O que fazer quando não existe rede pública de esgoto?

Nesta postagem vamos desenvolver uma situação real e corriqueira, você (cliente, construtor, arquiteto, engenheiro) descobriu que o local onde será feita a obra não tem rede de esgoto pública... e AGORA?           

Agora chame a STEBio que ela resolve... rs

Para essa situação recomendamos o uso de um sistema off grid (isolado da rede) para tratamento e destinação do esgoto através de infiltração no solo.

O sistema é composto de um conjunto de três equipamentos que tratam o esgoto de forma natural, sem precisar de energia elétrica ou produtos químicos, de forma simples e eficiente.

Tanque séptico (tratamento primário):

Imagine um grande tanque enterrado no solo onde o esgoto bruto (sem tratamento) chega primeiro.

Ali, o esgoto “repousa" por longo período em que: os sólidos pesados (como fezes) decantam para o fundo formando lodo, as gorduras e espumas leves flutuam para o topo, e bactérias anaeróbias (sem oxigênio) começam a digerir o material orgânico, “limpando” o esgoto. É como um estômago digerindo a comida.​

Filtro anaeróbio (tratamento secundário):

O esgoto já um pouco tratado sai do tanque séptico e vem para o filtro, que é um tanque cheio de material de suporte (pedras ou elementos plásticos).

As bactérias anaeróbias (as mesmas do tanque séptico) se alojam no material de suporte e digerem ainda mais o material orgânico que sobrou, purificando a água ainda mais.

É um passo extra para não sobrecarregar o solo com material orgânico.​

Sumidouro ou Vala de Infiltração (disposição final):

Por último, o esgoto bem tratado segue para a infiltração no solo por através sumidouro e dos poros do próprio solo.

O solo age como um filtro natural final, absorvendo o esgoto tratado e eliminando impurezas restantes.

Funciona só em solos arenosos ou minimamente permeáveis, distantes e longe de poços ou rios ou lençol freático.

Já temos a ideia da solução agora vamos para o seguinte para o passo a passo a fim de dimensionar e especificar corretamente o sistema de tratamento e infiltração a ser adotado:

1 – Qual o número de pessoas?

Geralmente consideramos 2 pessoas por dormitório, assim fica uma certa folga no dimensionamento, ou então qual será o uso máximo em dias seguidos, leia-se essa situação quando será uma casa muito usada em finais de semana com muitas pessoas.

Vamos considerar para o exemplo uma casa com 03 dormitórios, sendo assim um sistema para até 06 pessoas.

2 – Quantos litros por pessoa?

A NBR 17076:2024 nos dá algumas opções, desde 100 litros para imóveis de padrão baixo, 130 litros para padrão médio e 160 litros para padrão alto.

Vamos adotar 160 litros imaginando ser uma casa em condomínio, onde a vazão de chuveiros e os hábitos dos moradores seja de consumir bastante água.

3 – Quantos litros por dia o sistema terá de tratar?

Aqui está fácil já temos a quantidade de pessoas e o consumo de cada uma.

06 pessoas X 160 litros por pessoa = 960 litros/dia

Agora vamos começar a dimensionar a parte do tratamento: Tanque Séptico + Filtro Anaeróbio.

Em se tratando de dimensionamento de sistemas em conformidade com NBR 17076:2024, não vamos aplicar o uso de Biodigestor comercial, mais adiante explicaremos o porquê inclusive.

4 - Dimensionando o Tanque Séptico (também conhecido como Fossa Séptica).

Fórmula para dimensionamento do Tanque Séptico conforme NBR 17076:2024

V = 1000 + N x(q x T + K x Lf)

V é o volume útil, expresso em litros (L);

N é o número de pessoas ou unidades de contribuição, expressa em unidades (ud);

q é a contribuição de efluente (esgoto), expressa em litros/unidade/dia (L/ud/d);

T é o período de detenção, expresso em dias (d);

K é a taxa de acumulação de lodo digerido, expressa em dias (d);

Lf é a contribuição de lodo fresco, expressa em litro/dia (L/d).

Aqui também precisamos determinar o T, que é o tempo de detenção do esgoto no Tanque Séptico (tempo em que o esgoto precisa ficar em contato com o lodo e bactérias para a ocorra a digestão, decantação e flotação), que é determinado pela contribuição diária no nosso caso 960 litros, fica na primeira faixa até 1.500 litros/dia e o tempo será de permanência será de 24 horas.

E determinar o K, que é a taxa de acumulação de lodo em função da temperatura no mês mais frio do local da instalação, sendo assim estamos adotando uma limpeza a cada 3 anos do sistema para uma cidade que tem no inverno temperaturas entre 10ºC e 20ºC.

Vamos para o cálculo:

V = 1000 + N x(q x T + K x Lf)

V = 1000 + 6 x (160 x 1 + 145 x 1)

V = 1000 + 6 x (160 + 145)

V = 1000 + 6 x 305

V = 1000 + 1830

V = 2.830 L = 2,830 m³

Esse é o volume mínimo necessário para o Tanque Séptico, e aqui já deixo nossa opinião a respeito de BIODIGESTOR e nos questionamos: quando um BIODIGESTOR de 1.500 L vai ter a mesma eficiência de um Tanque Séptico com 2.830 L, é quase o dobro do volume (1.330 litros a mais de volume) para o mesmo processo de digestão anaeróbia, sem circulação de lodo ou inserção de oxigênio, não existe nada além que faça uma aceleração no processo que possa permitir uma redução drástica no volume sem perda de eficiência no tratamento final.

Outra observação em caso de tanques múltiplos a norma prevê que seja adicionado + 1.000 litros em cada divisão, exemplo: 1 tanque de 2.830 litros ou 2 de 1.915 litros (2.830/2 + 1000 = 1.915).

Próximo passo é achar as dimensões do Tanque Séptico:

Por facilidade em encontrar anéis pré-moldados na nossa região e por simplificar em muito a instalação vamos adotar essa solução, mas nada impede que você opte por outros materiais e até mesmo fazer in loco em alvenaria, o que importa é respeitar as dimensões e especificações para que o sistema seja eficiente e seguro.

GEOMETRIA Cilíndrica

Adotando profundidade útil* P = 1,25 m

*na norma é previsto um máximo e mínimo em função do volume, neste caso até 6.000 litros (6,0 m³) a profundidade útil deve ser entre 1,20m e no máximo 2,20m.

Temos diâmetro interno D = 1,70 m (nominal externo 1,83 m)

Calculo do volume do Tanque Séptico

V= π x D² x P / 4

V= π x 1,70² x 1,25 / 4

V= π x 2,89 x 1,25 / 4

V= π x 3,6125 / 4

V= π x 0,903125

V= 2,837 m³ = 2.837 L

Comercialmente adotamos um diâmetro interno de 1,70m que é o anel de 1,83m disponível no nosso principal fornecedor (FACIS), por 3 anéis de profundidade, assim a execução é mais segura com o uso de um diâmetro maior a profundidade será menor.

5 - Dimensionando o Filtro Anaeróbio.

O uso do Filtro Anaeróbio é obrigatório devido a capacidade de tratamento do esgoto ser limitada com o uso apenas do Tanque Séptico (temos uma depuração de até 60% não sendo suficiente para não contaminar o solo), com o uso do Filtro Anaeróbio em conjunto é possível atingir eficiencia acima de 80% podendo chegar até 95%, atendendo assim o tratamento necessário exigido para a infiltração no solo.

Caso opte para lançamento em corpo d’água consulte a legislação ambiental do seu estado/município, provavelmente será necessário um sistema com mais tecnologia (circulação de lodo e/ou aeração).

Fórmula para dimensionamento do Filtro Anaeróbio conforme NBR 17076:2024

Vu = Iv x N x q x T

Vu é o volume útil, expresso em litros (L);

Iv é a taxa de compensação pelo volume ocupado pelo material do meio suporte, depende do índice de vazios do material aplicado. Na indefinição da taxa para o material específico, adotar 1,6 (mais comum uso de brita 4).

N é o número de contribuintes, expresso em unidade (ud);

q é a contribuição de efluentes, expressa em litros/unidade/dia (L/ud/dia);

T é o tempo de detenção hidráulica, expresso em dias (d) - ver a Tabela D.1.

Assim como no Tanque Séptico também temos de determinar o T.

Vamos para o cálculo:

Vu = Iv x N x q x T

Vu = 1,60 x 6 x 160 x 1

Vu = 1,60 x 960

Vu = 1.535 L = 1,536 m³

O volume útil mínimo do filtro anaeróbio deve ser de 1.000 litros. Caso o resultado seja inferior a 1.000 litros a NBR 17076:2024 exige o volume mínimo.

 Próximo passo é achar as dimensões do Filtro Aneróbio:

Que também adotaremos o uso de anéis pré-moldados.

GEOMETRIA Cilíndrica

Adotando profundidade útil* P = 1,20 m

*a norma limita em 1,20m a altura total entre o fundo do filtro + o meio filtrante em 1,20m.

Temos diâmetro interno* D = 1,38 m (nominal externo 1,50 m)

*a norma exige um diâmetro mínimo de 1,10 m

Calculo do volume do Filtro Anaeróbio

V= π x D² x H / 4

V= π x 1,38² x 1,20 / 4

V= π x 1,9044 x 1,20 / 4

V= π x 2,28528 / 4

V= π x 0,57132

V= 1,795 m³ = 1.795 L

Comercialmente adotamos um diâmetro interno de 1,38m que é o anel de 1,50m disponível no nosso principal fornecedor (FACIS), por 3 anéis de profundidade que atende também a limitação do leito filtrante, profundidades maiores irão dificultar com o passar do tempo a passagem do esgoto pelo meio filtrante, podendo ocasionar entupimento do filtro de forma precoce.

Pronto... o quase lá, já temos o nosso tratamento definido, agora temos de determinar a destinação final do esgoto tratado.

6 - Determinando a destinação final do esgoto tratado.

As soluções mais comuns são as de infiltração no solo, seja por sumidouro ou vala de infiltração, as demais alternativas são lançamento em corpo d´água onde é necessário consultar a legislação do seu estado/município e como exemplo no estado de São Paulo não é permitido esse tipo de encaminhamento sem a devida autorização prévia, além de ser proibido o lançamento em galerias de águas pluviais. Mas voltando a alternativas temos ainda a opção de tanques de evapotranspiração ou reuso do esgoto tratado em irrigação, lavagem de pátios, mas aqui sempre envolverá acompanhamento do sistema e análises do esgoto tratado períodicamente.

Seguindo pelo caminho da infiltração no solo, temos as opções de sumidouro ou vala de infiltração, e como costumamos e determinar em função do quadro comparativo a seguir:

Essas características são possíveis de identificar através da sondagem de solo ou até mesmo fazendo uma escavação no local.

Pode-se observar que a aplicação de Valas de Infiltração é mais ampla que a de Sumidouros, isso reflete inclusive como alternativa mais usada nos EUA e Europa.

Outro benefício das Valas de Infiltração é que como são preenchidas com brita isso as transformam num complemento do Filtro Anaeróbio e consequentemente ocorre sequência no tratamento do esgoto durante a infiltração no solo.

7 - Capacidade de infiltração do solo.

O próximo passo é determinar a capacidade de infiltração do solo, ela é determinada através de ensaio de solo que determina a taxa de infiltração (o qual a STEBio faz), caso não seja possível realizar o ensaio, você poderá estimar, não é o ideal, mas entendemos que para uma residência talvez o custo do ensaio não se justifique, e para isso temos a seguinte tabela orientativa:

Essas informações também são possíveis de obter através da sondagem de solo, mas repetimos que o ideal é a realização do ensaio de infiltração.

Vamos adotar uma taxa de infiltração de 60 litros/m².dia (correnpondente a um solo composto por argila arenosa) e a infiltração através de Sumidouro.

Traduzindo significa a taxa de infiltração ela corresponde ao que cada m² do Sumidouro (fundo e laterais) ou da Vala de Infiltração em contato com o solo tem a capacidade de infiltrar, como o adotado no caso 60 litros durante 24 horas para cada m².

Mais adiante também vamos deixar o cálculo para adoção de Vala de Infiltração.

8 - Dimensionando o Sumidouro.

Vazão:

Qprojeto = N x q

Q é a vazão, expresso em litros (L);

N é o número de pessoas ou unidades de contribuição, expressa em unidades (ud);

q é a contribuição de efluente (esgoto), expressa em litros/unidade/dia (L/ud/d);

Qprojeto = 6 x 160

Qprojeto = 960 L

Calculando a área de infiltração do Sumidouro:

A = Qprojeto / Tx.inf

A é a área para absorção do líquido, expressa em metros quadrados (m²)

Qprojeto é a vazão de dimensionamento, expressa em litros (L);

Tx.inf é a taxa de infiltração, expressa em metros cúbicos/metros quadrados/dia (m³.m^-².d^-1)

A = 960 / 60

A = 16,00 m² para cada sumidouro*, sendo 02 sumidouros com 100% da capacidade para revezamento, total 32,00 m²

*Conforme item K.3.1.8 da NBR 17076:2004 o número de sumidouros deve ser no mínimo 2 com 100% da capacidade ou 3 com 50% da capacidade para que possa ser feito revezamento de uso . Deve-se justificar quando não for possível mais de 1 sumidouro. O distânciamento entre sumidouros deve ser de 3 vezes o diâmetro de face a face. Deve-se respeitar a distência mínima de 1,50m entre o fundo do sumidouro e o nível d'água no solo.

Próximo passo é achar as dimensões do Sumidouro:

Que também adotaremos o uso de anéis pré-moldados.

GEOMETRIA Cilíndrica

Adotando

Diâmetro externo D = 1,83 m 

Profundidade útil P = 2,39 m

Limitações da norma Diâmetro interno mínimo 1,00 m e Profundidades máxima          3,50 m – manter no mínimo 1,50 m entre o fundo e nível de água do solo

Calculo da área do Sumidouro

Diferente até então do Tanque Séptico e do Filtro Anaeróbio onde foi calculado o volume, para Sumidouro e Vala de Infiltração o que importa é área de contato das lateriais e fundo com o solo, lógico que o volume em picos de uso tera a função em acomodar o excesso de esgoto tratado para posteriormente ser infiltrado, mas para efeitos de calculo vamos focar na área.

Área do Sumidouro:

A= (2 x π x D x P / 2) + (π x D² / 4)

A= (2 x π x 1,83 x 2,39 /4) + (π x 1,83² / 4)

A= (2 x π x 4,3737 / 2) + (π x 3,3489 / 4)

A= (2 x π x 2,18685) + (π x 0,837225)

A= 13,74 + 2,63

A= 16,37 m²

Número de sumidouros = 02

Área total 16,37 m² x 2 unidades = 32,74 m²

Comercialmente adotamos um diâmetro externo do anel de 1,83m disponível no nosso principal fornecedor (FACIS), por 5 anéis de profundidade. Lembrando que a nova NBR 17076:2024 limitou o Sumidouro a 3,50m de profundidade, muito provavelmente por questões de eficiência, quanto mais se escava mais o solo fica compactado e úmido, além de que em muitos locais ainda ser comum a escavação manual o que é um risco enorme de segurança para a equipe de instalação e um passivo trabalhista para o responsável e dono da obra.

9 - Dimensionando a Vala de Infiltração.

Vazão:

Qprojeto = N x q

Q é a vazão, expresso em litros (L);

N é o número de pessoas ou unidades de contribuição, expressa em unidades (ud);

q é a contribuição de efluente (esgoto), expressa em litros/unidade/dia (L/ud/d);

Qprojeto = 6 x 160

Qprojeto = 960 L

Calculando a área de infiltração da Vala de Infiltração:

A = Qprojeto / Tx.inf

A é a área para absorção do líquido, expressa em metros quadrados (m²)

Qprojeto é a vazão de dimensionamento, expressa em litros (L);

Tx.inf é a taxa de infiltração, expressa em metros cúbicos/metros quadrados/dia (m³.m².d^-1).

A = 960 / 60

A = 16,00 m² 

Necessário 02 valas com 100% (02 x 16,00 m² = 32,00 m²) ou 03 valas com 50% (03 x 08,00 m² x 24,00 m²) da capacidade para alternância.

* Conforme item L.3.5 da NBR 17076:2004 o número de valas deve ser no mínimo 2 com 100% da capacidade ou 3 com 50% da capacidade para que possa ser feito revezamento de uso. Deve-se respeitar a distência mínima de 1,50m entre o fundo da vala de infiltração e o nível d'água no solo.

Calculo da área da Vala de Infiltração

Adotando        

Comprimento da vala C = 5,00 m      

Largura da vala            L =  1,00 m       

Profundidade útil         P = 0,40 m

Limitações da norma: Comprimento máximo 30,00 m, Largura mínima 0,30 m, Profundidades mínima 0,30 m. Manter distância mínima 1,50 m entre o fundo da Vala de Infiltração e o nível máximo de água do solo se presente.

Área da Vala de Infiltração:

A= (C x L) + (2 x (C x P))

A= (5 x 1) + (2 x (5 x 0,4))

A= 5 + (2 x 2)

A= 5 + 4

A= 9,00 m²

Número de valas 03 com 9,00 m²

Área total 27,00 m²

Pronto, seu sistema de tratamento para uma residência com até 06 pessoas foi dimensionado.

Agora você pode nos contratar desde uma consultoria ou a solução completa, consulte-nos!

RESUMO DOS DIMENSIONAMENTOS QUE APRESENTAMOS: