UNIVERSIDADE FEDERAL DE ENGENHARIA DE ITAJUB

Ludmila Sanches Andrade Hoag

REUSO DE GUA EM HOSPITAIS: O CASO DO HOSPITAL SANTA CASA DE MISERICRDIA DE ITAJUB.

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia da Energia, como parte dos requisitos para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia da Energia.

ORIENTADOR: Prof. Roberto Alves de Almeida, Dr.

Itajub, julho de 2008.

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SANCHES, Ludmila Andrade Hoag. Reuso de gua em Hospitais: O Caso do Hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub. Itajub: UNIFEI, 2008. 204 p. (Dissertao de mestrado apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia da Energia da Universidade Federal de Engenharia de Itajub). Palavras-Chaves: reuso de gua; lavanderia hospitalar; concentrado da hemodilise

Itajub, julho de 2008.

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FOLHA DE APROVAO

LUDMILA SANCHES MONTEMOR ANDRADE

REUSO DE GUA EM HOSPITAIS: O CASO DO HOSPITAL SANTA CASA DE MISERICRDIA DE ITAJUB.

Dissertao defendida e aprovada em / / pela comisso julgadora:

(Nome/Instituio)

(Nome/Instituio)

(Nome/Instituio)

(Nome/Instituio)

Dr. Edson da Costa Bortoni Coordenador da Engenharia da Energia

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Ao meu marido Christopher, ao meu filho Tiago e aos meus pais Mariza e Alfredo.

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Agradeo muito e primeiramente a Deus, por ter me dado fora nos momentos difceis que tive durante a realizao deste.

Agradeo ao professor Roberto Alves de Almeida, meu orientador, pela pacincia, amizade e compreenso.

Agradeo ao meu amigo Geandro pela sua enorme dedicao, aos meus pais Mariza e Alfredo e ao meu marido Christopher pela grande colaborao, que foram de fundamental importncia para a concluso deste trabalho.

Agradeo ao Hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub, pela ateno e informaes disponibilizadas.

Agradeo a CAPES pela ajuda financeira dada.

A todos, muito obrigado!

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RESUMO

Este trabalho apresenta o estudo sobre reuso de gua hospitalar, mais especificamente da lavanderia de roupa hospitalar incluindo tambm o reuso do concentrado oriundo do sistema de purificao da gua para a hemodilise. A metodologia desenvolvida considerou a possibilidade da utilizao do reuso em cascata e reuso ps-tratamento com aplicao da tecnologia adequada para manter a qualidade da lavagem da roupa. A metodologia composta de quatro etapas: Na primeira etapa elabora-se o diagnstico hdrico do hospital, que por sua vez, tem como objetivo principal a identificao das atividades hidrointensivas; na segunda etapa feita a descrio detalhada destas atividades, incluindo a caracterizao quantitativa e qualitativa de seus efluentes; na terceira etapa realizado o estudo do potencial de reuso em cascata e ps-tratamento e, finalmente, na ltima etapa efetua-se a anlise econmica para implantao e operao do sistema de reuso proposto. A aplicao desta metodologia atende o objetivo estabelecido e possibilitar a reduo de 20% do consumo de gua do hospital, bem como o volume de efluente gerado. Os resultados obtidos nesta dissertao confirmaram que para a aplicao de um sistema de reuso em uma lavanderia hospitalar necessrio um investimento inicial para o tratamento da gua de reuso que garanta a qualidade da roupa lavada e um acompanhamento permanente da ETE. Entretanto, o custo envolvido pode inviabilizar a prtica do reuso principalmente para pequenos hospitais. Palavras-chave: Reuso de gua. Lavanderia hospitalar. Concentrado da hemodilise.

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ABSTRACT

This research involves a general study of Hospital water recycling and reuse, specifically for the hospital laundry including the reuse of concentrate coming from the water purification system treated for hemodialysis. The methodology developed considered the possible usage of cascading reuse and post-treatment reuse with appropriate technology application to maintain the quality of clothes washed. The methodology consists of four steps: the first step is elaborated the diagnosis of the hospital water, which have as its main objective the identification of the largest water consumers inside the hospital; the second step is a detailed description of those activities, including the qualitative and quantitative characterization of their wastewater and the third step accomplish the study for the potential of cascading reuse and post-treatment of the water and, finally, the last step which makes up the proposed economic analysis for deployment and operation of the recycle and reuse system. This methodology application meets the goal and allowed the possibility reduction of 20% of the water consumption indicator from the hospital, thus also reducing the volume of wastewater generated by the hospital. This research confirmed that the implementation of a system for water recycling and reuse in a hospital laundry requires an initial investment for the water treatment to ensure the quality of clothes washed and continuous monitoring the ETE. However, the involved cost can make unfeasible the practice of water recycling and reuse mainly for small hospitals and also depending on water availability in the area. Keywords: Water reuse and recycled. Hospital laundry. Concentrated from hemodialysis. Wastewater management.

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LISTA DE ILUSTRAES

Figura 2.1 - Ciclo dos efluentes hospitalares....................................................................... Figura 2.2 Capacidade de depurao de uma ETE........................................................... Figura 2.3 Parmetros analisados antes e aps tratamento fsico-qumico...................... Figura 3.1 Fluxogramas esquemticos dos sistemas de filtrao direta........................... Figura 3.2 - Sistema esquemtico das tecnologias de tratamento aplicadas aos efluentes de lavanderias...................................................................................................................... Figura 3.3 Grfico da adsoro dos fosfatos com relao tecnologia de filtrao composta por carvo ativo................................................................................................... Figura 4.2 Fluxograma do processo da osmose reversa................................................... Figura 5.1 Diagrama esquemtico para a obteno da variao da concentrao SDT no efluente e na gua de reuso, com o reuso de efluentes...................................................

8 9 35 101 104 105 112 124

Figura 4.1 Fotografia Mquina de hemodilise................................................................ 107

Figura 6.1 Fotografia do Bloco 1 Capela....................................................................... 128 Figura 6.2 Fotografia do Bloco 2 Pronto-socorro (prdio antigo)................................. 128 Figura 6.3 Fotografia do Bloco 3 Internao (prdio novo).......................................... 129 Figura 6.4 Fotografia do Bloco 4 Maternidade.............................................................. 129 Figura 6.5 Sistema de distribuio de gua do Hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub.................................................................................................................................. 130 Figura 6.6 Grfico de consumo de gua do Hospital no perodo de um ano.................... 132 Figura 6.7 Grfico de contribuio individual de cada hidrmetro existente................... 133 Figura 6.8 Grfico da representao da mdia de consumo de gua dos setores da hemodilise e lavanderia em relao ao consumo mdio hospitalar................................... Figura 6.9 Fotografia Mquina A..................................................................................... Figura 6.10 Fotografia Mquina B................................................................................... Figura 6.11 Grfico da representatividade do consumo de gua da lavanderia em relao ao consumo de gua do hospital.............................................................................. 141 Figura 6.12 Grfico dos valores obtidos das concentraes de poluentes em cada etapa de lavagem de roupa............................................................................................................ 145 134 137 138

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Figura 6.13 Grfico dos valores obtidos das concentraes de turbidez em cada etapa de lavagem de roupa............................................................................................................ Figura 6.14 Fotografia do sistema de purificao da hemodilise (deionizador, abrandador, filtro de carvo ativador e osmose reversa)..................................................... Figura 6.16 Fotografia Reservatrio de gua purificada aps osmose reversa................ Figura 6.17 Grfico das variaes da eficincia do sistema de purificao da gua tratada................................................................................................................................... 149 Figura 6.18 Tempo de operao de osmose...................................................................... 150 Figura 6.19 Grfico comparativo dos parmetros restritivos com os valores das anlises obtidas.................................................................................................................... Figura 6.20 Grfico comparativo do parmetro restritivo de turbidez com os valores das anlises obtidas.............................................................................................................. 154 Figura 6.21 Grfico comparativo dos parmetros restritivos com os valores das concentraes calculadas para o reservatrio A.................................................................. Figura 6.22 Grfico da variao das concentraes dos produtos qumicos adicionados entre as etapas de lavagem................................................................................................... 158 Figura 6.23 Esquema proposto para o reuso..................................................................... 160 Figura 6.24 Diagrama esquemtico para obteno da variao da concentrao STD no processo de lavagem de roupa e no reservatrio B......................................................... 163 Figura 6.25 Grfico da variao de concentrao de SDT no reservatrio B................... 166 Figura 6.26a Grfico da variao de concentrao de SDT no processo de lavagem de roupa.................................................................................................................................... Figura 6.26b Grfico da variao de concentrao de SDT no processo de lavagem de roupa............................................................................................................................. Figura 6.27 Grfico demonstrando o ciclo que apresenta o maior aumento de SDT no processo de lavagem.......................................................................................................... 168 167 167 155 153 147 148 Figura 6.15 Fotografia Equipamento de osmose reversa.................................................. 148 146

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LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Classificao dos hospitais por nmero de leitos ativos.................................. Tabela 2.2 Caractersticas de um efluente domstico e de um efluente hospitalar........... Tabela 2.3 Caracterizao fsico-qumica e microbiolgica de um efluente do Departamento de Infeces de doenas tropicais na Frana................................................ Tabela 2.4 Caracterizao de efluentes de hospitais portugueses..................................... Tabela 2.5 Tipos de poluentes encontrados por setores................................................... Tabela 2.6 Algumas tecnologias de tratamento para efluentes......................................... Tabela 2.7 Caractersticas dos filtros biolgicos percoladores de alta taxa...................... Tabela 2.8 Tecnologias de pr-tratamento aos efluentes hospitalares segregados........... Tabela 3.1 Relao da caracterstica do hospital com a carga da roupa utilizada............ Tabela 3.2 Etapas do processo de lavagem....................................................................... Tabela 3.3 Composio tpica de um efluente de lavanderia............................................ Tabela 3.4 Composio dos despejos de lavanderia......................................................... Tabela 3.5 Caracterizao fsico-qumica do efluente bruto nas mais diversas etapas de lavagem................................................................................................................................ Tabela 3.6 Caracterstica do efluente da lavanderia do hospital Portugus..................... Tabela 3.7 Qualidade da gua requerida para a lavanderia hospitalar.............................. Tabela 3.8 Determinao dos parmetros do efluente antes e depois do tratamento de coagulao........................................................................................................................... Tabela 3.9 Determinao dos parmetros do efluente antes e depois do tratamento com as membranas filtrantes....................................................................................................... Tabela 3.10 Resultados obtidos aps o tratamento por sedimentao e aps a filtrao..

13 15 16 18 25 28 44 52 68 73 85 85 86 87 91 93 94 99

Tabela 3.11 Eficincia na remoo de SDT e condutividade pela osmose reversa.......... 100 Tabela 6.1 Setores existentes em cada bloco.................................................................... 130 Tabela 6.2 Contribuio dos hidrmetros no consumo total mensal do hospital............. Tabela 6.4 Resultado das anlises de caracterizao do efluente hospitalar.................... Tabela 6.5 Indicadores de consumo de hospital............................................................... 132 135 136 Tabela 6.3 Mdia do consumo de gua do setor de hemodilise...................................... 133

Tabela 6.6 Processo de lavagem de roupa com grau de sujeira pesada e super pesada.... 138 Tabela 6.7 Processo de lavagem de roupa com grau de sujeira leve................................ 139 Tabela 6.8 Caractersticas tcnicas das mquinas............................................................ 139

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Tabela 6.9 Mdia do peso de roupa lavada por ms no ano de 2005 para os diferentes graus de sujeira.................................................................................................................... 140 Tabela 6.10 Consumo mdio de gua na lavanderia no ano de 2005............................... 141 Tabela 6.11 Demanda de gua por etapas das mquinas A e B........................................ 142 Tabela 6.12 Caracterstica da gua proveniente da concessionria.................................. 143 Tabela 6.13 Anlises de amostras de efluentes provindos da mquina A........................ Tabela 6.14 Valores mdios obtidos a partir do histrico de eficincia do equipamento da osmose reversa................................................................................................................ Tabela 6.16 Concentraes resultantes da juno das correntes de efluentes selecionadas para o reuso..................................................................................................... 155 Tabela 6.17 Concentraes dos produtos qumicos utilizados no processo de lavagem da roupa................................................................................................................................ 157 Tabela 6.18 Demanda de gua para as etapas de lavagens da mquina A para o uso da gua de reuso....................................................................................................................... Tabela 6.19 Demanda de gua para as etapas de lavagens da mquina B para o uso da gua de reuso....................................................................................................................... Tabela 6.20 Oferta da gua das etapas definidas para o tratamento do efluente para ser reutilizado e, do descarte do concentrado da hemodilise................................................... 161 Tabela 6.21 Ciclo do reservatrio da gua de reuso......................................................... 162 Tabela 6.22 Economia e custos gerados pela implantao e operao das tecnologias propostas no tratamento dos efluentes para o reuso............................................................ Tabela 6.23 Oferta de gua proposta para o reuso....................................................... Tabela 6.24 Demanda de gua provinda da concessionria pela lavanderia, antes e depois da implementao do reuso de gua proposto.......................................................... 172 Tabela 6.25 Gerao de efluente na lavanderia e hemodilise, antes e depois da implementao do reuso de gua proposto.......................................................................... 172 170 171 161 161 149 Tabela 6.15 Caracterstica do concentrado de hemodilise.............................................. 151 144

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LISTA DE ABREVIATURAS

A rea AOX - Organohalogenados COT Carbono Orgnico Total DBO5 Demanda Bioqumica de Oxignio (5 dias) DQO Demanda Qumica de Oxignio ETA Estao de Tratamento de gua ETE Estao de Tratamento de Esgoto SST Slidos Suspensos Totais STD Slidos Totais Dissolvidos Q - Vazo

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SUMRIO

1 INTRODUO............................................................................................................... 1.1 RELEVNCIA DO TEMA ABORDADO................................................................... 1.2 OBJETIVOS.................................................................................................................. 1.2.1 Objetivo geral........................................................................................................... 1.2.2 Objetivos especficos................................................................................................. 1.3 METODOLOGIA......................................................................................................... 1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAO............................................................................. 2 REVISO BIBLIOGRFICA...................................................................................... 2.1 CARACTERIZAO DE ESGOTO E EFLUENTE HOSPITALAR......................... 2.1.1 Caracterizao fsico-qumica................................................................................. 2.1.2 Caracterizao microbiolgica................................................................................ 2.2 TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO APLICVEIS A HOSPITAIS....................... 2.2.1 Tratamento preliminar............................................................................................ 2.2.2 Coagulao e floculao........................................................................................... 2.2.3 Processo de recarbonatao..................................................................................... 2.2.4 Processo de neutralizao........................................................................................ 2.2.5 Sedimentao ou decantao................................................................................... 2.2.6 Filtrao..................................................................................................................... 2.2.7 Membranas filtrantes............................................................................................... 2.2.8 Tratamento biolgico............................................................................................... 2.2.9 Desinfeco................................................................................................................ 2.2.10 Aplicaes de tecnologias de tratamento a efluentes hospitalares segregados.. 2.3 REUSO DA GUA....................................................................................................... 2.3.1 Consideraes sobre a qualidade da gua.............................................................. 2.3.2 Aspectos legais de reuso de guas servidas no Brasil............................................ 3 PROCESSAMENTO DE ROUPAS DE SERVIO DA SADE............................... 3.1 OPERAO DA LAVANDERIA HOSPITALAR...................................................... 3.2 CARACTERIZAO DOS EFLUENTES DE LAVANDERIA................................. 3.2.1 Produtos qumicos utilizados no processamento de roupas.................................. 3.2.2 A natureza das sujeiras............................................................................................

1 3 4 4 4 5 6 7 12 15 21 26 31 32 36 37 37 38 40 42 46 50 55 60 63 66 68 74 74 82

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3.2.3 Alguns estudos realizados sobre caracterizao de efluentes de lavanderias hospitalares......................................................................................................................... 3.3 PADRES MNIMOS DE QUALIDADE DA GUA PARA USO DA LAVAGEM NA ROUPA......................................................................................................................... 3.4 TECNOLOGIAS DE TRATAMENTOS INDICADOS AOS EFLUENTES GRADOS NA LAVANDERIA........................................................................................... 3.4.1 Alguns estudos feitos sobre a aplicao da tecnologia de tratamento.................. 92 92 88 84

3.4.2 Filtrao direta.......................................................................................................... 101 3.4.3 Filtrao em carvo ativado..................................................................................... 103 4 HEMODILISE............................................................................................................. 4.1 PROCESSO DE PURIFICAO DA GUA PARA USO NA HEMODILISE...... 4.2 CARACTERIZAO DOS EFLUENTES GERADOS.............................................. 5.1 ETAPA 1: AVALIAO GLOBAL DO HOSPITAL................................................. 5.1.2 Caracterizao do efluente...................................................................................... 5.2 ETAPA 2: DESCRIO DOS PROCESSOS SELECIONADOS............................... 107 108 111 113 114 115

5 METODOLOGIA........................................................................................................... 113 5.1.1 Diagnstico preliminar............................................................................................. 113 5.1.3 Clculo do indicador do consumo de gua............................................................. 114 5.2.1 Lavanderia................................................................................................................. 115 5.2.1.1 Clculo do consumo de gua na lavanderia........................................................... 5.2.2 Hemodilise............................................................................................................... 5.2.2.1 Clculo do consumo de gua na hemodilise......................................................... 117 118 118

5.2.1.2 Caracterizao dos efluentes gerados na lavanderia.............................................. 118

5.2.2.2 Caracterizao dos efluentes gerados na hemodilise............................................ 119 5.3 ETAPA 3: AVALIAO DO POTENCIAL DE REUSO DA GUA........................ 119 5.3.1 Fase 1: avaliao do potencial do reuso em cascata.............................................. 119 5.3.2 Fase 2: avaliao do potencial do reuso ps-tratamento....................................... 122 5.4 ETAPA 4: ESTUDO DA VIABILIDADE TCNICA E ECONMICA..................... 124 5.4.1 Clculo da rentabilidade.......................................................................................... 6.1 ETAPA 1: AVALIAO GLOBAL DO HOSPITAL................................................. 126 127 6 ESTUDO DE CASO: SANTA CASA DE MISERICRDIA DE ITAJUB............ 127

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6.1.1 Diagnstico preliminar do estabelecimento hospitalar......................................... 6.1.2 Caracterizao do efluente hospitalar.................................................................... 6.1.3 Indicadores do consumo de gua............................................................................ 6.2 ETAPA 2: DESCRIO DOS PROCESSOS SELECIONADOS...............................

127 134 136 137

6.2.1 Lavanderia................................................................................................................. 137 6.2.1.1 Clculo do consumo de gua pela lavanderia......................................................... 140 6.2.1.2 Caracterizao da gua utilizada na lavanderia.................................................... 6.2.1.3 Caracterizao dos efluentes da lavanderia........................................................... 6.2.2 Hemodilise............................................................................................................... 6.2.2.1 Clculo do consumo de gua da hemodilise......................................................... 6.2.2.2 Caracterizao do concentrado da hemodilise..................................................... 6.3.1 Fase 1: avaliao do potencial do reuso em cascata.............................................. 143 144 146 147 151 152

6.3 ETAPA 3: AVALIAO DO POTENCIAL DE REUSO DA GUA........................ 151 6.3.2 Fase 2: avaliao do potencial do reuso ps-tratamento....................................... 158 6.4 ETAPA 4: ESTUDO DA VIABILIDADE TCNICA E ECONMICA..................... 168 7 ANLISE DOS RESULTADOS................................................................................... 8.1 PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS........................................................... 171 176 8 CONCLUSO................................................................................................................. 174 REFERNCIAS................................................................................................................. 180 ANEXO A - Laudos das Anlises dos Efluentes................................................................. 188 ANEXO B - Fichas tcnicas dos produtos qumicos utilizados na lavagem da roupa........ ANEXO C - Diagrama esquemtico e fluxograma de blocos da ETE, propostos para o tratamento dos efluentes para posterior reuso..................................................................... 203 191

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1 INTRODUO

A definio de desenvolvimento sustentvel conforme a Comisso Mundial sobre o Meio Ambiente (1987), o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da gerao atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras geraes. Porm o grande aumento na demanda por gua, causado principalmente pelo crescimento e a concentrao populacional, e conseqentemente das atividades produtivas, somado degradao crescente dos corpos hdricos, criam um cenrio de escassez de recursos hdricos, cada vez mais comum em diversas regies. A gua, portanto, vem sendo explorada de uma forma inadequada. Perante essa realidade e buscando o desenvolvimento sustentvel, o consumo passa a ter que ser reformulado, e o reuso deve ser considerado. O reuso de gua vem atuar sob dois aspectos essenciais: um a diminuio da demanda que concomitantemente se d a diminuio dos custos relativos a este consumo e o outra o menor volume de efluentes gerados e conseqentemente, menos efluente descartado no meio ambiente. Desse modo, surge necessidade da diminuio do consumo de gua em todos os setores econmicos, dentre os quais est o setor tercirio. Dentre os segmentos que compe este setor destacam-se os hospitais, que apresentam uma peculiaridade adversa dos demais segmentos, pelo alto risco de contaminao por patognicos de suas guas residurias, bem como pela existncia de efluentes de difcil tratamento biolgico pela presena de antibiticos. Deloffre (1995) & Cclin (1999) mostram em seus trabalhos o significante consumo de gua pelos hospitais, os quais variam de 400 a 1200 l/leito/dia e, conseqentemente, o mesmo volume de efluentes gerados com microorganismos, metais pesados, compostos qumicos txicos e elementos radioativos. Alm disso, os hospitais da rede pblica apresentam dificuldade em administrar seus custos, sendo a gua um dos insumos que oneram muito suas receitas lquidas. As atividades hospitalares incluem entre outras, servios mdicos, vacinaes, exames mdicos para diagnsticos, exames de laboratrio, atividades estas que protegem a sade e salvam vidas. Porm, apesar do carter humanitrio, estas aes requerem a mobilizao de recursos naturais, ou seja, so aes com o objetivo de preservar a sade e a vida dos seres humanos, porm tambm geram poluio causando problemas aos seres

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humanos. A falta de estudos e conhecimento sobre a composio dos efluentes hospitalares faz com que as preocupaes aumentem. Neste cenrio, a problemtica dos efluentes e esgotos dos hospitais, se torna um fator importantssimo de estudos, pois destes originam substncias qumicas de difcil remoo pelas estaes convencionais de tratamento de gua, tais como, organoclorados (AOX) e resduos de medicamentos parcialmente metabolizados pelos seres humanos. Algumas substncias de origem hospitalar, mesmo aps ter passado pelo tratamento convencional de esgoto, tm suas concentraes inalteradas (KMMERER et al., 1998). Essa deficincia dos processos de tratamento de esgoto coloca em evidncia tambm a dificuldade na inibio e remoo de bactrias patognicas multiresistentes aos antibiticos provenientes dos hospitais. Ao contrrio disso, em muitos pases em desenvolvimento, como no Brasil, os esgotos e efluentes dos hospitais so freqentemente despejados diretamente nos cursos dgua sem qualquer tratamento anterior (EMMANUEL, 2003). Segundo Leprat (1998) e Emmanuel et al. (2005), a aplicao de ensaios de ecotoxicidade mostra que efluentes hospitalares apresentam uma toxicidade elevada. Gartiser et al. (1996) mostra que os resultados dos testes de mutao gentica indicam que os efluentes dos servios clnicos e dos laboratrios hospitalares apresentam tambm um carter genotxico. Estes resultados confirmam a existncia de substncias perigosas nos efluentes hospitalares. Os processos e atividades que apresentam elevada gerao de efluentes podem em determinadas situaes, indicar efluentes com baixas concentraes de contaminantes, alm do fato de resultar em um sistema mais simples e econmico devido economia de escala que se pode obter e assim, conseqentemente, justificar a prtica do reuso. To importante quanto identificao do efluente com potencial de reuso a identificao da atividade na qual o reuso poder ser aplicado, devendo haver uma relao direta entre a qualidade e quantidade do efluente disponvel, com a demanda e padres de qualidades exigidos para a aplicao identificada. Assim, optou-se por desenvolver um trabalho acadmico para a caracterizao de efluentes hospitalares e estudos da possibilidade de reuso para o hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub, sendo que as solues identificadas podero ser implantadas, desde que assegurem a sade pblica e que sejam economicamente viveis. Atravs de visitas tcnicas e contatos com a administrao do Hospital foi possvel fazer o diagnstico do

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sistema hdrico, atravs do qual foram identificadas as principais unidades consumidoras de gua, primeiro passo para definir a estratgia de abordagem deste tema. De antemo sabia-se que no vivel o reuso das guas negras de hospitais face aos baixos volumes e s caractersticas fsico-qumicas e biolgicas das mesmas. importante ressaltar que o trabalho de reuso deve vir acompanhado com o desenvolvimento de um trabalho de conservao de gua para o mesmo estabelecimento, para que se haja uma maximizao do uso da gua. Porm este trabalho focar apenas o reuso, j que Basaglia (2007) desenvolveu paralelamente um trabalho envolvendo um estudo de conservao de gua para o mesmo estabelecimento hospitalar.

1.1 RELEVNCIA DO TEMA ABORDADO

Os hospitais tm influncia em dois nveis sob os ecossistemas aquticos: Uma a importante demanda de gua potvel e a outra, conseqncia da primeira, que geram esgotos e efluentes poludos por microorganismos patognicos, elementos radioativos e substncias qumicas muitas delas com pouco grau de biodegradabilidade. Alm disso, a gua outrora era um insumo que no impactava a receita lquida dos hospitais, o mesmo no ocorrendo com a energia eltrica, que sempre foi objeto de otimizao. Contudo, com a elevao dos custos operacionais para tratamento da gua devido ao contnuo processo de degradao dos corpos dgua e, tambm, devido escassez deste recurso, passou a ser uma tendncia elevar a eficincia de seus usos e promover sua reutilizao. Portanto, entre algumas das opes est o reuso com o tratamento ou no da gua residuria, tornando-a prpria para usos especficos. notrio que o reuso traz como benefcio uma reduo na fatura de gua quando esta fornecida pela concessionria ou quando esta captada de poos tubulares profundos. O reuso ir demandar custos que entre eles, por exemplo, a energia eltrica utilizada nos processos de tratamento utilizados para adequar a gua aos usos selecionados. Na realidade, desconhece-se o nvel timo de reuso, face ao incremento de custos de investimento e de operao. Portanto, este estudo possibilitar definir as estratgias de reuso de guas servidas a partir da quantificao das vantagens econmicas auferidas.

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1.2 OBJETIVOS Cada hospital apresenta suas caractersticas particulares, tais como, seu porte quanto ao nmero de leitos e as atividades desenvolvidas. Atravs de estudos preliminares e conhecimentos tcnicos foi possvel identificar a lavanderia e a hemodilise como as melhores possibilidades para a aplicao do reuso.

1.2.1 Objetivo geral

Desenvolver uma metodologia de avaliao da viabilidade tcnico-econmica de reuso de efluentes gerados na lavanderia e na hemodilise para o reaproveitamento na prpria lavanderia, vis a vis o consumo de energia eltrica ou trmica. Tendo-se como estudo de caso o hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub. Como objetivo indireto fica um alerta quanto ao risco sade humana e aos impactos aos ecossistemas aquticos devido s caractersticas e a maneira inadequada de descarte dos efluentes hospitalares na rede coletora de esgoto urbano e no meio ambiente sem nenhum tratamento prvio.

1.2.2 Objetivos especficos

Apresentar tecnologias de tratamento aplicveis aos efluentes hospitalares; Comentar a legislao brasileira que regulamenta a prtica do reuso de guas servidas; Caracterizar os efluentes gerados na lavanderia e do permeado de descarte da hemodilise; Identificar a melhor tecnologia de tratamento de efluentes para o estudo de caso;

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Apresentar as melhores possibilidades de reuso de guas servidas na lavanderia utilizando-se os efluentes gerados na prpria lavanderia e no processo de tratamento de gua para a hemodilise.

1.3 METODOLOGIA

Para o desenvolvimento do presente trabalho foi necessrio a realizao de algumas etapas essenciais, sendo elas: reviso bibliogrfica, caracterizao qualitativa e quantitativa dos efluentes da lavanderia e hemodilise, conhecimento das tecnologias existentes para o tratamento de efluentes hospitalares e finalmente o estudo econmico das possibilidades de reuso. A reviso bibliogrfica teve como objetivo descrever qual o conhecimento atual existente sobre as caractersticas dos efluentes e esgotos hospitalares e quais tecnologias de tratamento aplicveis, bem como quais estudos existem sobre o reuso de guas servidas hospitalares. Consulta de regulamentaes sobre o reuso no pas e posteriormente um enfoque maior no estudo dos processos de lavagem de roupas e hemodilise, caractersticas dos efluentes gerados e tecnologias de tratamento aplicveis. A segunda etapa consiste no diagnstico hdrico de hospitais com a identificao dos setores responsveis pelo maior consumo de gua e escolhas de pontos estratgicos de coleta e anlises de amostras de efluentes. Esta etapa teve como objetivo a escolha dos setores com maior possibilidade de viabilidade econmica para a aplicao do reuso de guas servidas. O diagnstico hdrico foi feito atravs de visitas tcnicas com coletas de informaes e dados. A terceira etapa, influenciada pelos dados obtidos na segunda etapa, consistiu na caracterizao qualitativa e quantitativa dos efluentes provindos da lavanderia e hemodilise, com as anlises de amostras coletadas in loco. A quarta etapa teve como principal objetivo o estudo da possibilidade de reuso em cascata e posteriormente, caso ainda fosse necessrio, a escolha da tecnologia de tratamento de efluente mais adequada para a prtica do reuso do estudo em questo. Por fim, a ltima etapa, o estudo tcnico-econmico da possibilidade de reuso envolvendo os efluentes da lavanderia e da hemodilise.

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1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAO

No segundo captulo referente reviso bibliogrfica ser apresentado um panorama geral sobre a situao em que se encontra o descarte de efluentes e esgotos hospitalares em pases desenvolvidos e em desenvolvimento, assim como, dados existentes sobre as caractersticas fsico-qumicas, biolgicas e microbiolgicas destes. So apresentados alguns estudos sobre tecnologias de tratamento aplicveis a efluentes e esgotos hospitalares e alguns estudos sobre reuso em hospitais. Tambm so abordados quais os aspectos legais que envolvem o reuso de guas servidas, ressaltando-se o que existe de normas para hospitais, apesar da escassez de estudos de reuso neste segmento. Posteriormente, este trabalho foca no estudo qualitativo e quantitativo do funcionamento e da gerao de efluentes em dois setores, a lavanderia e a hemodilise, os quais esto entre os maiores consumidores de gua em um hospital. No terceiro captulo, referente metodologia, sero apresentadas as etapas para o estudo do reuso de gua em hospitais, descrevendo detalhadamente cada etapa necessria para a execuo deste processo. O quarto captulo enfoca o estudo de caso, onde aplicada a metodologia proposta para o estudo do reuso em hospitais aplicado ao Hospital Santa Casa de Misericrdia de Itajub. No quinto captulo so apresentadas as anlises dos resultados e ao final deste trabalho apresentada a concluso do estudo proposto juntamente com propostas para trabalhos futuros.

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2 REVISO BIBLIOGRFICA

Nos pases desenvolvidos os efluentes hospitalares, de uma forma geral, so descartados sem nenhum tratamento prvio, diretamente nos esgotos urbanos, onde se juntam com outros efluentes e finalmente vo para a estao de tratamento de esgoto (LEPRAT, 1998; CCLIN, 1999). Aps a ltima etapa do processo de tratamento de esgoto, o efluente purificado vai para um rio, um lago, um lenol fretico ou para o oceano e, como se sabe algumas vezes, a gua destes locais utilizada como gua potvel, conforme mostra a Figura 2.1. Porm, segundo Kummerer et al. (2001), as anlises dos poluentes de origem hospitalar contm certas substncias, particularmente os compostos organohalogenados e resduos de medicamentos, que deixam geralmente as Estaes de Tratamento de Esgoto (ETE) com baixa degradao. A Figura 2.1 ilustra a problemtica dos efluentes hospitalares.

8 Efluente de anlises laboratoriais e atividades de cuidados mdicos Drogas administradas pelos pacientes Resduos farmacuticos excretados (metabolizados e no metabolizados Sistema de coleta de esgoto hospitalar Sistema de coleta de esgoto urbano

Efluente hospitalar: Livre de organismos patognicos + livre de substncias perigosas

Estao de Tratamento de EsgotoPases em Desenvolvimento

guas superficiais

guas

gua Potvel

Estao de Tratamento de gua Figura 2.1- Ciclo dos efluentes hospitalares. Fonte: Adaptado de PAZ et al., 2006.

Em pases em desenvolvimento o mesmo processo ocorre, porm a diferena, conforme mostra a Figura 2.1, que o efluente na maioria das vezes descartado diretamente no meio ambiente sem nenhum tratamento prvio. Porm, Emmanuel (2005) comenta que diferentemente do que se pensava a problemtica com relao contaminao da gua potvel no to diferente nos pases desenvolvidos se comparados com os em desenvolvimento, j que os tradicionais processos de tratamento de esgotos e de gua no so eficientes na retirada de diversas substncias, como antibiticos, hormnios, etc. Segundo Fernandes et al. (2005) em seu estudo sobre efluentes originrios de servios de radiodiagnsticos, o cenrio atual no Brasil dos hospitais, clnicas e assemelhados mostra que, apesar dos esforos em investimentos para o aprimoramento de profissionais, processos e equipamentos, pouco tem sido feito para controlar o impacto ambiental causados por estes efluentes.

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Os hospitais fazem uso de muitas substncias qumicas, aps a sua utilizao estes compostos, como mostra Emmanuel (2005), que na Frana e em outros pases industrializados, estes so rejeitados geralmente na rede de saneamento do hospital, que conectado rede de saneamento urbana, portanto, os medicamentos parcialmente metabolizados, os desinfetantes, detergentes, solventes, ou outros compostos, so descartados como rejeitos para as ETEs comuns sem nenhum tratamento preliminar especfico. A capacidade de depurao das ETEs assegura a degradao das substncias orgnicas e provoca uma mudana do estado qumico das substncias minerais contidas nos efluentes lquidos hospitalares. Contudo, certas substncias escapam ao controle das ETEs e vo difundir-se no meio ambiente. Cruzando o limiar mximo de eficcia dos processos unitrios, o dbito e carga de poluente dos efluentes hospitalares provocam sobre as ETEs efeitos de saturao que se traduzem finalmente em despejo dos poluentes no meio ambiente. Teoricamente, o dbito dos efluentes (expresso em m3/s) e a sua carga superficial ou carga poluente por unidade de superfcie (expresso em m3/m2/s) esto entre os principais parmetros que entram no dimensionamento dos reatores que constituem as unidades de tratamento das ETEs. Para sistemas unitrios em operao, como os reatores de uma ETE, qualquer aumento da carga hidrulica e/ou cargas orgnicas e inorgnicas das rejeies lquidas pode provocar uma manifestao de um fenmeno de sobrecarga nos mecanismos de depurao, conforme mostra a Figura 2.2.

Efluente hospitalar + urbano

Excesso de poluentesNvel de depurao de uma ETE

Ponto mximo de eficcia

Nvel de atividade hospitalar

Figura 2.2: Capacidade de depurao de uma ETE. Fonte: Adaptado de EMMANUEL, 2005.

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Os compostos qumicos, particularmente os compostos organohalogenados, os resduos de medicamentos e os radioelementos, descartados pelas ETEs no meio natural podem, por conseguinte provocar a poluio destes provocando um desequilbrio ecolgico. Se as condies ambientais que permitem a degradao destas substncias no existirem, os poluentes hospitalares correm o risco de estar por muito tempo presentes no meio natural, o que poderia representar um risco a curto, mdio e longo prazo para as espcies vivas destes ecossistemas. A evoluo dos poluentes hospitalares nos ecossistemas aquticos foi objeto de vrios estudos cientficos. Os resultados destes estudos permitiram identificar que os efluentes hospitalares apresentam trs riscos potenciais para o homem e o ambiente: o risco microbiolgico ou infeccioso ligado existncia dos micro-organismos patognicos multiresistentes; o risco radioativo resultante da presena das rejeies que contm istopos radioativos; um risco qumico devido aos resduos de medicamentos e outras substncias qumicas (desinfetantes e derivados). Estes riscos so tratados de maneira isolada na literatura, sendo que, no existem estudos que tratam da avaliao global dos riscos sanitrios e ambientais deste tipo de efluentes. Qualquer que seja o nvel de desenvolvimento econmico de um pas, o perigo representado pelos efluentes hospitalares para a sade humana continua a ser o mesmo. (EMMANUEL, 2005). Segundo Noronha (2002a), em Portugal notria a falta de conhecimento da composio dos efluentes rejeitados diariamente nas diversas atividades das Unidades Prestadoras de Cuidados de Sade (UPCS) sendo, pblicas e privadas continuam na sua maioria, a lanar suas guas residuais nos sistemas municipais de tratamento ou diretamente nos cursos dgua, no tendo em conta a eventual existncia da poluio biolgica e qumica. Noronha (2002a) mostra a urgncia em proceder caracterizao das guas residuais das UPCS, de maneira a permitir um conhecimento exato da situao destes em Portugal. Por meio de levantamentos bibliogrficos de obras disponveis e conhecimento na prtica dos efluentes gerados pelas UPCs foi considerado como prioritria a questo da poluio qumica dos efluentes hospitalares que contrariamente ao que se poderia supor o grande problema no a poluio biolgica, mas antes a poluio por metais pesados e outros poluentes qumicos. A principal funo de um hospital fornecer cuidados sade da populao de uma comunidade. Alguns hospitais alm de prestar cuidados e servios comunidade possuem

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outras atividades. Os Hospitais Universitrios, por exemplo, utilizam os laboratrios para ensino e pesquisas. Na ausncia de consideraes especficas sobre o tipo de servio oferecido, o EPA (1989a) considera que as atividades so quase idnticas a todos os hospitais. A especialidade do Hospital ligada aos tipos doenas que tratam, as diferentes patologias so repartidas em setores, assim pode-se encontrar num mesmo hospital tais especialidades: tratamento de doenas tropicais e infecciosas (tuberculose, malria, clera, etc.), psiquiatria, pediatria, obstetrcia, ginecologia, gastroenterologia, etc. Os hospitais so obrigados dispor de equipamentos bsicos que permitem aos doentes assim como aos funcionrios e aos visitantes de satisfazer as suas necessidades fisiolgicas. Destas facilidades, pode-se citar nomeadamente: as salas de consultas, as salas de hospitalizao, os bares, os lavabos, lavanderias, as salas de descansos, os laboratrios, as unidades de aquecimento e ar condicionado, etc. O conjunto destes equipamentos e as diferentes atividades do hospital necessitam de um abastecimento de gua potvel adequado e geram guas residuais, emisses gasosas e resduos slidos. Das correntes de efluentes gerados em um hospital pode-se dizer que algumas delas so provenientes de rejeies dos laboratrios, das salas de operao, dos servios de radiologia, de lanchonetes e das mesmas atividades as quais geram o esgoto domstico etc. (EPA, 1989). Estas diferentes fontes do finalmente a caracterstica hbrida aos efluentes hospitalares, ao mesmo tempo domsticas, industriais e muito especficas referentes s atividades de cuidados e de investigaes mdicas (EMMANUEL, 2003). Na cidade de Buenos Aires, os hospitais lanam seus resduos lquidos sem tratamento na rede coletora de esgotos, tendo como destino final muitas vezes, sem nenhum tratamento, o rio de La Plata, principal fonte de abastecimento de gua para uma populao de 10 milhes de habitantes (PAZ et al.; 2006). Em hospitais uma larga variedade de substncias usada com o intuito de diagnsticos e pesquisas. Aps o uso destes medicamentos, todos esses agentes, desinfetantes, excrementos, materiais no metabolizados pelos pacientes so descartados juntamente com os efluentes. Essa forma de eliminao poder gerar altos riscos a organismos aquticos (EMMANUEL et al., 2005). As drogas antiepilticos (carbamazepine) e antiinflamatrios (diclofenaco) so freqentemente encontradas como resduos em ambientes aquticos e tambm em amostras de solo e guas potveis. Ambos os componentes ocorrem em efluentes de Hospitais Militares e

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redes de esgoto de casas e hospitais, vindos de bombeio pelas redes de esgoto e descarregados nas redes de esgotos municipais. Herberer e Feldmann (2005) confirmaram que de 63 a 102% de carbamazepine e 35% de diclofenaco presentes em ambientes aquticos provem de efluentes hospitalares. No total 2 quilos de carbamazepine por semana (105 kg/ano) e 4,4kg de diclofenaco por semana (226 kg/ano) foi descarregado nas guas de Berlim, sendo que a regio consta com aproximadamente 12.000 leitos hospitalares. Foram feitos comparaes nos afluentes e efluentes de uma planta de tratamento de esgoto municipal em Berlim e constatou-se baixo rendimento na remoo de diclofenaco, menos de 15 % e taxa de remoo de 8% para a carbamazepine.

2.1 CARACTERIZAO DE ESGOTO E EFLUENTE HOSPITALAR

O objetivo deste item no definir a exata caracterizao de efluentes hospitalares, mesmo porque isto depende de quais atividades e em quais intensidades so realizadas pelos hospitais e tambm no momento da coleta de amostras, mas sim apresentar atravs de alguns estudos j existentes uma caracterizao geral dos efluentes, bem como, a identificao dos poluentes mais comumente encontrados e que apresentam maiores dificuldades de remoo tanto pelas ETEs como pelas ETAs convencionais e que causam maiores impactos ao meio ambiente apresentando assim um maior risco direto ou indireto sade humana. A Associao Americana de Hospitais (AHA, 1986) considera que o nmero de leitos ativos de um hospital um indicador que permite avaliar qualitativamente e quantitativamente os resduos slidos, as emisses gasosas e o descarte de efluentes lquidos de um hospital. Sob a base desta hiptese, classificou os hospitais em oito grupos, a Tabela 2.1 fornece esta classificao.

13 Tabela 2.1 Classificao dos hospitais por nmero de leitos ativos.

Classe 1 2 3 4 5 6 7 8

Nmero de leitos ativos 6 24 25 49 50 99 100 199 200 299 300 399 400 499 500 ou maisFonte AHA, 1986.

No Brasil, em conceitos mais recentes, a classificao de hospitais por porte (acima de 20 leitos), segundo a portaria n 1.101, de 12 de junho de 2002, deve levar em considerao o nmero de leitos, leitos de UTI, tipos de leitos de UTI, procedimentos de alta complexidade que realiza, se possui atendimento de urgncia/emergncia, atendimento gestante de alto risco e quantidades de leito cirrgico como itens mnimos de avaliao. Os hospitais consomem um importante volume de gua por dia. O consumo mnimo domstico de 100 l/pessoa/dia (GADELLE, 1995), para hospitais estes valores no geral variam entre 400 a 1.200 l/leito/dia (DELOFFRE, 1995; LEPRAT, 1998). Nos E.U.A., o consumo de um modo geral de 968 l/leito/dia (EPA, 1989). Na Frana, o consumo aproximado em um hospital universitrio est estimado em 750 l/leito/dia (LEPRAT, 1998). Em pases em desenvolvimento, o consumo ao redor de 500 l/leito/dia. Este significante volume de gua consumido representa um significante volume de efluente gerado composto de microorganismos, metais pesados, compostos qumicos txicos, e elementos radioativos (KMMERER, 2001). Segundo estudo feito por Dichtl (2004), a demanda de gua de um hospital com 400 leitos varia entre 45.000 80.000 m3/ano. Sendo que o consumo de um hospital de porte mdio (excluindo a lavanderia e pesquisas laboratoriais) est entre 300 400 l/leito/dia, sendo que de 50 a 60% do total de gua demandada referente s internaes (excluindo a lavanderia).

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Os efluentes hospitalares geralmente so considerados pelos gestores como similares aos efluentes domsticos. Conforme a EPA (1989) a qual enfatiza as guas usadas que provm dos hospitais so essencialmente domsticas e pode ser caracterizada pela concentrao dos parmetros globais nos seguintes limites: DBO: 50 400 mg/l DQO: 150 800 mg/l COT: SST: 50 300 mg/l 60 200 mg/l

Ainda segundo o EPA (1989), poluentes como metais, istopos radioativos e outras substncias qumicas so introduzidos na rede de saneamento dos hospitais, porm os hospitais utilizam e rejeitam um volume importante de gua, os poluentes identificados diluem-se e ficam em concentraes freqentemente similares aos dos efluentes domsticos. Segundo Emmanuel et al. (2005), embora os esgotos e efluentes apresentem uma considervel diluio de cargas orgnicas e inorgnicas, no se pode dizer que este isento de riscos. Os efluentes lquidos no tratados e os tratados gerados em servios de sade representam um perigo potencial pela veiculao de substncias qumicas com efeitos txicos e genotxicos sobre os organismos presentes nos ecossistemas aquticos. Estes lquidos apresentam grande variao em sua constituio qumica, pois podem conter compostos qumicos como metais pesados (Pb, Hg e Cr), antibiticos no biodegradveis, entre outros. Os trabalhos realizados pela Sociedade Francesa de Higiene Hospitalar (SFHH) em 1991, citado por Emmanuel (2003) destacaram a toxicidade elevada dos efluentes hospitalares, confirmado por um estudo sobre trs hospitais da regio Rhne-Alpes. Foi feito um estudo por Emmanuel et al. (2005), sobre a caracterizao do efluente de um hospital em uma cidade no sudeste da Frana, com 750 leitos aproximadamente e um consumo de gua estimado de 750 m3/dia, sendo que os efluentes dos diversos departamentos so descarregados sem pr-tratamento num sistema de coleta de esgoto. Os resultados deste estudo apresentados na Tabela 2.2 mostram que diferentemente do que se diz os efluentes hospitalares no possuam caractersticas fsico-qumicas similares aos de um efluente essencialmente domstico caracterizado segundo o EPA (1998), sendo uma exceo a concentrao dos slidos suspensos totais (SST), que variou entre 155 e 298 mg/l. Estes valores encontrados no efluente hospitalar tambm so maiores do que os valores propostos por Metcalf & Eddy (2003) para um efluente domstico.

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Tabela 2.2 - Caractersticas de um efluente domstico e de um efluente hospitalar.

DBO5 Mn. (mg/l) Caractersticas de um efluente domstico1 Caractersticas do efluente de um Hospital na Frana2 Max. (mg/l)

DQO Mn. (mg/l) Max. (mg/l)

SST Mn. (mg/l) Max. (mg/l)

COT Mn. (mg/l) Max. (mg/l)

50

400

150

800

60

200

50

300

200

1559

362

2664

155

298

160

3095

Fonte: EPA, 1998; EMMANUEL et al., 2005.

2.1.1 Caracterizao Fsico-Qumica

A coleta das amostras de gua destinada caracterizao analtica uma operao delicada qual maior cuidado se deve ter. A amostra deve ser homognea, representativa e obtida sem alterar as caractersticas fsico-qumicas da gua (gases dissolvidos, matrias em suspenso, etc.). Para a identificao das concentraes dos medicamentos e dos detergentes recorre-se s tcnicas de espectrofotometria de massa e cromatografia de adsoro atmica. Na viso de Emmanuel et al. (2005), freqente encontrar: molculas de medicamentos farmacuticos metabolizados e excretados no metabolizados; compostos organohalogenados; como os orgnicos halogenados adsorvveis no carvo ativado, radiostopos, etc. Segue na tabela 2.3 alguns parmetros analisados por Emmanuel et al. (2005), para um hospital de 144 leitos na Frana, onde, concentraes significantes em DQO e DBO5 foram encontradas.

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Tabela 2.3 - Caracterizao fsico-qumica e microbiolgica de um efluente do Departamento de Infeces de Doenas Tropicais na Frana.

Concentraes Parmetros Unidades mais altas 2001 pH Cloretos AOX SST DBO5 DQO COT Arsnio Cdmio Crmio Cobre Chumbo Mercrio Nquel Zinco Coliformes U mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l NMP/100 8,8 359 1,24 298 1559 2516 350 ND ND ND ND ND