Implantar novos sistemas e manter os já implantados. O desafio é maior do que imaginamos! E os wetlands podem ajudar!
Recentemente o Professor Marcos Von Sperling publicou um artigo que apresenta alguns dos principais desafios associados ao tratamento de esgoto em países em desenvolvimento, como é o caso do Brasil. O trabalho contempla duas partes: a primeira tem como foco a problemática dos locais que ainda não possuem nenhum tipo de tratamento de esgoto. A segunda parte discute os desafios nos contextos em que as tecnologias de tratamento foram recém implantadas.
Ou seja, os desafios que temos no nosso país não são apenas de implantar novas ETE, mas também de garantir a sustentabilidade das ETE no tempo.
O nosso principal objetivo ao redigir este artigo é mostrar como a tecnologia wetlands construídos pode colaborar para o enfrentamento de cada um desses desafios.
Vamos lá?!
Cenário 1 - Desafios de implantar novas ETE
1) Obter financiamento para implantar as novas estruturas
Este é sem dúvidas um dos maiores desafios enfrentados para a implantação de sistemas de tratamento de esgoto, principalmente quando se tratam de pequenos municípios.
Para estas localidades, algumas possibilidades de financiamento incluem a Fundação Nacional de Saúde - Funasa, que subsidia a implantação de sistemas de esgotamento sanitário nos municípios com população de até 50.000 habitantes (clique aqui para visualizar as orientações técnicas) e os Fundos Estaduais de Recursos Hídricos.
Os wetlands, por sua vez, abrem oportunidade para uma outra forma de obtenção de "financiamento verde", por exemplo, os Climate Bonds. Em suma, estes são ativos voltados para o financiamento de projetos sustentáveis (clique aqui para conhecer mais sobre esse fundo de financiamento). Dentre as tecnologias de tratamento de esgotos disponíveis, os wetlands construídos apresentam vantagens únicas que demonstram a sua sustentabilidade ambiental, técnica e financeira.
Um dos aspectos que merece destaque é a redução da emissão de gases de efeito estufa, que é até 80 vezes inferior a outras tecnologias de tratamento de esgoto, como os reatores anaeróbios. Em um recente estudo, nós da equipe Wetlands Construídos calculamos a emissão de carbono nos sistemas wetlands e comparamos com outras tecnologias convencionais de tratamento (link para acessar o artigo). Este aspecto também tem total sintonia com o Programa Metano Zero (leia aqui), que objetiva fomentar e incentivar iniciativas que visem reduzir as emissões de metano no país.
Ou seja, os wetlands construídos abrem portas para utilização de fontes de financiamento não apenas vinculadas ao setor de saneamento, mas também associadas aos eixos de mudança climática, sustentabilidade e economia circular.
2) Separar tempo para redigir relatórios de concepção
Nos estudos de concepção (EC) de sistema de esgoto sanitário é necessário que sejam contempladas as 3 fases do esgoto - sólida, líquida e gasosa. Dito isso, as Unidades de Gerenciamento de Lodo - UGL são utilizadas para tratar a fase sólida do esgoto, além disso, a fase gasosa precisa ser gerenciada na etapa principal. Em contrapartida, as ETE Wetlands tratam tanto a fase sólida quanto a líquida e tem emissão nula de gás, assim, a fase gasosa não precisa ser considerada nos ECs.
Para pequenos equivalentes populacionais (menos de 5.000 habitantes) as ETE wetlands se encaixam perfeitamente! Já para para populações maiores (até 200.00 habitantes), as UGL combinadas à tecnologias convencionais conseguem atender com excelência os requisitos normativos!
Contudo, no geral a tecnologia wetlands construídos lamentavelmente não é incluída nas avaliações de opções de arranjos tecnológicos! Portanto, visto os inúmeros benefícios dessa metodologia, é necessário que haja uma inversão nesse cenário. Adotar essa prática é avançar cada vez mais na meta de universalização do saneamento!
3) Fazer bons projetos
Esse é um grande desafio, portanto é necessário entender do que se trata um bom projeto.
É ao longo do desenvolvimento, que serão dirimidas questões sobre o processo de tratamento, as interferências sobre a realidade local e como elas serão superadas ou compatibilizadas. Ainda, um bom projeto precisa de boas bases, levantamentos planialtimétricos, investigações do solo e da hidrologia local, etc.
Outro ponto importante a se destacar é que um bom projeto precisa seguir um planejamento adequado o que significa atender ao rito ideal de projeto: estudo de concepção de viabilidade, projeto base, projeto executivo, orçamentação e planejamento de obra.
Portanto, ressaltamos que sem bons projetos é impossível fazer boas obras.
Além disso, algo extremamente comum mas que precisa ser evitado a todo custo é implantar projetos padrões! Cada situação tem a sua especificidade e precisa ser analisada e planejada de forma singular.
O projeto para os wetlands é relativamente mais simples do que as demais tecnologias, já que essa é uma tecnologia simplificada de tratamento de esgoto, desde a fase de implantação até a operação!
4) Fazer boas construções
Essa parte depende ainda mais do tópico acima, uma boa contratação de obra de execução depende de uma boa especificação e um bom planejamento no termo de referência que vem de um bom projeto!
É de extrema importância que seja considerado o padrão dos materiais e durabilidade, bem como adequação à realidade local, avaliação de risco de vandalismo, manutenção e questões que precisam ser previstas anteriormente em conjunto com as especificações de projeto
Destaca-se que os wetlands, por serem mais simples, são também menos passíveis de falhas construtivas.
Fazer boas construções minimiza a chance de problemas futuros, como alguns que serão comentados abaixo.
Wetlands para tratamento de efluentes industriais. Fonte: Acervo próprio
Cenário 2 - Desafios de comissionar e manter novas ETE
ASPECTOS TÉCNICOS-OPERCIONAIS
1) Proporcionar um bom início das novas estações de tratamento
O start-up nos wetlands construídos é relativamente mais simples do que em Reatores UASB, Lodos Ativados e especialmente ETE compactas (reatores que possuem poucas possibilidades de ajuste operacional). Nesses sistemas nem sempre há disponibilidade de dispositivos adequados para realização dos ajustes necessários, bem como os operadores muitas vezes não são capacitados para elaborar uma solução eficaz.
Assim, nos wetlands o start-up é mais simplificado porque as atividades de operação e manutenção não são nem um pouco complexas (você verá mais abaixo).
Além disso, uma grande vantagem dessa alternativa tecnológica é que, diferente das outras tecnologias, os wetlands já podem começar a operação com a carga total programada! A priori a ETE não irá apresentar a eficiência máxima de tratamento (assim como qualquer outro sistema de tratamento). No entanto, a ETE wetlands já inicia com alguma eficiência de tratamento, mesmo que só filtragem mecânica. Leva em torno de 6 meses para que ela chegue à eficiência máxima.
Devido ao fato de os wetlands construídos apresentarem simplicidade operacional, não é requerido nenhuma inoculação com lodo, controle de taxa de aeração ou relação alimento x microorganismo, que são atividades que envolvem certa rotina laboratorial para manter o controle de funcionamento da ETE.
A nossa empresa oferece o serviço de operação assistida ao longo de um tempo a fim de capacitar os operadores e usuários diários da ETE! A chance de falhas é muito baixo. Clique aqui para receber o contato da nossa equipe.
2) Receber águas residuais nas estações de tratamento
Receber águas pluviais nas estações de esgoto através da rede coletora é um problema que deve ser evitado e administrado da maneira correta principalmente pelas competências municipais! No entanto, quando acontece de águas pluviais integrarem a rede de esgotamento sanitário, há o risco de gerar sobrecarga hidráulica no sistema.
A tecnologia wetlands construídos é reconhecida por ter grande resistência a choques de carga e menor susceptibilidade de falha operacional em função a esses choques de carga pluvial, uma vez que o sistema é extensivo - sistema grande - por isso esses sistemas têm a capacidade de lidar melhor com esse choque!
Além disso, os wetlands são sistemas de biomassa aderida, este método sofre menos com lavagem do reator quando comparado à sistemas de biomassa suspensa (caso dos reatores UASB). Assim, quando entra carga a mais em sistemas de biomassa suspensa, essa vazão excedente leva a uma velocidade de escoamento no reator muito maior e isso arrasta o lodo para fora do sistema de tratamento (para o efluente final) ou para as etapas de pós tratamento!
Mas e as chuvas que incidem diretamente nos wetlands construídos?
Até mesmo os períodos de elevada carga pluviométrica não influenciam nos wetlands, uma vez que essa vazão é muito inferior à vazão afluente do sistema!
No entanto, quando a chuva está chegando pela rede coletora de esgoto o problema é maior. Isso pode quebrar tubulações e arrastar sólidos, por exemplo. Apesar de os wetlands lidarem melhor com esse cenário, de toda forma essa situação precisa ser combatida na rede coletora!
3) Garantir o bom funcionamento das unidades de tratamento, equipamentos e instalações.
Para garantir o bom funcionamento das unidades de tratamento, é fundamental garantir a disponibilidade de equipamentos que necessitam de troca periódica e também equipamentos reserva! As comunidades de pequeno porte são as que mais sofrem nesse aspecto, em um cenário onde 60% dos municípios brasileiros têm população inferior a 50 mil habitantes, os wetlands são aliados no combate à essas dificuldades.
Em consonância a esse tópico, destacamos que os wetlands tem a vantagem de serem mais fáceis de operar, demandam menos equipamentos, o processo não depende da atenção constante do operador para ser eficiente, como por exemplo é nos reatores UASB onde o operador precisa estar sempre atento à operação para descartar escuma e controlar a manta de lodo, além disso, o tratamento do efluente ocorre inteiramente de forma biológica, não havendo a necessidade da utilização de produtos químicos. Essas operações são complexas de realizar e podem acabar ficando mais complicadas se não realizadas da maneira correta! Quanto mais unidades operacionais, mais complexo e suscetível a falhas o sistema está.
Outra vantagem deste sistema é que um operador pode cuidar de até 5 ETE por semana, se elas estiverem em um raio que seja possível se movimentar entre elas.
Já as UGL Wetlands despontam como uma tecnologia revolucionária de gestão de lodos! Da mesma forma que as ETE wetlands, a simplicidade operacional desse sistema é marca registrada!
Apenas equipamentos simples são requeridos - a alimentação ocorre através da abertura da rede hidráulica do lodo ou por bombeamento da elevatória e diferentemente de outras tecnologias não há necessidade de dispor o material final em aterro sanitário, uma vez que o mesmo é mineralizado e estabilizado de forma passiva no próprio leito, assim o lodo é convertido em composto orgânico e pode ser utilizado como insumo agrícola!
Dessa maneira, garantir o bom funcionamento dos sistemas wetlands não é uma tarefa complexa!
4) Garantir um bom nível operacional
Outro grande problema é que o treinamento, capacitação e desenvolvimento da equipe operacional, geralmente é negligenciado pelas operadoras…
No entanto, nas ETE Wetlands, não é necessária mão de obra especializada. Isso confere um benefício enorme para os pequenos municípios, onde, muitas vezes esse requisito não é validado. A ETE pode ser operada por uma pessoa com nível de instrução básico, e como dito anteriormente, um operador pode ficar responsável por até 5 ETE.
A nossa empresa oferece escopos de treinamento e realiza a operação assistida da sua ETE! Entre em contato com a gente aqui.
5) Monitorar a estação de tratamento e usar os dados de monitoramento.
Realizar o monitoramento da ETE é extremamente importante para determinar a eficiência do tratamento final. No entanto, não basta apenas monitorar, é preciso realmente utilizar os dados para assim, ter certeza da eficiência do tratamento.
Infelizmente a cultura de monitoramento não existe na maioria das ETE brasileiras, contudo, é muito importante que este cenário se alterne!
Um bom plano de monitoramento para ter o controle da ETE é fundamental, assim como a determinação dos parâmetros a serem analisados. Cabe citar que o principal parâmetro para monitoramento, é a vazão. O restante é possível inferir através da literatura.
Nas ETE wetlands a vazão pode ser medida após o sistema de tratamento como em qualquer outra ETE, mas existem dispositivos de medição de vazão que podem ser acoplados a esses sistemas que são mais simplificados, a exemplo das básculas - ideais para pequenas vazões – que não funcionam como um sensor, mas sim como um contador de pulso, permitindo medir a vazão de maneira descomplicada!
Assim, os wetlands trazem a sua contribuição na maneira facilitada de realizar o monitoramento, demandando poucos equipamentos e com o bônus de a operação poder ser realizada remotamente!
As ETE projetadas pela Wetlands Construídos sempre preveem as estruturas de monitoramento (medição de vazão e pontos de amostragem) e levam em conta as facilidades de amostragem! Clique aqui para falarmos sobre a sua demanda!
6) Reduzir os custos operacionais
Não podemos comparar os custos de tratamento das ETE Wetlands com as tecnologias rudimentares de tratamento de esgoto, como tratamento primário simplificado (reatores UASB, fossas sépticas e filtro biológico percolador). As ETE wetlands entregam remoções equivalentes à tratamento secundário, por isso, é necessário comparar com lodos ativados, biodisco, biofiltro aerado submerso, equipamentos que possuem custo elevado devido ao consumo energético e demanda operacional.
Os custos operacionais da ETE Wetlands giram em torno de R$0,20 por m³ tratado entregando o efluente de altíssima qualidade! Dependendo do porte da ETE Wetlands esse valor pode chegar à R$0,80 por m³ tratado. Os principais pilares na redução de custos desse sistema são a baixa demanda de mão de obra e o gerenciamento dos subprodutos realizado a cada 10 anos.
Leia mais em: https://www.wetlands.com.br/post/reduza-o-custo-do-m-cubico-tratado-em-ete-para-ate-100-mil-habitantes
7) Expanda as estações de tratamento, se necessário
Os wetlands podem ser projetados para escala plena, imaginando um horizonte de até 30 anos depois, além disso os custos de implantação e operação são muitos competitivos e as obras se preservam ao longo do tempo!
Portanto, é possível que não seja necessário expandir a ETE, mas caso haja necessidade esse não é um problema que você precisará se preocupar. Por exemplo, se você projetar uma ETE wetlands e implantar apenas a metade da sua capacidade, quando for necessário implantar a outra metade, a primeira ainda estará em boas condições. Ou seja, existe um RECAPEX nessa operação.
Wetlands para tratamento de efluentes industriais. Fonte: Acervo próprio
SAÚDE, SEGURANÇA E HIGIENE OCUPACIONAL
8) Garantir a segurança ocupacional dos operadores
Nas ETE e UGL Wetlands, apenas um operador é necessário, o qual não precisará realizar o manejo de equipamentos mecanizados que coloquem em risco a sua integridade física, eliminando dessa forma, os riscos mecânicos. Não há trabalho em altura (eliminando o risco de queda), espaço confinado, risco de explosividade ou intoxicação por gás sulfídrico, não é preciso também lidar com equipamentos de alta tensão, bem como não há aspersão de aerossol.
O operador não será exposto à agentes químicos, uma vez que os wetlands construídos não utilizam esses produtos, e o operador não terá contato com o efluente, posto que o material virá da rede hidráulica de alimentação e a função do agente será de abri-la. Isso fomenta a questão da higiene ocupacional nos wetlands, tendo em vista que o operador trabalha limpo!
A atividade que tem maior risco é a poda da vegetação, uma vez que o operador irá manusear uma roçadeira mecanizada (comum a outras áreas vegetadas), apesar disso, utilizando os equipamentos de proteção corretos, o risco é baixo!
Portanto, apesar desses fatores é de extrema importância que o operador seja devidamente instruído quanto ao manejo correto dos EPIs!
Assim, nos wetlands o risco de acidentes de trabalho é bem menor!
É muito mais fácil motivar um trabalhador a operar em um wetlands do que em qualquer outra tecnologia de tratamento! Tendo em vista as rotinas mais simples e menos exaustivas, não é necessária atenção contínua na ETE, além da sensação de bem estar promovida pelos wetlands oriunda da integração paisagística. A missão de trabalho fica mais bonita!
9) Garantir a segurança e o bom relacionamento com os bairros circundantes
Os wetlands possuem um benefício totalmente exclusivo da tecnologia. A presença da vegetação gera uma vantagem estética. Os wetlands deixam de ser apenas uma estação de tratamento e tornam-se um ícone de referência.
Wetlands para tratamento de efluentes domésticos industriais. Fonte: Acervo próprio
Ao invés de criar uma relação de desconfiança com a população do entorno porque a ETE está com mau odor e/ou tem sempre alguém operando ou fazendo muito barulho, as pessoas acham que não está funcionando em razão da tamanha robustez destes sistemas!
Dessa maneira os wetlands podem ser inseridos em áreas verdes, sendo a única tecnologia capaz de realizar essa integração paisagística.
10) Garantir o cumprimento dos requisitos legais para o desempenho da estação de tratamento.
É necessário atender aos requerimentos de qualidade seja no lançamento, quanto no corpo receptor, nos países em desenvolvimento é difícil atender a esses pré-requisitos porque geralmente eles foram copiados de países desenvolvidos. Mas mesmo assim é preciso atender.
A vantagem das ETE Wetlands são equipamentos confiáveis, menos suscetíveis a falhas de desempenho, tendo em vista a robustez do sistema e a simplicidade operacional que leva a menor risco de queda de desempenho por falha operacional. Conheça o conceito de confiabilidade aqui. Por outro lado, as outras ETE são mais instáveis e possuem mais riscos de falha operacional o que pode levar a queda de desempenho.
REMOÇÃO DE PATÓGENOS, NUTRIENTES E MICROPOLUENTES
11) Incorporar a remoção de organismos patogênicos, se necessário.
As ETE wetlands não entregam bom decaimento de patógenos. Assim como em tratamento secundários e secundários avançados, não há boa eficiência para patógenos. Portanto, se esse for o objetivo da sua operação, é necessário incorporar mecanismos de desinfecção.
Como o Professor Marcos cita em seu artigo, é mais vantajoso remover nutrientes do que patógenos, portanto, em relação ao custo benefício é melhor adicionar a etapa posterior de desinfecção.
12) Incorporar a remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) quando necessário
Os wetlands construídos podem ser projetados para remover nitrogênio amoniacal e total, porém de maneira simples, em outras estações é um processo mais complexo! No entanto, se for necessária a remoção de fósforo é preciso adicionar uma outra etapa.
Os wetlands para polimento de efluentes tem potencial para reconstruir ecossistemas aquáticos e são sistemas multifuncionais que atraem a biodiversidade e estão alinhados com as soluções baseadas na natureza. Veja no artigo ‘Maiores cases de sistemas wetlands construídos ao redor do mundo’ 3 desses casos.
13) Incorporar a remoção de micropoluentes orgânicos e inorgânicos.
Caso seja necessário, os sistemas wetlands são totalmente capazes de remover os micropoluentes orgânicos e inorgânicos! Os wetlands podem realizar os processos de nitrificação (remoção de nitrogênio amoniacal) e desnitrificação (remoção de nitrogênio nitrato) ainda com uma simplicidade operacional considerável, diferentemente de outras tecnologias onde é necessário a utilização de arranjos mais complexos, com elevada intensidade operacional.
GERENCIAMENTO DE SUBPRODUTOS
14) Gerenciar adequadamente o lodo produzido
O gerenciamento de lodo é uma das rotinas de maior intensidade nas ETE e os wetlands (ETE e UGL) possuem uma enorme vantagem em relação a esse ponto! No caso das ETE, o lodo produzido é mineralizado no próprio leito filtrante e digerido ao longo da operação do sistema! A camada cresce a uma taxa de 1 a 2 cm ao ano e é raspada após 10 anos de operação. Ao final desse período esse biossólido pode ser aplicado na agricultura, conforme a CONAMA 498. Você quer ter a experiência visual desse material mineralizado? Clique aqui.
Já as UGL wetlands são ideais para populações equivalentes de até 150 mil habitantes e podem receber lodos de diversos sistemas de tratamento de esgotos (sanitários, industriais e de fossas sépticas). Essa é uma técnica com elevada simplicidade operacional e que pode eliminar os gastos de uma ETE em até 60%.
Wetlands para tratamento de lodos. Fonte: Acervo próprio
Após 10 ou 15 anos o material estabilizado é removido e a UGL retorna sua operação! O material acumulado nos leitos pode ser destinado para recuperação de áreas degradadas ou culturas agrícola. Você pode conhecer mais sobre as UGL Wetlands em: Wetlands Construídos: uma solução para o tratamento de lodos de esgoto
15) Gerenciar adequadamente o biogás produzido
Ao contrário das outras estações de tratamento muito utilizadas no Brasil, os wetlands não geram biogás e H2S! Em um estudo recente nós calculamos e comparamos a geração de gases de efeito estufa (GEE) nos wetlands e nas tecnologias convencionais de tratamento de esgoto.
O resultado foi surpreendente!
Nós constatamos que os wetlands emitem até 80 vezes menos CO2 em comparação às ETE convencionais! Clique aqui e leia mais.
Dessa forma, você não precisa se preocupar com esta etapa na sua operação!
PARA ALÉM DA SUSTENTABILIDADE....
15) Incluir um foco de economia circular e recuperação de recursos.
Não basta apenas planejar uma operação sustentável, cada vez mais faz-se necessário recuperar os recursos degradados!
Com os wetlands é possível gerar água de reuso, aproveitar o lodo gerado no processo, e ainda aproveitar a biomassa vegetal produzida para transformação em material estruturante, compostagem, alimentar caldeira e diversas outras aplicações. Todos esses aspectos são pilares para a economia circular!
Conheça vários cases de wetlands utilizados para essas aplicações no livro Circular Economy and Sustainability (https://www.elsevier.com/books/circular-economy-and-sustainability/stefanakis/978-0-12-821664-4).
16) Proporcionar fortalecimento institucional.
Os wetlands construídos por apresentarem bom relacionamento com a população, são sistemas que fomentam o engajamento social das diversas instâncias. Essa tecnologia motiva as pessoas a se manterem engajadas na missão de tratar os esgotos, é um processo que além da vantagem estética, entrega resultados tanto do ponto de vista econômico quanto do técnico-operacional e ambiental.
17) Criar um ambiente adequado para fomentar a pesquisa aplicada de soluções adequadas.
Essa tecnologia é multidisciplinar e atrai muita atenção das pessoas! Há diversos campos de pesquisa dentro dos wetlands.
Clique nos links abaixo e veja um comparativo dos números de buscas no Google Acadêmico sobre:
Na imagem abaixo nós mostramos um comparativo entre o número de artigos publicados com a palavra-chave: "constructed wetlands", comparado com lodos ativados, UASB e lagoas:
Observe como o número de artigos acerca dos wetlands vem crescendo ao longo dos anos e ultrapassa as publicações sobre a maioria das tecnologias! Isso mostra como essa tecnologia vem ganhando força e aderência ao redor do mundo.
No Google Trends ainda é possível observar os trending topics quando o assunto é wetlands construídos! Clique aqui e veja os assuntos mais buscados para essa pesquisa.
São muitos os desafios para construir um Brasil mais sustentável e saneado, mas agora você sabe que os wetlands são a resposta para contornar da melhor maneira essa situação, simplificando as rotinas e contribuindo para a eliminação de gastos desnecessários.
E caso restem dúvidas, clique aqui e conheça 10 mitos sobre a tecnologia wetlands construídos!
Equipe Wetlands Construídos