Evaporation-transpiration tanks for rural sanitation: a case study in micro- and macro-planning

Keywords: Sewer layout, Green sewage system, Planning, Rural sanitation, Sustainable rural sanitation, TEvap

Abstract

Evaporation and transpiration tanks (TEvap) are a poorly explored option for the disposal and treatment of household sewage in rural areas. This is mainly due to the difficulty in including them in planning projects and in public policies aimed at rural sanitation. Current paper proposes a methodology for the integration of this technology in rural sanitation for the state of Minas Gerais, Brazil (macroscale), evaluating its application in the municipality of Itabira (microscale). Itabira was chosen for its rural population and local rainfall data, evaporation-transpiration, and choice of coefficients that characterized the infiltration of rainwater in the tank, sunshine and wind conditions. With regard to macroscale, evaporation-transpiration and rainfall maps overlap and identify 22 homogeneous regions. Taking into account the corresponding evaporation-transpiration, three different scenarios are evaluated: scenario with average precipitation and evaporation-transpiration rates (reference); high rainfall rate; low rainfall rate. TEvap were assessed by the data and seven regions were grouped with similar profiles for the TEvap. Macro procedure is useful to determine priority areas for TEvap and, consequently, in public policies for the rural area. However, for full implementation at the micro level, specific material should be developed to reduce the uncertainties for an increase in the area of TEvap (from 2.9 to 3.6 m2 person -1), and to investigate the socioeconomic reality of each locality.

Author Biographies

Pablo Soares de Alvarenga Costa, Universidade Federal Fluminense - UFF
Dep. de Eng. Agrícola e do Meio Ambiente Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói (RJ), Brasil.
Bianca Almeida da Silva, Universidade Federal Fluminense - UFF
Enga. Agrícola e Ambiental formada pela Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói (RJ), Brasil.
Dirlane de Fátima do Carmo, Universidade Federal Fluminense - UFF
Dep. de Eng. Agrícola e do Meio Ambiente Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói (RJ), Brasil.
Marcos Alexandre Teixeira, Universidade Federal Fluminense – UFF
Dep. de Eng. Agrícola e do Meio Ambiente Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói (RJ), Brasil
Débora Candeias Marques, Universidade Federal Fluminense - UFF
Dep. de Eng. Agrícola e do Meio Ambiente Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense (UFF), Niterói (RJ), Brasil

References

ACHMG. Associação das Cidades Históricas de Minas Gerais: Itabira. Informações e dicas. Disponível em: http://www.cidadeshistoricasdeminas.com.br/cidade/itabira/informacoese-dicas/#geoeconomia-tab. Acesso em: 15 fev. 2014.

ALBUQUERQUE, Paulo Emílio Pereira de; GUIMARÃES, Daniel Pereira; LANDAU, Elena Charlotte. Documentos 131. Mapas decendiais da evapotranspiração de referência (ETo) para Minas Gerais. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2011. 61p. Disponível em: ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/59493/1/Doc-131-1.pdf. Acesso em: 16 maio. 2016.

ALVARES et al. Koppens climate classification map for Brazil. Meteorologische zeitschrisft, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013. DOI: 10.1127/0941-2948/2013/0507.

BARRETO, D. Perfil do consumo residencial e usos finais de água. Revista Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 7, n. 2, p. 23-40, abr./jun. 2008.

BRASIL. Fundação Nacional de Saúde. 3. ed. Manual de saneamento. Brasília: Fundação Nacional de Saúde, 2006. 408p.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Portaria nº 268, de 18 de agosto de 2010. Zoneamento agrícola de risco climático para a cultura de banana no Estado de Minas Gerais. Brasília: Coordenação-Geral de Zoneamento Agropecuário, Departamento de Gestão de Risco Rural, Secretaria de Política Agrícola, 2010. Disponível em: http://sistemasweb.agricultura.gov.br/sislegis/action/detalhaAto.do?method=visualizarAtoPortalMapa&chave=1004499013. Acesso em: 20 fev. 2018.

CARVALHO, F. H. Aquecimento Global - Efeitos do Aumento da Temperatura sobre a Evapotranspiração de Referência no Brasil. In: 19º SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2011, Maceió. Maceió: ABRH, 2011. Disponível em: http://www.abrh.org.br/sgcv3/UserFiles/Sumarios/03db897538a42209662d74aefc453be8_e3becfb17130d50efcf8f6190a2292bc.pdf. Acesso em: 24 fev. 2014.

CARVALHO, H. D.; BRASIL, E. R. Conjuntura Socioeconômica do Município de Itabira. Itabira: Funcesi, 161p., 2009.

COELHO, F. C.; REINHARDT, H.; ARAÚJO, C. J. Fossa verde como componente de saneamento rural para a região semiárida do Brasil. Engenharia Sanitária e Ambiental, [S.L.], v. 23, n. 4, p. 801-810, ago. 2018. FapUNIFESP.

COSTA, B. R. P. Implantação de um sistema tratamento de esgoto, através de bacia de evapotranspiração na comunidade de santa luzia na ilha do baixio, Iranduba/AM. Revista Científica Semana Acadêmica. Fortaleza, ano MMXVIII, nº 000152, 03/12/2018. Disponível em: https://semanaacademica.com.br/artigo/implantacao-de-um-sistema-tratamento-de-esgoto-atraves-de-bacia-de-evapotranspiracao-na. Acesso em: 10 jun. 2020.

COSTA, M. M. L.; OLIVEIRA, L. C. F.; QUITES, P. G. C.; RIBAS, R. D. Mobilização integrada para projetos de restauração ambiental em bacias hidrográficas na Serra do Espinhaço, em Minas Gerais. p. 200-203. In: CORREIA, C. M. C.; MELO, M. C.; SANTOS, N. A. P. Compartilhando experiências das águas de Minas Gerais. Belo Horizonte: Instituto Mineiro de Gestão das Águas, 2018. v. 2.

COSTA, P. S. de A.; TEIXEIRA, M. A. Avaliação do uso de Tanques de Evapotranspiração como Alternativa para o Saneamento Rural no Brasil. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 28., 2015. Rio de Janeiro. Anais [...], 4 a 8 outubro 2015. Disponível em: http://abes.locaweb.com.br/XP/XP-EasyArtigos/Site/Uploads/Evento29/TrabalhosCompletosPDF/II-606.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

COSTA, Pablo Soares de Alvarenga. Desenvolvimento de uma opção e saneamento rural para pequenos agricultores de Minas Gerais (Itabira). 2014. Trabalho de Conclusão do Curso (Engenharia Agrícola e Ambiental) – Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2014. Disponível em: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2323. Acesso em: 20 fev. 2018.

COSTA, Pablo Soares de Alvarenga; TEIXEIRA, Marcos Alexandre. Tanque de evapotranspiração - TEvap: plantas, cortes e detalhes. Niterói: Escola de Engenharia, Universidade Federal Fluminense, 2014a. Disponível em: http://ter.sites.uff.br/wp-content/uploads/sites/163/2018/05/30943096-Pablo-DES1-A3_2014-04-24_N.pdf. Acesso em: 02 maio 2018.

COSTA, Pablo Soares de Alvarenga; TEIXEIRA, Marcos Alexandre. Tanque de Evapotranspiração - TEvap no tratamento de águas negras em Itabira, Minas Gerais, Brasil (in Portuguese) - Case study of sustainable sanitation projects. Belo Horizonte: SuSaNa - Sustainable Sanitation Alliance, 7p. 2014b. Disponível em: http://www.susana.org/_resources/documents/default/3-2102-21-1414678952.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

DATASUS. Departamento de Informática do SUS. Tecnologia da Informação a serviço do SUS. IBGE e IPEA, 2010.

DOETZER, B. H. W.; DALTO, F. A. S.; LIMA, J. E. S.; LARSEN, D.; AISSE, M. M.; LOPES, E. B. Diagnóstico rural participativo aplicado a Bacia do Rio Verde, Região Metropolitana de Curitiba, PR (Brasil). Revista Sustentabilidades, v. 5, p. 1-11, 2011.

DRP. Secretaria da Agricultura Familiar. Diagnóstico rural participativo: um guia prático. Brasília: MDA, 2006. 62p.

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Produção brasileira de banana em 2016. Cruz das Almas: Embrapa Mandioca e Fruticultura, 2017. Disponível em: http://www.cnpmf.embrapa.br/Base_de_Dados/index_pdf/dados/brasil/banana/b1_banana.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

EMPRESA DE ASSISTÊNCIA TÉCNICA E EXTENSÃO RURAL - EMATER. Tanque de evapotranspiração. Belo Horizonte: EMATER-MG, 2014. 15p. Disponível em: http://cides.com.br/wp-content/uploads/2018/08/encontro/CARTILHA%20TANQUE%20DE%20EVAPOTRANSPIRA%C3%87%C3%83O.pdf. Acesso em: 14 dez. 2020.

EPAMIG. Hortaliças não convencionais: alternativa de diversificação de alimentos e de renda para agricultores familiares de Minas Gerais. Prudente de Morais: EPAMIG: Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais Centro-Oeste, 2011.

FERNANDES, A. C.; PANDOLFI, M. A. C.; SCABELO, C.; GROSSI, S. F. A viabilidade do tratamento de águas negras através do tanque de evapotranspiração no meio rural. In: Prossedings: III SIMTEC - Simpósio de Tecnologia da FAETEC de Taguaritinga, 08 a 09 outubro 2015, SIMTEC: Taguaritinga, 2017. Disponível em: https://simtec.fatectq.edu.br/index.php/simtec/article/download/232/175/. Acesso em: 02 dez. 2020.

FGV/CPS. De volta ao país do futuro: crise europeia, projeções e a nova classe média. Marcelo Côrtes Neri (coord.). Rio de Janeiro: FGV/CPS, 2012. Disponível em: https://bibliotecadigital.fgv.br/dspace/bitstream/handle/10438/20739/Texto-Principal-De-Volta-ao-Pais-do-Futuro-Proje%C3%A7oes-Crise-Europeia-e-a-Nova-Classe-Media-Brasileira.pdf?sequence=2&isAllowed=y. Acesso em: 02 dez. 2020.

FUNASA - FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE. Programa Nacional de Saneamento Rural - PNSR. Brasília: Funasa, 2019. Disponível em: http://www.funasa.gov.br/documents/20182/38564/MNL_PNSR_2019.pdf. Acesso em: 14 dez. 2020.

FUNDAÇÃO JOÃO PINHEIRO. CENTRO DE ESTATÍSTICAS E INFORMAÇÕES. Perfil demográfico do Estado de Minas Gerais 2000. 2002. Belo Horizonte: João Bosco Assunção, 2003. 111p. Disponível em: http://www.fjp.mg.gov.br/index.php/docman/cei/perfil-demografico-de-minas-gerais/108-perfil-demografico-do-estado-de-minas-gerais/file. Acesso em: 19 jun. 2016.

GALBIATI, A. F. Tratamento domiciliar de águas negras através de tanque de evapotranspiração. 2009. 38f. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, 2009. Disponível em: http://fazenda.ufsc.br/files/2017/02/2009-GALBIATTI-Tratamentode-aguas-negras-por-tanque-de-evapotranspiracao.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

GUIMARÃES, D. P.; REIS, R. J.; LANDAU, E. C. Boletim de pesquisa e desenvolvimento 30: índices pluviométricos em Minas Gerais. Embrapa. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2010. Disponível em: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/879085. Acesso em: 20 fev. 2018.

GUIMARÃES, D. P.; REIS, R. J.; LANDAU, E. C. Boletim de pesquisa e desenvolvimento 30. Índices pluviométricos em Minas Gerais. 2010. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo, 2010. 90p. Disponível em: ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/28678/1/Bol-30.pdf. Acesso em: 16 maio. 2016.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios - PNAD. Dados do saneamento básico por municípios brasileiros. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. Disponível em: https://ww2.ibge.gov.br/home/estatistica/pesquisas/pesquisa_resultados.php?id_pesquisa=40. Acesso em: 10 mar. 2017.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Censo Demográfico 2010. Disponível em: https://ww2.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/censo2010/default.shtm. Acesso em: 10 fev. 2018.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Estados - IBGE, 2010a. Disponível em: http://www.ibge.gov.br/estadosat/perfil.php?sigla=mg. Acesso em: 19 jun. 2016.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Municípios - Tabelas. 2010b. Disponível em: http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/censo2010/caracteristicas_da_populacao/caracteristicas_da_populacao_tab_municipios_zip_xls.shtm. Acesso em: 01 ago. 2016.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa nacional de saneamento básico 2000: IBGE mapeia os serviços de saneamento básico no país. Publicado em 27 de março de 2002. Disponível em: http://www.ibge.gov.br/home/presidencia/noticias/27032002pnsb.shtm. Acesso em: 01 ago. 2016.

IPEA - Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada. Objetivos de desenvolvimento do milênio. Relatório nacional de acompanhamento. Brasília: Ipea: MP, SPI, 208 p., 2014. Disponível em: http://www.ipea.gov.br/portal/images/stories/PDFs/140523_relatorioodm.pdf. Acesso em: 10 fev. 2018.

LANDERGRABER, G.; MUELLEGGER, E. Ecological Sanitation: a way to solve global sanitation problems. Environment International, v. 31, n. 3, p. 433-444. 2005.

MALAQUIAS, J. V. Precipitação pluviométrica em Planaltina, DF: análise de dados de estação principal da Embrapa Cerrados, 1974 a 2004. Planaltina: Embrapa Cerrados, 2010. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 299). 15p. Disponível em: http://bbeletronica.cpac.embrapa.br/2010/bolpd/bolpd_299.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

MARTINETTI, H. T.; SHIMBO, I.; TEIXEIRA, A. N. B. Pesquisa-ação participativa para escolha de sistema de tratamento de efluentes sanitários residenciais mais sustentáveis, caso: assentamento rural sepé-tiaraju, serra azul, sp. Ambiente Construído, v. 9, n. p. 43-55, 2009.

MENDES, C. I. C.; BUAINAIN, A. M. Transferência de tecnologia: análise além das fronteiras da Embrapa. In: CONGRESSO LATINO-IBEROAMERICANO DE GESTÃO DA TECNOLOGIA, 16., Porto Alegre. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/131728/1/tecnologia-informacao.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

NOVAES, A. P.; SIMÕES, M. L.; MARTIN NETO, L.; CRUVINEL, P. E.; SANTANA, A.; NOVOTNY, E. H.; SANTIAGO, G.; NOGUEIRA, A. R. A. Utilização de uma fossa séptica biodigestora para melhoria do saneamento rural e desenvolvimento da agricultura orgânica. São Carlos: Embrapa, 2002. (Comunicado Técnico 46). Disponível em: http://saneamento.cnpdia.embrapa.br/tecnologias/Comunicado_Tecnico-46-2002.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

MINISTÉRIO DAS CIDADES. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental. Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental - NUCASE. Transversal: saneamento básico integrado às comunidades rurais e populações tradicionais: guia do profissional em treinamento: nível 2. Brasília: Ministério das Cidades, 2009. 88p. Disponível em: http://www.unipacvaledoaco.com.br/ArquivosDiversos/saneamento_basico_integrado_as_comunidades_rurais_e_populacoes_tradicionais.pdf. Acesso em: 20 fev. 2018.

OLIVEIRA NETTO, A. P.; GUERRA, M. R. L.; SILVA, P. R. M.; SILVA, F. R. Biorremediação vegetal do esgoto domiciliar: o caso da fossa verde em comunidades rurais do alto sertão alagoano. Revista Produção e Desenvolvimento, v. 1, n. 3, p. 103-113, set./dez., 2015. Disponível em: https://revistas.cefet-rj.br/index.php/producaoedesenvolvimento/article/view/e101/114. Acesso em: 03 jul. 2020.

PAMPLONA, S.; VENTURI, M. Esgoto à flor da terra. Permacultura Brasil. Soluções Ecológicas, ano VI, v. 16, p. 18-19, 2004.

PAULO, P. L.; GALBIATI, A. F.; MAGALHÃES FILHO, F. J. C.; BERNARDES, F. S.; CARVALHO, G. A.; BONCZ, M. A. Evapotranspiration tank for the treatment, disposal and resource recovery of blackwater. Resources, conservation & recycling, 147, p. 61-66, 2019.

PAULO, P. L.; AZEVEDO, C.; BEGOSSO, L.; GALBIATI, A. F.; BONCZ, M. A. Natural systems treating greywater and blackwater on-site: integrating treatment, reuse and landscaping. Ecological Engineering, 50, p. 95-100, 2013.

PIRES, F. J. Construção participativa de sistemas de tratamento de esgoto doméstico no Assentamento Rural Olga Benário - MG. Viçosa, 2012. 118f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Viçosa, 2012. Disponível em: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3786. Acesso em: 10 fev. 2018.

SAMPAIO, A. D.; MORAES, L. R. S. Universalização dos serviços públicos de abastecimento de água em localidades rurais: Um estudo a partir de quatro tipos de prestadores no Estado da Bahia. Revista Eletrônica de Gestão e Tecnologias Ambientais (GESTA), v. 2, n. 1, p. 138-151, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.17565/gesta.v2i1.9623.

SENTELHAS, P. C.; PEREIRA, A. R.; MARIN, F. R.; ANGELOCCI, L. R.; ALFONSI, R. R.; CARAMORI, P. H.; SWART, S. Balanços hídricos climatológicos do Brasil - 500 balanços hídricos de localidades brasileiras. Piracicaba: ESALQ, 1999.

SILVA, S. H. L.; BRAGA, F. A.; FONSECA, A. R. Análise de conflito entre legislação e uso da terra no município de Itabira - MG. Caminhos da geografia, Uberlândia, v. 11, n. 34, jul. 2010. Disponível em: http://www.seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/viewFile/16077/9056. Acesso em: 15 fev. 2014.

SILVA, B. A. Determinação de condicionantes para uso do tanque de evapotranspiração como elemento de saneamento rural em Minas Gerais. 2017. Trabalho de Conclusão do Curso (Engenharia Agrícola e Ambiental) – Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2017. Disponível em: https://app.uff.br/riuff/handle/1/4444. Acesso em: 14 dez. 2020.

SNIS - Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. Série histórica: municípios diagnóstico dos serviços de água e esgotos. Brasília: SNSA - Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, Ministério das Cidades, 2014. Disponível em: http://app3.cidades.gov.br/serieHistorica/. Acesso em: 10 mar. 2014.

Published
2021-12-01