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KIT DE SANITÁRIO COM BIODIGESTOR PARA COMUNIDADES CARENTES RURAIS

KIT DE SANITÁRIO COM BIODIGESTOR PARA COMUNIDADES CARENTES RURAIS UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO LARA DE GÓIS ANDRADE Nº USP 7494151 ORIENTADORA PROF.ª DR.ª LARA LEITE BARBOSA JUNHO 2015

AGRADECIMENTOS A painho, mainha e Lealdinho pela ajuda constante e apoio incondicional; À professora Lara Leite pela orientação e ensinamentos; A Jeff Chicarelli que foi mais que um amigo durante os “desafio” do TFG; A Laura Vaniqui e a Lorran Siqueira pela colaboração; Aos meus amigos da FAU que fizeram desses anos momentos especiais; Aos meus amigos de Aracaju pelo incentivo durante essa jornada; A todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formação;

Sem vocês esse trabalho não seria possível.

Muito obrigada.

SUMÁRIO INTRODUÇÃO 9 RELAÇÃO COM O LIXO 11 CONSERVAÇÃO DE ENERGIA 14 CLOSING THE LOOP, ZERO-WASTE 16 COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS 19 PROCESSAMENTO DO LIXO ORGÂNICO 22 BIOGÁS 34 PEQUENOS MUNICÍPIOS COMO PÚBLICO ALVO 37 SERGIPE COMO ÁREA TESTE DE IMPLANTAÇÃO 41 ONGS COMO GERENCIADOR DO PROJETO 45 ARTESANAL X INDUSTRIAL 47 BANHEIRO SECO 49 SEPARAÇÃO DE URINA 52 DESIGN UNIVERSAL

O KIT DE SANITÁRIO COM BIODIGESTOR 60 MATERIAIS 78 INSTALAÇÃO 81 REFERÊNCIAS 84

INTRODUÇÃO Quando eu pensei no que me levou à escolha desse tema, tive que percorrer a minha trajetória como estudante de arquitetura: comecei os estudos na Universidade Tiradentes em Aracaju, Sergipe, onde tive os primeiros contatos com a Arquitetura e, devido ao enfoque mais técnico da faculdade,

Perspectiva do projeto implantado em uma comunidade rural. Desenho: Laura Vaniqui

criou-se uma curiosidade em mim de tentar entender os detalhes do projeto. Porém, somente na USP eu fui apresentada às aulas de design industrial, o que despertou um desejo por criar algo nessa área no meu projeto final. A questão ambiental é uma das bases desse projeto e, mesmo tendo iniciado o TFG com uma temática bem diferente (um módulo para comércio informal), depois de participar por três meses de uma pesquisa na Ryerson University com a professora Leila Farah sobre lixo orgânico, não pude ignorar a nossa equivocada relação com o lixo que geramos. Nasceu o desejo de desenvolver um trabalho que tivesse como objetivo fechar o ciclo da produção e da reutilização do lixo dentro da própria residência (closing the loop), levando, por fim, a uma menor geração de lixo para o meio ambiente. Como a questão social não poderia ser ignorada, tendo, durante as pesquisas, constatado a insuficiência de 9

saneamento e infraestrutura em comunidades rurais, o trabalho se encaminhou para o desenvolvimento de um kit de sanitário com biodigestor que auxiliaria a resolver dois problemas – a falta de saneamento básico e de ligação com o gás.

RELAÇÃO COM O LIXO A humanidade, no desenvolver da civilização, habituouse a tratar o lixo como algo que deveria ser descartado da maneira mais rápida e higiênica possível, de forma a afastar doenças e outros problemas causados pela proximidade aos dejetos. Ao se combinar esse traço cultural do descarte

Aterro sanitário no Brasil. Fonte: www.upf.br

imediato de tudo que já se vê como não tendo mais utilidade com a atual era de alto consumo, o resultado é um imenso desperdício diário. Para o planejamento de um processo eficaz de tratamento esse aspecto cultural não pode ser ignorado. Soluções podem ser criadas para reaproveitamento dos resíduos, podendo ir desde do nível local, ou seja, no próprio imóvel, até ao tratamento de resíduos de toda uma cidade ou região. Em todos os casos, trata-se de observar racionalmente o lixo produzido e pensar sobre o que se pode fazer com ele. Comportamentos culturais podem ser muito difíceis de serem alterados quando não trazem benefícios imediatos e concretos; em especial, benefícios do tipo econômico. Experimentos com comunidades apresentaram essa conclusão como um dos resultados. Por exemplo, o professor Raymond Asomani-Boateng, do Urban and Regional Studies Institute at Minnesota State University (Instituto de Estudos Urbanos 11

e Regionais da Universidade do estado de Minnesota), coimplementou um experimento junto aos habitantes de uma comunidade pobre de Acra, capital de Gana. Essa comunidade sofria com o problema do que se fazer com os dejetos orgânicos; não havia rede sanitária ou coleta regular de lixo. A ideia do projeto piloto era que os próprios moradores separassem os resíduos domiciliares em dois grupos, compostáveis

não

compostáveis. Então, os

compostáveis eram levados para uma área específica, onde através da compostagem eram transformados em húmus, que seria vendido e geraria algum retorno ao projeto e à própria comunidade. O projeto durou sete anos e passou por algumas dificuldades

ligadas

realidade

socioeconômica

comunidade; uma delas foi a de que 12 das 40 famílias participantes deixaram de dividir regularmente os seus resíduos em compostáveis e não compostáveis, alegando o gasto diário de tempo e esforço, e que os benefícios alegados – ambientais e sanitários, principalmente – não valiam a pena. Um dos participantes, segundo o estudo, alegou que “nós temos vivido nessa imundície por muitos anos, sabemos que é horrível mas acabamos nos acostumando, e, se é para fazer algo, precisamos ser motivados para poder continuar participando” (2007, p. 132). Finalmente, o próprio autor 12

concluiu que são necessários incentivos financeiros concretos e substanciais para a implementação de um projeto com fins ambientais, e que estes são determinantes para a participação da comunidade. Essa participação pode decretar a longo prazo o sucesso ou não de um projeto.

CONSERVAÇÃO DE ENERGIA Como restos de refeição, alimentos estragados e outros resíduos orgânicos podem reduzir o gasto de energia num domicílio, ou mesmo permitir que haja luz e gás onde o toque civilizatório da energia elétrica e gás encanado ainda não chegou? Infelizmente ainda se tem nesse início do séc. XXI uma percepção social limitada quanto às diversas maneiras como a humanidade pode interagir com toda a energia à sua volta. Somos educados a apenas comprar energia elétrica e gasosa das grandes fontes e a desperdiçar diariamente todo esse potencial presente nas nossas vidas, do estrato mais pobre ao mais rico da sociedade: a energia contida nos materiais orgânicos. Espera-se que energia, seja elétrica ou gasosa, quando disponível, venha de longe apenas. Não se vê todo esse rico material orgânico como algo que pode trazer benefícios; apenas como um lixo que deve ser imediatamente descartado. Tratando-se

compostos

orgânicos

através

compostagem, gera-se, dentre outros materiais, biogás, que pode ser diretamente queimado para uso em fogão. Isso tem como benefício imediato a melhoria da qualidade de vida da comunidade, o que inclui o inescapável aspecto econômico. 14

Economiza-se dinheiro assim, afinal. Outro benefício é ambiental: os gases gerados na queima da lenha, muitas vezes a única fonte de energia térmica viável no local, são tóxicos.

CLOSING THE LOOP, ZERO-WASTE A humanidade historicamente viveu, e ainda vive, num padrão que prevê o consumo de recursos naturais na quantidade que for necessária para que a sociedade possa seguir o seu crescimento populacional, tecnológico e econômico, tendo em geral descartado os resíduos no meio ambiente da forma que melhor combinasse viabilidade econômica e segurança sanitária para as comunidades circunvizinhas. Consequentemente, teme-se que vários recursos naturais possam sofrer escassez nas próximas décadas. O lixo, por sua vez, tem se acumulado em todo o globo de maneira cada vez menos sustentável. Em especial nos países em desenvolvimento, por contarem com menos recursos econômicos e com poderes políticos

tradicionalmente

menos

priorizados

tratamento eficaz dos resíduos, o gerenciamento dos resíduos sólidos se torna cada vez mais difícil. Segundo Zaman e Lehmann (2011, p. 81), “em países de baixo consumo individual como Índia e China, o volume de resíduos tem crescido significativamente ao longo do tempo de forma paralela ao crescimento populacional. O consumo de recursos naturais também tem aumentado de maneira significativa na China nas últimas décadas, o que indica um potencial de crescimento da 16

taxa de geração de resíduos nas cidades. Portanto, tomandose como contexto cidades de baixo consumo per capita, onde no entanto o consumo tem crescido, e o aterramento ainda é a principal tecnologia de tratamento de resíduos, o gerenciamento de resíduos de uma maneira sustentável se torna cada vez mais difícil de executar.” Assim, tanto em países desenvolvidos como também em vários em desenvolvimento, têm surgido propostas de criar cidades cuja proposta é serem zero waste, ou seja, não devem despejar resíduos no meio ambiente e tampouco consumir para o seu funcionamento recursos ambientais não-renováveis. Esse conceito é recente; não, ao menos ainda, se trata de uma definição universal. No entanto, uma das propostas mais aceitas de definição para o conceito vem da Zero Waste International Alliance. Novamente de acordo com Zaman e Lehmann (2011, p. 77), “(...) a Zero Waste International Alliance o compreende como sendo o design e o gerenciamento de produtos e processos de forma a sistematicamente evitar e eliminar o desperdício de materiais e a conservar todos os recursos.” Atingir essa meta envolve uma conjunção de objetivos entre: comunidade, com alterações comportamentais e capacidade de pressionar poderes públicos e privados; governo, que deve entrar com financiamento e com políticas de apoio a propostas inovadoras; por fim, empresas capazes e 17

interessadas tanto em fornecer tecnologia como em financiar soluções zero waste. As alterações comportamentais da sociedade anteriormente referidas envolvem, por exemplo, separar seletivamente resíduos para a coleta e se engajar nos processos de eliminação e tratamento de resíduos. Naturalmente que, para uma cidade poder se declarar Integral Urban House, Berkeley, Califórnia. Foto: Farallones Institute

zero waste, deve-se tratar todo tipo de resíduo: desde os produzidos por seres humanos aos eletrônicos (e-waste), passando por metais, plásticos e orgânicos. Também devese pensar no modo como a energia elétrica que abastece a cidade é produzida; se esta não for proveniente de uma fonte renovável, a energia não pode ser considerada limpa, e continuará havendo um dano permanente ao meio ambiente. Já foram feitos alguns experimentos de domicílios que apresentavam caraterísticas de um projeto zero waste. Por exemplo, a Integral Urban House, em Berkeley, Califórnia, buscava ser um modelo de autossustentabilidade, nos anos 70. Algumas das ideias postas então em ação eram, por exemplo, criar animais para consumo, como galinha e peixe, na casa e reaproveitar água da chuva e do lixo orgânico. Assim, buscavase, já nessa época, resolver problemas típicos do modelo urbano padrão.

COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS Existe um movimento global de pesquisa e construção de ecovilas. Essas são uma tentativa de se chegar a soluções para o problema da autossustentabilidade num espaço de (por ora) pequenos municípios e comunidades, que costumam conter de 50 a 2.000 habitantes. São comunidades teste, onde ideias são experimentadas para se observar na prática a sua eficácia e viabilidade, assim como a sua aceitação ou não por parte da comunidade. Egan Review, em seu livro “Skills for Sustainable Communities”, criou alguns componentes-base que devem estar presentes para que uma comunidade autossustentável seja bem sucedida. Estes componentes incluem, dentre outros, valores socioculturais, governança local, um transporte público de qualidade e uma relação eficiente com o meio ambiente regional, de forma a minimizar o impacto negativo humano. Alguns

exemplos

reais

comunidades

autossustentáveis são: Bo01, em Malmö, Suécia; os planos iniciais incluíam geradores de energia elétrica a partir de biogás e de ventos na região residencial. No entanto, eles foram removidos devido

Bo01, em Malmö, Suécia.

a questões de qualidade de vida no espaço público. Ainda

Fonte: malmo.se/sustainablecity

assim, foram desenvolvidas estratégias inovadoras para o gerenciamento de resíduos, tais como a separação dos resíduos orgânicos na própria casa, de forma que a parte sólida é enviada a uma estação de tratamento biológico anaeróbico, e o resto, para uma estação de tratamento de águas. Além disso, através de inovações na pia da cozinha e num sistema de aspiração de ar, esses resíduos sólidos eram coletados através de sacolas de papel, enquanto a parte líquida, em sacolas plásticas; A estação de tratamento de águas de Sjölunda é a responsável por tratar os resíduos orgânicos e líquidos de Malmö (incluindo a própria Bo01), produzindo uma quantidade de biogás equivalente a 2 milhões de litros de petróleo anualmente. Com essa energia, em Malmö toda a frota de ônibus foi modificada para rodar a gás. Aproximadamente 200 ônibus na cidade utilizavam uma mistura de biogás com GNV; Em Vauban

(Freiburg, Alemanha), desenvolveu-

se um sistema ecológico de esgoto, que, através de vácuo, levava os dejetos para um centro de geração de biogás. Lá, os resíduos sanitários são fermentados anaerobicamente junto aos resíduos orgânicos domiciliares, gerando biogás. A água residual nesse processo (água cinza) é limpa em estações de biofilme, e devolvida ao ciclo natural d’água. O biogás é queimado em uma usina para produzir 7 milhões de kWh mais calefação em Freiburg; 20

Hammarby Sjöstad (em Estocolmo, Suécia) limpa a sua água do esgoto em uma grande estação próxima à comunidade, e os resíduos são então reciclados para se gerar gás natural. Os resíduos líquidos de um único imóvel contêm biogás suficiente para alimentar a cozinha de um imóvel; a maior parte deste biogás atualmente é utilizado em carros e ônibus. Também se utiliza nessa comunidade um sistema de coleta a vácuo dos

Hammarby Sjöstad em Estocolmo, Suécia.

resíduos sólidos. Estes são sugados através de tubos para uma

Foto: City of Stockholm

sala de reciclagem que há em cada quarteirão, sendo então agrupados em conteiners que são coletados por caminhões. O objetivo desse sistema é reduzir o tráfego na área enconstandose o caminhao de coleta apenas uma vez por quarteirão.

PROCESSAMENTO DO LIXO ORGÂNICO Existem no mercado, desde os anos 70, sanitários secos que produzem adubo com a adição de uma mistura de serragem aos dejetos humanos. Pode-se considerá-los como uma versão tecnológica das "casinhas", comuns em áreas rurais: sanitários no fundo da casa com um buraco no chão. Elas podem ter uma câmara para armazenar as fezes, que, com a adição de outros materiais, viram adubo. Atualmente há algumas marcas especializadas no mercado e também modelos adaptáveis para cada situação: com ou sem a dependência de ligação com um sistema de energia elétrica; com um tambor grande para o processamento dos dejetos e que necessita de uma área de acesso em um andar inferior; outros que possuem uma gaveta para a retirada do material do vaso por parte do próprio morador. Ver a página 24 para desenho técnico reproduzindo sanitário seco da marca americana Biolet, modelo 65 Waterless Toilet, que não necessita de água; página 25 para desenho técnico reproduzindo sanitário seco da marca americana Sunmar, modelo Centrex 1000, que possui um tambor separado do vaso e controle para uso de pouca água durante descarga. Sanitário separado.

seco

com

Fonte: www.sun-mar.com

tambor

O modo mais rústico de processamento do lixo orgânico de cozinha e jardinagem é a vermicompostagem: compostagem com o uso de recipientes como conteineres

médios, pondo-se folhas secas ou minhocas em camadas alternadas a fim de se acelerar a decomposição. Paralelamente, existem modelos mais tecnológicos, que permitem processar o lixo dentro de casa, na própria cozinha, como um criado pela empresa americana Green Cycler, que é uma máquina que processa restos de alimentos sem uso de energia, usando-se exclusivamente força humana; ou um produto da Nature Mill, também uma empresa americana: uma máquina elétrica que mistura e usa calor para processar o lixo orgânico, que perde 70% de seu volume e, em uma média de duas semanas, torna-se possível esvaziar a gaveta obtendo-se seis litros de adubo. Ver página 26 para desenho técnico reproduzindo processador de restos de alimento da Green Cycler, modelo Platinum, com capacidade para 4 litros; na página 27 encontra-se um desenho técnico reproduzindo um processador de restos de alimento da Nature Mill, modelo Ultra, que processa uma média de 15 litros por semana. O projeto de uma lixeira para ambientes públicos da empresa Braun, da Ucrânia, é uma alternativa ecológica para o mobiliário urbano. Sua tampa possui quatro entradas para lixo orgânico, mas no meio conserva uma entrada transparente para entrada de luz e a consequente aceleração da reação bacteriana no material. Este, ao se decompor, vai descendo pelos próximos dois andares de câmaras, sendo que

Processador de restos de alimento. Fonte: Nature Mill

ao atingir o último o composto está pronto. Parte dele vira automaticamente adubo das plantas presentes na lixeira e uma outra parte maior cai em um conteiner que pode ser retirado acessando-se uma porta. Com isso, o adubo retirado pode ser usado para os parques onde a própria lixeira está instalada. Para que isso seja possível, só se necessita de um controle para que a população jogue o tipo correto de lixo nessa lixeira. Ver página 28 para desenho técnico reproduzindo projeto de lixeira pública da Braun. Existem tecnologias que tentam ligar várias funções para uma solução eficiente e econômica, como é o caso dos projetos Bio-Digester Island da empresa holandesa Philips e Ekokook do escritório Faltazi na França. O primeiro é projetado como um organismo vivo através de seis partes. Entre elas, um criador de abelhas, um sanitário e uma cozinha. Esse último módulo contém o recipiente dos dejetos vindo do banheiro e dos restos de alimento e também o processador destes para gás metano, que é a fonte de energia para várias funções do "organismo", inclusive as luzes. Já o projeto do Ekokook se restringe às funções da área da cozinha, mas também tem a preocupação de criar um ambiente multifuncional e prático. Ele possui compartimentos para seleção, processamento e armazenamento de lixos recicláveis e um sistema cíclico de água; uso, coleta, reciclagem, descarte e processamento de lixo orgânico com uso de minhocas. Ver página 29 para 24

desenho técnico reproduzindo módulo da cozinha do projeto Bio-Digester da empresa holandesa Philips; página 30 para desenho técnico reproduzindo projeto da cozinha Ekokook Bio-Digester do escritório francês Faltazi. Mesmo com essa variedade de tecnologia tanto já disponível à venda como também em projetos em estudo, ainda são restritas as possibilidades do que exatamente se pode fazer com o lixo orgânico. Quase sempre tem-se como resultado

Cultivo de cogumelos na empresa Gro-Holland. Fonte: www.gro-holland.com

final adubo. Uma alternativa nova, entretanto, tem sido o uso do lixo orgânico como estrato para o cultivo de cogumelos. Na Holanda, existe a empresa Gro-Holland. A ideia é utilizar resíduos de café, que, ao invés vez de serem tratados como lixo, são misturados a substâncias e ensacados para a criação de cogumelos. Outro projeto holandês em prática desde 2014, esse ao fim gerando adubo, é o De Tuinfabriek ou The Garden Factory, onde os restos de alimentos de uma área residencial e comercial são processados e usados como adubo para uma horta na cobertura do shopping center Hoog Catharijne, sendo esta aberta para visitação e participação comunitária. Nesse caso, processam-se oito litros de lixo por dia e, com isso, a solução se torna uma alternativa de como utilizar o adubo de forma a trazer algo de volta para a população, fechando o ciclo alimento - lixo - alimento.

Vista da cobertura do shopping center Hoog Catharijne. Fonte: detuinfabriek.mmmmx.net

SANITÁRIO SECO

tubo de ventilação

gaveta

para

retirada

composto

ELEVAÇÃO

PERFIL 100

250

500mm

SANITÁRIO SECO COM TAMBOR

tubo de ventilação

sistema elétrico

gaveta

para

retirada

composto

ELEVAÇÃO

porta de entrada de material para mistura 100

250

500mm

VISTA SUPERIOR 27

PROCESSADOR MANUAL DE RESTOS DE ALIMENTOS

alavanca

gaveta

para

retirada

composto

ELEVAÇÃO

tampa

VISTA SUPERIOR 100

250

500mm

PROCESSADOR ELÉTRICO DE RESTOS DE ALIMENTOS

tampa

gaveta

para

retirada

composto

PERFIL

100

250

ELEVAÇÃO

500mm

LIXEIRA URBANA EXTERNA

plantas

container removĂvel

CORTE AA

tampas para entrada do lixo

VISTA SUPERIOR 100

250

500mm

MÓDULO DE COZINHA

luz de gás metano

ELEVAÇÃO

VISTA SUPERIOR

250 100 500mm

COZINHA EKOKOOK

armazenamento de garrafas reservatório de água

ELEVAÇÃO

armazenamento de alimento

VISTA SUPERIOR

100

250

500mm

BIODIGESTOR

reservatório

saída

composto

CORTE AA

tubo de saída do gás

VISTA SUPERIOR

250 500mm 100

BIOGÁS A necessidade de novas fontes de energia e aproveitamento do lixo orgânico popularizou o termo biogás. Em sua maioria, câmaras de biogás se apresentam como uma estrutura redonda fechada com um tubo de saída centralizado para o gás. A forma redonda é necessária por não poder haver cantos, pois a pressão poderia causar rupturas na estrutura. Os dejetos se decompõem num processo anaeróbico produzindo uma mistura inflamável de gás metano (CH4) e gás carbônico (CO2). O biogás pode ser utilizado para cozinhar, ou, se em larga escala, para gerar eletricidade, com o uso de uma turbina de gás, sendo 1m3 de biogás equivalente a 7kWh de energia ou a 0,8 litros de gasolina. Para um bom funcionamento da câmara de biogás é necessário que se mantenha uma temperatura média de 30 graus Celsius. Se o local onde a câmara se localiza for sujeito a climas frios, é necessário pensar em uma forma eficiente de isolamento térmico. A produção e o uso de biogás nos lares em países em desenvolvimento podem trazer impactos positivos econômicos e sociais como melhoria da qualidade de vida, equalização de gênero, e benefícios na saúde e na educação. Na África cerca de 68% da população cozinha em condições não limpas (dados de 2010 da Agência Internacional de Energia (IEA)). Uma câmara 34

de 1m3 alimentada por 25kg de dejetos de gado por dia é suficiente para cozinhar o alimento de uma família de 3 a 4 pessoas. Com essa situação, foi implementado um programa de instalação de biodigestores em casas rurais na Índia e no Nepal (até 2010 tinham sido instaladas 208 mil), e, mesmo

Família beneficiada utilizando biogás em Thunilsina, Nepal.

com os dois países tendo diferentes instituições como líderes

Foto: Ashden

do projeto, os resultados e os objetivos eram os mesmos: instalava-se um tanque para produção de biogás em casas rurais, onde os habitantes anteriormente utilizavam para cozinhar o fogo a lenha, que pode causar doenças pela inalação da fumaça, e adicionalmente exige uma grande quantidade de tempo para a preparação de alimentos. O fato de a população já estar acostumada ao manejo do esterco bovino, que secavase para se utilizar junto à lenha e aumentar a queima do fogo, é um dos motivos do sucesso do projeto. A implementação do biogás acontecia por um pequeno preço por parte do habitante, já que o projeto era majoritariamente subsidiado pelo governo. Além da utilização do esterco como fonte principal de matéria orgânica, havia a possibilidade de se conectar o biodigestor à fossa sanitária, oferecendo um ambiente mais saudável. O material que sobrava da produção de biogás podia ser transformado em composto/adubo, gerando uma renda adicional para as famílias. 35

Magnus Wolfe Murray é graduado em prédios sustentáveis pela Graduate School of the Environment (GSE) no Centre for Alternative Technology (CAT) e vive com a família em uma ecovila com aproximadamente 400 casas em Portugal. Como a comunidade é em local remoto, cada casa possui um tanque séptico construído em um buraco na terra com 3 a 4 metros de altura. Quando ele se mudou para essa vila, usava a princípio um sanitário seco, mas devido a necessidade de um sistema que permitisse uma maior vazão e o processamento de restos de alimentos, ele construiu um tanque séptico para produção de biogás a partir de tijolos de 15 cm e documentou isso em um blog. Ver página 31 para desenho técnico reproduzindo projeto técnico do tanque séptico construído.

PEQUENOS MUNICÍPIOS COMO PÚBLICO ALVO Pensando na implementação no Brasil de uma solução para o tratamento local de resíduos orgânicos, deuse prioridade a comunidades carentes, que tradicionalmente tiveram menos acesso a soluções para eliminação e tratamento dos seus resíduos. D’Ottaviano e Pasternak fizeram um estudo sociológico sobre a penetração das redes elétricas e sanitárias em municípios brasileiros, tanto dividindo estes de acordo com a população como também separando estatisticamente as comunidades às quais as autoras se referem como aglomerados subnormais, que englobam “favelas, invasões, grotas, baixadas, comunidades, vilas, ressacas, mocambos, palafitas, entre outros.” (p. 2) O estudo levantou que as condições sanitárias e elétricas dessas aglomerações subnormais (cujos 60% da população reside em aglomerações situadas em municípios com mais de 1 milhão de habitantes) são estatisticamente melhores que as mesmas condições quando analisadas em municípios pequenos, com menos de 50 mil habitantes. As mesmas autoras escrevem, por exemplo, que “em relação ao abastecimento de água e ao esgotamento sanitário, a condição dos domicílios favelados também é significativamente 37

melhor do que a nos municípios de pequeno porte: 88,43% dos domicílios favelados estão ligados à rede geral de abastecimento de água e, mesmo com todas as dificuldades de acesso, 56,33% estão ligados à rede geral de esgotamento sanitário.” (p. 8). A seguinte tabela contém os dados referentes aos abastecimentos de água e sanitário divididos por população do município, com uma linha específica para aglomerados subnormais.

Tabela 1: Brasil - Forma de Abastecimento de Água e Esgotamento Sanitário por categoria de Município, 2010 (D’Ottaviano e Pasternak, p. 8)

Já essa outra tabela contém os dados relativos ao destino do lixo e à existência da energia elétrica, com a mesma divisão entre os municípios e os aglomerados subnormais.

Tabela 2: Brasil - Destino do Lixo e Existência de Energia Elétrica por categoria de Município e Aglomerados Subnormais, 2010 (D’Ottaviano e Pasternak, p. 9)

Como se pode ver pelos resultados, tanto as condições sanitárias como as de abastecimento de gás dos aglomerados subnormais são menos piores que as vistas nos pequenos municípios. Mesmo um número que poderia indicar uma maior situação de necessidade dos aglomerados em comparação aos pequenos municípios, o de domicílios alimentados com energia através de um medidor exclusivo, é distorcido devido à existência de “gatos” (desvios) na rede elétrica e também pela utilização de medidores coletivos; essa é uma hipótese levantada pelas próprias autoras do estudo.

Uma explicação possível para a situação atual tão precária dos pequenos municípios, mesmo quando comparados às aglomerações subnormais, é que estas últimas, apesar de tudo, encontram-se frequentemente próximas a grandes centros urbanos que podem estender as suas redes já estabelecidas para alimentar as aglomerações com condições sanitárias e energias elétricas. Já o acesso a estas condições humanizantes é mais difícil para os pequenos municípios. Logo, a solução proposta por este trabalho, que visa transformar resíduos orgânicos em biogás para, ao fim, ser usado no fogão, será pensada visando-se os pequenos municípios; em especial, as comunidades rurais encontradas nestes municípios.

SERGIPE COMO IMPLANTAÇÃO

ÁREA

TESTE

Dentro do âmbito de pequenos munícipos, escolheuse um estado menor brasileiro para levantarem-se os dados e simular-se uma implantação. A escolha de Sergipe veio naturalmente por ser um estado que, além de possuir os prérequisitos, eu ter conhecimento pessoal e maior capacidade de obter e interpretar dados. Apesar de Sergipe apresentar indíces sociais melhores do que a maior parte dos estados do Nordeste, possuindo,

Banheiro externo no povoado Criolo, município de Lagarto, SE. Foto: Camila Ives Passos

por exemplo, a segunda maior renda per capita do Nordeste (Fonte: IBGE, Diretoria de Pesquisas, Coordenação de Trabalho e Rendimento, Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios Contínua 2014), o estado ainda apresenta uma situação alarmante na área rural. O estado possui 591.400 domicílios particulares permanentes, cujos 25,5% estão no ambiente rural. Dentre esses, 10,17% ou 15.180 domicílios, são construídos de outro material que não alvenaria, tal como madeira, taipa ou palha. O número de docimílios em estado crítico quanto ao saneamento e à questão sanitária é grande, conforme dados abaixo:

Fogão a lenha no Conjunto Jardim Campo Novo, município de Lagarto, SE. Foto: Juliana Góis

Tabela 3: Condição de saneamento dos domicílios sergipanos (IBGE, Censo 2010)

Banheiro no Conjunto Jardim Campo Novo, município de Lagarto, SE. Foto: Juliana Góis

Tabela 4: Condição sanitária dos domicílios sergipanos (IBGE, Censo 2010)

Para buscar entender as demandas da região, foi interessante se ter conhecimento de um programa em implementação no estado, especificamente no Alto Sertão. Nessa região encontram-se os municípios de Gararu, Porto da Folha, Monte Alegre e Nossa Senhora da Glória, onde a caatinga, a desertificação, a pecuária leiteira e as desigualdades sociais são marcas locais. O programa se chama "Projeto Biodigestor: alternativa viável para a Agricultura Familiar no Alto Sertão Sergipano", sendo promovido por uma organização não civil,

Biodigestor em fase de acabamento no comunidade Linda Flor, Porto da Folha, SE. Fonte: Projeto Biodigestor

não governamental e sem fins lucrativos, o Centro de Assessoria e Serviço aos/às Trabalhadores/as da Terra – Dom José Brandão de Castro. Com apoio da Articulação Semiárido Brasileiro (ASA),

rede formada por organizações da sociedade civil que atuam na gestão e no desenvolvimento de políticas de convivência com a região semiárida, e patrocínio da Petrobrás e do Governo Federal, esse projeto é uma tentativa de melhorar a vida de agricultores com a implantação de biodigestores.

beneficiadas, que posteriormente passam por capacitação e

Fogão da casa da Dona Didé, da comunidade Coronha, Gararu, SE, em pleno funcionamento com biogás.

oficinas, incluindo a visita a uma fazenda em que o biodigestor

Fonte: Projeto Biodigestor

O programa se inicia com a escolha das famílias

já esteja em prática a fim de entender o seu uso. O custo de implementação de cada um, incluindo materiais e mão-deobra, fica na faixa de 2500 reais. A existência prévia desse projeto indica que não só há uma demanda por biodigestores como também que já existem aceitação e conhecimento desse tipo de dispositivo na região. Outro projeto estudado foi implementado pela PRONESE, Empresa de Desenvolvimento Sustentável do Estado de Sergipe e financiado pelo Governo do Estado de Sergipe através dos programas PAC (Programa de Aceleração do Crescimento) / FUMAC - PCPR (Programa de Redução da Pobreza Rural). Este buscava incentivar as comunidades rurais localizadas nas áreas mais pobres do Estado a realizar investimentos e empreendimentos de interesse comunitário que melhorassem a qualidade de vida. De 1993 a 2012 foram

Residência em Aquidabã, SE.

Curralinho

Fonte: PRONESE

construídas uma média de duzentos sanitários domiciliares com ou sem água por ano. A execução da obra era inteiramente responsabilidade da Associação de acordo com o projeto padrão desenvolvido e fiscalizado pela PRONESE. Ambos os tipos de sanitário Residência em Aquidabã, SE. Fonte: PRONESE

Curralinho

possuiam 2,40 m², tendo o modelo sem água um orçamento de R$ 2.865,87, enquanto o com água (atraves de uma caixa d`água) custava em torno de R$ 2.961,91 reais em 2009. Logo, vê-se que a situação sanitária é bastante précaria em algum dos municípios. Existe uma necessidade por parte da população de ferramentas sanitárias.

ONGS COMO GERENCIADOR DO PROJETO Analisando-se os parâmetros de certificações verdes mais reconhecidas como o LEED e o Living Building Challenge in USA, é interessante notar que não existe pontuação referente ao gerenciamento de lixo orgânico, apesar de ambas possuírem tópicos relativos ao reuso de água e à minimização de lixo durante a construção e ocupação. O fato de não haver incentivo por parte dessas empresas reguladoras de índices de sustentabilidade quanto ao processamento do lixo orgânico, mesmo existindo, por exemplo, empresas de sanitário seco preparadas para suprir grandes demandas, deixa claro que as grandes instituições do setor não estão priorizando no momento esse problema. ONGs, ou o Terceiro Setor, são organizações que prestam serviços públicos, não sendo ligadas ao estado e não tendo como fim o lucro. Com o crescimento de grupos preocupados com questões ambientais e sociais, elas têm se mostrado como uma ótima solução para gerenciamento de projetos tais como o estudado nesse trabalho, que envolve sociedade e sanitarismo. Porém, o financiamento deveria idealmente vir de uma instituição financeira externa ou de uma empresa, não internamente das próprias ONGs, por razões tais como a 45

de estas, muitas vezes, não terem conhecimentos específicos suficientes para lidarem com o planejamento financeiro, além de que teriam nesse caso de se preocupar com o projeto como um todo – execução e financiamento –, demandando recursos humanos adicionais. Fazer com que uma parte pequena, mas não nula, da contribuição financeira inicial seja provida pelo morador é um modo eficiente de engajá-lo na solução de tratamento de resíduos, assim como é essencial envolvê-lo durante as etapas do processo a partir da escolha das residências.

ARTESANAL X INDUSTRIAL Com um público-alvo beneficiário semelhante ao do projeto proposto neste trabalho, o Programa Água para Todos programa do governo federal tem como objetivo beneficiar familías do semi-árido do Brasil com a implantação de cisternas. As famílias são escolhidas dentre os critérios de renda

Cisterna de placa em construção. Fonte: Instituto Conselheiro

Antônio

(até meio salário mínimo por membro da família), inclusão no Cadastro Único do governo federal e que contenham o Número de Identificação Social (NIS). Além disso, é preciso residir permanentemente na área rural e não ter acesso ao sistema público de abastecimento de água. Esse programa beneficia as famílias com dois tipos de cisterna: a de placa, feita em alvenaria, que envolve a comunidade, uma vez que movimenta a economia local com a compra dos materiais e o serviço da própria região, capacita os agricultores com cursos de gestão e os habilita para reprodução do sistema e ter independência de terceiros; e a de plástico – polietileno – que agiliza o processo de implantação, uma vez que já vem pronta. Os benefícios da cisterna de placas inclui a durablidade, a capacitação e o preço que gira em torno de R$ 2400,00 com a mão de obra local. Preço baixo em comparação com a

Cisterna de plástico em uso. Fonte: Ministério da Integração Nacional

cisterna de polietileno (Acqualimp é a empresa forenecedora), que, apesar de ter apresentado em alguns casos problemas, possivelmente devido ao calor do semi-árido, custa em média R$ 5000,00 por unidade. Há nesse caso ainda questões polêmicas como o beneficiamento de grandes empresas e a relação de dependência quanto a estas. Existem manuais direcionados diretamente para o público-alvo que utilizará no dia-a-dia tecnologias como o biodigestor e a cisterna. Pertencem a um paradigma que acredita que os usuários devem ser capazes de montar e divulgar as próprias ferramentas que utilizam.

BANHEIRO SECO Um projeto de banheiro seco foi desenvolvido pelo CEPAGRO – Centro de Estudos e Promoção da Agricultura de Grupo – do estado de Santa Catarina e disseminado para a região semiárida do Nordeste, onde, com apoio do IAF (Fundação Interamericana) e do CEDAPP – Centro Diocesano de Apoio ao Pequeno Produtor –, foram implantados inicialmente mais de uma centena de banheiros secos na região de Pesqueira, Pernambuco. O banheiro seco é uma alternativa ecológica, sustentável e totalmente adequada à escassez de água do semiárido nordestino, resultando em três grandes vantagens: economia de água, menor impacto ao meio ambiente e a transformação de um possível poluente em fertilizante natural. Os técnicos do CEPAGRO juntamente com os profissionais do CEDAPP capacitaram pedreiros da região para construção dos primeiros sanitários, e também fizeram palestras para sensibilizar a população a aceitar banheiros sem uso d’água, além de orientarem sobre o seu uso correto e manuseio da compostagem dos resíduos. O projeto foi criado em 2008 e desde então tem sofrido alterações e adaptações. No primeiro momento foram

Oficina de compostagem. Fonte: CEPAGRO

construídos dois modelos que diferiam no armazenamento das fezes. Um deles utilizava uma rampa e duas câmaras de alvenaria, enquanto no outro havia uma bombona plástica. Pelo baixo custo, e pela facilidade de edificação e manutenção, o modelo da bombona foi o escolhido. No primeiro projeto, para se acessar o vaso sanitário Modelo de banheiro seco com escavação para embutir a bombona. Fonte: CEPAGRO

era necessário subir dois degraus, devido à altura da bombona. Não havia chuveiro e o mictório masculino ficava abaixo da pia. A primeira alteração foi a inclusão do chuveiro, seguida da escavação para embutir a bombona, com a consequente eliminação dos degraus de acesso ao vaso sanitário. Isso facilitou a utlização por pessoas portadoras de necessidades especiais e idosos. Esse modelo resultou em um custo médio de R$ 1.400,00. O atual projeto prevê um banheiro seco com câmara, um vaso segregador de urina e um dispositivo para que a urina seja conduzida juntamente com as águas do chuveiro e da pia a um círculo de bananeiras ou a outras plantas com elevada capacidade de evapotranspiração, como a taioba. A sua utilização diária requer alguns cuidados especiais, como: fezes e papel higiênico vão para a bombona,

Modelo de banheiro seco com câmara e separador de urina no vaso.

enquanto a urina segue para um separador; é necessário dar a

Fonte: CEPAGRO

de mistura; e lavar bem as mãos após o uso do banheiro. As

“descarga” usando duas ou mais canecas de um dos dois tipos

misturas têm as seguintes composições: Mistura 1 - material orgânico limpo, seco e rico em carbono; pó de serra (serragem); palhadas de culturas como feijão, arroz, milho ou capins; folhas secas; papel picado. Essa mistura permite o processo de compostagem já na própria bombona. Mistura 2 - três partes de terra fina e seca e uma parte de cal. Ela deve ser usada apenas na falta de componentes da Mistura 1. Outros cuidados necessários na boa e correta manutenção do banheiro seco: deixar sempre dentro do banheiro um balde com mistura seca para a “descarga”, que evita o mau cheiro e o contato de insetos com as fezes; quando não estiver em uso, manter fechada a tampa do assento, barrando a entrada de insetos; não depositar plásticos como fraldas, absorventes e embalagens; a bombona deve ser trocada por uma nova se estiver com mau cheiro, encharcamento e insetos. O banheiro seco se afirma como uma importante ferramenta do eixo de gerenciamento de recursos hídrico, tornando mais viável uma qualidade de vida digna na região do semiárido.

SEPARAÇÃO DE URINA De todos produtos que os seres humanos expelem do corpo pelas vias naturais, é na urina onde se encontra a maior quantidade de nutrientes. Um adulto gera em média 1,5 litro de urina por dia. Nesse volume encontram-se, dentre outros, nitrogênio, fósforo e potássio nas quantidades e qualidades ideais, por exemplo, para serem aproveitados para a agricultura. Como ainda existe no Brasil um grande percentual de esgotos sem o tratamento adequado, sendo as condições sanitárias nas pequenas cidades frequentemente inadequadas, tem-se diariamente e de maneira crescente, devido ao crescimento populacional, uma descarga de compostos gerados por humanos nos cursos d’águas. Isso gera graves consequências tanto para a biologia aquática quanto para o próprio abastecimento d’água para usos domésticos e industriais. As situações positivas e negativas acima relatadas comprovam a importância e o benefício imediato da separação da urina na fonte, ou seja, nos sanitários. Segundo Gunilla Brattberg, no prólogo do artigo “Separação de urina: Um passo em direção ao saneamento sustentável”, do programa EcoSanRes em Estocolmo- Suécia, em 2006: “A separação 52

de urina é uma solução de grande potencial. Fechar o ciclo através da reciclagem de nutrientes é a chave para o desafio da sustentabilidade”. A seperação de urina leva a diversos impactos sociais positivos como: melhoria das instalações de saneamento seco; redução do risco de contaminações das águs subterrânes com patógenos; facilitação do ciclo dos nutrientes possibilitando o aumento da segurança alimentar, tendo em vista que a urina contém uma quantidade muito reduzida de micro-poluentes, como metais pesados, e uma alta qualidade microbiana, ou seja, baixo conteúdo de patógenos; por fim, a geração de um fertilizante higiênico e gratuito que pode ser utilizado na agricultura. A separação de urina pode ser realizada através de mictórios (masculinos e femininos) ou de vasos sanitários separadores que possuem duas saídas e dois sistemas de coleta: um para a urina e outro para as fezes. Este podem utilizar descarga com água (normalmente apenas no compartimento destinado as fezes) ou também podem funcionar a seco. Em ambas situações economiza-se água. Os sanitário separadores têm tido uma crescente aceitação e estão sendo utilizados em diversos paises como na Suécia, Alemanha, México, China e na África Ocidental.

Modelo de vaso separador de urina no mercado sueco, da marca Gustavsberg Nordic. Fonte: EcoSanRes

Como a tecnologia usada para separar urina é diferente da tecnologia sanitária convencional, ela é adequada também onde infraestruturas padrão não existem ainda, como tem sido os casos das áreas rurais da China e de paises da África, além de núcleos urbanos sem serviços de saneamento. Já onde existem redes de distribuição de água e esgoto com tratamento adequado das águas residuárias, é difícil promover e implementar tecnologias de separação da urina já que não ficam tão evidentes vantagens na relação custo-benefício. Implantar e consolidar a aceitação de uma nova

Separação de urina in-loco em populações de baixa densidade, África do Sul.

tecnologia exige diversas ações; uma de importância

Foto: Aussie Austin

ressaltando e comprovando os benefícios resultantes. Tem sido

fundamental é envolver as pessoas das comunidades assistidas, assim nos paises da África Ocidental onde a organização CREPA (Centre Régional d’Eau Potable et Assainissement) desenvolve pesquisas sobre a fertilização com urina e demonstra sua utilização em diversos cultivos, que após os bons resultados comunidades de Burkina Faso, Costa do Marfim, Togo e Benin, vieram a aceitar a ideia. Para que não se tome a separação de urina como um processo benéfico apenas às áreas rurais e zonas urbanas de

Aplicação de urina em larga escala utilizando equipamentos mecanizados. Foto: Mats Johansson

países subdesenvolvidos, países como Suécia e Alemanha vem desenvolvendo e implementando esse recurso em áreas rurais, em zonas urbanas, prédios comerciais e prédios públicos

de grandes cidades como Estocolmo, visando a melhoria do saneamento, a proteção das águas pluviais e a sua utilização racional. Naturalmente também foi preciso convencer as populações de suas responsabilidades na preservação do meio ambiente, e dos benefícios resultantes desse processo. Um exemplo muito interessante citado no artigo da EcoSanRes é o do Universeum, um centro de ciência e inovações na cidade de Gothenburg. Com o fluxo de meio milhão de visitantes por ano, é o maior exemplo de sistema público de separação de urina na Suécia, e conta com 25 vasos sanitários separadores com descarga dupla. A urina coletada é vendida a um agricultor que então diminuirá o seu uso de fertilizantes comerciais. Para que o processo funcionasse, foi necessário adequar-se o modelo de um vaso sanitário para uso público, além de fornecer orientações claras e corretas, como esclarecido no artigo da EcoSanRes: “Um aspecto importante é a necessidade de contar com informação clara e apropriada especialmente sobre a questão de reciclagem, para que os visitantes possam compreender porque a urina é separada. No Universeum a taxa de erros no uso do vaso sanitário (fezes no compartimento de urina) diminuiu quando o pessoal do museu mudou os cartazes informativos e incluiu o “porquê” de usar

sanitários separadores de urina e não apenas como funciona o vaso sanitário” (pag 28, 2006) A separação de urina é uma tecnologia simples e barata, tendo como componente diferenciado apenas o vaso sanitário em si (que pode ser de porcelana ou plástico); os demais componentes são os mesmo utilizados nos sanitários convencionais, com a limitação de que o tanque armazenador e a tubulação não podem ser metálicos devido ao poder corrosivo da urina. Cuidados com a higienização da urina são fundamentais para a saúde de quem a manipula para evitar Sanitário de câmara dupla com separaçãode urina em Nanning, Guangxi, China. Foto: Arno Rosemarin

transmissão de doenças, mesmo a urina não sendo um meio propício para tal. Riscos maiores existem quando fezes, que usualmente contém patógenos, contaminam a urina por serem depositadas erroneamente em seu compartimento. No armazenamento da urina a amônia, a temperatura e o pH baixo reduzem o número de patógenos, e a urina pode ser armazenada em contêineres (no campo), em tanques (nas residências), ou mesmo em garrafas plásticas (nas casas que não tenham o vaso sanitário separador, para regar suas flores). Para ser usada fertilizante a urina não precisa ser diluida, bastando ser aplicada bem próxima ao solo, irrigando-se imediatamente após, para minimizar o odor. Recomenda-se esperar o período de um mês entre a última aplicação de urina

e a colheita, proporcionando uma barreira extra de segurança. Naturalmente se recomenda o uso de luvas para o manuseio. Acredito na possibilidade de utilização da urina como fertilizante no Brasil: nas pequenas hortas urbanas e, mais enfaticamente, na agricultura familiar de subsistência, como tem sido na África Ocidental. Sendo assim, esse processo está inserido no total aproveitamento dos residuos sanitários que apresento como tema desse trabalho, uma vez que proporei um sanitário com separação de urina para ser utilizado diretamente na plantação do agricultor.

DESIGN UNIVERSAL O design universal possui seis príncipios básicos: equiparação nas possibilidades de uso; flexibilidade no uso; uso simples e intuitivo; captação da informação; tolerância para o erro e dimensão e espaço para uso e interação. A ABNT NBR 9050, válida desde 2004, especifica que a pessoa com deficiência é aquela que tem capacidade de mobilidade ou percepção nula ou reduzida. Paralelamente, o censo do IBGE de 2000 indicou que 14,5% das pessoas no Brasil possuem algum tipo de deficiência ou necessidade especial, ou seja, cerca de 25 milhões de pessoas. Mesmo entendendo a importância em adotar medidas que tornem o ambiente acessível, possibilitando a utilização do sanitário por qualquer usuário, foi decidido para fins de estudo não utilizar todos esses critérios para o projeto num primeiro momento. A principal justificativa para isso é o custo. Para poder ser utilizado propriamente por um cadeirante, por exemplo, o sanitário precisaria, além da inclusão de barras de apoio, ter uma dimensão maior, permitindo que a cadeira de rodas possa fazer manobras. Como o trabalho é direcionado para comunidades carente, será priorizado um menor custo de produção. A Esquema de banheiro acessível. Fonte: www.famastiltaurus.com.br

democratização do acesso exige uma complexidade que será discutida numa segunda fase.

O KIT DE SANITÁRIO COM BIODIGESTOR Com tudo que foi pesquisado, foi definida como produto do TFG a criação de um kit de biodigestor com sanitário para comunidades carentes rurais. O desenho envolve Perspectiva da implantação do kit em uma residência rural. Desenho: Laura Vaniqui

o sanitário separado em uma cabine para uso externo da casa, semelhante a um banheiro químico, onde também existe uma entrada separada, na parte externa da estrutura, para restos de alimentos (material orgânico) e dejetos de animais. Como o local a ser implantado o sanitário é o terreno de uma residência rural, existe uma alta possibilidade de o chão ser de terra; nesse caso, para facilitar a fixação no solo e o alinhamento, a cabine possui cinco pés em formato de raízes. A estrutura é de plástico e as paredes e teto possuem reentrâncias na superfície que conferem maior resistência a torção. A porta possui oitenta centímetros, puxadores em formato de "bolso" dos dois lados da porta e fechadura do lado de dentro, com um trava simples que abre ao se girar manualmente. A entrada externa para restos de alimentos e dejetos de animais possui um mecanismo que permite que se deposite

Esquema de funcionamento da portinhola da entrada externa de restos de alimentos e dejetos de animais.

a matéria empurrando-se a portinhola. Devido a um mecanismo

de mola, ela volta posteriormente a seu estado normal, fazendo com que o sistema permaneça fechado. A estanqueidade foi pensada em todo o sistema. A princípio o vaso sanitário teria um clam shell: algo como uma portinhola no vaso que se abriria em mecanismo conjunto com a tampa. No entanto, avaliou-se que isso seria um custo a mais, além de demandar manutenção extra. Resolveu-se então o problema com uma tampa do vaso que "abraça" o vaso. O sanitário está em uma estrutura quadrada que, fixada nas paredes e no chão da cabine, suporta o peso de uma pessoa e esconde as tubulações. O kit possui separação de urina, que ao ser coletada sai no fundo da cabine levada por uma tubulação até a saída no fundo da cabine, onde é conectado a uma mangueira. Essa urina pode ser usada diretamente na

Perspectiva interna da cabine. Desenho: Laura Vaniqui

plantação ou armazenada em algum recipiente e ser usado posteriormente. Para complementar, a cabine possui ainda porta papel e uma lixeira removível com tampa, localizada ao lado do vaso. O conforto térmico foi resolvido com uma ventilação forçada através de aberturas inferiores na porta e superiores nos outros três lados da cabine. Já a iluminação ocorre através do teto, que é de material translúcido para permitir a entrada de luz.

Croqui porta papel. Desenho: Laura Vaniqui

A segunda parte do desenho é um tanque biodigestor com domo fixo, modelo chinês. Ele possui a parte superior arredondada, em uma abóboda, para a saída do gás rumo a uma mangueira superior com conexão até o fogão. A abóboda é também conectada a uma caixa de descarga, para a saída da matéria processada, que, devido à pressão terrestre (ficando o biodigestor enterrado) e do gás, é eliminada. Para dimensionar o biodigestor, foi necessário estimarse a quantidade de pessoas por residência rural no estado de Sergipe (área teste). Com 149.516 domicílios particulares permanentes rurais e uma população rural de 547.651 (dados IBGE Censo 2010), chega-se a uma média de 3,7 pessoas por Vaso sanitário com clam sheel. Fonte: seapearlboats.org

domicílio. Segundo o artigo “Viabilidade da geração de energia elétrica através de um motor gerador utilizando biogás da suinocultura”,

o consumo médio para cálculo de biogás/

pessoa/dia para fogão é 0,33m3, totalizando 1,221m3 para 3.7 pessoas. Após esses cálculos, foi definida a instalação de um biodigestor de produção diária de 1,5m3 dia de biogás. Para produzir essa quantidade, segundo Uri Marchaim (capítulo 7), o tamanho do total do biodigestor deve ser 4,5m3, o que resulta num abastecimento médio diário necessário de

Croqui da maçaneta e puxador.

37,5 kg de matéria orgânica. O ser humano produz uma média

Desenho: Laura Vaniqui

diária de 0,15 kg/dia de fezes. Com isso, a média de produção

de fezes humanas num domícilio como o modelado é de 0,56 kg/dia. Pensando que seja despejado 1 kg/dia de restos de alimentos, permanecem faltando 35,94 kg. Como o gado produz uma média de 15 kg/dia de esterco por cabeça, seriam necessários menos de 3 para alimentar satisfatoriamente um biodigestor. Também faz parte do conjunto, a caixa de descarga, que com 0,1m3, recebe a mistura processada, que pode ser usado como biofertilizante.

Estudo da ventilação devido as aberturas.

forçada

IMPLANTAÇÃO DO PROJETO

agricultura

mangueira com urina cabine biogás

residência rural

1000

2500

5000mm

100

250

500mm

VISTA SUPERIOR DO KIT

biodigestor de polietileno com 4,5m3

mangueira PVC reforçada com fio de poliéster de 1/2” para transporte de urina

caixa de descarga de polietileno com 0,1m3 de volume mangueira

PVC

trançada

transparente de 3/4” de saída do biogás

100

250

500mm

CORTE AA DO KIT

lixeira removível

tubulação

de esgoto de PVC

branco de 100mm com junta elástica

CORTE DA VISTA SUPERIOR DA CABINE A

lixeira removĂvel

paredes de 3mm de polietileno

puxador A

100

250

500mm

CORTE AA DA CABINE

porta papel

separação no vaso para a urina

tubo de PVC soldável de 20mm

100

250

500mm

CORTE BB DA CABINE

aberturas para saída do ar

tampa do vaso sanitário

100

250

500mm

CORTE CC DA CABINE teto em polietileno translĂşcido para entrada de luz

maĂ§aneta

aberturas para entrada de ar piso de borracha antiderrapante com 5mm 100

250

500mm

ELEVAÇÃO DA CABINE

dobradiça de aço inoxidável

puxador

apoio

aço

inoxidável

simulando a raiz de uma planta 100

250

500mm

VISTA POSTERIOR DA CABINE

saída da mangueira com urina proveniente do vaso sanitário

100

250

500mm

VISTA LATERAL ESQUERDA DA CABINE

porta para dep贸sito de restos de alimentos e dejetos animais

100

250

500mm

ELEVAÇÃO BIODIGESTOR

tampa para inspeção caixa de descarga

biodigestor

100

250

500mm

CORTE DA VISTA SUPERIOR DA CABINE COM DETALHE DO VASO

parte do vaso sanit谩rio para dep贸sito de fezes parte do vaso sant谩rio para dep贸sito de urina

100

250

500mm

MATERIAIS Como mencionado anteriormente, foi definido como objetivo projetual o desenho industrial de um sanitário com biodigestor. Para isso foi necessária a escolha de um material que trabalhasse bem na modelação e reprodução, tendo-se optado pelo plástico. Como caso de estudo, foi fundamental entender os banheiros químicos, cabines portáteis com caixa de dejetos, presentes no mercado brasileiro, que em sua maioria são Banheiro químico.

feitos de polietileno virgem, acrescidos de corante azul ou

Fonte: cdn2.hubspot.net

verde aqua nos quais já está contido um filtro químico para proteção contra os raios ultra-violeta (UV). Existem ainda no mercado os biodigestores para compra imediata, como os da marca Acqualimp (a mesma empresa que fornece as cisternas prontas para o programa Água para Todos), que, com um preço médio de 2.100 reais por um dispositivo de 1.300 litros, é uma miniestação de tratamento de esgoto. Ela também é de polietileno e apresenta uma resistência mecânica suficiente para as tensões presentes na sua utilização. Com isso, foi definido o plástico PEAD (polietileno com

Biodigestor de polietileno. Fonte: Acqualimp

alta densidade) como matéria prima principal da cabine e do biodigestor, pois é impermeável, rígido e tem boa resistência

química, além de ser leve, o que facilita na hora do transporte. Esse material suporta uma temperatura de até 140 graus Celsius, o que permite que seja usado na área externa da casa mesmo sob altas temperaturas, como a do semiárido do Nordeste, sem sofrer deformações. O polietileno é um material translúcido que pode ter pigmentos acrescentados. É um termoplástico, pois, submetido a pressão e calor, toma a forma do modelo em que é resfriado e pode ser reciclado repetidas vezes pelo processo de amolecimento/endurecimento. Foi então definido o modelamento do tanque do biodigestor por rotomoldagem, processo de rotação bi-axial no molde.As partes pequenas, como puxador da porta e porta-papel, podem ser feitas derretendose o plástico a aplicando-o em um molde (moldagem). Já as paredes do sanitário, assim como o teto, e a caixa de descarga, podem ser modelados por termoformagem a vácuo (vaccum forming), que, utilizando um molde, calor e sucção, consegue moldar formas em alto e baixo relevo. Também é importante mencionar que foi escolhido o uso de canos de PVC para as tubulações entre o sanitário/ depósito de dejetos e biodigestor, pois é um produto facilmente encontrado no mercado, auxiliando contra o aumento do custo final do kit.

Para a urina, que é ácida e corrói o metal, foi definido o uso de mangueira de PVC reforçada com fio de poliéster, que é altamente resistente a intempéries e à abrasão com o solo. Entretanto na saída de gás do biodigestor foi definido o uso de mangueira trançada de PVC transparente, indicado para trabalhos em compressão e permitindo o acompanhamento visual devido à transparência. A manta no piso é de borracha antiderrapante, que adicionalmente protege os pés dos parafusos. Somente os pés e os encaixes, como parafusos macho e fêmea dobradiças, são de aço inoxidável devido à sua resistência à corrosão.

INSTALAÇÃO Cada família será beneficiada com um kit sanitário com biodigestor que chegará com as partes separadas, já com todos os furos, parafusos, encaixes, canos e mangueiras. Os kits podem ser entregues através de caminhão, para serem montados in loco. Um funcionário da ONG irá acompanhar os trabalhos juntamente com a familía rural e um pedreiro da região. Primeiramente, é preciso definir o local de implantação. De preferência o biodigestor deve ficar de 5 a 10 metros da casa, para estar próximo da cozinha e não reduzir a eficiência em função do alongamento da tubulação de gás. No entanto, não é bom estar tão próximo da casa devido ao manejo de esterco e lixo orgânico. Também deve se atentar, para quando houver cisterna, que esta diste ao menos 15 metros de casa para evitar qualquer eventual contaminação. Outra precaução é quanto à direção dos ventos, a fim de, em havendo odores, eles não chegarem à residência. Também deve ser definido se a urina será utilizada na agricultura diretamente através de uma mangueira ou será armazenada em um recipiente. Escolherá-se então, a

partir destas questões, o melhor local a serem implantados o sanitário e o biodigestor. As próximas etapas são a limpeza do terreno, a marcação no terreno das partes do kit, o nivelamento de um quadrado de 1,5 x 1,5 metros correspondente à cabine do sanitário e a escavação de uma vala cônica de 2,50 metros de diâmetro com 1,5 metro de altura para a câmara de biogás. Em seguida, realiza-se a compactação do solo da base. Devese garantir que, ao fim, ficará à mostra somente uma pequena parte da abóboda superior. A primeira parte a ser colocada na terra são os pés da cabine, que deverão ser enterrados para se garantir uma fixação no terreno. Após os pés, a base da cabine e o biodigestor devem ser instalados. Com isso, os canos entre eles podem ser inseridos, continuando-se então a montagem da cabine por caixa do vaso, paredes e teto, respectivamente. A caixa de descarga com conexão ao biodigestor poderá ser agora instalada; posteriormente, as laterais da vala do biodigestor devem ser preenchidas com terra para garantir que a pressão terrestre aja sobre o sistema. Os restos de alimento dispensados no biodigestor não podem estar em grandes pedaços, devendo ser triturados Esquema do funcionamento (conservação da matéria) do kit.

manualmente para que a fermentação não demore demais.

Também é necessário colocar água na mesma proporção correspondente ao dejetos, já que as fezes são secas e o biodigestor trabalha melhor com “esgoto”. Indicamos que essa água seja despejada no biodigestor pelo vaso sanitário, contribuindo à sanitização. O biodigestor leva em média 1 mês para entrar em funcionamento, já que a matéria (dejetos, lixo orgânico) precisa atingir o domo para que, sob a pressão do gás, passe a fermentar. A matéria que é externalizada na caixa de descarga pode ser usada diretamente como fertilizante. Em alguns casos pode haver necessidade de instalação

Esquema de dreno com vista de dentro. Fonte: Manual Sertanejo

biodigestor

de sistema de drenagem, uma vez que o biogás, quando produzido, pode conter uma concentração de umidade elevada e atrapalhar a uniformidade da queima do gás. Porém, mesmo esse tubo não fazendo parte do kit, é de fácil reprodução – apenas um T e um cano imerso dentro de um tubo, que pode ser de PVC, com água instalada no ponto mais baixo da tubulação de gás.

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CENTRO

TECNOLÓGICO

MINAS

GERAIS

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