensaiostotalizando 20 ensaios conforme segue:

1. Série C11: meio filtrante L2 e sulfato de alu-mínio como coagulante – 8 ensaios (4 com e 4sem pré-floculação);

2. Série Ec25: meio filtrante L1 e sulfato de alu-mínio como coagulante – 6 ensaios (3 com e 3sem pré-floculação);

3. Série Epca25: meio filtrante L1 e hidróxicloretode alumínio como coagulante – 6 ensaios (3 come 3 sem pré-floculação).

Inicialmente foram realizados os ensaiosda série C11. Em seguida o meio filtrante foisubstituído, para a realização dos demais ensa-ios. Alguns ensaios foram desconsiderados e re-feitos em função da não-obtenção do mesmopadrão de qualidade da água filtrada. Após atroca do meio filtrante de L2 para L1, consta-tou-se que nos primeiros ensaios, e de formamais acentuada nas primeiras cinco horas de cadaensaio, o pH da água filtrada resultou inferior aoda coagulada. Em função desse aspecto queafetava a qualidade da água produzida pelo fil-tro, oito ensaios foram desconsiderados e refei-tos na série Ec25.

Resultados e Discussões

As variações na qualidade da água bruta

TABELA 2 – CARACTERÍSTICAS DAS ÁGUAS DA LAGOA DO PERI, JANEIRO-ABRIL/2004

Parâmetros

Alcalinidade (mg/L CaCO3)

Clorofila a (mg/L)

Fitoplâncton (ind / mL)

Cor aparente (uH)

Cor verdadeira (uH)

COT (mg/L)

Condutividade (mS/cm)

Cloretos (mg/L Cl - )

Variação

6,5 a 13

4,6 a 34,7

1,3x104a 9,95x104

43 a 97

5 a 10

4,6 a 7,5

53 a 80

11,4 a 22

Parâmetros

Dureza total (mg/L CaCO3)

Nitrogênio (mg/L NH4)

Nitrato (mg/L NO3 -)

Oxigênio Dissolvido (mg/L)

pH

Temperatura (ºC)

Turbidez (uT)

Variação

6,5 a 13,6

0,02 a 0,16

0,017 a 0,8

6,8 a 9,8

6 a 9

22 a 31

3 a 8,5

nos ensaios dasérie C11 as

carreirastiveram duração

média de 5horas, com ou

sem pré-floculação


A Tabela 3 mostra os principais resultadosobtidos nos ensaios realizados e considerados,em termos de qualidade da água bruta, condi-ções de coagulação e qualidade da água filtra-da. As condições de floculação foram: gradien-te de velocidade médio = 55 s-1 (53 a 56); tempomédio de floculação = 2,85 min (2,8 a 2,9); Ve-locidade ascensional = 731 m/d; Expansão mé-dia do leito = 52 % (50 a 53); GT médio = 9405(9275 a 9576).

A Figura 3 mostra os valores médios dequalidade da água filtrada e duração das carrei-ras por série de ensaios realizados. Observa-seque nos ensaios da série C11 as carreiras tive-ram duração média de 5 horas, com ou sem pré-floculação. Nos ensaios da série Ec25 a dura-ção média foi da ordem de 13,4 horas, com ousem pré-floculação, um aumento médio de 168%em relação aos ensaios da série C11. Esse au-mento foi devido à mudança da granulometria,cujo tamanho efetivo aumentou de 1,1mm para2,5mm, e na altura do meio filtrante, que passoude 0,9m para 1,43m. Nas duas séries de ensaiosem questão, o coagulante foi o sulfato de alumí-nio. Na série C11 a dosagem variou de 16 a 18

FIGURA 2 – DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS EM AMOSTRAS DE ÁGUA DA LAGOA DO PERI,AGOSTO-2004

ções nas condições de coagulação em funçãodas características da água e do tipo decoagulante utilizado. Em termos de mistura rá-pida, independentemente da qualidade da águabruta e do coagulante utilizado, resultou: Gradi-ente de velocidade G = 1200 s-1 e tempo demistura rápida T = 30 s. Em termos de coagula-ção os parâmetros foram os seguintes: coagu-lação com sulfato de alumínio - SA (ensaios dasérie C11) ⇒ dosagem = 16 a 18 mg/L, pH decoagulação = 5,6 a 5,8, turbidez da água filtrada= 0,5 uT; SA (ensaios da série Ec25) ⇒ dosa-gem = 22 a 29 mg/L, pH de coagulação = 5,6 a5,8, turbidez da água filtrada = 0,5 uT; coagula-ção com hidróxicloreto de alumínio – PAC (en-saios da série Epca25) ⇒ dosagem = 20 a 22mg/L, pH de coagulação 5,5 a 6,5, turbidez daágua filtrada = 0,3 uT. Observa-se que a faixado pH de coagulação é mais ampla com a utili-zação do hidróxicloreto de alumínio do que coma utilização do sulfato de alumínio, aspecto quecontribuiu para obtenção de água filtrada commelhores características, tanto em jarteste comoem sistema piloto, quando da utilização daqueleprimeiro coagulante.

a qualidade daágua filtrada nasérie Ec25 foiligeiramentesuperior em

termos de coraparente eturbidez


C11cpf1

C11spf1

C11cpf2

C11spf2

C11cpf3

C11spf3

C11cpf4

C11spf4

Ec25cpf1

Ec25spf1

Ec25cpf2

Ec25spf2

Ec25cpf3

Ec25spf3

Epca25cpf1

Epca25spf1

Epca25cpf2

Epca25spf2

Epca25cpf3

Epca25spf3

6,66,4-6,8

6,86,6-6,8

6,86,7-6,9

6,76,4-6,9

6,76,5-6,9

6,66,45-6,8

6,66,4-6,7

6,86,8-6,9

76,96-7,36

76,5-7,4

76,87-8,38

76,84-7,47

76,87-7,08

76,9-7,08

7,56,35-8,94

6,96,57-8,48

7,16,37-8,61

6,85,98-7,84

7,16,53-8,9

6,66,08-6,86

6,86,13-7,61

7,26,46-8,52

7,36,14-8,20

5,64,83-6,54

6,35,19-7,26

5,95,17-6,61

6,85,67-8,16

5,65,35-5,8

3,83,15-4,35

3,63,17-4,14

43,47-4,56

3,93,28-4,97

43,47-4,54

43,83-4,09

3,53,13-4,55

3,63,24-4,03

43,51-4,86

4,23,47-4,75

3,53,01-3,98

3,83,1-4,73

90,985-97

9490-9791,988-9681,372-90

8681-8879,176-8185,182-9180,579-8259,254-6258,152-6355,553-5853,948-5962,359-6556,852-5953,950-5857,353-6460,757-6665,460-71

4944-6150,543-56

5,65,5-5,7

5,75,6-5,8

5,75,5-5,8

5,85,7-5,8

5,85,6-6,0

5,65,5-5,8

5,85,7-5,9

5,75,65-5,8

5,75,4-5,82

5,75,4-5,9

5,95,75-6,34

5,85,75-5,92

5,85,71-5,91

5,85,76-5,84

65,79-6,29

6,15,95-6,24

5,95,79-6,22

65,7-6,3

65,76-6,15

65,91-6,08

16 (SA)

16 (SA)

16 (SA)

16 (SA)

17,8 (SA)16-18

18 (SA)

18 (SA)

18 (SA)

24 (SA)

23,9 (SA)22-24

29 (SA)27-29

27,3 (SA)24-28

28,8 (SA)28-29

28 (SA)

22 (PAC)

22 (PAC)

22 (PAC)

21,9 (PAC)20-22

22 (PAC)

21,1 (PAC)20-22

-

0,61,23-0,37

-

0,71,52-0,46

-

0,61,22-0,42

-

0,61,12-0,38

-

0,61,74-0,38

-

0,51,21-0,35

-

0,51,51-0,38

-

0,40,72-0,28

-

0,50,57-0,39

-

0,50,53-0,39

-

6,714 -4

-

8,917-6

-

7,317-5

-

816-4

-

7,124-5

-

6,114-4

-

6,317-5

-

5,611-2

-

7,410-5

-

5,16-3

0,61,33-0,38

-

0,61,25-0,43

-

0,61,13-0,39

-

0,61,34-0,41

-

0,51,21-0,35

-

0,51,53-0,29

-

0,51,53-0,33

-

0,60,91-0,34

-

0,40,97-0,25

-

0,40,69-0,3

-

7,414-5

-

8,817-5

-

7,516-4

-

714-5

-

714-5

-

5,523-3

-

5,925-3

-

7,513-5

-

5,814-3

-

4,99-2

-

4,7

4,3

5,8

6

5,5

4,3

4,7

5

11,8

12,5

15,5

14

13

13,5

21,9*1713,3

20,7

12,4

22,4

13

Água bruta CoagulaçãoÁgua filtrada

(sem pré-floculação)Água filtrada

(com pré-floculação)Duração

dacarreira

(h)

Ensaio

pH Turbidez(uT)

Coraparente

(uH)

pH Coagulante:dose: mg/L

(tipo)

Turbidez(uT)

Coraparente

(uH)

Turbidez(uT)

Coraparente

(uH)

OBS: Os valores separados por hífen (Ex: 43-56) representam a faixa de variação do parâmetro.* Carreira encerrada com duração de 17h e 1,31m de perda de carga, devido a fortes variações no pH da água bruta, dificultando o controle do pH de coagulação econseqüentemente da qualidade da água filtrada. 21,9 h representa a duração estimada da carreira para atingir 1,76m de perda de carga.

TABELA 3 - RESULTADOS DE ENSAIOS DE FILTRAÇÃO DIRETA COM E SEM PRÉ-FLOCULAÇÃO,JANEIRO-ABRIL/2004

a mudança nagranulometriaaumentou maisa duração dascarreiras doque a pré-floculação


FIGURA 3 – VALORES MÉDIOS DE QUALIDADE DA ÁGUA FILTRADA E DURAÇÃO DAS CARREIRAS

mg/L, enquanto na série Ec25 a dosagem va-riou de 22 a 29 mg/L. A qualidade da água filtra-da na série Ec25 foi ligeiramente superior emtermos de cor aparente e turbidez, provavelmentedevido a dosagem mais elevada de coagulante.Se na série C11 fosse utilizado as mesmas do-sagens, a diferença na duração das carreirasteria sido superior a 168%.

Comparando os ensaios da série Epca25,utilizando hidróxicloreto de alumínio (PAC), comos ensaios da série Ec25, utilizando sulfato dealumínio (SA), observa-se que não houve dife-rença significativa na duração das carreiras sempré-floculação, pois a dosagem de PAC varioude 20 a 22 mg/L, portanto inferior a dosagem deSA. Comparando apenas os ensaios da sérieEpca25, a pré-floculação aumentou a duraçãodas carreiras em 68%. Considerando todas asséries de ensaios, a mudança na granulometriaaumentou mais a duração das carreiras do quea pré-floculação. O aumento acumulado devidoà mudança de granulometria, mudança decoagulante e pré-floculação, foi da ordem de334%.

Os efeitos da pré-floculação nessa parti-cular situação foram devidos a mudaça docoagulante. De acordo com DI BERNARDOet al. (2003), alguns estudos ressaltam o melhordesempenho do PAC em relação ao SA nafloculação, por apresentar maior estabilidade dasespécies hidrolisadas, aspecto que favorece aagregação das partículas em menor tempo, epossibilita aplicar menores dosagens docoagulante para obter a mesma qualidade deágua, quando comparado ao sulfato de alumínio,como observado no presente estudo. Estudosevidenciam o aumento da concentração de es-pécies poliméricas com a adição de [OH-] nopreparo do PAC. Os autores apresentam resul-tados de jarteste em que houve redução signifi-cativa na turbidez da água filtrada utilizando PAC,quando a basicidade do produto comercial pas-sou de 8% para 18%. No presente estudo foiutilizado PAC com basicidade de 67,47%.

A Figura 4 ilustra a participação do meiofiltrante na retenção de impurezas para três en-saios. Na figura citada o gráfico (a representaum ensaio da série C11 sem pré-floculação.

melhora naqualidade daágua filtradaem termos deturbidez, no

ensaio com pré-floculação


FIGURA 4 – COMPARATIVO DA VARIAÇÃO DA PERDA DE CARGA NO MEIO FILTRANTENOS ENSAIOS DE FILTRAÇÃO DIRETA, EM FUNÇÃO DO TIPO DE LEITO E DO COAGULANTE

a produçãoefetiva dos

filtros, relaçãoentre o volumeproduzido e oconsumido nalavagem, variou

de 76,2% a94,5%


TABELA 4 – ALUMÍNIO RESIDUAL NOS ENSAIOS DE FILTRAÇÃO DIRETACOM E SEM PRÉ-FLOCULAÇÃO

Ensaio

C11cpf1

C11spf1

C11cpf2

C11spf2

C11cpf3

C11spf3

C11cpf4

Alumínio Residual

mg/L Al3+

0,17

0,23

0,15

0,25

0,15

0,19

0,09

Ensaio

C11spf4

Ec25cpf1

Ec25spf1

Ec25cpf2

Ec25spf2

Ec25cpf3

Ec25spf3

Alumínio Residual

mg/L Al3+

0,24

0,15

0,32

0,10

0,19

0,09

0,12

Ensaio

Epca25spf1

Epca25cpf1

Epca25spf2

Epca25cpf2

Epca25spf3

Epca25cpf3

Alumínio Residual

mg/L Al3+

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

Nesse caso a retenção de impurezas ocorreupraticamente nos primeiros 30 cm, atingindo seulimite próximo de 50 cm. Esse comportamentoocorreu nos demais ensaios dessa série, comou sem pré-floculação, resultando carreiras decurta duração. Os gráficos (b) e (c) ressaltama diferença da participação do meio filtranteem função da pré-floculação, do antracito comgranulometria maior e do uso do PAC comocoagulante. No caso (b) a participação do leitoatingiu cerca de 1m, e no caso (c), com pré-floculação, atingiu cerca de 1,4m, conseqüên-cia da resistência dos flocos às forças decisalhamento, que possibilitou a sua penetra-ção até as camadas mais profundas do meiofiltrante. Durante os ensaios com pré-floculaçãoobservou-se intensa produção de flocos comtamanho estimado de 0,3 a 0,5mm. A Figura 5mostra a variação da perda de carga total nomeio filtrante e na qualidade da água filtradapara dois ensaios da série Epca25. Percebe-seuma ligeira melhora na qualidade da água fil-trada em termos de turbidez, no ensaio compré-floculação.

Embora o efeito maior da pré-floculaçãotenha sido prolongamento das carreiras de fil-tração pela redução da perda de carga, obser-vou-se uma ligeira melhora na qualidade da águafiltrada. Nos ensaios com sulfato de alumínio,percebeu-se maior estabilidade na qualidade daágua filtrada frente às variações ocorridas nopH de coagulação, havendo pré-floculação. Esseaspecto refletiu-se no controle do alumínio resi-dual conforme a Tabela 4.

Nos ensaios com a pré-floculação as con-centrações de alumínio residual foram meno-res tendo o sulfato de alumínio comocoagulante. Para os ensaios com hidróxicloretode alumínio, a concentração de alumínio resi-dual na água filtrada esteve abaixo do limite dedetecção, independentemente da pré-flocu-lação ou não.

O consumo de água para lavagem dosfiltros teve o seguinte comportamento médio:ensaios da série C11 = 23,8%; ensaios da sérieEc25 = 8,96%; ensaios da série Epca25 = 9,3%- sem pré-floculação e 5,5% - com pré-floculação. Portanto, a produção efetiva dosfiltros, relação entre o volume produzido e oconsumido na lavagem, variou de 76,2% a94,5%.

Conclusões

A aplicação da filtração direta no tratamen-to de águas com presença significativa defitoplâncton requer no mínimo estudos sobre acomposição granulométrica do meio filtrante,para obtenção da carreiras com duração acei-tável.

A pré-floculação mostrou benefícios sig-nificativos em termos de aumento na duraçãodas carreiras de filtração, entretanto o sucessode sua aplicação depende do coagulante utili-zado e das características do meio filtrante. Nopresente estudo o hidróxicloreto de alumínio for-neceu os melhores resultados, enquanto comsulfato de alumínio não houve benefícios em

a pré-floculaçãomostrou

benefíciossignificativosem termos deaumento naduração dascarreiras de

filtração


FIGURA 5 – VARIAÇÕES NA PERDA DE CARGA E NA QUALIDADE DA ÁGUA FILTRADA ENTREENSAIOS DE FILTRAÇÃO DIRETA DESCENDENTE COM E SEM PRÉ-FLOCULAÇÃO

termos de aumento na duração das carreirasde filtração.

A qualidade da água filtrada em termos decor aparente e turbidez foi levemente beneficia-da pela pré-floculação, principalmente com autilização do hidroxicloreto de alumínio. Entre-tanto, os níveis de alumínio residual na água fil-trada foram significativamente menores com apré-floculação utilizando sulfato de alumínio, enão detectáveis pelo método analítico emprega-do, utilizando-se hidroxicloreto de alumínio comou sem pré-floculação;

A pré-floculação com sulfato de alumíniocontribuiu para a manutenção, com maior faci-lidade, dos níveis de qualidade da água filtrada

em termos de cor aparente e turbidez, frenteas variações no pH de coagulação decorrentesdas variações no pH da água bruta, conside-rando o controle operacional do sistema piloto;

Com as alterações estudadas, dentre elasa pré-floculação em meio granular expandidocom duração média de apenas 2,85 min, é pos-sível tratar uma água do tipo da lagoa do Peri,com concentração de fitoplâncton da ordemde 9x104 indivíduos/mL através da filtraçãodireta descendente, produzindo água filtradacom qualidade adequada em termos de cor,turbidez e alumínio residual, e carreiras de fil-tração com duração e produção efetiva acei-táveis.

o hidróxicloretode alumínioforneceu osmelhores

resultados,enquanto com

sulfato dealumínio não

houvebenefícios


Autores

Ramon Lucas Dalsasso,engenheiro sanitarista, mestre em EngenhariaAmbiental, pesquisador do Departamento de

Engenharia Sanitária e Ambiental da Universi-dade Federal de Santa Catarina – UFSC .

Maurício Luiz Sens,engenheiro sanitarista, professor titular doDepartamento de Engenharia Sanitária e

Ambiental da UFSC.

Referências

ARBOLEDA, J. V. Teoría y práctica de lapurificación del agua. Santa Fe de Bogotá.Colombia: McGraw-Hill, 2000. t. 2.

BRANDÃO, C. C. S.; LACERDA, M. R. S.;ABREU, M. C. Influência do tempo defloculação na filtração direta de águas com bai-xa turbidez e teor elevado de algas. In:SIMPÓSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGE-NHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 7.,1996, Lisboa. Anais... Lisboa, Portugal, 1996.

DALSASSO, R. L.; SENS, M. L.;EMMENDOERFER, M. L.; SIMIONI, D.Floculação em meio granular com materiais al-ternativos. In: CONGRESSO BRASILEIRODE ENGENHARIA SANITÁRIA EAMBIENTAL, 22., 2003, Joinvile. Anais...Joinvile, SC: ABES, 2003.

DE PÁDUA, V. L. Filtração direta descen-dente: investigação experimental da coagula-ção, floculação e filtração em instalação piloto.Relatório de atividades PROSAB 3. Universi-dade Federal do Ceará, 2001.

DI BERNARDO, L. et al. Tratamento de águapara abastecimento por filtração direta.PROSAB 3. Rio de Janeiro: RIMA, 2003. 498 p.

RISSOLI, Maria do Carmo M.C., CARVA-LHO, R.P.M. e BRANDÃO, C.C.S. O efeitoda coagulação química na pré-filtração em pe-dregulho de águas com presença de algas, e seupotencial como pré-tratamento para a filtraçãorápida descendente. Anais do XXVII Congres-so Interamericano de Engenharia Sanitária eAmbiental, pp 1-11 Porto Alegre - Brasil, 2000.

SILVA, R. L. Aspectos limnológicos, variabili-dade espacial e temporal na estrutura da comu-nidade fitoplanctônica da Lagoa do Peri. SãoCarlos, 1999. 218 f. Tese (Doutorado) – Uni-versidade Federal de São Carlos.

uma das açõesque têm sido

continuamenterealizadas naSanepar é apesquisa de

vazamentos nassuas redes de

distribuição deágua


Resumo

Dentre diversos programas para reduzir va-zamentos, iniciou-se na Sanepar o Programade Desenvolvimento Tecnológico de Tubula-ções Plásticas, com o objetivo de buscar so-lução para os problemas existentes, nas áre-as de manutenção e operação da Sanepar.Destaca-se que os tubos de PVC DEFOFO(diâmetro externo equivalente ao ferro fun-dido) utilizados nas redes e adutoras apre-sentam de forma crônica rupturas do tipo frá-gil, mesmo sendo fabricados em acordo coma NBR 7665. Uma das ações que têm sidocontinuamente realizadas na Sanepar é apesquisa de vazamentos nas suas redes dedistribuição de água. Esta atividade, emboraeficiente na detecção dos vazamentos e narapidez de execução de seus consertos nãoleva a uma redução do índice de perdas aosníveis desejados porque os consertos e re-paros têm sido realizados com o mesmo ma-terial original da rede. Ficou evidente a ne-cessidade de se encontrar uma solução comnovos materiais, ou um “up grade” dos exis-tentes, visando evitar novos eventos de rup-tura. Com visão sistêmica do problema deperdas fez-se diversas visitas a campo, noEstado do Paraná, e observou-se que o ma-terial não atendia ao desempenho esperado,mesmo estando dentro das exigências dasnormas vigentes. Com a contratação deconsultoria específica, trabalhou-se com re-sultados de pesquisas executadas na Ingla-terra onde ocorreram situações semelhantes

Avaliação da performance do PVCDEFOFO rígido x PVC DEFOFO dúctil: umaalternativa também necessária no Brasil

Raimunda Maria PiresJorge Neves Moll

e pode-se inferir que os problemas na Euro-pa tinham os mesmos sintomas e causas. Estaavaliação, baseada também em pesquisas de-senvolvidas na Europa e nas constatações decampo, com a finalidade de minimizar as rup-turas direcionam as propostas no sentido dese propor norma técnica para os tubos dePVC com melhor resistência à propagaçãoda fissura conhecidos como PVC M ou PVCA, incorporando novos testes, adequando-aàs normas internacionais. Além disso, reco-menda-se melhorias no processo de assen-tamento dos tubos, bem como capacitaçãoda mão-de-obra.

Palavras-chave: PVC DEFOFO, PVC rígido,PVC dúctil, normas, PVC modificado.

Abstract

The Plastic Pipes Technologic DevelopmentProgram was launched in Sanepar as oneamong its several programs to reduce waterlosses. Although manufactured according to thestandard NBR 7665, the DEFOFO PVC pipes(external diameter equivalent to those of castiron ones) used in the networks and in the watermains chronically show fractures of fragiletype. The search for leaks in its waterdistribution networks is one of the actions thathave been continuously taken by Sanepar.Although efficient to detect leaks and swift tocarry out repairs, this activity did not lead to aloss rate reduction to the desirable levelsbecause repairs are made with the same origi-

Performance evaluation of rigid DEFOFOPVC x ductile DEFOFO PVC: An alternative

that is also necessary in Brazil

nal materials of the damaged network. In orderto avoid new fracture events it is evident that asolution with new materials - or an upgrade onthe existing ones - must be found. Keeping inmind a systemic vision of the problem, severalfield visits were made in the State of Paranáand it was observed that the material did notcomply with the expected performance, evenbeing within the current standards. A specificconsultancy work was contracted and theresults of researches carried out in Englandwere considered because similar situationshappened there. Therefore, one can infer thatthe problems with PVC pipes in Europe hadthe same symptoms and causes of those inBrazil. With the purpose of minimizingfractures, this evaluation, which is also basedupon field data and in researches developed inEurope, directs proposals towards a technicalstandard for PVC pipes with a better slowcrack growth resistance, which are known asPVC M or PVC A, including new tests and theadaptation to international standards. Besides,it is recommended that the process for layingpipes must be improved, as well as labor’scapacitation.

Keywords: DEFOFO PVC, rigid PVC, ductilePVC, standards, modified PVC.

Introdução

À medida em que as perdas de água re-presentam grande impacto em custos finan-ceiros, sociais e ambientais é necessário es-tar alerta às novas tecnologias desenvolvidasem caráter mundial e situações similares queocorrem no Brasil, cujas soluções podem edevem ser aplicadas com o objetivo de contri-buir diretamente na solução do problema, ob-jeto desta pesquisa.

A constatação em campo de que o PVCDEFOFO sofre fratura frágil, concorrendo parao maior índice de perdas nos sistemas de abas-tecimento, em redes executadas com este ma-terial, impulsionou o presente estudo no senti-do de apresentar soluções para os problemasenfrentados pelas empresas de saneamento. Oobjetivo é diminuir e, se possível, eliminar as

perdas de água transportada, ocasionadas pelaruptura “tipo frágil” das tubulações. A figura 1demonstra este tipo de ruptura, encontrada nossistemas administrados pela Sanepar no Esta-do do Paraná.

Desde a década de 70 a questão das per-das nos sistemas de abastecimento de águatem sido uma das grandes preocupações emtodos os setores ligados ao saneamento, tantoque hoje já se considera o índice de perdascomo medida de eficiência de um sistema deágua.

Uma das ações que tem sido continua-mente realizada na Sanepar é a pesquisa devazamentos nas suas redes de distribuição deágua. Esta atividade, embora eficiente nadetecção dos vazamentos e na rapidez de exe-cução de seus consertos, não leva a uma re-dução do índice de perdas aos níveis deseja-dos, mas permite identificar as constantes rup-turas nos tubos de PVC DEFOFO. A título deilustração cita-se três ocorrências com rom-pimento longitudinal tipo frágil, registradas emjaneiro e fevereiro de 2000 conforme demons-trado na tabela 1.

No rompimento ocorrido na Rua Cândi-do Hartmann, como se tratava de reincidên-cia, substituiu-se a tubulação de PVCDEFOFO por tubulação de ferro, visando evi-tar novas ocorrências.

Após muitos programas para reduzir osvazamentos, concluiu-se que uma nova abor-dagem do problema se impunha, sendo um de-les o Programa de Desenvolvimento Tecno-lógico de Tubulações Plásticas. A análise doPVC DEFOFO teve início através de pesqui-sa junto às áreas de operação, manutenção eprojeto da Sanepar. Os relatórios encaminha-dos por estes setores à equipe responsável pelapesquisa documentavam ocorrências de rup-turas destes tubos e constituíram subsídiosfundamentais para os resultados deste estu-do. Concomitantemente foi feita a análise dasnormas e especificações vigente, bem comoa contratação de consultoria especializada noassunto.

Outra vertente importante do estudo foi oacompanhamento das ocorrências constatadasem campo, a disponibilização de amostras para

precisa de maisum olho pois foi

acrecentadamais uma

pagina


PVC DEFOFOsofre fratura

frágil,concorrendopara o maior

índice deperdas nossistemas de

abastecimento


FIGURA 1 : RUPTURA “TIPO FRÁGIL” EM TUBOS DE PVC DEFOFO RÍGIDO NO SISTEMA DEABASTECIMENTO DE ÁGUA DE SÃO JOSÉ DOS PINHAIS - PR

TABELA 1 – ROMPIMENTOS DE TUBOS PVC DEFOFO

DATA

4/1/00

5/1/00

18/2/00

LOCAL

Rua.Cândido Hartman, entre Filastro Nunes eNey I. Piá de Andrade - Curitiba

Rua Teodoro Makioka n.º 3919 - Curitiba

Estrada da Roseira, próximo Renault – São Josédos Pinhais

DN

150 mm

200 mm

250 mm

PRESSÃO

50 mca

30 mca

35 mca

exame do fabricante e realização de ensaiospertinentes.

Como o enfoque deste projeto é de natu-reza tecnológica, cujo objetivo é o aperfeiçoa-mento de materiais visando a redução de per-das, houve uma aproximação entre a Sanepare os maiores fabricantes do País, os quais mos-traram-se dispostos a estudar soluções para oproblema.

Em um dos estudos realizados foi identifi-cado que no início da década de 90 países comoa Inglaterra, Nova Zelândia, Austrália e Áfricado Sul passaram a utilizar também o PVC dúctilou modificado. Este material começou a ser uti-lizado para solucionar o mesmo tipo de proble-ma que se enfrenta atualmente no Brasil.

Desenvolvimento

Para a consecução do objetivo proposto,foi analisada a norma vigente no Brasil - NBR7665 - Sistema para adução e distribuição deágua - Tubos de PVC 12 DEFOFO e o proje-to de norma vigente na Inglaterra - BSI PAS27 - Unplasticized poly (vinyl choride) alloy(PVC-A ) pipes and bends for water underpressure. Verificou-se, então que na Inglaterrajá se contemplam vários testes para melhoriada performance do tubo de PVC DEFOFO.Cabe destacar que alguns destes testes já es-tão contemplados nas normas ISO 4422-1Pipes and fittings made of unplasticizedpoly (vinyl chloride) (PVC- U) for watersupply-specificatios Part 1: General e ISO4422-2-2 Pipes and fittings made ofunplasticized poly (vinyl chloride) (PVC-U) for water supply Specifications Part2:Pipes (with or without integral sockets).

Materiais “fortes“ não são necessaria-mente tenazes (tough) e em muitos casospodem ter comportamento frágil. O melhorexemplo é o vidro, que é extremamente resis-tente (forte) mas, pela simples ocorrência deum pequeno risco, defeito ou entalhe pode tor-nar-se muito quebradiço. Isto ocorre devidoàs altas tensões que são desenvolvidas na ex-tremidade do risco, proporcionando o cresci-mento da fissura.

Em adição a necessidade de resistência,rigidez e deformabilidade dos tubos plásticos,uma característica importante é a tenacidade,(toughness) que aumenta a resistência do ma-terial à propagação rápida da fissura. Isto éparticularmente importante no caso do PVC-U, Unplasticized polyvinylchoride ou PVCnão-plastificado, que no Brasil é conhecido porPVC rígido, o qual pode apresentar rupturado tipo frágil seguindo a propagação rápidada fissura na parede do tubo, principalmentequando não for bem processado e bem as-sentado.

A falha frágil é caracterizada por trincasque iniciam e avançam lentamente através deum longo período de tempo. Quando ocasiona-da pelas cargas de reaterro (cargas pontuais)a trinca avança pela parede e após na direçãoaxial. Se o material é de baixa propagação destafratura, os lábios de cisalhamento irão impedira propagação desta fratura. Já a ruptura dúctilocorre quando o tubo está submetido a umasobrepressão contínua e consiste em um au-mentando diametral do mesmo que eventual-mente tomará a forma de um balão e, após,sofrerá a ruptura. Esta forma de ruptura ocor-re em testes preconizados na maioria das nor-mas, mas raramente encontrado em serviço. A

acompanhamentodos vazamentos

nas redes dedistribuição

permitiuidentificar asconstantes

rupturas nostubos de PVC

DEFOFO


FIGURA 2 - DIFERENTES FORMA DE FALHAS EM TUBULAÇÕES

Fonte: os autores

figura 2 ilustra estes dois tipos de falhas.A propriedade que em tubos de plástico é

conhecida como “Fracture Thoughness” é acapacidade do material plástico de resistir a pro-pagação da fratura. Na indústria de água é ine-vitável que os tubos assentados estejam comsobrecargas, arranhados ou com riscos na su-perfície que atuam como tensões concentra-das. Portanto, a característica requerida é dealta resistência à propagação da fratura ou queo material apresente escoamento e plasticidadepara deformar e resistir ao fissuramento (ra-chadura).

Nas extremidades das trincas a concen-tração de tensão leva o material a escoar.Quanto menor a tensão de escoamento maiora zona plástica. É sempre vantajoso ter ummaterial com uma tensão de escoamento bai-xa, o que permitirá gerar plasticidade em umnível de elongação inferior. As zonas plásticasabsorvem energia e geralmente previnem apropagação lenta da fratura. Estas zonas tam-bém são responsáveis por transformar as trin-cas com formato agudo em abauladas, anulan-do, portanto, a concentração de tensão. A trin-

ca passa a significar apenas uma redução dematerial na seção transversal. Um conceito deprojeto inteligente.

A resistência é a capacidade do materialde suportar as solicitações decorrentes das car-gas de tração e compressão. A resistência dostubos de plástico depende de quanto tempo elesestarão sujeitos a uma carga e a uma determi-nada temperatura. Quanto maior a duração dacarga, menor é a resistência. Quanto maior atemperatura, menor é a resistência. Esta perdade resistência dos materiais plásticos sob cargae temperatura é chamada de Creep.

A performance do sistema em plástico de-pende de quatro elementos:• Resistência - Falha na máxima Tensão;

• Tenacidade (Toughness) - Resistência àfratura frágil;

• Ductilidade - Escoamento versus fissuramento,isto é, equilíbrio entre resistência e tenacidade;

• Deformabilidade - Capacidade em absorverdeformação.

o qual podeapresentar

ruptura do tipofrágil seguindoa propagação

rápida dafissura na

parede do tubo


FIGURA 3 – CURVA DE REGRESSÃO

É importante que se tenha o conhecimen-to de que quando se projeta um sistema de tu-bulação pressurizada é necessário estar atentoà tensão induzida na parede do tubo devido àpressão de operação interna. Materiais metáli-cos usados em tubos pressurizados são elásti-cos, isto é; as relações entre tensão e traçãosão lineares e independem do tempo de dura-ção da carga. No entanto, os plásticos são di-ferentes. Sua deformação não é proporcionalà tensão ou independente do tempo de duraçãoda carga.

Plásticos como o PVC ou PE (Polietileno)não têm um comportamento elástico. A maio-ria das equações de projetos que foram deri-vadas da adoção de comportamento elásticopode ainda ser usada, desde que os valores deresistência sejam apropriadamente estabeleci-dos. O uso de equações elásticas requer a se-leção de valores de resistência que levem emconta as respostas às cargas de longa dura-ção. Para materiais como o PVC ou PE, estesvalores são determinados em testes de pres-são, conduzidos em amostras de tubos feitosdo material em avaliação.

Usando a curva de regressão mostradana figura 3, a resistência dos tubos de PVCrígido pode ser calculada para a vida deseja-da de projeto. Na Europa, a vida de projetoadotada é de 50 anos, enquanto nos EUA (queutilizam as normas ASTM D1598 e D2837)esta vida é de 100 anos, sendo que esta dife-

rença é de apenas 3% menor em relação aos50 anos. Na vida de projeto, pode-se identifi-car uma resistência média (ómedia) para o tubocomo mostra a figura 3, e isto normalmente éfeito para uma temperatura de teste de 20°C.Esta resistência do tubo é uma média e nãoleva em conta a pequena variação em tornoda curva de regressão média. Isto, por certo,não é um valor conservador da resistência dotubo.

O limite de confiança inferior (óLCL )Lower Confidence Limit é conservador e levaem conta a pequena variabilidade da resistên-cia do tubo através das fórmulas estatísticas.A indústria européia e americana de tubos plás-ticos adota 97,5% do valor limite da confiançainferior (óLCL) o que implica que na vida de pro-jeto de 50 anos, 97,5% de todos os tubos serãoaprovados. O restante, 2,5% não-aprovados,será coberto pelo fator de segurança adotado.O valor óLCL é calculado com base na ISO TR9080 ou documentos similares, normalmente a20°C (resistências a outras temperaturas po-dem ser calculadas). Para tubos de plástico, ovalor da óLCL é uma propriedade do material eé requerida a fim de possibilitar o cálculo daespessura da parede do tubo, necessária parauma dada pressão de serviço.

O valor final da resistência dos tubos plás-ticos é o MRS (Minimum Required Strength),como resistência mínima requerida, especifica-do na ISO 12162.

a deformaçãodos plásticos

não éproporcional à

tensão ouindependentedo tempo deduração da

carga


óh = Pt (de – e) 2e

Onde:e - espessura da parede mínimade – diâmetro externo médio

óS = MRS C

O MRS discutido é definido a 20°C para50 anos de vida e leva em consideração os valo-res do óLCL que são similares e coloca-os emfamília ou grupos que têm a mesma resistência.Por exemplo, quando a faixa de variação do óLCLvaria de 25,00 a 27,99 MPa o MRS correspon-dente será de 25,00 MPa.

Conceitos utilizados

Craze e CrackCraze é o fenômeno de formação de uma

fissura, é uma região de falha que ainda contémmaterial polimérico que interliga as superfíciesopostas do craze. Esta região não é uma verda-deira fissura (crak), mas está plasticamenteestendida e orientada em uma direção paralelaà tensão aplicada. Internamente disperso den-tro do polímero orientado estão vazios, na formade orifícios muito pequenos, os quais são interli-gados (fibrilamento) para formar canais contí-nuos no craze. Sob carga contínua (como nocaso de tubos sob pressão) crazes poderão apre-sentar uma redução de resistência, a uma ex-tensão onde as fissuras poderão ser formadas.

Crak ou Fissura é um defeito por meio doqual duas novas superfícies são criadas e nãosão ligadas por polímero. Quando uma fissuraestá sendo formada pela aplicação da tensãopoderá haver uma ligação temporária e locali-zada destas superfícies, perto da parte inferiorda fissura. No entanto, esta ligação temporária(craze) poderá ser fraca ou instável ou, subse-qüentemente colapsível, permitindo a propaga-ção da fissura (crak). Portanto o craze poderáser o estágio inicial da fissura propriamente dita(crak).

CreepCreep relaciona a estabilidade dimen-

sional do material sob carga. Em materiaisplásticos esta estabilidade dimensional é im-portante e o tubo deve ser capaz de resistira modestas cargas de tração por longos perí-odos de tempo sem qualquer mudança signifi-cativa nas dimensões ou forma. Creep é, por-tanto, um fator importante a ser consideradoquando se avalia a pressão de trabalho e seuefeito na vida útil do tubo.

Para gerar a relação entre tempo e resis-tência (mantendo a temperatura constante),amostras individuais são sujeitas a teste de pres-são interna (Pt) contínua e pré-determinada quesolicita a parede da amostra do tubo, com umatensão circunferencial (óh). A relação entre ten-são circunferencial (óh ) e pressão interna (Pt)utilizada para tubos plásticos é dada por:

As amostras dos tubos nos laboratórios deteste ficam sob uma temperatura controlada, emum banho de água até o tempo de falha (tf). Noslaboratórios o tempo de teste (tt) pode ser dealgumas horas até tempos superiores a 40 anos.Os dados gerados pelos testes de pressão deum número de amostras de tubos de plásticopermitem construir o gráfico da tensãocircunferencial (óh) contra o tempo de falha (tf)sob uma temperatura determinada. A figura 3apresenta a curva de regressão resultante paratubos de PVC.

Pode ser visto neste gráfico (figura 3) quepara tubos de PVC rígido (ou mesmo para PE),os dados óh/tf caem dentro de uma linha retacom uma razoável aproximação e com baixadispersão. Isto garante uma confiança naextrapolação da resistência dos tubos de plásti-cos para 50 anos, 100 anos ou tempos maiores,a 20°C. Para a construção do gráfico foramadotadas ferramentas complexas de matemáti-ca, como detalhado na ISO TR 9080.

Fator de segurança e tensão de projeto

Para que o usuário final possa trabalharcom total confiança com os tubos de plástico, ovalor do MRS (ou óLCL) é dividido por um fatorde segurança (C) para se chegar a tensão deprojeto óS para tubulação. óS é dada por:

as amostras dostubos nos

laboratórios deteste ficam sob

umatemperatura

controlada, emum banho de

água até otempo de falha


Para tubos de PVC rígido, o “C” normal-mente adotado é 2.0 e depende:

• do material, particularmente do equilíbrio entrea resistência e a propagação de trincas(toughness);

• da performance histórica no campo;

•da preferência do usuário.

Espessura da parede

Nos tubos de plástico a espessura mínimarequerida (emin) em milímetro para uma pressãode trabalho (P) em MPa, e um diâmetro externo(dem) em milímetros, é calculada por:

Rigidez

Rigidez é a capacidade de um tubo plásticode resistir a cargas externas como vácuo, pressãoexterna de água, pressão do reaterro. A rigidez deum tubo plástico é proporcional a inércia versusmódulo de elasticidade. Como o módulo de elasti-cidade dos materiais plásticos é baixo, a rigideztambém apresenta valores menores que os mate-riais tradicionais. Como exemplo pode ser dito queo módulo de elasticidade do PVC que é de 3.000Mpa enquanto o módulo do aço é 200.000 Mpa.

Deformabilidade

Deformabilidade é a capacidade dos ma-teriais plásticos para absorver deformações. A

emin = dem x P 2 x ós + P

deformabilidade, portanto, é um fator importan-te para tubulações plásticas enterradas, uma vezque estas são classificadas como flexíveis,ouseja, quanto maior a deformação permissível,maior poderá ser a deflexão diametral do tubo.A tabela 2 mostra a deformação permissível paradiferentes materiais.

A pesquisa na Europa

Em Barcelona, na Espanha, após adetecção de falhas nos tubos de PVC no fim dadécada de 70, passou-se a utilizar tubos de PE(polietileno) até DN 150 e ferro dúctil nos diâ-metros superiores, conforme informações obti-das junto à empresa Águas de Barcelona.

Na Inglaterra, onde ocorreram os mesmosproblemas, a utilitária North West Water con-tratou, no fim da década de 70, o professor J.M. Marshall, da consultoria da PipelineDevelopment Ltda, para pesquisar as causasdas falhas nos tubos de PVC rígido. O primeirodiagnóstico, segundo MARSHALL (1980),apontava para dois pontos onde havia poucoconhecimento:• Os tubos de PVC rígido para pressão são sen-síveis a defeitos na parede, oriundos do proces-so de extrusão que atuam como pontos de iníciodas fraturas;

• A sensibilidade à fragilidade relativa dos tubosde PVC rígido, pela ação de cargas concentra-das na sua superfície externa oriundas de obje-tos pontiagudos e duros (pequenas pedras), pos-síveis de estar presentes no berço de assenta-mento dos tubos;

Estes problemas iniciais foram contorna-dos da seguinte forma:

TABELA 2 - DEFORMAÇÃO PERMISSÍVEL

MATERIAL DO TUBO

PVC

PE

PRFV*

DEFORMAÇÃO PERMISSÍVEL [%]

2.5 (não é um valor limite)

5.0 (não é um valor limite)

0.5** (valor limite)

*PRFV: Tubo plástico reforçado com fibra de vidro**pode ser maior para resinas específicas

como o módulode elasticidadedos materiaisplásticos é

baixo, a rigideztambém

apresentavalores menores

que osmateriais

tradicionais


• Melhoria no processo de produção, com a eli-minação de defeitos e inclusões na parede dotubo durante a extrusão. Isto foi asseguradopela introdução do primeiro teste de propaga-ção de fratura (teste do anel C), em cada loteproduzido;

• Treinamento do pessoal de campo para a cons-trução de um berço adequado para o tubo dePVC.

Estas ações iniciais amenizaram os proble-mas. No entanto, se fazia necessário desenvol-ver uma nova geração de tubos de PVC, comalteração de seu comportamento quando sujeitoa ação de cargas concentradas, ou seja, alteraro comportamento de ruptura frágil para dúctil.

Na época, o polietileno já era conhecidocomo um material com alta ductilidade, levandoa pesquisa a procurar agregar aos tubos de PVCrígido estas propriedades dúcteis. Isto foi con-seguido misturando ao PVC rígido outros mate-riais de alta resistência à propagação de fratura(acrilatos e polietileno clorado), resultando noPVC-M (PVC Modificado) também conhecidocomo PVC-A (PVC; ou liga de PVC). Um ou-tro tipo de PVC conhecido com excelente pro-priedade de resistência a propagação da fraturaé o PVC-O (PVC Orientado).

Estas pesquisas foram concluídas com êxi-to no final da década de 1980 e já no início de1990 estes tubos foram lançados no mercadoinglês pela empresa Hepworth.

Hoje os tubos de PVC-M já são utilizadosem várias partes do mundo. Para exemplificarpodem ser citadas as seguintes normas vigen-tes: SABS Part II. 1988 (South África), AS 3707(Australian), PINZ 14-1 1997 (NeW Zealand)e Draft BSI spec. PAS 27:1999 (England).

Comentários de testes e comparativo de normas

Teste de Pressão Hidrostática a 20ºCdurante 1 horaA adição de agentes modificadores de im-

pacto ou tenacificantes reduz levemente a re-sistência total do PVC-M, em relação ao PVC-U, mas deixa um considerável aumento em te-

nacidade do tubo de PVC-M, especialmente aresistência do material à propagação das fissuras.Este efeito é mais notado na resistência inicial,a qual não tem muito significado quando se tra-tam de tubos plásticos. Portanto, a resistênciahidrostática do PVC-M a 1 hora é de 36 MPa,comparada a 42 MPa do PVC-U. No entanto, aresistência à falha dos dois materiais é similarem períodos de longa duração.

A curva de regressão para o PVC-M émenos inclinada que o PVC-U (PVC Rígido) oque indica uma melhor retenção das proprieda-des, resultando em um valor mínimo para 50 anosde 24,5 contra 25 MPa para o PVC-U. Ou seja,o PVC-M alcança um valor que pode ser consi-derado igual ao PVC-U.

Levando em consideração que o coefici-ente de segurança do PVC-M é 1,6 (BSI PAS27) e partindo do pressuposto que se adota amesma espessura do PVC-U (NBR 7665) quetem o C.S = 2, o PVC-M que se pretende intro-duzir no Brasil é muito mais seguro que o tuboda NBR 7665 vigente.

Tenacidade do anel (C-ring toughness)A aplicação do teste mecânico de fratura

foi introduzida com o objetivo de obter melhoravaliação da qualidade da formulação e doprocessamento, uma vez que muitas das falhasdos tubos em serviço são iniciadas pela má ins-talação, o que possibilita o aparecimento de umatensão localizada. O exemplo que pode ser cita-do é o de uma pedra pontiaguda.

A resistência à propagação da fratura deum material é uma medida de sua capacidadeem resistir à propagação da fissura. O teste depropagação da fratura foi desenvolvido no sen-tido de medir o processo de crescimento lentoda fissura, ou seja quando do aparecimento do“craze”.

Este teste “C” do anel envolve a prepara-ção do corte de um anel do tubo no qual é feitoum entalhe pontiagudo, com uma profundidadeespecificada e com aplicação de uma tensão pré-calculada para um tempo específico. A cargaserá aplicada a fim de que seja iniciada a propa-gação da fissura. O modo como a fissura se pro-paga e seu comportamento será investigado,para sinalizar a demonstração de ductilidade

adeformabilidade

é um fatorimportante

para tubulaçõesplásticas

enterradas


(pelo branqueamento do material).

Resistência hidrostática a temperaturaelevada – 60ºC

O teste a temperaturas elevadas é essen-cial para a identificação da transição dúctil-frá-gil. O teste de pressão a 20ºC dá uma identifica-ção de melhoria da tenacidade enquanto o testea 60ºC irá claramente expor o limite do materi-al. Se há uma tendência de falha frágil, esta ocor-rerá a alta temperatura. Na BSI PAS 27 nãoconsta este teste, em virtude do PVC-M ter umcomportamento dúctil. O teste de pressão a 60ºCnos tubos de PVC-M mostra falhas dúcteis comexpansão do tubo. O tubo de PVC-M testado a60ºC durante 1.000 horas, atinge o mínimo de12,5 MPa, valor este adotado também para tu-bos de PVC-U (NBR 7665) que é de 12 MPa.

Teste de pressão hidrostática a longoprazo em tubos com entalhe a 20º C(sensibilidade ao entalhe)

Como já explanado anteriormente o desen-volvimento de PVC-M ocorreu em decorrênciada necessidade de melhorar a tenacidade ou aresistência à propagação de fissuras e comoconseqüência, a prevenção do surgimento defalhas frágeis em serviço. Quando do manuseioou instalação dos tubos é comum que a superfí-cie seja arranhada ou assentada no topo de ob-jetos com pontas. Um método para assegurarque falhas frágeis não se desenvolvam, em cur-to ou longo prazo nestas superfícies com enta-lhes sob pressão, é efetuar teste de pressãohidrostática a temperatura elevada, em amostracom entalhe. Nestas condições, foram efetuadostestes nos tubos de PVC-M, com entalhe muitoagudo (raio do entalhe: 0,03 mm) com 20% daespessura de parede, comprimento (L) igual a100mm. Nestas condições o comportamento dotubo foi similar ao tubo sem entalhe, mostrandoescoamento dúctil do material.

Resistência ao impactoA resistência ao impacto, assim como o

teste de cloreto de metileno em tubos de PVCvisa analisar a boa qualidade do processo defabricação dos tubos. O teste de impacto a 0ºCadotado pela norma ISO 3127 tem a finalidade

de apresentar um resultado com menor disper-são em torno do valor médio e ser mais rígido,uma vez que o PVC tem uma maior sensibilida-de ao impacto em baixas temperaturas.

Resistência a pressão a longo prazo -definição da tensão de projeto

Nas normas internacionais ISO/TR 9080(1992) ISO 12162 (1995) ASTM D 1598 eASTM D2837 a resistência dos tubos plásticosé calculada através de ensaio de longa duração(ensaio de 10.000 horas) com extrapolação para50 anos (ISO) ou 100 anos (ASTM). A tensãoresultante deste ensaio é a tensão adotada comoa tensão de projeto para o dimensionamento daespessura de parede, necessária para resistir apressão de projeto do tubo.

A tabela 2 relaciona os testes solicitadospor diferentes normas, comentando a necessi-dade de incorporação de novos testes à normabrasileira visando a melhoria da performance dostubos de PVC DEFOFO.

Conclusões

A resistência dos tubos de plástico depen-de de quanto tempo eles estarão sujeitos a umacarga e a uma temperatura. Quanto maior aduração da carga menor é a resistência. Quan-to maior a temperatura, menor é a resistência.

A chave do critério de performance do sis-tema em plástico depende de quatro elementos:

• Resistência - Falha na máxima tensão;

• Tenacidade (Toughness) - Resistência à fra-tura frágil;

• Ductilidade - Escoamento versus fissuramento,ou seja, equilíbrio entre resistência e tenacidade;

• Deformabilidade - Capacidade para absorverdeformação.

É importante ter-se o conhecimento de quequando se projeta um sistema de tubulaçãopressurizada é necessário dar atenção à tensãoinduzida na parede do tubo, devido à pressão deoperação interna. Materiais metálicos usados em

nova geração detubos de PVC,com alteração

de seucomportamentoquando sujeito

a ação decargas

concentradas


TABELA 2 – TESTES SOLICITADOS PARA O PROJETO DE NORMA PROPOSTO DO PVC-M

o teste depressão a 60º C

nos tubos dePVC-M mostrafalhas dúcteiscom expansão

do tubo


TESTEDimensional (Aparência)Estabilidade dimensional(Longitudinal reversion)Aspecto visual (Freedom from defects)Tenacidade do anel (C-ring toughness)

Temperatura de amolecimento (VICAT)Resistência ao impacto

Teste Cloreto de metileno

Teste de pressão hidrostáticaTemp.: 20ºCTempo: 1hTensão mínima: 36 MPaTeste de pressão hidrostáticaTemp.: 20ºCTempo: 100hTensão mínima: 31 MPaTeste de pressão hidrostáticaTemp.: 60ºCTempo: 1000hTensão mínima: 12,5 MPaTeste de pressão hidrostáticaem tubos com entalhe a 20ºCTemp.: 20ºCTempo: 100hTensão mínima: 31 MPaTeste de pressão hidrostática de longa duração

COMENTÁRIOS

Verifica o comportamento dúctil nafratura, o comportamento frágil não éaceito. Realiza “cloreto de metileno”antes.Verifica qualidade do composto (matéria-prima)Teste de processo:Este teste tem a função de avaliar aqualidade do processo de extrusão e aqualidade de plastificação.A temperatura de 0ºC além de ser mais críticaque a de 20° para o PVC, apresenta resultadoscom menor dispersão em torno da média.Este teste tem a função de avaliar aqualidade do processo de extrusão e aqualidade de plastificação.

Analisa a resistência à propagação doentalhe no tubo sujeito à pressão interna.

Na NBR 7665 a tensão de projeto de12,5MPa adotada, pressupõe que otubo apresente uma resistência de24,5MPa a 50 anos com SF = 2,0. NaBSI PAS 27PVC-M o teste realizado,de acordo com a ISO/TR9080, deveapresentar o valor mínimo de 24,5MPa. Tempo de teste de 10.000 horascom extrapolação para 50 anos.

tubos pressurizados são elásticos, isto é, as rela-ções entre tensão e tração são lineares, eindependem do tempo de duração da carga. Noentanto, os plásticos são diferentes, pois suadeformação não é proporcional à tensão ou in-dependente do tempo de duração da carga.

Plásticos como o PVC ou PE não têm umcomportamento elástico. A maioria das equaçõesde projetos que foi derivada de adoção de com-portamento elástico pode ainda ser usada, des-de que os valores de resistência sejam apropria-damente estabelecidos. O uso de equações elás-ticas requer a seleção de valores de resistênciaque levem em conta as respostas às cargas delonga duração. Para materiais como o PVC ouPE, tais valores são determinados em testes depressão, conduzidos em amostras de tubos fei-tos do material em avaliação.

Baseado no diagnóstico e estudos realiza-dos, a proposta que se faz é que seja feita anorma específica para o PVC-M, tendo comoreferência BSI PAS 27, contemplando os se-guintes testes, que não fazem parte atualmentedo escopo da norma brasileira de PVC-U (NBR7665):

• Cloreto de metileno

• Impacto a 0ºC (em acordo com a ISO)

• Tenacidade do anel (C- ring teste)

• Resistência à pressão hidrostática a 20ºC du-rante 1 hora, reduzindo de 42MPa para 36 MPa

• Resistência à pressão a longo prazo, para defi-nir a tensão de projeto através da curva de re-gressão.

A proposta de nova Norma foi encaminhadaà ABNT pela Sanepar em setembro de 2004.Enquanto isto, a Companhia de Saneamento doParaná está finalizando a norma interna queconstará do Sistema Normativo da empresa eterá aplicação obrigatória a partir de junho de2005.

Desta forma, procura-se atender às neces-sidades de reduzir ou mesmo eliminar vazamen-tos, relativos as tubulações de PVC DE FOFO,

optando-se por uma solução a partir da revisãoaqui proposta, bem como a criação de mecanis-mos para acompanhamento da performancedeste material em campo.

Além disso, recomenda-se melhorias noprocesso de assentamento dos tubos. Uma dasmaneiras de se obter melhor qualidade é por meioda capacitação de mão-de-obra.

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMASTÉCNICAS. NBR 7665: sistema para aduçãoe distribuição de água. Tubos de PVC 12DEFOFO com junta elástica: Requisito. Rio deJaneiro, 1999.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMASTÉCNICAS. NBR 5647: sistema para aduçãoe distribuição de água. Tubos e conexões de PVC6,3 com junta elástica e com diâmetros nomi-nais até DN 100. Rio de Janeiro, 1999.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING ANDMATERIALS. ASTM D 1598: standart methodof test for Time: to-failure of plastic pipe underlong-term hydrostatic pressure. [S.l.], 1997.

_____. ASTM D2837: standart method forobtaining hydrostatic design basis forthermopastic materials. [S.l.], 2001

BRITISH STANDARDS INSTITUTION. BSPAS 27: unplasticized poly (vinyl choride) alloy(PVC-A ) pipes and bends for water underpressure. [S.l.], 1999.

INTERNATIONAL STANDARDIZATIONORGANIZATION. ISO 3127: thermoplasticspipes: determination of resistance to externalblows; round-the-clock method, [S.l.], 1994.

_____. ISO 4422-1: pipes and fittings made ofunplasticized poly (vinyl chloride) (PVC- U) forwater supply: specifications. Part 1: General.[S.l.], 1996.

_____. ISO 4422-2: pipes and fittings made of

a proposta quese faz é queseja feita a

normaespecífica parao PVC-M, tendocomo referência

BSI PAS 27


unplasticized poly (vinyl chloride) (PVC-U) forwater supply: specifications. Part 2: Pipes (withor without integral sockets). [S.l.], 1996.

_____. ISO 12162: thermoplastics materials forpipe and fittings for pressure applications.Classification and designation: overall service(design ) coefficient. [S.l.], 1995.

_____. ISO/ TR 9080: thermoplastic pipe forthe transport of fluids methods of extrapolationof hydrostatic stress rupture data to determinethe long-term hydrostatic strengh ofthermoplastics pipe materials. [S.l.], 1992.

MARSHALL, J. C. M.; MARSHALL, G. P.The development of toughness in plasticspressure pipe by modification of PVC. [S.l.]:Pipeline Developments, 1980.

UNI-BELL PVC PIPE ASSOCIATION.Handbook of PVC pipe design andconstruction. [S.l.: s.n.], 1993.

Autores

Raimunda Maria Pires,engenheira civil, pós-graduada em

Gerenciamento de Projetos (UFPR), pesquisa-dora da Assessoria de Pesquisa e Desenvolvi-

mento da Sanepar.

Jorge Neves Moll,engenheiro civil, mestre em Engenharia

Sanitária,consultor na área de tubulações plásticas.

a proposta denova Norma foiencaminhada à

ABNT pelaSanepar emsetembro de

2004


Reabilitação de redes de ferrofundido. Estudo de caso da cidadede Curitiba

Resumo

No Brasil, a partir do final da década de60, as tubulações de ferro fundido dúctil paracondução de água potável passaram a serfabricadas com revestimento interno protetor, deargamassa de areia e cimento, o que dificulta aformação de tubérculos ao longo de sua vidaútil. Tal prática, porém, não era adotada até en-tão, o que ocasiona até os dias de hoje, em fun-ção da agressividade da água, grandesincrustações que reduzem a seção do tubo e,conseqüentemente, a vazão e a pressão, e com-prometem a qualidade da água distribuída, alémde corrosão, que pode ocasionar fugas de água.Todos estes fatores comprometem o abasteci-mento da população. Apesar destes inconveni-entes, a rede de ferro fundido cinzento, mesmodepois de 50 ou 60 anos em operação, encon-tra-se com grande parte da sua extensão emperfeitas condições mecânicas e, se reabilitada,estará apta a transportar água com confiabilidadepor pelo menos mais cinqüenta anos a um custoinferior ao de uma rede de ferro nova, porémnas mesmas condições. Este artigo descreve osprocedimentos adotados pela Sanepar para rea-bilitação de 120 quilômetros de redes de distri-buição de água, executadas em ferro fundidocinzento na cidade de Curitiba, com tecnologiaalemã, adaptada às necessidades do Brasil.

Palavras-chave: reabilitação; ferro fundido cin-zento; métodos não destrutivos; incrustação;argamassa acrílica.

Abstract

In Brazil, as from the late 1960s, ductile castiron piping for drinking water started to bemanufactured with an internal protectivelining made of a sand & cement mortar meantto reduce the formation of tubercles duringthe pipes’ life. However, such practice wasnot adopted till then, and up to the present,due to the aggressiveness of the water, thisprovokes large incrustations, which reducethe pipes’ section and consequently the waterflow and pressure, thus affecting the qualityof water, besides increasing the pipe’scorrosion, which can cause water leaks. Allthese factors jeopardize the water supply forthe population. In spite of theseinconveniences, and even after 50 or 60 yearsof operation, the gray cast iron network ismostly in perfect mechanical conditions. Ifrehabilitated, it will be capable of reliablyconveying water for at least another 50 years,at a cost that is smaller than that one of anew iron network, under the same conditions.This paper describes the proceedings adoptedby Sanepar to rehabilitate 120 kilometers ofwater distribution network in the city ofCuritiba. This was made with Germantechnology adapted to the Brazilian needs, ongray cast iron pipes.

Keywords: recovering, rehabilitation, gray castiron, non-destructive methods, incrustation,acrylic mortar.

Rehabilitation of cast iron pipenetworks. A case study in the city

of Curitiba

Margareth dos Santos Burger

a rede de ferrofundidocinzento,

mesmo depoisde 50 ou 60

anos emoperação,

encontra-secom grandeparte da suaextensão em

perfeitascondiçõesmecânicas


Introdução

A reabilitação de sistemas de abasteci-mento de água existentes tem sido a tônica demuitas empresas prestadoras de serviços deabastecimento público de água. Uma vezconstruídos os sistemas, de forma a garantir oabastecimento a toda população beneficiada,deve-se atuar na sua manutenção e conser-vação.Os horizontes de projeto variam de acor-do com as demandas, podendo atingir 50 anosou mais, de acordo com as necessidadeidentificadas. Para o caso de redes de distri-buição de água, considera-se 50 anos como otempo necessário para o atendimento das de-mandas de projeto.

Segundo ALEGRE (1996), “reabilitaçãopode ser considerada como todo um conjuntode atividades conducentes a transformar um sis-tema deficiente ou inadequado num sistema queforneça um serviço de boa qualidade aos con-sumidores, com custos de operação razoáveis.Estas atividades podem ir desde a substituiçãoou reparação de condutas à total reconstruçãodo sistema, ou à alteração dos procedimentos emeios de apoio à operação”.

Ainda no mesmo artigo, a autora respon-de a questão por quê e quando reabilitar. Se-gundo ela, “um sistema de distribuição de águarequer ser reabilitado quando atinge um estadoque não lhe permita mais cumprir a missão aque se destina. A chave desta missão é a satis-fação dos consumidores, em termos de quanti-dade e qualidade da água distribuída, bem comooutros aspectos da qualidade do serviço presta-do pela entidade gestora, como seja o custo doserviço. Conseqüentemente, a reabilitação émotivada pela combinação de fatores sociais, desaúde pública, ambientais, econômicos e finan-ceiros. O processo de tomada de decisão tendoem vista a procura da melhor estratégia de rea-bilitação tem que ter em linha de conta todosestes aspectos”.

A crescente urbanização tem gerado, nascidades de médio e grande porte, centros comalto tráfego de veículos e pessoas, o que dificul-ta a execução de serviços de manutenção e re-abilitação, da forma convencional, das unidadeslineares componentes de um sistema de abaste-

cimento de água, ou seja, das redes de distribui-ção de água. Obras oriundas da necessidade deexecução destes serviços nas redes de distri-buição geram transtornos à vida da cidade e, viade regra, são necessárias autorizações específi-cas e sob rigoroso controle para a realizaçãodestes serviços.

Curitiba não foge a esta premissa e con-ta com movimento intenso nas regiões cen-trais da cidade. O subsolo destas regiões re-flete a vida agitada e apresenta tubulaçõescom as mais diversas finalidades como, porexemplo, atender as demandas de telefonia,gás, luz e televisão a cabo. Muito antes, po-rém, destas necessidades advindas de um de-senvolvimento tecnológico sem precedentes,este subsolo foi escavado com o objetivo dese instalar tubulações destinadas a levar águaaos domicílios dos curitibanos e coletar osesgotos por eles gerados. O lançamento dapedra fundamental do reservatório do Alto SãoFrancisco, em 1904, dá início ao saneamentode Curitiba. A sua inauguração, em 24 deagosto de 1908 caracteriza o início de opera-ção. O sistema de distribuição de água foiconstruído com tubulações de ferro fundidocinzento. Até os dias de hoje a rede instaladano início do século passado mantém a sua in-tegridade física.

Atualmente, a prática amplamente ado-tada para reabilitação da capacidade de trans-porte das redes de distribuição de água execu-tadas em ferro fundido cinzento, que apresen-tam incrustações, é a sua substituição por re-des de PVC. Este procedimento é executado acustos plenamente aceitáveis e em prazossatisfatórios, porém causa transtornos relevan-tes em regiões centrais de grandes cidades queapresentam ruas destinadas apenas à circula-ção de pedestres e espaços exclusivos paracirculação de veículos de transporte coletivo,entre outros. Portanto, a utilização e sistemati-zação de novas tecnologias para reabilitaçãode redes de distribuição de água por meio deMétodos Não Destrutivos (MND) impõe-secomo alternativa importante em locais onde oacesso às tubulações enterradas torna-se ex-tremamente trabalhoso em função dos motivosjá expostos (figuras 1 e 2).

obras oriundasda necessidade

de execuçãodestes serviçosnas redes dedistribuição

geramtranstornos à

vida da cidade


FIGURA 1 – VALA PARA IMPLANTAÇÃO/REABILITAÇÃO DE REDES DE FORMA

CONVENCIONAL

FIGURA 2 – REABILITAÇÃO DE REDES PORMND- SEM INTERFERÊNCIA NA ROTINA

DA CIDADE

Outro aspecto, de interesse histórico, é aidade de alguns trechos das redes objeto destareabilitação. A Sanepar tem buscado preservara história do saneamento no Paraná e, embora oobjetivo da utilização desta técnica para reabili-tação de redes não seja o resgate histórico, nãose poderia deixar de mencionar este valor. Se-

gundo SCHUSTER (1997), “o saneamento bá-sico do Paraná ocupa uma grandeza infinitesimaldesse tempo e espaço e o seu passado históricoguarda passagens ainda não reveladas. E essepassado deve ser buscado sempre mais a fundopara que seja a história preservada”.

Com o objetivo de recuperar a capacidadede distribuição de água de redes de ferro fundi-do cinzento incrustadas, que apresentam redu-ção de diâmetros, ou seja, da capacidade detransporte e comprometimento da qualidade daágua, notadamente no que se refere à cor, aSanepar implementou projeto piloto de reabilita-ção de redes, por meio de um método nãodestrutivo. Além de remover as incrustações, éfeito um revestimento na rede para que o pro-blema não volte a ocorrer. Um exemplo deincrustação é apresentado na figura 3.

FIGURA 3 – AMOSTRA DE INCRUSTAÇÃONA REDE DE FERRO FUNDIDO CINZENTO

O processo de recuperação por meio delimpeza e revestimento em argamassa acrílicapermite:• recuperar a capacidade de distribuição darede, melhorando significativamente as suascondições hidráulicas, minimizando possíveisfaltas d’água decorrentes de incrustações;• eliminar os problemas decorrentes do forne-cimento de água suja;• garantir a proteção contra corrosões eincrustações;• identificar e consertar vazamentos;• verificar a estrutura física da rede;• garantir a integridade da mesma por um perí-odo histórico de pelo menos mais 50 anos.

com o objetivode recuperar acapacidade dedistribuição deágua de redes

de ferrofundidocinzento

incrustadasa Sanepar

implementou oprojeto piloto

de reabilitaçãode redes


Processo

O processo consiste basicamente na lim-peza da tubulação com a remoção deincrustações e no posterior revestimento comargamassa acrílica. Antes da execução dos ser-viços, com o objetivo de avaliar o estado dastubulações e planejar o trabalho, são realizadassondagens e/ou vídeo-inspeção por meio da in-trodução de microcâmeras na tubulação.

Acesso à tubulaçãoO acesso à tubulação se dá por meio da

escavação de apenas duas valas de acesso comaproximadamente 1,0m x 1,5m no começo e nofim do trecho, de cerca de 100 metros, em rea-bilitação. A abertura da vala é executada manu-al ou mecanicamente. Eventualmente é neces-sária a escavação de vala intermediária no meioda quadra quando esta tiver extensão maior que100 metros. Para a execução das valas de aces-so é realizado estudo prévio das interferênciasno subsolo, como galerias de águas pluviais, tu-bulações de gás, dutos telefônicos, elétricos, re-des de esgoto. As valas de acesso, após a con-clusão dos serviços e enquanto não foremreaterradas, são cobertas com placas de aço oumadeira, de forma a garantir o acesso de veícu-los e pedestres com plena segurança.

O acesso ao interior da tubulação é feitoatravés do corte e retirada de pequenos trechosde tubo denominados carretéis, que permitementrada e saída de materiais e equipamentos paraexecução dos serviços. Após o corte da tubula-ção, o trecho que se manterá em operação éisolado de forma a garantir o abastecimento dorestante da rede que não está em processo dereabilitação. Na eventualidade dos serviços ul-trapassarem 24 horas, o abastecimento é garan-tido por meio de ligações provisórias em PEAD.

Limpeza da tubulaçãoA limpeza interna da tubulação se dá por

meio da introdução de equipamentos formadospor coroas de lâminas de aço cortantes segui-das de rodos de borracha que fazem a raspa-gem das incrustações existentes (figura 4). Osraspadores são arrastados mecanicamente pormeio de guinchos hidráulicos de dez toneladas

situados nas extremidades do trecho em reabili-tação. A velocidade de arraste deve ser rigoro-samente constante, controlada eletronicamenteno painel de controle do equipamento, de formaa evitar imperfeições na raspagem. Para a lim-peza completa da tubulação, o equipamento éarrastado tantas vezes quantas sejam necessá-rias para que todo o material destacado da tubu-lação seja retirado completamente (figura 5). Nosramais domiciliares é injetado ar comprimido emcontrafluxo através da ligação predial para re-moção dos resíduos provenientes da limpeza. Alimpeza remove completamente todos os cor-pos estranhos, de forma a garantir o perfeitocontato entre a tubulação e o revestimento a serexecutado.

A limpeza das superfícies internas dos car-retéis e das singularidades é efetuada manual-mente.

Revestimento

Concluída a raspagem com a retirada detodo material incrustado, passa-se para a próxi-ma etapa que é o revestimento da tubulação comargamassa.

O revestimento é executado com argamas-sa acrílica que permite uma expectativa de vidamaior que a argamassa de areia e cimento. Aargamassa acrílica é argamassa de areia e ci-mento, aditivada com polímeros ou resina acrílica,tornando-a mais nobre e aumentando as carac-terísticas de adensamento, impermeabilidade,

FIGURA 4 – RASPADORES DE AÇO E RODOSDE BORRACHA

o acesso àtubulação se dá

por meio daescavação deapenas duas

valas de acesso,no começo e nofim do trecho

em reabilitação


coesão, fluidez, trabalhabilidade e durabilidade.A mistura dos componentes da argamassa

é realizada mecanicamente em recipiente semarestas, permitindo perfeita homogeneidade.

Características da argamassaO aglomerante hidráulico utilizado trata-se

de cimento Portland de acordo com as NBR5732/1991, 5735/1991, 11718/1992 ou 5737/1992.Em função das condições específicas a que aargamassa estará submetida, podem ser empre-gados outros tipos de cimento, ficando esta de-cisão a cargo das partes interessadas.

A areia usada é constituída de partículasgranulares inertes, duras, resistentes e estáveis,com distribuição granulométrica controlada, aten-dendo a NBR 7211/1983. A água deve ser ne-cessariamente potável.

Os aditivos aplicados têm que ser compa-tíveis com cimento, não ser à base de cloretos enão comprometer a potabilidade da água. Quan-do o aditivo for uma emulsão polimérica de baseacrílica, ele deve acrescentar à argamassa empreparo as seguintes propriedades:• reduzir a relação água/cimento;• aumentar a resistência mecânica da argamas-sa, sem perder a trabalhabilidade;• reduzir a permeabilidade;• baixar a permeabilidade a cloretos;• aumentar a durabilidade da argamassa;• não ser tóxico ou inflamável;• poder ser usado tanto em superfícies verticaiscomo horizontais.

Antes da aplicação do revestimento, todasas aberturas na tubulação como hidrantes, ven-tosas, derivações e ramais são fechadas ade-quadamente. O material utilizado para o fecha-mento destas singularidades é retirado após oprocesso de revestimento sem lhe causar ne-nhuma espécie de dano.

A argamassa acrílica é inserida na tubula-ção pelo processo de pulverização centrifugada,que consiste na introdução de turbina pneumáti-ca com duas entradas, uma para argamassa eoutra para o ar comprimido (figura 6). Após apulverização, a argamassa é secada com arquente de forma controlada, a temperaturas en-tre 40 e 50ºC para acelerar a cura. Em quatrohoras após a secagem, o abastecimento podeser restabelecido.

Os procedimentos permitem também iden-tificar vazamentos na rede, uma vez que, feita alimpeza e o posterior revestimento, quando dasua recarga eventuais orifícios serão identifica-dos, pois com a recuperação da pressão, o va-zamento aflora à superfície. Para estes casos, oconserto na rede é feito imediatamente com subs-tituição do trecho danificado. É possível aindaverificar os serviços por meio de filmagem dointerior da rede enquanto esta ainda estiver semcarga, o que permite a identificação de pontosde fuga e ligações clandestinas. Logo após areabilitação, geralmente durante o processo dedesinfecção, o vazamento aflora, se torna visí-vel e é imediatamente reparado.

Após a retomada do abastecimento, equi-

FIGURA 5 – ESQUEMA DO PROCESSO DE LIMPEZA

antes daaplicação dorevestimento,

todas asaberturas natubulação são

fechadasadequadamente


FIGURA 7 – CONEXÃO REVESTIDAMANUALMENTE

Procedimentos e ações

Experiência da Sanepar

Internalização da tecnologiaReclamações de falta de água ou de água

suja em diversos sistemas da empresa levam abusca constante de alternativas para a soluçãodesses problemas. A substituição de redes anti-gas de ferro por novas em PVC tem sido umasolução econômica adotada em larga escala, noentanto nem sempre indicada. Para grandes sis-temas, como o caso de Curitiba, que apresentatráfego intenso nas regiões centrais, vias desti-nadas a pedestres e canaletas exclusivas para otráfego de ônibus, a simples substituição redun-da em transtornos de grande impacto para apopulação, para o comércio e para a organiza-ção do tráfego. Estes impedimentos, muitas ve-zes, levam a se postergar a substituição, o quepode gerar insatisfação dos clientes com rela-ção à falta de água ou fornecimento de águavermelha.

O sistema de abastecimento de água dacidade de Curitiba, operado pela Sanepar, contacom mais de 5.300 quilômetros de redes de dis-tribuição de água em operação, sendo 350 qui-lômetros em ferro fundido, apresentando emmuitos casos corrosões e incrustações devido àagressividade da água. Os efeitos indesejadospara os casos de corrosão são as fugas de água,aumentando o índice de perdas reais no siste-ma, além da possibilidade de contaminação das

FIGURA 6 – ESQUEMA DO PROCESSO DE REVESTIMENTO

pes de pesquisa realizam inspeção com o objeti-vo de identificar algum vazamento que eventu-almente não tenha aflorado.

Serviços complementares

Para o caso de trechos em que não é pos-sível executar a limpeza e revestimento em fun-ção da tubulação estar com as característicasmecânicas comprometidas, apresentando vaza-mentos ou em diâmetros inferiores a 75mm, areabilitação se dá por meio da substituição dotrecho por uma nova tubulação.

O revestimento dos carretéis e das singu-laridades é efetuado manualmente (figura 7).Es-tas peças são reinstaladas após os serviços derevestimento.

para o caso detrechos em quenão é possível

executar alimpeza e

revestimento areabilitação sedá por meio dasubstituiçãopor uma nova

tubulação


foram decisivos na postergação dos serviços, ten-do sido adotadas soluções paliativas de forma agarantir o abastecimento.

O projeto foi dividido em dois lotes, sendoo primeiro de aproximadamente 54 quilômetrose o segundo de 70 quilômetros. Os resultadosobtidos no piloto e nos dois lotes são apresenta-dos na tabela 1 e seqüenciais.

Antes do início dos serviços, os clientes dasáreas que sofreram interferências foram comu-nicados por meio da entrega de folhetosexplicativos, em que constam a data e informa-ções sobre os serviços que seriam executados(figura 8).

FIGURA 8 – FOLHETO EXPLICATIVOENTREGUE AOS CLIENTES

redes por elementos estranhos originários dosolo. No caso da formação de tubérculos, ouseja, das incrustações, a redução da seção darede é significativa, comprometendo a capaci-dade de transporte da água e gerando um gran-de número de reclamações por falta de água,além de água suja.

A Sanepar conta com áreas específicas desuporte aos processos operacionais, responsá-veis, entre outras atividades, pela busca einternalização de tecnologias ainda desconheci-das ou não aplicadas no âmbito da empresa.

Com o objetivo de avaliar a necessidade ea aplicabilidade dos serviços ofertados, um en-genheiro da área de suporte esteve em diversasunidades da empresa com representantes de umaempresa executora dos serviços. Em conjuntocom a Unidade de Distribuição de Curitiba, op-tou-se pela execução de projeto piloto com oobjetivo de avaliar todo o processo, desde a ga-rantia de abastecimento, a mínima interferênciano tráfego e nas demais atividades da cidade,até os custos envolvidos.

O projeto piloto envolveu quase 1.500metros de rede de ferro fundido cinzento locali-zada no centro da cidade. A obra teve duraçãode 13 dias sem nenhuma interrupção no abaste-cimento.

O projeto piloto, além de avaliar atecnologia e os resultados obtidos, permitiu tam-bém dar amplo conhecimento aos técnicos daempresa envolvidos com o assunto, a partir davisitação ao canteiro de obras onde sempre ha-via técnicos disponíveis, para demonstração dasatividades do processo de reabilitação.

Os resultados obtidos na área piloto foramplenamente satisfatórios, o que levou a Unidadede Distribuição de Curitiba (USDICT) a optarpor esta tecnologia para reabilitação de aproxi-madamente 120 quilômetros de redes de ferrofundido nas regiões centrais da cidade, envolven-do áreas extremamente adensadas, espaços ex-clusivos para circulação de pedestres e veículose o setor histórico da cidade. Estas regiões jáapontavam para a necessidade de algum tipo dereabilitação há alguns anos. Porém, os transtor-nos que poderiam ser ocasionados por reabilita-ções convencionais, ou seja, substituição de re-des sem aplicação de métodos não-destrutivos,

os clientesforam

comunicadospor meio daentrega defolhetos

explicativos, emque constavam

a data einformações

sobre osserviços que

seriamexecutados


Avanço tecnológicoOs equipamentos utilizados no projeto pi-

loto consistiam de um caminhão de revestimen-to com guincho manual, um guincho de 10 tone-ladas rebocado, um gerador e um compressortambém rebocados (figura 9).

Para a execução da reabilitação nos lotes01 e 02 foi utilizado caminhão combinado, com-posto por gerador, compressor, bombas de arga-massa, sistema de aquecimento de ar, sistema dehidrojateamento e um turbo guincho para dez to-neladas de tração e com autopropulsão, de formaa reduzir ainda mais os impactos causados à po-pulação (figura10).

Resultados

Projeto PilotoNa extensão total do projeto piloto, de apro-

ximadamente 1.500 metros, houve apenas umponto da rede com comprometimento da estrutu-ra física do tubo, o que confirmou a expectativade integridade física das redes de ferro fundido.

Após a conclusão dos serviços do projeto pi-loto, a Unidade de Distribuição de Curitiba levan-tou os custos finais da reabilitação, comparando-

FIGURA 9 - EQUIPAMENTOS UTILIZADOSNO PROJETO PILOTO

os com a substituição por PVC e por ferro dúctil-FD para as mesmas condições, conforme tabela1. Os custos envolvidos, na ocasião da execuçãodo projeto piloto, foram inferiores aos pesquisadospara outras regiões do País, e a avaliação da pro-dutividade aliada à economia de escala permitiuainda mais a redução dos custos para a execuçãodos serviços objeto do projeto – Lote 01.

Segundo CAPRIGLIONI (2002), “a rea-bilitação da rede de ferro fundido tem uma gran-de vantagem financeira numa comparação di-reta com sua substituição por material similar.No caso da troca por PVC, embora haja peque-na desvantagem financeira, isto é compensadopela qualidade infinitamente melhor do ferro fun-dido. Embora cada trecho deva merecer umaanálise de viabilidade técnica e financeira parareabilitação, por meio do projeto piloto pudemosobservar que o método pode ser utilizado emlarga escala e contribuir para que o imensopatrimônio subterrâneo e em bom estado sejaaproveitado, com economia, respeito à popula-ção e ao meio ambiente.”

FIGURA 10 - EQUIPAMENTO COMBINADO

TABELA 1 - COMPARAÇÃO DE CUSTOS - 2002

Diâmetro Nominal

DN (mm)

75

100

Substituição por PVC

(R$/m)

37,15

41,49

Substituição por FD

(R$/m)

71,95

83,21

Reabilitação

(R$/m)

49,43

53,61Fonte: USDICT 2002.

foi utilizadocaminhãocombinado

composto porgerador,

compressor,bombas deargamassa,sistema de

aquecimento dear, sistema de

hidrojateamentoe um turbo

guincho paradez toneladas

de tração e comautopropulsão


FIGURA 11 – PERCENTUAL DECOMPROMETIMENTO DAS TUBULAÇÕES POR

DIÂMETRO

A média de vazamentos causados por fu-ros e trincas antigos, provocados por corrosão eprotegidos pelas incrustações antes da limpeza,ramais com vazamentos e ferrules abandona-dos (figura 12), encontrados no período de ju-nho a dezembro de 2003, foi de 3,45vaz./km ,enquanto a média de 2002 para o sistema deCuritiba foi de 0,92vaz/km USDICT (2002).

FIGURA 12 – REPRESENTATIVIDADE DOSTIPOS DE VAZAMENTOS ENCONTRADOS

Projeto – Lote 01Ao longo de todo o trabalho foram avaliadas

as condições mecânicas e hidráulicas das tubula-ções e observou-se que 84,41% apresentavam-seem boas condições mecânicas, porém com níveisaltos de incrustações, comprometendo desta for-ma o fluxo normal de abastecimento. Os trechosque apresentavam incrustações passaram pelo pro-cesso completo de limpeza e revestimento.

As redes revestidas representaram 15%e sofreram somente o processo de limpezacom o objetivo de se assegurar que os tre-chos não estavam obstruídos por nenhum ele-mento estranho como pedras, pedaços demadeira e eventual incrustação.

Dos 54.154 metros reabilitados, apenas 317metros, ou seja, 0,59%, tiveram que ser substi-tuídos por não apresentaram condições de re-cuperação por ter sua integridade física com-prometida.

A extensão e o percentual representativopor diâmetro são apresentados na tabela 2 efigura 11.

TABELA 3 – CUSTOS PROJETO – LOTE 01E RESPECTIVA REDUÇÃO EM RELAÇÃO AO

PROJETO PILOTO - 2002

Diâmetro Nominal

DN (mm)

75

100

Reabilitação

(R$/m)

42,25

47,37

Redução de

Custo (%)

14,52

11,64

Os custos de contratação objeto do proje-to – Lote 01 são apresentados na tabela 3.

A tabela 4 demonstra a recuperação de pres-são em alguns setores de manobra, bem como aextensão reabilitada. A extensão total da tabela 3representa 50% da extensão total reabilitada.

TABELA 2 - NÍVEL DE COMPROMETIMENTO DAS TUBULAÇÕES REABILITADAS- PROJETO – LOTE 01

Procedimentos

Limpeza/ revestimento

Limpeza

Substituição

Diâm.nominal 75mm

extensão

41.555

6.503

317

%

76,73

12,01

0,59

Diâm.nominal 100mm

extensão

4.157

1.622

%

7,68

3,00

Fonte: GMCT- 2004

Fonte: USAC - 2002

observou-seque 84,41%

apresentavam-se em boascondiçõesmecânicas,porém com

níveis altos deincrustações,

comprometendoo fluxo normal

deabastecimento


TABELA 4 – RECUPERAÇÃO DE PRESSÃO (P)

Setor de Manobra

0004200512

0003000218

0004000307

0004200421

0009100111

0004200403

0004000111

0006100501

0006100502

0007000105

0004000134

0005000204

0004000105

0004000112

0004000135

0006100328

0003000104

0004100212

0003000132

0003000134

0004000210

0004000309

Extensão

Reabilitada (m)

999

951

828

2880

2454

2200

1335

1069

764

769

465

1615

708

220

164

2939

636

1290

840

481

2793

865

Pmáxima antes

reabilitação (mca)

5

15

5

5

8

5

4

5

5

5

5

5

10

12

12

5

4

5

4

4

10

5

P depois reabilitação (mca)

Mínima

15

15

15

20

20

20

15

15

15

15

20

25

25

20

20

15

20

5

20

20

15

20

Máxima

20

30

20

30

25

30

20

35

35

25

35

30

28

25

25

40

25

35

25

25

25

35

Fonte: Sanepar 2003

Projeto – Lote 02A comprovação da eficiência do método

para reabilitação de redes, notadamente noque se refere à recuperação das pressões, foidefinitiva na decisão de se reabilitar atravésdo mesmo procedimento mais um lote, agorade 70 km, objeto de concorrência internacio-nal e com recursos financiados pela CaixaEconômica Federal – FGTS. De 15.000m rea-bilitados até a conclusão deste artigo 76%passaram pelo processo de limpeza e revesti-mento e 24% apenas pelo processo de limpe-za. Nesta extensão não foi necessária a subs-tituição de tubulações, uma vez que todo o tre-cho encontrava-se com a sua integridade físi-

ca preservada. A extensão e o percentual re-presentativo por diâmetro são apresentados natabela 5.

Apesar da extensão apresentada na tabe-la 5 representar apenas 20% de toda a previstajá é possível notar um aumento na extensão dastubulações que sofrerão apenas o processo delimpeza. Este aumento é natural, uma vez queos serviços iniciais foram destinados a regiõesmais críticas e em setores mais antigos da cida-de. Na seqüência dos serviços é compreensívelque, ao longo dos trechos em processo de reabi-litação, sejam encontradas tubulações de ferrojá revestidas por se tratarem de redes executa-das a partir da década de 70, já fabricadas com

no Lote 01, dos54.154 metrosreabilitados,apenas 317

metros, ou seja,0,59%, tiveram

que sersubstituídos


FIGURA 13 – RESULTADO FINAL – TUBULAÇÃOREVESTIDA X TUBULAÇÃO INCRUSTADA

Conclusões e recomendações

O objetivo central da reabilitação de redesde distribuição de água é promover a melhoriadas condições hidráulicas, a recuperação dacapacidade de transporte e da confiabilidade darede e a eliminação de água vermelha, porémhá que se registrar outras vantagens oriundasdeste serviço, como o conhecimento da rede e aconseqüente atualização cadastral, a identifica-ção de vazamentos e a readequação de setoresde manobra.

A reabilitação de redes de ferro fundidopor meio de Método Não Destrutivo para diâ-metros a partir de 75mm é ferramenta absoluta-mente viável em sistemas de grande porte, comredes de ferro íntegras física e mecanicamente.Os resultados obtidos pela Sanepar comprovamobjetivamente a eficiência do método e a exce-lente relação custo x benefício, porém não sepode deixar de levar em consideração outrosaspectos relevantes como o mínimo distúrbio paraos clientes de um modo geral, que na maioriados casos não percebem a realização da obra,bem como a satisfação dos comerciantes quenão têm suas atividades prejudicadas pela exe-cução de valas com rompimento de pavimentose grandes interferências tanto na circulação depedestres como de veículos.

Os custos da reabilitação por meio deMétodo Não Destrutivo são inferiores aos cus-tos de substituição de rede existente por uma

TABELA 5 - NÍVEL DE COMPROMETIMENTO DAS TUBULAÇÕES REABILITADAS – LOTE 02

Procedimentos

Limpeza/ revestimento

Limpeza

Diâm.nominal 75mm

extensão

10.718

2.263

%

71,45

15,08

Diâm.nominal 100mm

extensão

651

1.375

%

4,34

9,17

Fonte: URCTLeste-2004

TABELA 6 - ELEVAÇÃO DOS CUSTOS DA REABILITAÇÃO E INFLAÇÃO NO PERÍODO NOV/ 02 A AGO/04

Diâmetro Nominal

DN (mm)

75

100

Lote 02

R$/m

47,83

50,40

Lote 02 - % elevação

em relação ao Lote 01

13,2

6,4

Inflação no período

%

17

17

Fonte: USAQ 2004

revestimento interno protetor.Embora, para o Lote 02 do projeto, os pre-

ços da reabilitação tenham sido elevados emrelação aos do lote 01, estes valores são inferio-res à média da variação, no mesmo período, damão-de-obra da construção civil e dos combus-tíveis, itens relevantes na composição dos cus-tos de reabilitação (tabela 6).

Os materiais alternativos mais comunspara implantação e reabilitação de redes deabastecimento de água, bem como suas van-tagens e desvantagens são apresentados natabela 7.

O resultado final do revestimento, em com-paração com a rede de ferro fundido cinzentoincrustada, é demonstrado na figura 13.

a reabilitaçãode redes de

ferro fundidopor meio deMétodo NãoDestrutivo éferramenta

absolutamenteviável em

sistemas degrande porte


100 anosNBR6916, NBR7661/EB43, NBR7663/EB303,NBR8682Durabilidade; poucas ações de manutenção;ampla linha de conexões; resistência a rompimentos;facilidade de localização com equipamentosespecíficos.

Custo implantação; abertura de valas; retirada ereposição de pavimentos em todo o trecho; podenecessitar proteção catódica; transtornos no tráfego evias de acesso; peso.

50 anosNBR6916, NBR7560, NBR7661/EB43,NBR7663/EB303, NBR8682Durabilidade; poucas ações de manutenção;ampla linha de conexões; custo implantação;não necessita valas; retirada e reposição depavimento em no máximo 3 pontos da quadra;recuperação da capacidade hidráulica da redeantiga comparada a uma rede nova de FºFº;facilidade de localização com equipamentosespecíficos; baixos transtornos à população.

Pode necessitar de proteção catódica.

50 anosISO 4427Baixos índices de manutenção; custo implantação;possibilidade reabilitação não-destrutiva(relining e pipe bursting); baixo índice de vazamentos;material utilizado p/distribuição de gás (estanqueidade);possibilidade de instalação sem abertura de valas (furodirigido); simplicidade execução de valas (alinhamen-to); leve; baixa rugosidade (s/ incrustrações); bobinasde 100m até DN 100; permite curvatura sem utilizaçãode conexões (reduzido núm.conexões); intercambiávelcom conexões de ferro.Material pouco aplicado na Sanepar; mão-de-obraespecializada; transtornos no tráfego e vias deacesso; dificuldade de localização com equipamentosespecíficos; retirada e reposição de pavimentos emtodo o trecho.

50 anosNBR 5647, NBR 7665, ISO TR 9080Custo de implantação; material conhecidona empresa; leve; baixa rugosidade;ampla linha de conexões; intercambiávelcom conexões de ferro.

Maiores ações de manutenção emrelação ao Ferro e ao PEAD; transtornosno tráfego e vias de acesso; dificuldadede localização com equipamentosespecíficos; retirada e reposição depavimentos em todo trecho.

ITEMDiam. NominalEquivalência de custos*Vida ÚtilNormas

Vantagens

Desvantagens

Ferro Fundido Novo80 (equivale 75)

3,701004,00

Ferro Fundido Reabilitado75

1,561001,74

os custos dareabilitaçãopor meio deMétodo Não

Destrutivo sãoinferiores aos

custos desubstituição

de rede


TABELA 7 –MATERIAIS PARA REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA - VANTAGENS E DESVANTAGENS

*Considerando que os custos podem variar ao longo do tempo os mesmos são apresentados de forma relativa. O coeficiente 1,00corresponde em 2004 a R$ 27,4. **Custos sem inclusão das conexões a cada 100mGecip–/Margareth/Raimunda -26/01/2004

PVC751

1001,26

ITEMDiam. NominalEquivalência de custos*Vida ÚtilNormasVantagens

Desvantagens

PEAD75

1,44**100

1,63**

handbook. Arizona: McGraw-Hill, 1999.

NAYYAR, M. L. Piping handbook. USA:McGraw-Hill, 1992.

SCHUSTER, Z. L. L. Água & esgoto: histó-ria e estórias paranaenses.Curitiba: Sanepar, 1997.

Agradecimentos

À engenheira Marisa Sueli S. Capriglionida Sanepar, coordenadora do projeto; aos en-genheiros Diniz de Medeiros Barbosa, RoseMargareth E. Jablinski e Cláudio Jablinski daempresa Tejofran; ao engenheiro Carlos J. S.C. Nery da empresa Saint Gobain, pelas in-formações que subsidiaram a elaboração desteartigo.

Autora

Margareth dos Santos Burger,engenheira civil, especialista em hidrologia

pela Universidade de Pádua - Itália.Na Sanepar, atuou nas áreas de

desenvolvimento operacional e controle deperdas e atualmente integra a Assessoria de

Pesquisa e Desenvolvimento (APD).

nova rede de ferro dúctil, solução raramenteadotada. Ainda que os custos desta reabilitaçãosejam superiores à substituição por redes de PVCa recomendação é que seja feita a reabilitaçãopor meio de limpeza e revestimento onde há re-des de ferro fisicamente íntegras, dos dois ladosda rua.

Embora a indicação inequívoca de reabili-tação por meio do Método não Destrutivo des-crito neste artigo seja para grandes centros ur-banos, a tecnologia não pode ser desprezada paracidades de menor porte, desde que as redes te-nham diâmetro igual ou superior a 75mm.

Referências

ALEGRE, H. Diagnóstico de sistemas de abas-tecimento de água. In: ENCONTRO NACIO-NAL DE SANEAMENTO, 7., 1996, Coimbra,Pt. Anais... Coimbra, Pt, 1996.

BARBOSA, D. M. Reabilitação de redes deferro fundido: especificação básica 01/2000.São Paulo: Tejofran, 2000.

_____. Reabilitação de redes de ferro fun-dido em Curitiba: projeto piloto São Paulo:Tejofran, 2002.

BRITO, S. R. de. Saneamento de Curitiba.Departamento de Água e Esgoto, 1934.

CAPRIGLIONI, M. S. S. Justificativa/Viabi-lidade: PL 004/02. Curitiba: Sanepar/ USDICT,2002.

COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICODO ESTADO DE SÃO PAULO. NTS 030:revestimento interno com argamassa acrílica,para tubulações de aço, ferro fundido e ferrodúctil de pequenos diâmetros, destinados à con-dução de água. São Paulo, 1997

COMPANHIA DE SANEAMENTO DOPARANÁ. Unidade de Serviço de Distribuiçãode Curitiba. Especificação técnica reabilita-ção de redes. 2002.

MAYS, W. M. Water distribution systems

a tecnologiatambém podeser usada emcidades de

menor porte,desde que arede tenha

diâmetro igualou superior a

75 mm


Resumo

Neste trabalho pesquisou-se a incidência e otempo de sobrevivência de coliformes totais eE.coli bem como procedeu-se o isolamento eidentificação de fungos em amostras de água“in natura”. As amostras foram coletadas antesde a água chegar à estação de tratamento, noRio Iguaçu e nas barragens dos rios Iraí ePassaúna, que abastecem Curitiba-PR e regiãometropolitana. As análises dos fungos foramrealizadas com três amostragens de cada rio. Apartir dos resultados deste trabalho observou-seque os coliformes totais tiveram seu maior tem-po de sobrevivência no Rio Iguaçu onde perma-neceram viáveis por sete semanas. Oscoliformes fecais apresentaram tempo de sobre-vivência menor, sendo detectados até a quintasemana no Rio Iguaçu e na barragem do rio Iraí.Dezesseis gêneros de fungos filamentosos fo-ram identificados nas amostras; Acremoniumsp., Aspergillus sp.; Bipolaris sp.,Cylindrocladium sp., Epicoccum sp.,Fonsecaea sp., Fusarium sp., Mucor sp.,Penicillium sp., Phoma sp., Rhizoctoniasp.,Scopulariopsis sp.,Trichoderma sp., outrosfungos dematiáceos e Mycelia sterilia I e II.Os fungos encontrados nas amostras são todossaprófitas do solo o que, com os resultados dasanálises bacteriológicas, confirma a condição depoluição destes rios.

Palavras chaves: Água de rio, coliformes to-tais; Escherichia coli; fungos.

Abstract

Research on the incidence and survival time oftotal coliform bacilli and E. coli, and on isolationand identification of fungi in “in natura” watersamples. Before the treatment plant’s waterintakes, samples were collected at the IguaçúRiver and at the Iraí and Passaúna dams, whichsupply Curitiba and its Metropolitan Area, in thestate of Paraná. The analyses of the fungi weremade in three samples collected from each river.From the results, it was observed that the totalcoliform bacilli had their longest survival time atthe Iguaçú River, where they remained viablefor seven weeks. Fecal coliform bacilli showeda shorter survival time, being detected up to thefifth week at the Iguaçú River and at the IraíRiver dam. Sixteen filamentous fungi genuseswere identified in the samples: Acremonium sp.,Aspergillus sp., Bipolaris sp., Cylindrocladiumsp., Epicoccum sp., Fonsecaea sp., Fusariumsp., Mucor sp., Penicillium sp., Phoma sp.,Rhizoctonia sp., Scopulariopsis sp.,Trichoderma sp., other dematiaceous fungi andMycelia sterilia I and II. The fungi that werefound are all soil saprophytes, which, togetherwith the results of the bacteriological analyses,confirm the pollution condition of these rivers.

Sobrevivência de coliformes totais eEscherichia coli, isolamento eidentificação de fungos em amostrasde água “in natura”

Mônica Paul FreitasIda Chapaval PimentelCarlos Roberto DalkeRodrigo Makowiecky Stuart

_

_

Survival of total coliform bacilli andEscherichia coli, isolation and

identification of fungi in “in natura”water samples

os coliformesfecais

apresentaramtempo de

sobrevivênciamenor, sendo

detectados atéa quinta

semana no RioIguaçu e na

barragem do rioIraí


Keywords: River water, total coliform bacilli,Escherichia coli, fungi.

Introdução

A água é um recurso natural que vem sen-do contaminado em decorrência do desenvolvi-mento industrial, do crescimento demográfico eda ocupação do solo de forma intensa e acele-rada. Isto vem provocando o comprometimentodos recursos hídricos para o consumo humano,recreação e múltiplas atividades, aumentandoconsideravelmente o risco de transmissão dedoenças de origem hídrica.

Segundo GORDON (2001), a contamina-ção fecal da água é considerada um risco àsaúde humana, e há uma preocupação quantoao nível de bactérias do grupo coliforme emfontes naturais. A origem destes coliformespode ser proveniente da contaminação fecalhumana, de animais domésticos e selvagens,como também de sistemas sépticos inadequa-dos, ou transbordamentos de esgotos. Estasbactérias podem representar risco à saúde ouainda indicar a presença de outros microor-ganismos patogênicos como, por exemplo, ovírus da hepatite A.

Testes de rotina simples da qualidadebacteriológica da água de consumo são feitospara detectar a presença de bactérias do gru-po coliforme, que atuam como indicadores depoluição fecal, e evidenciam a possibilidadeda presença de microorganismos patogênicos.Gosto e odor anormal na água potável são as-sociados à presença de microorganismosprocarióticos como bactérias, actinomicetos ecianobactérias, porém fungos podem estar en-volvidos (STANDARD METHODS FORTHE EXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER, 1995).

Os fungos podem ser encontrados em di-ferentes habitats aquáticos, como rios, lagos,estuários, águas residuais, etc. A correlação en-tre a densidade dos fungos e o acúmulo de ma-téria orgânica, sugere que os fungos podem serusados como indicadores de poluição. Infeliz-mente, nenhuma espécie ou grupo em especialtem sido identificado como importante neste sen-tido (STANDARD METHODS FOR THE

EXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER, 1995).

A ocorrência e distribuição da maioria dosfungos são afetadas pela presença de poluiçãoorgânica na água. Em água corrente não polu-ída existe um grande número de espécies re-presentantes dos chamados autênticos fungosaquáticos (espécies com zoósporos flagelados),Hyphomycetes aquáticos e fungos de solo (in-cluindo fungos leveduriformes). Águas mode-radamente poluídas contêm esporos ou célulasdos três grupos acima citados, porém possuemum número relativamente maior de fungos desolo em relação aos dois outros grupos. E emáguas muito poluídas predominam os fungos desolo, incluindo também as leveduras(STANDARD METHODS FOR THEEXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER, 1995).

Este trabalho teve como objetivo deter-minar o tempo de sobrevivência de coliformestotais e E. coli, bem como isolar e identificaros fungos presentes nas amostras de águas doRio Iguaçu e das barragens dos rios Iraí ePassaúna.

Materiais e Métodos

Coleta das amostrasAs amostras de água foram coletadas em

frascos de cinco litros na barragem dos rios Iraíe Passaúna e no Rio Iguaçu, que abastecem acidade de Curitiba-PR e Região Metropolitana.Essa coleta foi realizada antes de a água entrarna estação de tratamento, sendo chamada deanálise bruta da água.

MetodologiaO trabalho foi dividido em duas etapas pa-

ralelas, em uma delas foram realizadas as análi-ses bacteriológicas e na outra o foco de estudofoi o isolamento e identificação de fungos pre-sentes nas mesmas amostras.

As análises bacteriológicas foram realiza-das utilizando a técnica da membrana filtrantesegundo o STANDARD METHODS FOR THEEXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER (1995), no laboratório daSANEPAR, Curitiba – PR.

determinar otempo de

sobrevivênciade coliformestotais e E. coli,

isolar eidentificar os

fungospresentes doRio Iguaçu e

rios Iraí ePassaúna


As análises dos fungos foram realizadascom três amostragens de cada rio, sendo a pri-meira no dia 3 de outubro de 2003, a segunda nodia 30 de outubro de 2003 e a terceira no dia 28de novembro de 2003.

Para a detecção e quantificação dos fun-gos foi usada a técnica de Pour Plate, utilizan-do o meio batata dextrose ágar (BDA) pH 6,8adicionado do antibiótico estreptomicina (100 mg/ L). Em cada placa foram colocados 1 mL daamostra e 10 mL de meio BDA, sendo esteshomogeneizados através de movimentos de ro-tação.

Após a solidificação do meio, estas placasforam incubadas a uma temperatura entre 20°Ce 24°C, recebendo iluminação indireta(STANDARD METHODS FOR THEEXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER, 1995). A leitura foi realizadamediante a contagem do número de colôniasformadas após cinco e sete dias.

Foi realizada a purificação dos fungosisolados para a obtenção de colôniasmonospóricas, colocando uma porção domicélio das colônias em tubos de ensaio con-tendo 2,0 mL de solução de “TWEEN 80”0,01%v/v esterilizado e submetidos à agita-ção por dois minutos com o auxílio de um agi-tador. Após a agitação, com o auxílio de umamicropipeta, foram retirados 30 mL da sus-pensão de esporos, semeados em placas dePetri contendo meio BDA e incubados a 28°Cpor três a sete dias dependendo da taxa degerminação dos esporos.

Após o crescimento das colônias, a identi-ficação dos isolados foi realizada mediante a ob-servação macroscópicas de suas colônias e mi-croscópicas de suas estruturas de reprodução(sexual e assexual), onde foi utilizada a técnicade microcultivo (KERN e BLEVINS, 1999) eliteratura especializada (ELLIS, 1971, 1976;BARNETT e HUNTER, 1972; AINSWORTH,SPARROW e SUSSMAN, 1987; ARX, 1974;KONEMAN e ROBERTS, 1987; LARONE,1987).

Resultados e discussãoPela técnica da membrana filtrante foi pos-

sível observar a presença de coliformes totais

até a sétima semana no Rio Iguaçu, até a quintasemana na barragem do Rio Iraí e, na barragemdo Rio Passaúna, estes foram detectados ape-nas nas duas primeiras semanas.

Os coliformes fecais foram detectados atéa quinta semana no Rio Iguaçu e na barragemdo Rio Iraí, e até a segunda semana na barra-gem do Rio Passaúna.

As amostras de água do Rio Iguaçu apre-sentaram uma maior contaminação porcoliformes quando comparadas com as amos-tras dos demais rios. Uma possível explicação éo fato de que o Rio Iguaçu é mais “rico” emmatéria orgânica e com isso há uma maior dis-ponibilidade de recursos para as bactérias.

As amostras da barragem do Rio Passaúnaapresentaram menor número e tempo de sobre-vivência de coliformes, sendo estes observadossomente até a segunda semana.

Fatores que comumente limitam a sobre-vivência de bactérias na água incluem o baixonível de nutrientes disponíveis, a falta de oxigê-nio (para as aeróbicas) como também as ativi-dades competitivas, antagônicas e predatóriasda população microbiana indígena (BANNING,et al. 2003).

Com relação à pesquisa de fungos, foi pos-sível identificar 16 (dezesseis) gêneros de fun-gos nas amostras de água analisadas (Tabela1), dentre os quais estão Penicillium sp.,Aspergillus sp., Scopulariopsis sp.,Trichoderma sp., Cylindrocladium sp., Phomasp., Mucor sp., Rhizoctonia sp., Fonsecaea sp.,Fusarium sp., Acremonium sp., Bipolaris sp.,Epicoccum sp., Mycelia sterilia I, Myceliasterilia II, e um fungo dematiáceo não identifi-cado. No Rio Iguaçu foi detectada a presençade 8 (oito) desses gêneros, no Iraí 9 (nove), e noPassaúna 5 (cinco).

Na amostra da barragem do Rio Iraí fo-ram isoladas 152 colônias pertencentes a novegêneros (tabela 1). Na amostra do Rio Iguaçuforam identificados oito gêneros, porém o nú-mero de colônias isoladas foi maior que nas de-mais amostras, 258 colônias (tabela 1). Na bar-ragem do Rio Passaúna foi encontrado um me-nor número de gêneros e colônias isoladas, ten-do sido identificadas trinta e três colônias per-tencentes a cinco gêneros (tabela 1).

as amostras dabarragem doRio Passaúnaapresentarammenor número

e tempo desobrevivênciade coliformes


Segundo STANDARD METHODS FORTHE EXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER (1995), os autênticos fungosaquáticos, formadores de zoósporos, não sãoadaptados a águas poluídas. Nesta situação sãomais comuns os fungos originários do solo, in-cluindo as leveduras, dados que concordam comos resultados encontrados no presente trabalho,em que a grande maioria dos gêneros identifica-dos é saprófita de solo, o que confirma o estadode poluição dos rios em questão.

A população de fungos em água é com-posta principalmente de Aspergillus,Penicillium, Fusarium, Cladosporium,Epicoccum e Mucor (KHALLIL, 1992), coin-cidindo com alguns gêneros encontrados nestetrabalho.

HIREMATH et al. citado por KHALLIL(1992) demonstrou que A. flavus, A. niger, ePenicillium oxalicum aparecem constantemen-te em percentuais altos em águas residuais e

lagoas. As fontes mais prováveis destes fungosterrestres são os animais ou plantas e partículasde solo.

Confirmando os resultados obtidos no pre-sente trabalho, WARRIS (2001), observou queáguas não tratadas podem conter uma quanti-dade elevada de fungos filamentosos. Além dis-so, em águas tratadas, o processo de tratamen-to é insuficiente para eliminar estes micro-organismos, pois a cloração nem sempre temefeito nos conídios dos fungos.

Para ARVANITIDOU et al. (2000), exis-te uma predominância de fungos dematiáceosisolados de água potável, mais especificamenteCladosporium, Phoma , Alternaria, eAspergillus fumigatus. Segundo o mesmo au-tor, fungos filamentosos possuem distribuiçãoampla, e são encontrados onde houver matériaorgânica, sendo na maioria das vezes parasitase apesar da larga ocorrência destes organismos,não se tem dado muita importância à sua pre-

Aspergillus niger

Acremonium sp.

Bipolaris sp.

Cylindrocladium sp.

Dematiáceo

Epicoccum sp.

Fonsecaea sp.

Fusarium sp.

Mucor sp.

Mycelia sterilia I

Mycelia sterilia II

Penicillium sp.

Phoma sp.

Rhizoctonia sp.

Scopulariopsis sp.

Trichoderma sp.

TOTAL

1

54

1

1

20

8

5

89

2

13

55

6

6

80

3

68

13

11

92

1

4

7

8

1

1

2

1

8

32

3

19

42

61

1

31

1

1

33

2

0

3

1

2

3

Rio Iguaçu Rio Iraí Rio Passaúna

2

64

64

TABELA 1 – NÚMERO DE COLÔNIAS DE FUNGOS ISOLADAS DAS TRÊS AMOSTRAS DE ÁGUADO RIO IGUAÇU E DAS BARRAGENS DOS RIOS IRAÍ E PASSAÚNA

Gêneros

em águastratadas, oprocesso detratamento éinsuficientepara eliminar

estesmicroorganismos


bactériaspodem crescer

no micéliodo fungo

protegendo-sedos

desinfetantes eobtendo

nutrientes

sença e significado nos meios aquáticos.Alguns gêneros encontrados neste traba-

lho como Aspergillus sp. e Fusarium sp. foramcitados por BRANCO (1986), como gêneros quefreqüentemente, mas não obrigatoriamente cres-cem em ambientes com poluição orgânica e osgêneros Acremonium sp. e Trichoderma sp.,entre outros, como gêneros que toleram a polui-ção orgânica, mas que normalmente não vivemnestes ambientes.

Em ARVANITIDOU et al. (2000), foi con-firmada correlação significativa entre o total defungos e a maioria das bactérias indicadoras depoluição, dados que concordam com o SEIDLERet al. citado por ARVANITIDOU et al. (2000)que observou que algumas bactérias podem cres-cer no micélio do fungo protegendo-se dos de-sinfetantes e obtendo nutrientes.

Confirmando ARVANITIDOU et al.(2000), neste trabalho, foi identificado um totalde 16 gêneros, dos quais oito foram observa-dos no Rio Iguaçu, nove na barragem do RioIraí e cinco na barragem do Rio Passaúna. Ouseja, nas águas do Rio Iguaçu e na barragemdo Rio Iraí, onde a presença de bactériasindicadoras de poluição se mostraram maioresem relação à barragem do Rio Passaúna, foiobservado um maior número de gêneros defungos.

Essa diferença na riqueza de gêneros tam-bém pôde ser observada quando comparamosas três amostras de cada rio. Nos três rios hou-ve maior número de gêneros na primeira amos-tra (seis na amostra do Rio Iguaçu, oito na amos-tra do Rio Iraí e três na amostra do RioPassaúna) a qual foi realizada na mesma sema-na onde também foram observados os maioresvalores de NMP (n.º mais provável) decoliformes totais e fecais.

BRANCO (1986) cita que alguns fungospodem testemunhar a presença de material fecalna água, uma vez que, durante uma fase de suavida, pelo menos, viveram obrigatoriamente noambiente intestinal de animais herbívoros comoé o caso do gênero Mucor sp., encontrado emuma amostra do Rio Iguaçu.

A análise de rios e de redes de trata-mento de água revela que não é comum en-contrar fungos patogênicos ao homem e aos

demais vertebrados mesmo em águas poluí-das, porém esta hipótese não pode ser total-mente descartada (STANDARD METHODSFOR THE EXAMINATION OF WATERAND WASTEWATER, 1995).

ARVANITIDOU et al., (2000) observouque os fungos são habitantes naturais do solo eda água e que algumas espécies podem se tor-nar patogênicas ou oportunistas ao homem. Fun-gos patogênicos são agentes de uma variedadede infecções, e parte destas são maisfreqüentemente observadas em pacientesimunocomprometidos, como é o caso dos gêne-ros Fonsecaea sp. isolado na amostra de águada barragem do Rio Iraí e o gênero Aspergillussp., isolado nas amostras dos três rios, que po-dem ser considerados patogênicos ao homem.

Conclusão

A partir dos resultados obtidos concluiu-seque os coliformes totais tiveram seu maior tem-po de sobrevivência no Rio Iguaçu onde perma-neceram viáveis por sete semanas. Oscoliformes fecais apresentaram um tempo desobrevivência relativamente menor, sendo de-tectados até a quinta semana nas amostras dosrios Iguaçu e Iraí.

Com relação aos fungos, a maioria dosgêneros encontrados neste trabalho é comumno solo, sendo identificados nas três amostrasum total de dezesseis gêneros. Os resultadosencontrados na pesquisa dos fungos concordamcom os encontrados na pesquisa de coliformes,sendo possível identificar um maior número degêneros de fungos de solo em amostras onde aanálise bacteriológica revelou haver um maiornúmero de coliformes totais e fecais.

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIASANITÁRIA: Portarias. Disponível em:< http://www.anvisa.gov.br/portarias/518_00.html>Acesso em: 30 maio 2004.

AINSWORTH, C. C.; SPARROW,F. K.;SUSSUMAN, A. S. The fungi. New York:Academic Press, 1973. v.4a.


Rio Iguaçu eRio Iraí, onde a

presença debactérias

indicadoras depoluição semostrarammaiores emrelação à

barragem doRio Passaúna,foi observado

um maiornúmero degêneros de

fungos


ARVANITIDOU, M.et al. A. Occurrence anddensities of fungi from northern Greek coastalbathing waters and their relation with faecalpollution indicators. Water Research. v. 36, p.5127-5131, 2002.

ARVANITIDOU, M. et al. High level ofrecovery of fungi from water and dialysate inhemodialysis units. Journal of HospitalInfection. v. 45, p. 225-230, 2000.

BANNING, N.; TOZE, S.; MEE, B. J.Persistence of biofilm-associated Escherichiacoli and Pseudomonas aeruginosa ingroundwater and treated effluent in a laboratorymodel system. Microbiology. v. 149, p. 47-55,2003.

BARNETT, H. C.; HUNTER, B. B. Ilustratedgenera of imperfect fungi. 3nd. ed. Mineapolis:Burgess Publications, 1972.

BRANCO, S. M. Hidrobiologia aplicada aengenharia sanitária. 3. ed. São Paulo:CETESB/ ASCETESB, 1986.

CRUZ, L. C. H. Micologia veterinária.Itaguaí: UFRJ-Imprensa Universitária, 1981.

ELLIS, M. B. More dematiaceoushyphomycetes. Surrey, Common HealthMycological Institut, 1976.

FUJIKAWA H.; KAI, A.; MOROZUMI S. Anew logistic model for Escherichia coli growthat constant and dynamic temperatures. FoodMicrobiology. v. 21, p. 501-509, 2004.

GORDON, D. M. Geographical structure andhost specificity in bacteria and the implicationsfor tracing the source of coliform contamination.Microbiology. v. 147, p. 1079-1085, 2001.

GRANT, W. D.; LONG, P. E. Microbiologiaambiental. Zaragoza, Espanha: Acribia, 1989.

HARRISON, S. J.; MOSS, S. T.; JONES, E.B. G. Fungal adhesion in aquatic hyphomycetes.International Biodeterioration. v. 24, p. 271-

276, 1988.

HENDRY, G. S.; JANHURST, S.; D.;HORSNELL, G. Technical note some effect ofpulp and paper wastewater on microbiologicalwater quality of a river. Water Research. v.16, p. 1291-1295, 1982.

KERN, M. E.; BLEVINS, K. S. Micologiamédica. 2. ed. São Paulo: Premier, 1999.

KHALLIL, A. M,; ABDEL-SATER, A. M.Fungi from water, soil and air polluted by theindutrial effluents of manquabad superphosphatefactory: Assiut, Egypt. InternationalBiodeterioration & Biodegradation. v. 30,p. 363-386, 1992.

KONEMAN, E. W.; ROBERTS, G. D.Micologia prática de laboratório. BuenosAires: Médica Panamericana, 1987.

LARONE, D. H. Medically important fungi:a guide to identification. New York: Elsevier,1987.

LENNETTE, B. H. T. Microbiologia clínica.3. ed. Buenos Aires: Médica Panamericana,1982.

PELCZAR, M. J. Jr. Microbiologia: concei-tos e aplicações. 2. ed. São Paulo: MakromBooks, 1996. v. 2.

ROITMAM, I. Tratado de microbiologia. SãoPaulo: Manole, 1987. v. 1.

SAVAGEAU, M. A. Escherichia coli habitats,cell types, and molecular mechanisms of genecontrol. Am Nat, v. 122, p. 732-744, 1983.

STANDARD METHODS FOREXAMINATION OF WATER ANDWASTEWATER. MicrobiologicalExamination: part 9000. 19th. ed. Washington,1995.

SUBERKROPP, K. et al. Effect of sewagetreatment plant effluents on the distribution of

Autores

Mônica Paul Freitas,acadêmica do curso de Ciências Biológicas

da UFPR.

Ida Chapaval Pimentel,agrônoma, mestre em Microbiologia Agrícola e

doutora em Processos Biotecnológicos,professora adjunta Ido Departamento de

Patologia Básica da UFPR.

Carlos Roberto Dalke,graduado em Economia e em Ciências

Contábeis, professor especialista de AnálisesMicrobiológicas do Centro Tecnológico Senai,professor de Microbiologia Aplicada ao Meio

Ambiente no curso de pós-graduação daUniversidade Estadual de Ponta Grossa.

Rodrigo Makowiecky Stuart,biólogo, mestrando em Microbiologia

Agrícola na Escola de AgriculturaLuiz de Queiroz – USP.

fungos sãohabitantes

naturais do soloe da água e que

algumasespécies podem

se tornarpatogênicas ouoportunistas ao

homem


aquatic hyphomycetes in the River Erms, Schw.Bische Alb, F. R. G. Aquatic Botany. v. 32, p.141-153, 1988.

TAN, T. K.; LIM, G. A comparison of fungi frompolluted water. Enviromental Pollution. v. 35,p. 57-65, 1984.

TORTORA, G. J. Microbiologia. 6. ed. PortoAlegre: Artmed, 2000.

TRABULSI, L. R. Microbiologia. 3. ed. SãoPaulo: Atheneu, 1999.

VON ARX, J. A. The genera of fungisporulation in pure culture. 2. ed. Vaduz: J.Cramer, 1974.

WARRIS, A. et al. Recovery of filamentousfungi from water in a pediatric bone marrowtransplantation unit. Journal of HospitalInfection. v. 47, p. 143-148, 2001.

Agradecimentos

À Sanepar e ao CTInfra 3 da UFPR, peloapoio ao projeto.

Resumo

A distribuição desigual da pressão exercida pelaexpansão urbana e por diversas açõesantropogênicas, desfigurou em grande parte osaspectos originais da paisagem da Região Me-tropolitana de Curitiba, onde se localizam as ca-beceiras da bacia hidrográfica do Rio Iguaçu.Essas alterações causaram desequilíbrio na di-nâmica dos corpos d’água da bacia, resultandono empobrecimento de sua fauna aquática. Es-tes fenômenos, associados à atual configuraçãoe administração das unidades de conservaçãolocais, as quais ainda não garantem uma efetivaproteção da ictiofauna, correspondem ao gran-de desafio de desenvolvimento sustentável regio-nal. Para lidar adequadamente com esses pro-blemas, a gestão dos recursos hídricos deve es-tar associada aos planos diretores locais, defi-nindo diretrizes de uso e ocupação do solo regi-onal e buscando políticas de habitação, levando-se em consideração as restrições impostas pelosuporte natural, como o caráter endêmico daictiofauna do alto curso do Rio Iguaçu.

Palavras-chave: conservação; ictiofauna; de-gradação ambiental; gestão de recursos hídricos.

Abstract

The uneven distribution of the pressure causedby urban expansion and by several anthropogenic

actions in great part disfigured the originalaspects of the natural landscape in theMetropolitan Area of Curitiba, where theheadwaters of the Iguaçú River’s hydrographicbasin are located. These changes causedunbalanced effects in the basin’s water dynamics,which resulted in the impoverishment of theaquatic fauna. These phenomena, associated tothe present configuration and management ofthe local preservation units, which still do notassure an effective protection of theichthyofauna, are related to the great challengeof a regional sustainable development. In orderto properly deal with these problems, themanagement of hydric resources should beassociated with local urban plans, definingguidelines for regional soil use and occupation,and searching for habitation policies, alsoconsidering the restrictions imposed by the na-tural environment, such as the endemic characterof the Iguaçú River’s high stream’s ichthyofauna.

Keys words: preservation, ichthyofauna,environmental degradation, water management.

Introdução

O crescimento rápido da população urba-na e da industrialização está submetendo os re-cursos hídricos e a capacidade de proteçãoambiental de muitas cidades a graves pressões.Essa situação leva à poluição pela descarga de

A ictiofauna do alto curso do RioIguaçu na Região Metropolitana deCuritiba, Paraná: perspectivas parasua conservação

Vinícius AbilhoaCláudia Regina Boscardin

The icthyofauna of the Iguaçú river’s highstream in the Metropolitan Area of

Curitiba, state of Paraná: Perspectives forits preservation

alteraçõescausaram

desequilíbriona dinâmicados corposd’água da

bacia,resultando no

empobrecimentode sua fauna

aquática


é necessária aadoção de

medidas quecontemplem a

complexidade eo dinamismo da

RegiãoMetropolitanade Curitiba,

desacelerandoo estado demodificaçãoambiental

resíduos municipais e industriais, combinada coma exploração excessiva dos recursos hídricosdisponíveis, e ameaça o meio ambiente marinhoe de água doce (BEZERRA et al., 2002).

Nas últimas décadas, o crescimento urba-no no Brasil tem se concentrado em regiõesmetropolitanas, que atuam como pólos regionaisde desenvolvimento sócio-econômico (SANTOSe SILVEIRA, 2002). Os efeitos desse processoincidiram diretamente sobre a infra-estruturaurbana e os recursos naturais, afetando os sis-temas de abastecimento de água, esgoto sanitá-rio, drenagem e a dinâmica dos ecossistemas.

Essa problemática também está presentena bacia do Alto Rio Iguaçu, inserida na RegiãoMetropolitana de Curitiba, comprometendo aqualidade das suas águas e provocando uma sériede perturbações no funcionamento dosecossistemas aquáticos.

Tais alterações têm causado desequilíbriona dinâmica dos corpos d’água da bacia do RioIguaçu, resultando no empobrecimento de suafauna aquática, e como o caráter endêmico daictiofauna nesta região é de aproximadamente80%, os riscos de extinção têm característicasglobais, diferentemente do que ocorre em ou-tras bacias do Rio Paraná.

Baseados no atual conhecimento sobre aictiofauna e as pressões exercidas pelo desenvol-vimento regional, a proposição de soluções defini-tivas para a sua conservação ainda é prematura.Todavia, é necessária a adoção de medidas quecontemplem a complexidade e o dinamismo daRegião Metropolitana de Curitiba, desacelerandoo atual estado de modificação ambiental e garan-tindo a manutenção do equilíbrio da estruturapopulacional da fauna de peixes.

Aspectos gerais da área

A região denominada aqui por “AltoIguaçu” não possui definição formal de seus li-mites, aceitando-se que compreenda o trechodesde suas nascentes até a divisa entre o Pri-meiro e o Segundo Planalto Paranaense, onde oRio Iguaçu corta a Escarpa Devoniana em umlongo trecho de corredeiras (MAACK, 1981),sendo que a partir da localidade de EngenheiroBley (Porto Amazonas) essa escarpa se dilui, e

os limites entre os planaltos não podem mais serdiferenciados através deste acidente geográfi-co (BOGNOLA et al., 2002).

Neste trecho superior do Rio Iguaçu locali-za-se a Região Metropolitana de Curitiba (RMC),dentro do Primeiro Planalto Paranaense. As con-figurações fisiográficas mais marcantes dessaregião apresentam-se à leste e ao sul. À lesteestá a Serra do Mar, uma das principais reservasflorestais do Estado, em cujas vertentes encon-tram-se os mananciais que alimentam os afluen-tes do Rio Iguaçu. Ao sul, sobre um relevo planode solos hidromórficos sujeitos a inundações, adrenagem apresenta um aspecto anastomosado,com inúmeras lagoas naturais e artificiais distri-buídas ao longo das extensas áreas de várzea.

A Região Metropolitana de Curitiba é com-posta por 26 municípios, concentrando cerca de25% da população total e 30% da populaçãourbana do Estado do Paraná. Esta região formauma área de urbanização contínua que refletemais a expansão das áreas urbanas de Curitibado que o crescimento independente e autônomodos municípios conurbados (COMEC, 2001).

A área total da RMC possui cerca de 10mil km2 e uma população estimada de mais de2,5 milhões de habitantes, com densidadespopulacionais nos municípios variando de 11,14hab/km2 em Bocaiúva do Sul, até densidadeselevadas como em Curitiba com 3.655 hab/km2.Deve-se observar que a grande parcela da po-pulação ocupa o “Altíssimo Iguaçu”, com des-taque para Curitiba que possui cerca de 60% dapopulação total (SUDERHSA, 2000).

O meio natural

A posição geográfica da região proporcio-na a ocorrência de atributos naturais diversifi-cados, cuja interação modela feições dentro deuma dinâmica na qual o material geológico e oclima foram os principais elementos deste pro-cesso, gerando ecossistemas com característi-cas distintas.

O clima da região é considerado como tem-perado-úmido, sem uma estação seca definida, comtemperaturas médias inferiores a 22ºC para o mêsmais quente e temperaturas médias superiores a10ºC na maior parte do ano (IAPAR, 1978).


No Primeiro Planalto, devido à baixadeclividade, o Rio Iguaçu apresenta meandroscom amplas curvaturas e extensas várzeas, ca-racterísticas que lhe conferem aspecto senil. Emconjunto com as lagoas naturais e as cavas re-sultantes da extração de areia, este ambienteforma um canal anastomosado, que no decorrerdo Período Quaternário foi progressivamentecoberto por um pacote sedimentar com exten-sas várzeas, dando uma característica peculiarà região (PELLENZ e LOYOLA, 1994; De-creto Municipal n° 472/93).

Este planalto possui uma topografia sua-vemente ondulada, onde além do ambiente daplanície de inundação do Rio Iguaçu existemtambém diversos riachos. Esses corpos d’água,em função do regime de chuvas, sofrem mu-danças estacionais decorrentes da expansão econtração do ambiente aquático durante as va-riações climáticas (LOWE-McCONNELL,1975; JUNK et al., 1989), levando ao desenvol-vimento de uma comunidade característica, fatoque lhes confere complexidade no seu estudo econseqüente conservação.

A formação vegetal regional é basicamen-te constituída pelas formações típicas de Flo-resta com Araucária (Floresta Ombrófila Mis-ta), associadas a regiões de estepes (campos) evastas superfícies de várzeas. A fitofisionomiaregional predominante corresponde às regiõesde Floresta Ombrófila Mista Aluvial, que é avegetação ciliar dos rios e riachos, entremeadaspelas várzeas graminóides úmidas, ou Forma-ções Pioneiras de Influência Fluvial. Esta asso-ciação está diretamente relacionada às condi-ções edáficas (solos hidromórficos) e ao regimehídrico da drenagem, que proporcionam deposi-ção aluvial em períodos de cheia (ZILLER, 1995;MORO, 2001).

A distribuição dessas paisagens na área ocor-re de forma desigual e dispersa, provocada pelapressão exercida pela expansão urbana e por di-versas ações antrópicas, que desfiguraram emgrande parte os aspectos originais da vegetação.

Recursos hídricos

O Rio Iguaçu é o de maior bacia hidro-gráfica dentro do Estado do Paraná e pertence

a grande região hidrográfica do Rio Paraná.Estende-se por 72 mil km2 na região sudeste daAmérica do Sul, abrangendo áreas do sul doBrasil e nordeste da Argentina, sendo que a maiorparte de sua drenagem (79%) está em territórioparanaense (MAACK, 1981).

A bacia do Alto Rio Iguaçu perfaz cercade 9 mil km2, o que corresponde à área geo-gráfica dos municípios banhados pelas princi-pais nascentes e partes altas do curso dos riosnos estados do Paraná e Santa Catarina, loca-lizados entre suas cabeceiras até a divisa entreo Primeiro e o Segundo Planalto. A área dedrenagem desta bacia pode ser dividida em duasregiões distintas, sendo uma a que inclui suasorigens propriamente ditas e outra formada peloconjunto das cabeceiras dos rios da Várzea eNegro, os quais somente se juntam ao RioIguaçu na proximidade do município de SãoMateus do Sul.

Esta bacia abrange total ou parcialmenteos municípios de Curitiba, Colombo, CampinaGrande do Sul, Quatro Barras, Piraquara, Pi-nhais, São José dos Pinhais, Fazenda Rio Gran-de, Mandirituba, Araucária, Contenda, BalsaNova, Agudos do Sul, Tijucas do Sul, Quitandinha,Lapa, Porto Amazonas, Campo do Tenente, Piên,Campo Largo, Campo Magro, AlmiranteTamandaré e Itaperuçu no Paraná; e CampoAlegre, São Bento do Sul e Rio Negrinho emSanta Catarina.

Os mananciais da bacia do Alto Rio Iguaçusão fundamentais para o abastecimento públicoda RMC, pois representam hoje cerca de 62%da oferta de água (ANDREOLI et al., 1999a).

Em termos de disponibilidade hídrica, con-siderando-se a população de aproximadamentede 2,5 milhões de habitantes e a vazão média de187 m3/s (SUDERHSA apud COMEC, 2001),a RMC está enquadrada num contexto mundialno limite entre a situação normal e pobre, commais de 2.500m3/hab.ano, sendo que as previ-sões futuras para o abastecimento indicam umasituação crítica (ANDREOLI et al., 1999b).

No Paraná e na RMC, o desafio frente àperspectiva de escassez de recursos hídricoslevou a elaboração da Lei Estadual n.° 12.248/98, que criou o sistema integrado de gestão eproteção dos mananciais da RMC, e na Lei Es-

os mananciaisda bacia do AltoRio Iguaçu sãofundamentais

para oabastecimentopúblico da RMC


a evolução daocupação

urbana na RMCteve seu grandeincremento nas

três últimasdécadas

tadual n.° 12.726/99, que instituiu a política es-tadual de recursos hídricos e criou o sistemaestadual de gerenciamento de recursos hídricos,com a finalidade de compatibilizar as possibili-dades do desenvolvimento com as disponibilida-des desses recursos naturais.

Uso do solo

A ocupação do território e a caracteriza-ção do uso do solo ocorrem geralmente em fun-ção da disponibilidade dos recursos naturais, ali-ados aos interesses econômicos voltados à de-manda de mercado da época (SANTOS eSILVEIRA, 2002).

A Região Metropolitana de Curitiba, ondese insere a bacia do Alto Rio Iguaçu, não fugiu aesta condição e percorreu os ciclos econômicoscaracterísticos do processo de colonização doBrasil, gerando ambientes impactados com ca-racterísticas e dinâmicas próprias nos padrõesde uso do solo.

A área da Região Metropolitana de Curitiba(RMC) faz parte de um território de coloniza-ção mais antiga no Estado, decorrente da fixa-ção da população, devido inicialmente à minera-ção do ouro, à criação de gado, à cultura do matee à extração de madeira, com a consolidaçãodas vilas de Curitiba e São José dos Pinhais(CASTRO NETO, 2002).

O estabelecimento de colônias agrícolas demigrantes europeus acelerou a ocupação da re-gião, acarretando em um aumento significativoda população, com a formação de vilas que ori-ginaram os demais municípios (COMEC, 1997).Entre as décadas de 50 e 80 verificou-se umreforço na tendência de expansão da malha ur-bana de Curitiba em direção aos municípioslimítrofes, com a ampliação e maioradensamento populacional, destacando-se o fortevetor de ligação com São José dos Pinhais, quena década de 60, ocupou a baixada do vale doRio Iguaçu (COMEC, 2001).

A evolução da ocupação urbana na RMCteve seu grande incremento nas três últimasdécadas, caracterizando-se por um intenso cres-cimento nas periferias do município de Curitiba,que gerou uma malha urbana extensa, horizon-tal e de baixa densidade média, com impactos

negativos sobre os recursos naturais (COMEC,2001).

Nessa última década, como conseqüênciada dinâmica do processo econômico nacional,estabeleceu-se um novo ciclo de ocupação daregião, transformando a RMC em um pólo in-dustrial, em detrimento do setor agropecuário(COMEC, 2001).

Com relação à problemática habitacionalna RMC, o intenso crescimento populacional ea falta de uma política de habitação geraram umprocesso de ocupação irregular em diversospontos de seu território (COMEC, 2001). Comoconseqüência, áreas menos valorizadas do pon-to de vista do mercado imobiliário, entretanto,importantes para a conservação ambiental (vár-zeas), foram alvo de invasões em função do altocrescimento demográfico ocorrido nas duas úl-timas décadas (SAMEK et al., 2003).

Unidades de conservação

As Unidades de Conservação são áreasnaturais protegidas por meio de legislação es-pecífica, como a resolução do Conselho Naci-onal de Meio ambiental (Conama) n° 11 de 3/12/87 e Lei Federal n.° 9.985 de 18/07/00, aqual institui o Sistema Nacional de Unidadesde Conservação.

No que tange à abordagem da questão dosrecursos hídricos no Alto Rio Iguaçu, a segundametade da década de 90 trouxe importantesavanços institucionais. Para a proteção das áre-as de mananciais na RMC, dentre os diversosinstrumentos de gestão, destacam-se as APAs(Unidades de Proteção Ambiental) e as UTPs(Unidades Territoriais de Planejamento), pela suaimportância à organização e administração douso e ocupação do solo.

As APAs configuram-se como unidades deconservação destinadas a proteger e conservara qualidade ambiental e os sistemas naturaisexistentes. Requerem a definição de umzoneamento ecológico-econômico e a criação deuma câmara de apoio técnico. Na RMC, no con-texto das áreas de mananciais, foram instituídasaté o momento cinco APAs: dos rios Passaúna,Iraí, Piraquara, Pequeno e Verde (COMEC,2001).


As UTPs foram criadas pela Lei Estadu-al n.° 12.248/98, e são instrumentos de gestãoe proteção dos mananciais da RMC. São com-postas pelas bacias contribuintes dos mananci-ais de interesse da RMC, para facilitar o pla-nejamento, aglutinando municípios comespecificidades a serem trabalhadas conjunta-mente. São aplicadas em áreas de mananciaisque estão sobre forte pressão de ocupação ur-bana. Já foram criadas e regulamentadas asUTPs do Guarituba, de Pinhais, do Itaqui, deQuatro Barras e de Campo Magro (COMEC,2001).

Além dessas unidades de conservação,parques lineares ao longo dos rios foram im-plantados em Curitiba a partir da década de70, visando garantir a preservação de rema-nescentes de florestas ciliares e da fauna, alémde proteger o sistema natural de drenagem,minimizando o problema das enchentes(PEYERL, 1997).

Entretanto, a atual configuração das uni-dades de conservação na região do Alto RioIguaçu não garante ainda uma efetiva prote-ção das regiões de cabeceiras dos rios, sendoque a delimitação e a conservação desses am-bientes são essenciais para a preservação dabiodiversidade de peixes.

Ictiofauna

ComposiçãoDe um modo geral, a ictiofauna da bacia

do Rio Iguaçu é caracterizada pelo seu eleva-do grau de endemismo, pela ausência de inú-meras famílias de peixes e pelo pequeno nú-mero de espécies, quando comparada com ou-tros afluentes da bacia do Rio Paraná (JULIOJR. et al., 1997).

A ictiofauna do alto Rio Iguaçu é com-posta por 47 espécies de peixes, sendo quenove (19,1%) podem ser consideradas exclusi-vas para esse sistema hidrográfico, não ocor-rendo em outros riachos na bacia do Rio Paraná(ABILHOA, 2004). Entretanto, este resultadodeve ser considerado subestimado, em funçãodo número ainda insuficiente de levantamen-tos em algumas áreas dessa bacia e da falta deconsenso acerca do “status” taxonômico de al-

gumas espécies registradas.Mesmo que seja considerada a falta de

informações filogenéticas e de distribuição dosorganismos aquáticos neotropicais para a re-construção histórica da gênese dos sistemashidrográficos dessa região, as observaçõesgeomorfológicas e paleoclimáticas existentesindicam que a ictiofauna do alto curso do RioIguaçu passou por processos únicos que leva-ram ao seu aparecimento e riqueza, configu-rando-se como uma área geográfica natural(ABILHOA, 2004).

Espécies ameaçadasDevido à falta de conhecimento básico

sobre a distribuição dos peixes neotropicais, asespécies raras ou ameaçadas dificilmente sãoconsideradas na elaboração de listas oficiais.

Raras exceções são observadas na legis-lação do Estado de Minas Gerais, São Paulo,Rio de Janeiro, Paraná e Rio Grande do Sul, narelação de peixes ameaçados do Brasil (ROSAe MENEZES, 1996), nas publicações avulsassobre os padrões de Biodiversidade da MataAtlântica do Sudeste e Sul do Brasil(MENEZES et al., 1990) e sobre as açõesprioritárias para conservação deelasmobrânquios (LESSA et al., 2000).

Apesar da escassez de informações, narecente lista nacional (Instrução Normativa n.°5, 28/05/2004) e paranaense (ABILHOA eDUBOC, 2004) de espécies de peixes amea-çados de extinção, algumas das espéciesregistradas no Alto Rio Iguaçu foram enqua-dradas em categorias de ameaça da IUCN, emfunção da constatação do declínio de suas po-pulações, da destruição de seus hábitats, do iso-lamento das populações sobreviventes e de áre-as de distribuição reduzidas.

Cinco espécies registradas para este tre-cho da bacia foram citadas nos trabalhos de con-servação acima: os lambaris Glandulocaudamelanopleura e Hyphessobrycon tauro-cephalus, os bagres Rhamdiopsis moreirai eTrichomycterus castroi e o barrigudinhoCnesterodon carnegiei. Estas espécies sãoendêmicas do Rio Iguaçu e têm sido registradasem pequeno número nos estudos recentes reali-zados.

a ictiofauna dabacia do Rio

Iguaçu écaracterizada

pelo seuelevado grau de

endemismo


Espécies exóticasUma parcela significativa de espécies

registradas no alto curso do Rio Iguaçucorresponde a peixes introduzidos de outras ba-cias hidrográficas e de outros continentes, comoo corimba Prochilodus lineatus, as tilápiasOreochromis niloticus e Tilapia rendalli, oblack-bass Micropterus salmoides, o bagre-africano Clarias gariepinus, as carpasCyprinus carpio e Ctenopharyngodon idella,e o dojô Misgurnus anguillicaudatus.

Estas espécies ocorrem na região por cau-sa da introdução acidental (aqüicultura) ou in-tencional (“peixamento” de reservatórios), sen-do que o registro do dojô parece estar relacio-nado às atividades de aquariofilia.

A introdução acidental pode ter sido cau-sada pela inundação de lagos artificiais usadospara a piscicultura, levando algumas espéciesexóticas para o ambiente, enquanto que as ativi-dades de “peixamento”, realizadas na sua maiorparte por instituições públicas e clubes de pes-ca, provavelmente foi responsável pela introdu-ção da maior parte das espécies de peixes nabacia do Alto Rio Iguaçu. Estas introduções po-dem ter causado a redução ou extinção de po-pulações naturais locais, devido à competiçãopor alimento, abrigo ou a disseminação de para-sitos (AGOSTINHO, 1996; AGOSTINHO eJULIO JR., 1996).

Tendências e recomendações

As regiões metropolitanas brasileiras emprocesso de urbanização apresentam alguns pro-blemas comuns, relacionados à sua infra-es-trutura urbana e aos recursos hídricos, como agrande migração de pessoas para as áreas depreservação permanente, a insuficiência decoleta e tratamento de efluentes, a crescenteimpermeabilização do solo e o desmatamentoda floresta ciliar que agrava o problema de ero-são e assoreamento do leito dos rios.

Para lidar adequadamente com esses pro-blemas, a gestão dos recursos hídricos deve es-tar associada aos planos diretores locais, defi-nindo diretrizes de uso e ocupação do solo regi-onal e buscando políticas de habitação, levando-se em consideração as restrições impostas pelo

suporte natural.Com relação às características regionais

da ictiofauna, qualquer programa que tenhacomo objetivo sua proteção deve considerar quea preservação de remanescentes de áreasinalteradas ou pouco alteradas é a principal prio-ridade, aliada a um programa de conhecimentoictiofaunístico dos rios e riachos do Estado doParaná, com o objetivo de formar coleções tes-temunho dos diversos ambientes em instituiçõesoficiais.

Um programa de inventário e monito-ramento da ictiofauna deve procurar também áre-as que estão em perigo imediato de alteração,para que medidas sejam adotadas paradesacelerar o atual estado de modificaçãoambiental e garantir a manutenção do equilíbrioda estrutura populacional da fauna aquática. Aidentificação dos níveis de variabilidade genéticaentre as populações e a verificação da existênciade fluxo gênico entre as mesmas é de fundamen-tal importância para o escopo desse programa.

As espécies exóticas registradas na áreade estudo sugerem a elaboração de um plano demonitoramento para os ambientes aquáticos atin-gidos pelas introduções. Além da composiçãoespecífica, devem ser obtidas informações so-bre a distribuição das populações, estrutura dascomunidades, hábitos alimentares e reprodução,sendo que o programa estabelecido deve visar oacompanhamento dos impactos da fauna exóti-ca sobre a fauna de peixes nativa, gerando in-formações para o manejo.

Referências

ABILHOA, V. Composição, aspectos bioló-gicos e conservação da ictiofauna do altocurso do Rio Iguaçu, Região Metropolita-na de Curitiba, Paraná, Brasil. Curitiba, 2004.82 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federaldo Paraná.

ABILHOA, V. (Eds.) et al. Livro vermelhodos animais ameaçados de extinção no Es-tado do Paraná. Curitiba: Mater Natura/ IAP,2004. p. 581-678.

AGOSTINHO, A. A.; JULIO JR, H. F. Amea-

populaçõesnaturais locais,

devido àcompetição poralimento, abrigo

ou adisseminaçãode parasitos


para lidaradequadamente

com essesproblemas, agestão dosrecursos

hídricos deveestar associada

aos planosdiretores locais


ça ecológica: peixes de outras águas. CiênciaHoje, v. 21, n. 124, p. 36-44, 1996.

AGOSTINHO, A. A. O lado oculto da introdu-ção de peixes. Boletim Informativo daAbrapoa, n. 9, p. 9-10, 1996.

ANDREOLI, C.V. et al. Os mananciais de abas-tecimento do sistema integrado da Região Me-tropolitana de Curitiba. Sanare - Revista Téc-nica da Sanepar, v. 12, n. 12, 1999a.

ANDREOLI, C.V. et al. Limites ao desenvolvi-mento da Região Metropolitana de Curitiba, im-postos pela escassez da água. Sanare - Revis-ta Técnica da Sanepar, v. 12, n. 12, 1999b.

BEZERRA, M.C.; FACCHINA, M.M.; RIBAS,O.T. Agenda 21: resultado da consulta nacio-nal. Brasília, DF.: MMA/PNUD, 2002. 156 p.

BOGNOLA, I.A. et al. Levantamento de re-conhecimento dos solos da região centro-leste do Estado do Paraná: (área 10). Rio deJaneiro: Embrapa, 2002. 110 p.

CASTRO NETO, V. Grande Curitiba: um olharsobre a evolução urbana. Metrópolis, v. 4, n.1, p. 15-27. 2002.

COORDENAÇÃO DA REGIÃO METRO-POLITANA DE CURITIBA. Plano de desen-volvimento integrado da Região Metropo-litana de Curitiba (PDI): documento síntesepara discussão. Curitiba: Secretaria de Estadodo Planejamento e Coordenação Geral, 2001.87 p.

_____. Relatório ambiental da Região Me-tropolitana de Curitiba. Curitiba: Secretariade Estado do Planejamento e Coordenação Ge-ral, 1997. 100 p.

CURITIBA. Decreto Municipal n. 472 de 4 demaio de 1993. Institui o Plano de Manejo da Áreade Proteção Ambiental do Iguaçu. Diário Ofi-cial do Município.

INSTITUTO AGRONÔMICO DO PARANÁ.

Cartas climáticas básicas do Estado doParaná. Londrina: IAPAR, 1978. 41 p.

JÚLIO JR., H. F.; BONECKER, C. C.; AGOS-TINHO, A. A. Reservatório de Segredo e suainserção na bacia do Rio Iguaçu. In: AGOSTI-NHO, A. A.; GOMES, L. C. Reservatório deSegredo: bases ecológicas para o manejo.Maringá: EDUEM, 1997. p. 1-17.

JUNK, W. J.; BAYLEY, P. B.; SPARKS, R. E.The flood pulse concept in river-floodplainsystem. Can. Spec. Publ. Fish. Aquat. Sci., v.106, p.110-127, 1989.

LESSA, R. et al. Avaliação e açõesprioritárias para conservação da biodiver-sidade da zona costeira e marinha.Biodiversidade de elasmobrânquios do Brasil. Riode Janeiro: MMA/CNPq, BIORIO, BDT/FAT,2000. Disponível em: <http://www.bdt.fat.org.br/workshop/costa/elasmo>.Acesso em: 15 out. 2002.

LOWE-McCONNELL, R. H. Fishcommunities in tropical freshwater: theirdistribution, ecology and evolution. London:Longman, 1975. 337 p.

MAACK, R. Geografia física do Estado doParaná. Curitiba: Secretaria da Cultura e doEsporte do Estado do Paraná, 1981. 442 p.

MENEZES, N. A. et al. Peixes de riacho daFloresta Costeira Atlântica Brasileira: um con-junto pouco conhecido e ameaçado de vertebra-dos. In: SIMPÓSIO DE ECOSSISTEMAS DACOSTA SUL E SUDESTE BRASILEIRA:ESTRUTURA, FUNÇÃO E MANEJO, 2.,1990, São Paulo. Anais... São Paulo: Publ.ACIESP, v. 1, n. 71, p. 290-295, 1990.

MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Instru-ção Normativa n. 5. Lista nacional das espéciesde invertebrados aquáticos e peixes ameaçadosde extinção. Diário Oficial da República Fe-derativa do Brasil, p. 102, 28 maio 2004. Se-ção 1.

Autores

Vinícius Abilhoa,biólogo, doutor em Zoologia pela UFPR,coordenador do Grupo de Pesquisas em

Ictiofauna do Museu de HistóriaNatural Capão da Imbuia, técnico da

Secretaria Municipal do Meio Ambiente daPrefeitura de Curitiba.

Cláudia Regina Boscardin,bióloga, especialista em Análise Ambiental

pela UFPR e em Gerenciamento Ambiental naIndústria pela UFPR/Senai, assessora técnicada Secretaria Municipal do Meio Ambiente da

Prefeitura de Curitiba.

medidas sejamadotadas para

garantir amanutenção doequilíbrio da

estruturapopulacional dafauna aquática


MORO, R.S. A vegetação dos Campos Geraisda escarpa devoniana. In: DITZEL, C. H .M.;SAHR, C. L. (Coord.). Espaço e Cultura;Ponta Grossa e Campos Gerais. Ponta Gros-sa: Editora UEPG, 2001. p. 481-503.

PELLENZ, E.; LOYOLA, L. C. A extraçãomineral como objetivo de análise do uso do solona área dos mananciais do Alto Iguaçu regiãometropolitana de Curitiba/Paraná. In:SIMPÓSIO SUL-AMERICANO, 1., 1994, Fozdo Iguaçu; SIMPÓSIO NACIONAL DE RE-CUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS,2., 1994, Foz do Iguaçu. Anais... Curitiba:FUPEF, 1994. p. 211-224.

PEYERL, L. (Coord.). Monitoração da ges-tão urbana: gestão do uso do solo e disfunçõesdo crescimento urbano. Curitiba: Instituto dePesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba /Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, 1997.

ROSA, R. S.; MENEZES, N. A. Relação preli-minar das espécies de peixes (Pisces,Elasmobranchii, Actinopterygii) ameaçadasno Brasil. Revta. Bras. Zool., v. 13, n. 3. p.647-667, 1996.

SAMEK, J.L. et al. Plano diretor de drenagemda bacia do Rio Iguaçu: Região Metropolitanade Curitiba. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DERECURSOS HÍDRICOS. 15., 2003, Curitiba,Resumos... Curitiba: ABRH, 2003. p. 25.

SANTOS, M.; SILVEIRA, M. L. O Brasil;Território e sociedade no início do séculoXXI. Rio de Janeiro: Record, 2002. 473 p.

SUPERINTENDÊNCIA DE DESENVOLVI-MENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E SA-NEAMENTO AMBIENTAL. Cadastro dosusuários de recursos hídricos da RegiãoMetropolitana de Curitiba. Curitiba: PRO-SAM/Consórcio Ambitec Montgomery WatsonBrasil Ltda./Esse Engenharia e ConsultoriaLtda., 2000. 1 CD.

ZILLER, S. R. As formações vegetais daárea de influência do futuro reservatório do

Rio Iraí em Piraquara/Quatro Barras, PR.Curitiba: Instituto Ambiental do Paraná/GTZ,1995. 87 p.

cerca de 50% dolodo produzidopelos sistemasinformados sãodispostos em

aterros

Resumo

Este trabalho foi realizado com a finalidade de setraçar um panorama da produção dos lodos deesgotos no país, visando conhecer a situação atu-al e trazer subsídios para futuros projetos. Foi fei-to no período de 2000 a 2001 um cadastramentode 984 operadoras de sistemas de água e esgoto,das quais foram recebidas informações de 275ETEs, localizadas em 17 estados brasileiros e noDistrito Federal. O levantamento dessas informa-ções, de difícil execução, não atingiu cem por centodas estações, porém conseguiu abranger grandeparte das operadoras e as principais que atuamno setor. As 275 ETEs informadas atendem umapopulação de 12.777.974 habitantes, corres-pondendo a uma vazão de 1.877.616 m3/dia. Aprodução informada de lodo úmido foi de 308.633t/ano, enquanto que a produção estimada emmassa seca foi de 151.724 t SST/ano, corres-pondendo a uma produção média de 33 g SST/hab.dia. Pelas informações obtidas pode-se dizerque os lodos de esgotos são de boa qualidade eque poderiam ser utilizados na agricultura. Cercade 50% do lodo produzido pelos sistemas infor-mados são dispostos em aterros.

Palavras-chave: biossólido; lodo; esgoto; tra-tamento; engenharia sanitária.

Abstract

This paper aims to get a view of the sewagesludge production in Brazil, in order to understandthe present situation and offer information tofuture projects. Along the 2000-2001 period 984water and wastewater systems operators were

registered, from which information was receivedregarding 275 wastewater treatment plants,located in 17 different Brazilian states and inBrasília, at the Federal District. Raising thisinformation was a difficult survey, which did notreach all treatment plants, although itencompassed a big part of the operators, as wellas the main ones that work in this industry. The275 plants mentioned serve a population of12,777,974 inhabitants and release a flow of1,877,616 m3/day. The informed humid sludgeproduction was of 308,633 t/year, while theproduction of dry matter was estimated in 151,724t SST/year, which corresponds to an averageproduction of 33 g SST/inhab.day. According tothe information obtained, one can say that thesewage sludge is of good quality and could beused in agriculture. Around 50% of the sludgeproduced by the surveyed plants is disposed atsanitary landfills.

Keywords: bio-solids, sludge, sewage,treatment, sanitary engineering.

Introdução

De acordo com MIKI, ANDRIGUETTI eALÉM SOBRINHO (2001), lodo é o termo utili-zado para os sólidos gerados durante o processode tratamento de esgotos antes do tratamento ade-quado para disposição final. Ainda segundo osmesmos autores, biossólidos são os produtos orgâ-nicos gerados nos processos de tratamento de es-gotos primário e secundário que podem serreutilizados de modo benéfico, após tratamentoadequado. Acrescente-se a essas definições queos biossólidos são ricos em macro e micronutrientes,

Produção brasileira de lodosde esgotos

Maria Fernanda de Sousa MachadoRoberto Feijó de FigueiredoBruno Coraucci Filho

The brazilian production ofsewage sludge


a quantidade delodo de esgoto,e conseqüente-

mente a debiossólidos, vemaumentando emtodo o mundo

o que os tornam atraentes para o uso agrícola. Otermo biossólido foi introduzido pela WEF – WaterEnvironment Federation no início dos anos 90, nointuito de dar uma conotação mais apropriada aum produto que possa ser reutilizado de forma be-néfica, isto é, não devendo ser mais visto como umresíduo final a ser descartado. Era dessa formaque os projetistas de estações de tratamento deesgotos consideravam os biossólidos, citando nofinal de seus projetos que ao lodo de esgoto deve-ria ser dado um destino conveniente, isto é, livrar-se dele da melhor (ou pior) maneira possível.

Hoje o conceito sobre o valor dos biossólidoscomo um recurso, e não mais como um produtofinal a ser descartado, vem sendo bem difundidoe o seu reaproveitamento já é uma realidade ecada vez mais aceito. Diversos exemplos de suautilização já são vistos no exterior e no Brasil,seja através de projetos de pesquisa ou de casosconcretos de aplicação.

Segundo FIGUEIREDO (1997) a quanti-dade de lodo de esgoto, e conseqüentemente ade biossólidos, vem aumentando em todo o mun-do, seja porque estações de tratamento vêm sen-do construídas, ou novas tecnologias estão sen-do adotadas, ou mesmo a legislação vem se tor-nando cada vez mais restritiva. Dados da Euro-pa, de acordo com o mesmo autor, indicam quea produção de lodo era de 7,4 milhões de tonela-das, em massa seca, por ano, com previsão deaumentar 50% nos dez anos seguintes, para umapopulação estimada de 420 milhões de habitan-tes. Em média, 77 % da população européia es-tavam conectadas à rede coletora de esgotos e,da população conectada, 64% eram servidascom tratamento. Nos Estados Unidos, a produ-ção de lodo era de 6,2 milhões de toneladas noano de 1993, devendo atingir 12 milhões de to-neladas em 2000 (MIKI, ANDRIGUETTI eALÉM SOBRINHO, 2001).

Essa tendência de aumento da quantida-de de biossólidos observada para os paises eu-ropeus e para os Estados Unidos também seaplica ao Brasil. Deve-se lembrar, no entanto,que as quantidades de biossólidos produzidasno Brasil ainda devem ser pequenas devido aolimitado número de ETEs no país. Espera-seque aqui as taxas de crescimento sejam aindamaiores, tendo em vista essa carência atual em

sistemas de tratamento de esgotos.De acordo com MACHADO (2001) e

FIGUEIREDO (1997) o destino dos biossólidostem sido bastante diverso. Os mais freqüentes são:disposição em aterros; uso agrícola; incineração;compostagem; disposição no mar; e, outras apli-cações minoritárias, tais como reuso industrial, comomaterial de construção, restauração de terrenos econversão em óleo combustível. A disposição nomar não é mais permitida nos Estados Unidos. NaEuropa predominava em 1997 a disposição de lo-dos em aterros (46,5%), seguida de uso na agricul-tura (36,1%), incineração (9,6%) e lançamento nomar (7,8%). A partir de 1998 esta última opçãotornou-se ilegal na Europa.

Neste trabalho está sendo apresentado umlevantamento genérico efetuado no território na-cional, no período de 2000 a 2001, quando fo-ram pesquisadas entidades que operam estaçõesde tratamento de esgotos. A pesquisa não teriasido possível sem a colaboração imprescindíveldaquelas operadoras que procuraram, no me-lhor de suas condições, fornecer as informaçõessolicitadas. Todas as informações recolhidasforam processadas e os resultados mostram umpanorama da situação dos lodos de esgotos noBrasil. Os autores agradecem as operadoras quevoluntariamente participaram deste projeto eesperam que este diagnóstico venha preencheruma lacuna e que sirva como referência paraaqueles que atuam na área.

Metodologia

O projeto foi desenvolvido em várias etapas,conforme explicitado a seguir: elaboração de for-mulário padrão para ser enviado às prestadoras deserviço; cadastramento das operadoras de siste-mas de água e esgoto; contato direto com as ope-radoras e envio dos questionários; e, recebimentodas informações e processamento dos dados.

Foi elaborado um formulário, contendo asseguintes solicitações: dados gerais sobre a esta-ção de tratamento de esgoto; dados gerais sobre olodo de esgoto da estação; e, características físi-cas, químicas e biológicas do lodo. As principaisinformações solicitadas em cada grupo estão apre-sentadas nos quadros 1 e 2. As características dolodo são as mesmas apresentadas na tabela 5.


as quantidadesde biossólidosproduzidas noBrasil aindadevem serpequenasdevido aolimitado

número de ETEsno país

DADOS GERAIS SOBRE A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTODenominação do Órgão:Nome da ETE:Município: Estado:População atendida pela ETE: habitantesVolume diário de esgoto tratado: m3/diaCapacidade de tratamento da ETE: m3/dia

ASSINALE O SISTEMA DE TRATAMENTO UTILIZADO NA ETESistemas de lagoas de estabilizaçãoSistemas de lodos ativadosSistemas aeróbios com biofilmeSistemas anaeróbiosSistemas de disposição no soloOutros – favor especificar

QUADRO 1 - DADOS GERAIS SOBRE A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

FONTE: adaptado de MACHADO, 2001.

DADOS GERAIS SOBRE O LODO DE ESGOTO DA ESTAÇÃOProdução diária de lodo na ETE:kg/dia

ASSINALE OS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE LODO UTILIZADOS NA ETEADENSAMENTO

GravidadeFlotaçãoMecanizado / CentrífugaMecanizado / Prensa

DIGESTÃOAeróbiaAnaeróbia

DESIDRATAÇÃO / SECAGEMLeito de secagemLagoa de secagem de lodoMecanizada / Filtro a vácuoMecanizada / Filtro prensaMecanizada / Filtro de esteiraMecanizada / Centrífuga

TRATAMENTO COMPLEMENTARIncineraçãoCompostagemSecagem térmicaEstabilização químicaDesinfecção

OUTROS – FAVOR ESPECIFICAR

ASSINALE A(S) FORMA(S) EMPREGADA(S) PARA A DISPOSIÇÃO FINAL DO LODO E INDIQUE SUA(S)RESPECTIVA(S) QUANTIDADE(S) DIÁRIA(S)

Aterro sanitário kgAplicação no solo com fins agrícolas kgAplicação em áreas de reflorestamento kgProdução de composto / fertilizante organo-mineral kgProdução de agregado leve para a construção civil kgFabricação de cimento e de produtos cerâmicos kg

OUTROS – FAVOR ESPECIFICARkg

QUADRO 2 - DADOS GERAIS SOBRE O LODO DE ESGOTO DA ESTAÇÃO

FONTE: adaptado de MACHADO, 2001.


os resultadosforam

agrupados porEstado, por

regiãogeográfica, pelo

sistemautilizado naETE e pelo

destino final dolodo

O cadastramento das operadoras foi reali-zado com base no Catálogo da Associação Bra-sileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (CA-BES), no cadastro da Associação dos Servido-res Municipais de Água e Esgoto (ASSEMAE)e nas informações obtidas nas coordenadoriasda Fundação Nacional de Saúde (FNS). Procu-rou-se desta forma fazer um cadastramento omais amplo possível, abrangendo o maior núme-ro de operadoras. Foram incluídas desde enti-dades de pequeno porte até grandes empresas.Foram cadastradas inicialmente 984 operadorasde sistemas de água e esgoto na grande totali-dade do território nacional.

Após a etapa de cadastramento das ope-radoras passou-se ao contato inicial via telefô-nica. O objetivo desta etapa foi explicar no queconsistia o levantamento, tendo então sido soli-citada a colaboração de cada entidade. Esseprimeiro contato também serviu para fazer umatriagem daquelas operadoras que possuíamETEs. O contato direto inicial nem sempre foifácil e em muitos casos sem sucesso. Por estemotivo algumas ETEs ficaram fora do levanta-mento. Após o contato e de posse das informa-ções inicialmente solicitadas, o questionário foienviado às operadoras através de fax, correioou e-mail, de acordo com a preferência indicada.

Após o recebimento dos formulários pre-enchidos as informações foram compiladas emuma planilha padrão, para uniformizar os dadose facilitar a análise. Os resultados foram agru-pados por Estado, por região geográfica, pelosistema utilizado na ETE e pelo destino final dolodo. A composição média dos lodos de esgotosestá apresentada em tabela específica.

Resultados e discussão

O levantamento de dados por meio dequestionários é uma tarefa extremamente árdua.Mesmo após o envio dos questionários houve anecessidade de um acompanhamento para es-clarecimentos e reforçar a importância do pre-enchimento dos mesmos. A maior dificuldade foio contato com pequenas operadoras, o que im-pediu que a abrangência da pesquisa fosse maisampla. Algumas entidades não responderam aoquestionário, outras demoraram bastante para

enviar as informações solicitadas. Apesar de seruma atividade voluntária, o retorno final foi bas-tante expressivo. Pode-se dizer que as opera-doras que participaram representam a maioriadas que atuam no setor de água e esgoto, tendomuitas delas demonstrado interesse em conhe-cer as conclusões deste trabalho. As operado-ras que colaboraram com este trabalho estãolistadas a seguir:AMSS/Cuiabá - Agência Municipal de Servi-ços de Saneamento de Cuiabá;CAER - Companhia de Águas e Esgotos deRoraima;CAESB - Companhia de Água e Esgoto deBrasília;CAGECE - Companhia de Água e Esgoto doCeará;CAGEPA - Companhia de Águas e Esgotos daParaíba;CASAN - Companhia Catarinense de Águas eSaneamento;CEDAE - Companhia Estadual de Águas e Es-gotos, RJ;CESAMA - Companhia de Saneamento e Pes-quisa do Meio Ambiente de Juiz de Fora, MG;CESAN - Companhia Espírito Santense de Sa-neamento;COMPESA - Companhia Pernambucana deSaneamento;COPASA - Companhia de Saneamento de Mi-nas Gerais;CORSAN - Companhia Riograndense de Sa-neamento;DESO - Companhia de Saneamento de Sergipe;DMAE/Porto Alegre - Departamento Muni-cipal de Águas e Esgotos de Porto Alegre;EMBASA - Empresa Baiana de Águas e Sa-neamento S/A;SAAE/Sertanópolis - Serviço Autônomo deÁgua e Esgoto de Sertanópolis, PR;SAAE/Volta Redonda - Serviço Autônomo deÁgua e Esgoto de Volta Redonda, RJ;SAAE/Jataizinho - Serviço Autônomo de Águae Esgoto de Jataizinho, PR;SAAE/Ribeirão Claro - Serviço Autônomo deÁgua e Esgoto de Ribeirão Claro, PR;SABESP - Companhia de Saneamento Básicodo Estado de São Paulo;SAMAE/Caxias do Sul - Serviço Autônomo


na totalizaçãodos dados asETEs foram

agrupadas emquatro grupos

Estado

C EDFESGOMGMSMTPBPEPRRJRRRSS CSESPTOBRASIL

Nº de ETEs

5715262407161101027607011105060802275

Vazão atual de esgototratado (m3/dia)

129.940164.09335.65684.53811.32754.71921.42612.96055.920208.625160.2959.07236.99333.67629.236826.029

3.1111.877.616

Vazão de projeto(m3/dia)

-388.38084.658

-25.55088.72428.65715.55087.840

-202.02830.24064.45855.58281.200

1.132.87025.887

2.311.624

Populaçãoatendida (hab)

737.6061.044.630147.784615.348163.100241.372123.90260.000560.100

1.229.7441.626.210

45.000311.005249.023263.200

5.348.95011.000

12.777.974

Produção informadade lodo (*) (t/ano)

-10.807

--

1.30724554

--

10.164169.154

-7.7114.654

-104.258

-308.633

Produção estimadade lodo (t SST/ano)

5.23812.9171.1573.8202.0481.3461.414328

7.47811.56723.763

2463.3543.1712.62471.171

82151.724

TABELA 1 – PRODUÇÃO DE LODO DE ESGOTO POR ESTADO (2000-2001)

(*) refere-se a lodo úmido FONTE: MACHADO, 2001.

Municipal de Água e Esgoto de Caxias do Sul,RS;SAMAE/Ibiporã - Serviço Autônomo Munici-pal de Água e Esgoto de Ibiporã, PR;SAMAE/Jaguapitã - Serviço Autônomo Mu-nicipal de Água e Esgoto de Jaguapitã, PR;SANEAGO - Saneamento de Goiás S/A;SANEAR - Companhia Colatinense de MeioAmbiente e Saneamento, ES;SANEATINS - Companhia de Saneamento doTocantins;SANEMAT - Companhia de Saneamento doEstado de Mato Grosso;SANEPAR - Companhia de Saneamento doParaná;SANESUL - Empresa de Saneamento do MatoGrosso do Sul;SEMAE/Piracicaba - Serviço Municipal deÁgua e Esgoto de Piracicaba, SP; e,SEMAE/São Leopoldo - Serviço Municipal deÁgua e Esgoto de São Leopoldo, RS.

Observou-se que nos questionários hou-ve mais retorno sobre esgoto e menos sobre lodo,talvez devido à indisponibilidade desses últimos

dados de forma sistemática. Em alguns casoshouve a necessidade de recontactar a operado-ra para sanar dúvidas quanto ao preenchimen-to. Os resultados aqui apresentados traduzemfielmente as informações constantes nos ques-tionários recebidos. Das 984 operadoras inicial-mente cadastradas foram recebidas informaçõesde 275 estações de tratamento de esgotos, re-presentando 17 estados brasileiros e o DistritoFederal, situados nas regiões Norte, Nordeste,Centro-Oeste, Sudeste e Sul. É importante citarque daquelas cadastradas inicialmente nem to-das operam ETEs e que algumas, que poderiamestar operando alguma ETE, não disponibilizaraminformações ou apresentaram dados inconsis-tentes. Na totalização dos dados as ETEs fo-ram agrupadas em quatro grupos: sistemas delagoas de estabilização (ex. facultativas,anaeróbias), sistemas aeróbios (ex. lodosativados, filtro biológico), sistemas anaeróbios(ex. UASB, filtro biológico anaeróbio, tanquesImhoff) e sistemas mistos (ex. associação desistemas).

Na tabela 1 apresenta-se a produção delodo de esgoto por Estado, especificando-se


a maior parteestá conectadaa um sistema

aeróbio(70,2%),

enquanto que16,9% estão

ligadas a lagoasde estabilização

TABELA 2 – PRODUÇÃO DE LODO DE ESGOTO POR REGIÃO (2000-2001)

Estado

NorteNordesteCentro-OesteSudesteSulBRASIL

Nº de ETEs

0366664892275

Vazão atual de esgototratado (m3/dia)

12.183228.056324.776

1.033.307279.294

1.877.616

Vazão deprojeto (m3/dia)

56.127184.590505.761

1.445.106120.040

2.311.624

Populaçãoatendida (hab)

56.0001.620.9062.025.2527.286.0441.789.77212.777.974

Produção informadade lodo (*) (t/ano)

--

11.385274.71922.529308.633

Produção estimadade lodo (t SST/ano)

32815.66819.49798.13918.092151.724

(*) refere-se a lodo úmidoFONTE: MACHADO, 2001.

TABELA 3 – DESTINO FINAL DO LODO DE ESGOTO PRODUZIDO (2000-2001)

Destino final

Aterro sanitárioAgriculturaIndefinidoBRASIL

Quantidadeinformada(*) (t/ano)

138.41817.333

152.882308.633

Quantidadeinformada (%)

44,95,6

49,5 -

Quantidade estimada(t SST/ano)

75.84422.97352.907

151.724

Quantidadeestimada (%)

50,015,134,9

-(*) refere-se a lodo úmidoFONTE: MACHADO, 2001.

para cada um deles o número informado deETEs, a vazão atual de esgoto tratado, a va-zão de projeto, a população atendida, a pro-dução informada e a produção estimada delodo. A título de informação, obteve-se umamédia de contribuição de esgoto de 146,9 L/hab.dia.

Houve uma grande dificuldade em se ob-ter a produção de lodo, uma vez que a grandemaioria das operadoras não monitora o volu-me e tampouco a massa de lodo produzido,levando a uma enorme dificuldade na defini-ção de um valor quantitativo para o lodo deesgoto no Brasil. Além disso, operadoras for-neceram resultados baseados em lodo úmido,sem informação a respeito dos seus teores deumidade. Antevendo-se a dificuldade de secomparar os valores informados, optou-se porfazer uma estimativa das quantidades de lodo,baseando-se nos sistemas utilizados para tra-tar o esgoto, na população atendida e na va-zão de esgoto tratado, tomando-se por basevalores da literatura (ALÉM SOBRINHO,2000).

Para as 275 ETEs informadas, atenden-do uma população total de 12.777.974 habitan-

tes, estimou-se a produção de lodo em 151.724t SST/ano, referindo-se, portanto, à produçãode lodo em massa seca. Observa-se que essesvalores ainda são pequenos em relação à po-pulação brasileira e à quantidade total de lodoque poderá vir a ser gerada. Das 275 ETEs, 97utilizavam um sistema anaeróbio, 94 eram la-goas de estabilização, 42 utilizavam um siste-ma aeróbio e outras 42 um sistema misto. Amaior parte da população investigada estáconectada a um sistema aeróbio (70,2%), en-quanto que 16,9% estão ligadas a lagoas deestabilização.

Na tabela 2 estão apresentados os mes-mos resultados, porém relacionados com as re-giões geográficas. Verifica-se que a maior partedo lodo produzido, cerca de 65%, provêm daregião sudeste que, apesar de possuir um me-nor número de ETEs, concentra as unidadesde maior atendimento populacional e com sis-temas que produzem maiores quantidades delodo per capita.

O destino do lodo produzido é bastanteincerto, como visto na tabela 3. Cerca de 45%são encaminhados para aterros sanitários e5,6% são destinados à agricultura. No entan-


de uma formageral, a

composiçãomédia do lodo

de esgotoatende aos

requisitos paraaplicaçãoagrícola

previstos pelalegislação TABELA 4 – PRODUÇÃO MÉDIA PER CAPITA DE LODO DE ESGOTO DE ACORDO COM

O SISTEMA DE TRATAMENTO UTILIZADO (2000-2001)

Sistema de tratamento de esgoto

Lagoas de estabilização

Sistemas aeróbios

Sistemas anaeróbios

Sistemas mistos

BRASIL

Produção média anual per

capita de lodo (kg SST/hab.ano)

6,75

14,01

5,48

8,96

11,87

Produção média diária per

capita de lodo (g SST/hab.dia)

18

38

15

25

33

FONTE: MACHADO, 2001.

to, quase metade da quantidade informada temdestino indefinido. Da quantidade estimada,verifica-se que metade do lodo vai para ater-ro, 15% vão para a agricultura e 35% têmdestino indefinido. Acredita-se que grandeparte do lodo com destino indefinido vá paraaterro.

Na tabela 4 são apresentados os valorescalculados de produção média de lodo percapita de acordo com o sistema de tratamen-to de esgoto utilizado. Os resultados de pro-dução média diária per capita estão coeren-tes com aqueles observados na literatura(ALÉM SOBRINHO, 2000). Obteve-se parao Brasil um valor médio de 33 gSST/hab.dia.Para se ter um valor de comparação, na UniãoEuropéia verifica-se um valor médio de 78gSST/hab.dia (MATTHEWS e LINDNER,1996), com médias próximas à do Brasil paraGrécia, Espanha e Portugal (40, 42 e 35 gSST/hab.dia, respectivamente).

A composição média do lodo de esgotono Brasil está mostrada na tabela 5. Os resul-tados obtidos mostram uma grande variaçãode valores em torno da média, o que pode servisto na coluna de desvio padrão. A composi-ção do lodo não é normalmente verificadapelas operadoras, são informações difíceis deserem obtidas e pouquíssimas ETEs dispõemdesses resultados. Operadoras de ETEs lo-calizadas nas regiões Sul e Sudeste e no Dis-trito Federal contribuíram com essas informa-ções. Esta tabela está sendo apresentada paraser utilizada como fonte de comparação comlevantamentos futuros e para fornecer subsí-

dios para possíveis projetos de aplicação emáreas agrícolas. De uma forma geral, a com-posição média do lodo de esgoto atende aosrequisitos para aplicação agrícola previstospela legislação adotada na União Européia enos Estados Unidos.

Conclusão

O levantamento feito no período de 2000a 2001 abrangeu a maior parte das entidadespúblicas, privadas ou mistas que operam es-tações de tratamento de esgotos no país. Dototal das operadoras inicialmente cadastradas(984), foram recebidas informações de 275ETEs, localizadas em 17 estados brasileiros eno Distrito Federal. Como é sabido, a grandemaioria dos municípios brasileiros não dispõede tratamento de esgotos o que se refletiu nasrespostas recebidas.

A população atendida pelas 275 ETEs éde 12.777.974 habitantes, correspondendo auma vazão total de 1.877.616 m3/dia, o queresultou em uma contribuição média de 146,9L/hab.dia.

A produção informada de lodo úmido foide 308.633 t/ano, enquanto que a produçãoestimada de lodo, em termos de massa seca,foi de 151.724 t SST/ano, resultando em umaprodução média de 33 g SST/hab.dia. Quasemetade do lodo produzido é disposta em ater-ros sanitários. Pelas informações recebidasquanto à qualidade do lodo, pode-se dizer queele atende aos requisitos internacionais parao uso agrícola.


a grandemaioria dosmunicípios

brasileiros nãodispõe de

tratamento deesgotos

TABELA 5 – COMPOSIÇÃO MÉDIA DO LODO DE ESGOTO NO BRASIL (2000-2001)

Parâmetro

pH

Condutividade, dS/cm

Matéria seca, %

Matéria orgânica, %

Cinzas, %

Nitrogênio amoniacal, %

Nitrogênio nitrato/nitrito, %

Nitrogênio total, % N

Carbono total, % C

Relação C/N

Enxofre total, % SO3

Fósforo total, % P2O5

Potássio hidrossolúvel, % K2O

Cálcio total, % CaO

Magnésio total, % MgO

Arsênio, mg/kg M.S.

Cádmio, mg/kg M.S.

Chumbo, mg/kg M.S.

Cobre, mg/kg M.S.

Cromo, mg/kg M.S.

Mercúrio, mg/kg M.S.

Molibdênio, mg/kg M.S.

Níquel, mg/kg M.S.

Selênio, mg/kg M.S.

Zinco, mg/kg M.S.

Coliformes fecais, NMP

Estreptococos fecais, NMP

Salmonella sp, NMP

Ovos de helmintos, NMP

Média

7,33

338,03

32,12

56,19

38,98

2,02

1,46

5,75

28,16

8,50

0,30

1,82

0,36

4,27

0,22

14,69

10,75

80,37

255,39

143,72

2,35

112,88

41,99

27,24

688,83

20.312,67

100,00

1,00

13,47

Desvio padrão

2,02

534,93

37,78

7,96

9,50

2,39

1,87

8,88

6,00

3,54

0,25

1,58

0,53

6,55

0,20

31,14

17,69

95,42

256,93

212,84

4,11

188,08

73,85

47,17

814,80

394.315,24

141,42

1,73

18,66

Mediana

6,60

55,40

13,00

57,40

40,10

1,51

0,96

3,01

25,74

8,50

0,24

1,48

0,14

1,35

0,11

2,70

0,74

38,80

199,50

62,80

0,85

8,62

11,60

0,01

207,00

37.838,00

100,00

0,00

6,94

FONTE: MACHADO, 2001.


Autores

Maria Fernanda de Sousa Machado,engenheira civil pela UFMG, mestre em

Engenharia Civil, área de concentração emSaneamento e Ambiente, pela Faculdade de

Engenharia Civil da Unicamp.

Roberto Feijó de Figueiredo,engenheiro civil pela Unicamp, mestre em

Hidráulica e Saneamento pela EESC-USP,mestre em Engenharia pela UC Berkeley,

Ph.D. em Engenharia pela UC Davis, profes-sor titular do Departamento de Saneamento e

Ambiente da FEC-Unicamp.

Bruno Coraucci Filho,engenheiro civil pela Unicamp, mestre em

Hidráulica e Saneamento pela EESC-USP,doutor em Engenharia Civil, área de Hidráulica

e Sanitária, pela EPUSP, professor titular doDepartamento de Saneamento e Ambiente da

FEC-Unicamp.

Referências

ALEM SOBRINHO, P. Tratamento de esgotoe geração de lodo. In: Impacto ambiental douso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna,SP: EMBRAPA Meio Ambiente, 2000. 312 p.

CATÁLOGO BRASILEIRO DE ENGENHA-RIA SANITÁRIA E AMBIENTAL. CABESXVIII: guia do saneamento ambiental no Brasil,93/96. 3. ed. Rio de Janeiro: [S.n.], 1998. 440 p.

FIGUEIREDO, R. F. de. Reuso e destino dosbiossólidos: relatório. Milão, Itália: Politécnico diMilano/DIIAR-Sezione Ambientale, 1997. 152 p.

MACHADO, M. F. de S. A situação brasilei-ra dos biossólidos. Campinas, SP, 2001. 282f. Dissertação (Mestrado) – FEC, Universida-de de Campinas, 2001.

MATTHEWS, P.; LINDNER, K. H. EuropeanUnion. In: MATTHEWS, P. (Ed.). A global atlasof wastewater sludge and biosolids use anddisposal. Londres: IAWQ, 1996. 197 p.

MIKI, M. K.; ANDRIGUETI, E. J.; ALÉMSOBRINHO, P. Tratamento da fase sólida emestações de tratamento de esgotos. In:TSUTIYA, M.T. et al. (Eds). Biossólidos naagricultura. São Paulo: Sabesp, 2001. 468 p.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Departamentode Saneamento e Ambiente da Faculdade deEngenharia Civil da Unicamp pelo uso de suasinstalações e ao CNPq – Conselho Nacional deDesenvolvimento Científico e Tecnológico pelaconcessão de bolsa de mestrado. Agradecemas prestadoras de serviços de saneamento pe-las informações fornecidas.

a interaçãoágua-rochadetermina o

tratamento daágua paraconsumohumano


Normas editoriais

1 - São aceitos artigos técnicos ou opinativos, inéditos ou não,desde que obedeçam às normas para apresentação de documen-tos científicos. Os artigos serão submetidos à apreciação doConselho Editorial que pode aprovar ou não a publicação.2 – A Sanepar reserva-se o direito de fazer correções ortográfi-cas que permitam melhor compreensão do texto, sem alterar oestilo e o conteúdo original, bem como adotar padronizaçõesestabelecidas pela Gramática e Editoria da Sanare - RevistaTécnica da Sanepar.3 - Os artigos são publicados em língua portuguesa, e seusrespectivos resumos, em inglês.4 - Os artigos publicados na Sanare - Revista Técnica daSanepar, podem ser reproduzidos total ou parcialmente, des-de que citada a fonte.5 - O conteúdo do material publicado é de responsabilidadeexclusiva do (s) autor (es), podendo não representar as políti-cas da Sanepar. O (s) autor (es) responsabilizam-se pela veraci-dade das fontes e informações que subsidiaram seus trabalhos.

Normas para apresentação dos artigos

A Sanare - Revista Técnica da Sanepar é publicada deacordo com os padrões editoriais recomendados pela Universi-dade Federal do Paraná com base nas normas da ABNT. Sãopublicados artigos em dois formatos: Opinião e Técnicos. Osautores devem obedecer aos seguintes critérios:Opinião: os textos opinativos devem ter entre 3 mil e 6 milcaracteres. Estes artigos são textos corridos, sem tabela, foto-grafia ou figura.Técnicos: devem ter no mínimo 10 mil caracteres e no máxi-mo 25 mil caracteres.Formato e Apresentação: os artigos devem ser digitados emWord for Windows, e enviados por e-mail ou em disquete acom-panhados de uma cópia impressa. Devem ser escritos em por-tuguês utilizando a fonte Arial 12, em espaçamento simples.Devem também apresentar um currículo do (s) autor (es) de nomáximo 3 linhas com a primeira letra em maiúscula e as de-mais, referentes a cargos, funções e títulos em minúsculas.Título do artigo: em no máximo 3 linhas. Não colocar o títuloem caixa de texto.Nome do autor ou autores: devem ser escritos na ordem direta.Exemplo: Pedro Antônio Almeida Filho. Se houver mais de umautor, o nome do coordenador pode figurar em primeiro lugar.Os demais devem ser escritos em ordem alfabética.Resumo: o texto deve ter no máximo 200 palavras, em portu-guês, apresentado em um único parágrafo.Palavras-chave: até cinco palavras. São termos ou frases re-presentativas dos assuntos tratados no artigo, apresentadospela ordem em que aparecem no texto. Devem ser precedidasda expressão Palavras-chave. As palavras devem ser separadaspor ponto e vírgula. Exemplo: Palavras-chave: lixo; coleta delixo; educação ambiental; saneamento.Tradução do resumo: o abstract é providenciado pela Sanepar.Agradecimentos: se houver, apresentar no final do artigo.Introdução, Materiais e métodos, Discussão, Resultados e todasas demais sessões: escrever em negrito, com alinhamento àesquerda e, somente com a letra inicial em maiúscula. Em

subtítulo se aparecerem nomes próprios, usar apenas a primei-ra letra em maiúscula. Não utilize itálico em títulos e subtítulos.Siglas: escrever com letras maiúsculas as siglas com até trêsletras, como IAP, FAO, OMS PND, ETA, ETE (no pluralETAs, ETEs, ONGs). Esta recomendação vale para todos oscasos, ou seja: quando mencionadas no texto, em citações ereferências. As siglas, com quatro letras ou mais que não for-mem palavra, como BNDES, devem ser grafadas com todas asletras em maiúsculas e, quando formam palavras possíveis deserem lidas, como Unesco, devem ser grafadas apenas com aprimeira letra em maiúscula.Citações: menção aos documentos consultados para compor oartigo. Podem aparecer de duas formas, dependendo do con-texto. Aparecem em uma frase como: Segundo LEE (1997),em letras maiúsculas, ou podem ser mencionadas após a idéiado (s) autor (es) escritas em letras maiúsculas entre parênteses,exemplo (LEE, 1997). Para até dois autores citar o nome deambos, da seguinte forma ANDREOLI e FERNANDES (2001)ou (ANDREOLI; FERNANDES, 2001). Quando houver trêsautores: ANDREOLI, FERNANDES e CARVALHO (2001) ou(ANDREOLI; FERNANDES; CARVALHO, 2001). Para as ci-tações com mais de três autores deve ser utilizada a expressãoet al. No corpo do texto, segundo FERREIRA et al. (2001) ouno final do parágrafo (FERREIRA et al., 2001) com ponto nofinal, sem itálico, ou negrito. Citação de informações ou docu-mentos eletrônicos acessados via internet seguem as mesmasrecomendações dos documentos impressos.Tabela, quadros, figuras: A tabela é utilizada para apresentardados, em geral, numéricos que foram trabalhados, avaliados einterpretados, o quadro contém geralmente texto e a figura é ailustração que explicita ou complementa visualmente um tex-to, como desenhos, diagrama, estampa, esquemas, fluxogra-mas, fotografias, gráficos, material cartográfico, plantas e ou-tras. Sempre que forem apresentados dados numéricos as unida-des deverão estar claramente expressas. As tabelas, os quadrose figuras devem ser auto-explicativos. Devem ter legenda quefacilite a compreensão das informações apresentadas. No cor-po do artigo as palavras tabela, quadro ou figura devem sergrafadas em minúsculas e seguidas do seu número de ordem. Notítulo escreve-se com todas as letras em maiúsculas, exemploTABELA 1 - Observe que depois do número e antes do título háum hífen. O título deve ser escrito na parte superior com todasas letras em maiúsculas. O conteúdo das tabelas e quadros deveser delimitado geográfica e cronologicamente. (ex.: TABELA1 - PRODUÇÃO DE LODO DE ESGOTO NA ETE - BELÉM- CURITIBA, 1995 - 2000). Se houver fonte deve figurarabaixo da tabela, quadro ou figura transcrita em Arial 11. Exem-plo FONTE: SANARE, 1999.Fotografias: Identificadas no texto como figura, devem serenviadas em papel fotográfico, ou digital, com alta resolução,extensão JPG ou TIFF. A legenda da fotografia obedece aospadrões acima descritos.Referências: Seguir o que preconiza a NBR-6023 da ABNT, deagosto de 2000. Podem ser referenciados documentos extraí-dos da Internet. Exemplos: BRUCKMAN, A. Approaches tomanaging deviant behavior in virtual communities. Disponí-vel em: <ftp.media.mit.edut.pub/asb/papers/chiance-chi94>Acesso em: 04 dez. 1994.

INFORMAÇÕES: Poderão ser obtidas pelo telefone:(0xx41) 330-3153.REMESSA: Os artigos devem ser enviados a DMA/APD, peloe-mail [email protected] e a cópia impressa aos cuidadosde DMA/APD/Sanare - Revista Técnica da Sanepar, Com-panhia de Saneamento do Paraná, Rua Engenheiros Rebouças,1376, Bairro Rebouças, CEP 80215-900, Curitiba/PR.

Documents

Sanare - Revista Técnica da Saneparsite.sanepar.com.br/sites/site.sanepar.com.br/files/...Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-11, jan./jun. 2004 Automação