ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE PROTÓTIPO DE CAIXA DE...
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA CIVIL
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ERICK FELIPE IENKE
GABRIEL SCHWAB D’ALVES VALENTE DOS SANTOS
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE PROTÓTIPO DE CAIXA DE
GORDURA E CAIXA DE GORDURA PRÉ-FABRICADA COMERCIAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CURITIBA
2016
ERICK FELIPE IENKE
GABRIEL SCHWAB D’ALVES VALENTE DOS SANTOS
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE PROTÓTIPO DE CAIXA DE
GORDURA E CAIXA DE GORDURA PRÉ-FABRICADA COMERCIAL
Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação, apresentado à disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso 2, do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil do Departamento Acadêmico de Construção Civil – DACOC – da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Dr. Flavio Bentes Freire
CURITIBA
2016
Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Curitiba – Sede Ecoville Departamento Acadêmico de Construção Civil
Curso de Engenharia Civil
FOLHA DE APROVAÇÃO
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE PROTÓTIPO DE CAIXA DE GORDURA E CAIXA DE GORDURA PRÉ-FABRICADA COMERCIAL
Por
ERICK FELIPE IENKE
GABRIEL SCHWAB D’ALVES VALENTE DOS SANTOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, defendido e aprovado em 24 de
novembro de 2016, pela seguinte banca de avaliação:
__________________________________ ___
Prof. Orientador – Flavio Bentes Freire, Dr. UTFPR
__________________________________ ___ Prof. Fernando Oliveira de Andrade, Dr.
UTFPR
___________________________________ _____ Prof. Roberto Levi Sprenger, Dr.
UTFPR
UTFPR - Deputado Heitor de Alencar Furtado, 4900 - Curitiba - PR Brasil
www.utfpr.edu.br [email protected] telefone DACOC: (041) 3279-4500
OBS.: O documento assinado encontra-se em posse da coordenação do curso.
RESUMO
IENKE, Erick F.; SCHWAB, Gabriel S. D. V. S. Análise comparativa entre protótipo
de caixa de gordura e caixa de gordura pré-fabricada comercial. 2016, 71 p.
Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade
Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2016.
O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um protótipo de caixa de gordura
com chicanas removíveis, a análise comparativa entre o protótipo, com e sem
chicanas, e uma caixa de gordura pré-fabricada comercial de 19 litros. O protótipo
possui as dimensões internas de 50 x 26 x 26 cm (comprimento, largura e altura), e
uma altura útil de 15,5 cm. O mesmo foi executado em madeira compensada tipo
naval, tratada com hidrofugante, fixada com pregos e parafusos, e vedada com
silicone. Montou-se um sistema com três dispositivos, um reservatório de entrada,
onde despejava-se a mistura, a caixa de gordura a ser analisada e um reservatório
com o efluente passante. Ensaiou-se as caixas com uma mistura controlada de água
e óleo de soja, em três concentrações distintas: 50 g/L, 100 g/L e 150 g/L. Determinou-
se um tempo de detenção hidráulica médio de 500 segundos para o ensaio de todas
as caixas, e comparou-se a diferença entre a concentração retida dentro da caixa e a
concentração da mistura passante. O protótipo mostrou-se mais eficiente em
comparação ao modelo pré-fabricado. Os ensaios também mostraram que a utilização
de obstáculos melhora o desempenho da mesma caixa. Enquanto a caixa pré-
fabricada tinha uma retenção que variava de 32,1%, para as concentrações mais
baixas, a 61,3% para as concentrações mais altas, a retenção do protótipo com
chicanas se manteve acima de 96%. Já o protótipo sem chicanas teve sua retenção
variando de 65,4% a 94,5%, para a menor e a maior concentração respectivamente.
Palavras-chave: Caixa de gordura; Protótipo; Chicanas; Obstáculos; Projeto; Análise
comparativa; Gordura; graxa; óleo; Pré-fabricada.
ABSTRACT
IENKE, Erick F.; SCHWAB, Gabriel S. D. V. S. Comparative analysis between
grease trap prototype and commercial prefabricated grease trap. 2016, 71 p.
Term Paper (Bachelor of civil Engineering) - Federal Technological University of
Paraná UTFPR, 2016.
The present study consists in the development of a grease trap prototype with
removable obstacles (baffles), and a comparative analysis between the prototype, with
and without the obstacles, and a 19 liters commercial prefabricated grease trap. The
developed prototype has the internal dimensions equal to 50 x 26 x 26 cm (length,
width and height), and a working height of 15,5 cm. The trap was built with marine
plywood, treated with water repellent, fixed with nails and screws, and sealed with
silicone. A system was assembled with three devices, an inlet tank, where the mixture
was poured, the analyzed grease trap and a tank to contain the passing effluent. The
grease traps were tested with a controlled mixture of water and soybean oil, in three
different concentrations: 50 g/L, 100 g/L e 150 g/L. It was determined a hydraulic
retention time of 500 seconds for each experimental run in each grease trap, and
compared the difference between the concentration retained inside the grease trap
and the concentration of the effluent. The prototype showed to be more efficient in
comparison with the prefabricated model. The experiment showed as well that the use
of obstacles improves the performance in the same device. While the prefabricated
grease trap had a retention ranging from 32,1%, for the lower concentration rates, and
61,3% to the higher concentrations rates, the retention of the prototype with baffles
remained above 96%. The prototype without baffles had its retention varying from
65.4% to 94.5%, for the lowest and the highest concentration respectively.
Keywords: Grease trap; Prototype; Baffles; Obstacles; Project; Comparative analysis;
Fat; grease; oil; Prefabricated.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT
ASPE
CGD
CGP
CGS
CGPF
PGSC
PGCC
CONAMA
DBO
pH
PVC
TDH
Associação Brasileira de Normas Técnicas
American Society of Plumbing Engineers
Caixa de Gordura Dupla
Caixa de Gordura Pequena
Caixa de Gordura Simples
Caixa de Gordura pré-fabricada
Protótipo Caixa de Gordura Sem Chicanas
Protótipo Caixa de Gordura Com Chicanas
Conselho Nacional de Meio Ambiente
Demanda Biológica de Oxigênio
Potencial hidrogeniônico
Policloreto de vinila
Tempo de detenção hidráulica
DBO
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Rede coletora de esgoto obstruída por gordura ........................................ 18
Figura 2 - Tubulação obstruída por óleo, graxas e gordura ...................................... 19
Figura 3 - Escuma e gordura em estação de tratamento de esgoto .......................... 20
Figura 4 - Camada de gordura do esgoto doméstico próximo a Pedra do Arpoador, no
Rio de Janeiro .......................................................................................................... 21
Figura 5 - Diagrama Esquemático de Funcionamento de Caixa de Gordura ............ 25
Figura 6 - Limpeza de caixa de gordura domiciliar pré-fabricada .............................. 28
Figura 7 - Modelos de Caixa de Gordura .................................................................. 29
Figura 8 - Caixa de gordura pré-fabricada ................................................................ 31
Figura 9 - Desenho da caixa pré-fabricada .............................................................. 32
Figura 10 - Perspectiva do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em
milímetros) ................................................................................................................. 37
Figura 11 - Seção do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em
milímetros) ................................................................................................................. 38
Figura 12 - Plano do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em
milímetros) ................................................................................................................. 38
Figura 13 - Detalhes de entrada e saída do projeto “As built”, do protótipo desenvolvido
(dimensões em milímetros) ....................................................................................... 39
Figura 14 - Detalhe genérico de sistema de fixação das chicanas, do protótipo
desenvolvido ............................................................................................................. 40
Figura 15 - Detalhe genérico das chicanas (dimensões em milímetros) ................... 40
Figura 16 - Fluxo preferencial na caixa de gordura chicanada .................................. 41
Figura 17 - Protótipo de caixa de gordura sem chicanas .......................................... 42
Figura 18 - Protótipo de caixa de gordura sem chicanas .......................................... 42
Figura 19 - Protótipo de caixa de gordura com chicanas .......................................... 43
Figura 20 - Chicana utilizada no protótipo ................................................................. 43
Figura 21 - Esquema genérico do experimento......................................................... 45
Figura 22 - Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (mg/L), da
retenção relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente à caixa de
gordura pré-fabricada ................................................................................................ 50
Figura 23 - Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (mg/L), da
retenção relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente ao protótipo
de caixa de gordura sem chicanas ............................................................................ 51
Figura 24 - - Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (mg/L),
da retenção relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente ao
protótipo de caixa de gordura com chicanas ............................................................. 51
Figura 25 - Porcentagem de volume de óleo retida nas caixas e que chegou ao
efluente, tendo o afluente concentração de 50mg/L de óleo ..................................... 52
Figura 26 - Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que
chegou ao efluente, tendo o afluente concentração de 100mg/L de óleo. ................ 53
Figura 27 - Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que
chegou ao efluente, tendo o afluente concentração de 150mg/L de óleo. ................ 53
Figura 28 - Gráfico da retenção relativa das caixas de gordura (em %) em função da
concentração de óleo no afluente (em mg/L) ............................................................ 54
Figura 29 - Concentração de gordura retida na caixa e no efluente (para a CGPF) . 55
Figura 30 - Concentração de gordura retida na caixa e no efluente (para o PGSC) . 55
Figura 31 - Variação de concentração de óleo no líquido dentro da caixa de gordura
(para o PGCC) .......................................................................................................... 56
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Resumo das concentrações e retenções relativas dos ensaios .............. 49
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Composição média aproximada do esgoto sanitário (mg/L) baseada em
400 L/pessoa/dia. ...................................................................................................... 15
Quadro 2 – Condições e padrões de lançamento dos efluentes oriundos de sistema
de tratamento de esgoto ........................................................................................... 16
Quadro 3 – Densidade de óleos, azeite e gorduras (15,6 °C) ................................... 23
Quadro 4 – Tempo de ascensão de partículas de óleos ........................................... 24
Quadro 5 – Dimensões mínimas para caixas de gorduras cilíndricas ....................... 30
Quadro 6 – Dimensões referente a Figura 9 ............................................................. 32
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 11
1.1 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 12
1.2 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 13
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 13
2 REVISÃO DA LITERATURA .............................................................................. 14
2.1 CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS DO ESGOTO SANITÁRIO ..................... 15
2.2 OS IMPACTOS RELACIONADOS A ÓLEOS, GRAXAS E GORDURAS ............ 17
2.3 FORMAS DE TRATAMENTO ............................................................................. 22
2.3.1 Caixa de gordura ............................................................................................. 22
2.3.2 Outras formas de tratamento ........................................................................... 32
2.4 PESQUISAS ENVOLVENDO REMOÇÃO DE GORDURA ................................. 34
3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................. 36
3.1 CAIXA DE GORDURA ........................................................................................ 36
3.1.1 Mistura água e óleo ......................................................................................... 44
3.1.2 Sistema ........................................................................................................... 44
3.2 EXPERIMENTO .................................................................................................. 46
3.2.1 Comparação de retenção relativa ................................................................... 46
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 48
5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 57
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 59
APÊNDICE ............................................................................................................... 63
11
1 INTRODUÇÃO
Os esgotos domésticos provêm principalmente de edifícios (residenciais,
comerciais e institucionais), além de outras construções que possuam instalações
sanitárias como banheiros, lavanderias, cozinhas, etc. Estas instalações produzem
efluentes compostos de água de banho, urina, fezes, papel, restos de comida, sabão,
detergentes, água de lavagem (JORDÃO; PESSÔA, 2009).
A destinação do esgoto, tanto doméstico como industrial, deve ser muito bem
controlada para que os problemas ambientais sejam minimizados. Para Martinelli et
al. (2002), caso uma residência despeje seu efluente em um corpo receptor sem algum
tratamento, poderão surgir consequências como a alteração da fauna e flora, e a
contaminação do mesmo, tornando-se um problema de saúde pública. Caso haja a
presença de óleos e graxas em efluentes, seja pelo despejo em local inadequado, ou
pelo fato de muitas edificações não possuírem um sistema de retenção de gordura
eficiente, haverá diversos fatores que afetam negativamente o tratamento do esgoto.
Metcalf e Eddy (2004) afirmaram que é natural a presença deste tipo de
material (graxo ou gorduroso) dentro do esgoto doméstico, representando
aproximadamente 10% do total dos principais grupos de substâncias presentes neste
tipo de efluente, em concentrações que variam de zero a 150 mg/L. A presença de
gordura no sistema de esgoto gera problemas de higiene, mau cheiro, entupimento
do sistema, bem como o mau funcionamento das estações de tratamento de esgoto
(ALBERICI; PONTES, 2004).
A resolução nº 430 (CONAMA, 2011) prescreve condições de efluentes no
corpo receptor e, entre elas, está o limite de 20 mg/L para óleos minerais e 50 mg/L
para óleos vegetais e gorduras animais. Porém, como a norma NBR 8160 (ABNT,
1999) apenas recomenda a utilização das caixas de gorduras quando os efluentes
contiverem resíduos gordurosos, mas não obriga esta utilização do dispositivo. A
legislação brasileira determina que a responsabilidade deste controle recai aos
municípios. Em diversos locais, criaram-se leis, como a Lei nº13.634 (CURITIBA,
2010), obrigando o uso de caixas de gorduras domiciliares, mas a fiscalização ainda
é falha. E quando ocorre, constam-se dados alarmantes, como o caso da cidade de
Pato Branco (Paraná), onde quase metade das casas vistoriadas pela Sanepar
12
(concessionária de saneamento do estado do Paraná), não possuíam caixa de
gordura (SANEPAR, 2011).
Estudos apontam que as dimensões e volumes mínimos, estabelecidos
pela norma brasileira, das caixas de gordura, acabam não proporcionando uma
resistência satisfatória, agravando os problemas de óleos e gorduras nas águas
residuais (FREITAS et al, 2014; GNIPER, 2008). Portanto grande parte dessas
substâncias acabam escoando com o efluente, impactando nas estações de
tratamento de esgoto, quando existentes, podendo chegar até os corpos receptores,
trazendo problemas ambientais e de saúde pública. Dessa maneira, esse trabalho
propõe o estudo de um protótipo de caixa de gordura em comparação a uma caixa de
gordura pré-fabricada domiciliar padrão.
1.1 JUSTIFICATIVA
As gorduras e óleos na água e no esgoto prejudicam o tratamento, auxiliando
na criação de escumas, originando películas que dificultam a oxigenação do esgoto e
se aglutinam na rede coletora, causando entupimento. Ademais, se despejadas em
corpos receptores, acarretam em problemas ambientais e de saúde pública (doenças,
irritações e outros), alterando a fauna, flora e estética.
As caixas de gordura pré-fabricadas, apesar de estarem dentro dos limites
estabelecidos pela norma brasileira, não apresentam uma eficiência satisfatória.
“Pode-se então afirmar que a caixa de gordura pequena prescrita pela NBR 8160
(ABNT, 1999) apresenta pouca eficiência, atuando mais como mera caixa de
passagem ou como caixa de inspeção sifonada, sem exercer a função objetiva a que
se propõe” conclui Gniper (2008). Portanto é necessário procurar um novo modelo ou
alterar as normas brasileiras para tentar melhorar e solucionar os problemas das
gorduras em esgotos, trazendo economia e eficácia no tratamento.
13
1.2 OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho foi projetar e desenvolver um protótipo de caixa
de gordura, com volume útil próximo a das caixas de gordura pré-fabricadas
comercializadas, e analisar comparativamente o desempenho de ambas, utilizando
mistura de água e óleo.
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Para cumprir o objetivo geral, foram propostos os seguintes objetivos
específicos:
a) Verificar a influência da concentração inicial na retenção de óleo;
b) Verificar a influência da presença de chicanas na retenção de óleos;
c) Realizar a análise comparativa entre as caixas de gorduras estudadas.
14
2 REVISÃO DA LITERATURA
Segundo Nuvolari et al. (2011), a história do saneamento no Brasil começou
em 1857, com a primeira rede de esgotos nacional, na capital do país daquela época,
no Rio de Janeiro, em um contrato firmado entre o Imperador D.Pedro II e a City
(Companhia Inglesa). A partir disto, foram realizados diversos estudos da qualidade
da água em rios, como a tese de Geraldo H. Paula Souza, em 1913, da poluição do
Rio Tietê a jusante de São Paulo, e também diversas obras de saneamento.
Atualmente, segundo o Sistema Nacional de Informações de Saneamento (2016),
cerca de 40,8% do total do esgoto gerado no país é tratado, e, quando analisa-se
apenas a parcela coletada do esgoto, os números chegam a 70,9%.
A definição da norma brasileira NBR 9648 (ABNT, 1986) para esgoto sanitário
é “despejo líquido constituído de esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e
a contribuição pluvial parasitária”. A mesma norma ainda define esgoto doméstico,
esgoto industrial, água de infiltração e contribuição pluvial parasitária. As definições
são:
a) Esgoto doméstico: despejo líquido resultante do uso da água para
higiene e necessidades fisiológicas humanas;
b) Esgoto industrial: despejo líquido resultante dos processos industriais,
respeitados os padrões de lançamento estabelecidos;
c) Água de infiltração: toda água proveniente do subsolo, indesejável ao
sistema separador e que penetra nas canalizações;
d) Contribuição pluvial parasitária: parcela de deflúvio superficial
inevitavelmente absorvida pela rede coletora de esgoto sanitário.
Nuvolari et al. (2011) afirmaram que, em média, o esgoto sanitário apresenta
99,9% de água e apenas 0,1% de sólidos, sendo que destes sólidos, 75% são
formados por matéria orgânica em processo de decomposição. Esta decomposição
facilita a proliferação de microrganismos, incluindo ou não patogênicos, dependendo
da população que gerou o efluente.
Segundo Jordão e Pessôa (2009), existem parâmetros de qualidade que
indicam as características da água, dos corpos d’água e também do esgoto. A
resolução número 430 (CONAMA, 2011) dispõe quais são os padrões de qualidade
15
necessários para o lançamento de efluentes oriundos de sistema de tratamento de
esgotos sanitários.
2.1 CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS DO ESGOTO SANITÁRIO
Hammer (1979) apresentou a composição média aproximada do esgoto
sanitário (em mg/L) para várias possibilidades de estabelecimentos. Este autor
baseia-se em uma contribuição de 400 L/pessoa/dia, para incluir os despejos
residenciais, comerciais e infiltração, mas excluindo os despejos industriais. Esta
composição é apresentada no Quadro 1.
Parâmetro Esgoto Bruto
Sólidos totais 800
Sólidos voláteis totais 440
Sólidos em suspensão 240
Sólidos em suspensão voláteis 180
DBO5 200
Nitrogênio inorgânico, como N 15
Nitrogênio total, como N 35
Fósforo solúvel, como P 7
Fósforo total, como P 10
Quadro 1 – Composição média aproximada do esgoto sanitário (mg/L) baseada em
400 L/pessoa/dia.
Fonte: HAMMER, 1979.
Segundo Jordão e Pessôa (2009), 70% dos sólidos no esgoto médio
(presença de 500 mg/L de matéria sólida total) são de origem orgânica, geralmente
uma combinação de carbono, hidrogênio, oxigênio e, em alguns casos, nitrogênio.
Destes 70%, cerca de 10% são constituídos por gorduras e óleos, ou seja, 7% do total
(35 mg/L).
16
Para Metcalf e Eddy (2004), os termos óleos e graxas são comumente usados
para se referir a substâncias que incluem gorduras, óleos, ceras e outros constituintes
relacionados encontrados nas águas residuais. Faria et al. (2002) afirmam que 95%
deste tipo de substância são constituídos de triacilglicerídeos (ésteres formados de
glicerol e três ácidos graxos). Estes componentes são insolúveis em água e, sob
temperatura ambiente, variam em consistência líquida a sólida. Quando sólidos, são
chamados de gorduras, quando líquidos, são chamados de óleos. Os mesmos autores
consideram que a concentração de óleos e graxas no esgoto varia de 50 mg/L até 100
mg/L. Jordão e Pessôa (2009) classificam os esgotos brutos pela sua concentração
de gordura da seguinte maneira:
a) Esgoto de baixa concentração: 6 mg/L
b) Esgoto de concentração média: 13 mg/L
c) Esgoto de alta concentração: 23 mg/L
Os esgotos possuem uma porção considerável de gorduras, óleos, graxas
ceras e outras substâncias com densidade inferior à da água (JORDÃO; PESSÔA
2009). É muito comum encontrar gorduras provenientes de produtos culinários, como
manteiga, margarina, óleos vegetais, gordura de carnes vermelhas, entre outros. Há
também uma porção dessa gordura, que tem origem de lubrificantes, usados em
garagens, postos de gasolina e ambientes industriais. Sperling (2014) afirma que,
dentro de toda matéria orgânica presente no esgoto, entre 8 a 12% são gorduras e
óleos, sendo que a concentração típica em esgotos varia entre 50 e 150 mg/L
(JORDÃO; PESSÔA, 2009).
A resolução número 430 (CONAMA, 2011) classifica óleos e graxas como
substâncias solúveis em hexano. Esta também define os padrões de lançamento de
efluentes oriundos de sistema de tratamento de esgotos sanitários, que estão
detalhadas no Quadro 2.
Padrão de qualidade Condição de lançamento
pH Entre 5 e 9
Temperatura Menor que 40º C, e o corpo receptor não deverá
variar mais que 3º C no limite da zona de mistura
17
Padrão de qualidade Condição de lançamento
Materiais sedimentáveis Até 1 mL/L
Substâncias solúveis em hexano Até 100 mg/L
Materiais flutuantes Ausentes
DBO, 5 dias, 20ºC Máximo de 120 mg/L, podendo ser maior caso o
efluente do sistema de tratamento tenha
eficiência de remoção mínima de 60% de DBO,
ou mediante estudo de autodepuração do corpo
hídrico comprovando atendimento às metas de
enquadramento do corpo receptor
Quadro 2 – Condições e padrões de lançamento dos efluentes oriundos de
sistema de tratamento de esgoto
Fonte: CONAMA 430/2011
2.2 OS IMPACTOS RELACIONADOS A ÓLEOS, GRAXAS E GORDURAS
Segundo Jordão e Pessôa (2009), é necessário a remoção de gorduras para
evitar diversos problemas relacionados ao processo de tratamento dos esgotos. As
gorduras, graxas e óleos, se presentes em grande quantidade, podem trazer
problemas como a obstrução dos coletores, aderência em peças especiais da rede de
esgoto (como é possível verificar nas Figura 1 e Figura 2), aspectos desagradáveis
nos corpos receptores, odores desagradáveis, problemas no funcionamento dos
dispositivos de tratamento e outros. Somente na cidade de Curitiba, todo mês há 1730
casos, em média, de obstrução da rede coletora por acumulo de gordura. Cada
manutenção desta custa R$ 230,20 para Sanepar, gerando um custo anual de 4,8
milhões de reais (AGÊNCIA DE NOTÍCIAS DO PARANÁ, 2013).
Metcalf e Eddy (2004) citam o problema da saponificação em esgotos.
Segundo os autores, a baixa solubilidade de gorduras diminui a taxa de degradação
microbiana, podendo levar os ácidos minerais presentes reagirem, resultando em
ácidos graxos e glicerina. Se houver a presença de substâncias básicas no esgoto,
como hidróxido de sódio, pode ocorrer a reação de saponificação. Nessa reação, a
18
gordura e os álcalis reagem, e formam-se sais alcalinos provenientes dos ácidos
graxos e glicerina. Esses sais básicos são conhecidos como sabões, os quais
geralmente são solúveis. No entanto, caso haja uma concentração de cátions
multivalentes no esgoto, os sais de sódio podem reagir tornando-se sais de cálcio e
magnésio, formando sabões minerais, os quais precipitam e são insolúveis.
Figura 1 – Rede coletora de esgoto obstruída por gordura
Fonte: Site da Agência de Notícias do Paraná, disponível em
<http://www.aen.pr.gov.br/modules/noticias/article.php?storyid=78474 > Acesso dia 12/05/2016
19
Figura 2 – Tubulação obstruída por óleo, graxas e gordura
Fonte: Site da cidade de Gallup disponível em <http://www.gallupnm.gov/
images/pages/N526/FOG%20-%20pict%202.jpg> Acesso dia 15/05/2016
Nas estações de tratamento de esgoto, uma parcela desses óleos e gorduras
é separada nos decantadores primários ou em unidades flotação, se existentes.
Porém, a maior parte das estações de tratamento não faz a remoção dessas
substâncias nessa etapa e, muitas vezes, esse material graxo mistura-se com o lodo
a ser tratado nos digestores anaeróbios (NUVOLARI et al., 2011).
Nuvolari et al (2011), afirmam que as gorduras, se em grande quantidade,
causam problemas nos digestores, pois formam uma camada de escuma superficial,
dificultando a biodegradação do lodo, isso é visível na Figura 3. E caso essas
substâncias não sejam degradadas no digestor anaeróbio, e seguirem para as
unidades de desidratação de lodo, elas podem trazer problemas nessa operação.
20
Figura 3 – Escuma e gordura em estação de tratamento de esgoto
Fonte: Petr Grau, Aquanova International Ltd, disponível em < http://www.aquanova.cz/
images/SPL.jpg>, acesso 15/05/2016.
Outro problema está relacionado a alguns óleos derivados do petróleo e do
alcatrão de carvão, como querosene, lubrificantes e outros, os quais possuem uma
grande quantidade de carbonos e hidrogênios. Eventualmente esses óleos chegam
até o esgoto em quantidades consideráveis, devido ao descarte indevido que podem
ocorrer em garagens, oficinas mecânicas, e similares (METCALF & EDDY, 2004).
A maior parte desses lubrificantes acaba escoando com as águas residuais,
mas uma porção é retida pelo lodo de sedimentação. Esses óleos minerais tendem a
criar uma película na superfície do esgoto com um grau superior, quando comparado
com as gorduras, óleos e sabões. Isso causa problemas de manutenção no sistema
de esgoto e interferem diretamente nos processos biológicos do mesmo (METCALF
& EDDY, 2004).
Procura-se evitar uma concentração maior que 20 mg/L de óleos, graxas e
gorduras, a fim de evitar a morte dos microrganismos responsáveis por parte do
tratamento do esgoto. As gorduras acabam se aglutinando aos flocos biológicos,
impedindo a entrada de oxigênio, asfixiando as células bacterianas (NUVOLARI et al,
2011).
21
Além dos problemas técnicos já mencionados anteriormente, existem também
os riscos à saúde, relacionados à exposição direta aos óleos. Havendo contato, há
chances de ocorrerem irritações dermatológicas, doenças respiratórias e o aumento
de risco de alguns tipos de câncer (Tolbert et al., 1992; Schroeeder et al., 1997; Young
et al., 1997).
Atualmente, há uma enorme produção mundial de lubrificantes, estimada
entre 250.000 a 300.000 m³ por ano, cuja a maior parte é descartada deliberadamente
em solos e águas superficiais, após sua utilização. Esses poluentes podem acarretar
diversos problemas (AMARANTE JR et al., 2006).
Por exemplo, 1 litro de óleo despejado em águas produz um filme
extremamente fino, de alguns micrômetros, cobrindo uma área de aproximadamente
1000 m². Isso reduz a entrada de luz solar e a oxigenação, impedindo o
desenvolvimento da vida aquática. Além disso, óleos e graxas podem se acumular em
praias e margens de rios, conforme é verificado na Figura 4, trazendo, além dos
problemas já mencionados, um problema estético (AMARANTE JR et al., 2006).
Figura 4 – Camada de gordura do esgoto doméstico próximo a Pedra do Arpoador, no Rio de
Janeiro
Fonte: Jornal Online O Globo, disponível em: < http://oglobo.globo.com/eu-reporter/mancha-de-
esgoto-polui-mar-junto-pedra-do-arpoador-6999482>, acesso em 12/05/2016.
22
2.3 FORMAS DE TRATAMENTO
Imhoff (1986) afirma que todo recipiente que provoque a redução da
velocidade da água e apresente uma superfície tranquila, pode funcionar como um
dispositivo de retenção de óleos e gorduras.
O desempenho dos dispositivos removedores de óleos, graxas e gorduras,
está relacionado às mesmas ações que ocorrem na sedimentação de sólidos, apenas
alterando o sentido do processo. A retirada dessas substâncias pode também ser
realizada por métodos de flotação por ar dissolvido, podendo receber assistência de
injeção de gás, aeração, adição de substancias químicas, coagulação e floculação
(JORDÃO; PESSÔA, 2009).
Jordão e Pessôa (2009) listam algumas características importantes para
esses dispositivos, como: ter uma boa capacidade de acumulação de gordura entre
cada operação de limpeza; Condições de tranquilidade no fluxo, para permitir a
flutuação do material gorduroso; Distância mínima, entre os dispositivos de entrada e
saída, para reter as gorduras e graxas, evitando que o material seja arrastado com o
efluente; isolamento, a fim de evitar o contato entre insetos, roedores e outros seres
vivos.
Existem diversas formas para realizar a remoção de gorduras de esgoto.
Jordão e Pessôa (2009) classificam 6 dispositivos que realizam tal função, eles são:
Caixa de gordura domiciliar, Caixa de gordura Coletiva, Separadores de óleo,
Tanques aerados por ar comprimido, Dispositivo de remoção de gordura em
decantadores e Tanques de flotação por ar dissolvido. Esses dispositivos,
independentemente da sua localização no sistema, deverão garantir condições
favoráveis à retenção de gorduras e facilitar a remoção das mesmas.
2.3.1 Caixa de gordura
Segundo a NBR 8160 (ABNT, 1999), a definição de caixa de gordura é “Caixa
destinada a reter, na sua parte superior, as gorduras, graxas e óleos contidos no
23
esgoto, formando camadas que devem ser removidas periodicamente, evitando que
estes componentes escoem livremente pela rede, obstruindo a mesma”.
As caixas retentoras de gordura são aparelhos, os quais permitem a
separação de parte dos óleos, gorduras e graxas presentes no esgoto. As caixas
podem ser feitas de concreto, alvenaria de tijolo, ferro fundido, fibrocimento e PVC
(MACINTYRE, 1996). Seu funcionamento é baseado na flotação natural, dado o fato
que as gorduras possuem uma massa específica inferior à da água, conforme consta
no Quadro 3.
.
Óleos e gorduras Densidade Relativa
Óleo de algodão 0,880 a 0,930
Óleo de soja 0,930 a 0,980
Óleo de linhaça 0,930 a 0,940
Óleo de cereais 0,924 a 0,930
Óleo de palma 0,924
Óleo de coco 0,925
Azeites 0,912 a 0,918
Banha de porco 0,960
Sebo Animal 0,918
Quadro 3 – Densidade de óleos, azeite e gorduras (15,6 °C)
Fonte: Adaptado LENCASTRE (1972) apud GNIPPER (2008)
A flotação consiste na separação de partículas sólidas de um líquido. A
flotação natural é um processo de elevação por somente a ação da gravidade. Pode
ser comparada como processo inverso da sedimentação gravitacional ou decantação
natural, com respostas similares as das partículas em suspensão (FAIR et al., 1979
apud GNIPPER, 2008)
Segundo a American Society of Plumbing Engineers (ASPE, 2013), há uma
relação entre a velocidade de flotação das partículas de gordura e sua massa
específica. Caso a diferença entre a massa específica do óleo for próximo a massa
específica do afluente, as partículas de gordura levarão mais tempo para deslocarem
24
para a superfície. O contrário também é valido, caso a diferença entre as massas
específicas forem grandes, a ascensão das gorduras será mais rápida. Além disso, a
velocidade de ascensão é inversamente proporcional à viscosidade do esgoto,
portanto a taxa de separação será menor quando o efluente for mais viscoso e vice-
versa.
A ASPE (2013) ainda afirma que a temperatura é um fator importante para a
separação das gorduras, sendo velocidade de ascensão diretamente proporcional à
temperatura, pois as gorduras, quando estão quentes ou aquecidas, ficam com menos
arrasto, e mais leves que a água. Em uma temperatura mais elevada, as partículas de
óleos, graxas e gorduras, tendem a subirem mais rapidamente, e em temperaturas
mais baixas, essa velocidade diminui. Assim como a temperatura influencia na
densidade das partículas de óleo. O quadro 4 mostra o tempo de ascensão de óleos,
relacionando com sua massa específicas e seu diâmetro.
Tempo de Viagem para uma Distância de 3 Polegadas, a uma Temperatura controlada (h:min:seg)
Diâmetro da gotícula (micrómetro)
Óleo (tempo de ascensão) massa específica 0,85
Óleo (tempo de ascensão) massa
específica 0,9
300 00:00:12 00:00:15
150 00:00:42 00:01:03
125 00:01:00 00:01:27
90 00:01:54 00:02:54
60 00:04:12 00:06:36
50 00:06:18 00:09:18
40 00:09:36 00:14:24
30 00:17:24 00:25:48
20 00:38:46 00:58:08
15 01:08:54 01:43:22
10 02:35:02 03:52:33
5 10:02:09 15:30:14
1 258:23:53 387:35:49
Quadro 4 – Tempo de ascensão de partículas de óleos
Fonte: Adaptado American Society of Plumbing Engineers (2013)
25
As caixas de gordura são normalmente dimensionadas para reter a vazão do
afluente durante um intervalo de tempo predeterminado. É possível determinar o
cálculo para área de uma caixa de gordura, em função da velocidade mínima de
ascensão (flotação), correspondente a velocidade da menor partícula que se deseja
reter (JORDÃO; PESSÔA, 2009). Logo, pode-se determinar a área de uma caixa de
gordura pela equação 1:
Área (m2) =Vazão (
m3
h)
Velocidade mínima de ascensão (mh)
(1).
Portanto, o funcionamento de uma caixa de gordura, baseada na flotação
natural, pode ser resumida ao diagrama da Figura 5.
Figura 5 – Diagrama Esquemático de Funcionamento de Caixa de Gordura
Fonte: Adaptado American Society of Plumbing Engineers (2013)
Outro aspecto de suma importância nas caixas de gordura é o tempo de
retenção hidráulico. Tomaz (2011) afirma que o tempo de detenção deve ser suficiente
para que os óleos, graxas e gorduras sejam emulsionados, separados e flutuem na
26
superfície do efluente. Segundo a ASPE (2013), o tempo de detenção hidráulico,
resume-se ao tempo teórico que o líquido é mantido, neste caso, na caixa de gordura.
Utiliza-se a equação 2 para definir o volume da caixa de gordura, sendo uma das
variáveis o tempo de detenção hidráulica:
V = QP
7.48
(2).
onde:
Q: vazão (gpm),
P: Período de retenção em minutos
V: volume em pés cúbicos (ft³).
Metcalf e Eddy (2004) recomendam que o tempo de detenção hidráulica deve
ser no mínimo de meia hora, para que a caixa de gordura coletiva seja efetiva na
flotação. Nunes apud Tomaz (2011) informa que o tempo de detenção deve estar entre
3 a 5 minutos, caso a temperatura for abaixo de 25°C. Nota-se uma diferença
significativa entre os tempos, que pode ser interpretado pelo fato dos autores
utilizarem métodos diferentes para o cálculo das caixas de gordura, embora o princípio
seja o mesmo.
Uma outra forma para dimensionar caixas de gordura, adotando o tempo de
detenção hidráulica é dada pela equação 9:
V = 1,5xQxtx0,60 (3).
Onde:
V: volume da caixa (m³)
Q: vazão média (m³/h)
t: tempo de detenção hidráulica em horas
0,60: equivalente a 60% de água que passará na caixa
1,5: coeficiente de pico.
Adotando um tempo de detenção hidráulica e com a vazão do esgoto, obtém-
se um volume. Calcula-se também uma área, dada pela equação 1, adotando-se a
27
largura uma vez e meia maior que a base, define-se a área superficial, o volume
definirá a altura da caixa (NUNES apud TOMAZ, 2011).
Há vários fatores que complicam e diferenciam aplicação prática do
dimensionamento com a teoria da flotação. Um deles é a turbulência inevitável na
entrada do dispositivo. Esse efeito pode ser reduzido com um projeto que consiga
distribuir o afluente o mais uniforme possível. Há também problemas de turbulência
na saída, mas é menos pronunciada que os efeitos na entrada (ASPE, 2013).
Para um bom dimensionamento de uma caixa de gordura, o engenheiro
precisa não apenas ter experiência na área, mas também precisa conhecer muito bem
as leis e códigos que definem os padrões aceitáveis para a retenção de gordura, além
do conhecimento da vazão de esgoto de diversos edifícios e empreendimentos
similares ao que se deseja projetar a caixa de gordura (ASPE, 2013).
A altura da caixa de gordura tem efeito sobre a eficiência, pois uma
profundidade menor proporciona um caminho menor para a flotação das partículas de
gordura, o que é algo positivo, mas pode acarretar em uma área maior. Como já
mencionado, a entrada e a saída requerem um cuidado por parte do projetista, na
entrada é necessário distribuir uniformemente o liquido na seção transversal da caixa,
a fim de evitar curto-circuito da corrente (ASPE, 2013).
Para a manutenção, é necessário fazer uma limpeza periódica e uma remoção
da gordura acumulada, conforme registrado na Figura 6, evitando que as substancias
sejam levadas com o efluente. Recomenda-se que não se utilize mais que 75% do
volume da capacidade de retenção da caixa de gordura. O descarte do material
acumulado pode ter dois destinos, ser enterrado, ou ser aproveitado em industrias de
sabão e glicerina (JORDÃO; PESSÔA, 2009).
28
Figura 6 – Limpeza de caixa de gordura domiciliar pré-fabricada
Fonte: Foto por Flavio Bentes Freire
Segundo Macintyre (1996, p. 139), as caixas de gordura devem possuir “fecho
hídrico não-sinfonável e deverão ser fechadas hermeticamente, com tampa
removível”. Esta deve possuir duas câmaras, uma receptora e outra vertedoura, que
se comunicam apenas no inferior do dispositivo, a no mínimo 20 cm abaixo da
superfície livre do efluente. Não se pode utilizar septos removíveis, pois podem dar
acesso a gases de esgoto. Alguns projetos e modelos são verificados na Figura 7.
29
Figura 7 – Modelos de Caixa de Gordura
Fonte: Jordão e Pessôa (2009, p. 216).
A NBR 8160 (ABNT, 1999) enumera alguns fatores que devem ser levados
em consideração no dimensionamento da caixa de gordura. Caso a coleta de gordura
seja de apenas uma cozinha, poderá ser utilizada uma caixa de gordura pequena ou
simples. Para duas cozinhas, pode ser usada uma caixa de gordura simples ou dupla.
De 3 até 12 cozinhas, deve ser utilizado uma caixa de gordura dupla, e por fim, para
30
a coleta de mais de 12 cozinhas, ou ainda, para cozinhas de restaurantes, escolas,
hospitais, quartéis, entre outros ambientes, a norma recomenda o uso de caixas de
gorduras especiais. As dimensões mínimas, para esses dispositivos, estão
discriminadas no Quadro 5.
Tipo Diâmetro
interno
Parte
submersa do
septo
Capacidade
de retenção
Diâmetro nominal
da tubulação de
saída
Pequena
(CGP),
Cilíndrica
30 cm 20 cm 18 L DN 75
Simples (CGS),
Cilíndrica 40 cm 20 cm 31 L DN 75
Dupla (CGD),
Cilíndrica 60 cm 35 cm 120 L DN 100
Quadro 5 – Dimensões mínimas para caixas de gorduras cilíndricas
Fonte: Adaptado NBR 8160 (ABNT, 1999)
As caixas de gordura especiais, segundo a norma brasileira, devem ser
prismáticas, de base retangular, com a distância mínima entre o septo e a saída de
20 cm. A altura molhada deve ser de 60 cm, e a parte submersa do septo de 40 cm.
O diâmetro nominal mínimo da tubulação de saída é 100 mm. Por fim, o volume desta
classe de caixa de gordura é determinado a partir da equação 4:
V = 2 N + 20 (4).
Onde:
N: quantidade de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a
caixa de gordura no turno de maior afluxo;
V: volume em litros.
31
Segundo o catálogo técnico de uma grande empresa de tubos e conexões
que desenvolve e comercializa caixas de gordura pré-fabricadas, o dimensionamento
destes dispositivos foi feito para atender 1 cozinha residencial, seguindo os critérios
especificados na NBR 8160 (ABNT, 1999), sendo classificado como caixa de gordura
pequena. Sua capacidade é de 19 L, e suas dimensões são de 558mm x 300mm. Elas
são fabricadas em PVC, menos as tampas que são feitas em ABS. A empresa destaca
ainda os benefícios deste produto como a fácil instalação, a flexibilidade, facilidade na
limpeza, estanqueidade, e outros. A aparência e projeto desta caixa está disponível
nas Figuras 8 e 9 e suas dimensões está presente no Quadro 6.
Figura 8 – Caixa de gordura pré-fabricada
Fonte: Própria
32
Figura 9 – Desenho da caixa pré-fabricada
Fonte: Adaptado da ficha técnica fornecedor
Dimensões (mm)
Cotas
DN 1 100
DN 2 50
DN 3 75
H 567
W 96
X 300
Y 388
Z 217
Quadro 6 – Dimensões referente a Figura 9
Fonte: Adaptado da ficha técnica fornecedor
2.3.2 Outras formas de tratamento
Segundo Jordão e Pessôa (2009), em áreas que não possuem acesso às
redes de esgoto recorrem a opções econômicas para disposição dos esgotos locais.
A mais utilizada é a fossa séptica, processo criado por Jean Louis Mouras em 1860,
que é um dispositivo de tratamento de esgoto projetado para receber a contribuição
de uma ou várias residências, capaz de tratar o esgoto de maneira compatível com
33
sua simplicidade e custo. Hammer (1979) define fossa séptica como uma caixa
subterrânea de concreto, dimensionada para um período de retenção determinado.
Os mesmos autores dizem que as fossas sépticas possuem as seguintes
fases de funcionamento:
a) Retenção do esgoto: o esgoto fica na fossa pelo período determinado
racionalmente, podendo variar entre 12 a 24 horas;
b) Decantação do esgoto: durante o tempo em que fica retido, formam-se
duas camadas de sólidos. A parte que se sedimenta (cerca de 70% dos sólidos em
suspensão contidos no esgoto), é uma substância semilíquida chamada de “lodo”. Já
a parte que não se sedimenta (óleos, graxas, gorduras e outros materiais misturados
com gases), emerge e permanece na superfície. Esta parcela é denominada
“escuma”.
c) Digestão anaeróbia: as duas camadas formadas na etapa anterior são
degradadas por bactérias anaeróbias, causando destruição parcial ou total de agentes
patogênicos ou de material volátil.
d) Redução de volume do lodo: do processo anterior surgem alguns
produtos (gases e líquidos), além de reduzir o volume dos sólidos retidos e digeridos.
Outra maneira de fazer a retirada de óleos e graxas, aumentando a eficiência
e/ou quando o efluente possui elevada concentração de óleo, pode-se utilizar os
tanques aerados. O dimensionamento deste tipo de tanque é semelhante aos
dimensionamentos de caixas de gordura, isto é, a área superficial é uma função da
velocidade de ascensão do material e da vazão. Para que tenha sua eficiência
maximizada, devido ao melhor aproveitamento da área superficial, este tipo de tanque
deve ter forma alongada (JORDÃO; PESSÔA, 2009).
Os mesmos autores afirmam que nos tanques de ar comprimido o ar é
insuflado pelo fundo a uma taxa de aproximadamente 4,2 m³ar/m³ de afluente, com
auxílio de compressores de ar, tubos perfurados ou difusores ao longo do tanque e o
tempo de retenção é de cerca de 180 segundos.
Segundo eles, o tanque deve possuir duas paredes verticais ao longo deste
(que não alcançam o fundo, funcionando como chicanas), dividindo o tanque em três
câmaras paralelas (sendo que duas das extremidades funcionam como câmara de
tranquilização e a central é onde ocorre o efeito de agitação da aeração). E as paredes
34
laterais devem ser inclinadas, para caso haja sedimentação de partículas, estas
retornem à zona de aeração. A escuma formada neste tipo de tanque é retirada por
calhas coletoras, e dependendo da quantidade, dispositivos raspadores de superfície
auxiliam neste trabalho, encaminhando a escuma até a calha.
Com princípio semelhante ao sistema anterior, os tanques aerados com ar
dissolvido se diferenciam em alguns aspectos como posicionamento e funcionamento
na estação de tratamento (podendo ser durante o tratamento físico-químico, durante
o tratamento de lodos ativados, pós tratamento de um sistema anaeróbio ou como
processo de adensamento de lodo ativado em excesso) e também na maneira como
o ar é adicionado ao sistema, além de ter etapas como floculação e coagulação, que
facilitam o arrasto do material pelas microbolhas (JORDÃO; PESSÔA, 2009).
Segundo os mesmos autores, o ar é dissolvido sob pressão no esgoto a tratar
(em todo o efluente, quando as instalações são pequenas ou em partes deste, quando
as instalações são maiores). Quando liberado no tanque de flotação à pressão
atmosférica, microbolhas da faixa de grandeza de 10 a 100mm são formadas e estas
carregam a matéria em suspensão, graxa ou flutuante para a superfície, formando
escuma, que é retirada por um braço raspador apropriado e coletada em dispositivos
especiais para ser removida.
2.4 PESQUISAS ENVOLVENDO REMOÇÃO DE GORDURA
Gnipper (2008), avaliou a eficiência das caixas retentoras de gordura
prescritas pela NBR 8160 (ABNT, 1999). O autor afirma que “a caixa de gordura
pequena prescrita pela NBR 8160 (ABNT, 1999) apresenta muito pouca eficiência
prática, atuando mais como mera caixa de passagem ou como caixa de inspeção
sifonada, sem exercer a função objetiva a que se propõe”. Além disso, Gnipper
comenta que a câmera vertedoura (saída) deveria ser modificada, a fim de facilitar
manutenções, procurando manter as condições favoráveis dentro da caixa de gordura,
evitando turbulências, correntes de curto-circuito e uniformidade das velocidades de
aproximação das linhas de fluxo.
35
Freitas et al. (2014), também analisaram caixas de gordura seguindo a
prescrição da NBR 8160 (ABNT, 1999). Foram utilizados dois tipos de caixa, uma pré-
fabricada, pequena de 19 L, e outra de maior porte, com 54L e maior área superficial.
Tais caixas resultaram em um tempo de detenção hidráulica entre 3 a 60 segundos,
sendo que o recomendado é de 180 segundos. No que tange a retenção de óleos e
gordura a eficiência ficou abaixo dos 75% em ambas as caixas.
Ambos os trabalhos demonstram uma insatisfação com as caixas de gordura.
Freitas et al. (2014), concluem que as caixas de gordura não apresentam uma
eficiência significativa no tratamento (em relação aos parâmetros analisados). Gnipper
(2008), sugere que seja feita uma revisão da NBR 8160 (ABNT, 1999), alterando-se
os critérios geométricos e volumétricos, a fim de melhorar a eficiência de das caixas.
36
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Conforme consta nos objetivos, o intuito desse trabalho foi desenvolver e
analisar um protótipo de caixa de gordura com chicanas (PGCC), fazer ensaios
comparativos entre o mesmo protótipo de caixa de gordura, porém sem chicanas
(PGSC) e a caixa de gordura pré-fabricada (CGPF). Para as análises comparativas,
foi definido em manter o mesmo tempo de detenção hidráulica médio para todas as
caixas, e então comparar a diferença entre a concentração de óleo retida na caixa e
a concentração do efluente. O desenvolvimento do projeto, a execução da caixa, a
solução utilizada e a forma como o experimento foi conduzido, estão descritos a
seguir.
3.1 CAIXA DE GORDURA
A caixa foi desenvolvida baseada nas caixas pré-fabricadas já mencionadas.
Primeiramente foi analisado o projeto das caixas pré-fabricadas, levando em
consideração caraterísticas como volume, área, tempo de detenção hidráulica, entre
outros. Esses dados foram utilizados como referências nas equações de
dimensionamento.
O protótipo foi definido como prismático, sendo de compensado naval. As
placas foram fixadas com pregos, cantoneiras e parafusos e a vedação foi feita com
adesivo selante de silicone. O dimensionamento foi feito a partir de um volume de
base, próximo ao das caixas de gordura pré-fabricadas, e foram feitas iterações, com
o volume fixo, para alcançar as dimensões desejadas. A opção de manter o volume
igual ou próximo ao das caixas pré-fabricadas, foi tomada para que não fosse
necessárias grandes alterações nas vazões, para o mesmo tempo de detenção
hidráulica nos ensaios das caixas.
A seção transversal foi definida como quadrada, ou seja, com dimensões de
altura e largura iguais, devido ao fato da CGPF ser cilíndrica, ou seja, com uma das
faces simétrica. Foi determinado o comprimento interno de 50 cm, pois é um valor
37
próximo da maior dimensão da caixa pré-fabricada. Portanto, para manter um volume
próximo aos 20 litros, a altura e a largura internas foram definidas como 20 cm.
Após essa primeira definição de dimensões, foi necessário fazer certas
correções, pois o protótipo estava dimensionado para o volume útil sendo igual ao
volume total. Como o recomendado é uma utilização de 60% do volume total da caixa
para o volume de efluente, foram alteradas as dimensões da seção transversal de 20
para 26 centímetros. Com um novo volume total igual a 33,8 litros, mas mantendo o
volume útil próximo a 20 litros. O projeto da caixa de gordura é apresentado nas
Figuras 10, 11, 12 e 13.
Figura 10 – Perspectiva do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em
milímetros)
38
Figura 11 – Seção do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em milímetros)
Figura 12 – Plano do projeto “As built” do protótipo desenvolvido (dimensões em milímetros)
39
Figura 13 – Detalhes de entrada e saída do projeto “As built”, do protótipo desenvolvido
(dimensões em milímetros)
O material foi definido como madeira compensada tipo naval (espessura 10
mm), por suas características e comportamento com água e umidade, pelas
praticidades do processo construtivo, e pelo preço acessível. A escolha do material foi
baseada no processo construtivo e nos custos, pois procurou-se avaliar o formato da
caixa. Como sua utilização seria apenas nos ensaios, sua resistência mecânica, seja
quanto ao contato com os líquidos ou outras intempéries, não foi crucial para a escolha
do material. A entrada e saída foram em tubulação de PVC de DN75.
Foi necessário desenvolver uma forma para que as chicanas pudessem ser
fixadas, servindo de obstáculo para o fluxo. Estas fixações foram feitas através de
tiras de compensado de 2,5 cm pregadas internamente à caixa, com espaçamento de
0,6cm (tamanho das chicanas), formando um sistema de gavetas, com trilhos em
madeira compensada, conforme Figura 14. Essas chicanas precisaram ser travadas
de forma que não se deslocassem com a corrente, e também para que fosse viável
realizar modificações nas dimensões, espaçamento e quantidades
40
Figura 14 – Detalhe genérico de sistema de fixação das chicanas, do protótipo desenvolvido
As chicanas, também feitas de compensado naval (espessura 6 mm), foram
desenvolvidas em formato de “L”, com dimensões de 28 por 26 centímetros, e corte
nas dimensões de 9 por 19 centímetros, conforme é apresentado na Figura 15.
Figura 15 – Detalhe genérico das chicanas (dimensões em milímetros)
41
As chicanas foram dispostas alternadamente, a fim de criar um fluxo
preferencial conforme está apresentado na Figura 16.
Figura 16 – Fluxo preferencial na caixa de gordura chicanada
As placas de compensados foram cortadas conforme as dimensões do
projeto, com a utilização de uma serra circular de bancada. Para a execução dos
trilhos, foram cortados tiras e tacos de compensado, os quais foram pregados em uma
base, criando assim o sistema de encaixe, conforme a Figura 14. A fixação e
montagem da caixa foram feitas com pregos galvanizados. A caixa pronta pode ser
visualizada nas Figuras 17, 18 e 19.
42
Figura 17 – Protótipo de caixa de gordura sem chicanas
Figura 18 – Protótipo de caixa de gordura sem chicanas
43
Figura 19 – Protótipo de caixa de gordura com chicanas
Figura 20 – Chicana utilizada no protótipo
44
Foram utilizadas cantoneiras para melhorar a estabilidade da caixa, assim
como ajustar o prumo das laterais. Para a vedação do protótipo, foi aplicado silicone
em todas as interfaces, assim como nos pontos de pregos, parafusos e tubulações.
Também foi aplicada uma camada de hidrofugante para tentar reduzir a absorção da
mistura e aumentar a durabilidade do protótipo.
3.1.1 Mistura água e óleo
Como água residuária utilizada no experimento, foi estabelecida uma mistura
de água (do sistema de abastecimento) e óleo de soja. A massa específica do óleo de
soja (917,94 mg/L), foi obtida a partir de uma balança analítica Shimadzu, modelo
AUY 220, e uma proveta graduada de base hexagonal, de 25 mililitros. Tarou-se a
proveta na balança, e preencheu a proveta com óleo. Obteve-se o valor de 22,9486
gramas em 25 mililitros de óleo.
Foram feitos ensaios com três concentrações iniciais, sendo elas 50 g/L, 100
g/L e 150 g/L, pois, para a forma de análise proposta, a concentração usual de esgoto,
indicada pela literatura, é muito baixa, não sendo viável devido as condições de
ensaio. Para cada concentração, utilizou-se um único volume em todos os ensaios,
havendo a reutilização da mistura em cada ensaio. O volume total de mistura que foi
utilizado por ensaio foi de 40 Litros, aproximadamente duas vezes o volume das
caixas.
3.1.2 Sistema
Para os ensaios, foram utilizados 3 dispositivos. Um reservatório de entrada,
onde seria despejado a mistura água e óleo, a caixa de gordura que seria analisada
(CGPF, PGSC ou PGCC), e um reservatório de saída, que continha com o efluente.
O esquema do sistema está disponível na Figura 21.
45
Figura 21 – Esquema genérico do experimento
Conforme está indicado na Figura 21, a interligação entre os reservatórios era
feita através de tubulações. Entre o reservatório 1 e a caixa de gordura, essa ligação
foi feita através de uma mangueira flexível de diâmetro ¾”, e foram utilizados
adaptadores e reduções para chegar nos diâmetros DN75 de entrada das caixas.
Optou-se pela mangueira flexível para possíveis alterações de altura e
posicionamento do reservatório 1 em relação a caixa. A tubulação 2, de saída das
caixas, foi feita em tubulação de PVC, simplesmente despejando o líquido diretamente
no reservatório, sem nenhum tipo de redutor ou adaptador.
O reservatório 1 foi feito a partir de uma lixeira plástica de 70 Litros, a qual foi
adaptado uma torneira. Esse reservatório ficava elevado, em uma altura de 85
centímetros, em relação a caixa de gordura, a qual ficava elevada 35 centímetros em
relação ao reservatório 3. Devido a forma como a torneira foi instalada no reservatório
1, ficava retido um volume de 6,35 litros. Portanto, o volume total de mistura era de
46,35 litros, sendo 40 litros para o experimento efetivamente, e 6,35 ficou retido neste
volume inutilizado.
46
3.2 EXPERIMENTO
Os ensaios foram feitos nas 3 caixas (CGPF, PGCC e PGSC), para cada
concentração da mistura, foram realizados 3 ensaios em cada caixa, sendo 9 em cada
concentração (50 g/L, 100 g/L e 150 g/L), totalizando 27 ensaios. Nestes ensaios, as
caixas estudadas iniciaram o ensaio vazias e foram preenchidas por efluente e, após
isto, recebeu cerca de mais uma vez o seu volume útil. Conforme já mencionado
anteriormente, o volume passante pelas caixas era de aproximadamente 40 Litros. A
comparação foi feita mantendo o tempo de detenção hidráulica médio constante para
as três caixas.
3.2.1 Comparação de retenção relativa
Para a comparação das caixas, determinou-se em manter o tempo de
detenção hidráulica constante em todas as caixas. O TDH ficou fixado em 500
segundos, com uma variação de 5 segundos para mais ou para menos. O valor foi
definido por estar dentro da faixa indicada para um bom funcionamento das caixas de
gordura, segundo a literatura anteriormente referenciada.
A vazão foi variável, pois apenas deixou-se a mistura escoar do recipiente,
com a altura de carga variando, com a vazão no começo do ensaio era maior que a
vazão ao final do ensaio. A vazão média ficou em torno de 0,04 L/s.
O líquido era agitado manualmente sem interrupções, durante todo o ensaio,
para deixar a mistura mais homogênea possível, proporcionando assim a pior situação
para as caixas. Após cada ensaio, com a utilização de um frasco graduado, foram
feitas três leituras do volume de óleo sobre o volume total da mistura, retido dentro da
caixa de gordura analisada. O mesmo procedimento de leitura repetiu-se para a
mistura do reservatório 3. Para a retenção relativa de gordura, utilizou-se a equação
5:
47
𝑅 =(𝑐1−𝑐2)
𝑐1∗ 100 (5).
Onde:
R = Retenção relativa de gordura, em porcentagem
C1 = Concentração de óleo e água retido na caixa de gordura
C2 = Concentração de óleo e água do efluente.
Optou-se em utilizar a retenção relativa, a fim de minimizar possíveis erros e
leituras erradas, devido a problemas como por exemplo: a perda de óleo entre os
ensaios, a absorção de óleo pela madeira, entre outros. Portanto, a análise por
retenção relativa desconsidera tais variações, dando um valor relativo de retenção
sem levar em consideração a concentração inicial da mistura, a qual poderia ter sofrido
variações entre os ensaios.
Após os dados dos ensaios serem devidamente anotados, compilou-se em
tabelas de arquivo eletrônico, e ponderou-se os devidos erros. O erro sistemático do
frasco graduado utilizado é de 12,5 ml, e o erro aleatório é variável para cada grupo
de ensaio. Calculou-se também a propagação de erros e fez-se todos os tratamentos
estatísticos, a fim de uma precisão melhor e resultados mais coerentes.
48
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os ensaios realizados conforme descritos neste trabalho. Na Tabela 1 está
expresso o resumo destes, já com tratamento estatístico, levando em consideração
erros aleatórios e sistemáticos, e estão separados por concentração e caixa de
gordura avaliada.
49
Tabela 1 – Resumo das concentrações e retenções relativas dos ensaios
Caixa analisada
Caixa Pré-fabricada 66,9 ± 6,0 45,4 ± 6,0 32,1% ± 8,6%
Protótipo sem chicanas 76,0 ± 6,6 26,3 ± 6,5 65,4% ± 4,2%
Protótipo com chicanas 84,6 ± 7,2 2,8 ± 6,3 96,7% ± 0,4%
Caixa Pré-fabricada 146,5 ± 8,1 100,8 ± 7,4 31,2% ± 5,1%
Protótipo sem chicanas 192,2 ± 7,5 22,5 ± 6,5 88,3% ± 0,6%
Protótipo com chicanas 217,3 ± 9,2 7,1 ± 6,6 96,7% ± 0,2%
Caixa Pré-fabricada 274,9 ± 6,8 106,3 ± 8,4 61,3% ± 1,5%
Protótipo sem chicanas 336,9 ± 9,2 18,6 ± 6,9 94,5% ± 0,2%
Protótipo com chicanas 346,8 ± 7,3 12,9 ± 6,3 96,3% ± 0,1%
Retenção relativa (%)
con
cen
traç
ão
inic
ial d
o a
flu
ente
50
g/L
con
cen
traç
ão
inic
ial d
o a
flu
ente
10
0 g
/L
con
cen
traç
ão
inic
ial d
o a
flu
ente
15
0 g
/L
Média da concentração
passante no efluente (g/L)
Média da concentração
retida nas caixas (g/L)
50
Analisando os valores para a CGPF verifica-se que a concentração no
efluente aumenta juntamente com a concentração inicial do afluente, porém a
quantidade retida também aumenta. Pode-se verificar que a retenção relativa da caixa
manteve-se praticamente constante nas concentrações de 50g/L e 100g/L, porém
quase dobrou na concentração de 150g/L, como pode ser visto na Figura 22.
Figura 22 – Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (g/L), da retenção
relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente à caixa de gordura pré-fabricada
E quando a análise é feita para a PGSC, percebe-se que o valor de
concentração de óleo no efluente manteve-se praticamente constante. Com isto,
pode-se afirmar que a caixa de gordura não teve influência no que diz à concentração
de óleo que passa por ela. Nota-se que a eficiência aumenta juntamente com a
concentração. No PGCC, a concentração no efluente aumenta levemente conforme a
concentração inicial do afluente, porém proporcionalmente com a concentração da
mistura que ficou retida na caixa, fazendo com que a eficiência se mantivesse
constante. Estes dados são apresentados na Figura 23 e 24, respectivamente.
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
50g/L 100g/L 150g/L
Retenção relativa da CGPF e Concentrações no efluente e retida na caixa
Retido na caixa Efluente Retenção relativa
51
Figura 23 – Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (g/L), da retenção
relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente ao protótipo de caixa de gordura
sem chicanas
Figura 24 – Gráfico das concentrações de óleo retida na caixa e no efluente (g/L), da retenção
relativa (%) e em função da concentração do afluente, referente ao protótipo de caixa de
gordura com chicanas
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
50g/L 100g/L 150g/L
Retenção relativa do PGSC e Concentrações no efluente e retida na caixa
Retido na caixa Efluente Retenção relativa
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
50g/L 100g/L 150g/L
Retenção relativa do PGSC e Concentrações no efluente e retida na caixa
Retido na caixa Efluente Retenção relativa
52
Percebe-se que as alterações das concentrações dos afluentes causam
diferentes efeitos nas caixas. Na CGPF fez com que a retenção relativa aumentasse,
chegando a 61,3 ± 3,2%. No PGSC, apesar da concentração do afluente se manter
praticamente constante, a maior alteração aconteceu na concentração retida na caixa,
e consequentemente a eficiência aumentou. A retenção relativa variou entre 65,4 ±
9,0 % (na concentração inicial de 50g/L) e 88,3 ± 1,2% (na concentração de 100g/L
no afluente).
No PGCC, mesmo mantendo-se constante a retenção relativa,
aproximadamente 96%, a concentração de óleo no efluente aumentou. Contudo,
mesmo no pior caso, a concentração do efluente ficou em 12,9 ± 6,3 g/L, um resultado
melhor quando comparado as outras caixas estudadas.
Quando avalia-se apenas os três modelos de caixas, existe uma variação de
eficiência entre elas. Os valores do volume de óleo retido em cada caixa e o volume
de óleo passante, sendo o volume total utilizado no ensaio igual a 100%, são
apresentadas nas Figuras 25, 26 e 27, nas três concentrações iniciais da mistura
(50g/L, 100g/L e 150g/L).
Figura 25 – Porcentagem de volume de óleo retida nas caixas e que chegou ao efluente, tendo
o afluente concentração de 50g/L de óleo
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
CGPF PGSC PGCC
50g/l
Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que chegou ao efluente (Afluente com 50g/L de óleo)
Caixa Efluente
53
Figura 26 – Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que chegou
ao efluente, tendo o afluente concentração de 100g/L de óleo
Figura 27 – Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que chegou
ao efluente, tendo o afluente concentração de 150g/L de óleo
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
CGPF PGSC PGCC
100g/l
Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que chegou ao efluente (Afluente com 100g/L de óleo)
Caixa Efluente
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
CGPF PGSC PGCC
150g/l
Porcentagem da concentração de óleo no afluente retida nas caixas e que chegou ao efluente (Afluente com 150g/L de óleo)
Caixa Efluente
54
Houve grande diferença de eficiência nos três tipos de caixa de gordura, como
pode-se verificar na Figura 28. A maior delas aconteceu quando a concentração de
óleo no afluente foi menor (50g/L), com valores de eficiência que foram de 32,1 ±
17,2% na CGPF, 65,4 ± 8,4% no PGSC e 96,71 ± 0,74% no PGCC.
Figura 28 – Gráfico da retenção relativa das caixas de gordura (em %) em função da
concentração de óleo no afluente (em g/L)
Os ensaios entre as diferentes caixas podem ser observados nas Figuras 29,
30 e 31.
0,0%
20,0%
40,0%
60,0%
80,0%
100,0%
50g/L 100g/L 150g/L
Retenção relativa das caixas de gordura x concentração de óleo do afluente
CGPF PGSC PGCC
55
Figura 29 – Concentração de gordura retida na caixa e no efluente (para a CGPF)
Figura 30 – Concentração de gordura retida na caixa e no efluente (para o PGSC)
56
Figura 31 – Variação de concentração de óleo no líquido dentro da caixa de gordura (para o
PGCC)
É possível perceber que há influência do formato da caixa na retenção de óleo
e na quantidade que acaba passando pela caixa, inclusive no momento do ensaio
essa característica foi perceptível baseada somente no aspecto visual das amostras,
como pode ser observado nas Figuras 29, 30. Na Figura 31 nota-se que o líquido
dentro do protótipo com chicanas apresenta variação do início para o final, situação
que pode ocorrer devido à baixa possibilidade de mistura do líquido facilmente,
diferentemente de como ocorre nas outras caixas
57
5 CONCLUSÃO
O desenvolvimento deste trabalho de conclusão de curso fornece informações
que permitem concluir que as caixas com formato prismático apresentam resultados
muito melhores do que as caixas de gordura pré-fabricadas de formato cilíndrico,
quando as concentrações de óleos e graxas no afluente são relativamente pequenas.
Conforme esta concentração aumenta, todas as caixas apresentam resultados
melhores, porém com valor absoluto de concentração de gordura no efluente maiores,
ou seja, se a concentração de gordura aumenta no afluente, há grandes chances dela
também aumentar no efluente.
Também é possível afirmar que as chicanas melhoram os resultados das
caixas de gordura quando as concentrações no afluente são menores, porém, quando
estas aumentam, apenas o formato apresenta grande influência sobre a eficiência.
Com todas estas afirmações, pode-se dizer que as caixas de gordura
prismáticas apresentam resultados muito melhores que as caixas cilíndricas
comumente utilizadas (com diferença de, no mínimo 33,1 ± 3,4%).
Por fim, sem levar em consideração os custos associados, levando em
consideração a eficiência das caixas, recomenda-se a utilização e desenvolvimento
das caixas com chicanas, tendo em vista que estas mantiveram uma eficiência quase
constante em todas as concentrações, e com resultados muito surpreendentes em
concentrações mais baixas. Também é possível sugerir uma revisão das normas
brasileiras, tendo em vista a baixa eficiência das caixas pré-fabricadas, que seguem
as recomendações mínimas, e que é possível, em um mesmo volume, desenvolver
uma caixa de gordura com uma eficiência superior.
Para trabalhos futuros, sugere-se que sejam feitas as seguintes
investigações:
Realizar os estudos com efluente de cozinha para obter um resultado
mais aproximado da realidade destas caixas e conseguir comparar mais
fidedignamente estas;
Realizar estudos com obstáculos que forçariam o fluxo na vertical, e não
na horizontal, como foi realizado neste trabalho;
58
Executar a caixa com material semelhante das caixas pré-fabricadas
comerciais;
Realizar estudos com outras distribuições de chicanas e outros tipos de
chicanas;
Realizar estudos mais precisos sobre a influência do fluxo sobre a
retenção de gordura;
Mapear o fluxo preferencial da gordura dentro das caixas;
Verificar se diferentes tempos de detenção hidráulica influenciam na
retenção de gordura;
Realizar estudo de viabilidade econômica de fabricação do protótipo;
Verificar a influência da temperatura na densidade das gorduras, e no
desempenho das caixas.
59
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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63
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a CGPF para a concentração de 50g/L de óleo
no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 125 1950 58,8 5,8
L2 150 1950 70,6 5,8
L3 150 2000 68,8 5,6
L1 100 1975 46,5 5,7
L2 100 1975 46,5 5,7
L3 100 1975 46,5 5,7
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 150 2000 68,8 5,6
L2 125 1925 59,6 5,9
L3 150 2000 68,8 5,6
L1 100 1950 47,1 5,8
L2 100 1950 47,1 5,8
L3 100 1975 46,5 5,7
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 125 1750 65,6 6,4
L2 150 1950 70,6 5,8
L3 150 1950 70,6 5,8
L1 75 1800 38,2 6,3
L2 100 1850 49,6 6,1
L3 75 1675 41,1 6,7
CAIXA PRÉ-FABRICADA
Ensaio 2
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Concentração inicial do afluente 50g/L
Ensaio 3
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 1
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
64
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGSC para a concentração de 50g/L de óleo
no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 125 1700 67,5 6,6
L2 150 2000 68,8 5,6
L3 150 1750 78,7 6,5
L1 50 1750 26,2 6,4
L2 50 1900 24,2 5,9
L3 50 1825 25,1 6,2
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 175 1900 84,5 5,9
L2 150 1800 76,5 6,3
L3 150 1800 76,5 6,3
L1 50 1725 26,6 6,5
L2 50 1700 27,0 6,6
L3 50 1650 27,8 6,8
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 150 1700 81,0 6,6
L2 150 1750 78,7 6,5
L3 125 1600 71,7 7,1
L1 50 1775 25,9 6,3
L2 50 1700 27,0 6,6
L3 50 1700 27,0 6,6
Ensaio 5
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
PROTÓTIPO SEM CHICANAS
Concentração inicial do afluente 50g/L
Ensaio 4
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 6
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
65
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGCC para a concentração de 50g/L de óleo
no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 175 1800 89,2 6,3
L2 150 1725 79,8 6,5
L3 175 1950 82,4 5,8
L1 25 1750 13,1 6,4
L2 0 1775 0,0 6,3
L3 25 1925 11,9 5,8
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 225 1900 108,7 6,0
L2 200 1925 95,4 5,9
L3 175 1825 88,0 6,2
L1 0 2000 0,0 5,6
L2 0 1950 0,0 5,8
L3 0 1800 0,0 6,3
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 150 1925 71,5 5,9
L2 150 1975 69,7 5,7
L3 150 1800 76,5 6,3
L1 0 1850 0,0 6,1
L2 0 1800 0,0 6,3
L3 0 1975 0,0 5,7
PROTÓTIPO COM CHICANAS
Concentração inicial do afluente 50g/L
Ensaio 7
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 8
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 9
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
66
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a CGPF para a concentração de 100g/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 300 1950 141,2 5,8
L2 300 1975 139,4 5,8
L3 275 1825 138,3 6,2
L1 225 1800 114,7 6,3
L2 250 1825 125,7 6,2
L3 200 1700 108,0 6,7
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 325 1725 172,9 6,6
L2 375 2025 170,0 5,7
L3 300 1725 159,6 6,6
L1 200 2025 90,7 5,6
L2 175 1950 82,4 5,8
L3 200 1925 95,4 5,9
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 275 1875 134,6 6,1
L2 250 1775 129,3 6,4
L3 250 1725 133,0 6,6
L1 225 2000 103,3 5,7
L2 200 1900 96,6 6,0
L3 175 1775 90,5 6,4
CAIXA PRÉ-FABRICADA
Concentração inicial do afluente 100g/L
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 10
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 11
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 12
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
67
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGSC para a concentração de 100g/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 400 1800 204,0 6,4
L2 375 1750 196,7 6,6
L3 400 1800 204,0 6,4
L1 50 1800 25,5 6,3
L2 50 1825 25,1 6,2
L3 25 1775 12,9 6,3
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 375 1825 188,6 6,3
L2 400 1900 193,3 6,1
L3 400 1850 198,5 6,2
L1 50 1775 25,9 6,3
L2 50 1700 27,0 6,6
L3 50 1800 25,5 6,3
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 350 1800 178,5 6,4
L2 300 1650 166,9 6,9
L3 375 1725 199,6 6,7
L1 25 1750 13,1 6,4
L2 50 1950 23,5 5,8
L3 50 1925 23,8 5,8
PROTÓTIPO SEM CHICANAS
Concentração inicial do afluente 100g/L
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 13
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 14
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 15
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
68
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGCC para a concentração de 100g/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 475 1850 235,7 6,3
L2 525 1925 250,3 6,1
L3 500 1850 248,1 6,3
L1 0 1900 0,0 5,9
L2 0 1850 0,0 6,1
L3 0 1525 0,0 7,4
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 375 1750 196,7 6,6
L2 400 1775 206,9 6,5
L3 400 1850 198,5 6,2
L1 25 1750 13,1 6,4
L2 25 1775 12,9 6,3
L3 25 1700 13,5 6,6
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 400 1800 204,0 6,4
L2 400 1750 209,8 6,6
L3 425 1900 205,3 6,1
L1 25 1950 11,8 5,8
L2 0 1925 0,0 5,8
L3 25 1800 12,7 6,3
PROTÓTIPO COM CHICANAS
Concentração inicial do afluente 100g/L
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 16
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 17
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 18
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
69
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a CGPF para a concentração de 150g/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 700 1850 6,5
L2 675 1800 6,7
L3 675 1925 6,2
L1 50 1700 6,6
L2 50 1750 6,4
L3 75 1925 5,8
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 550 1800 280,5 6,5
L2 525 1750 275,4 6,7
L3 550 1800 280,5 6,5
L1 200 2000 91,8 5,7
L2 175 1800 89,2 6,3
L3 175 1700 94,5 6,7
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 525 1800 267,7 6,5
L2 500 1700 270,0 6,9
L3 525 1750 275,4 6,7
L1 200 1775 103,4 6,4
L2 250 1775 129,3 6,4
L3 275 1950 129,5 5,8
CAIXA PRÉ-FABRICADA
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Concentração inicial do afluente 150g/L
Ensaio 19 - Dado espúrio
Co
nce
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ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 20
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 21
70
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGSC para a concentração de 150g/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 700 1925 333,8 6,2
L2 625 1725 332,6 6,9
L3 650 1800 331,5 6,6
L1 50 1925 23,8 5,8
L2 50 1600 28,7 7,0
L3 75 1975 34,9 5,7
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 625 1725 332,6 6,9
L2 625 1825 314,4 6,5
L3 675 1700 364,5 7,1
L1 25 1800 12,7 6,3
L2 25 1700 13,5 6,6
L3 25 1750 13,1 6,4
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 725 1775 374,9 6,8
L2 600 1725 319,3 6,9
L3 600 1675 328,8 7,1
L1 25 1750 13,1 6,4
L2 25 1725 13,3 6,5
L3 25 1600 14,3 7,0
PROTÓTIPO SEM CHICANAS
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Concentração inicial do afluente 150g/L
Ensaio 22
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 23
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 24
71
APÊNDICE A
Resultados obtidos nos ensaios para a PGCC para a concentração de 150mg/L de
óleo no afluente
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 675 1825 339,5 6,6
L2 675 1875 330,5 6,4
L3 675 1825 339,5 6,6
L1 25 1850 12,4 6,1
L2 25 1750 13,1 6,4
L3 25 1600 14,3 7,0
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 750 2025 340,0 5,9
L2 725 1925 345,7 6,2
L3 675 1800 344,2 6,7
L1 25 1850 12,4 6,1
L2 25 1875 12,2 6,0
L3 25 1875 12,2 6,0
Leitura óleo (ml) volume total (ml) Concentração (g/L) Erro (g/L)
L1 750 1900 362,3 6,4
L2 700 1800 357,0 6,7
L3 750 1900 362,3 6,4
L1 25 1700 13,5 6,6
L2 25 1700 13,5 6,6
L3 25 1900 12,1 5,9
PROTÓTIPO COM CHICANAS
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Concentração inicial do afluente 150g/L
Ensaio 25
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 26
Co
nce
ntr
ação
reti
da
na
caix
a
Co
nce
ntr
ação
pas
san
te n
o
eflu
ente
Ensaio 27