UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
DANIEL NOSÉ
APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E
REÚSO DE ÁGUAS CINZAS EM CONDOMÍNIOS
RESIDENCIAIS
SÃO PAULO
2008
ii
DANIEL NOSÉ
APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E
REÚSO DE ÁGUAS CINZAS EM CONDOMÍNIOS
RESIDENCIAIS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Prof. Dr. José Carlos de Melo Bernardino
SÃO PAULO
2008
iii
DANIEL NOSÉ
APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E
REÚSO DE ÁGUAS CINZAS EM CONDOMÍNIOS
RESIDENCIAIS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2008.
______________________________________________
Prof. Dr. José Carlos de Melo Bernardino
______________________________________________
Nome do professor(a) da banca
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
iv
Dedico esse trabalho aos meus pais que como muito esforço e dedicação sempre
me incentivaram a estudar, ao meu irmão que sempre esteve do meu lado em todos
os momentos e a minha namorada que nesses últimos anos se esforçou e se
dedicou para que eu conseguisse obter o titulo de engenheiro civil.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao meu orientador Prof. Dr. José Carlos de Melo Bernardino por todos
esses meses em que demonstrou muita dedicação, empenho e competência no
auxilio desse trabalho.
vi
RESUMO
Este trabalho aborda o aproveitamento de águas pluviais e reúso de água cinzas. O
aumento da população, o consumo excessivo e mau uso da água ocasionaram
extensos problemas de escassez de água, torna-se necessária a busca de novas
alternativas de abastecimento de água que venham a suprir as demandas atuais e
futuras de consumo. Essas fontes alternativas podem ser por meio de
aproveitamento de água de chuva para atividades como lavagem de pisos e rega de
jardim, assim como o reúso de águas cinzas que para uso residencial, que
normalmente é utilizado em descargas sanitárias. Estes sistemas visam a
minimização do consumo de água tratada, tendo uma conscientização e
engajamento da população, proporcionando um consumo racional e eficiente, com
controle de perdas e desperdícios. O estudo de caso de um condomínio residencial
demonstra estes sistemas e respectivas técnicas, estima o potencial econômico e
tempo de retorno do investimento, viabilizando o empreendimento e demonstrando
suas vantagens.
Palavras Chave: Reúso, Águas cinzas, Águas Pluviais.
vii
ABSTRACT
This work deal the use of rainwater and reuse of gray water. The increase of
population, the excessive comsuption and bad use of water brings extensive
problems of shortage of water and became necessary the search of new alternatives
for supplying water that supply the c urrent and future demands of comsuption. This
alternative sources can be by the use of the rain water to activities like floor wash and
to water the garden, like the re use of gray water that for the residential use, usually
is used in toilet flush. This systems aims to minimize the comsuption of treat water
having an awareness and an engagement of the population, proposing a rational and
efficient comsuption with control of lost and wastes the case study of a residential
condominium demonstrate this systems and respective techniques, estimating the
economic potential and time of the return on investment, making possible the
comercial undertaking and shows the benefits.
Key Words: Reuse, Gray Water, Rain Water.
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1 – Precipitação média mensal (mm) em São Paulo no período 1961-1990
(Geólogo, 2008) ................................................................................................. 11
Figura 5.2 – Regiões áridas e semi-áridas do globo, (Gnadlinger, 2000). ............... 17
Figura 5.3 – Chultuns, cisternas em encostas com capacidade para 20 a 45 mil litros,
(Gnadlinger, 2000). ............................................................................................ 18
Figura 5.4 – Pátio utilizado como área de captação de água da chuva utilizada para
irrigação, na China, (GNADLINGER, 2000). ...................................................... 21
Figura
5.5
–
Represa
para
armazenar
água
de
escoamento
superficial
(GNADLINGER, 2000). ...................................................................................... 21
Figura 5.6 – Detalhes do sistema de captação de água de chuva para uso
residencial, (3PTechnik, 2007). .......................................................................... 22
Figura 5.7 – Reservatório de 1.500 m³ que armazena água de chuva juntamente com
a água de refrigeração para reúso, (MESQUITA, 2003). ................................... 24
Figura 5.8 – Ábaco para dimensionamento de estruturas de coleta e armazenamento
de água de chuva para um consumo diário de 20 L, para um período de
estiagem de 26 dias (YURI, 2003). .................................................................... 27
Figura 5.9 – Hidrograma afluente ao reservatório (UEHARA, 2002). ........................ 29
Figura 5.10 – Diagrama de Massas (UEHARA, 2002). ............................................. 29
Figura 5.11 – Elementos do diagrama de massas (UEHARA, 2002). ....................... 30
Figura 5.12 – Filtro FV1, (3Ptéchnik, 2008). .............................................................. 37
Figura 5.13 – Filtro FV1, (3Ptéchnik, 2008). .............................................................. 38
Figura 5.14 – Esquema básico do sistema de distribuição de água potável e pluvial
(Téchne, 2008). .................................................................................................. 39
Figura 5.15 – Esquema básico do sistema de Osmose Reversa (OKTE , 2008). ..... 43
Figura 5.16 – Tanque de flotação por ar dissolvido (OKTE, 2008)............................ 44
Figura 5.17 – configuração básica de um projeto para a utilização de água cinza
(Téchne, 2008). .................................................................................................. 45
Figura 5.18 – Tratamento do efluente secundário por Zona de Raízes (KAICK, 2002).
........................................................................................................................... 53
Figura 5.19 – Sistema de filtração (MIELI, 2001). ..................................................... 57
Figura 5.20 – Filtro lento de areia (SOUSA, 2001). ................................................... 58
ix
Figura 6.1 – Fachada principal do Condomínio – vista dos blocos A e B. ................. 61
Figura 6.2 – Consumo diário per capita (litros/hab/dia) para os três blocos. ............. 66
Figura 6.3 – Resultados de dimensionamento de reservatório obtidos para os blocos
A, B e C utilizando-se o Programa Netuno......................................................... 74
Figura 6.4 – Resultados de dimensionamento de reservatório obtidos para os blocos
A, B e C utilizando-se o Programa Netuno......................................................... 80
Figura 7.1 – Diagrama de massas gerados com precipitações de chuva no período
de 1971 a 2004. ................................................................................................. 91
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 - Distribuição % da massa de água no planeta. ................................... 7
Tabela 5.2 - Característica da disponibilidade hídrica nas grandes bacias
brasileiras (adaptado de ANEEL, 1997). ........................................................... 9
Tabela 5.3 – Consumo per capita de água e suas variações............................... 12
Tabela 5.4 – Relação entre tamanho populacional e o consumo da água no
Japão. ................................................................................................................ 13
Tabela 5.5 – Consumo médio de água em cada região do Brasil, em 2003. ...... 14
Tabela 5.6 - Percentual de contribuição dos diversos usos da água potável em
alguns países. .................................................................................................. 15
Tabela 5.7 – Dimensionamento do filtro e reserva em função da área de
telhado. ............................................................................................................. 26
Tabela 5.8 - Valores do coeficiente C com base em superfícies ......................... 28
Tabela 5.9 - Caracterização da qualidade da água de chuva reservada. ............ 34
Tabela 5.10 - Dados de qualidade de águas pluviais coletadas em diferentes
superfícies. ....................................................................................................... 35
Tabela 5.11 - Tratamento necessário para diferentes usos de água .................. 36
Tabela 5.12 - Casos de sucesso em reúso de águas cinzas ............................... 47
Tabela 5.13 – Principais macrófitas emergentes usadas em tratamento de
águas residuárias por raízes (Zona de Raízes). ............................................ 52
Tabela 5.14 – Critérios para construção de tratamento de esgoto por raízes
(Zona de Raízes). .............................................................................................. 53
Tabela 5.15 – Mecanismos predominantes na remoção de poluentes na Zona
de Raízes........................................................................................................... 54
Tabela 5.16 – Características físicas e operacionais do Filtro Lento de Areia. . 58
Tabela 6.1 – Valores médios de freqüência diária e tempo de uso dos
dispositivos do banheiro para os blocos A, B, C e para o Condomínio. .... 63
Tabela 6.2 – Dados de consumo dos aparelhos em atividades de uso coletivo
para os blocos A, B e C, e para todo o Condomínio. .................................... 64
Tabela 6.3 – Consumo de água, por bloco, obtidos através das faturas emitidas
pela CASAN. ..................................................................................................... 65
xi
Tabela 6.4 – Valores médios de consumo diário per capita (em litros/hab/dia)
para cada mês de referência ........................................................................... 66
Tabela 6.5 – Consumo de água nos dispositivos que demandam atividades
individuais. ....................................................................................................... 67
Tabela 6.6 – Médias dos consumos de água nos dispositivos que demandam
atividades coletivas. ........................................................................................ 68
Tabela 6.7 – Estimativas de usos finais para cada morador segundo dados
fornecidos pelos moradores. .......................................................................... 69
Tabela 6.8 – Estimativas de usos finais, em porcentagem, para os blocos A, B e
C e para todo o Condomínio. .......................................................................... 70
Tabela 6.9 – Comparação entre os consumos real e estimado........................... 70
Tabela 6.10 – Dados de entrada, separados por bloco, necessários para a
utilização do Programa Netuno. ..................................................................... 72
Tabela 6.11 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento dos
reservatórios superiores de cada bloco. ....................................................... 75
Tabela 6.12 – Resumo das soluções adotadas para reservatórios inferior e
superior de água de chuva em cada bloco. ................................................... 75
Tabela 6.13 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento dos
reservatórios de água de reúso. ..................................................................... 77
Tabela 6.14 – Resumo das soluções adotadas para reservatórios inferior e
superior de água de reúso em cada bloco..................................................... 78
Tabela 6.15 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento dos
reservatórios, considerando o uso de água de chuva e reúso de águas
cinzas. ............................................................................................................... 79
Tabela 6.16 – Resumo das soluções adotadas para os reservatórios inferior e
superior de cada bloco. ................................................................................... 80
Tabela 7.1 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial. ..................................................................... 86
Tabela 7.2 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de reúso de
águas cinzas. .................................................................................................... 86
Tabela 7.3 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial em conjunto com um sistema de reúso de
águas cinzas. .................................................................................................... 86
xii
Tabela 7.4 – Tabela tarifária utilizada pela CASAN para edificações
residenciais. ..................................................................................................... 87
Tabela 7.5 – Tempo de retorno para investimento em um sistema de captação
de água pluvial. ................................................................................................ 88
Tabela 7.6 – Tempo de retorno para investimento em um sistema de reúso de
águas cinzas. .................................................................................................... 88
Tabela 7.7 – Tempo de retorno para investimento em um sistema que utiliza
simultaneamente captação de água pluvial e reúso de águas cinzas......... 88
Tabela 7.8 – Número de dias consecutivos sem chuva para diferentes tempos
de retorno (TR). ................................................................................................ 89
Tabela 7.9 – Demonstrativo de possíveis volumes de reservatórios com suas
respectivas eficiências. ................................................................................... 92
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
a.C.
Antes de Cristo
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANA
Agência Nacional de Águas
Atl.
Atlântico
Ca
Cálcio
CASAN
Companhia Catarinense de Águas e Saneamento
Cd
Cádmio
CE
Ceará
CEFET/PR
Centro Federal de Tecnologia do Paraná
CELESC
Centrais Elétricas de Santa Catarina
CIESP
Centro das Industrias do Estão de São Paulo
CIRRA
Centro Internacional de Referencia em Reúso de Água
Cu
Cobre
CV
Cavalo Vapor
DBO5
Demanda Bioquímica de Oxigênio
DF
Distrito Federal
DQO
Demanda Química de Oxigênio
Fe
Ferro
FIESP
Federação das Industrias do Estado de São Paulo
HAB.
Habitantes
MG
Minas Gerais
Mg
Magnésio
Mg
Magnésio
Mn
Manganês
Na
Sódio
xiv
NBR
Norma Brasileira
NH3
Amônia
NMP
Número Mais Provável
NO2
Óxido Nítrico
NO3
Trióxido Nítrico
NTK
Nitrogênio Total
NTU
Unidade Nefelométrica de Turbidez
OD
Oxigênio Dissolvido
OMS
Organização Mundial de Saúde
OPAS
Organização Pan-Americana de Saúde
PA
Pará
Pb
Chumbo
pH
Potencial Hidrogeniônico
PNRH
Política Nacional de Recursos Hídricos
PVC
Poli Cloreto de Vinila
RJ
Rio de Janeiro
S. Francisco
São Francisco
SABESP
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SC
Santa Catarina
SDT
Sólidos Dissolvidos Totais
SDT
Sólidos Totais Voláteis
SDV
Sólido Dissolvido Voláteis
Séc.
Século
SNGRH
Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos
SNIS
Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento
SO2
Dióxido de Enxofre
SS
Sólidos Sedimentáveis
xv
SSV
Sólidos Suspensos Voláteis
ST
Sólidos Totais
TR
Tempo de Retorno
USP
Universidade de São Paulo
UV
Ultra Violeta
Vt 10
Volume Total para Tempo de Retorno de 10 Anos
Vt 5
Volume Total para Tempo de Retorno de 5 Anos
xvi
SUMÁRIO
p.
1.
INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1
2.
OBJETIVOS ......................................................................................................... 3
2.1
Objetivo Geral ............................................................................................................. 3
2.2
Objetivo Específico ................................................................................................... 3
3.
MÉTODO DE TRABALHO .................................................................................. 4
4
JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 5
5
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................ 6
5.1
Disponibilidade Hídrica ............................................................................................ 6
5.1.1
No Mundo .............................................................................................................. 6
5.1.2
No Brasil ................................................................................................................ 8
5.2
Demanda Hídrica ..................................................................................................... 11
5.3
Aproveitamento de Água de chuva .................................................................... 15
5.3.1
História do Aproveitamento de Água da Chuva ............................................ 16
5.3.2
Técnicas de Aproveitamento de Água ........................................................... 19
5.3.3
Aproveitamento de Água da Chuva Atualmente........................................... 22
5.3.4
Técnicas de Dimensionamento do Sistema de Aproveitamento de Águas
Pluviais 25
5.3.5
Qualidade da Água ............................................................................................ 33
5.3.6
Tratamento Água Coletada .............................................................................. 36
5.3.7
Instalações Hidro-sanitárias ............................................................................. 39
5.4
Reúso de Águas Cinzas ......................................................................................... 40
5.4.1
Caracterização ................................................................................................... 40
5.4.2
Técnicas de Reúso de Águas Cinzas............................................................. 42
5.4.3
Reúso de Águas Cinzas Atualmente .............................................................. 46
xvii
5.4.4
Técnicas de Dimensionamento do Sistema de Reúso de Águas Cinzas. 48
5.4.5
Qualidade da Águas Cinzas............................................................................. 49
5.4.6
Tratamento .......................................................................................................... 50
6
ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 60
6.1
Condomínio Residencial Santa Martha ............................................................. 60
6.1.1
Introdução ........................................................................................................... 60
6.1.2
Objeto do Estudo ............................................................................................... 61
6.1.3
Levantamento de Dados................................................................................... 62
6.1.4
Estimativa do consumo de água nos dispositivos e dos usos finais ......... 67
6.1.5
Estimativas de Usos Finais .............................................................................. 70
6.1.6
Estimativa do Volume do Reservatório de Água de Chuva ........................ 71
6.1.7
Estimativa do Volume do Reservatório de Água de Reúso ........................ 76
6.1.8
Estimativas dos Volumes dos Reservatórios Considerando Utilização
Simultânea dos dois Sistemas. ....................................................................................... 78
7
8
ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 82
7.1.1
Análise Econômica ............................................................................................ 82
7.1.2
Análise de Dimensionamento .......................................................................... 89
CONCLUSÕES .................................................................................................. 95
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 96
ANEXO A ................................................................................................................ 101
ANEXO B ................................................................................................................ 103
ANEXO C ................................................................................................................ 105
ANEXO D ................................................................................................................ 107
ANEXO E ................................................................................................................ 109
xviii
ANEXO F ................................................................................................................ 111
ANEXO G ................................................................................................................ 113
1. INTRODUÇÃO
A maior parte do Planeta Terra é constituída de água, mas somente uma pequena
porcentagem desta água está disponível para ser utilizada pelo homem. Os oceanos
e mares constituem 96,5% da água existente na Terra, cobrindo 71% de sua
superfície. Além disso, há água acumulada nas calotas polares, no pico das
montanhas, no vapor atmosférico, e em profundidades não acessíveis, que não são
aproveitáveis.
MAIDMENT (1993), mostra que a massa de água na Terra é de aproximadamente
265.400 trilhões de toneladas. Dessa quantidade, apenas 0,5% de água doce
encontra-se explorável do ponto de vista econômico e tecnológico. Do volume total
de água, somente 0,003% encontra-se de forma a ser utilizada diretamente, uma vez
que a outra parcela de água doce está situada em locais de difícil acesso ou já muito
poluída.
Em termos globais, a quantidade de água disponível é superior ao total consumido
pela população. No entanto, a distribuição deste recurso é desigual nas diversas
regiões do planeta e em geral não é diretamente proporcional às necessidades
(ARAÚJO, 1988).
Em muitas regiões do mundo o problema da falta de água para consumo se agrava
no verão, principalmente nas cidades litorâneas, onde o aumento da população
neste período faz com que seja necessário o racionamento. A solução para este
problema tem sido o investimento em novos mananciais, muitas vezes distantes e de
pior qualidade. No entanto isto implica em custos elevados para bombeamento e
tratamento.
O problema de escassez de água não é exclusividade das regiões áridas e semiáridas. Em muitos locais, onde há recursos hídricos em abundância, o consumo
excessivo e mau uso da água faz com que seja necessário a restrição ao consumo.
Isto afeta o desenvolvimento econômico da região e a qualidade de vida da
população.
2
Uma das soluções para este problema é a substituição de parte da água potável
utilizada em uma residência por água de qualidade inferior destinadas a fins menos
nobres, tais como lavagens de pisos, calçadas, garagens, carros, descargas de
banheiros, regas de jardins, entre outros, reduzindo assim a demanda sobre os
mananciais. Para tanto, o aproveitamento da água de chuva e o reúso de água
cinzas são alternativas que podem ser aplicadas.
A água de chuva é um recurso hídrico acessível a toda população, independente
das condições econômicas e sociais, e ainda é uma fonte de água doce que ainda
não é passível de ser cobrada pelo seu uso. Já a gestão sustentável da reutilização
de água, gera a economia, diminui a demanda sobre os mananciais subterrâneos e
superficiais para abastecimento e ainda reduz a emissão de efluentes líquidos.
As águas cinzas são aquelas provenientes do chuveiro, banheira, lavatório de
banheiro e máquina de lavar roupas. Estas águas são ricas em sabões, sólidos
suspensos e matéria orgânica e podem possuir pequenas quantidades de bactérias.
O reúso de águas cinzas em edificações é perfeitamente possível, desde que seja
projetado para este fim, respeitando todas as diretrizes a serem analisadas, ou seja,
evitar que a água reutilizada seja misturada com a água tratada e não permitir o uso
da água reutilizada para consumo direto, preparação de alimentos e higiene pessoal.
Porém, a qualidade necessária para atender aos usos previstos deve ser
rigorosamente avaliada, para a garantia da segurança sanitária.
O presente trabalho irá apresentar algumas das técnicas e processos utilizados para
implantação dos sistemas que promovem uma economia no consumo de água
tratada através do aproveitamento de água de chuva e de reúso de águas cinzas.
Quando se fala em uso racional e economia de água, alguns pontos merecem
importância, como: estimativas de uso final, precipitação atmosférica área de telhado
e reúso de água. A partir destes fatores pode-se determinar o potencial de economia
de água tratada através da utilização dos sistemas individuais ou simultâneos.
3
2. OBJETIVOS
O trabalho em questão visa estudar o sistema de captação de águas de chuva e o
reúso de águas cinzas em condomínios residenciais, como uma alternativa para
redução do consumo de água tratada.
2.1 Objetivo Geral
Este trabalho contemplará a análise de um sistema local, visando a redução do
consumo de água tratada, analisando os benefícios pontuais e principalmente
econômicos, decorrentes do uso adequado das águas de abastecimento e dos
recursos hídricos disponíveis.
2.2 Objetivo Específico
O trabalho tem como objetivo analisar um sistema de aproveitamento de águas
pluviais e reúso de águas cinzas em condomínios residenciais, visando a
minimização do consumo de água tratada, por meio de um consumo racional e
eficiente, com controle de perdas, desperdícios e o seu reaproveitamento. Além
disso, o trabalho visa a verificação do custo-benefício e a viabilidade de implantação
de um sistema como este.
4
3. MÉTODO DE TRABALHO
O trabalho foi desenvolvido através de pesquisas bibliográficas em livros, artigos
técnicos, sites na Internet, apostilas técnicas, reportagens, entrevistas com
profissionais e consultas em acervos técnicos.
Diversas visitas foram realizadas ao CIRRA (Centro Internacional de referencia em
reúso de água) para coleta das informações sobre estudos que estão sendo
desenvolvidos e a atual tecnologia aplicada no aproveitamento de águas pluviais e
reúso de águas cinzas.
Além disso, o estudo de caso realizado é relativo a um condomínio residencial para
verificação dos resultados práticos obtidos em decorrência da aplicação deste
sistema.
5
4 JUSTIFICATIVA
O trabalho apresentado tem sua importância na medida em que apresenta uma
alternativa para melhor aproveitamento dos recursos hídricos, contribuindo com a
preservação e o uso racional dos recursos naturais disponíveis.
A água é indispensável para o ser humano e para toda a vida no planeta. Na
natureza tudo se transforma, inclusive a água por meio do ciclo hidrológico, que é
capaz de purificar a água através de um processo lento. Por isso há necessidade de
sua utilização com controle e racionalidade.
Atualmente as questões do uso racional da água tomaram proporções amplas, já
que há uma expectativa de falta de água global em função do aumento na demanda
e contaminação dos mananciais. A sociedade deverá rever a prática do uso deste
recurso, o gerenciamento e a sustentabilidade dos recursos naturais.
Uma das alternativas para otimizar a utilização da água tratada é o aproveitamento
de águas pluviais e de reúso de águas cinzas para fins não potáveis em
residenciais.
As águas das chuvas são uma fonte de água doce que pode ter seu uso destinado a
rega de jardins, lavagem de carros, calçadas, descargas nos vasos sanitários,
resfriamento evaporativo, entre outros usos que não requerem grau de tratamento
elevado.
As águas cinzas também podem ser utilizadas para outros usos menos nobres,
como, por exemplo, em vasos sanitários. Mas para tal utilização há necessidade de
conscientização da população, pois hoje ainda existe uma resistência nesta
utilização.
6
5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
5.1 Disponibilidade Hídrica
Devido a grande quantidade de água, a Terra poderia ser chamada de planeta-água
com uma ocupação de 71% da superfície do planeta, além do potencial hídrico
subterrâneo que é 100 vezes maior que o potencial das águas superficiais. Desse
total, apenas 0,63% é água doce, e grande parte dela é imprópria para consumo,
sendo que a água subterrânea é a que se apresenta da forma mais pura e
representa uma reserva permanente. Aproximadamente 14 mil Km³/ano é a
quantidade de água doce do planeta que é viável para aproveitamento pelo ser
humano. Caso se mantenha a taxa de crescimento da população mundial, em 1,6%
ao ano, e o consumo per capita se mantiver, o planeta terá 50 anos garantidos e a
partir daí a procura será maior que a demanda (PLANETAORGANICO, 2008).
5.1.1 No Mundo
A população mundial em 2050 não contará com disponibilidade hídrica para as
necessidades básicas. Atualmente 1,1 milhões de pessoas não tem acesso à água
doce (JACOBI, 2008).
O Volume atual de água no planeta é de 36 milhões de km³ (escoamentos superficial
e subterrâneo), mas estima-se que somente 25% da vazão de água doce possa ser
utilizada efetivamente pelo homem, ou seja, algo em torno de 9 milhões de km³
(GLEICK, 1993).
Segundo tabela 5.1, 96,50% da água do planeta está concentrada nos oceanos,
3,50% do restante corresponde à água fresca, sendo que somente 0,5% desta água
não está concentrada nos pólos em forma de gelo, assim temos somente 0,003%
desta água disponível para utilização direta (MAIDMENT, 1993).
7
Tabela 5.1 - Distribuição % da massa de água no planeta.
Fonte: MAIDMENT, 1993.
Uma grande parte do planeta está em regiões onde á água é um bem escasso,
nessas regiões existe em caráter de urgência desenvolver tecnologias que permitam
a captação, armazenamento, preservação da água e seus mananciais (JACOBI,
2008).
Ao contrário do que possa aparentar, a água existente no planeta é praticamente
invariável há centenas de milhões de anos, o que muda é o seu estado e sua
distribuição. Esse fenômeno chamado de Ciclo Hidrológico, onde as águas do
oceano e dos continentes evaporam-se, formam nuvens e voltam a precipitar em
forma de chuva, neblina ou neve, esses escoam para rios, lagos e para o subsolo
formando importantes aqüíferos subterrâneos, e aos poucos voltam a correr para o
mar mantendo o equilíbrio hidrológico do planeta (JACOBI, 2008).
Essa água passa a ser perdida para o consumo, devido a poluição e a contaminação
e não devido ao assoreamento. Esses fatores inviabilizam a reutilização
ocasionando grande redução no volume aproveitável de água na terra (JACOBI,
2008).
8
O Brasil, em termos de disponibilidade hídrica global, é altamente privilegiado com
volumes médios anuais de 8.130km³ que apresenta um volume per capita de 50.810
m³/hab/ano. Esses números devem ser encarados com certo resguardo, pois a
distribuição de água no Brasil, não é diferente do restante do mundo. A Amazônia o
lugar mais rico de água de todo o mundo, está distante dos grandes centros urbanos
indicando uma irregular distribuição (JACOBI, 2008).
Há necessidade de investimentos significativos neste setor por parte das
autoridades, caso esse investimento não ocorra poderemos ter problemas futuros
gerado pela falta de água (JACOBI, 2008).
5.1.2 No Brasil
Os recursos hídricos superficiais gerados no Brasil representam 50% do total dos
recursos da América do Sul e 11% dos recursos mundiais, totalizando 168.870 m³/s.
A distribuição desses recursos no País e durante o ano não é uniforme, destacandose os extremos do excesso de água na Amazônia e as limitações de disponibilidades
no Nordeste.
A Amazônia brasileira representa 71,1% do total gerado e, portanto 36,6 % do total
gerado na América do Sul e 8% a nível Mundial. Considerando a vazão total da
Amazônia que escoa pelo território brasileiro, a proporção é de 81,1% do total
nacional. Considerando este volume, o total que escoa a partir do Brasil representa
77% total da América do Sul e 17% em nível mundial (TUCCI et al., 2000).
Na Tabela 5.2 são apresentados os valores de disponibilidade hídrica das principais
bacias brasileiras e a sua relação com a precipitação e evapotranspiração.
9
Tabela 5.2 - Característica da disponibilidade hídrica nas grandes bacias brasileiras
(adaptado de ANEEL, 1997).
Bacias
Amazônia
Tocantins
Atl. Norte
Atl. Nordeste
S. Francisco
Atl. Leste (1)
Atl Leste (2)
Paraná
Paraguai
Uruguai
Atl. Sul
Total
Brasil
Área de
D km²
Precipitação
Médi mm
m³/s
Vazão Média
m³/s
mm
Evapotranspiração Disponibilidade
m³/s
mm
%
6112000
757000
242000
787000
634000
242000
303000
877000
368000
178000
224000
10724000
8512000
476773
39847
16338
27981
18415
6868
11808
38516
15987
8845
9902
671270
468840
209030
11800
6000
3130
2850
680
3670
1100
1290
4150
4300
257900
168870
291491
31087
10388
24581
16789
7114
8081
28735
14986
5549
5549
413370
299970
2460
1660
2136
1121
916
895
1229
1385
1370
567
1394
1974
1737
1079
492
782
125
142
89
382
396
111
735
605
758
626
1381,50
1168,40
1353,70
995,80
774,20
806,40
847,00
989,50
1259,50
831,80
788,60
1215,60
1111,40
71,10
7,00
3,60
1,90
1,70
0,40
2,20
6,50
0,80
2,50
2,50
100,00
C
0,44
0,30
0,37
0,11
0,15
0,10
0,31
0,29
0,08
0,47
0,43
0,38
0,36
Fonte: Carlos E. M. Tucci et al., (2000).
A disponibilidade indica a parcela que a bacia contribui para a geração da vazão
total das bacias; C é a relação entre vazão e precipitação; Brasil: é a precipitação e a
vazão gerada na área brasileira, descontando a contribuição de montante da bacia
Amazônia (Adaptado de NETTO et al., 1998).
No Brasil, praticamente em todos os estados com exceção dos situados no semiárido do nordeste, temos gigantescas reservas de águas superficiais. No entanto as
maiores reservas estão situadas nos aqüíferos subterrâneos devido a parcela da
água superficial que percola formando vastos lençóis (JACOBI, 2008).
O aqüífero Guarani é o maior aqüífero do mundo já descoberto, o mesmo esta
localizado em rochas da Bacia Sedimentar do Paraná com uma área de mais de 1,2
milhões de km². Este aqüífero entende-se pelo Brasil com uma área de 840.000km²,
no Paraguai com 58.000km² e na Argentina com 255.000km², podendo conter mais
de 40 mil quilômetros cúbicos de água (JACOBI, 2008).
Por ano estima-se que 160 quilômetros cúbicos de água permeiem da superfície
para o aqüífero que pode ser considerado um problema caso esta água que permeia
esteja contaminada, contaminaria o aqüífero por inteiro (JACOBI, 2008).
10
Reservatórios subterrâneos de água potável são conhecidos por todas as regiões do
Brasil, mesmo no semi-árido existem gigantescos reservatórios, um deles com um
volume estimado de 18 trilhões de metros cúbicos de água potável disponível para
consumo humano, volume este que conseguiria abastecer toda a população
brasileira por aproximadamente 60 anos (JACOBI, 2008).
As chances de se descobrir novos aqüíferos inclusive maiores do que o Guarani é
muito grande, pois ¾ dos 8,5 milhões de quilômetros quadrados da superfície
brasileira corresponderem a Bacias Sedimentares como a do Paraná. Essas bacias
contem unidades sedimentares porosas e permeáveis podem formar excelentes
aqüíferos de dimensões exorbitantes (JACOBI, 2008).
Na bacia do Amazonas (PA) foi constatada através de sondagem profunda maiores
a 400m um gigantesco aqüífero artesiano que fornece água ininterrupta a
comunidade da Transamazônica, esse reservatório ainda não mapeado foi
interceptado em poucos furos a dezenas de quilômetros dando idéia do volume do
aqüífero (JACOBI, 2008).
As águas encontradas nos aqüíferos podem ser livre de poluentes e contaminantes
podendo ser utilizada diretamente para consumo. Além disso, por não precisar de
tratamento muito complexo, torna-se uma solução com custo bem acessível ao
consumidor final.
Na grande São Paulo a precipitação que ocorre entre os meses de janeiro a março
tem um volume superior a todo o consumo desta cidade durante o ano, esse
exemplo é valido para quase todas as regiões onde existem estações chuvosas
(JACOBI, 2008).
11
Precipitação Média Mensal (mm)
300
250
200
150
100
50
0
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Figura 5.1 – Precipitação média mensal (mm) em São Paulo no período 19611990 (Geólogo, 2008)
5.2 Demanda Hídrica
Em todo o mundo, a água é utilizada para diversas finalidades, abastecimento de
cidades, usos domésticos, geração de energia, navegação e aqüicultura (pesca).
Com o crescimento dos países, crescem junto as industrias e a agricultura que são
atividades que tem um consumo considerável de água comparado aos outros usos
(DE OLHO NOS MANANCIAIS, 2008).
O panorama de escassez provocado pela degradação e pela distribuição irregular da
água, somado ao aumento da demanda em várias atividades que dependem dela,
gera conflitos, seja dentro dos próprios países, como discussões para se decidir qual
será o principal uso das águas de um rio, ou entre as nações, por exemplo, no caso
de bacias hidrográficas se localizarem no território de mais de um país (DE OLHO
NOS MANANCIAIS, 2008).
O Brasil, historicamente sempre privilegiou o uso da água para a produção de
energia e abastecimento humano. Segundo o código das águas (1934), o governo
chamava a atenção para a necessidade do aproveitamento industrial da água e para
a implementação de medidas que facilitem em particular, seu potencial de geração
de hidroeletricidade. Mas o uso múltiplo das águas das bacias hidrográficas - para a
navegação, a irrigação, a pesca e o abastecimento, além da geração de energia
12
desencadearam conflitos nas regiões onde as pressões sobre a demanda são
grandes (JACOBI, 2008).
Frente a esse problema, em 1997, foi decretada a Lei das Águas, que institui a
política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) e cria o Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos (SNGRH). Nessa nova leitura da importância
da água, em situações de escassez e conflitos de uso, o abastecimento humano e a
dessedentação animal tornam-se prioridades, como havia sido estabelecido pela
Constituição de 1988. Além disso, a lei prevê a gestão dos usos da água por bacias
hidrográficas e a geração de recursos financeiros a serem empregados
prioritariamente na própria bacia, por meio da cobrança pelo uso da água onde há
conflitos ou escassez (JACOBI, 2008).
Tabela 5.3 – Consumo per capita de água e suas variações.
PAÍS
Escócia
Estados Unidos/Canadá
Austrália
Brasil RJ
Brasil MG
Brasil DF
Brasil Norte
Fonte: Geólogo, 2008.
CONSUMO DE ÁGUA PER CAPITA
410 litros/pessoa/dia
300 litros/pessoa/dia
270 litros/pessoa/dia
140 litros/pessoa/dia
124 litros/pessoa/dia
225 litros/pessoa/dia
140 litros/pessoa/dia
Na tabela 5.3 observamos que o consumo per capita é maior em paises
desenvolvidos do que nos paises em desenvolvimento, no Brasil, o maior consumo
per capita é no Distrito Federal (JACOBI, 2008).
Ao longo do século 20 o consumo de água per capita multiplicou-se por mais de dez
e mesmo assim, milhões de cidadãos ainda não tem acesso a esse bem tão
necessário para a sobrevivência humana (JACOBI, 2008).
Atualmente, o consumo mundial de água doce é seis vezes maior do que em 1900,
embora a população mundial não tenha crescido na mesma proporção ao longo do
século. O alto padrão de consumo hídrico está associado, sobretudo à irrigação,
processo que ocasiona o emprego de mais de 70% da água doce consumida, a
indústria é responsável pelo uso de 22% do consumo e o uso doméstico com 8%.
13
No entanto, há estimativas de que o consumo industrial duplicará até 2025 e que
haverá um aumento de até quatro vezes na emissão de poluentes industriais nos
corpos de água (SOECO/MG, 2004).
No Brasil, a necessidade de água não se difere muito do restante do mundo. A
agricultura corresponde a cerca de 65% do total, em seguida vem o uso domestico
com 18%, em seguida a industria com 14% e por ultimo a pecuária (MELO, 2008).
O segmento doméstico também tem contribuído para o consumo de água, através
de eletrodomésticos como máquinas de lavar louças e de lavar roupas. Além disso,
a lavagem de automóveis e de pisos com mangueiras aumenta consideravelmente o
volume de água gasto nas residências (SOECO/MG, 2004).
Como resultado deste elevado consumo, os lençóis freáticos estão baixando
dezenas de metros em várias partes do mundo, exigindo a escavação de poços
cada vez mais profundos. Em Gujarat, na Índia, os excessos de bombeamento do
lençol freático fizeram com que seu nível descesse em 40 metros. Isto acabou
agravando as diferenças sociais, por privar os produtores rurais mais pobres do
acesso à água. Em algumas partes do estado norte-americano do Texas o
rebaixamento chegou a 50 metros em meio século (SOECO/MG, 2004).
De acordo com Netto et al., (1998), o consumo de água é influenciado por fatores
como o clima, o padrão econômico da população, o número de habitantes da cidade,
os hábitos da população, o sistema de fornecimento e cobrança da água, o custo da
água entre outros. Em geral, em países menores, quanto maior o número de
habitantes de uma cidade, maior é o consumo de água. Isto ocorre, por exemplo, em
cidades do Japão conforme indicado na tabela 5.4.
Tabela 5.4 – Relação entre tamanho populacional e o consumo da água no
Japão.
População (hab.)
Consumo de água (l/hab/dia)
Até 5.000
197,0
50.000 a 100.000
337,0
250.000 a 500.000
370,0
Acima de 1.000.000
448,0
Fonte: Adaptado de NETTO et al., (1998).
14
A seguir na tabela 5.5, são apresentadas informações sobre o consumo médio de
água em cada região do Brasil.
Tabela 5.5 – Consumo médio de água em cada região do Brasil,
em 2003.
Região
Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
Brasil
Fonte: SNIS, (2004).
Consumo Médio de Água (l/hab.dia)
111,7
107,3
147,0
124,6
133,6
141,0
Segundo a Organização Pan-americana de Saúde (OPAS), a quantidade de água
que o ser humano necessita, por dia, para atender suas necessidades é de 189 litros
(OLIVEIRA, 2004). Já segundo a Organização das Nações Unidas esta quantidade é
de 200 litros por pessoa por dia (OLIVEIRA, 2004 e VIDAL, 2002). Na prática o
consumo per capita, varia de região para região. Em países europeus o consumo
por pessoa por dia está situado entre 150 e 250 litros, enquanto que nos Estados
Unidos este consumo é superior a 300 litros por pessoa por dia (OLIVEIRA, 2004 e
VIDAL, 2002).
No Brasil, em residências de cidades de porte médio o consumo chega a 200 litros
por habitante por dia, podendo elevar-se até 400 litros em bairros de nível
econômico mais elevado e reduzir-se para valores de 120 litros por habitante por dia
em cidades de menor porte. O consumo dos banheiros representa 70 a 82% do
consumo total de uma residência de porte médio (OLIVEIRA, 2004). Na Tabela 5.6
são apresentadas informações sobre o percentual de água consumida em cada
atividade doméstica.
Em 1995, com a parceria da USP (Universidade de São Paulo) com a SABESP
(Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo) deu-se início a
estudos de demanda de utilização de água em residências. As pesquisas mostraram
que um brasileiro típico gasta de 50 a 200 litros de água por dia. Essa variação
depende da região do país. Este consumo está distribuído entre chuveiros, torneiras,
vasos sanitários, máquinas de lavar roupa, entre outros (DECA, 2004). Em um
15
estudo de caso realizado foram determinados os percentuais de uso final de água
em uma residência. Estas informações podem ser observadas na tabela 5.6.
Tabela 5.6 - Percentual de contribuição dos diversos usos da água potável em alguns
países.
Suíça
(%)
Vaso Sanitário
40
Banho
37
Lavatório
Cozinha
6
Bebidas
5
Lavagem de roupas
4
Limpeza de piso
3
Jardins
3
Lavagem de carros
1
Outros
1
Fonte: OLIVEIRA, (2004).
Estados
Unidos (%)
Colômbia
(%)
Reino
Unido (%)
Brasil
Consumo
(%)
Consumo
(%) USP
40
30
10
15
5
40
30
5
10
15
37
37
11
4
11
-
41
37
6
5
4
3
3
1
-
29
28
6
22
9
6
-
Segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS,
através do Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgoto – 2001, tem-se o consumo
per capita no Brasil, o qual apresenta o estado Rio de Janeiro com o maior consumo
médio por habitante por dia e o estado do Amazonas com o menor consumo.
5.3 Aproveitamento de Água de chuva
Os desafios enfrentados pela gestão de diversos países com relação a situação dos
recursos hídricos, onde em muitas regiões excede a quantidade água disponível e
mesmo em regiões onde a disponibilidade é grande, a falta de manejo destes
recursos pode fazer com que a população sofra com a falta de água.
Devido o aumento das demandas de água para uso doméstico e industrial os
recursos hídricos superficiais e subterrâneos deverão ser aproveitados de uma
maneira mais eficientes e as soluções requerem uma visão mais integrada da gestão
de recursos hídricos. Uma das principais soluções inclui o aumento da água
disponível por acréscimo da capacidade de armazenamento. A construção de
grandes barragens tem sido a opção escolhida em muitas regiões do mundo, porém
16
seus custos econômicos e ambientais têm sido apontados como causas da
diminuição na taxa de construção dessas estruturas. As alternativas possíveis são:
pequenas barragens, armazenamento de água em regiões pantanosas, recarga de
aqüíferos, técnicas tradicionais de armazenamento em pequena escala e métodos
de colheita de precipitações e vazões de água em cursos intermitentes (PETRY E
PALMIER, 2001).
Os países ricos possuem conhecimento e condições financeiras para enfrentar os
problemas relacionados com a escassez de água, utilizando-se de métodos como a
construção de grandes reservatórios e transposição de bacias, mesmo que com um
alto investimento e, comumente causando danos aos ecossistemas. Assim ficam
mais vulneráveis ao problema as nações pobres devido à escassez de água, além
de não possuírem os recursos hídricos adicionais, não dispõe de condições
econômicas para alterar suas características de desenvolvimento (WORLD
METEOROLOGICAL ORGANIZATION e PALMIER, 2001).
5.3.1 História do Aproveitamento de Água da Chuva
Há muitos anos a captação de águas de chuva em sistemas individuais de
abastecimento tem sido uma prática usual. Segundo TOMAZ (2003), existem
reservatórios escavados desde 3.600 a.C. e a Pedra Moabita, uma das inscrições
mais antigas do mundo, encontrada no Oriente Médio e datada de 850 a.C., onde o
rei Mesha dos Moabitas sugere que as casas tenham captação de água de chuva.
Em sistemas públicos essa técnica também vem sendo aplicada em comunidades
pequenas.
Em diversas partes do mundo, a coleta e aproveitamento de água de chuva tem sido
uma técnica muito popular, especialmente em regiões áridas e semi-áridas que
constituem aproximadamente 30% da superfície da terra. A colheita de água da
chuva foi inventada independentemente em diferentes continentes há milhares de
anos e vem sendo usada e difundida principalmente em regiões semi-áridas onde as
chuvas ocorrem durante poucos meses do ano conforme mostra figura 5.2
(Gnadlinger, 2000).
17
HIPER ÁRIDO
ÁRIDO
SEMI-ÁRIDO
SUB-HÚMIDA SECA
Figura 5.2 – Regiões áridas e semi-áridas do globo, (Gnadlinger, 2000).
Existem exemplos de técnicas de captação e utilização de água de chuva em todo o
mundo, um deles é na região semi-árida da China onde o problema de
abastecimento de água foi resolvido trazendo resultados positivos fundamentais
para o desenvolvimento econômico e social da região (GNADLINGER, 2000 e
PALMIER, 2001).
No Planalto de Loess, na China, essa técnica já era conhecida há mais de dois mil
anos, quando já existiam cacimbas e tanques para armazenar a água de chuva
(GNADLINGER, 2000).
Devido a técnicas de captação de água de chuva, na década de 70, várias cidades
da Índia tiveram a solução para a sua produção agrícola e passaram da situação de
importadora a exportadora de alimentos. Na cidade de Gopalpura, na Índia, no meio
da década de 80, passou a reaviver a prática de captação de escoamento superficial
em regiões propensas à seca e o sucesso do empreendimento motivou outras 650
cidades próximas a desenvolver esforços similares, levando à elevação do nível do
lençol freático, maior rendimento e estabilidade das atividades agrícolas, e redução
das taxas de migração. Impressionado com o sucesso da experiência do uso de
técnicas de captação de águas de chuva, o ministro chefe do estado de Madhya
Pradesh, também na Índia, repetiu a iniciativa em 7.827 cidades. O projeto atendia a
quase 3,4 milhões de hectares de terra entre 1995 e 1998 (WORLD WATER
COUNCIL, 2000 e PALMIER, 2001).
18
Apesar do elevado índice de precipitação média, grande parte da população do Sri
Lanka, está sujeita a escassez de água devido a variabilidade espacial da região.
Essas comunidades vêm utilizando essas técnicas de colheita a fim para atender o
uso domestico, porém a água não podia ser armazenada por um longo período em
função da deterioração de sua qualidade. A partir de 1995, um programa do governo
federal foi iniciado para promover a construção de tanques de armazenamento de
capacidade de 5.000 litros, providos de um sistema de filtro, que garantia a
qualidade adequada da água (ARIYABANDU e PALMIER, 2001).
Ao sul da cidade de Oxkutzcab, ao pé do monte Puuc, ainda hoje podem ser vistas
as realizações do povo Maia. No Séc. X existia ali uma agricultura baseada no
aproveitamento da água de chuva. As pessoas viviam nas encostas e sua água
potável era fornecida por cisternas com capacidade de 20.000 a 45.000 litros,
chamadas Chultuns figura 5.3 (GNADLINGER, 2000).
Figura 5.3 – Chultuns, cisternas em encostas com capacidade para
20 a 45 mil litros, (Gnadlinger, 2000).
Na península de Yucatan o desaparecimento dos sistemas de coleta de água da
chuva foi causado principalmente pela invasão espanhola no século XVI, onde foi
introduzido um outro sistema de agricultura, vários animais domésticos, plantas e
métodos de construção europeus, que não eram adaptados à realidade cultural e
ambiental de Yucatan (GNADLINGER, 2000).
19
Segundo Gnadlinger (2000), algumas das razões porque as tecnologias de coleta de
água de chuva foram deixadas de lado ao longo do tempo ou completamente
esquecidas foi conseqüência da colonização, práticas de agricultura de zonas
climáticas moderadas foram implantadas em zonas climáticas mais secas. Além
disso, houve uma ênfase na construção de grandes barragens, no desenvolvimento
do aproveitamento de águas subterrâneas, e em projetos de irrigação encanada,
com altos custos.
Em 1994, na cidade americana de Austin, Texas, foi formada a Associação
Americana de Captação de Água da Chuva e em abril de 1998 foi criada a
Associação Japonesa (GONDIM, 2001).
Em Petrolina em 1999, por ocasião da “9º Conferência Internacional de Sistemas de
Captação de Água da Chuva” e do “2º Simpósio Brasileiro sobre Sistemas de
Captação de Água de Chuva” foi realizado simultaneamente a criação da
Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água da Chuva (SICKERMANN,
2002).
5.3.2 Técnicas de Aproveitamento de Água
Existem diversas técnicas de aproveitamento de água que podem ser aplicadas
tanto em áreas rurais, para agricultura ou abastecimento doméstico, quanto em
áreas urbanas. Os princípios, métodos de construção, uso e manutenção são
conhecidos e podem ser adequados às diferentes necessidades e disponibilidade
financeira (PALMIER, 2001).
Hoje, as antigas técnicas de aproveitamento de água de chuva, com o uso de
materiais modernos, ou novas tecnologias, recebem o nome genérico de “Técnicas
de Gestão de Águas de Chuvas”. Segundo Petry e Palmier (2001) as técnicas mais
representativas da gestão das águas de chuva são: aumento da precipitação,
redução de evaporação, captação de água da chuva, captação de água de
escoamento superficial, recarga artificial de águas subterrâneas, conservação da
20
umidade em solos e gestão da água de chuva para a agricultura; sendo que as duas
primeiras técnicas têm aplicação muito limitada.
Em Sete Lagoas a contenção de enxurradas sucessivas em encostas com a
construção de pequenas barragens superficiais com 2,5m de altura, aumentam a
recargas das reservas subterrâneas elevando o nível d’água nas cisternas segundo
testemunho da unidade demonstrativa (Barros, 2000).
O planejamento de um sistema de captação envolve o relacionamento da área de
captação com o volume a armazenar. Pode-se reservar um suprimento viável
permitindo ao usuário desenhar a alternativa menos onerosa (PALMIER, 2001).
Na macro-drenagem a área de captação é o próprio solo, que tem função de reter
um volume considerável de água quando o fluxo é muito intenso, porém necessita
de uma área muito extensa que poderia ser utilizada para outros fins. Já nos
sistemas individuais a área de captação é a área do próprio telhado (GONDIM,
2001).
Os sistemas de abastecimento com água de chuva podem suprir ou complementar
outro tipo de sistema. Na maioria dos casos o uso de água de chuva reduz o custo
de energia e de tratamento em sistemas com dupla fonte (AZEVEDO NETTO, 1991).
A água de chuva armazenada em cisternas pode ser utilizada como manancial
abastecedor. As cisternas são reservatórios, que acumulam a água da chuva
captada na superfície dos telhados, ou a que escoa pelo terreno. A cisterna tem sua
aplicação em áreas de grande pluviosidade, ou em casos extremos, em áreas de
seca, onde se procura acumular a água da época de chuva para a época de seca
(BARROS, 1995).
Na China a água da chuva pode ser captada em pátios ou em áreas inclinadas
guarnecidas com lajes de concreto e armazenada em tanques subterrâneos para
posterior utilização na agricultura conforme figura 5.4 (GNADLINGER, 2000).
21
Figura 5.4 – Pátio utilizado como área de captação de água da chuva
utilizada para irrigação, na China, (GNADLINGER, 2000).
O sistema de barragem subterrânea é utilizado em algumas partes da região semiárida que consiste em armazenar a água do escoamento superficial em represas
cavadas manualmente na rocha abaixo da superfície do chão em solo raso em
direção ao subsolo cristalino impermeável (Figura 5.5). Essa água captada
proveniente de uma grande área natural é armazenada e geralmente usada para
dessedentação animal (GNADLINGER, 2000).
Figura 5.5 – Represa para armazenar água de escoamento superficial
(GNADLINGER, 2000).
22
No meio urbano, a água de chuva pode ser aproveitada para diversos usos não
exigindo tratamentos dispendiosos em atividades como: lavar calçadas, carros,
descargas dos vasos sanitários e regar plantas dispensam o uso de água potável. A
figura 5.6 mostra os detalhes de um sistema de aproveitamento de água de chuva
onde a água é coletada pela superfície do telhado por calhas tendo uma tela para
reter folhas e gravetos e conduzidas para uma cisterna após passar por um
processo de filtragem.
Figura 5.6 – Detalhes do sistema de captação de água de chuva para uso
residencial, (3PTechnik, 2007).
A água armazenada é bombeada da cisterna para um reservatório separado do
reservatório da rede de abastecimento, desse reservatório a água de chuva é
distribuída para ser utilizada nos vasos sanitários, máquina de lavar roupas e
torneira do jardim (3PTechnik, 2007).
5.3.3 Aproveitamento de Água da Chuva Atualmente
Na atualidade cinqüenta empresas européias são especializadas na fabricação de
equipamentos para coleta, filtragem e armazenamento da água de chuva. Na
Alemanha são instalados 100 mil sistemas de captação por ano, em sua maioria em
23
novas construções e alguns municípios oferecem incentivos fiscais. (SICKERMANN,
2006).
A Volkswagen AG utiliza em várias unidades de produção da Alemanha e da Polônia
a água de chuva em suas torres de resfriamento suprindo 10% da demanda total.
Em Hamburgo na Alemanha o centro de manutenção da Lufthansa-Technik AG,
chega a suprir cerca de 60% de sua demanda utilizando a água de chuva em
serviços de lavagem de aeronaves e na seção de pintura. Em Hanover na Exposição
mundial com o tema água, foram instalados sistemas de coleta de água de chuva e
utilizada em várias fontes artísticas, neste caso foi utilizada cloração e fonte UV na
água para afastar riscos com contato direto de crianças (SICKERMANN, 2006).
Algumas empresas brasileiras reduziram os gastos com água canalizada e
assumiram uma posição de destaque frente a políticas ambientais e sociais
utilizando o sistema de aproveitamento de água de chuva. A Keko, fabricante de
acessórios metálicos e a Ford do Brasil, utilizam água pluvial em alguns de seus
processos internos. Em Ponta Grossa – PR a empresa chilena Masisa, produtora de
painéis de madeira, investiu aproximadamente R$ 1,3 milhões de reais em sua
fabrica no Brasil no seu sistema de aproveitamento de águas pluviais. A água é
armazenada em duas lagoas e depois bombeada para uma estação de tratamento
onde passa pelos tanques de pós-sedimentação e cloração, de onde então sai
pronta para ser usada na produção (GAZETA MERCANTIL, 2003).
Em Maracana – CE, uma empresa de couro, através de um sistema de
aproveitamento de água pluvial está economizando cerca de 30% da água
consumida segundo o gerente da empresa José Manoel da Soledade. Esse projeto
foi desenvolvido em parceria com o Núcleo de Tecnologias Limpas do Ceará, onde a
água de refrigeração das máquinas é levada para uma cisterna, e nessa mesma
cisterna é armazenada a água de chuva, que também será utilizada na produção,
conforme figura 5.7 (MESQUITA, 2003).
24
Figura 5.7 – Reservatório de 1.500 m³ que armazena água de
chuva juntamente com a água de refrigeração para
reúso, (MESQUITA, 2003).
Em São Paulo a rede Accor implantou no Hotel Íbis um sistema de captação de água
da chuva, que faz parte do Projeto Ecológico do plano de gestão ambiental da rede.
Paralelamente, um sistema de reúso de águas cinzas foi implantado para utilização
nos vasos sanitários.
Calcula-se que o investimento seja pago em um ano
(HOTELNEWS, 2002).
Atualmente em várias cidades brasileiras vêm se difundindo rapidamente os
sistemas de captação e aproveitamento das águas de chuva, com exemplos que
aumentam significativamente.
No nordeste brasileiro, onde a precipitação é considerada irregular, a captação de
água de chuva é de grande importância para a maioria dos técnicos envolvidos com
o problema de suprimento de água potável ao homem, animais e produção agrícola
durante o período de estiagem. Mesmo nos períodos de estiagem, a água
armazenada no período de cheia, atende suficientemente ao longo do ano
(PEREIRA, 1983).
25
5.3.4 Técnicas de Dimensionamento do Sistema de Aproveitamento de Águas
Pluviais
Segundo HANSEN (1996), para se dimensionar um sistema de aproveitamento de
água da chuva em uma residência são necessários alguns dados referentes ao local
onde será instalado como:
9 Precipitação diária
9 Consumo per capita
9 Número de habitantes na residência
9 O uso que será dado a essa água
As etapas para se dimensionar um sistema de aproveitamento de águas pluviais
são:
9 Determinação da área de contribuição;
9 Dimensionamento dos reservatórios;
9 Sistema de filtragem;
9 Dimensionamento das instalações hidro-sanitárias.
Deve-se salientar, que o dimensionamento para sistemas de aproveitamento de
água de chuva onde o objetivo é deixar o reservatório sempre com água para uso, é
diferente do sistema de contenção de chuvas, onde o objetivo é deixar o reservatório
sempre vazio para que no momento da precipitação a amortização seja feita
(TOMAZ, 2003).
O sistema de abastecimento em casa com água pluvial é adotado com freqüência
nos Estados Unidos e vários paises da Ásia apenas com a precipitação sobre a área
dos telhados. Por recomendação do Serviço de Saúde Pública dos Estados Unidos
o cálculo para o dimensionamento do filtro e da cisterna é em função da área do
telhado considerando o aproveitamento total de uma precipitação de 760 mm/ano
conforme tabela 5.7. Em regiões onde a pluviosidade é maior, o volume do
reservatório pode ser reduzido (AZEVEDO NETTO, 1991).
26
Tabela 5.7 – Dimensionamento do filtro e reserva em função da área
de telhado.
Área de telhado (m²)
37
56
74
93
112
Fonte: AZEVEDO NETTO, 1991
Filtro (m)
1,00 × 1,00
1,20 × 1,65
1,45 × 1,20
1,45 × 1,80
1,80 × 1,80
Reserva (m³)
28,4
42,6
57,3
71,2
85,5
Os cálculos para dimensionamento do sistema de coleta e armazenamento de água
de chuva segundo Yuri (2003) são três:
9 Definição da área de captação
9 Definição de consumo diário
9 Definição do volume do reservatório
Segundo Yuri (2003), análises estatísticas dos períodos diários sem precipitação
devem ser feitas para determinação dos períodos de seca na região em estudo, para
se obter um melhor dimensionamento da área de coleta e armazenamento da água
de chuva. Para determinação do volume total de água necessário pode-se utilizar a
seguinte fórmula:
Vt = (((N × S) × U) × 1,1) × 10-3
(Eq. 5.1).
Onde:
9 Vt = volume total do reservatório (L)
9 N = nº de consumidores
9 S = consumo per capita (L)
9 U = período de estiagem (dias)
Para que o fornecimento de água fosse suficiente durante todo o período de
estiagem, foram feitas análises da variação do volume de água armazenada, no
consumo e na precipitação, a partir daí foi executado um balanço hídrico seriado
para a determinação da disponibilidade hídrica e do dimensionamento do
reservatório em função da captação e um ábaco (figura 5.8) foi gerado com base nos
dados colhidos em Florianópolis (YURI, 2003).
27
Figura 5.8 – Ábaco para dimensionamento de estruturas de
coleta e armazenamento de água de chuva
para um consumo diário de 20 L, para um
período de estiagem de 26 dias (YURI, 2003).
Já TOMAZ (1995) e AZEVEDO NETO (1998), indicam utilizar o método racional
como modelo de estimativa dos volumes produzidos e pressupõe uma intensidade
de chuva alta ao qual está associado a um coeficiente de escoamento superficial “c”
que segundo pesquisas costuma variar no caso de haver intensidade baixa de
precipitação. Adotando esse coeficiente “c” como constante independente da
intensidade da chuva os cálculos dos volumes de água precipitados pode estar
comprometido. Sendo assim o método racional é mais eficiente para chuvas de alta
intensidade. A seguir a equação 5.2 mostra o calculo de vazão:
Q=c.i.A
(Eq. 5.2).
Onde:
Q = Vazão (m³/s)
c = Coeficiente de escoamento superficial
i = intensidade da chuva de duração igual ao tempo de concentração (m³/s/m²)
A = Área projetada da cobertura (m²)
28
No entanto, deve-se levar em conta que ao longo do ano há épocas em que a
concentração de chuva é muito maior e os resultado apresentados não serão
satisfatórios. Neste caso é mais indicado que os cálculos sejam feitos separados
para cada mês individualmente utilizando dados de precipitação de anos anteriores.
Para efeito de calculo o volume de água aproveitado, não é o mesmo volume de
chuva precipitado devido à perda por evaporação, permeabilidade da superfície por
onde a água percorre, devido a esse fato usamos um coeficiente de escoamento
superficial (c) conforme apresentado na tabela 5.8 (TOMAZ, 2003).
Tabela 5.8 - Valores do coeficiente C com base em superfícies
Superfície
Intervalo
C
valor esperado
Pavimento
asfalto
concreto
calçadas
telhado
Cobertura: grama, arenoso
plano (2%)
médio (2 a 7%)
alta (7%)
Grama, solo pesado
plano (2%)
médio (2 a 7%)
declividade alta
FONTE: (ASCE, 1969)
0,70
0,80
0,75
0,75
-
0,95
0,95
0,85
0,95
0,83
0,88
0,80
0,85
0,05 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,20
0,08
0,13
0,18
0,13 - 0-17
0,18 - 0,22
0,25 - 0,35
0,15
0,20
0,30
Os profissionais de recursos hídricos têm como principal tarefa o estudo da
regularização de vazões em reservatórios superficiais. Os primeiros estudos de
vazões regularizadas remontam ao século XIX, quando eram utilizadas somente
fórmulas empíricas. Um avanço metodológico ocorreu em 1883 com o trabalho de
Rippl (Rippl, 1883), que propôs o diagrama de massas que passou também a ser
conhecido como Método de Rippl. O Método de Rippl estima a capacidade requerida
por um reservatório para regularizar o deflúvio médio afluente, baseado no
conhecimento da série histórica desses deflúvios. Mesmo com limitações
detectadas, este método, ainda hoje, decorrido mais de um século, mantém muitos
simpatizantes.
29
O volume de armazenamento, também conhecido como volume útil do reservatório é
necessário para garantir uma vazão regularizada constante durante o período mais
critico de estiagem. O método é fundamentado a partir do diagrama de massas ou
método de Rippl, desenvolvido originalmente no final do século XIX (UEHARA,
2002).
O diagrama de massas, conforme apresentado na figura 5.10, nada mais é do que o
acumulo das vazões ao longo de um determinado tempo, originado a partir da
integral de um hidrograma conforme apresentado na figura 5.9 (UEHARA, 2002).
Figura 5.9 – Hidrograma afluente ao reservatório (UEHARA, 2002).
Figura 5.10 – Diagrama de Massas (UEHARA, 2002).
30
A partir das tangentes a esta curva, é possível determinar as vazões naturais em
cada instante conforme ilustrado na figura 5.11. Isso se deve ao digrama de massas
ser obtido a partir da integral do hidrograma afluente ao reservatório (UEHARA,
2002).
Figura 5.11 – Elementos do diagrama de massas (UEHARA, 2002).
As vazões a serem regularizadas são obtidas a partir de uma porcentagem da vazão
média ao longo do tempo, essa vazão é dada pela inclinação da reta média formada
pela ligação entre os pontos A e B conforme apresentado na figura 5.11 (UEHARA,
2002).
Considerando que a vazão média é a própria vazão a ser regularizada o período
crítico é o intervalo entre os tempos t1 e t2 da figura 5.11. A partir da equação 5.3
pode-se obter o volume necessário do reservatório (Vn) para manter a vazão média
durante esse intervalo de tempo representado pelo segmento EC na figura
(UEHARA, 2002).
Vn = Q (t2 – t1)
(Eq. 5.3).
Já o volume que aflui ao reservatório nesse período de tempo (t1 e t2) representado
pelo segmento DC na figura 5.11 é dado pela equação 5.4 (UEHARA, 2002).
31
t2
Va = ∫ Qdt
(Eq. 5.4).
t1
Assim pode-se observar que a capacidade necessária do reservatório é dada pela
subtração do Vn menos Va. Na figura 5.11 é reapresentado pelo segmento ED, que
nada mais é do que a soma de δ1 e δ2 (UEHARA, 2002).
O diagrama de massas possibilita a determinação gráfica do volume útil de um
reservatório para uma determinada vazão regularizada. O traçado da curva de
vazões acumuladas de regularização consiste em traçar uma reta passando pela
origem e com inclinação igual à vazão desejada. O volume útil a ser armazenado é o
maior déficit existente na séria histórica dado pelo maior afastamento entre as retas
paralelas traçadas tangentes a curva (UEHARA, 2002).
Ao analisar o digrama, observa-se que nos pontos onde a reta tangente à curva tem
inclinação maior do que a vazão regularizada ocorre o processo de enchimento do
reservatório, e quando a inclinação é menor do que a vazão média ocorrerá o
esvaziamento (UEHARA, 2002).
O processo de armazenamento normalmente é feito em dois reservatórios onde um
é inferior que recebe a água da chuva simplesmente por gravidade e outro superior
para receber a água bombeada onde é feita a distribuição para os diversos pontos
de consumo. Para uma melhor eficiência do sistema, um “by-pass” é utilizado para
suprir as necessidades de consumo com água potável quando existe a falta de água
de chuva.
No dimensionamento do reservatório inferior, deve ser considerado o período de
estiagem ou o número de dias consecutivos sem chuva, segundo dados estatísticos
utilizados por (MAESTRI, 2003). Para o dimensionamento do reservatório inferior,
Netto (1991), sugeriu a utilização de tabelas simplificadas contendo o número de
dias secos por mês, porém esse sistema geralmente acaba super dimensionando o
reservatório por utilizar uma média dos três meses mais secos.
32
Para Hansen (1996), o “Uso da Seca Máxima Anual” que é baseado no período de
estiagem ou número de dias consecutivos sem chuva é o método de
dimensionamento mais eficaz e embasado para dimensionamento de reservatórios
inferiores. Para resultados mais precisos são necessárias informações sobre
precipitações de no mínimo 40 anos. Geralmente a maioria dos municípios
brasileiros não dispõe de informações de uma série tão grande, ou possuem dados
de séries mais curtas, recomenda-se o uso do Método de “Uso da Análise Total”. Em
situações onde somente existam séries menores que 10 anos, pode ser utilizado o
método de dimensionamento simplificado proposto por Netto (1991). Em ambos os
métodos são considerados como dias sem chuva aqueles que têm precipitação
menor que 1 mm.
Em relação ao volume, normalmente há uma tendência de se considerar que quanto
maior o reservatório, maior será a porcentagem de chuva precipitada que se pode
aproveitar. Mas na prática isto não acontece, a partir de aproximadamente 70% de
aproveitamento, mesmo que a capacidade do reservatório seja acrescida em 50%, o
coeficiente de aproveitamento sobe apenas 5% a 10%, não justificando assim o
investimento (GROUP RAINDROPS, 2002). A escolha do local para a construção do
reservatório de captação deverá atender aos seguintes requisitos (SOECO/MG,
2004):
9 O reservatório deve ser construído em lugar baixo, podendo receber por
gravidade a água escoada de todos os lados do telhado.
9 O solo de apoio deve ser de preferência arenoso ou composto de material
resistente.
9 Deve-se procurar um local afastado de árvores ou arbustos cujas raízes
possam provocar rachaduras na parede do reservatório;
9 Para se prevenir o perigo de contaminação da água armazenada, o
reservatório deve ser implantado a pelo menos 10 a 15 metros de distância de
fossas, latrinas, currais e depósitos de lixo.
33
5.3.5 Qualidade da Água
Atualmente existem diversas formas de captação de água de chuva para sistemas
de aproveitamento. Uma delas é através do telhado das edificações onde alguns
cuidados devem ser tomados para garantir que a água não seja contaminada.
Segundo ANA et al. (2005), analisando os dados existentes na literatura técnica, a
qualidade da água de chuva é influenciada pelos seguintes fatores:
9 Localização, regime de chuvas, condições climáticas da região, zona urbana
ou rural;
9 Características da bacia, densidade demográfica, área impermeabilizada,
declividade, tipo de solo, área recoberta por vegetação e seu tipo;
9 Tipo e intensidade de tráfego;
9 Superfície drenada e tipo de material constituinte: concreto, asfalto, grama,
etc;
9 Lavagem da superfície drenada, freqüência e qualidade da água de lavagem.
O processo de contaminação ocorre quando poeira, folhas, fezes de passarinhos,
ratos e outros pequenos animais e até mesmo o material de confecção do telhado
são carregados com água da chuva trazendo problemas de contaminação por
bactérias, parasitas gastro-intestinais e intoxicações (TOMAZ, 2003).
Outras alterações podem ocorrer devido à localização geográfica como, por
exemplo, próximo a oceanos, a água de chuva apresenta elementos como o sódio,
potássio, magnésio, cloro e cálcio em concentrações proporcionais às encontradas
na água do mar. Em áreas urbanas e pólos industriais passam a ser encontradas
alterações nas concentrações naturais da água de chuva devido a poluentes do ar,
como o dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx) ou ainda chumbo,
zinco e outros. Já o pH da água de chuva é normalmente ácido, variando entre 5,0
até 3,5, quando há o fenômeno da “chuva ácida” (TOMAZ, 2003).
Conforme já citado, a qualidade das águas pluviais varia de acordo com as
características de cada região. Embora não se disponha no Brasil de um banco de
34
dados referente às características de qualidade de águas pluviais, foi desenvolvido
um estudo na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (MAY, 2004), onde
foram analisadas algumas variáveis de qualidade.
O levantamento foi feito em uma região onde há intenso fluxo de veículos,
principalmente pela marginal do Rio Pinheiros. A tabela 5.9 apresenta os resultados
obtidos durante o desenvolvimento do estudo.
Segundos estudos desenvolvidos na Escola Politécnica na Universidade de São
Paulo, além do telhado também é possível utilizar como fonte de captação a água
coletadas em pontos de curto escoamento superficial. Para esse tipo de
aproveitamento hídrico foi desenvolvido pesquisa bibliográfica no qual são
disponibilizados dados internacionais de qualidade de água pluvial nos seguintes
pontos conforme mostra tabela 5.10 (VIVACQUA, 2005).
Tabela 5.9 - Caracterização da qualidade da água de chuva reservada.
Parâmetros
Unidade
DBO5
mg/l
SS
mg/l
SSV
mg/l
SDT
mg/l
NO3
mg/l
NO2
mg/l
Fe
mg/l
Cloreto
mg/l
Ca
mg/l
Sulfato
mg/l
Cor
µH
Turbidez
UNT
Alcalinidade
mg/l
Condutividade
µS/cm
Dureza
mg/l
Magnésio (Mg)
mg/l
Manganês (Mn)
mg/l
Fluoretos
mg/l
Sólidos Totais (ST)
mg/l
Sólidos T. Voláteis
mg/l
(STV)
Sólidos Dissolvidos
mg/l
Voláteis (SDV)
Oxigênio
mg/l
Dissolvido (OD)
FONTE: MAY, 2004.
Características da Água no
Reservatório
Min
Média
Max
0,30
1,17
3,30
1,70
5,00
1,70
5,00
5,00
23,30
77,00
0,38
3,80
5,90
0,01
0,08
0,26
0,01
0,07
0,52
6,00
12,20
30,00
2,70
5,12
8,10
5,10
16,00
15,00
23,00
48,00
0,30
0,81
2,00
12,00
18,80
30,00
7,20
25,72
51,10
7,20
25,72
51,10
0,40
0,69
1,00
0,40
0,03
0,07
0,30
0,06
0,10
10,00
25,00
80,00
10,00
25,00
80,00
5,00
23,30
77,00
1,50
17,57
34,40
35
Tabela 5.10 - Dados de qualidade de águas pluviais coletadas em
diferentes superfícies.
Pátios,
Ruas e
Bairros
Variável
Unidade Telhado Jardins e
Calçadas
Parques.
DBO5
mg/l
4,24
12,9
28,69
65,15
DQO
mg/l
25,28
61,8
119,77
340,02
SS
mg/l
22,35
82,65
87,18
594,67
SSV
mg/l
8,67
18,35
45,41
29,88
SDT
mg/l
60,51
205,25
118
NO3
mg/l
2,67
0,06
NO2
mg/l
0,66
0,57
NH3
mg/l
1,52
0,29
1,17
NTK
mg/l
0,21
0,08
0,83
PTOTAL
mg/l
5,62
6,77
2,21
HAP
mg/l
0,02
1,58
Pb
mg/l
0,06
0,05
0,08
Fe
mg/l
0,06
0,07
FONTE: VIVACQUA, 2005.
Tabela 5.10 - Dados de qualidade de águas pluviais coletadas em
diferentes superfícies (Cont.).
Pátios,
Ruas e
Variável
Unidade Telhado Jardins e
Bairros
Calçadas
Parques.
Cd
mg/l
0,0005
0,0005
0,0011
Cu
mg/l
0,03
0,02
0,06
Zn
mg/l
0,75
0,19
0,32
Óleos e Graxas
mg/l
5,5
pH
6,44
6,19
Coliformes
NMP/l
73,46
119
Termotolerantes
Coliformes Totais
NMP/l
284,7
834
Bactérias
NMP/l
645
3256
Heterotróficas
Cloretos
mg/l
11,03
7,1
Na
mg/l
8,41
4,85
Ca
mg/l
6,73
6,86
Sulfato
mg/l
6348
4,93
Cor
µH
37,74
Turbidez
UNT
1,22
Alcalinidade
mg/l
24,71
Condutividade
µS/cm
44,57
Magnésio (Mg)
mg/l
0,97
Manganês (Mn)
mg/l
0,02
Sólidos Totais (ST)
mg/l
55,81
Sólidos Totais
mg/l
16,28
Fixos (STF)
Sólidos Totais
mg/l
38,71
Voláteis (STV)
SS Fixos
mg/l
7,39
SD Fixo
mg/l
9,17
SDV
mg/l
31,06
OD
mg/l
18,95
FONTE: VIVACQUA, 2005.
36
5.3.6 Tratamento Água Coletada
Apesar de a água de chuva armazenada ter uma aparência de pura e limpa isso
nem sempre é verdade. A água de chuva pode conter impurezas absorvidas da
poluição atmosférica, não sendo recomendado para a ingestão humana (GELT et al.
2004). Em muitos casos apesar da qualidade da água de chuva apresentar níveis
distintos de poluentes a cada nova precipitação e localização os índices de
contaminação podem ser bastante elevados (PERIAGO et al. 2002).
Quando pensamos em aproveitamento de água de chuva, o tratamento a ser
aplicado deve ser de acordo com os diferentes usos. Não precisando de tratamentos
avançados para fins menos nobres conforme apresentado na tabela 5.11
(KAMMERS, 2004).
Tabela 5.11 - Tratamento necessário para diferentes usos de água
USOS
TIPO DE TRATAMENTO
Irrigação de jardins
Nenhum tratamento
Prevenção de incêndio e condicionamento de ar.
Cuidados para manter o equipamento de
estocagem e distribuição em condições de uso.
Fontes e lagoas, descargas de vasos sanitários,
lavagem de roupas e carros.
Tratamento higiênico, devido ao possível contato
do corpo humano com a água.
Piscina / banho.
Desinfecção, para a água consumida direta e
indiretamente.
Fonte: GROUP RAINDROPS (2002) e KAMMERS (2004)
Segundo (MARINOSKI et al., 2004), tendo definido o destino final da água e a
qualidade da água coletada, podemos definir qual o melhor sistema de tratamento
pelo qual a água da chuva terá de passar. Para um tratamento simples, podem ser
utilizados: sedimentação natural, filtração simples e cloração. Pode-se também
utilizar tratamentos complexos como desinfecção por ultravioleta, osmose reversa ou
cloração.
Para diminuir a concentração de material orgânico nos reservatórios e evitar
entupimento das tubulações do sistema, é indispensável a utilização de um sistema
de telas nas calhas ou grelhas os tubos de quedas para conter detritos de maiores
dimensões como folhas e gravetos (MAY et al., 2004).
37
O sistema de instalação hidro-sanitárias de aproveitamento das águas de chuva,
consiste em captação, remoção de sólidos grosseiros, tratamento, armazenamento e
distribuição e cloração.
A captação é realizada através de tubulações de água pluvial proveniente do telhado
das edificações e através de condutores é direcionada para um filtro ou onde ocorre
a separação dos detritos como folhas e galhos.
Segundo 3Ptechnik (2001), o filtro VF1, figura 5.12, destinado a remoção de sólidos
grosseiros funciona da seguinte maneira.: a água de chuva, ao chegar no filtro entra
nos vãos entre as ripas da cascata. As sujeiras mais grosseiras como folhas e
galhos, passam por cima das ripas e não se acumulam, pois são encaminhadas
diretamente para a galeria pluvial. A água de chuva passa então por uma tela com
malha de 0,26mm, abaixo das ripas, e direcionada ao filtro de areia.
Figura 5.12 – Filtro FV1, (3Ptéchnik, 2008).
Os filtros de areia, figura 5.13, têm como objetivo retirar da água sólidos em
suspensão e impurezas mais grosseiras, como barro, e pequenos sedimentos. Este
38
filtro é formado por varias camadas. A água, de cima para baixo, passa primeiro por
uma camada de carvão, depois por uma de areia fina, depois por uma de areia
grossa e, depois por uma camada de pedrisco e, por último, por uma camada de
pedra. Ao atravessar estas camadas, ficam retidos os sólidos e impurezas que não
foram eliminados no pré-filtro.
Figura 5.13 – Filtro FV1, (3Ptéchnik, 2008).
Ao terminar o processo de filtragem, a água tratada é lançada no reservatório de
água de chuva que está munido de um amortecedor de ondas para evitar marolas e
não agitar a sedimentação no fundo do reservatório.
O sistema de bombeamento é composto por um conjunto flutuante de sucção que
faz com que sempre a água mais limpa seja bombeada para o reservatório que
abastece o sistema de distribuição. A água localizada entre o fundo do reservatório e
a superfície da água é considerada mais limpa.
No processo de elevação da água tratada é aconselhável a desinfecção da água de
chuva com cloro residual de 0,5 mg/litro, que pode ser feito no bombeamento das
águas pluviais, usando uma pequena bomba dosadora de cloro (TOMAZ, 2003)
39
Esse processo de filtragem em dois estágios acima apresentado permite reduzir a
manutenção do filtro de areia a duas vezes ao ano, salvo em situações muito
especiais.
5.3.7 Instalações Hidro-sanitárias
No sistema de aproveitamento de água da chuva para um edifício de diversos
pavimentos, são ilustradas na figura 5.14 configurações das tubulações sob pressão
resultante do posicionamento de reservatórios de água pluvial e de água potável nas
três posições consideradas.
Figura 5.14 – Esquema básico do sistema de
distribuição de água potável e
pluvial (Téchne, 2008).
O dimensionamento das tubulações de água pluvial sob pressão é feito de maneira
análoga ao das tubulações de água potável, com base na norma brasileira NBR
5626 (ABNT, 1988) e NBR 10844 (ABNT, 1989). Prevê-se a utilização de sistemas
de comando automatizados razoavelmente complexos no caso ilustrado.
40
5.4 Reúso de Águas Cinzas
5.4.1 Caracterização
A reutilização de água não chega a ser um conceito novo, pois vem sendo praticado
no mundo todo há muitos anos, embora em pequena escala ainda. Todavia, a
demanda crescente por água e a sua projeção de escassez futura têm impulsionado
e motivado pesquisas no campo do reúso de água. Reúso significa, por exemplo, em
uma residência, fazer com que a água servida de lavatórios, bacias sanitárias,
chuveiro, máquinas de lavar louça e roupa e da cozinha seja direcionada para sofrer
um tratamento adequado e uma redistribuição para descargas, rega de jardins,
lavagem de piso e tantas outras atividades que podem ser feitas sem necessitar de
água potável (FIORI et al., 2004).
O reúso de água, que até pouco tempo atrás era considerado como uma opção
exótica e pouco difundida, começa a despontar como uma alternativa interessante e
que não deve ser ignorada. Atualmente, percebe-se que as técnicas de tratamento
de água distinguem-se cada vez menos das técnicas de tratamento de esgoto
(MANCUSO & SANTOS, 2003).
Tem-se notícia de que o primeiro registro de reúso de água ocorreu na Grécia
Antiga, onde a água era reutilizada para a agricultura. No século XIX, em Londres,
fazia-se reúso de água a partir da implantação de coletores de esgoto. Entretanto,
este reúso era feito de uma maneira pouco adequada e sem que houvesse um
tratamento eficiente. Essa situação levou a grandes epidemias de cólera asiática e
febre tifóide entre os anos de 1840 e 1850 (ASANO e LEVINE, 1996 e SILVA et al,
2004).
O reúso de água compreende alguns conceitos importantes. Segundo Silva e
Martins (2000), o reúso pode ocorrer de forma direta ou indireta, de ações
intencionais ou não. Uma definição mais detalhada é apresentada a seguir:
41
9 Reúso indireto não planejado da água: ocorre quando a água, utilizada uma
ou mais vezes para uso doméstico ou industrial, é descarregada no meio
ambiente e novamente utilizada à jusante, em sua forma diluída, de maneira
não intencional e não controlada. Caminhando até o ponto de captação para
o novo usuário, ela está sujeita a ações naturais do ciclo hidrológico, tais
como diluição e autodepuração.
9 Reúso indireto planejado da água: ocorre quando os efluentes são tratados e,
posteriormente, descarregados de forma planejada em corpos de águas
superficiais ou subterrâneas, para serem utilizados à jusante, de maneira
controlada e visando algum objetivo benéfico. Este tipo de reúso também
pressupõe que haja um controle sobre eventuais novas descargas de
efluentes que possam ocorrer durante o caminho, sempre assegurando que o
efluente tratado venha a se misturar somente com efluentes de igual
qualidade e padrão de tratamento.
9 Reúso direto planejado da água: ocorre quando os efluentes, depois de
tratados, são encaminhados diretamente do seu ponto de descarga para o
local de reúso, não sendo descarregados no meio ambiente. É o caso, por
exemplo, de redes paralelas destinadas ao uso industrial, irrigação, recarga
de aqüífero, etc.
9 Reciclagem de água: é o reúso interno de água, antes que se faça a descarga
da mesma em um sistema geral de tratamento ou em outro local de
disposição. A reciclagem de água serve como fonte suplementar de
abastecimento do uso original, sendo considerada como um caso particular
do reúso direto. Sobre a reciclagem de água, Mancuso e Santos (2003)
afirmam que um reúso planejado direto de água para fins potáveis pode ser
classificado como reciclagem, desde que os efluentes tratados sejam
utilizados novamente pela mesma fonte que os produziu, ou seja, desde que
se tenha um circuito fechado.
42
Tomaz (2001), afirma que, nos Estados Unidos, os termos reúso e reciclagem são
usados como sinônimos em muitos casos. Explica, também, que a água de reúso ou
reciclagem não é potável e, sendo assim, só poderá ser utilizada em descarga de
bacias sanitárias, rega de jardins, uso industrial, etc. Por fim, complementa que a
tubulação que conduz água de reúso ou reciclada deverá ser vermelha (normas da
Califórnia) e ser identificada salientando-se que se trata de água não potável.
5.4.2 Técnicas de Reúso de Águas Cinzas
Atualmente existem diversas técnicas de reúso de águas cinzas que podem ser
aplicadas e são adotadas dependendo do uso que vai ser destinado.
Entre as variáveis a serem analisadas em projeto estão o uso da água, tecnologia
envolvida, parâmetros de custos operacionais atrelados à energia consumida e aos
produtos aplicados no tratamento da água, entre outros quesitos. "O ideal é contar
com projetos sob medida já que cada obra possui suas particularidades", (Revista
Téchne, 2008).
Uma das técnicas é a Osmose Reversa é um fenômeno natural físico-químico.
Quando duas soluções, com diferentes concentrações são colocadas num mesmo
recipiente separados por uma membrana semipermeável, ocorre naturalmente a
passagem do solvente da solução mais diluída para a solução mais concentrada, até
que se encontre um equilíbrio (OKTE, 2008).
A osmose reversa é obtida através da aplicação mecânica de uma pressão superior
à pressão osmótica do lado da solução mais concentrada conforme figura 5.15.
43
Figura 5.15 – Esquema básico do sistema de
Osmose Reversa (OKTE , 2008).
Outro sistema bastante utilizado é a flotação por ar dissolvido FAD um processo
para separação de partículas sólidas e/ou líquidas em um meio líquido (OKTE,
2008).
Baseia-se na dissolução do ar no meio líquido em uma câmara pressurizada.
Quando a mistura ar/líquido é despressurizada na câmara de flotação, o ar forma
microbolhas. As microbolhas aderem-se às partículas em suspensão, diminuindo
sua densidade e favorecendo o arraste para a superfície onde são removidas
(OKTE, 2008).
É um sistema de simples operação e um dos mais econômicos para recuperação e
remoção de sólidos, óleos, gorduras, proteínas, substâncias orgânicas, íons,
microrganismos, redução da DQO e DBO, espessamento de lodo no tratamento de
efluentes domésticos (OKTE, 2008).
Segundo (OKTE, 2008) o sistema de flotação de pequeno porte e baixo custo pode
ainda combinar a FAD com aplicação de ozônio, melhorando a eficiência do sistema.
44
Figura 5.16 – Tanque de flotação por ar
dissolvido (OKTE, 2008).
Um sistema simples de tratamento de água de baixo custo de implantação bastante
utilizado para pequenos condomínios devido à simplicidade de construção e
operação, é filtração lenta areia e manta não tecida, e carvão ativado, precedida de
um pré-filtro em pedregulho para tratamento de efluente de um sistema composto
um de reator anaeróbio compartimentado e de leitos cultivados (wetlands) para
tratamento de esgoto doméstico (Faveri, 2008).
Segundo (Faveri, 2008), foram dadas ênfases na avaliação da filtração lenta com
meio filtrante de areia e manta não tecida e meio filtrante de areia com camada de
carvão ativado granular e manta não tecida. Para uma taxa de filtração média de
3m³/m².dia, obterem-se uma eficiência média de:
9 Remoção de sólidos em suspensão de 36,2%;
9 Remoção de turbidez de 43,2%;
9 Cor eficiência média de 39,3%;
9 Remoção de coliformes totais foi de 74,6%;
9 Remoção média de E.coli foi de 72,7%.
45
De acordo com Carla Araujo Sautchuk, gerente da Tesis e mestre em Engenharia
Civil pela Escola Politécnica da USP no tema Implantação de Programas de
Conservação de Água, esse documento preconiza que as tubulações destinadas
para esse fim possuam cor diferenciada das que transportam água potável. A água
de reúso também deve ser pigmentada na cor roxa e os pontos de consumo e
ambientes abastecidos por tal fonte devem ser corretamente sinalizados. Outro
ponto importante a ser previsto em projeto é evitar conexões cruzadas, eliminando
qualquer contato entre tubulações de água potável e de efluentes tratados. "Os
sistemas de reservas têm de ser totalmente independentes, minimizando as
possibilidades de contaminação dos líquidos"
Na figura 5.17, esta demonstrado um organograma com a configuração básica de
um projeto para a utilização de água cinza que prevê um sistema de coleta de água
servida, subsistema de condução da água (ramais, tubos de queda e condutores),
unidade de tratamento da água (gradeamento, decantação, filtro e desinfecção),
reservatório de acumulação, sistema de recalque, reservatório superior e rede de
distribuição.
Figura 5.17 – configuração básica de um projeto para a utilização de
água cinza (Téchne, 2008).
46
5.4.3 Reúso de Águas Cinzas Atualmente
Enquanto no Brasil há poucas iniciativas da prática de reúso, em muitas regiões do
mundo isso já ocorre em larga escala (HESPANHOL, 2002 apud OLIVEIRA, 2005).
No Japão, os condomínios, hotéis e hospitais passaram a ser construídos com
sistemas particulares de aproveitamento de águas cinzas (SOARES et al., 2001).
Neste país, uma grande quantidade de municípios tem edifícios projetados para
praticar a coleta da água do esgoto secundário, que depois de tratada é utilizada
para alimentar as caixas de descarga. Esta medida gera uma economia de até 30%
no consumo (OLIVEIRA, 2005).
Em Israel, toda a água é aproveitada, mesmo aquela que já foi utilizada. Em todos
os apartamentos há hidrômetros individuais, a água do mar é dessanilizada e os
esgotos domésticos são utilizados na agricultura (TOMAZ, 1998). Em regiões onde
quase não há água de chuva, como a região do Dan, também em Israel, Chipre e
em muitas regiões dos Estados Unidos, foi desenvolvida a prática da recarga
artificial de aqüífero, utilizando este procedimento como tratamento de esgotos
(HESPANHOL, 2002). O Estado da Califórnia, nos Estados Unidos, em 1994,
aprovou que os moradores de residências unifamiliares fizessem a irrigação
subsuperficial com esgotos secundários para finalidades paisagísticas (OLIVEIRA,
2005).
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS, 1973) apud FELIZATTO (2001),
em Windhoek, na Namíbia, foram conduzidas pesquisas extensivas sobre o reúso
potável direto. As águas recuperadas foram utilizadas com êxito para o
abastecimento de água potável desse município, sendo o primeiro caso de reúso
potável direto divulgado tecnicamente. Durante um período desse experimento, um
terço do abastecimento da cidade era composto por água recuperada. O sistema
operou com sucesso e sem maiores objeções por parte do público, e ressalta-se que
a escassez de água não permitiu outra solução para que esse projeto não fosse
planejado.
A república de Singapura está tomando várias medidas para conservação da água,
procurando substituir a água potável por água não potável para fins comerciais e
47
industriais. As indústrias retiram 11,1 milhões de metros cúbicos de água do mar por
dia, somente para reusá-la como água de resfriamento.
No Brasil, algumas regiões já realizam a prática de reúso. Em São Paulo, o reúso já
é praticado pela Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (SABESP),
que tem cinco pontos de tratamento e vende água para reutilização em indústrias de
vários municípios. Um bom exemplo é a empresa Linhas Correntes que adquire
água tratada do efluente da Estação Ipiranga. Municípios da região do ABC paulista,
como Santo André e São Caetano do Sul são outros exemplos. Nestas regiões, o
reúso se dá na rega de jardins públicos e lavagem de ruas (OLIVEIRA, 2005).
A Tabela 5.12 apresenta alguns casos sucintos de sucesso da prática de reúso de
água no Brasil e seu respectivo investimento, apresentados pelo Departamento do
Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável da FIESP (Federação das Indústrias
do Estado de São Paulo) e CIESP (Centro das Indústrias do Estado de São Paulo).
Tabela 5.12 - Casos de sucesso em reúso de águas cinzas
Atividade Principal
Investimentos (R$)
Pólo Petroquímico de
São Paulo
Fornecimento de Petróleo
145.000.000,00
Economia de
Á
Não Fornecido
Brastemp
3M do Brasil Ltda
INA Brasil
Kodak Brasileira Com.
E
d Ld
Continental
Eletrodomésticos
Industria Química
Fabricante de Rolamentos
Industria Química
F
áfi
Eletrodomésticos
Alsco Toalheiro Brasil
Pilkinton Brasil Ltda
Wolkswagen
Mahle Metal Leve S/A
Elekeiroz
DaimlerChysler
Lavanderia Industrial
Fabricante de Vidros
Montagem de Veículos
Indústria Metalúrgica
Indústria Química
Montagem de Veículos
1.000.000,00
33.000.000,00
2.000.000,00
418.000,00
5.000,00
20.000,00
280.000,00
5.000.000,00
65.000,00
320.000,00
15.000.000,00
Não Fornecido
97.000 m³ / ano
Não Fornecido
65%
Não Fornecido
80 m³ / dia
95%
70.000 m³ / mês
Não Fornecido
Não Fornecido
Não Fornecido
BHS Continental
Eletrodomésticos Ltda.
Indústria Metalúrgica
Não Fornecido
2.500 m³ / mês
Empresa
Fonte: FIESP e CIESP
A gestão adequada dos recursos hídricos e do tratamento sanitário dá as condições
necessárias para reutilização da água. O reúso não planejado de água já é adotado
em várias cidades do Brasil, porém deve ser empregado o reúso planejado em todas
48
as demais regiões brasileiras que já sofrem os impactos negativos da escassez de
água (SOARES et al., 2001).
5.4.4 Técnicas de Dimensionamento do Sistema de Reúso de Águas Cinzas
O Brasil ainda é carente de normas e diretrizes que definam plenamente os
conceitos, parâmetros e restrições ao reúso das águas cinzas a nível residencial,
comercial e industrial. A NBR 13969 de 1997 no item que trata do reúso local, afirma
que “No caso de águas cinzas de origem essencialmente doméstica ou com
características similares, o efluente tratado deve ser reutilizado para fins que exigem
qualidade de água não potável, mas sanitariamente segura, tais como irrigação dos
jardins, lavagem dos pios e dos veículos automotivos, na descarga dos vasos
sanitários, na manutenção paisagística”.
Normalmente em sistemas utilizados em condomínios residências para reúso de
águas cinzas é dimensionado somente para utilização em descarga sanitária por
não precisar de um tratamento muito eficaz, conforme observaremos no estudo de
caso.
Por falta de bibliografia sobre técnicas de dimensionamento de reúso de águas
cinzas, não foi possível obter um sistema de calculo diferente da que foi utilizada no
estudo de caso para estimativa de volumes do sistema.
Para o dimensionamento do reservatório, estima-se o volume diário utilizado nas
bacias sanitárias e o volume gerado pelas captações da água a ser reutilizada:
chuveiro, lavatório e lavagem de roupas, contendo estas águas baixa quantidade de
matéria orgânica.
Com isso, analisa-se o maior volume, proveniente do volume consumido nos vasos
sanitários ou o gerado pelas fontes que podem ser usadas para reúso. Se o volume
utilizado nos vasos sanitários for menor do que o volume gerado de águas cinzas, é
o volume dos vasos sanitários que vai ser utilizado como tamanho de reservatório.
Se o volume de águas cinzas gerado for menor, é o volume gerado que vai ser
utilizado como tamanho de reservatório.
49
5.4.5 Qualidade da Águas Cinzas
O reúso de água para qualquer fim depende da qualidade em relação aos aspectos
físicos, químicos e microbiológicos. Os parâmetros físico-químicos em sua maioria
são bem compreendidos, sendo possível estabelecer critérios de qualidade
orientadores para o reúso. Os níveis microbiológicos relativos à saúde são mais
difíceis de serem quantificados, como observado pela multiplicidade de parâmetros e
recomendações de uso, variáveis em nível mundial (CROOK, 1993 e HRUDEY,
1989).
O conceito de qualidade está associado ao uso de um bem ou serviço quando
relacionado à atividade econômica. Quando este conceito é aplicado no caso da
água surge à definição de padrões de qualidade. Logo, a qualidade de uma porção
limitada de água pode ser analisada a partir de uma comparação direta com os
padrões de qualidade.
A legislação brasileira estabelece padrões de qualidade para água potável (Portaria
36/GM e Portaria 1469 de 2000) e para águas superficiais (Resolução no 20/86 do
CONAMA).
Em relação ao reúso de água, a legislação em vigor (Política Nacional de Recursos
Hídricos – Lei no 9433, 8 de janeiro de 1997) ao instituir os fundamentos de gestão
de recursos hídricos, cria condições jurídicas e econômicas para a hipótese do reúso
de água como forma de utilização racional e de preservação ambiental (MANCUSO
e SANTOS, 2003).
A qualidade da água para reúso deve atender aos aspectos de saúde pública,
estética, integridade das tubulações de distribuição, confiabilidade e segurança no
sistema de tratamento.
A Norma Brasileira NBR 13969 (ABNT, 1997) estabelece a necessidade de
tratamento dos efluentes e o seu devido reúso, desde que os efluentes gerados
sejam de origem doméstica ou tenham características similares. A seguir são
apresentados os graus de tratamento relativo ao reúso estabelecidos pela norma:
50
9 Classe 1 – Lavagem de carros e outros usos que requerem o contato direto
do usuário com a água, com possível aspiração de aerossóis pelo operador,
incluindo chafarizes. Turbidez inferior a 5 NTU(Unidade Nefelométrica de
Turbidez); coliforme fecal inferior a 200 NMP(Número Mais Provável)/100 ml;
sólidos dissolvidos totais inferior a 200 mg/l; pH entre 6,0 e 8,0; cloro residual
entre 0,5 mg/l e 1,5 mg/l.
9 Classe 2 – Lavagem de pisos, calçadas e irrigação de jardins, manutenção
dos lagos e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes. Turbidez inferior
a 5 NTU; coliforme fecal inferior a 500 NMP/100 ml; cloro residual superior a
0,5 mg/l.
9 Classe 3 – Reúso nas descargas de vasos sanitários. Turbidez inferior a 10
NTU; coliforme fecal inferior a 500 NMP/100 ml;
9 Classe 4 – Reúso nos pomares, cereais, forragens para gados e outros
cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação
pontual. Coliforme fecal inferior a 5000 NMP/100 ml e oxigênio dissolvido
acima de 2,0 mg/l. As aplicações devem ser interrompidas pelo menos 10
dias antes da colheita.
5.4.6 Tratamento
O sistema de instalação hidro-sanitárias de reaproveitamento das águas servidas,
provenientes de chuveiros, lavatórios, tanque e máquina de lavar roupa consiste em
captação, tratamento, armazenamento e distribuição.
A captação é realizada através de tubulações de esgoto independente e direcionada
para um sistema de tratamento.
O grau de tratamento dado às águas servidas depende da origem do efluente assim
como do destino dado ao reúso. As águas contaminadas com muita matéria
orgânica podem passar por um tratamento mais completo através de caixa de
51
gordura, fossa séptica, filtro anaeróbio e tratamento por raízes como tratamento
terciário (PEREIRA, 2004). No caso de se utilizar águas servidas com pouca matéria
orgânica o tratamento poderá ser realizado por zonas de raízes conhecidas como
“wetlands”. Esta é uma tecnologia que reproduz os princípios básicos de
autodepuração, que ocorre naturalmente nos ecossistemas naturais, parcialmente
inundados durante todo o ano. Este tipo de tratamento difere do sistema natural por
possuir impermeabilização do fundo, evitando desta forma, a infiltração e
contaminação do solo e águas subterrâneas (PALUDO e QUADROS, 2002).
O tratamento por raízes procura imitar algumas das funções existentes em terras
úmidas naturais, em particular a capacidade de degradação da matéria orgânica e
contenção de nutrientes, como o fósforo e nitrogênio. O sistema de tratamento é
projetado artificialmente para utilizar plantas aquáticas (macrófitas) em substrato
(areia, solo ou cascalho) onde, de forma natural e sob condições ambientais
adequadas, pode ocorrer a formação de biofilmes, aglomerado de matéria orgânica
e microorganismos que se fixam a um meio suporte onde irão atuar na degradação
aeróbia e/ou anaeróbia da matéria orgânica que agregam uma população variada de
microorganismos. Estes microorganismos possuem a capacidade de tratar os
esgotos, por meio de processos biológicos, químicos e físicos (CHERNICHARO et
al., 2001). As principais funções das plantas aquáticas são:
9 Utilização de nutrientes e metais pesados.
9 Transferência de oxigênio para a rizosfera
9 Suporte para o crescimento e ação de microorganismos, pela presença de
rizomas e de raízes, bem como a absorção de material particulado, pelo
sistema radicular das macrófitas.
As plantas aquáticas são de extrema importância no tratamento de águas
residuárias devido ao fato delas necessitarem de nutrientes para crescimento e
reprodução. No tratamento por raízes são utilizadas diversas plantas aquáticas
emergentes e flutuantes, sendo que as mais freqüentemente usadas são
apresentadas na Tabela 5.13.
52
Tabela 5.13 – Principais macrófitas emergentes usadas em tratamento de águas
residuárias por raízes (Zona de Raízes).
Espécies
Temperatura Desejável Tolerância à Salinidade
pH Ótimo
Emergentes
(°C)
(mg/l)
Typha
10 a 30
30.000
4,0 a 10,0
Juncus
16 a 26
20.000
5,0 a 7,5
Phragmites
12 a 33
45.000
2,0 a 8,0
Schoenoplectus
16 a 27
20.000
4,0 a 9,0
Carex
14 a 32
20.000
5,0 a 7,5
Fonte: Adaptado de REED (1992).
As macrófitas, organismos fotoautotróficos que utilizam energia solar para assimilar
carbono orgânico da atmosfera na produção de matéria orgânica que servirá de
fonte de energia para seres heterotróficos, são espécies que resistem a ambientes
saturados de água, matéria orgânica e nutrientes, emergentes desenvolvem seus
sistemas radiculares, fixadas no substrato. Já o caule e as folhas se mantêm
parcialmente submersos. Na construção de um sistema de tratamento por raízes,
deve-se selecionar as plantas aquáticas observando os seguintes parâmetros:
9 Ter tolerância a ambiente eutrofizado.
9 Ter valor econômico.
9 Ter crescimento rápido e ser de fácil propagação.
9 Absorver nutrientes e outros constituintes.
9 Ser de fácil manejo e colheita.
Em tratamento por raízes de fluxo subsuperficial, o esgoto a ser tratado escoa
horizontalmente, através da zona de raízes e rizomas das plantas aquáticas,
situadas a cerca de 15 a 20 cm abaixo da superfície do substrato (Figura 5.18).
Quando o fluxo é superficial o tratamento é realizado em bacias ou canais, povoadas
por macrófitas. Geralmente são longas e estreitas, para evitar curto circuito. A
superfície da água a ser tratada se mantém sobre o substrato e há a desvantagem
53
da proliferação de insetos e produção de mau odor. Na Tabela 5.14 abaixo é
apresentada a comparação destes dois tipos de fluxo, em relação a alguns
parâmetros, apresentado por Chernicharo et al, (2001).
Tabela 5.14 – Critérios para construção de tratamento de esgoto por raízes (Zona de Raízes).
Parâmetros
Fluxo Superficial
Fluxo Subsuperficial
Tempo de detenção hidráulica (dia)
5 a 14
2a7
Taxa máxima de carregamento (kg DBO/ha.dia)
80
75
Profundidade do substrato (cm)
10 a 50
10 a 100
Taxa de carregamento hidráulico (mm/dia)
7 a 60
2 a 30
Área requerida (ha/m3.dia)
0,002 a 0,014
0,001 a 0,007
Controle de insetos
Necessário
Não é necessário
Relação comprimento: largura
2:1 a 10:1
0,25: 1 a 5:1
Fonte: Adaptado de REED (1992).
Figura 5.18 – Tratamento do efluente secundário por Zona de
Raízes (KAICK, 2002).
Segundo Chernicharo, et al.(2001) estudos têm demonstrado que este sistema de
tratamento de esgoto possui boa capacidade de remoção de DBO, sólidos
suspensos, nitrogênio, fósforo e metais. A redução destes parâmetros é resultante
da ação de diversos mecanismos, como sedimentação, precipitação, adsorção
química e de interação microbiana. Na Tabela 5.15 abaixo podem ser observados
alguns mecanismos de remoção para alguns constituintes.
54
Tabela 5.15 – Mecanismos predominantes na remoção de poluentes na Zona de Raízes.
Constituintes
Sólidos suspensos
Material orgânico solúvel
Mecanismos de Remoção
Sedimentação e Filtração
Degradação Aeróbia e Anaeróbia
Amonificação seguido de Nitrificação e Desnitrificação Microbiana
Retirada pela Planta
Nitrogênio
Adsorção
Volatilização da Amônia
Adsorção
Fósforo
Utilização pela planta
Complexação
Precipitação
Metais
Utilização pela Planta
Oxidação/Redução Microbiana
Predação
Patógenos
Sedimentação
Filtração
Fonte: PHILIPPI E SEZERINO, (2004).
Cooper et al, (1996), e Philippi e Sezerino, (2004), sugerem uma demanda de área
da Zona de Raízes em torno de 5 m²/pessoa, sendo a concentração de DBO
afluente variando de 150 a 300 mg/l. A relação m²/pessoa é muito utilizada como
critério de dimensionamento em unidades residenciais unifamiliares. Faixas de
aplicação encontram-se variando de 1 a 5 m²/pessoa quando a zona de raízes é
empregado como tratamento secundário (PHILIPPI, 2004). Vymazal, (1990) e
Philippi e Sezerino, (2004) indicam valores na ordem de 1,6 m²/pessoa.
A partir da obtenção da área requerida, a Zona de Raízes é construída obedecendo,
então uma relação comprimento: largura de, no mínimo 2:1 (PHILIPPI e SEZERINO,
2004).
Algumas instituições têm desenvolvido, tecnologias como a Secretaria Municipal do
Meio Ambiente de Niterói, o Centro Federal de Tecnologia do Paraná (CEFET/PR) e
a Fundação Municipal 25 de Julho, de Joinville.
O Projeto desenvolvido pela Secretaria Municipal do Meio Ambiente de Niterói
utilizou o vegetal Capim Napier para formação da zona de raízes sob orientação da
EMATER. Os pesquisadores estão estudando a possibilidade deste vegetal ser
55
utilizado como alimento animal. A EMATER pesquisa ainda a viabilidade da
substituição do Capim Napier por arroz, por suas características biológicas
favoráveis e por permitir obtenção de uma maior absorção de nutrientes que o
Capim Napier. Está sendo analisada também a possibilidade de utilizá-lo como
alimento humano, que ao contrário do capim para utilização animal o arroz
necessitaria
de
cozimento
antes
de
ser
utilizado,
eliminando
quaisquer
microrganismos patogênicos.
A zona de raízes constituí-se por uma vala aberta no solo com 50 cm de
profundidade permitindo a vazão do efluente por gravidade. O tanque é forrado com
uma lona plástica e suas extremidades ao fundo, drenos de entrada e saída
construídos de tubos de PVC com furos cobertos com brita. O leito filtrante
delimitado pelas camadas de brita é formado por camadas intercaladas de saibro e
areia, sendo a primeira e a última camadas confeccionadas de casca de cereais ou
serragem. A caixa tem formato retangular, tendo sua largura e comprimento
obedecendo a razão de no mínimo 1 por 1 e no máximo 1 por 1,5. A taxa de
aplicação utilizada no sistema é de 0,24 m³/m².dia.
O Centro Federal de Tecnologia do Paraná (CEFET/PR) desenvolveu um projeto
para ser implantado na região das praias paranaenses, primeiramente em Ilha Rasa,
em Guaraqueçaba, com o objetivo de se buscar uma espécie com características
favoráveis para o sistema e que se adaptasse às condições de salinidade do local. A
planta utilizada foi a Cladium Mariscus, natural da região e dotada de raízes
abundantes. Substituiu-se ainda a pedra brita por conchas de ostra, que acabaram
cumprindo a mesma função e com um custo bem menor, uma vez que é um recurso
natural abundante no local (KAICK, 2002). Em Ilha Rasa optou-se por instalar um
tanque com uma área de 1 m²/pessoa, o que gerou uma estrutura de 5 m² por 1m de
profundidade, para atender uma residência de 5 pessoas.
As plantas foram fixadas sobre um filtro físico formado por uma camada de areia,
que preencherá a base do filtro, ocupando de 30 a 40 cm de espessura
complementando-o com cascalho ou pedra brita ou conchas até a altura de 20 a 30
cm. No fundo do filtro ficam acomodadas as tubulações, que captam o efluente
tratado, conduzindo-o para a distribuição.
56
A Fundação Municipal 25 de Julho, em Joinville, testou um sistema de zona de
raízes que utiliza a espécie de junco Zizanopsis Bonariensis Brás, com
características semelhantes as demais espécies. O tanque filtro foi construído em
concreto armado e impermeabilizado com geomembrana de polietileno de alta
densidade, o leito filtrante constituí-se de brita, areia, saibro ou cascalho, casca de
arroz e junco.
Também para o tratamento do esgoto secundário para reúso, Mieli (2001), sugere o
tratamento por sistema de filtração (ascendente), composto por:
9 Caixa de retenção de sólidos – remover sólidos grosseiros suspensos e
corpos flutuantes, através de gradeamento de seção quadrada. A limpeza é
realizada manualmente.
9 Filtro - cuja finalidade é eliminar as impurezas existentes nas águas servidas
(Figura 5.19). O filtro compreende um leito filtrante que tem granulometria
variada, brita no 1 (camada de 0,20 m), brita zero (camada de 0,20 m), areia
grossa lavada (camada de 0,30 m), areia fina lavada (camada de 0,30 m) e
carvão (camada de 0,20 m) nesta ordem. O dispositivo de entrada da água é
feito no sentido ascendente, através de fundo falso com aberturas de 0,02 m,
espaçados em 0,15 m entre si. A carga hidrostática mínima no filtro é de 1
kPa (0,10 m), portanto o nível da saída do efluente do filtro deve estar no
mínimo 0,10 m abaixo do nível de saída da caixa de retenção de sólidos. O
dispositivo de saída deve consistir em vertedor tipo calha e deve passar pelo
centro da seção.
57
carvão
areia lavada fina
areia lavada grossa
brita zero
brita 1
fundo falso
ENTRADA
Figura 5.19 – Sistema de filtração (MIELI, 2001).
Já Sousa (2001), apresenta tratamento por filtro lento de areia (Figura 5.20). A
determinação da área superficial para atender a vazão de reúso definida na
residência é calculada através da equação 5.5.
A=Q/T
Onde:
9 A é a área superficial do filtro (m²)
9 Q é a vazão de efluente (m³);
9 T é a taxa de filtração (m³/m².dia)
A Tabela 5.16 mostra as características físicas e operacionais do filtro.
(Eq. 5.5).
58
Tabela 5.16 – Características físicas e operacionais do
Filtro Lento de Areia.
Características
Altura da camada suporte (cm)
Altura do leito filtrante (cm)
Granulometria do leito filtrante (mm)
Altura total do filtro (cm)
Taxa de filtração (m3/m2.dia)
Lâmina líquida aplicada (cm)
Fonte: Revista Biólogo, (2003).
Dimensões
14
76
1,19 a 2,00
180
0,30 a 0,58
30,00 a 70,00
Segundo Sousa (2001), “o desempenho do filtro quanto a remoção de matéria
orgânica (75% de eficiência de remoção de Demanda Química de Oxigênio) e
sólidos (65% de eficiência de remoção de Sólidos em Suspensão Voláteis) se
aproxima àqueles apresentados por digestores anaeróbios de alta taxa. No entanto,
a eficiência de redução de microrganismos observada no filtro (99,9%) é bem
superior àquela observada em digestores anaeróbio tipo Reatores Anaeróbios de
Fluxo Ascendente e Manta de Lodo (90%)”.
Figura 5.20 – Filtro lento de areia (SOUSA, 2001).
Após o tratamento, a água é armazenada em um reservatório inferior para posterior
recalque ao reservatório superior por meio de moto-bomba.
59
Entre o reservatório superior de água de reúso e o barrilete do reservatório de água
potável existe um sistema de “by-pass” que suprirá a falta de água de reúso com
água potável para utilizar nas descargas de vasos sanitários e lavagens em geral.
60
6 ESTUDO DE CASO
O presente estudo de caso irá falar sobre um condomínio residencial, onde foi
implantado ambos os sistema, de reúso de água cinzas e aproveitamento de água
pluvial focando principalmente o sistema de coleta de dados para implantação e
dimensionamento dos sistemas.
6.1 Condomínio Residencial Santa Martha
6.1.1 Introdução
Através da análise da revisão bibliográfica, tem-se a dimensão do quanto os
recursos hídricos vêm sendo degradados, seja devido ao descaso humano, ou pelo
seu uso irracional e desperdício. A elaboração de projetos sustentáveis que visam à
preservação da natureza e manutenção dos seus recursos é fundamental.
No Brasil não é muito usual a utilização de água de chuva e a reutilização de águas
servidas. Uma das razões é que a sociedade mostra uma certa resistência a
mudanças e à utilização de novas tecnologias, além do que a disponibilidade hídrica
atual do país é muito boa. Mas, a médio prazo, o Brasil poderá sofrer com problemas
de abastecimento de água tratada. A sociedade manifesta descrença na eficiência,
viabilidade e segurança dessas novas técnicas.
O estudo de caso tem a função de verificar o potencial de economia de água tratada
que pode ser obtido através da captação de água de chuva e de reúso de águas
cinzas. Quando se fala em uso racional e economia de água, alguns pontos
merecem importância, como: estimativas de uso final, precipitação atmosférica e a
área de telhado. É a partir destes fatores que se chegará ao potencial de economia
obtido através da utilização destas duas técnicas.
O estudo de caso realizado no Condomínio Santa Martha – Florianópolis – SC.
serão mostrados os resultados obtidos para o estudo realizado, apresentados os
dados, a viabilidade de implantação de sistemas de aproveitamento de água de
61
chuva e de reúso de águas servidas, qual dos sistemas, são os mais adequados
para cada bloco.
6.1.2 Objeto do Estudo
O condomínio Residencial Santa Martha foi inaugurado em 1981, situado à Rua
Lauro Linhares, número 1670, bairro Trindade, cidade de Florianópolis – SC. Este
Condomínio é composto por três blocos de apartamentos. Cada bloco é composto
por 4 pavimentos, contendo 4 apartamentos de 3 quartos em cada pavimento,
totalizando 48 apartamentos, sendo que todos apartamentos encontram-se
habitados.
Figura 6.1 – Fachada principal do Condomínio – vista dos blocos A e B.
No térreo de cada bloco estão localizadas 15 vagas cobertas para veículos sendo
que um morador de cada bloco tem vaga descoberta de garagens. Cada bloco
possui o seu próprio acesso individual, tanto para veículos quanto para pedestres.
Para a captação de água de chuva foi utilizado na cobertura de cada bloco telhas de
fibrocimento, calhas de concreto impermeabilizadas, quatro condutores verticais de
62
PVC, com 100mm de diâmetro localizados no centro de cada calha, ligados
diretamente à rede de escoamento de águas pluviais.
A seguir serão apresentados todos os passos e procedimentos utilizados para o
desenvolvimento
do
projeto
de
implantação
dos
sistemas
de
reúso
e
reaproveitamento de águas no condomínio citado.
6.1.3 Levantamento de Dados
No objetivo de estimar o consumo por usos finais foi necessário uma série de
levantamentos de dados. A presente coleta de dados foi realizada por meio de
entrevistas, medições de vazão, leituras de hidrômetro, medições de consumo diário,
entre outros.
Os questionários aplicados aos moradores do conjunto residencial foram de dois
tipos com intenção de obter um levantamento preciso dos usos finais e consumo de
água, um para coleta de dados de todo tipo de utilização de água coletivo e
individual (banheiro, cozinha e limpeza), o outro restringia apenas a utilização do
banheiro (uso individual).
A partir das entrevistas e questionários foi estimada para o Condomínio uma
população de 116 habitantes, 2,25 hab/apto para o bloco A, 2,67 hab/apto para o
bloco B e 2,33 hab/apto para o bloco C, obtendo também possíveis valores que
representam a freqüência e o tempo de utilização de cada dispositivo por morador
onde, a partir desses dados foi possível efetuar médias por apartamento, por bloco e
para o Condomínio.
Os resultados dos levantamentos de freqüência e tempo de utilização dos
dispositivos nos blocos e no condomínio estão apresentados na tabela 6.1.
63
Tabela 6.1 – Valores médios de freqüência diária e tempo de uso dos
dispositivos do banheiro para os blocos A, B, C e para o
Condomínio.
Média p/ Bloco A
Média p/ Bloco B
Atividade
vezes/dia/hab. duração (s) vezes/dia/hab. duração (s)
Uso do Chuveiro
1,50
594,98
1,60
956,03
Uso do Vaso Sanitário
4,30
7,99
4,00
8,64
Higiene Bucal
2,90
14,77
2,80
44,39
Lavagem de Mãos
4,30
12,92
5,70
26,95
Lavagem de Rosto
2,50
17,18
2,20
44,80
Barbeação
0,20
20,79
0,10
92,31
Tabela 6.1 – Valores médios de freqüência diária e tempo de uso dos
dispositivos do banheiro para os blocos A, B, C e para o
Condomínio (Cont.)
Média p/ Bloco C
Média p/ o Condomínio
Atividade
vezes/dia/hab. duração (s) vezes/dia/hab. duração (s)
Uso do Chuveiro
1,80
809,27
1,63
786,76
Uso do Vaso Sanitário
4,30
7,27
4,20
7,97
Higiene Bucal
2,90
27,44
2,87
28,87
Lavagem de Mãos
4,20
11,76
4,73
17,21
Lavagem de Rosto
2,10
21,89
2,27
27,96
Barbeação
0,10
33,11
0,13
48,73
Para se obter os dados de consumo dos aparelhos em atividades de uso coletivo, o
processo utilizado foi um pouco diferente, solicitava-se que se estimasse a
freqüência diária com que se cozinhava e a quantidade de água, em litros, utilizada.
Já para medir o consumo de água usado na lavagem de roupas, o entrevistado
informava dados referentes ao uso do tanque (quantidade diária e tempo) e da
máquina de lavar roupa (freqüência diária, capacidade da máquina e quantidade de
ciclos).
A Tabela 6.2 indica as médias, já ponderadas, dos consumos dos aparelhos em
atividades de uso coletivo para os blocos A, B e C, e para todo o Condomínio.
64
Tabela 6.2 – Dados de consumo dos aparelhos em atividades de uso
coletivo para os blocos A, B e C, e para todo o Condomínio.
Atividade
Bloco
vezes/dia Duração (s) Consumo fornecido
pelo morador (litros)
A
1,00
506,46
B
1,40
155,41
Lavagem de
Louça
C
1,00
194,47
Condomínio
1,13
285,45
A
1,00
0,67
B
1,00
2,37
Preparo de
Alimentos
C
1,10
1,07
Condomínio
1,03
1,37
A
0,10
42,33
B
0,10
48,55
Tanque de
Roupas
C
0,10
59,73
Condomínio
0,10
50,20
A
0,30
3,03
B
0,40
11,14
Maq. Lavar
Roupas
C
0,30
8,51
Condomínio
0,3
3,3
A
0,20
0,91
B
0,20
0,81
Balde
C
0,20
0,53
Condomínio
0,20
0,75
A
0,20
132,28
B
0,10
735,46
Tanque de
Limpeza
C
0,10
215,31
Condomínio
0,13
361,02
-
O método utilizado para a medição de vazão dos dispositivos foi utilizando um
recipiente com volume conhecido onde se calculava o tempo que o mesmos levava
para encher. Para se ter uma precisão melhor, a orientação foi de se manter sempre
a mesma abertura do registro. A média dos resultados obtidos foram utilizados para
calcular a vazão média para cada dispositivo dividindo-se o volume pelo tempo,
essas vazões foram extrapoladas para todos os apartamentos.
Para a vazão da descarga do vaso sanitário foi estimado conforme especificações
da norma brasileira NBR 5626 – Instalações Prediais de Água Fria, adotou-se o valor
de 1,70 litros/s multiplicado pelo tempo médio fornecido pelos moradores (ABNT,
1998).
Através de dados das faturas da companhia de fornecimento de água local (CASAN)
foi possível obter o consumo mensal de água, em metros cúbicos, para cada bloco
do Condomínio. Estes dados são apresentados na Tabela 6.3.
65
Tabela 6.3 – Consumo de água, por bloco, obtidos através
emitidas pela CASAN.
Consumo Mensal (m³)
Mês
Bloco A
Bloco B
mar/02
277,78
168,53
abr/02
185,00
161,87
mai/02
190,62
190,32
jun/02
186,95
159,94
jul/02
150,01
163,92
ago/02
176,15
165,71
set/02
173,02
172,25
out/02
158,76
165,71
nov/02
207,04
173,14
dez/02
231,34
163,92
jan/03
207,04
170,32
fev/03
200,34
183,53
mar/03
184,79
165,71
abr/03
215,03
170,32
mai/03
262,22
164,81
jun/03
204,98
171,32
jul/03
196,45
164,41
ago/03
135,43
164,81
set/03
154,01
159,94
out/03
175,18
185,83
nov/03
189,97
201,25
Média
193,43
170,84
Média Geral
174,14
das faturas
Bloco C
149,98
148,97
151,99
179,95
160,63
204,22
187,00
113,18
79,97
240,31
200,98
158,59
120,79
150,98
183,86
161,30
153,89
130,63
126,04
160,60
157,02
158,14
A partir dos dados de consumo da Tabela 6.3 e, considerando médias de 2,25, 2,67
e 2,33 moradores por apartamento para os blocos A, B e C, respectivamente, foi
possível calcular o consumo diário médio per capita para cada mês de referência,
que é dado pela Equação 6.1. Em seguida, efetuaram-se médias por bloco e a
média geral para todos os três blocos. A Tabela 6.4 mostra estes resultados e a
Figura 6.2 ilustra os cálculos realizados.
CD =
C.1000
N p .N b .N m
(Eq. 6.1).
Onde:
9 CD é o consumo diário per capita (litros/dia);
9 C é o consumo medido pela CASAN para o bloco desejado e para o mês de
referência;
9 1000 é o fator de conversão de m³ para litros;
9 Np é a média de moradores por apartamento, considerada separadamente
para cada bloco;
66
9 Nb é o número de apartamentos por bloco;
9 Nm é o número de dias por mês de referência.
300,00
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
03
v/
no
t /0
3
se
3
ju
l/0
ai
/0
3
m
3
ar
/0
m
/0
3
ja
n
02
v/
no
t /0
2
se
2
ai
/0
2
ju
l/0
m
ar
/0
2
0,00
m
Consumo Diário per capita
(Litros/hab/dia)
Tabela 6.4 – Valores médios de consumo diário per capita (em
litros/hab/dia) para cada mês de referência
Consumo Mensal (litros/hab/dia)
Mês
Bloco A
Bloco B
Bloco C
mar/02
257,20
131,50
134,10
abr/02
171,30
126,30
133,20
mai/02
176,50
148,50
135,90
jun/02
173,10
124,80
160,90
jul/02
138,90
127,90
143,62
ago/02
163,10
129,30
182,60
set/02
160,20
134,40
167,20
out/02
147,00
129,30
101,20
nov/02
191,70
135,10
71,50
dez/02
214,20
127,90
214,87
jan/03
191,70
132,90
179,70
fev/03
185,50
143,20
141,80
mar/03
171,10
129,30
108,00
abr/03
199,10
132,90
135,00
mai/03
242,80
128,60
164,40
jun/03
189,80
133,68
144,22
jul/03
181,90
128,29
137,60
ago/03
125,40
128,60
116,80
set/03
142,60
124,80
112,70
out/03
162,20
145,00
143,60
nov/03
175,90
157,03
140,40
Média
179,10
133,30
141,40
Média Geral
151,27
M eses
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Figura 6.2 – Consumo diário per capita (litros/hab/dia) para os três
blocos.
67
A Tabela 6.4 informa que o valor médio do consumo diário per capita para o bloco A,
por exemplo, é de 179,10 litros/hab/dia, conforme dados fornecidos pela própria
CASAN. Efetuando-se o produto entre este valor com o número de apartamentos
existentes nesse bloco (16 apartamentos) e com a média de moradores por
apartamento (2,25 moradores por apartamento), chega-se ao valor de 6.447 l/dia.
Repetindo-se este processo para os blocos B e C, obtém-se os valores de 5.694 e
5.271 l/dia, respectivamente.
6.1.4 Estimativa do consumo de água nos dispositivos e dos usos finais
Depois de efetuadas as medidas de freqüência e tempo de uso dos dispositivos
através das entrevistas, para cada morador, foram determinados os consumos de
água em cada aparelho. Este cálculo de consumo consiste basicamente no produto
dessas medidas pela vazão de cada aparelho.
De posse dos levantamentos que mostram a freqüência e o tempo de uso dos
dispositivos, foi calculado o consumo de água por aparelho e identificar suas
respectivas porcentagens. No que diz respeito aos dispositivos que demandam
atividades de uso pessoal, a Tabela 6.5 mostra a média dos valores obtidos para
cada morador. A Tabela 6.6 identifica a média referente ao uso de aparelhos que
demandam atividades coletivas, como lavagem de louças, limpeza do apartamento,
lavagem de roupas e preparo de alimentos.
Tabela 6.5 – Consumo de água nos dispositivos que demandam atividades
individuais.
Bloco A
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Uso do Chuveiro
1,5
594,98
0,03
26,77
16,10
Uso do Vaso Sanitário
4,3
7,99
1,70
58,37
35,10
Higiene Bucal
2,9
14,77
0,12
5,14
3,09
Lavagem de Mãos
4,3
12,92
0,12
6,67
4,01
Lavagem de Rosto
2,5
17,18
0,12
5,16
3,10
Barbeação
0,2
20,79
0,12
0,50
0,30
Total Geral
102,61
61,70
68
Tabela 6.5 – Consumo de água nos dispositivos que demandam atividades
individuais (Cont.).
Bloco B
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Uso do Chuveiro
1,60
956,03
0,03
45,89
23,20
Uso do Vaso Sanitário
4,00
8,64
1,70
58,75
29,70
Higiene Bucal
2,80
44,39
0,12
14,91
7,54
Lavagem de Mãos
5,70
26,95
0,12
18,43
9,32
Lavagem de Rosto
2,20
44,80
0,12
11,83
5,98
Barbeação
0,10
92,31
0,12
1,11
0,56
Total Geral
150,92
76,10
Tabela 6.5 – Consumo de água nos dispositivos que demandam atividades
individuais (Cont.).
Bloco C
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Uso do Chuveiro
1,80
809,27
0,03
43,70
28,60
Uso do Vaso Sanitário
4,30
7,27
1,70
53,17
34,80
Higiene Bucal
2,90
27,44
0,12
9,55
6,25
Lavagem de Mãos
4,20
11,76
0,12
5,93
3,88
Lavagem de Rosto
2,10
21,89
0,12
5,52
3,61
Barbeação
0,10
33,11
0,12
0,40
0,26
Total Geral
118,27
77,40
Tabela 6.6 – Médias dos consumos de água nos dispositivos que demandam
atividades coletivas.
Bloco A
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Lavagem de Louça
1,00
506,46
0,11
55,71
33,50
Preparo de Alimentos
1,00
0,00
0,67
0,40
Tanque de Roupas
0,10
42,33
0,11
0,47
0,28
Maq. Lavar Roupas
0,30
0,00
3,03
1,82
Balde
0,20
0,00
0,91
0,55
Tanque de Limpeza
0,20
132,28
0,11
2,91
1,75
Total Geral
63,69
38,30
Tabela 6.6 – Médias dos consumos de água nos dispositivos que demandam
atividades coletivas (Cont.).
Bloco B
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Lavagem de Louça
1,40
155,41
0,11
23,93
12,10
Preparo de Alimentos
1,00
0,00
2,37
1,20
Tanque de Roupas
0,10
48,55
0,11
0,53
0,27
Maq. Lavar Roupas
0,40
0,00
11,14
5,63
Balde
0,20
0,00
0,81
0,41
Tanque de Limpeza
0,10
735,46
0,11
8,09
4,09
Total Geral
46,88
23,70
69
Tabela 6.6 – Médias dos consumos de água nos dispositivos que demandam
atividades coletivas (Cont.).
Bloco C
Atividade
vezes/dia duração (s) Vazão (l/s) Total (l/dia) Usos Finais %
Lavagem de Louça
1,00
194,47
0,11
21,39
14,00
Preparo de Alimentos
1,10
0,00
1,07
0,70
Tanque de Roupas
0,10
59,73
0,11
0,66
0,43
Maq. Lavar Roupas
0,30
0,00
8,51
5,57
Balde
0,20
0,00
0,53
0,35
Tanque de Limpeza
0,10
215,31
0,11
2,37
1,55
Total Geral
34,53
28,3
A Tabela 6.7 contém um resumo dos valores referentes a estas estimativas para
cada habitante. Um ponto importante a ser comentado é o fato que, as atividades de
higiene bucal, lavagem de mãos, lavagem do rosto e barbeação foram unidas para
gerar o tópico lavatório.
Tabela 6.7 – Estimativas de usos finais para cada morador segundo dados
fornecidos pelos moradores.
Bloco
Atividade
Geral
A
B
C
Média do consumo per capita
166,30 197,80 152,80 172,30
(l/hab/dia)
Chuveiro (%)
16,10
23,20
28,60
22,63
Vaso Sanitário (%)
35,10
29,70
34,80
33,20
Lavatório (%)
10,50
23,40
14,00
15,97
Lavagem de Louça (%)
33,50
12,10
14,00
19,87
Preparo de Alimentos (%)
0,40
1,20
0,70
0,77
Lavagem de Roupas (%)
2,10
5,90
6,00
4,67
Limpeza do Apto. (%)
2,30
4,50
1,90
2,90
Total Geral (%)
100,00 100,00 100,00 100,00
A Tabela 6.8 mostra as estimativas em porcentagem dos usos finais para os blocos
A, B e C e uma média para todo o condomínio com base no consumo real fornecido
pela CASAN.
70
Tabela 6.8 – Estimativas de usos finais, em porcentagem, para os blocos A,
B e C e para todo o Condomínio.
Bloco
Atividade
Geral
A
B
C
Média do consumo per capita
179,10 133,30 141,40 151,27
(l/hab/dia)
Chuveiro (%)
16,10
23,20
28,60
22,63
Vaso Sanitário (%)
35,10
29,70
34,80
33,20
Lavatório (%)
10,50
23,40
14,00
15,97
Lavagem de Louça (%)
33,50
12,10
14,00
19,87
Preparo de Alimentos (%)
0,40
1,20
0,70
0,77
Lavagem de Roupas (%)
2,10
5,90
6,00
4,67
Limpeza do Apto. (%)
2,30
4,50
1,90
2,90
Total Geral (%)
100,00 100,00 100,00 100,00
A tabela 6.9 mostra um comparativo entre o consumo per capita estimado (tabela
6.8) e o consumo per capita obtido a partir dos dados da CASAN (Tabela 6.4).
Tabela 6.9 – Comparação entre os consumos real e estimado.
Consumo diário per capta (l/hab/dia)
A
B
C
166,30
197,80
152,80
Estimado
Real
179,10
133,30
141,40
6.1.5 Estimativas de Usos Finais
As primeiras estimativas de usos finais foram feitas, em porcentagem, para cada
morador, por apartamento, por bloco e para o Condomínio em geral. Estas
estimativas foram realizadas com base nos consumos dos dispositivos calculados.
Posteriormente, foi realizado um levantamento, em litros, do consumo total de água
para cada bloco e para o Condomínio, a partir dos dados fornecidos pela
concessionária local.
Feitas estas duas análises, efetuou-se uma comparação entre os consumos
estimado e real, a fim de se verificar a ocorrência de discrepâncias. Como houve
uma diferença significativa, o consumo utilizado para fins de dimensionamento foi o
obtido através da concessionária local em função das porcentagens obtidas através
da obtenção de dados fornecidos pelos moradores.
71
6.1.6 Estimativa do Volume do Reservatório de Água de Chuva
Para definir qual seria o volume ideal de reservatório para captação de água de
chuva, é necessário saber onde ela pode ser usada em substituição à água tratada.
De acordo com o Group Raindrops (2002), a água pluvial pode ser utilizada, no meio
residencial, em descargas de bacias sanitárias, lavagem de roupas, tanques, rega
de jardins, resfriamento evaporativo, etc. Para o caso do Condomínio em questão,
considerou-se a utilização de água de chuva após filtragem e cloração em lavagem
de roupas, no uso em torneiras de tanques e em descargas sanitárias. Sendo assim,
um volume de reservatório adequado seria aquele que suprisse totalmente a
demanda de água nos itens acima. Entretanto, nem sempre isso é viável, devido a
limitações construtivas, espaciais e econômicas.
O algoritmo base do Programa Netuno (2004) foi utilizado para testar vários volumes
e optar pelo mais apropriado. Este programa utiliza uma base de dados que contém
precipitações dos anos de 2000, 2001 e 2002 para a cidade de Florianópolis.
O processo de escolha consistiu em fazer variar o volume do reservatório, sendo
que a cada variação realizada, o programa calculava uma nova porcentagem de
economia de água tratada. A escolha do reservatório segundo Enedir Ghisi,
engenheiro responsável por desenvolver o programa, é feita quando a variação de
volume do mesmo promove um incremento igual ou inferior a 0,5% no potencial de
economia de água tratada para se ter um equilíbrio entre custo e eficiência. E esse
processo foi feito separadamente para os blocos A, B e C conforme mostra anexos
A, B e C. Com isso, e a partir da verificação do espaço disponível no entorno das
edificações, concluiu-se qual seria o volume ideal do reservatório.
PC = PLR + PR + PVS
(Eq. 6.2).
Onde:
9 PC é a porcentagem de água de chuva que pode ser utilizada em substituição
à água tratada (%);
9 PLR p é a parcela de uso final correspondente à lavagem de roupas (%);
72
9 PR é a parcela de uso final correspondente à torneira do tanque, no que diz
respeito tanto à limpeza do apartamento quanto à limpeza de roupas (%);
9 PVS é a parcela de uso final correspondente ao vaso sanitário (%);
Vale ressaltar que todo este processo de cálculo foi realizado para determinar os
volumes dos reservatórios inferiores de cada bloco, ou seja, das suas respectivas
cisternas. Ainda se faz necessária a determinação dos volumes dos reservatórios
superiores. Para isto, tomou-se como fator determinante nessa escolha, o volume
diário de água dado pela soma correspondente à utilização do vaso sanitário, da
torneira do tanque e do processo de lavagem de roupas. A quantidade de água
consumida por estes dispositivos indica qual deve ser o volume dos reservatórios
superiores de cada bloco.
A Tabela 6.10 mostra, resumidamente, os dados de entrada necessários para a
utilização do Programa Netuno, sendo que eles foram dispostos por bloco. As
variáveis de entrada são: área de telhado, coeficiente de perdas, média de
moradores por apartamento, soma dos usos finais nos pontos em que se pode
utilizar água de chuva no lugar da água tratada (conforme apresentado na Equação
6.2), consumo diário per capita e número de apartamentos por bloco.
Tabela 6.10 – Dados de entrada, separados por bloco, necessários para a
utilização do Programa Netuno.
Bloco
Variável
A
B
C
324
324
324
Área de Telhado (m²)
0,85
0,85
0,85
Coeficiente de perdas
2,25
2,67
2,33
N° de Moradores por apartamento
179,10
133,30
141,40
Consumo diário per capita (l/hab/dia)
16
16
16
N° de Apartamento por bloco
% de Água de chuva que pode ser
39,20
40,10
42,70
utilizada no lugar de água tratada
A área de telhado dos três blocos é a mesma: 324m², que é dada pelo produto de
18m por 18m. O coeficiente de perdas adotado também foi o mesmo para os três
casos de dimensionamento: 0,85. As demais variáveis seguem as características de
cada bloco.
73
Conforme explicado anteriormente, as interações devem parar quando a variação do
volume do reservatório promover um incremento de apenas 0,5% no potencial de
economia de água tratada, utilizando água pluvial. Para o caso do bloco A, este
limite seria um reservatório de 9.000 litros, pois passando para 10.000 litros, a
variação ocorrida no potencial é de apenas 0,4%. Ainda, para facilitar a execução,
seria interessante adotar um reservatório de fibra de vidro com capacidade de
10.000 litros (volume comercialmente vendido e facilmente encontrado), e que
proporciona uma economia de água tratada de 14,7%.
Uma explicação plausível para que este potencial de economia de água tratada
tenha dado tão baixo, é que há uma área de telhado muito pequena para um
consumo muito elevado de água, tendo em vista que se trata de um bloco
residencial com 16 apartamentos, a uma média de 2,25 moradores por apartamento.
Como a área de captação de água de chuva é muito menor que a sua demanda, não
há como se obter um potencial de economia maior só utilizando água pluvial.
Utilizando-se os dados de entrada para o bloco B, verifica-se que a análise fornecida
pelo Programa Netuno indica um volume ideal de reservatório de 9.000 litros, pois
passando-se para 10.000 litros o incremento no potencial de economia é de apenas
0,4%. Adotando-se este reservatório obtém-se um potencial de economia de água
tratada de 16,3%.
Para o bloco C, ao se aumentar o volume de 11.000 para 12.000 litros, houve um
acréscimo de 0,4% no potencial de economia de água tratada. Sendo assim, um
volume adequado a ser adotado seria 11.000 litros. Entretanto, para se ter uma
homogeneidade nas soluções, optou-se em adotar um reservatório de 10.000 litros,
pois a diferença, tanto em volume quanto em potencial de economia, é bastante
pequena entre os dois reservatórios. A solução adotada para o bloco C proporciona
uma economia de água tratada da ordem de 18,2%.
74
Figura 6.3 – Resultados de dimensionamento de reservatório
obtidos para os blocos A, B e C utilizando-se o
Programa Netuno.
Todos os resultados obtidos para os blocos A, B e C, encontram-se ilustrados na
Figura 6.3, para que se possa fazer um estudo comparativo.
Através da análise da figura anterior, observa-se que os blocos A e B possuem
quase o mesmo comportamento, pois as linhas do gráfico possuem simetria e
proximidade entre si. Sendo assim, o volume de reservatório que for adotado para os
dois casos, remete a uma porcentagem de economia de água tratada quase igual
para os dois blocos. Já o bloco C, devido às suas características de consumo diário
de água e de usos finais, apresenta um comportamento levemente diferente dos
demais blocos. Ao se adotar um mesmo volume de reservatório para todos os três
blocos, percebe-se que no bloco C haverá um potencial de economia de água
tratada ligeiramente maior que nos outros dois.
É importante observar que estas etapas de cálculo foram realizadas para se
determinar os volumes dos reservatórios inferiores de cada bloco. Agora, de acordo
com o que foi exposto anteriormente, faz-se necessária a determinação dos volumes
dos reservatórios superiores. Estes, por sua vez, serão dimensionados para
armazenar a quantidade de água diariamente consumida no vaso sanitário, no
processo de lavagem de roupas e no uso da torneira do tanque.
A Tabela 6.8 informa as médias diárias de consumo per capita, através das quais
será possível chegar aos respectivos consumos em litros/dia para cada bloco.
75
Abaixo será exemplificado os processo de cálculos para o bloco A que seguem o
mesmo processo para os blocos B e C. Feito isso, basta escolher um volume de
reservatório adequado a este valor obtido.
Pc = PLR + PR + PVS
Pc = 2,10 + 2,30 + 35,10
Pc = 39,50% x 179,10
PC = 70,75 x 2,25 x 16
Volume = 2546,80 l/dia
A Tabela 6.11 mostra os dados e cálculos de volume executados para o
dimensionamento. Já a Tabela 6.12 apresenta um resumo das soluções adotadas,
tanto para reservatórios inferiores, quanto para reservatórios superiores. Fazendo-se
uma análise da Tabela 6.11, percebeu-se que os valores encontram-se bem
próximos entre si. Sendo assim, optou-se em dimensionar os reservatórios
superiores com o mesmo volume de 3.000 litros, até porque não foi encontrado no
mercado reservatório com capacidade de 2.500 litros, que seria ideal.
Tabela 6.11 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento
dos reservatórios superiores de cada bloco.
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Consumo diário per capita (l/hab/dia)
179,1
133,3
141,4
N° de Apartamento por bloco
16
16
16
N° de Moradores por apartamento
2,25
2,67
2,33
Soma de usos finais (%)
39,5
40,1
42,7
Volume a ser armazenado (litros)
2546,80
2426,20
2250,90
Tabela 6.12 – Resumo das soluções adotadas para reservatórios inferior e
superior de água de chuva em cada bloco.
Capacidade (litros)
Reservatório
Bloco A
Bloco B
Bloco C
10.000
10.000
10.000
Inferior
Superior
3.000
3.000
3.000
76
6.1.7 Estimativa do Volume do Reservatório de Água de Reúso
Para o estudo realizado no Condomínio Santa Martha, considerou-se que a água
servida em chuveiros, lavatórios e lavagem de roupas, poderia ser reutilizada no
vaso sanitário, conforme é mostrado na Equação 6.3.
PR = PCH + PLV + PLR
(Eq. 6.3).
Onde:
9 PR é a porcentagem de água passível de ser reutilizada (%);
9 PCH é a parcela de uso final correspondente ao chuveiro (%);
9 PLV é a parcela de uso final correspondente ao lavatório (%);
9 PLR é a parcela de uso final correspondente à lavagem de roupas (%);
Para definir o volume do reservatório inferior de água de reúso, foram efetuadas
comparações entre a soma dos valores de usos finais do chuveiro, do lavatório e da
lavagem de roupas com o valor da parcela de uso final do vaso sanitário, todos em
porcentagem. Este processo permite avaliar a porcentagem de água tratada que
pode ser economizada utilizando-se água de reúso e, por conseguinte, auxilia na
determinação de um volume adequado de reservatório.
O ideal é que se consiga armazenar todo o volume de água passível de ser
reutilizada. Sendo assim, toma-se como fator determinante neste dimensionamento
a quantidade de água consumida diariamente no chuveiro, no lavatório e na lavagem
de roupas. Se a soma destes consumos for maior que a água utilizada no vaso
sanitário, adota-se volume de água utilizada no vaso sanitário como capacidade
volumétrica do reservatório. Caso contrário, a definição do volume leva em
consideração o consumo referente à soma dos usos finais de chuveiro, lavatório e
lavagem de roupas. Para garantir que o sistema não opere com falhas de
abastecimento, foi complementado com abastecimento de água tratada caso não
haja água de reúso suficiente para o funcionamento do sistema.
Em linhas gerais, as etapas de cálculo seguem o que já foi feito para a determinação
de volume dos reservatórios superiores de água pluvial, logo, a base da Tabela 6.11
77
pode ser utilizada, gerando a Tabela 6.13, que mostra os dados necessários e os
respectivos cálculos de volumes.
Para o bloco A, tem-se uma soma dos usos finais no valor de 28,7%, sendo que a
demanda no vaso sanitário é de 35,1%. Percebe-se que a quantidade de água
passível de ser reutilizada não é suficiente para atender a toda demanda. Neste
caso, para o bloco A, é interessante adotar um volume de reservatório que consiga
armazenar o valor correspondente aos 28,7%.
O bloco B tem um valor de 52,5% referente à soma dos usos finais do lavatório,
chuveiro e lavagem de roupas, e gasta 29,7% do consumo de água com o vaso
sanitário. Neste caso, a demanda de água é menor que o volume que se pode
economizar. Diante disso, o dimensionamento deve ser feito em função do consumo
do vaso sanitário.
Já para o caso do bloco C, a soma dos usos finais considerados é de 48,6%, sendo
que o uso final do vaso sanitário é de 34,8%. Então, o procedimento a ser seguido é
o mesmo que foi realizado para o bloco B, ou seja, determinar o volume em função
do vaso sanitário.
Tabela 6.13 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento
dos reservatórios de água de reúso.
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Consumo diário per capita (l/hab/dia)
179,1
133,3
141,4
N° de Apartamento por bloco
16
16
16
N° de Moradores por apartamento
2,25
2,67
2,33
Soma de usos finais * (%)
28,7**
52,5
48,6
Uso final do vaso sanitário (%)
35,1
29,7
34,8
Disponível para o vaso sanitário (L)
51,4
39,7
49,21
Volume a ser armazenado (litros)
1850,5
1797,0
1834,4
* Chuveiro + lavatório + lavagem de roupas
** % adotada para dimensionamento do reservatório devido ao volume gerado ser menor do que o
requerido.
Após verificados os volumes de água a serem armazenados, nota-se que é
interessante adotar soluções iguais para todos os blocos. Com isso, optou-se em
uniformizar as escolhas para os reservatórios inferiores, utilizando 2.000 litros em
todos os três casos. Este volume gera potenciais de economia de água tratada de
78
28,7%, 29,7% e 34,8% para os blocos A, B e C, respectivamente em relação ao total
de água consumida.
Verifica-se que mesmo com o aumento do reservatório não ocorreu um aumento no
potencial de economia de água tratada. Isso se deve ao fato de que nos blocos B e
C o dimensionamento ter sido feito em função da demanda do vaso sanitário. Sendo
assim, ao se adotar um volume maior de reservatório, somente o volume destinado
ao vaso sanitário vai ser utilizado, a diferença fica armazenada não se obtendo
economia de água tratada com o aumento do reservatório. Já no bloco A, o
dimensionamento foi realizado em função dos usos finais de chuveiro, lavatório e
lavagem de roupas. Logo, mesmo que seja adotado um reservatório maior, também
não será possível aumentar a economia de água.
O dimensionamento dos reservatórios superiores segue exatamente o mesmo
processo realizado para os reservatórios inferiores. Isto significa que ambos
possuirão a mesma capacidade volumétrica, ou seja, 2.000 litros. Então, a Tabela
6.14 vem apresentar um resumo das opções adotadas para cada situação.
Tabela 6.14 – Resumo das soluções adotadas para reservatórios inferior e
superior de água de reúso em cada bloco.
Capacidade (litros)
Reservatório
Bloco A
Bloco B
Bloco C
2.000
2.000
2.000
Inferior
Superior
2.000
2.000
2.000
Antes da água de reúso ir para o reservatório inferior acima dimensionado ela passa
por uma fossa séptica e na seqüência por um sistema de zona de raízes conforme
explicado anteriormente no item 5.4.6.
6.1.8 Estimativas dos Volumes dos Reservatórios Considerando Utilização
Simultânea dos dois Sistemas.
Ao se fazer uso dos dois sistemas simultaneamente, verifica-se que apenas o
reservatório de água pluvial sofrerá mudanças no seu volume. Diante disso, o
processo de dimensionamento resume-se à comparação das porcentagens
referentes ao reservatório adotado para o reúso, com a porcentagem de água
79
tratada que pode ser substituída por água de chuva. É para essa diferença que
deverão ser calculados os novos reservatórios de água pluvial, que tendem a ficar
com volumes menores, pois estão sendo utilizados em conjunto com o sistema de
reúso de águas cinzas.
A Tabela 6.15 mostra os dados de entrada necessários para a determinação de
volume através da utilização do Programa Netuno. Vale lembrar que no processo de
cálculo foram considerados um coeficiente de perdas de 0,85 e uma área de telhado
de 324m², conforme já havia sido explicado e utilizado anteriormente.
Tabela 6.15 – Dados de entrada e cálculos dos volumes de armazenamento
dos reservatórios, considerando o uso de água de chuva e
reúso de águas cinzas.
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Consumo diário per capita (l/hab/dia)
179,10
133,30
141,40
N° de Apartamento por bloco
16,00
16,00
16,00
N° de Moradores por apartamento
2,25
2,67
2,33
% de economia de água tratada obtida
através do volume do reservatório de
28,70
29,7
34,8
reúso adotado
% de água tratada que pode ser
39,20
40,10
42,70
substituída por água de chuva
Diferença das porcentagens anteriores (%)
10,50
10,40
7,90
Para o bloco A, conforme mostra anexos D, o volume adequado de reservatório é de
6.000 litros, pois passando-se para 7.000 litros, o aumento no potencial de economia
de água tratada é de apenas 0,3%. No caso do bloco B, conforme mostra anexos E,
o volume que se mostra mais apropriado é o de 5.000 litros, pois ao se aumentar
este valor em 1.000 litros, o incremento de economia obtido é de 0,4%. O bloco C,
conforme mostra anexos F, seguindo o mesmo processo de dimensionamento
realizado para os blocos A e B, deve possuir um reservatório de capacidade 5.000
litros.
Constata-se que cada bloco possui um volume de armazenamento diferente e, tendo
em vista que se deseja facilitar a execução de todo este sistema, a saída encontrada
foi a de utilizar a mesma capacidade volumétrica em todos os três casos. Sendo
assim, poderia ser usado um reservatório de 6.000 litros, que atende plenamente a
todos os blocos para padronizar os volumes.
80
Com isso, os potenciais de economia de água tratada, utilizando-se água de chuva,
obtidos para os blocos A, B e C foram de 5,01%, 4,98% e 3,88%, respectivamente.
A Figura 6.4 mostra como se comporta o potencial de economia de água tratada em
função da variação do volume. Percebe-se que todos os blocos possuem uma curva
bastante similar, que vem a confirmar a proximidade na economia de água tratada
dentre eles.
Potencial de economia de água
tratada (%)
6
5
4
BLOCO A
3
BLOCO B
BLOCO C
2
1
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
Volume do reservatório (litros)
Figura 6.4 – Resultados de dimensionamento de reservatório obtidos para
os blocos A, B e C utilizando-se o Programa Netuno.
Todo este processo de dimensionamento foi executado para a determinação dos
reservatórios inferiores de água pluvial de cada bloco. Para o caso dos reservatórios
superiores,
verifica-se
que
não
há
necessidade
de
se
realizar
novos
dimensionamentos, uma vez que eles possuirão os mesmos volumes já calculados
no item 6.1.6, ou seja, 3.000 litros. Diante disso, a Tabela 6.16 apresenta um resumo
das soluções escolhidas.
Tabela 6.16 – Resumo das soluções adotadas para os reservatórios inferior
e superior de cada bloco.
Capacidade (litros)
Reservatório
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Inferior
6.000
6.000
6.000
Água Pluvial
Superior
3.000
3.000
3.000
Inferior
2.000
2.000
2.000
Reúso
Superior
2.000
2.000
2.000
81
Logo, a utilização de um sistema de aproveitamento de água pluvial em conjunto
com um de reúso de águas cinzas, proporciona elevados potenciais de economia de
água tratada, maiores que para os casos anteriormente estudados. Estes valores
são dados pela soma dos potenciais, onde foram atingidos os seguintes patamares:
33,71, 34,68 e 38,68%, respectivamente para os blocos A, B e C.
82
7 ANÁLISE DOS RESULTADOS
7.1.1 Análise Econômica
A análise econômica complementa o estudo realizado sobre potencial de economia
de água tratada. O foco desta análise é fazer um levantamento de materiais, custos
dos mesmos e da mão-de-obra necessária, donde será possível chegar ao valor de
implantação de cada sistema.
Primeiramente, verificou-se o consumo médio diário per capita de cada bloco, dado
pela Equação 7.1. Com estes valores estimou-se o gasto atual, ou seja, sem
nenhum tipo de sistema economizador de água, para cada bloco, conforme
mostrado na Equação 7.2. Finalmente, considerando os percentuais de economia de
água tratada obtidos em cada caso, o número de apartamentos por bloco e um mês
hipotético de 30 dias, foi possível determinar qual seria o novo custo de água dos
blocos, de acordo com o que é apresentado na Equação 7.3.
A diferença entre C1 e C2 indica a economia, em reais, obtida. O custo de
implantação de cada sistema, ao ser dividido pelo valor que representa a economia
obtida, fornece o período de retorno do investimento realizado em meses. Para se
conseguir a resposta em anos, basta dividir o resultado por 12. Tudo isto está melhor
explicado através da equação 7.4.
C MD =
C M .N Apto .M
1000
(Eq. 7.1).
Onde:
9 CMD é o consumo médio diário do bloco considerado (m³/dia);
9 CM É o consumo médio diário per capita do bloco em estudo (litros/hab/dia);
9 NApto é número de apartamentos do bloco considerado (apto);
9 M é o número médio de habitantes por apartamento para o bloco que está
sendo analisado (hab/apto);
9 1000 é o fator de conversão de litros para m³.
83
C1 = C CASAN .1,8.N Apto
(Eq. 7.2).
Onde:
9 C1 é o gasto atual de cada bloco (Reais);
9 CCASAN é o custo do consumo de água, para um apartamento médio,
calculado considerando as faixas de consumo estabelecidas pela CASAN
(reais/apto);
9 1,8 é fator que a CASAN utiliza para considerar o serviço de tratamento de
esgotos;
9 NApto é número de apartamentos de cada bloco considerado (apto).
C 2 = C CASAN 2 .1,8.N Apto
(Eq. 7.3).
Onde:
9 C2 é o novo gasto de cada bloco (Reais);
9 CCASAN 2 é o novo custo do consumo de água, para um apartamento médio,
calculado considerando as faixas de consumo estabelecidas pela CASAN e a
economia obtida utilizando sistema economizador de água (reais/apto);
9 1,8 é fator que a CASAN utiliza para considerar o serviço de tratamento de
esgotos.
9 NApto é número de apartamentos de cada bloco considerado (apto);
T=
Ci
(C1 − C 2 ).12
Onde:
9 T é o período de retorno do investimento realizado (anos);
9 C1 é o gasto atual de cada bloco (Reais);
9 C2 é o novo gasto de cada bloco (Reais);
9 Ci é o custo de implantação de cada sistema;
9 12 é fator de conversão de meses para anos.
(Eq. 7.4).
84
Tendo implantado os dois sistemas ao mesmo tempo, verificou-se que a quantidade
de tubulação e conexões necessárias além das que já fazem parte de uma
instalação hidro-sanitária comum, é mínima. Bastou o acréscimo de um mecanismo
para oferecer ordem a prioridade na seguinte seqüência que seria a água de reúso,
água de chuva e água tratada, garantindo, assim, que o uso de água tratada só seja
feito quando o reservatório de cada um destes sistemas estiver esgotado.
Sendo assim, para se estimar os gastos com tubulação e conexões, optou-se em
adotar uma porcentagem do montante final orçado. De acordo com a Tigre (2005),
tubos e conexões custam menos de 3% do valor de uma obra. Para o estudo em
questão, estabeleceu-se que após concluídos os levantamentos, foi aplicado um
fator de 15% sobre o total deste orçamento, que corresponderá ao custo de tubos,
conexões e filtros. Esta porcentagem foi arbitrada de forma a suprir todos estes
custos, inclusive os de instalação interna na edificação.
Os pontos que merecem mais atenção nessa questão de custos são os reservatórios
e as moto-bombas. Conforme recomenda a NBR 5626 (ABNT, 1998), as instalações
elevatórias devem possuir no mínimo duas moto-bombas independentes para
assegurar o abastecimento de água no caso de falha de uma das unidades. Para a
alimentação de um prédio de quatro pavimentos, que é o caso dos blocos em
estudo, é necessário duas moto-bombas de ¾ CV cada uma. Com isso, para efeitos
de orçamento, seriam necessárias mais duas moto-bombas de ¾ CV para que se
fosse instalado cada um dos dois sistemas. Considerando um valor médio de
mercado deste equipamento de R$ 400,00, os montantes gastos são apresentados
através das Tabelas 7.1 a 7.3, que mostram todos os custos de implantação, por
bloco e para o Condomínio, de cada sistema e da hipótese de se adotar os dois
sistemas juntos.
Os gastos com energia também foram considerados nesta etapa. Foi estipulado que
cada sistema possuirá uma moto-bomba de ¾ funcionando 5h/dia, 30 dias por mês,
exceto quando se utiliza os dois sistemas simultaneamente. Neste caso são
necessários duas moto-bombas. Para a determinação deste custo de energia, foi
necessário fazer realizar um levantamento junto à CELESC que mostrasse o custo
85
do KWh. Verificou-se que a tarifa praticada é de R$ 0,337/KWh (até um limite de
150KWh, acima disso o valor muda). De posse deste valor, foi possível fazer um
levantamento de gastos de energia, verificando que ele se mostrou muito pequeno
frente aos outros dados.
Após realizados os estudos que determinaram os volumes de reservatórios, tanto
inferiores quanto superiores, para cada tipo de solução a ser adotada, fez-se uma
pesquisa de mercado a fim de se obter os valores médios de preços de cada um
deles. Optou-se em adotar reservatórios de fibra de vidro, por se mostrarem mais
baratos e mais convenientes. Diante disso, as capacidades volumétricas levantadas
foram: 2.000, 3.000, 6.000 e 10.000 litros, sendo que o custo médio de cada uma
delas foi de R$ 385,00, R$ 550,00, R$ 1.600,00 e R$ 1.750,00, respectivamente.
Para se quantificar a mão-de-obra, fez-se uma pesquisa com uma empreiteira
especializada em execução de projetos hidro-sanitários. Optou-se em fornecer este
preço de mão-de-obra em regime de custo por hora trabalhada. Logo, chegou-se a
um valor de R$ 8,00/hora. O tempo de execução e instalação dos serviços varia
dependendo do tipo de solução a ser adotada. Na Tabelas 7.1 a 7.3, podem ser
verificadas as quantidades de horas necessárias em cada caso e os seus
respectivos custos finais.
Os custos do sistema de tratamento de efluentes por zonas de raízes também foram
levantados. Considerou-se uma área de tratamento de 0,8 m²/habitante, a um custo
de R$ 49,00/m². Efetuando-se o produto entre o 0,8 e as médias de 2,24 hab/apto e
16,33 aptos/bloco, chega-se a uma área de tratamento de 32m²/bloco.
Vale ressaltar que a instalação de reservatórios no topo de edificações promove um
grande incremento de cargas na estrutura das mesmas. Talvez seja inviável realizar
este tipo de procedimento em prédios já construídos, também pela falta de espaço,
mas é perfeitamente aceitável em edificações ainda em fase de projeto.
86
Tabela 7.1 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial.
Água Pluvial
Material
Custo (R$)
Qtdes/Bloco
Total
Moto-bomba de 3/4 CV
R$
400,00
2 unid.
R$
800,00
Reservatório de 3.000L
R$
550,00
1 unid.
R$
550,00
Reservatório de 10.000L
R$ 1.750,00
1 unid.
R$ 1.750,00
Mão-de-obra
R$ 8,00/hora
80h
R$
640,00
Energia (moto-bomba)
4h/dia
R$
56,87
Tubulação, conexões e filtros.
15% do total
R$
569,53
Custo total por Bloco
R$ 4.366,40
Custo total para o Condomínio
R$ 13.099,20
Tabela 7.2 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de reúso
de águas cinzas.
Reúso
Material
Custo (R$)
Qtdes/Bloco
Total
Moto-bomba de 3/4 CV
R$
400,00
2 unid.
R$
800,00
Reservatório de 2.000L
R$
385,00
2 unid.
R$
770,00
Mão-de-obra
R$ 8,00/hora
80h
R$
640,00
Energia (moto-bomba)
4h/dia
R$
56,87
Zona de Raízes
R$ 49,00/m² 32m²/bloco
R$ 1.536,33
Tubulação, conexões e filtros
15% do total
R$
570,48
Custo total por Bloco
R$ 4.373,68
Custo total para o Condomínio
R$ 13.121,04
Tabela 7.3 – Resumo dos custos de implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial em conjunto com um
sistema de reúso de águas cinzas.
Água Pluvial + Reúso
Material
Custo (R$)
Qtdes/Bloco
Total
Moto-bomba de 3/4 CV
R$
400,00
4 unid.
R$
800,00
Reservatório de 2.000L
R$
385,00
2 unid.
R$
770,00
Reservatório de 3.000L
R$
550,00
1 unid.
R$
550,00
Reservatório de 6.000L
R$ 1.600,00
1 unid.
R$ 1.600,00
Mão-de-obra
R$ 8,00/hora
160h
R$ 1.280,00
Energia (moto-bomba)
(4h/dia)x2
R$
113,74
Zona de Raízes
R$ 49,00/m² 32m²/bloco
R$ 1.536,33
Tubulação, conexões e filtros
15% do total
R$
997,51
Custo total por Bloco
R$ 7.647,58
Custo total para o Condomínio
R$ 22.942,74
A análise das Tabelas 7.1 a 7.3 indica que a implantação de um sistema de
captação de águas pluviais é o que apresenta o menor custo por bloco, dentre as
opções existentes. Entretanto, ele possui um potencial de economia de água tratada
menor do que 20%, conforme mostrado no item 6.1.6.
87
O sistema de reúso de águas cinzas possui custo praticamente igual ao de
aproveitamento de água de chuva, mas o potencial de economia de água tratada
proporcionado é maior entre 28% e 35%, conforme pode ser verificado no item 6.1.7.
Se analisarmos a utilização os dois sistemas simultaneamente, percebe-se que o
custo é praticamente o dobro, mas através da análise do item 6.1.8 verifica-se que
este possibilita o maior potencial de economia de água tratada dentre as três opções
existentes entre 33% e 38%.
Outro ponto que merece destaque na análise econômica é o estudo que aponta a
economia, em reais, obtida a partir da escolha do sistema a ser utilizado. Ele mostra
qual seria o payback, ou seja, o período de retorno para o capital investido. O estudo
foi realizado através de um payback simples, para cada uma das três técnicas. A
Tabela 7.4 apresenta as faixas de consumo de água e os valores que a CASAN
considera em sua tabela tarifária para edificações residenciais.
Tabela 7.4 – Tabela tarifária utilizada pela CASAN para edificações
residenciais.
Tabela tarifária da CASAN
Faixa de consumo (m³)
Custo (R$)
0 a 10
1,705
11 a 25
2,975
Acima de 26
4,064
A Equação 7.1 aponta o valor médio de consumo diário per capita de cada bloco. Já
a Equação 7.2 mostra os gastos atuais com água para cada bloco, enquanto que a
Equação 7.3 apresenta os novos gastos com água, por bloco, ao se considerar a
utilização de cada uma das três técnicas possíveis. Para este cálculo, foi utilizado
um mês hipotético com 30 dias. A diferença entre os dois resultados e a comparação
com os custos de implantação de cada sistema, apresenta o período de retorno dos
investimentos realizados, conforme mostrado na Equação 7.4. Todas estas etapas
de cálculo e os resultados obtidos para cada um dos três sistemas estão contidos
nas Tabelas 7.5 a 7.7.
88
Tabela 7.5 – Tempo de retorno para investimento em um sistema de
captação de água pluvial.
Água Pluvial
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Economia de água tratada (%)
14,7
16,3
18,2
Custo do Sistema (R$)
4366,4
4266,4
4266,4
N° de Apartamentos
16
16
16
Mês hipotético (dias)
30
30
30
Média diária (m³/dia)
6,4
6
5,3
Média mensal atual por apto (m³/mês)
12
11,25
9,94
Gasto atual com água por apto (R$/mês)
48,77
45,72
40,39
Gasto atual com água por bloco (R$/mês)
780,29
731,52
646,18
Nova média mensal por apto (m³/mês)
10,24
9,42
8,13
Novo Consumo por apto (R$/mês)
41,60
38,27
33,04
Novo Consumo por bloco (R$/mês)
665,59
612,28
528,57
Economia por bloco (R$/mês)
114,70
119,24
117,60
Payback por bloco (anos)
3,17
2,98
3,02
Tabela 7.6 – Tempo de retorno para investimento em um sistema de reúso
de águas cinzas.
Águas Cinzas
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Economia de água tratada (%)
28,7
29,7
34,8
Custo do Sistema (R$)
4373,68
4373,68
4373,68
N° de Apartamentos
16
16
16
Mês hipotético (dias)
30
30
30
Média diária (m³/dia)
6,4
6
5,3
Média mensal atual por apto (m³/mês)
12
11,25
9,94
Gasto atual com água por apto (R$/mês)
48,77
45,72
40,39
Gasto atual com água por bloco (R$/mês)
780,29
731,52
646,18
Nova média mensal por apto (m³/mês)
8,56
7,91
6,48
Novo Consumo por apto (R$/mês)
34,77
32,14
26,33
Novo Consumo por bloco (R$/mês)
556,35
514,26
421,31
Economia por bloco (R$/mês)
223,94
217,26
224,87
Payback por bloco (anos)
1,63
1,68
1,62
Tabela 7.7 – Tempo de retorno para investimento em um sistema que utiliza
simultaneamente captação de água pluvial e reúso de águas
cinzas.
Água Pluvial + Reúso
Dados
Bloco A
Bloco B
Bloco C
Economia de água tratada (%)
33,71
34,68
38,68
Custo do Sistema (R$)
7.647,58 7.647,58 7.647,58
N° de Apartamentos
16
16
16
Mês hipotético (dias)
30
30
30
Média diária (m³/dia)
6,4
6
5,3
Média mensal atual por apto (m³/mês)
12
11,25
9,94
Gasto atual com água por apto (R$/mês)
48,77
45,72
40,39
Gasto atual com água por bloco (R$/mês)
780,29
731,52
646,18
Nova média mensal por apto (m³/mês)
7,95
7,35
6,09
Novo Consumo por apto (R$/mês)
32,33
29,86
24,76
Novo Consumo por bloco (R$/mês)
517,25
477,83
396,24
Economia por bloco (R$/mês)
263,04
253,69
249,94
Payback por bloco (anos)
2,42
2,51
2,55
89
A análise das tabelas anteriores aponta que o sistema de reúso de água cinzas
apresenta o menor tempo de retorno de investimento. A utilização em conjunto dos
sistemas de captação de água pluvial e reúso de águas cinzas, apesar de possuir o
maior tempo de retorno, apresenta os maiores potenciais de economia de água
tratada. Este tempo de retorno não chega a ser tão elevado, se for considerada a
vida útil de uma edificação.
7.1.2 Análise de Dimensionamento
Apresentam-se os resultados por meio de um comparativo entre o procedimento de
dimensionamento citado na referência bibliográfica contrapondo aos métodos
alternativos de cálculo adotado no estudo de caso do condomínio residencial
localizado em Florianópolis.
O procedimento para o dimensionamento do reservatório através do método citado
por Yuri (2003) foi primeiramente na seleção de postos pluviométricos existentes
próximos ao local. Para atender a esta condição foi levantado junto ao site da
Agencia Nacional de Águas (ANA, 2005) todos os postos existentes próximos à
cidade de Florianópolis com series longas (pelo menos 40 anos de dados), conforme
recomendam os autores do método. Foram selecionados três postos pluviométricos:
2.851.024, 2.851.003 e 2.851.021. O primeiro posto com série de 58 anos, o
segundo com 43 anos e o último com 56 anos de dados.
Os dados obtidos na ANA foram analisadas as séries de forma a identificar o número
máximo de dias consecutivos sem chuvas em cada ano, menos de 1mm/dia
conforme descrito na tabela 7.8.
Tabela 7.8 – Número de dias consecutivos sem chuva para diferentes
tempos de retorno (TR).
Posto
TR 3 anos
TR 5 anos
TR 10 anos
2851003
24,5
29,5
36,5
2851021
23
26
29,5
2851024
22
26,5
29,5
Para fins de dimensionamento do reservatório, foram considerados os dados do
posto 2851003, que resultou para todos os tempos de retorno na condição mais
90
crítica. O dimensionamento do volume do reservatório é realizado a partir da
equação 5.1 citada na revisão bibliográfica onde o S (consumo per capita) aqui
chamado de PC é representado pela multiplicação da soma porcentagens de água
que podem ser substituídas por água tratada. Com base nessa equação faremos
uma estimativa de volume de reservatório para um TR de 5 anos e 10 anos
respectivamente para todos os blocos do condomínio para fins de comparação ao
sistema utilizado.
9 Exemplo de como calcular o volume de água de chuva que pode ser utilizada
em substituição à água tratada conforme equação 6.2 com dados da tabela
6.8:
Pc = PLR + PR + PVS
Pc = 2,10 + 2,30 + 35,10
Pc = 39,50% x 179,10
PC = 70,75 l/hab/dia
9 Volumes aproximados para o bloco A:
Vt 5= (((36 x 70,75) x 29,5 x 1,1) x 10-3) = 82,64m³
Vt 10= (((36 x 70,75) x 36,5 x 1,1) x 10-3) =102,26m³
9 Volumes aproximados para o bloco B:
Vt 5= (((42,72 x 53,45) x 29,5 x 1,1) x 10-3) = 74,10m³
Vt 10= (((42,72 x 53,45) x 36,5 x 1,1) x 10-3) = 91,70m³
91
9 Volumes aproximados para o bloco C:
Vt 5= (((37,28 x 60,37) x 29,5 x 1,1) x 10-3) = 73,04 m³
Vt 10= (((37,28 x 60,37) x 36,5 x 1,1) x 10-3) = 90,40 m³
A partir dos resultados obtidos acima podemos comparar com o sistema de
dimensionamento utilizado no presente condomínio através do programa Netuno
que faz a interação entre a precipitação media da região e volume reservado,
obtendo um volume ideal quando o aumento do reservatório promove uma economia
da água tratada menor que 0,5% segundo recomendações de (Enedir Ghisi)
responsável por desenvolver o programa.
Outra forma bastante utilizada para dimensionamento de reservatório é a partir de
um diagrama de massas também conhecido como método de Rippl. A figura 7.1
demonstra o diagrama de massa com dados de precipitação de 31 anos no período
de 1971 a 2004 conforme apresentado no anexo G.
Diagrama de Massas
Demanda de Chuva Média Mensa
1200
1000
800
Chuva média
mensal
Bloco A
600
Bloco B
400
Bloco C
200
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Tempo em Meses
Figura 7.1 – Diagrama de massas gerados com precipitações de chuva no período de 1971 a
2004.
92
A tabela 7.9 mostra uma analise entre vazão de chuva, volume do reservatório e
economia obtida a partir do diagrama de massas.
Tabela 7.9 – Demonstrativo de possíveis volumes de reservatórios com
suas respectivas eficiências.
Q. regularizada
%Q
Vol. Reservatório (m³)
% Economia
(L/dia)
10%
112,80
3,43
4,79
20%
225,59
11,44
9,59
30%
338,39
21,73
14,38
40%
451,18
45,81
19,17
50%
563,98
125,34
23,97
60%
676,78
187,68
28,76
70%
789,57
252,87
33,55
80%
902,37
388,58
38,35
90%
1015,16
491,87
43,14
100%
1127,96
599,79
47,93
Para fins de comparação, o sistema apresentado por Yuri (2003), propõe um
reservatório médio de 95m³, com uma economia média de 22%, (valor aproximado
obtido através do método de Rippl). Já o sistema implantado no condomínio utilizou
reservatórios de 9m³, com uma economia média de 16% valor estimado por meio do
programa Netuno.
O método de Rippl diz que a máxima vazão de chuva a ser regularizada é a vazão
média que no caso deste condomínio corresponde a 1.127,96 L/dia. A tabela 6.11
demonstrou que o condomínio necessita de uma média de 2.400 L/dia. Diante disso
fica claro que independente do tamanho do reservatório o sistema não poderá ter
uma eficiência maior do que 47,93%, pois o volume de entrada de chuva é menos
da metade do necessário.
Como podemos ver na tabela 7.9, utilizando o digrama de massas, para se ter uma
economia média em torno de 16% o volume médio do reservatório deveria ser em
torno de 22m³. Essa discrepância entre dimensionamento do programa Netuno e o
método de Rippl, pode ser por conta do período de chuva utilizado pelo programa
Netuno que foi de apenas 3 anos contra 31 anos utilizado no diagrama de massas.
Vale ressaltar que para a determinação do volume do reservatório em um
condomínio como este, temos que analisar uma serie de fatores como espaço físico,
93
custo de implantação e manutenção, muito dificilmente um reservatório de 600m³
como mostra na tabela 7.9 seria implantado no condomínio, pois o custo de
implantação e manutenção inviabilizaria a obra. Mesmo com esse volume o sistema
teria uma eficiência de 47,93%, não justificando o gasto.
Para que o sistema funcione ininterruptamente a área de captação teria que ter
aproximadamente 680m² e o reservatório com um volume aproximado de 1250m³
que também nesse caso seria inviável.
Por falta de bibliografia não foi possível obter um sistema de calculo alternativo para
a estimativa de volumes do reservatório de reúso de águas cinzas, que vai ser
demonstrado da maneira em que foi apresentado no estudo de caso item 6.1.7.
Utilizando-se da equação 6.3 juntamente com a tabela 6.13 foi possível obter o
volume de água que pode ser utilizada para uso nas descargas que são 51,40;
39,59 e 49,21 litros respectivamente para os blocos A, B e C, multiplicando esses
valores pelo numero de moradores obtivemos os seguintes volumes:
9 Volumes aproximados para o bloco A:
Vt= ((36 x 51,40) x 10-3) = 1,85m³
9 Volumes aproximados para o bloco B:
Vt= ((42,72 x 39,59) x 10-3) = 1,70m³
9 Volumes aproximados para o bloco C:
Vt= ((37,28 x 49,21) x 10-3) = 1,85m³
Conforme apresentado no estudo de caso, o condomínio optou pela implantação dos
dois sistemas simultâneos, obtendo uma economia média de 35,7% na utilização de
água tratada. Este percentual denota a viabilidade do sistema, com a considerável
diminuição do consumo de água e um apreciável ganho econômico, mesmo que o
94
tempo de retorno do investimento simultâneo do sistema seja maior do a
implantação dos os sistemas separadamente.
Um fator a interessante a ser comentado é o volume dos reservatórios adotados,
segundo os cálculos os volumes para armazenamento de água segundo o programa
Netuno foi em média de 6000 litros por bloco usando os dois sistemas simultâneos.
E a soma dos reservatórios de aproveitamento de água de chuva implantados
resultam em 9.000 litros por bloco. Para o sistema de reúso de águas cinzas, após o
dimensionamento se obteve um volume de reservatório de 2000 litros e a soma dos
reservatórios de reúso de águas cinzas resultou em 4000 litros por bloco.
Esse aumento na capacidade dos reservatórios segundo o programa Netuno não
trará um potencial de economia significativo, pois esse aumento representa uma
economia de 0,4%. Já pelo método de Rippl podemos observar que esse aumento
na capacidade do reservatório pode trazer um potencial de economia significativo
neste caso.
Já no sistema de reúso de águas cinzas, esse aumento não significa ganho algum,
pois a quantidade de água gerada para o sistema de reúso continua sendo a
mesma.
95
8 CONCLUSÕES
A pesquisa permitiu abordar os conceitos gerais sobre aproveitamento de águas
pluviais e reúso de água cinzas e apresentar os métodos utilizados na elaboração e
na implantação dos sistemas.
O critério para a seleção do sistema implantado no condomínio residencial foi o de
maior potencial de economia de água tratada não levando em conta o tempo de
retorno do investimento, pois a diferença de tempo não era considerável.
Os resultados das pesquisas efetuadas mostraram que o método utilizado através
do programa Netuno no sistema de aproveitamento de água de chuva produz uma
economia de água tratada compatível com a dimensão do reservatório, que pode ser
considerado pequeno perante o ganho econômico no consumo.
Os aspectos principais demonstrados e analisados no estudo de caso, relativo às
três alternativas de implantação de sistemas redutores de consumo de água tratada.
O primeiro corresponde ao uso individualmente do aproveitamento de água pluvial
que tem o menor custo de implantação, payback satisfatório, calculado com o
programa Netuno. A segunda alternativa é referente ao reúso de águas cinzas,
apresentando um custo de implantação intermediário, o melhor payback e
dimensionado por meio da vazão requerida. Por fim temos o método combinado dos
dois sistemas anteriores, com custo maior e payback mais longo.
Vale ressaltar que embora o valor seja alto e o tempo para retorno do investimento
maior, o sistema combinado proporciona um custo benefício considerável, já que
possibilita um ganho econômico considerável no consumo de água tratada, com um
valor de implantação um pouco maior e retorno em período mediano, por outro lado
considera-se a implantação dos dois sistemas simultâneos, proporcionando um
benefício maior a longo prazo.
96
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMBIENTE NOTÍCIAS - Alemanha promete a Copa mais ecológica de todos os
tempos.
Ambiente
Notícias,
5
abril
2003.
Disponível
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101
ANEXO A
102
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco A considerando somente o sistema de aproveitamento de água
pluvial.
103
ANEXO B
104
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco B considerando somente o sistema de aproveitamento de água
pluvial.
105
ANEXO C
106
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco C considerando somente o sistema de aproveitamento de água
pluvial.
107
ANEXO D
108
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco A considerando os dois sistemas simultâneos.
109
ANEXO E
110
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco B considerando os dois sistemas simultâneos.
111
ANEXO F
112
Simulação do programa Netuno para dimensionamento do reservatório de água de
pluvial do bloco C considerando os dois sistemas simultâneos.
113
ANEXO G
114
Planilha utilizada para montagem do diagrama de massas.
115
116
117
118
119
120