Emissários Submarinos: uma alternativa eficiente para sistemas de esgotamento sanitário costeiros

Por Felipe Odreski e Gioce Berns

Publicado em 23 de agosto de 2019

O tratamento e disposição final de efluentes costeiros aproveitando o volume marinho e as correntes costeiras pode ser uma ótima escolha.

 

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Figura 1: Imagem de emissário submarino. Fonte: Royal HaskoningDHV.

Não é de hoje que a zona costeira tem sido núcleo do assentamento de populações humanas, abrigando diversas atividades, gerando resíduos com destaque para o esgoto doméstico, que é uma das formas de poluição mais comum das regiões costeiras. O esgoto sanitário pode ser definido como “Despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas”. A quantidade de esgoto gerada em uma cidade ou região varia de acordo com as características socioeconômicas da população, da disponibilidade hídrica, do clima e das atividades desenvolvidas.

Os esgotos domésticos geralmente apresentam uma composição típica, com compostos orgânicos, nutrientes e organismos patogênicos e não patogênicos. De modo geral, os principais impactos ambientais possíveis gerados pelo lançamento de esgotos no mar são:

  • contaminação microbiológica;
  • acréscimo de matéria orgânica e nutrientes no meio marinho (podendo levar à eutrofização);
  • aumento da turbidez, afetando a produção primária e os organismos filtradores;
  • contaminação química, gerando efeitos tóxicos sobre a biota.

 

SISTEMA DE DISPOSIÇÃO OCEÂNICA

Uma das soluções encontradas para os esgotos gerados no litoral é a disposição oceânica. Neste sistema, o vasto volume e a grande capacidade de dispersão e autodepuração das águas marinhas são utilizados como disposição final dos esgotos, auxiliando na redução das concentrações poluentes a níveis permitidos pela legislação. Além disso, o sistema permite afastar o efluente tratado dos estuários e praias que acabariam chegando até zonas de banho e contato trazendo consequências diretas para a saúde humana.

A autodepuração pode ser entendida como um processo natural de recuperação de um ambiente aquático que recebe cargas poluentes, através da decomposição dos poluentes orgânicos.

De modo geral, um sistema de disposição oceânica é constituído pelas seguintes unidades (Figura 2): Estação de pré-condicionamento; câmera ou chaminé de equilíbrio; emissário submarino e tubulação difusora, através da qual o efluente é lançado no fundo do mar por vários bocais ou orifícios.

Sistema de disposição oceânica

Figura 2: Esquema de um sistema de disposição oceânica. Fonte: Adaptado de Bleninger

 

Um bom projeto e execução com adequado dimensionamento e localização do emissário submarino em termos de distância e profundidade, são capazes de promover o processo de mistura e reduzir as concentrações dos contaminantes dos efluentes. Esta solução, embora traga muitos benefícios, pode também acarretar em sérios prejuízos ambientais caso não forem bem dimensionados e operados.

Os estudos que embasam um projeto definitivo para dimensionamento de extensão, diâmetro da tubulação, número de emissores devem levar em conta vários fatores. É preciso que as plumas de contaminantes não atinjam a zona de surf para impedir o carreamento do efluente até a praia e manter a promover a balneabilidade do ambiente costeiro. A Figura 3 abaixo ilustra um resultado de um estudo de modelagem hidrodinâmica da Acqualis Engenharia Hídrica em área de emissário.

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Figura 3: Campos de correntes em resultado de estudo da Acqualis Engenharia Hídrica de modelagem hidrodinâmica em um instante de maré englobando região de emissário submarino.

A Figura 4 apresenta estudo da Acqualis Engenharia Hídrica de modelagem de dispersão e autodepuração de coliformes fecais em projeto para emissário submarino

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Figura 4: Pluma de dispersão de coliformes termotolerantes em resultado de estudo da Acqualis Engenharia Hídrica para modelagem de dispersão e decaimento provenientes de emissário submarino em um instante de maré.

APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO BRASIL E NO MUNDO

Vários países no mundo têm utilizado o Sistema de Disposição Oceânica de Esgotos Sanitários como a principal tecnologia de tratamento de águas residuárias em regiões costeiras. Na Tabela 1 estão alguns dos sistemas de disposição oceânica instalados pelo mundo e suas principais características. 

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Tabela 1: Características de alguns sistemas de disposição oceânica de esgotos sanitários instalados pelo mundo. Fonte: Roberts et al.,2010.

Na Florida (EUA), o tratamento secundário tem sido adotado como opção de tratamento antes de chegar até os emissários submarinos. Ao todo, seis sistemas de disposição oceânica foram instalados no sul da Florida, conforme pode ser visto na Figura 5.

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Figura 5: Localização dos emissários submarinos do sul da Florida. Fonte: Heaney et al.,2006.

 

No Brasil, a disposição oceânica de efluentes urbanos por meio de emissários submarinos tem sido escolhida como uma alternativa satisfatória por alguns autores, tanto do ponto de vista econômico como do ponto de vista da melhoria da balneabilidade das praias, tendo sido adotada em diversas cidades litorâneas brasileiras.

Entre as cidades que adotaram o sistema de disposição oceânica no Brasil estão Santos, Rio de Janeiro, Fortaleza, Salvador e Aracaju. Na Tabela 2 estão as principais características de alguns dos emissários localizados no Brasil.

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Tabela 2: Características de alguns emissários submarinos em funcionamento no Brasil. Fonte: Roberts et al.,2010.

O estado de São Paulo concentra a maior quantidade de emissários, com um total de oito sistemas, cinco na Baixada Santista e três no Litoral Norte (Figuras 6 e 7).

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Figura 6: Localização dos Emissários Submarinos da Baixada Santista (SP). Fonte: CETESB, 2019.

 

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Figura 7: Localização dos Emissários Submarinos do Litoral Norte (SP). Fonte: CETESB, 2019.

 

Atualmente, existe um Edital de licitação aberto pela SABESP que tem o objetivo de revisar e atualizar o plano diretor de visando promover a eficiência do sistema de esgotamento sanitário. Caso esses estudos venham a se concretizar, é possível que sejam apontadas modificações do quadro atual com possíveis alterações em termos de dimensionamento, número e localização dos emissários submarinos.

 

NÍVEL DE TRATAMENTO PARA EMISSÁRIOS

O tratamento dos esgotos é usualmente classificado em níveis de eficiência: preliminar, primário, secundário e terciário. O tratamento preliminar é responsável pela remoção de sólidos grosseiros, enquanto o tratamento primário visa à remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica. Em ambos, predominam os mecanismos físicos de remoção de poluentes. O tratamento terciário objetiva a remoção de poluentes específicos (usualmente tóxicos ou não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário.

Muito se tem debatido sobre qual o nível de tratamento mais adequado para o lançamento de esgotos por disposição oceânica. Em alguns países como nos EUA tornou-se obrigatório que o esgoto lançado por um emissário seja tratado a nível secundário.

No Brasil, antes da aprovação da Resolução Conama 430/2011, a concepção adotada para a maioria dos sistemas de disposição oceânica tinha o tratamento preliminar como etapa anterior ao lançamento. Embora essa concepção seja bastante atrativa do ponto de vista econômico, com o passar dos anos, a região pode apresentar uma degradação ambiental do ecossistema marinho.

Com a aprovação da Resolução Conama 430/11, ficou estabelecido que o lançamento de esgotos por disposição oceânica deve ser precedido por tratamento que garanta as seguintes características de lançamento:

  • pH entre 5 e 9;
  • temperatura: inferior a 40ºC;
  • a variação de temperatura do corpo receptor não deverá exceder a 3ºC no limite da zona de mistura;
  • após desarenação;
  • sólidos grosseiros e materiais flutuantes: virtualmente ausentes; e
  • sólidos em suspensão totais: eficiência mínima de remoção de 20%, após desarenação.

 

Comparando estações de tratamento secundárias e emissários submarinos, estes últimos mostram-se mais eficientes. Diluições de 1:100, comumente encontradas sobre os difusores de emissários, equivalem a um teórico tratamento com 99% de depuração, o que não é atingido pelos meios convencionais, mesmo com grandes investimentos.

A comparação teórica entre os diferentes níveis de tratamento é descrita na Tabela 3.

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Tabela 3: Típica redução de concentração de constituintes dos esgotos dependendo do nível de tratamento aplicado. Fonte: Cetesb.

Segundo Carvalho (2002), os impactos ambientais causados por descargas de emissários submarinos são usualmente pequenos e restritos a uma pequena área no entorno do emissário. Ademais, o impacto em águas superficiais pode ser reduzido a zero devido a uma possível retenção da pluma em camadas inferiores decorrente da estratificação de densidade do oceano.

Fica claro que, independente do nível de tratamento, a presença de um emissário submarino corretamente projetado e executado pode reduzir significativamente os riscos a saúde pública e os danos ao meio ambiente.

Assim, os sistemas de esgotamento sanitário em zonas costeiras podem e devem considerar em seus planos de saneamento ambiental a possibilidade técnica/econômica de emissários submarinos, lembrando que cada local tem suas próprias particularidades.

Um projeto de emissários precisa constar não somente com uma boa quantidade de dados ambientais e oceanográficos, mas também com um projeto eficiente que não permita que a pluma de dispersão atinja a zona de surfe.

 

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