23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
IV-056 – APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA NAS EDIFICAÇÕES
Margolaine Giacchini(1)
Engenheira Civil pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG). Especialista em Gestão Ambiental pela
UEPG. Bacharel em Ciências/Matemática pela UEPG. Professora do Centro de Educação Profissional de
Ensino Técnico L.S. de Ponta Grossa (CEPET). Engenheira Civil e Consultora Ambiental.
Alceu Gomes de Andrade Filho
Engenheiro Civil pela Universidade Federal do Paraná. Doutor em Engenharia pela Escola de Engenharia de
São Carlos (EESC/USP). Membro do Núcleo de Estudos do Meio Ambiente da Universidade Estadual de
Ponta Grossa (UEPG). Professor Adjunto da UEPG.
Endereço(1): Rua Generoso Marques dos Santos, 196 - Centro – Ponta Grossa - Pr - CEP: 84010500 - Brasil - Tel:
(42) 3224-9170 - e-mail: [email protected].
RESUMO
Os recursos hídricos em todas as suas formas de apresentação na natureza estão ameaçados, seja pela
degradação dos mananciais, poluição ambiental, alterações climáticas e também pelo consumo elevado.
Dentro do novo paradigma de desenvolvimento urbano, algumas cidades brasileiras aprovaram Leis que
obrigam captar e armazenar a água da chuva na própria edificação visando evitar enchentes. Este estudo teve
como objetivo geral investigar o aproveitamento da água de chuva nas edificações, na cidade de Ponta Grossa
no Estado do Paraná, a qual possui cerca de 300 mil habitantes e apresenta índices pluviométricos que
permitem a captação da água de chuva em todos os meses do ano. Destaca-se a visita técnica realizada à
empresa de transporte coletivo local, onde se verificou as instalações do sistema de captação, armazenamento
e utilização da água de chuva. Por meio de um estudo de caso, desenvolvido em uma indústria de fundição de
ferro, obteve-se o volume potencial de água a ser captado na cobertura da edificação através da análise dos
índices pluviométricos da região, da área de coleta da água de chuva e do coeficiente de escoamento.
Identificou-se a demanda de água potável e não potável, bem como as atividades que permitem a utilização da
água de chuva. Verificou-se a simplicidade do sistema de aproveitamento da água de chuva nas edificações, a
sua eficiência, bem como a sua importância para o meio ambiente. Através deste estudo, concluiu-se que
aproveitar a água da chuva nas edificações significa muito mais que reduzir o consumo e as despesas com
água tratada, representa um passo importante para a construção de um mundo mais digno, no qual todos
tenham acesso a água de boa qualidade.
PALAVRAS-CHAVE: Água de Chuva, Aproveitamento da Chuva, Utilização da Água, Captação da Água
de Chuva, Aproveitar água da Chuva.
INTRODUÇÃO
É notório que a água é a principal fonte de vida e que este líquido é único e finito. Não se tem conhecimento
de outro material com as mesmas propriedades na natureza. A preciosidade da água e a sua importância para a
sobrevivência humana são os fundamentos para a preservação dos recursos hídricos e a redução do consumo
de água.
O gerenciamento do uso da água e a procura por novas alternativas de abastecimento como o aproveitamento
das águas pluviais, a dessalinização da água do mar, a reposição das águas subterrâneas e o reuso da água
estão inseridos no contexto do desenvolvimento sustentável (AGENDA 21, 2001).
A busca por novas fontes de abastecimento de água faz-se urgente em todo o planeta. O ciclo da água promove
a renovação desta, porém a quantidade de água existente é sempre a mesma e o seu consumo aumenta todos os
dias. A ONU - Organização das Nações Unidas em seu alerta sobre degradação ambiental no planeta enfatiza
que a água é o recurso natural mais degradado pelo homem. Também faz referência à necessidade de
governos, empresas e sociedade repensarem seus critérios de crescimento econômico levando em consideração
os impactos ao meio ambiente (GRIPP, 2001).
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A água da chuva pode ser utilizada em diversos processos, é uma ótima fonte de água e de tecnologia
relativamente simples e econômica. Segundo FENDRICH (2002), captação da água de chuva é um processo
antigo e muito utilizado em regiões áridas e semi-áridas como é o caso do Nordeste Brasileiro.
Na Alemanha e no Japão, por exemplo, o processo de captação da água de chuva começou visando a retenção
das águas pluviais como medida preventiva no combate a enchentes urbanas. Porém no decorrer do tempo o
aproveitamento da água ganhou espaço em função do risco de escassez e, também, com o objetivo de
promover a recarga dos subsolos, principal fonte de abastecimento de água nestes países (GROUP
RAINDROPS, 2002).
No Brasil, principalmente as grandes cidades como São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte, Curitiba e
Porto Alegre entre outras, são freqüentemente atingidas por enchentes, as quais, causam grandes problemas
sociais, ambientais e econômicos. Em algumas cidades foram criadas Leis Municipais tornando obrigatória a
retenção da água da chuva na edificação, por determinado período, objetivando prevenir enchentes
(SIKERMANN, 2003).
Segundo TUCCI (1994), a urbanização das cidades provoca um aumento da vazão de águas pluviais em
função da impermeabilização dos solos e da redução do tempo de escoamento.
O aproveitamento da água de chuva está sendo utilizado por indústrias, escolas, postos de gasolina, enfim em
atividades que consomem um volume elevado de água para fins não potáveis, pois representa uma economia
no consumo de água tratada e conseqüentemente redução de despesas.
O objetivo geral deste trabalho foi investigar o aproveitamento da água de chuva nas edificações urbanas
industriais, visando reduzir o consumo de água tratada nos processos produtivos e conseqüentemente
contribuir para a sustentabilidade dos recursos hídricos da região. Destaca-se, principalmente, a identificação
das técnicas utilizadas, a importância para o meio ambiente e a sua viabilidade econômica.
MATERIAIS E MÉTODOS
A investigação teve início com a leitura e revisão da bibliografia, na seqüência desenvolveu-se um estudo de
caso em uma indústria de fundição de ferro, seguido de uma visita técnica e entrevista realizada a empresa de
transporte coletivo local, a qual utiliza o sistema de aproveitamento da água da chuva.
A área de atuação deste estudo foi o Município de Ponta Grossa, o qual possui 286.647 habitantes e localizase no centro-leste do estado do Paraná (PMPG, 2003).
A edificação trata-se de um barracão industrial de alvenaria, cuja área de coleta das águas pluviais (cobertura)
corresponde a 7.962,79 m² e seu material são Telhas de fibro – cimento. Foi calculado o volume médio mensal
aproveitável das águas pluviais na região de Ponta Grossa através da equação:
V = C X P X Ac
(Equação 1)
Onde:
V = volume potencial médio de águas pluviais (m³)
C = coeficiente de escoamento superficial da área de coleta (C=0,80)
P = altura total média de chuva (m)
Ac = área de coleta das águas pluviais (m²)
O valor do coeficiente de escoamento, C= 0,80, foi adotado em função do material da cobertura.
Identificou-se ainda a demanda necessária de água potável da indústria, segundo a norma ABNT
(1982), NBR 5626, que trata sobre as instalações prediais de água fria, estabelece para indústria com
restaurante de 70 a 80 litros por operário por dia. Adotou-se o valor de 100 l/operario / dia como
medida de segurança.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
No quadro seguinte verifica-se o volume mensal médio aproveitável das águas pluviais, por metro quadrado
conforme os índices pluviométricos da região de Ponta Grossa – Pr, relativos aos últimos 48 anos.
Quadro 01: Volumes Médios Mensais das Águas Pluviais, para Ac = 1m² e C = 0,80.
Mês
Precipitação Média
Volume Médio de Chuva V
P (mm)
(m³/m²)
Janeiro
186
0,149
Fevereiro
161
0,129
Março
138
0,110
Abril
101
0,080
Maio
116
0,093
Junho
118
0,094
Julho
96
0,077
Agosto
79
0,063
Setembro
136
0,109
Outubro
153
0,122
Novembro
119
0,095
Dezembro
151
0,121
Total Anual
1554
1,243
Fonte: Precipitação Média (P) - CARAMORI, 2002.
Portanto para a área de coleta Ac = 7.962,79 m², o volume médio mensal das águas pluviais aproveitável pode
ser observado na Quadro 02.
Quadro 02: Volumes Potenciais Médios Aproveitáveis para Ac=7962,79 m².
Volume Médio de Água de
Mês
Volume Médio de Chuva V
Chuva Aproveitável
Vap (m³)
(m³/m²)
Janeiro
0,149
1186,46
Fevereiro
0,129
1027,20
Março
0,110
875,90
Abril
0,081
644,99
Maio
0,093
740,54
Junho
0,094
748,50
Julho
0,077
613,13
Agosto
0,063
501,65
Setembro
0,109
867,94
Outubro
0,122
971,46
Novembro
0,095
756,47
Dezembro
0,121
963,50
Total Anual
1,243
9.897,74
O objetivo inicial deste estudo era abastecer a cisterna da reserva de segurança com capacidade de 120 m³ e o
reservatório superior da reserva de incêndio 30 m³, perfazendo um total de 150m³. Analisando-se os dados do
quadro anterior verifica-se que, em todos os meses do ano, o volume de água pluvial captado é suficiente para
abastecer a cisterna e o reservatório de segurança, inclusive excede a esta demanda. Por conseguinte sugeriu-se
que a empresa promova o aproveitamento do excedente de água de chuva captado em outras atividades, as
quais seu uso seja pertinente.
Na indústria são consumidos em média 1083 m³ de água tratada por mês, somando-se a esta 264m³ mensais de
água retirada de poço artesiano, perfazendo um total médio de 1347 m³ de água potável. Parte desta água
poderia ser substituída por água da chuva, em atividades como mistura de areia, cabine de pintura, refrigeração
de fornos e de torres. Pode ser utilizada também para a limpeza do prédio, do pátio e do estacionamento que
são bastante amplos, como se observa na Figura 01, e ainda para abastecer as descargas de banheiros.
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Figura 01 – Vista Aérea da Indústria Fundição Hubner
Fonte: Administração da Indústria Fundição Hubner Ltda, 2003.
Através da demanda necessária de água potável da indústria (100l/op/dia), do número de funcionários (345) e
o número de dias trabalhados no mês (20), obteve-se o consumo mensal de água potável da empresa, qual seja:
690 m³, necessários para abastecer o refeitório, os bebedouros os lavatórios e chuveiros.
Visando uma melhor analise dos dados, estabeleceu-se uma relação entre a demanda de água potável e não
potável da empresa, o volume de água consumido e o volume potencial de água de chuva captado, conforme
exposto no Quadro 03.
Quadro 03 – Relação entre Consumo e Demanda de Água Potável e Não Potável e Volume de Água de
Chuva Aproveitável.
Consumo de
Consumo de Demanda de
Demanda de
Volume de água
Mês
água SANEPAR
água Poço
água Potável
água Nãode Chuva
(m³)
(m³)
(m³)
Vap (m³)
Potável (m³)
Janeiro
1058
264
690
632
1186,46
Fevereiro
1088
264
690
662
1027,20
Março
1054
264
690
628
875,90
Abril
1250
264
690
824
644,99
Maio
1139
264
690
713
740,54
Junho
1000
264
690
574
748,50
Julho
941
264
690
515
613,13
Agosto
1068
264
690
642
501,65
Setembro
1029
264
690
603
867,94
Outubro
1088
264
690
662
971,46
Novembro
1213
264
690
787
756,47
Dezembro
1067
264
690
641
963,50
Total Anual
12.995
3.168
8.280
7.883
9.897,74
Fonte: Consumo de água (SANEPAR) - Administração da Indústria Fundição Hubner ltda.
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Verifica-se, Figura 02, que apenas nos meses de abril, agosto e novembro o volume potencial de água de
chuva captado é inferior a demanda de água não potável. O consumo de água varia em função da
produtividade da empresa, podendo ocorrer em todos os meses do ano uma demanda maior ou menor de água
que a apresentada no quadro anterior.
Figura 02 – Diagrama da Relação entre Volume de Água de Chuva e Demanda de Água Não Potável.
1400
1200
VOLUME (m³)
1000
800
Volume de água de chuva(Vap)
Demanda de água não potável
600
400
200
0
jan.
fev. mar. abr.
mai
jun.
jul.
ago. set.
out. nov. dez.
TEMPO
Tomando-se por base o ano de 2002, no qual o consumo total de água tratada da concessionária de
abastecimento – SANEPAR foi de 12.995m³ e, somados aos 3.168 m³/ano de água retirada do poço artesiano,
perfazem um consumo total anual de 16.163 m³ de água potável. Dos quais 8.280m³ correspondem à demanda
de água potável da empresa durante um ano e, portanto 7.883 m³ representam a demanda anual de água não
potável ou não nobre, a qual poderia ser substituída por água de chuva.
Segundo os dados descritos acima o aproveitamento de água de chuva pode representar uma redução de
aproximadamente 50% no consumo de água potável e uma conseqüente economia de recursos financeiros para
a empresa, sendo possível em alguns meses do ano ultrapassar este índice.
O investimento necessário para a instalação do sistema de aproveitamento da água de chuva torna-se menos
expressivo, posto que, já estão instalados os equipamentos para coleta da água, as calhas e os condutores
verticais.
Para o abastecimento da cisterna e do reservatório da reserva de segurança será necessário tão somente desviar
a água que atualmente segue para a galeria de águas pluviais para um reservatório de auto-limpeza, com
capacidade de aproximadamente 3m³, ou uma caixa de sedimentação, que deverão ser instalados antes da
cisterna.
Para o aproveitamento da água de chuva em outras atividades da empresa, sugere-se a construção de uma
cisterna de armazenamento com capacidade de cerca de 600 m³, visto que a demanda média mensal de água
não potável é de 656,92 m³, conforme dados do Quadro 03. Outra sugestão seria a instalação de reservatórios
elevados de menor capacidade, os quais possibilitem a armazenagem da água da chuva coletada nos pontos
próximos de onde será utilizada, dispensando assim, o uso de bombas o que propicia uma economia de
energia.
VISITA TÉCNICA E ENTREVISTA
No Município de Ponta Grossa o aproveitamento da água de chuva nas edificações vem despertando o
interesse por parte de indústrias e empresas que utilizam um volume elevado de água. A empresa de transporte
coletivo da cidade, a Viação Campos Gerais S. A implantou recentemente o sistema.
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O processo utilizado pela empresa consiste em captar a água da chuva que cai na cobertura da edificação
(Ac=5000 m²) através das calhas, conduzir esta água para uma cisterna de armazenamento e, recalcá-la para
um reservatório superior que abastece o lavador de veículos.
Através de informações fornecidas pela Assessora de Comunicação Social, Cristiane Dresch, constatou-se que
o sistema de aproveitamento das águas pluviais foi idealizado antes da execução da edificação. O projeto
hidráulico das instalações de água fria, esgoto e águas pluviais já previa a captação, o armazenamento e
utilização destas.
A empresa está certificada pela Norma ISO 9001 e, segundo Dresch o sistema de aproveitamento da água de
chuva, além da redução de custos representa a filosofia de responsabilidade social e ambiental da empresa.
A cisterna de armazenamento da água de chuva localiza-se em nível inferior ao do terreno da edificação, não
está enterrada no subsolo e tem capacidade de 180 m³, Figura 03. Nesta cisterna ocorre a sedimentação das
partículas e a retenção de folhas e excrementos existentes na água.
Figura 03: Cisterna de Armazenamento e Sedimentação das Águas Pluviais.
Fonte: O Próprio Pesquisador Retratou. Data: 19/08/2003
Uma bomba recalca a água da cisterna para dois reservatórios localizados num nível superior ao da cisterna,
Figura 4, com capacidade de 25 m³ cada um, os quais armazenam a água para abastecimento da máquina onde
serão lavados os veículos.
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Figura 04 - Reservatórios Elevados das Águas Pluviais.
Fonte: O Próprio Pesquisador Retratou. Data: 19/08/2003
A água da chuva é utilizada para abastecer a máquina que faz a lavagem externa dos veículos bem como para a
limpeza interna dos mesmos, Figura 05. Conforme informações do entrevistado em média são lavados 130
veículos por dia, perfazendo um total de aproximadamente 3.900 por mês.
Figura 05: Veículo sendo lavado na máquina abastecida com Água da Chuva
Fonte: O Próprio Pesquisador Retratou. Data: 19/08/2003
A água, os óleos e graxas resultantes da lavagem dos veículos passam por uma série de decantadores, antes de
serem lançados na rede coletora de esgoto reduzindo-se, assim, o lançamento de poluentes nos rios.
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Conforme exposto pelo entrevistado, em períodos de estiagem o volume captado de água da chuva é menor e,
portanto o consumo de água tratada aumenta. Entretanto na temporada de chuvas aumenta a periodicidade com
que são lavados os veículos, em função da cidade apresentar muitas ruas sem pavimentação, ainda assim
ocorre uma redução de cerca de 70% na tarifa mensal de água, neste período. O custo de implantação do
sistema de aproveitamento de água de chuva representou cerca de 1% do valor da obra, de acordo com
informações do entrevistado.
CONSIDERAÇÕES FINAIS E RECOMENDAÇÕES
Ao aproveitar a água da chuva de maneira simples e sustentável, a humanidade aponta para o verdadeiro
crescimento evolutivo do homem, como ser humano racional, inteligente e espiritual. Demonstra que é
possível utilizar os recursos naturais de maneira equilibrada, sem degradar ou esgotar as suas fontes
possibilitando a renovação dos mesmos.
Nos lugares assolados por estiagens prolongadas, utilizar a água de chuva pode ser questão de sobrevivência
humana, pois em muitos casos esta é a única fonte de água e pode ser utilizada para fins potáveis.
Para as cidades que apresentam problemas com as enchentes, armazenar a água de chuva na própria edificação
significa possivelmente eliminá-las ou ainda reduzir custos com a drenagem das águas pluviais, o que pode
proporcionar melhores condições de vida para a população, evitando mortes e doenças e, ainda possibilitando
que os recursos financeiros do poder público sejam destinados para outros setores.
Nas atividades empresariais, comerciais e industriais aproveitar a água de chuva representa economia de água
tratada, redução de custos e, também, pode contribuir para a obtenção da certificação ambiental na norma
I S O 14001.
A utilização da água de chuva nas residências e nos condomínios promove a racionalização do consumo de
água tratada, a economia de energia e a conseqüente redução das despesas, podendo inclusive despertar seus
habitantes para a importância de evitar o desperdício de água.
Uma escola que implante o sistema de aproveitamento da água de chuva, certamente estará contribuindo para a
formação de cidadãos mais conscientes da sua relação com o com o meio ambiente, pois a educação ambiental
vivenciada na prática é muito mais significativa. Os alunos podem verificar o funcionamento do sistema e, a
água pode ser utilizada para a horta, para limpeza ou descargas de vasos sanitários. Todos podem se beneficiar
com o aproveitamento da água de chuva, pois escola lucra com a economia de água, os alunos serão
incentivadores do processo na sociedade e, a natureza será preservada.
É importante uma análise holística da edificação antes da implantação do sistema de aproveitamento da água
de chuva, para que dentro do contexto construtivo sejam considerados e avaliados os aspectos arquitetônicos,
hidráulicos, estruturais, econômicos e ambientais da obra.
Embora o processo de coleta, armazenamento e utilização da água de chuva seja bastante simples, recomendase alguns cuidados como a identificação e sinalização da tubulação, do reservatório e demais equipamentos, a
instalação de filtros e de um reservatório de auto-limpeza. É importante também o cuidado para que as
instalações hidráulicas das águas pluviais sejam independentes, pois não pode haver risco de contaminação da
água tratada pela água de chuva. Outro aspecto importante a se destacar é necessidade de manutenção
constante do reservatório de auto-limpeza, sempre que houver uma precipitação mais intensa. Quanto ao
reservatório de armazenamento recomenda-se a manutenção com freqüência anual.
Em grande parte das edificações, o aproveitamento da água de chuva é tecnicamente viável em função do fim
a que se destina a água coletada. Do ponto de vista econômico também é aconselhável, pois se trata de um
sistema relativamente simples e pouco oneroso que certamente será recompensado no decorrer do tempo. No
tocante ao aspecto ambiental e social, é que o sistema de aproveitamento da água de chuva tem seu ponto mais
alto, pois possibilita a redução do consumo de água tratada, a conseqüente preservação dos mananciais de
abastecimento e a inclusão social através da disponibilização deste recurso para toda a população.
Dentro do objetivo geral deste estudo de investigar o aproveitamento da água de chuva nas edificações
verificou-se o funcionamento deste sistema através, da visita técnica realizada à empresa de transporte coletivo
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Viação Campos Gerais S. A, a qual com a implantação do sistema de aproveitamento da água de chuva,
economiza cerca de 70% de água tratada durante a estação chuvosa.
O estudo de caso desenvolvido na Indústria Fundição Hubner aponta para a viabilidade da utilização da água
de chuva nas atividades que não necessitam de água potável. Segundo os dados analisados apenas nos meses
de abril, agosto e novembro o volume potencial das águas pluviais, coletado na cobertura da edificação, é
inferior a demanda de água não nobre. Aproveitando a água de chuva, a empresa poderá reduzir em cerca de
50% o consumo de água potável.
Cabe ressaltar que as previsões realizadas neste trabalho foram baseadas nas médias mensais observadas na
estação pluviométrica do Município de Ponta Grossa, com período de 48 (quarenta e oito) anos de observação.
Para se aumentar a confiabilidade das estimativas podem ser realizados estudos de aprofundamento estatístico
na base de dados. Esse procedimento permitirá o desenvolvimento de cálculo mais preciso para
dimensionamento do reservatório de armazenamento de água de chuva.
Reduzir o consumo de água tratada, preservar os mananciais e promover a recarga das águas subterrâneas são
medidas necessárias e urgentes a fim de se evitar o colapso no abastecimento de água potável das cidades.
O ser humano é o construtor do mundo, depende dele o rumo a ser seguido para que todos possam viver num
mundo melhor, no qual a sociedade não vise tão somente lucros financeiros e bem estar individual, sem a
preocupação com o futuro do planeta.
Cabe aos profissionais da engenharia buscar alternativas ambientalmente corretas para a construção de
edificações menos impactantes ao meio ambiente e, que promovam o uso racional dos recursos naturais
possibilitando a convivência harmônica entre o homem e a natureza.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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