Soluções de Saneamento Aplicadas a Populações de Países em Vias de Desenvolvimento

193 Pages·2008·2.53 MB·Portuguese

Departamento de Ciências e Engenharia do Ambiente

Soluções de Saneamento Aplicadas a Populações de Países
em Vias de Desenvolvimento
Caso de Estudo Mindelo – Cabo Verde

Por
Ana Filipa Ferrão Gonçalves

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de
Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Engenharia
Sanitária

Orientador Científico: Prof. Doutora Leonor Amaral

Monte da Caparica
Maio de 2008
“Em muitas situações em vários países, a água residual é
simplesmente demasiado valiosa para ser desperdiçada.”
Fatta, D., et al (2003)
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Á minha família
Aos meus amigos

A todos os que cruzam o meu caminho e
que comigo partilham momentos únicos
nesta existência a que chamamos vida.

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SUMÁRIO
Nos países em vias de desenvolvimento, as soluções de saneamento utilizadas são muitas
vezes inadequadas, não se adaptando às especificidades do meio em que se inserem. No
entanto, soluções mais evoluídas e complexas, adaptadas à realidade local, contribuem
directamente para a melhoria das condições de vida das populações, para a protecção do
meio ambiente, principalmente da água, bem escasso e vital, e para o desenvolvimento
económico e social da comunidade.
Os produtos destas soluções de saneamento têm vindo a ser considerados recursos
importantes a explorar, nomeadamente a utilização de águas residuais tratadas na irrigação
de campos agrícolas, decorrendo desta utilização a promoção do desenvolvimento local, o
crescimento da economia, a produção de alimentos de qualidade e em quantidade que
abastecem os mercados locais. Esta utilização pode ainda ser considerada como um factor
de protecção do ambiente, por reduzir drasticamente a carga poluente destes efluentes, por
promover a biodiversidade e por contribuir para a sustentabilidade do sistema de
saneamento.
Uma análise das soluções de saneamento da cidade do Mindelo, integrada com a análise do
sistema de abastecimento de água para consumo humano, e com o sistema de utilização de
água residual tratada na agricultura, revelou que o sistema de saneamento existente é
sustentável e favorece o desenvolvimento local.

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SUMMARY
In developing countries wastewater systems are often inadequate and not adapted to
regional specificities. However, more evolved and complex solutions contribute directly to
populations’ wellbeing, environment protection, especially water, a vital and scarce good,
and for the economic and social development of the community.
The products of wastewater systems are being considered important resources explore,
namely crop irrigation with treated wastewater, resulting in the promotion of local
development, economy growth, quality food production in quantities that help to supply the
local markets. This utilization is also considered to be a main factor for environmental
protection as it reduces radically wastewater pollutant load, it promotes biodiversity and
contributes to the wastewater systems sustainability.
An analysis to Mindelo’s wastewater system, integrated with the analysis of water supply
system and treated wastewater reuse for irrigation, revealed that it is a sustainable system
supporting local development.

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SIMBOLOGIA E NOTAÇÕES
CBO – Carência Bioquímica de Oxigénio
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CMSV – Câmara Municipal de São Vicente
DR-MAAP – Direcção Regional do Ministério da Agricultura, Ambiente e Pescas
ECV – Escudo Caboverdeano (unidade monetária)
ELECTRA – ELECTRA, S.A.R.L. – Electricidade e Água
ETAR – Estação de Tratamento de Águas Residuais
FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations (Organização da Agricultura
e Alimentação das Nações Unidas)
IDH – Índice de Desenvolvimento Humano
INE – Instituto Nacional de Estatística
MAAP – Ministério da Agricultura, Ambiente e Pescas
MDG – Millenium Development Goals (Objectivos de Desenvolvimento do Milénio)
MpD – Movimento para a Democracia
OMS – Organização Mundial de Saúde
ONU – Organização das Nações Unidas
PAICV – Partido Africano para a Independência de Cabo Verde
PAM – Plano Ambiental Municipal
PARI – Projecto de Reutilização de Águas Residuais para Irrigação
PEAS – Programa de Energia, Água e Saneamento
PNUD/UNDP – Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
PPC – Paridade do Poder de Compra
PSM – Plano Sanitário do Mindelo
SEFI – Sociedade de Electricidade e Frio Industrial, S.A.R.L.
UNEP – Programa das Nações Unidas para o Ambiente
UNICEF – Fundo das Nações Unidas para as Crianças
VIH/SIDA – Síndrome de Imunodeficiência Adquirida

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ÍNDICE DE MATÉRIAS
1. INTRODUÇÃO 13
2. ENQUADRAMENTO TEÓRICO 16
2.1. PAÍSES EM VIAS DE DESENVOLVIMENTO 16
2.2. OBJECTIVOS DE DESENVOLVIMENTO DO MILÉNIO 18
2.3. ESCASSEZ DE ÁGUA 19
2.4. SISTEMAS DE SANEAMENTO EM PAÍSES EM VIAS DE DESENVOLVIMENTO 21
2.4.1. ENQUADRAMENTO 21
2.4.2. SANEAMENTO E SAÚDE PÚBLICA 23
2.4.3. TIPO DE SISTEMAS DE SANEAMENTO 24
2.4.4. INFRA-ESTRUTURAS DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO 26
2.4.5. REDES DE COLECTORES 28
2.4.6. INFRA-ESTRUTURAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS 33
2.5. UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS PARA IRRIGAÇÃO 58
2.5.1. UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS 58
2.5.2. CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA RESIDUAL TRATADA 59
2.5.3. ORIENTAÇÕES PARA A UTILIZAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL TRATADA NA AGRICULTURA 60
2.5.4. IMPACTOS DA UTILIZAÇÃO DA ÁGUA RESIDUAL TRATADA PARA IRRIGAÇÃO 64
2.6. GESTÃO DE SISTEMAS DE SANEAMENTO E DE REUTILIZAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL 72
2.7. SUSTENTABILIDADE DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO E DE REUTILIZAÇÃO DE ÁGUA
RESIDUAL TRATADA 78
2.7.1. SUSTENTABILIDADE 78
2.7.2. INDICADORES DE SUSTENTABILIDADE 79
3. METODOLOGIA 82
4. CASO DE ESTUDO – MINDELO, CABO VERDE 84
4.1. ENQUADRAMENTO HISTÓRICO E ECONÓMICO 84
4.2. ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO, GEOLÓGICO E CLIMÁTICO 85
4.3. CABO VERDE COMO PAÍS DE DESENVOLVIMENTO MÉDIO 87
4.4. A ESCASSEZ DE ÁGUA NA ILHA DE S. VICENTE 88
5. CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE SANEAMENTO DA CIDADE DO MINDELO -
CABO VERDE 89
5.1. CICLO DA ÁGUA NO MINDELO 89
5.2. DADOS DE BASE SOBRE O CASO DE ESTUDO 91
5.2.1. DADOS ESTATÍSTICOS POPULACIONAIS 91
5.2.2. DADOS DE PRODUÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS 92
5.2.3. CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE SANEAMENTO 94
5.3. REDE DE SANEAMENTO 96
5.3.1. ENQUADRAMENTO 96
5.3.2. IMPLANTAÇÃO DA REDE DE SANEAMENTO 98
5.3.3. ELEMENTOS DA REDE DE SANEAMENTO 101
5.3.4. INFRA-ESTRUTURAS DE SANEAMENTO NÃO ABRANGIDAS PELA REDE DE SANEAMENTO 111
5.4. ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS 113
5.4.1. CARACTERÍSTICAS, FUNCIONAMENTO E OPERAÇÃO 113
5.4.2. EQUIPAMENTO 115
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5.4.3. INFRA-ESTRUTURAS DE SUPORTE ÀS ACTIVIDADES DE TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUAIS 120
5.4.4. MANUTENÇÃO DA ETAR 122
5.5. REUTILIZAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL TRATADA PARA IRRIGAÇÃO DE CAMPOS
AGRÍCOLAS 125
5.5.1. ENQUADRAMENTO 125
5.5.2. INTERVENÇÕES NO SISTEMA DE SANEAMENTO 125
5.5.3. DADOS DO PROJECTO 127
5.5.4. DADOS DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA RESIDUAL TRATADA 128
6. AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE SANEAMENTO DA CIDADE DO MINDELO, CABO
VERDE 130
6.1. BALANÇO HÍDRICO 130
6.1.1. DA PRODUÇÃO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO À RECOLHA DAS ÁGUAS RESIDUAIS 130
6.1.2. ÁGUA RESIDUAL NAS ESTAÇÕES DE BOMBAGEM 131
6.1.3. USOS DA ÁGUA RESIDUAL TRATADA 132
6.2. SISTEMA DE TRATAMENTO 135
6.2.1. DINÂMICA DO SISTEMA DE TRATAMENTO 135
6.2.2. QUALIDADE DA ÁGUA RESIDUAL NA ETAR 139
6.2.3. EFICIÊNCIA DE TRATAMENTO DA ETAR 146
7. SUSTENTABILIDADE DO SISTEMA DE SANEAMENTO DA CIDADE DO MINDELO,
CABO VERDE 152
7.1. SUSTENTABILIDADE ECONÓMICA 152
7.2. SUSTENTABILIDADE SOCIAL 153
7.3. SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL 153
7.4. QUADRO DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDADE 154
7.5. ANÁLISE SWOT – PONTOS FORTES, PONTOS FRACOS, OPORTUNIDADES E AMEAÇAS 156
7.5.1. METODOLOGIA DE ANÁLISE 156
7.5.2. ANÁLISE SWOT AO SISTEMA DE SANEAMENTO DO MINDELO, CABO VERDE 156
8. CONCLUSÕES 160
9. BIBLIOGRAFIA 163
ANEXOS
ANEXO I – OBJECTIVOS DE DESENVOLVIMENTO DO MILÉNIO
ANEXO II – ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS DE TRATAMENTO EM PAÍSES EM VIAS DE
DESENVOLVIMENTO
ANEXO III – QUESTIONÁRIO INICIAL PARA RECOLHA DE DADOS SOBRE O SISTEMA DE
SANEAMENTO DO MINDELO
ANEXO IV – GUIÃO PARA OBTENÇÃO DE DADOS DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DO SISTEMA DE
SANEAMENTO DO MINDELO
ANEXO V – GUIÃO PARA OBTENÇÃO DE DADOS DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DA ETAR DO
MINDELO
ANEXO VI – QUADRO RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DAS ESTAÇÕES DE BOMBAGEM DO
SISTEMA DE SANEAMENTO DO MINDELO
ANEXO VII – MÉTODOS DE ANÁLISE UTILIZADOS NA CAMPANHA DE DETERMINAÇÃO DA QUALIDADE
DA ÁGUA DA ETAR DO MINDELO
ANEXO VIII – PARÂMETROS ANALISADOS POR PONTO DE AMOSTRAGEM NA CAMPANHA DE
DETERMINAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA DA ETAR DO MINDELO
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ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1 - MAPA DOS ÍNDICES DE DESENVOLVIMENTO HUMANO..............................................................17
FIGURA 2 – MAPA DE ESCASSEZ DE ÁGUA NO MUNDO.............................................................................19
FIGURA 3 - MAPA DE COBERTURA DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO...........................................................21
FIGURA 4 - DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO GLOBAL NÃO SERVIDA POR SISTEMAS DE SANEAMENTO ADEQUADOS
.................................................................................................................................................22
FIGURA 5 – COBERTURA DOS SISTEMAS DE SANEAMENTO POR REGIÃO – 2000..........................................22
FIGURA 6 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA LIGAÇÃO DOMICILIÁRIA À REDE DE ESGOTOS DECANTADOS..29
FIGURA 7 – ESQUEMA DE REDE DE ESGOTOS SIMPLIFICADA (FONTE: MARA, 1996)...................................31
FIGURA 8 – REDE DE ESGOTOS SIMPLIFICADA AO NÍVEL DOS BLOCOS HABITACIONAIS.................................32
FIGURA 9 – BLOCO DE INSTALAÇÕES SANITÁRIAS PARA REDES DE ESGOTOS SIMPLIFICADAS.......................33
FIGURA 10 – ESQUEMA SIMPLIFICADO DE LAGOAS DE MACRÓFITAS...........................................................35
FIGURA 11 – LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO NO BRASIL...............................................................................36
FIGURA 12 – ESQUEMA DE TANQUE DE AREJAMENTO POR INJECÇÃO DE AR...............................................38
FIGURA 13 – AREJAMENTO COM INJECÇÃO DE AR...................................................................................38
FIGURA 14 – ESQUEMA DE VALA DE OXIDAÇÃO.......................................................................................38
FIGURA 15 – VALA DE OXIDAÇÃO COM AREJADORES DE SUPERFÍCIE..........................................................39
FIGURA 16 – ESQUEMA DE LEITO PERCOLADOR......................................................................................40
FIGURA 17 – LEITO PERCOLADOR.........................................................................................................41
FIGURA 18 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO SISTEMA DE DEPURAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL NO SOLO.....42
FIGURA 19 – ESQUEMA DE LATRINA ABERTA – BURACO NO SOLO.............................................................44
FIGURA 20 – LATRINA DE BALDE...........................................................................................................45
FIGURA 21 – ESQUEMA DE LATRINA SUSPENSA SOBRE MASSA DE ÁGUA....................................................45
FIGURA 22 – LATRINA SUSPENSA SOBRE MASSA DE ÁGUA NO VIETNAM.....................................................45
FIGURA 23 – ESQUEMA DE LATRINA DE FOSSA SIMPLES...........................................................................46
FIGURA 24 – LATRINA DE FOSSA SIMPLES..............................................................................................46
FIGURA 25 – CONSTRUÇÃO DE UMA LATRINA DE FOSSA SIMPLES..............................................................46
FIGURA 26 – PORMENOR DA LAJE DA LATRINA COM TAMPA DE SELAGEM DO BURACO..................................47
FIGURA 27 - ESQUEMA DE LATRINA DE FURO..........................................................................................47
FIGURA 28 – ESQUEMA DE LATRINA COM SIFÃO......................................................................................48
FIGURA 29 – EXEMPLO DE LATRINA DE SIFÃO.........................................................................................48
FIGURA 30 – LATRINA VIP....................................................................................................................49
FIGURA 31 – ESQUEMA DE LATRINA MELHORADA COM VENTILAÇÃO (LATRINA VIP).....................................49
FIGURA 32 – UTILIZAÇÃO DA LATRINA DE COMPOSTAGEM........................................................................50
FIGURA 33 – ESQUEMA DE LATRINA DE COMPOSTAGEM...........................................................................50
FIGURA 34 – LATRINA DE COMPOSTAGEM DE DUPLA FOSSA ....................................................................51
FIGURA 35 – ESQUEMA DE FOSSA SÉPTICA............................................................................................52
FIGURA 36 – ESQUEMA DE “AQUA-PRIVY”..............................................................................................53
FIGURA 37 – ESQUEMAS DE LATRINAS DE FOSSA DUPLA..........................................................................54
FIGURA 38 – CONSTRUÇÃO DE FOSSAS DUPLAS.....................................................................................54
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FIGURA 39 – VEÍCULO LIMPA-FOSSAS....................................................................................................55
FIGURA 40 – NÚMERO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA RESIDUAL POR TIPO DE UTILIZAÇÃO E POR
REGIÃO......................................................................................................................................58
FIGURA 41 – ESQUEMA DO CICLO DE CONTAMINAÇÃO HUMANA POR ORGANISMOS PATOGÉNICOS EXISTENTES
NA ÁGUA RESIDUAL TRATADA........................................................................................................65
FIGURA 42 – CUSTOS ESTIMADOS PARA ALCANÇAR A META 10 DOS OBJECTIVOS DE DESENVOLVIMENTO DO
MILÉNIO PARA O ABASTECIMENTO DE ÁGUA...................................................................................76
FIGURA 43 - CUSTOS ESTIMADOS PARA ALCANÇAR A META 10 DOS OBJECTIVOS DE DESENVOLVIMENTO DO
MILÉNIO PARA SISTEMAS DE SANEAMENTO...................................................................................77
FIGURA 44 - FOTOGRAFIA DE SATÉLITE DO ARQUIPÉLAGO DE CABO VERDE..............................................84
FIGURA 45 – BAÍA DO PORTO GRANDE, ILHA DE S. VICENTE....................................................................85
FIGURA 46 – SOLOS ÁRIDOS DA ILHA DE S. VICENTE, PERSPECTIVA DA BAÍA DO PORTO GRANDE, A PARTIR O
MONDE VERDE...........................................................................................................................86
FIGURA 47 – CICLO DA ÁGUA NO MINDELO............................................................................................89
FIGURA 48 - REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS REGISTOS DE CAUDAL DIÁRIO AFLUENTE À ETAR ENTRE MARÇO
E JUNHO DE 2005.......................................................................................................................93
FIGURA 49 – SOLUÇÕES DE SANEAMENTO NO MINDELO..........................................................................96
FIGURA 50 – SOLUÇÕES DE SANEAMENTO NO MINDELO PARA ZONAS URBANAS E RURAIS...........................97
FIGURA 51 – POÇO DE BOMBAGEM DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DO COMANDO NAVAL....................................97
FIGURA 52 – GRADE DE RETENÇÃO DE SÓLIDOS A MONTANTE DA ESTAÇÃO DE ELEVATÓRIO DO CAISINHO.....98
FIGURA 53 – IMPLANTAÇÃO DA REDE DE SANEAMENTO DA CIDADE DO MINDELO (FICHEIRO AUTOCAD).......100
FIGURA 54 – ÁREAS DE ABRANGÊNCIA DA REDE DE SANEAMENTO PARA CADA UMA DAS ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS...........................................................................................................................101
FIGURA 55 – CAIXA DE VISITA DA REDE DE COLECTORES.......................................................................101
FIGURA 56 – REFERENCIAS DOS COLECTORES PRIMÁRIOS, DOS INTERCEPTORES E DO EMISSÁRIO.............103
FIGURA 57 – VIATURA DE LIMPEZA E DESOBSTRUÇÃO DE COLECTORES...................................................103
FIGURA 58 – POÇO DE BOMBAGEM DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DO CAISINHO.............................................104
FIGURA 59 – ESQUEMA DA REDE DE SANEAMENTO COM LOCALIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS..........105
FIGURA 60 – ESQUEMA DE IMPLANTAÇÃO DA ESTAÇÃO DE BOMBAGEM DO COMANDO NAVAL.....................107
FIGURA 61 – ESQUEMA DE IMPLANTAÇÃO DA ESTAÇÃO DE BOMBAGEM DO CAISINHO................................107
FIGURA 62 – ESQUEMA DE IMPLANTAÇÃO DA ESTAÇÃO DE BOMBAGEM DO CAMPIN...................................108
FIGURA 63 – ESQUEMA DE IMPLANTAÇÃO DA ESTAÇÃO DE BOMBAGEM DO GOLF......................................108
FIGURA 64 – SISTEMA DE ELEVAÇÃO DOS GRUPOS ELECTROBOMBA PARA INSPECÇÃO, ESTAÇÃO ELEVATÓRIA
DO CAMPIN..............................................................................................................................109
FIGURA 65 – SENTINA MUNICIPAL........................................................................................................111
FIGURA 66 – LATRINA DE FOSSO INSTALADA NO TARRAFAL, ILHA DE SANTIAGO........................................112
FIGURA 67 – ESQUEMA DE TRATAMENTO DA ETAR DO MINDELO............................................................113
FIGURA 68 – ESQUEMA DA IMPERMEABILIZAÇÃO DAS LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÃO................114
FIGURA 69 – ETAR DE RIBEIRA DE VINHA, VISTA SOBRE AS LAGOAS DE MATURAÇÃO...............................115
FIGURA 70 – ESQUEMA BÁSICO DO PERÍMETRO DA ETAR......................................................................116
FIGURA 71 – ESQUEMA BÁSICO DA INSTALAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE APOIO À ETAR...........................117
FIGURA 72 – ESTAÇÃO DE BOMBAGEM DA ÁGUA RESIDUAL TRATADA PARA O PERÍMETRO DE REGA.............118
FIGURA 73 – SISTEMA HIDROFOR À ESQUERDA E ELECTROBOMBA À DIREITA...........................................119
FIGURA 74 - MOTOBOMBA..................................................................................................................120
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