As estações elevatórias de esgoto (EEEs) são unidades componentes Do sistema de esgotamento sanitário (SES) responsáveis por conduzir o esgoto sanitário gerado em áreas de baixa cota topográfica para cota mais elevada, direcionando o esgoto para infraestrutura a jusante até a estação de tratamento de esgoto (ETE). O volume que adentra no poço de sucção da EEE não é totalmente esgoto gerado pelos usuários. Águas pluviais e originárias do lençol freático adentram no sistema coletor, sendo transportadas com o esgoto sanitário. A ABNT NBR 9649/1986 prevê volume de infiltração em infraestrutura coletora de esgoto, denominado taxa de infiltração. A instalação da EEE no SES trata-se de um passivo “eterno” para a concessionária operante, tendo em vista aos custos financeiros relativos à operação de recalque do efluente e à manutenção dos dispositivos eletromecânicos existentes. O volume adicional ao esgoto sanitário conduzido à EEE impacta diretamente no consumo da energia elétrica, vindo a comprometer o orçamento da concessionária. Ação operacional em campo, como a realização do teste de fumaça, poderia ser adotado para a detecção dos eventuais contribuintes, ajudando a reduzir o volume a ser recalcado pelo conjunto eletromecânico da EEE e, consequentemente, o valor financeiro nas faturas mensais.

Introdução
A infraestrutura coletora de esgoto é responsável pela condução do esgoto gerado nas variadas unidades consumidoras, tais como comerciais, públicas, industriais e principalmente residenciais ou domésticas. Mas, além do esgoto sanitário, outros tipos de efluente são conduzidos na mesma infraestrutura coletora, tais como água pluvial oriundas de conexões errôneas e água originária do subsolo ou minas d’água, aumentando o volume conduzido para tratamento.
Parte do sistema de esgotamento sanitário é composto por estações elevatórias de esgoto (EEE’s), que possuem a função de elevar o esgoto à cotas topográficas mais elevadas de forma a permitir a continuidade do escoamento até as estações de tratamento de esgoto (ETE’s).
Tsutiya e Sobrinho (2011) descrevem que os sistemas públicos de esgoto são projetados considerando o sistema separador absoluto, tendo acesso à rede coletora, dentre os líquidos residuários, o esgoto doméstico e as águas de infiltração.
A quantidade de infiltração nas redes coletoras de esgoto (RCE’s) depende de várias características, tais como: os materiais utilizados na linha coletora, o estado de conservação da infraestrutura coletora, o nível do lençol freático e o tipo de solo onde está instalado o sistema coletor (TSUTIYA e SOBRINHO, 2011). A vazão prevista para ingresso em infraestrutura coletora é, de acordo com a ABNT NBR 9649 (1986), 0,05 L/s.km a 1,0 L/s.km.
De acordo com Nuvolari et. al. (2003), as estações elevatórias de esgoto são unidades eletromecânicas consumidoras de energia, cujo custo incide nas despesas de exploração do sistema de esgotamento sanitário (SES).
Tsutiya e Sobrinho (2011) mencionam que as contribuições indevidas nas redes de esgoto podem ser originárias do subsolo ou podem provir do encaminhamento acidental ou clandestino de águas pluviais. Para o controle desta intrusão, Tsutiya e Sobrinho (2011) ainda orientam sobre a necessidade de fiscalização efetiva e a vigilância constante do sistema coletor de esgoto.
Ainda segundo Tsutiya e Sobrinho (2011), é necessária a utilização de instalações que transmitam energia ao líquido toda vez que não seja possível, por motivos técnicos e econômicos, o escoamento pela ação da gravidade. As instalações eletromecânicas, de acordo com Tsutiya e Sobrinho (2011), transferem o esgoto de um ponto para outro de cota normalmente mais elevada.
As EEE’s são projetadas com concepção adequada, utilizando-se convenientemente equipamentos para que seus custos sejam mínimos possíveis, sem a perda de eficiência (TSUTIYA e SOBRINHO, 2011).
Segundo Tsutiya (2006), o uso intensivo das EEE’s em sistemas de esgotamento sanitário tem elevado o custo da energia elétrica, sendo este um dos principais itens dos custos operacionais das prestadoras de serviços de saneamento básico.
As vazões de contribuição de esgoto oscilam durante as horas do dia, os dias da semana, as estações do ano e de ano para ano, a depender da natureza das descargas no sistema coletor e das fontes de infiltração ou entradas externa (METCALF e EDDY, 2016, apud NITATORI, 2016).
De acordo com Tsutiya e Sobrinho (1999) apud Nitatori (2016), a vazão de contribuição na infraestrutura coletora de esgotos tem nítida relação com o consumo de água potável fornecida pela rede de abastecimento de água na maioria das situações.
A implantação de medidas de forma a reduzir os custos com energia elétrica é de suma importância para a viabilidade econômica das empresas que operam os sistemas de água e esgoto, tendo em vista que o custo de energia elétrica tem sido cada vez mais elevado, principalmente devido à crise no setor energético (ELETROBRÁS, 2003).

Objetivos 
O trabalho tem como objetivo fazer uma análise comparativa entre os volumes de esgoto gerado na área delimitada para estudo, através dos volumes micromedidos de água, e o volume recalcado pelas estações elevatórias de esgoto (EEE’s) existentes, assim como o valor financeiro correlato ao consumo de energia elétrica para o recalque do efluente composto por esgoto sanitário, água da chuva lançada indevidamente e água oriunda do subsolo mediante a elevação do lençol freático.

Metodologia utilizada  
Como forma de realizar o estudo, considerado o período de janeiro/2019 a agosto/2021, foram adotadas as seguintes ações:
1. Cálculo dos volumes de esgoto gerado mediante o histórico dos volumes micromedidos de água tratada;
2. Obtenção de histórico dos volumes de esgoto gerados para a posterior plotagem gráfica;
3. Obtenção de histórico dos valores financeiros gerados com os volumes do efluente recalcado na área de estudo;
4. Obtenção do histórico dos valores financeiros para os volumes somente de esgoto sanitário gerados através de:
a) Cálculo dos volumes de efluente recalcados considerando os parâmetros potência, vazão e consumo de energia elétrica registrados nas EEE’s existentes na área de estudo;
b) Cálculo dos valores financeiros relativos aos volumes somente do esgoto sanitário a recalcar na área de estudo.
5. Montagem gráfica das curvas com os valores financeiros obtidos mensalmente no período de estudo: o valor gerado e o que deveria ser medido mediante o recalque apenas do esgoto sanitário;
6. Montagem gráfica das curvas com os valores financeiros acumulados para cada unidade de recalque (EEE);
7. Analisar a variação das curvas dos valores acumulados, a fim de averiguar o montante gerado em função do recalque do efluente (esgoto sanitário + água pluvial + água do subsolo) em relação ao esgoto sanitário apenas;
8. Utilizar os valores máximos das curvas de valores financeiros acumulados em cada EEE para calcular o valor pago de forma adicional mediante a intrusão de volume de água pluvial e água do subsolo.
O município de Guaratinguetá localiza-se no estado de São Paulo, mais especificamente na macrorregião do Vale do Paraíba (eixo São Paulo - Rio de Janeiro) e microrregião de Guaratinguetá. Os serviços de saneamento básico municipal estão sob a responsabilidade da empresa Companhia de Serviços de Água, Esgoto e Resíduos de Guaratinguetá, popularmente conhecida como SAEG. Já as ações na área de esgotamento sanitário são operados pela empresa Guaratinguetá Saneamento, pertencente ao grupo Iguá Saneamento.
A figura 01  a seguir mostra a localização do município de Guaratinguetá no estado de São Paulo. A figura 02 a seguir mostra o município de Guaratinguetá e municípios limítrofes, assim como as infraestruturas de transporte disponíveis para acesso ao município (rodovias, ferrovias, aeroportos).

As figuras 03 e 04 a seguir representam respectivamente a localização da área definida para o estudo no município de Guaratinguetá, composta pelos bairros Clube dos 500 e Jardim Vista Alegre, e as áreas de influência de cada EEE, responsável pelo recalque do esgoto gerado na região.

Ao longo do trabalho, foi considerado o volume coletado de esgoto aquele obtido através da multiplicação do coeficiente de retorno 0,8 ao volume micromedido de água para cada período mensal. Já o efluente, a composição resultante da mistura do esgoto sanitário, água pluvial lançada irregularmente por várias edificações e a água oriunda do lençol freático, que infiltra na infraestrutura coletora de esgoto.
A equação 01 abaixo descrita representa a fórmula utilizada para o cálculo do volume coletado de esgoto, uma vez de posse do volume micromedido de água.

Em que:
a) Volume esgoto gerado (m³): volume gerado pelos usuários diante dos usos diários (asseio corporal, limpeza etc);
b) Volume micromedido de água (m³): volume de água tratada registrado em aparelho de medição individual ou micromedidores.
Uma vez conhecidas as grandezas potência e vazão do equipamento elétrico de recalque, assim como o consumo de energia elétrica gerado mediante o recalque ocorrido, é possível obter o volume recalcado pela bomba para cada mês no período de estudo. É necessário atentar as unidades das grandezas, convertendo-as para um mesmo sistema de unidades, de forma a ter o resultado compatível.
A equação 02 abaixo descreve a fórmula utilizada para o cálculo do volume de efluente recalcado pela EEE em cada mês/ano no período do estudo.

Em que:
a) Volume efluente recalcado (m³): volume total ingressante na estação elevatória de esgoto (EEE) a ser direcionado para área a jusante com cota topográfica mais elevada por uso de conjunto eletromecânico;
b) Vazão da bomba de recalque (m³/h): parâmetro da bomba na EEE;
c) Consumo de energia elétrica (kWh): valor registrado em aparelho de medição em cada EEE;
d) Potência da bomba de recalque (kW): parâmetro da bomba na EEE, sendo considerado o rendimento (η) de 75%.
Considerando proporcionais as grandezas consumo de energia elétrica e volume recalcado pelo equipamento eletromecânico, é possível obter o valor financeiro relativo apenas ao recalque do volume de esgoto gerado que, em tese, deveria ser recalcado.
A equação 03 descrita a seguir  apresenta a fórmula utilizada para o cálculo do valor financeiro relacionado ao recalque apenas do esgoto gerado.

Em que:
a) Valor esgoto gerado (R$): valor financeiro que deveria ser gerado caso apenas o esgoto sanitário fosse recalcado;
b) Valor efluente recalcado (R$): valor financeiro gerado mediante o recalque do efluente composto por esgoto sanitário, águas de mina e água pluvial lançada irregularmente (valor relativo ao consumo de energia elétrica);
c) Volume esgoto gerado (m³): volume gerado pelos usuários diante dos vários usos diários (asseio corporal, limpeza etc);
d) Volume efluente recalcado (R$): volume total ingressante na estação elevatória de esgoto (EEE) a ser direcionado para área a jusante por uso de dispositivo eletromecânico.

Resultados obtidos 
O esgoto gerado na área de estudo possui três estações elevatórias de esgoto (EEE’s), denominadas Jequitibás, Vitória e Belo Horizonte. O fluxo de esgoto ocorre na ordem das EEE’s descrita anteriormente na figura 04, direcionando o efluente até a estação de tratamento de esgoto (ETE) no bairro Vila Bela, que também possui uma EEE para elevar o efluente até as unidades de tratamento. Para a análise das informações, não será considerada a área de influência da EEE Jequeitibás por apresentar volume muito inferior às demais.
Os parâmetros das bombas de recalque das demais EEE’s (Vitória, Belo Horizonte e ETE Vila bela) estão descritos na tabela 01 abaixo:

Analisando as áreas de influência das EEE, foi possível obter o quantitativo de infraestrutura coletora de esgoto constante no cadastro técnico. Uma vez normatizadas pela ABNT NBR 9649/1986 as vazões mínima e máxima de infiltração para o dimensionamento da infraestrutura coletora, 0,05 L/s.km e 1,0 L/s.km respectivamente, é possível obter os volumes mínimo e máximo toleráveis de infiltração.
A Tabela 02 a seguir apresenta a descrição das extensões de rede coletora de esgoto (RCE) em cada área de influência das EEE’s Vitória e Belo Horizonte na área de estudo.

As representações gráficas das figuras 05 a 07 a seguir mostram a inexistência da pavimentação e sistema de drenagem no bairro Clube dos 500, incluído na área de estudo, permitindo a infiltração da água pluvial no subsolo e adentrando, em parte, no sistema coletor de esgoto constituído em sua maior parte por manilha de barro vitrificado (MBV).

As figuras 08 e 09 a seguir apresentam os gráficos com as curvas dos volumes de esgoto gerados mediante os volumes micromedidos de água e os volumes recalcados no período de estudo das EEE’s Belo Horizonte e Vitória. 

Dos gráficos expostos anteriormente nas figuras 08 e 09, tem-se os correspondentes valores financeiros gerados para os efluentes recalcados e correlacionados aos volumes apenas de esgoto coletado, conforme as figuras 10 e 11 representadas a seguir.

Diante das curvas dos valores financeiros expostos nos gráficos das figuras 10 e 11, foram geradas as curvas com os valores acumulados para cada unidade de recalque (EEE’s Belo Horizonte e Vitória). As figuras 12 e 13 a seguir mostram os valores financeiros acumulados para as duas EEE’s para o período considerado no estudo.

Uma vez o esgoto ingressado na ETE Vila Bela, é necessário o recalque do efluente por elevatória existente na área interna da ETE para o tratamento. Parte desse volume ingressado é oriundo das EEE’s Belo Horizonte e Vitória, vistas no fluxograma da figura 04. Assim, haverá também o impacto financeiro no consumo de energia elétrica desta EEE mediante o incremento do volume divergente do esgoto sanitário.
A figura 14 a seguir mostra a curva de valores acumulados para a elevatória na ETE Vila Bela, uma vez já considerada a diferença dos valores financeiros mensais entre o efluente recalcado e o esgoto gerado pelas contribuições das EEE’s a montante (Belo Horizonte e Vitória).

Análise e discussão dos resultados
As análises dos resultados estão realizadas em três vertentes, conforme as descrições a seguir:
1- Volume de esgoto gerado x Volume de efluente recalcado
Analisando apenas as curvas dos volumes de esgoto gerados nas figuras 08 e 09, obtidos a partir dos volumes micromedidos de água, observam-se pequenas oscilações ao longo do período considerado para o estudo. Já observando as curvas dos volumes de efluente recalcado nestas mesmas figuras, são visíveis grandes oscilações ao longo do ano, principalmente em épocas de chuva na região (dezembro – março).
Através dos gráficos das figuras 08 e 09, está visível também que, para determinados meses no período de estudo, o volume de efluente recalcado superou em três vezes o volume do esgoto gerado nas EEE’s Belo Horizonte e Vitória, principalmente no primeiro trimestre do ano de 2021. Uma vez estas EEE’s conectadas em série no sistema de esgotamento sanitário (SES), interfere no volume a EEE a jusante até chegar a ETE para tratamento no bairro Vila Bela.
2- Volume efluente recalcado x Volume esgoto adicionado a máxima contribuição de água infiltrada
Já considerando os volumes de esgoto gerado e o volume máximo admissível de infiltração, percebe-se que para determinados meses o efluente recalcado superou essa soma, sendo o limite de 60.000 m³ para a EEE Belo Horizonte e de 23.000 m³ para a EEE Vitória. Assim, percebe-se a grande contribuição de volume divergente de esgoto sanitário adentrado no sistema coletor de esgoto em certos períodos do ano e impactando no consumo de energia elétrica das EEE’s.
3- Valor financeiro gerado x Valor financeiro ideal (deveria ser gerado)
Para as mesmas EEE’s, os gráficos representados nas figuras 10 e 11 expõem os valores financeiros gerados para o par dos volumes de esgoto gerado e efluente recalcado em cada período mensal. Uma vez considerado o valor financeiro proporcional ao consumo de energia elétrica, percebe-se que as curvas destes gráficos apresentaram comportamento análogo aos dos volumes, conforme as representações nas figuras 08 e 09.
Já os gráficos apresentados nas figuras 12 a 14 expõem as curvas com os valores financeiros acumulados para cada EEE (Vitória, Belo Horizonte e ETE Vila Bela), sendo visível a diferença de valor com o avanço dos meses no período de estudo.
A unidade de recalque de esgoto que apresentou maior diferença de volume e, consequentemente, maior valor financeiro gerado foi a EEE Belo Horizonte, tendo em vista o recebimento das contribuições de áreas a montante (bairros Clube dos 500 e Jardim Vista Alegre).
Uma vez esse efluente direcionado para tratamento na ETE Vila Bela, tendo em vista a existência de conjuntos elevatórios, também refletirá a elevação de custos de energia elétrica mediante o volume diferencial existente no processo ao longo do ano.
De uma forma geral, para o período considerado no estudo (janeiro/2019 a agosto/2021), o valor total pago em energia elétrica de forma adicional foi de R$ 85.336,57 com recalque de material divergente de esgoto sanitário gerado na área de estudo.

Conclusões/Recomendações
Os dois bairros existentes na área de estudo não são contemplados na totalidade com infraestrutura de drenagem de água pluvial e pavimentação, principalmente o bairro Clube dos 500 conforme as representações nas figuras 05 a 07. Dessa forma, parcela do volume de água pluvial incidente em logradouros vicinais infiltra no solo, adentrando a infraestrutura coletora de esgoto existente através das juntas dos trechos de tubulação em material manilha de barro vitrificado (MBV).
Diferente das tubulações fabricadas em material policloreto de vinila (PVC) e polietileno de alta densidade (PEAD), o material MBV não permite na totalidade a estanqueidade durante o assentamento, em que a geratriz externa inferior da tubulação deste material não é rejuntada. Através desta abertura, mediante a elevação do lençol freático em certos períodos do ano, haverá o ingresso nos vários segmentos ponta-bolsa, incrementando em vazão e consequentemente em volume no sistema coletor de esgoto.
Outra forma de contribuição da água pluvial no sistema coletor de esgoto é através dos lançamentos indevidos (ou conexões errôneas) por parte de vários moradores na região. As águas pluviais incidentes nas coberturas habitacionais são canalizadas para o sistema de esgoto domiciliar, que por sua vez conecta ao sistema coletor
público, elevando a vazão de fluxo.
Uma das alternativas para solucionar parcialmente esse elevado incremento do volume recalcado é através da realização de teste de fumaça na região. Com o avanço da realização do teste, é possível a identificação e mapeamento dos eventuais contribuintes. Posteriormente, contacta-se a Administração Municipal para que o setor competente desta possa notificar os moradores descrito em levantamento para a adoção das providências cabíveis em desconectar o lançamento de água pluvial do sistema de esgoto sanitário (área interna aos domicílios).
A outra alternativa a ser adotada para a solução complementar do problema é a substituição do sistema coletor existente em material MBV por material estanque (PVC e/ou PEAD). Porém, essa alternativa possui custo elevado (vide quantitativo de rede coletora na Tabela 02) em relação a alternativa primeira descrita, em que caberá a ente público municipal contemplar a substituição da infraestrutura coletora existente no ato da realização das obras de drenagem e pavimentação dos logradouros em momento futuro. 

Referências bibliográficas:

1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 9.649 – Elaboração do projeto
de redes coletoras de esgoto sanitário. Novembro/1986.

2. NITATORI, Diogo Hiroshi. Avaliação operacional de estação elevatória de esgoto utilizando eficiência
energética: estudo de caso na cidade de Itaí/São Paulo. – Campinas, SP: [s.n.], 2016, 144 p.

3. NUVOLARI, Ariovaldo; TELLES, Dirceu D’Alkmin; RIBEIRO, José Tarcísio et. al. Esgoto sanitário –
coleta, transporte e reuso agrícola. São Paulo: Editora Blucher, 2003, 520 p.

4. SUGUIMOTO, Leonardo Rezende, Otimização do sistema de controle da planta elevatória de esgotos
de águas claras-DF: foco na eficiência energética.
Disponível em: https://repositorio.ucb.br:9443/jspui/bitstream/123456789/11815/1/LeonardoRezendeSuguimotoTCCGrad
uacao2017.pdf > Acesso em: 20 de set. 2021.

5. TSUTIYA, Milton Tomoyuki. Abastecimento de Água. 3. ed. São Paulo: Departamento de Engenharia
Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006, 643 p.

6. TSUTIYA, Milton Tomoyuki, SOBRINHO, Pedro Além. Coleta e Transporte de esgoto sanitário. – 3ª
ed.. – Rio de Janeiro: ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2011, 548 p.