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Projeto de sistema de captação e tratamento de água de nascente destinada ao consumo humano, para pequena propriedade rural.
Tipologia: Teses (TCC)
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Cristian Skopinski
Trabalho de Curso em Engenharia Agrícola II apresentado ao Curso de Engenharia Agrícola da Universidade de Santa Cruz do Sul – UNISC.
Orientadora: Prof.ª Débora Chapon Galli
Santa Cruz do Sul 2016
Cristian Skopinski
Trabalho de Curso em Engenharia Agrícola II apresentado ao Curso de Engenharia Agrícola da Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC.
MSc. Débora Chapon Galli Professora Orientadora – UNISC
MSc. Fernando Machado Pfeifer Professor examinador – UNISC
Dr. Dionei Minuzzi Delevati Professor examinador - UNISC
Santa Cruz do Sul 2016
A água é um recurso natural indispensável para a manutenção da vida, tornando-se fundamental o seu fornecimento em quantidade e qualidade, principalmente quando destinada ao consumo humano. No entanto, no meio rural nem sempre é dada a devida atenção a esta necessidade, especialmente quando se refere à potabilidade da água proveniente de sistemas individuais. Com o propósito de garantir a qualidade da água consumida pelos moradores, o presente trabalho delineou-se em projetar um sistema de captação e tratamento de água de nascente para uma propriedade agrícola situada no interior do município de Dom Feliciano/RS. Primeiramente fez-se um diagnóstico do sistema de abastecimento existente e da qualidade da água consumida atualmente, estimando-se também a demanda diária da propriedade. Os resultados das análises apontaram turbidez de até 339 uT em períodos de elevada precipitação, assim como a presença de contaminação microbiológica, comprovando a necessidade de se realizar intervenções para melhorar a sua qualidade e deixar dentro dos padrões estabelecidos pela legislação vigente, ainda mais por se tratar da única fonte de água disponível da propriedade. Definiu-se a técnica da caixa de tomada (trincheira) para a proteção da nascente e adotou-se o sistema de filtração lenta para o tratamento da água, realizando-se os cálculos para o seu dimensionamento. Para a desinfecção da água, propõe-se um dosador de cloro disponível no mercado, o qual é instalado dentro da caixa d’água e, com base no consumo diário estimado, delimitou-se a instalação de um reservatório com capacidade para 1.000 litros. O custo estimado para a implantação do projeto totalizou R$ 1.703,40, valor relativamente baixo se for considerada a importância que a água de qualidade representa para a saúde do ser humano. A inserção do sistema irá melhorar a qualidade da água consumida na propriedade, podendo este estudo servir como incentivo e referência para a implantação em outras propriedades.
Palavras-chave: nascente, qualidade da água, tratamento
The water is an indispensable natural resource to support life, becoming fundamental its supply in quantity and quality, mainly when it is destined to human consume. However, in the countryside it is not always given the proper attention to this necessity, especially when it refers to potability of water from individual systems. For the purpose of ensure the water quality consumed by the residents, this work aims to project a system to collect and treat a springhead in an agricultural property situated in Dom Feliciano/RS. Initially, it was made an existing water supply systems diagnosis and it was also checked the waters quality currently consumed and also the estimated waters consume by day in the property. The analysis results showed value approximated 339-uT turbidity in high precipitations, as well microbiological contamination, proving the necessity to execute interventions to make better its quality and keep it in standards established by law. It is the only one water fountain available in the farm. It was defined a trench as a technique to protect it and a slow waters filtration was adopted for the waters treatment, performing the calculation for its dimensioning. For the waters disinfection, it is proposed a chlorine dose available in the market, in which it is installed inside the water tank. Considering the estimate day by day consume of water, it was installed a water tank with 1.000 liters capacity. The estimated cost to run the project totaled $ 1.703,40, it is low cost if consider the importance that the waters quality represent to the human health. The system insertion will improve the waters quality consumed in the property. This study may encourage and be reference to implementation in others farms.
Keywords: springhead, water`s quality, treatment
Tabela 1 - Tabela de Hazen para dimensionamento de drenos ................................ 39 Tabela 2 - Resultados das análises físico-químicas.................................................. 60 Tabela 3 - Resultados das análises microbiológicas ................................................. 61
No entanto, diversos trabalhos realizados com o objetivo de avaliar a água consumida no meio rural revelaram que a realidade é ao contrário da considerada ideal, pois constataram-se problemas de contaminação, assim como proteção deficiente dos recursos hídricos. Além disso, a falta de informações faz com que os agricultores usam o líquido sem nenhum tipo de tratamento. Deste modo, a água consumida em propriedades agrícolas pode ser considerada como um fator de risco à saúde dos seres humanos que a utilizam, sendo indispensável a averiguação de sua qualidade, devendo atender aos parâmetros estabelecidos pela legislação vigente. Levando em consideração de que cada nascente exibe características específicas, não existe um procedimento genérico para fazer sua proteção. É necessário fazer uma verificação das condições em que se apresenta e, a partir daí, determinar qual técnica é a mais adequada para evitar ou minimizar a contaminação de agentes externos. Diante do exposto acima, o objetivo geral deste trabalho foi projetar um sistema de captação e tratamento da água destinada ao consumo humano em uma propriedade rural no interior do município de Dom Feliciano/RS. Para isso, teve como objetivos específicos: diagnosticar as condições do sistema de abastecimento de água existente desde a captação até o reservatório na residência, como também a proteção da nascente e o seu entorno; avaliar a qualidade físico-química e microbiológica da água atualmente consumida; estudar as várias técnicas de proteção e tratamento, definindo a mais adequada; elaborar o projeto com o memorial descritivo; descrever o orçamento para a sua implantação.
2.1 Ciclo hidrológico
A água está sempre em constante movimento e variando seu estado, passando de líquido para vapor, de vapor para sólido e de sólido para líquido novamente, em um ciclo interminável que existe há bilhões de anos. Este processo pode ser visualizado na Figura 1 (SOCIEDADE DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SANEAMENTO - SANASA, 2006).
Figura 1 - Ciclo da água no planeta
Fonte: SANASA, 2006.
Este fenômeno é responsável pela renovação constante das fontes de água. O grande impulsor do ciclo hidrológico é o calor irradiado pelo sol, que faz com que a água dos oceanos, rios, lagos e plantas evapore e forme as nuvens, voltando a cair na Terra sob a forma de chuva, neve e neblina. Posteriormente essas águas escorrem para os mananciais superficiais e subterrâneos, e aos poucos escoam
2.3.1 Manancial superficial
Compreende as águas doces dos córregos, ribeirões, rios, lagos e reservatórios artificiais, como açudes e lagos represados. Em algumas situações especiais, as águas oceânicas podem constituir mananciais de superfície, dos quais se obtém água doce através de processos de dessalinização (BRASIL, 2015). Segundo Camargo e Landgraf (2010) as águas superficiais são formadas e mantidas principalmente pelas águas subterrâneas, contando apenas com uma pequena parte da água da chuva, que cai diretamente sobre os rios, lagos, etc. Tsutiya (2005) salienta que as águas desses mananciais devem preencher requisitos mínimos em aspectos quantitativos, como também qualitativos.
2.3.2 Manancial subterrâneo
Encontra-se abaixo da superfície terrestre, compreendendo os aquíferos, lençóis freáticos e profundos. Sua captação é feita por poços rasos ou profundos, poços escavados ou tubulares, galerias de infiltração, barragens subterrâneas ou pelo aproveitamento das nascentes (BRASIL, 2015). A água subterrânea e a superficial são o mesmo recurso hídrico, porém fluindo por um meio físico diferente. A água superficial flui rápida através dos cursos d’água, enquanto a subterrânea movimenta-se lentamente através das formações geológicas (TSUTIYA, 2005).
2.3.3 Escolha do manancial
Conforme Brasil (2015) a escolha do manancial se constitui na decisão mais importante na implantação de um sistema de abastecimento de água, devendo-se considerar todos os mananciais que apresentem condições sanitárias satisfatórias e que tenham vazão suficiente para atender à demanda prevista. Essa seleção deve ser realizada mediante estudos técnicos, econômicos e ambientais, comparando-se as alternativas viáveis. Havendo mais de uma opção, sua definição deverá levar em conta alguns critérios:
1º critério: verificação dos teores de substâncias prejudiciais, através da realização de análises de componentes orgânicos, inorgânicos e bacteriológicos das águas do manancial; 2º critério: vazão mínima necessária para atender à demanda; 3º critério: mananciais que exigem apenas desinfecção; 4º critério: mananciais que exigem tratamento simplificado, passíveis apenas de filtração e desinfecção; 5º critério: mananciais que exigem tratamento convencional, que requerem tratamento com coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção.
2.4 Água no meio rural
As principais fontes de abastecimento no meio rural são os poços rasos e nascentes, os quais normalmente não estão protegidas de forma adequada contra a contaminação, o que torna a água proveniente destas fontes inapropriada para consumo (REZENDE PINTO, 2011). Conforme Paraná (2010), para o produtor familiar, a água adquire uma importância ainda maior, pois garante a qualidade de vida da família, além de permitir o aumento dos ganhos com as atividades agrícolas, tais como a produção de leite, piscicultura, criação de aves e suínos e irrigação. Fernandes (2011) notabiliza que devido às novas tecnologias, que incentivaram o desenvolvimento das atividades agrícolas, as áreas rurais vêm se transformando constantemente, podendo tornar a água um recurso finito, caso seu uso não seja bem administrado. Amaral et al. (2003), em um estudo realizado na região nordeste do estado de São Paulo, onde foram coletadas amostras de água utilizada para consumo humano das fontes, reservatórios e pontos de consumo em propriedades rurais, constataram que 96,7% e 90% das águas, colhidas no período de chuvas e no período de estiagem, respectivamente, estavam fora dos padrões microbiológicos de potabilidade, sendo considerada um importante fator de risco à saúde dos seres humanos que as utilizavam. Em um estudo realizado por Rezende Pinto (2011) em trinta propriedades rurais da microbacia hidrográfica do Córrego Rico, em Jaboticabal/São Paulo, foi
Quanto à formação, podem ser: nascente de encosta, onde a descarga do lençol se concentra numa pequena área localizada, sem acúmulo inicial de água; de afloramento difuso, com grande número de pequenas nascentes criando áreas úmidas denominadas veredas; e nascentes de fundo de vale, quando a camada rochosa por baixo do lençol freático fica paralela à parte mais rasa do terreno e acaba formando um lago (BORBA et al., 2007). Para Calheiros et al. (2004) nascente ideal é aquela que fornece água contínua com boa qualidade e quantidade, localizada próxima do local de uso e de cota topográfica elevada, possibilitando sua distribuição por gravidade, onde dispensa gastos de energia com bombeamento. Convém destacar que as captações de água subterrânea estão sujeitas a um cadastro, que especificamente no estado do Rio Grande do Sul, deve ser realizado junto ao Departamento de Recursos Hídricos - DRH da Secretaria do Ambiente e Desenvolvimento Sustentável – SEMA, como também na Fundação Estadual de Proteção Ambiental – FEPAM. Tais órgãos são responsáveis pela fiscalização dos recursos hídricos no Estado (RIO GRANDE DO SUL, 20--).
2.5.1 Medição de vazão
Conforme Brasil (2015), o método mais simples para medição da vazão de uma nascente de encosta consiste em canalizar a água para uma única saída e por meio de um tubo coletá-la em um recipiente de volume conhecido, medindo o tempo necessário para encher completamente o mesmo. A vazão é dada aplicando-se a Equação 1:
Q = V/T (1) Onde: Q = Vazão (L/s) V = Volume (L) T = Tempo (s)
2.5.2 Fontes de contaminação das nascentes
Para Resende (2002), citado por Fernandes (2011), as principais atividades relacionadas à perda de qualidade da água no meio rural consistem na aplicação de defensivos, fertilizantes e deposição de dejetos da criação de animais, que muitas vezes são realizadas de forma inadequada. Rezende Pinto (2011) reforça que as diferentes formas de uso e ocupação do solo, manejo de resíduos orgânicos animais e humanos, assim como a utilização de produtos químicos visando aumentar a produtividade nas lavouras, podem alterar as características da água, tornando-a imprópria para os diversos usos no meio rural. Paraná (2010) afirma que a erosão hídrica é um agente de contaminação das águas superficiais e do soterramento de nascentes, a qual é influenciada diretamente pelas condições de superfície, principalmente pela sua cobertura e capacidade do solo em infiltrar água.
2.5.3 Técnicas de proteção e conservação de nascentes
No passado acreditava-se que as nascentes podiam ser abertas e protegidas apenas com a construção de caixas ou pequenas barragens abertas diretamente sobre o afloramento da água. Entretanto, esta prática tinha como consequência a ramificação da nascente, transformando o local em um banhado devido ao assoreamento por deposição de terra e resíduos orgânicos sobre a mesma (PARANÁ, 2010). Castro e Gomes (2001), citados por Crispim et al. (2012), enfatizam que é difícil estabelecer um procedimento generalizado para a conservação de nascentes, o que se pode fazer são algumas recomendações de como protegê-las contra agentes externos que venham a romper o equilíbrio vigente, diminuindo a quantidade e a qualidade da água. Botuverá (2013) reforça que não existe uma forma exata de se proceder, pois cada nascente é única, sendo necessário avaliar as suas condições antes de realizar as ações necessárias.
