FACULDADE PITÁGORAS
Curso de Engenharia Civil
SHIRLEY ANDRÉIA DINIZ
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA DE COBERTURA
- irrigação de jardins e lavagem de pisos -
BETIM
2013
SHIRLEY ANDRÉIA DINIZ
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA DE COBERTURA
- irrigação de jardins e lavagem de pisos -
Monografia apresentada ao curso de Engenharia
Civil, da Faculdade Pitágoras – campus Betim –
como requisito parcial para a obtenção do título de
Engenheiro Civil.
Orientadora: Ursula Kelli Caputo.
BETIM
2013
A minha querida e amada família, base da minha vida
para todos os momentos, sejam eles bons ou difíceis.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por me dar o discernimento para superar os momentos difíceis desta jornada e por me
proporcionar muitas alegrias.
A Jesus Cristo, amigo sempre presente, sem o qual nada teria feito.
A chuva, sem a qual a realização desta pesquisa seria impossível.
Aos meus pais Wilson e Zilda, por todo o amor e pelos ensinamentos diários, me mostrando a
diferença entre o certo e o errado.
A meus irmãos Wilson, Valéria, Sandra, Regina e Raimunda, pelo carinho e amizade e a toda
a minha querida família pelo apoio.
Ao meu marido Nivaldo e as minhas filhas Lívia e Samilly, pela paciência, pelo carinho e
pela compreensão nas horas mais difíceis e nas constantes ausências.
A professora Úrsula Kelli Caputo pela oportunidade, pelas constantes cobranças, pela
orientação, transmitindo-me tranquilidade.
Ao Engenheiro Civil Plínio Tomaz pela ajuda na montagem da estrutura de coleta e nas
orientações que somaram muita sabedoria e muitas alegrias a minha vida.
Aos amigos, que sempre incentivaram meus sonhos e estiveram sempre ao meu lado e aos
meus colegas de classe e demais formandos pela amizade e companheirismo que recebi.
“O valor das coisas não está no tempo que elas duram,
mas na intensidade com que acontecem. Por isso, existem
momentos inesquecíveis, coisas inexplicáveis e pessoas
incomparáveis.”
Fernando Pessoa
RESUMO
O aproveitamento de água de chuva ainda é importante para o acréscimo dos níveis de água
potável no planeta. A obrigação da racionalização do uso da água potável leva à procura de
sistemas alternativos para aproveitamento da água pluvial, que pode substituir a água potável
em muitas ocasiões, onde a mesma não se faz necessário, como por exemplo, na lavagem de
pisos e rega de jardim. Os reservatórios para captação e armazenamento da água das chuvas
podem ser confeccionados de maneira simples, sem muitos gastos, e podem reduzir
significativamente o consumo da água potável nas residências, sendo um sistema que, além de
correto ecologicamente, pode vir a se tornar também financeiramente atraente.
Visando à conscientização da necessidade de proteger os recursos hídricos disponíveis, o
presente trabalho tem como finalidade analisar a viabilidade econômica de um sistema de
aproveitamento de águas, a fim de proporcionar uma redução do consumo de água potável em
uma residência. Para realização desse, foi necessário definir um plano modelo a ser aplicado,
o consumo de água previsto, o custo inicial para o sistema e a estimativa de retorno do
investimento. Os custos de tal sistema foram levantados com base nos preços de mercado
totalizando R$ 1954,30 com os serviços mão de obra, alvenarias e revestimentos, implantação
do sistema pluvial e aproveitamento de água, instalações hidráulicas - tubos e conexões.
O benefício econômico foi estimado através da redução no consumo de água tratada,
acomodando uma real economia financeira. O sistema poderá gerar uma redução de 77,95%
mensal, nos meses é claro que for utilizada a água armazenada e coletada da chuva; com
gastos na conta de água proporcionando um pay-back (retorno) em torno de 3 anos e 10
meses.
Palavras-chaves: Captação pluvial. Aproveitamento de água pluvial, demanda de água potável
e uso racional.
Valor do dólar: 1,973 reais (dia – 11/03/2013).
ABSTRACT
The use of rainwater is still important to increase the levels of drinking water on the
planet. The obligation of the rational use of drinking water leads to the search for
alternative systems for harnessing rainwater, which can replace the drinking water in
many occasions where it is not necessary, for example, in floor washing and
irrigating garden. Tanks for capture and storage of rainwater can be made simply,
inexpensively, and can significantly reduce the consumption of drinking water in
homes, with a system that not only environmentally correct, could also become
financially attractive.
Aimed at raising awareness of the need to protect water resources available, this
paper aims to analyze the economic feasibility of a system of water use, in order to
provide a reduction in potable water consumption in a residence. To achieve this, it
was necessary to define a model plan to be applied, the predicted water
consumption, the initial cost for the system and the estimated return on investment.
The costs of such a system were raised based on market prices totaling R $ 1,954.30
with labor services, and masonry coatings, system deployment and use of rain water,
plumbing - pipes and fittings.
The economic benefit was estimated by reducing the consumption of treated water,
accommodating a real financial savings. The system can generate a reduction of
77.95% monthly on months of course is used and stored water collected from rain,
with spending in water bill providing a pay-back (return) around 3 years and 10
months.
.
Key words: Capture rain. Rainwater harvesting, potable water demand and rational
use.
Dollar value: 1,973 reais (day - 11/03/2013).
LISTA DE FIGURAS
Figura 1-
Fortaleza dos templários..............................................................................
16
Figura 2-
Vista panorâmica da Ilha de Ratones (Santa Catarina).................................
17
Figura 3-
Aproveitamento de água de chuva................................................................
20
Figura 4-
Gráfico de retorno financeiro usando como base os dados fornecidos pela 31
COPASA......................................................................................................
Figura 5-
Gráfico de precipitação mensal.....................................................................
33
LISTAS DE TABELAS
Tabela 1 -
Necessidade de tratamento em relação à utilização das águas 18
pluviais........................................................................................................
Tabela 2 -
Grau de pureza relacionado à área de coleta indicando sua 19
utilização.....................................................................................................
Tabela 3-
Substituição de água potável pela utilização das águas pluviais................. 22
Tabela 4-
Dimensões
da
calha
em
função
do
comprimento
do 24
telhado........................................................................................................
Tabela 5-
Área máxima de cobertura para condutores verticais da seção circular...... 25
Tabela 6-
Planilha de custos.......................................................................................
27
Tabela 7-
Estimativa de consumo diário.....................................................................
28
Tabela 8-
Tarifas Aplicáveis Aos Usuários.................................................................
29
Tabela 9-
Prazo do retorno financeiro........................................................................
31
Tabela 10-
Precipitação anual – Supervisão: Belo Horizonte – Estação: Jatoba..........
32
Tabela 11-
Material que é feita a cobertura x C............................................................
33
LISTA DE SIGLAS
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
COPASA - COMPANHIA DE SANEAMENTO DE MINAS GERAIS.
NBR - NORMA BRASILEIRA
RU - ÁREA ESTIMADA DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA DOS TELHADOS
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................
14
2 OBJETIVOS................................................................................................................
2.1 Objetivo Geral......................................................................................................
2.2 Objetivos Específicos...........................................................................................
15
15
15
3 REVISÃO BIBLIOGRAFICA.................................................................................
3.1 Histórico...............................................................................................................
3.2 Sistema De Captação De Águas Pluviais..............................................................
16
16
18
4 METODOLOGIA.......................................................................................................
20
4.1 Demandas..................................................................................................................
22
4.1.1 Dimensionamento do sistema de reservação de água de chuva...........................
23
4.1.1.1 Componentes........................................................................................................
23
4.1.1.2Métodos de dimensionamentos do reservatório de águas pluviais...................
23
4.1.2 Cálculos ..................................................................................................................
24
4.1.2.1 Extravasor............................................................................................................
24
4.1.2.2 Calhas...................................................................................................................
24
4.1.2.3 Tubos de queda....................................................................................................
25
4.1.2.4 Rede coletora........................................................................................................
25
4.1.2.5 Filtro coletor........................................................................................................
26
5 ORÇAMENTOS - ESTIMATIVA DE CUSTO.......................................................
27
6 RESULTADOS..........................................................................................................
28
6.1 Estimativa de retorno usando a tabela da COPASA........................................... 28
6.2 Estimativa de retorno usando dados de precipitações da estação Jatoba- Belo 32
Horizonte.........................................................................................................................
7 OBSERVAÇÕES ........................................................................................................
35
8 CONCLUSÃO..............................................................................................................
36
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................... 37
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................
38
ANEXOS.......................................................................................................................... 40
14
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso natural finito e essencial à vida. Constitui um artefato bioquímico de
indivíduos, institui meio de vida de múltiplas espécies, compõe elemento representativo de
valores sociais e culturais e estabelece respeitável fator de produção no desenvolvimento de
diferentes atividades econômicas.
Segundo Conceição (2012), há 2.000 anos a população da terra correspondia a 3% da
população atual e a disponibilidade de água no planeta era a mesma encontrada hoje.
O aproveitamento de água não é um conceito novo e tem sido exercitado em todo o mundo há
anos. No entanto, a demanda crescente por água tem feito do aproveitamento planejado um
tema contemporâneo e respeitável. Neste contexto, deve-se considerá-lo como parte de uma
atividade mais abrangente que é o uso racional ou eficiente da água, o qual abrange também o
controle de desperdícios e perdas e do consumo de água.
Ao possibilitar as fontes de água de boa qualidade para fornecimento público e outros usos
prioritários, o uso de águas pluviais tributa para a conservação das nascentes. O
aproveitamento amortiza a demanda sobre os mananciais devido à substituição da água
potável por água de qualidade inferior quando o uso assim permitir.
Para devolver o equilíbrio entre demanda e oferta de água e garantir a sustentabilidade do
acréscimo econômico, ambiental e social, é indispensável que procedimentos e sistemas
alternativos contemporâneos sejam desenvolvidos e aplicados.
Esta pesquisa teve como intenção a análise da implantação de um sistema de aproveitamento
de água de chuva para fins não potáveis na irrigação de jardins e lavagem de pisos, focando a
viabilidade econômica/ambiental do projeto, como alternativa para reduzir custos com água
tratada e contribuir com o meio ambiente, proporcionando uma correta destinação desse bem.
15
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Desenvolver estudos para implementação de sistema de aproveitamento de água da chuva
de coberturas através de calhas em áreas urbanas para fins não potáveis na irrigação de jardins
e lavagem de pisos, avaliar a viabilidade econômico/ambiental do projeto.
2.2 Objetivos específicos.
Promover a diminuição do uso de água tratada para fins não potáveis;
Aferir o volume de água de chuva que pode ser captada;
Projetar um sistema de captação residencial de água pluvial.
16
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Histórico
Vários países encaram hoje o problema da escassez da água, em consequência do crescimento
desordenado, da poluição dos recursos hídricos, do aumento populacional e industrial, que
geram um aumento na demanda pela água, provocando o esgotamento desse recurso.
Existe registro do aproveitamento da água de chuva desde a antiguidade.
Uma das inscrições mais antigas do mundo é a conhecida Pedra Mohabita, data de
830aC, encontrada no Oriente Médio a leste do mar Morto escrito na linguagem
cananita,datada de 830 a.C. Nela, o rei Mesha dos Moabitas, sugere que seja feito
um reservatório em cada casa para aproveitamento da água de chuva... (TOMAZ,
2003,pg. 25).
A Fortaleza dos Templários, localizada na cidade de Tomar, em Portugal, em 1160 dC era
abastecida com água de chuva, as cisternas estavam localizadas atrás das muralhas e eram
vigiadas com todo o cuidado, pois, em ataques inimigos era corriqueiro o envenenamento das
águas.
Figura 1- Fortaleza dos templários
FONTE: http://www.arquiteturanatural.com.br/p/servicos_23.html
17
Tomaz (2009) apresenta os principais motivos que levam à decisão para se utilizar água de
chuva:
Conscientização e sensibilidade da necessidade da conservação da água;
Região com disponibilidade hídrica menor que 1200m3/habitante x ano;
Elevadas tarifas de água das concessionárias públicas;
Retorno dos investimentos (payback) muito rápido;
Instabilidade do fornecimento de água pública;
Exigência de lei específica;
Locais onde a estiagem é maior que 5 meses;
Locais ou regiões onde o índice de aridez seja menor ou igual a 0,50.
Este autor também relata que o aproveitamento de água de chuva não pode receber o termo
reuso de água de chuva e nem chamado de reaproveitamento. O termo reuso é usado somente
para água que já foi utilizada pelo homem em lavagem de mãos, bacia sanitária, lavagem de
roupas, banhos, etc. Reaproveitamento é semelhante ao reuso, significando que a água de
chuva já foi utilizada e portanto, não está correto.
A história do Brasil consta que já existiam métodos de utilização de água de chuva
construídos pelos portugueses.
A metodologia de utilização de água de chuva também foi encontrada nas fortalezas
construídas pelos portugueses na Ilha de Santa Catarina, uma delas, a fortaleza
construída na Ilha de Ratones (século XVIII), não possuía água doce, tinha uma
cisterna que armazenava água dos telhados para consumo das tropas como também
para outros usos. (ALT, 2009).
Figura 2 – Vista Panorâmica da Ilha de Ratones (Santa Catarina)
Fonte: http://www.ventosul.com/2008/11/11/baia-dos-golfinhos-e-fortaleza
18
3.2 Sistema de captação de águas pluviais
Captar água da chuva denota não só economia nas contas, mas combate aos ciclos de escassez
e de enchentes nas cidades, pois ao se armazenar esta água, boa parte deixa de manar para os
sistemas de drenagem, amortecendo o impacto das enchentes.
As técnicas para operar um sistema de utilização das águas pluviais seguem as seguintes
etapas:
- Coleta das águas pluviais pelo meio de telhados, coberturas, etc;
- Armazenamento das águas pluviais coletadas em reservatórios;
- Drenagem do excesso das águas pluviais provocados pelas chuvas intensas;
- Eliminação da água coletada no início das chuvas.
A água arrecadada carece seguir níveis de qualidade para os distintos modos de utilização. A
qualidade da água coletada varia com o grau de poluição do ar e com a condição de limpeza
da área de coleta. A necessidade de tratamentos da água pluvial para os diversos fins de
utilização das águas pluviais são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1 – Necessidade de tratamento em relação à utilização das águas pluviais
Uso da Água Pluvial
Necessidade de tratamento
Rega de Jardim.
Não é necessário.
Irrigadores, combate a incêndio, ar
É necessário para manter os equipamentos em
condicionado.
boas condições.
Fontes e lagoas, banheiros, lavação de
É necessário, pois a água entra em contato com
roupas e carros.
o corpo humano.
Piscina/banho, para beber e para cozinhar.
A desinfecção é necessária, pois a água é
ingerida direta ou indiretamente.
Fonte: http://www.excelenciaemgestao.org/Portals/2/documents/cneg7/anais/T11_0353_2014.pdf
A Tabela 2 mostra o grau de pureza da água referente ao local onde foi coletada. No caso em
questão, o grau de pureza utilizado foi A, sendo o grau de limpeza restrito a esta área.
19
Tabela 2 – Grau de pureza relacionado à área de coleta indicando sua utilização.
Grau de pureza
Área de coleta das águas
Utilização das águas pluviais
pluviais
A
Telhado (locais não utilizados
Vaso sanitário, regar plantas, e se
por pessoas e animais).
purificadas, são potáveis para o
consumo.
B
C
C
Telhado (locais utilizados por
Vaso sanitário, regar plantas, outros
pessoas e animais).
usos, mas impróprias para o consumo.
Jardins artificiais,
Vaso sanitário, regar plantas, outros
estacionamentos.
usos, mas impróprias para o consumo.
Estradas, estradas elevadas
Vaso sanitário, regar plantas, outros
(viadutos, ferrovias e
usos, mas impróprias para o consumo.
rodovias).
Fonte: FENDRICH e OLIYNIK, 2002.
20
4 METODOLOGIA
Foi definido um projeto para casa localizado a Rua Três Pontas, 48, bairro Resplendor na
cidade de Igarapé, visando à preocupação com o meio ambiente. Adotou-se para este estudo o
modelo escolhido, mas o sistema pode ser adaptado para qualquer tipo de casa, sendo
necessários alguns ajustes técnicos a depender da arquitetura, disponibilidade de espaço para
implantação do sistema e avaliação dos custos para implantação.
A casa foi construída numa área de dimensões 12,00 x 30,00 m², possui dimensões de 12,00 x
15,00 m², equivalente a 180 m² de área construída e área de telhado da mesma proporção,
ressaltando que somente será utilizada uma parte da captação de água de chuva de 98 m².
Para melhor demonstrar o projeto, em anexo 5 consta a planta de cobertura da residência
térrea, onde se deve considerar:
Telhado de duas águas, sendo a água da garagem parte integrante da cobertura principal, isto
é, não apresenta uma água independente; Beiral de 0.80m com calha nas extremidades; Telha
cerâmica com inclinação de 35% e Hachura da telha.
No que se refere ao consumo de água de mangueira em jardins será a taxa de 2 L/m² x dia,
com frequência de 2 vezes/semana; 1 vez /semana ou 1 vez cada 15 dias (TOMAZ, 2011,
p.72).
Para o cálculo de gramado ou jardim na área do projeto que é de 100 m², gastando 2
litros/dia/m² e ainda sendo a frequência de irrigação é de 12 (doze) vezes por mês, ou seja,
0,40 vezes/mês, teremos: 100 m² x 2 litros/dia/m² x 0,40 vezes/mês x 30 dias/1000 = 2,40
m³/mês.
O consumo de água na lavagem de pisos, a taxa de irrigação utilizada é de 2 litros/m² x dia;
sendo que a frequência de lavagem é de duas vezes por semana. (TOMAZ, 2011, P72).
O cálculo da lavagem de pisos na área do projeto que é de 129,5 m², correspondente ao piso
das varandas externas, uma passarela de pedestre e uma passagem de veículos automotores,
bem como a calçada do passeio, gastando 2 litros/dia/m² x 2 vezes semana x 4 semanas/1
mês/ 1000=2,072m³/mês.
21
A execução do projeto estará divida em etapas:
Primeira etapa: instalação do reservatório suspenso. Segunda etapa: instalação dos
componentes hidráulicos: (firsh flush, extravasor, torneiras, canos...). Terceira etapa:
instalação das calhas.
Para exemplificar veja a figura 3.
Figura 3- aproveitamento de água de chuva.
Fonte: Tomaz, 2008.
O extravasor (ladrão) será instalado no reservatório, na parte superior, a fim de evitar que o
excesso de água caia diretamente no gramado, bem como evitar a entrada de pequenos
animais, uma vez que o reservatório permanecerá tampado.
A torneira levará a água coletada para um esguicho que irrigará o gramado. Sendo que a
primeira água da primeira chuva será descartada na rede pluvial, evitando assim que se
chegue ao jardim impurezas.
A partir do momento da implantação, será testado o funcionamento com a próxima chuva. A
água de chuva será arrecadada através de calhas com condutores verticais e horizontais que
ficará contida em reservatório de plástico de 500 litros, este tamanho foi adotado para
execução do projeto, devido ao espaço e o mesmo serem suficiente para os serviços proposto.
22
Respeitamos as normas técnicas que cita que os 10 minutos iniciais de chuvas terá descartada
a água e em seguida será armazenada no reservatório para que se possa regar o gramado e se
necessário à lavagem de pisos, na limpeza e desinfecção devemos usar o hipoclorito de sódio,
como recomenda as normas.
Com relação à irrigação do jardim será feito um cronograma mensal de rega, de acordo com o
número de chuva, esclarecendo que caso não ocorra chuva em algum período, será utilizado
água da COPASA (Companhia de Saneamento de Minas Gerais), com intervalos de molha,
inicialmente com duas regas diárias, depois uma vez, em seguida dia sim outro não e
sucessivamente, de acordo com a necessidade do gramado e as condições climáticas.
Em relação à lavagem de pisos que também é uma maneira sustentável de se economizar água
potável, muito interessante e que devemos fazer deste recurso um bem social, deverá ser
usado esporadicamente.
No presente trabalho, conforme descrito nos itens seguintes, foi estabelecida as demandas de
água não potável, definida as dimensões do reservatório e tubulações e estimado o custo de
sua implantação. Numa etapa posterior fez-se o calculo do tempo de retorno, usando a tabela
da COPASA e usando dados de precipitações da estação Jatoba- Belo Horizonte.
4.1 Demandas
A Tabela 3 apresenta os parâmetros do consumo de água potável que pode ser substituída por
águas pluviais em usos internos e externos, segundo Tomaz, 2003.
Tabela 3 – Substituição de água potável pela utilização das águas pluviais.
Uso interno
Parâmetro de consumo- m³/mês
Descarga na bacia sanitária
Lavagem de roupas
Total interno
Uso externo
6,75
5,10
11,85
Parâmetro de consumo- m³/mês
Gramado ou jardim
Lavagem de carro
Manutenção de piscina
Mangueira de jardim
Total externo
12,000
1,200
0,936
1,000
15,136
Fonte: Tomaz, 2003.
23
Após a quantificação do consumo de água a ser suprido pela água da chuva (para os fins
especificados nesse trabalho), foram encontrados os seguintes valores: demanda de água de
chuva para uso interno é de 11,85 m³/mês e para uso externo é de 15,136 m³/mês totalizando
26,986 m³/mês; portanto, a demanda diária de água é de 899,53 l/dia.
4.1.1 Dimensionamento do sistema de reservação de água de chuva
O dimensionamento do sistema de reservação de água de chuva constituem de sistemas de
instalações de água fria, juntamente com os componentes que compõem de canalizações,
aparelhos, conexões e ferragens para o fornecimento de água a prédios, armazenamentos e
distribuição aos locais de consumo.
4.1.1.1 Componentes
No projeto residencial situado à Rua Três Pontas, 48, Igarapé, serão utilizadas os seguintes
materiais: Reservatório inferior, extravasor (ladrão) calhas, filtro, conexões hidráulicas (em
PVC: canos, joelhos, T).
4.1.1.2 Métodos de dimensionamentos do reservatório de águas pluviais
As metodologias de dimensionamento da capacidade dos reservatórios de armazenamento de
água da chuva podem empregar diferentes parâmetros de entrada (precipitação média anual,
demanda, área de captação, tempo de retorno) e/ou diferentes sensibilidades a estes.
No dimensionamento do reservatório inferior devemos adotar um diâmetro comercial superior
ao tubo de entrada. O método pesquisado para estimar o volume do reservatório de
armazenamento é o Método De Rippl, segundo Tomaz, descrito abaixo. Ressaltando que no
projeto em questão o reservatório implantado foi de 500 litros é:
S (t) = D (t) – Q (t)
Q (t) = C x precipitação da chuva (t) x área de captação
V = Σ S (t) , somente para valores S (t) > 0
Sendo que: Σ D (t) < Σ Q (t). Onde: S (t) é o volume de água no reservatório no tempo t; Q (t)
é o volume de chuva aproveitável no tempo t; D (t) é a demanda ou consumo no tempo t; V é
o volume do reservatório, em metros cúbicos; C é o coeficiente de escoamento superficial.
24
De acordo com experiências internacionais e nacionais, um dos grandes problemas no
dimensionamento do reservatório é a determinação da capacidade do reservatório de
armazenamento, levando-se em conta: a área do telhado, a precipitação pluvial do local, o
intervalo dos dias de estiagem e a demanda desejada de água.
4.1.2Cálculos
4.1.2.1 Extravasor
O tubo de queda do reservatório é de 75 mm, já o extravasor usado foi com o diâmetro de 100
mm, pois é recomendado adotar um diâmetro comercial superior ao tubo de entrada no
reservatório.
4.1.2.2Calhas
As calhas são receptáculos das águas da superfície do telhado e transportar imediatamente aos
tubos de queda. Por isso é dispensável a aplicação de formulas da hidráulica para o seu
dimensionamento, sendo que a declividade ser a mínima admissível e no sentido de tubos de
queda a fim de impedir o empoçamento de água quando cessada a chuva.
Tabela 4: Dimensões da calha em função do comprimento do telhado
Comprimento do telhado(m)
Largura da calha (m²)
Até 5 metros
0,15
5,0 à10 metros
0,20
10,0 a 15 metros
0,30
15,0 a 20 metros
0,40
20,0 a 25 metros
0,50
25,0 a 30 metros
0,60
Fonte: Melo. Netto - Instalações Prediais Hidráulico-Sanitárias (1988) – página 94.
25
O dimensionamento das calhas para o telhado do projeto é: Comprimento do telhado= 8m.
Comprimento = 8,0 m  tabela 4 =L=0,20 m. Como temos dois telhados, com a mesma
dimensão da calha devemos somar a largura da calha= l x 2 = 0,40 cm.
4.1.2.3 Tubos de queda
São tubos verticais que conduzem as águas das calhas às redes coletoras. Os materiais mais
utilizados na fabricação dos tubos de queda são: ferro fundido, PVC, cimento amianto e chapa
galvanizada; usamos os tubos de queda de PVC nesse projeto.
Em nossa região adotamos a intensidade da chuva critica com o valor de 150 mm/h.
Segundo MELO e NETTO (1998), no caso de tubos de queda ao invés de usarmos o diâmetro
do condutor, fixamos este ao número de condutores em função da área máxima do telhado,
que cada diâmetro pode escoar, conforme tabela 7.
Tabela 5: Área máxima de cobertura para condutores verticais da seção circular
Diâmetro (mm)
Área máxima de telhado (m²)
50
13,6
75
42,0
100
91,0
150
275,0
Fonte: Melo. Netto - Instalações Prediais Hidráulico-Sanitárias (1988) – página 96.
No projeto o dimensionamento do tubo de queda é o seguinte: tubos de queda de 75 mm, que
escoa até 42m² de telhado. Usaremos 3 tubos de queda (8,0 x 12) /42 = 3.
4.1.2.4 Rede coletora
Rede coletora é a rede situada horizontalmente no terreno ou presa ao teto do subsolo que
recebe as águas das chuvas, que foi usado o tubo de queda em PVC, sendo que o excesso das
águas pluviais será conduzido à sarjeta, na rua, em frente ao lote.
26
4.1.2.5 Filtro coletor
O filtro coletor já vem preparado para a instalação direta na tubulação de descida da água de
chuva. Ele filtra e coleta a água da chuva, e a sujeira são carregadas “automaticamente” pela
tubulação pluvial.
Todas as partes do filtro-coletor são produzidas em aço-inoxidável, zinco ou cobre de alta
qualidade. Os componentes são manufaturados com métodos de produção modernos e
controles de qualidade estritos, que garantem um perfeito funcionamento.
O Filtro-Coletor adapta-se adequadamente às tubulações comerciais de água de
chuva feitas de zinco, cobre ou ferro com tamanhos nominais de 76 -, 80 -, de 87 e
100 milímetros. Além disto, o Filtro-Coletor é disponibilizado também para as
tubulações plásticas (PVC) - 70 e 100 (com diâmetro exterior 76 e 110 milímetros
respectivamente). Para outros casos, nós recomendamos adaptar as tubulações de
água de chuva à seção do filtro-coletor.
As peças de zinco ou de cobre apresentam aspecto metálico brilhante na caixa.
Depois de algum tempo o zinco oxida e cria uma camada protetora cinzenta e o
cobre torna-se marrom escuro. O aspecto metálico do aço inoxidável permanece
durável e uniforme.
As superfícies de captação mais apropriadas são áreas inclinadas de telhado de
cerâmica, de compostos metálicos ou lajes de concreto.
Telhados de fibrocimento não são adequados.
Frequentemente esta limpeza simples é necessária, geralmente não pode ser
especificado por causa da qualidade diferente do telhado bem como do respectivo
ambiente local. Nós recomendamos aproximadamente 02 vezes por ano. (PAIXÃO,
2013).
27
5 ORÇAMENTOS - ESTIMATIVA DE CUSTO
O custo inicial do sistema foi feito de acordo com os métodos construtivos, levando em
consideração a quantidade mínima de orçamento e distancia.
Nos serviços de alvenarias/ revestimentos e instalações hidráulicas - tubos e conexões- foram
feitos orçamentos em lojas de materiais de construção. Cópias de orçamento - (anexos).
Escolhendo assim, o orçamento de menor valor e mais próximo da residência, onde foi
executado o projeto.
Já nos Serviços preliminares (mão de obra), foi escolhido um profissional da construção civil
capaz de desenvolver o projeto com menor tempo e melhor preço, além da qualidade dos
serviços prestados.
Imediatamente após a Implantação do sistema pluvial de aproveitamento de água de chuva,
serão instaladas as calhas, que não deverá respeitar as normas de 3 orçamentos, já que na
região só foi encontrado único prestador de serviço.
Seguidamente será instalado o filtro de água, respeitando o menor orçamento e a qualidade.
Através de uma planilha de custo (tabela abaixo) chegou a um valor final de R$ 1954,30.
Considerando o percentual de 10% destinado a manutenção semestral do sistema alcança um
valor bruto de R$ 2149,73. Esses valores foram adotados para uma edificação, que podem
variar para cada tipo de projeto.
Tabela 06- Planilha de custos
Código
Descrição
1
Serviços preliminares/ Mão de
obra
Alvenarias/ Revestimentos
Implantação do sistema pluvial e
aproveitamento de água
2
3
4
Quantidade- Valor unitário
SUBTOTAL (Etapa):
Total
150,00
SUBTOTAL (Etapa):
650,00
Calhas (280,00 reais) instalada 804,30
Filtro coletor de Jardim
Regensammler (GRS) (498,00
+ 26,30 frete)
Instalações Hidráulicas - Tubos e SUBTOTAL (Etapa):
350,00
Conexões
TOTAL GERAL:
1954,30
Fonte: autora do projeto
28
6 RESULTADOS
6.1 Estimativa de retorno usando a tabela da COPASA
A população aferida foi de 4 pessoas, tendo em vista duas pessoas para cada quarto, 60 m² de
jardim e uma vaga para veículo. Fazendo os cálculos abaixo, usando como referência a tabela
7:
População: 4 x 135 = 540 l/dia
Jardim: 60 x 1,5 = 90 l/dia
Lavagem do carro: 1 x 50= 50 l/dia.
Total de consumo diário = 680 litros/dia;
Consumo mensal = 20.400 litros/mês ou 20,4 m³/mês.
Tabela 7: Estimativa de consumo diário
TIPO DE RESIDENCIA
UNIDADE
CONSUMO l/ dia
Residência de luxo
Per capita
200
Residência médio valor
Per capita
150
Residência popular
Per capita
120 a 150
Garagem
P/ vaga
50
Jardim
P/ m²
1,5 p m²
Fonte: NBR 5626/98
A capacidade total do reservatório não pode ser inferior ao consumo diário, de acordo com a
NBR 5626/82; além disso, um exercício habitual é adotar uma reserva para um período de 24
horas. Assim sendo, a reservação mínima é de 500 litros, avaliando uma residência mínima
(um quarto ou duas pessoas). Diante disto, salientamos novamente que o consumo gasto com
a irrigação de jardim é de 2,40 m³/mês e o consumo de água na lavagem de pisos é de
2,072m³/mês, totalizando um valor mensal de 4,472 m³/mês, sendo o reservatório utilizado no
projeto suficientemente eficaz.
29
Analisamos a tabela de tarifas aplicadas da COPASA, para calcular o tempo de retorno,
explanado: De acordo com a tabela 8 (abaixo), se o consumidor utiliza um consumo ate 6
m³/mensal de água é cobrado um valor fixo pela Empresa Copasa de 7,41 R$/mês pelo
abastecimento de água mais 6,68 R$/mês pela taxa de esgoto com tratamento; totalizando
14,09 R$/mês.
De acordo com a mesma tabela abaixo, para os consumidores que utilizam um consumo
acima de 6 m³, seria cobrada pela prestadora de serviços uma taxa de R$ 1,648 R$/ m³
referente ao consumo de água e 1,483R$/m³ referente ao esgoto tratado, totalizando 3,131
R$/m³.Diante do exposto, o total mensal cobrado pela prestadora de serviços seria: R$ 3,131
vezes 30 dias = 63,88 R$/mês.
Concluímos que a redução do consumo seria aproximadamente 50%, ou seja, reduzia de 20,4
m³/mês para 10m³/mês. Comparando R$63,88 que é o valor mensal cobrado por usuários que
usam entre 6-10 m³ e 14,09 R$/mês que é a taxa cobrada aos usuários que usam menos que 6
m³/mês, haveria uma economia 49,79 R$/mês, ou seja um abatimento da conta de 77,95% por
mês.
Na tabela 8 – tarifas aplicáveis aos usuários (a que se refere o Art. 1º da Resolução ARSAE
MG 20, de 11 de abril de 2012.), Considerar apenas as colunas correspondentes aos serviços
prestados:
- Água: Abastecimento de água
- EDC: esgotamento dinâmico com coleta
- EDT: esgotamento dinâmico com coleta e tratamento.
30
Tabela 8: Tarifas Aplicáveis Aos Usuários
Fonte: http://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=2469&sid=274&tpl=section
Explanamos ainda que nesta estimativa de retorno usando a tabela da COPASA estão
desconsiderados os meses em que não há chuva.
31
Tabela 9-Prazo do retorno financeiro
Meses
Economia com o sistema
Retorno financeiro
1 mês
49,79
-1904,51
2 meses
99,58
-1854,72
6 meses
298,74
-1466,20
12 meses
597,48
-1356,82
18 meses
896,22
-1058,08
24 meses
1194,96
-757,30
30 meses
1493,70
-460,60
36 meses
1792,44
-161,86
40 meses
1991,81
37,51
Fonte: Autora do projeto
Calculando entre os 12 meses do ano com o valor da economia de 49,79 R$/mês, o benefício
anual seria de R$ 597,48 reais, sendo o retorno estimado em aproximadamente em 3 anos e 4
meses, tempo esse calculado entre o valor gasto total da planilha de custo dividindo entre os
meses do ano: 1954,30 / (12 x 49,79 = 597,48).
O gráfico abaixo demonstra claramente a estimativa do retorno usando como dados os dados
fornecidos pela COPASA.
Figura 4 - Gráfico de retorno financeiro usando como base os dados fornecidos pela COPASA
Fonte: Autora do projeto
32
O benefício econômico considerado foi à redução no consumo de água oferecida pela
concessionária e adquirida pelo usuário, proporcionando uma real economia financeira. O
sistema poderá gerar uma redução de 77,95% por mês, com gastos na conta de água
proporcionando um pay-back em torno de 40 meses.
6.2 Estimativa de retorno usando dados de precipitações da estação Jatoba- Belo
Horizonte
Em nosso projeto de captação aproveitaremos 90% de escoamento inicial, pois descartaremos
primeiramente 10% da água que prevenimos captar. Ressaltando que o volume do
reservatório utilizado é de 500 litros para armazenar a água captada. Informamos que os dados
coletados e descritos abaixo foram feito através de uma planilha de somatória dos volumes
captados diariamente entre 10 e 10 minutos, achando assim o valor diário e conseguinte o
valor mensal de precipitação.
Tabela 10- Precipitação anual – Supervisão: Belo Horizonte – Estação: Jatoba
Supervisor
Estação
Mês
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
jan/12
367,00
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
fev/12
94,84
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
mar/12
207,60
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
abr/12
84,00
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
mai/12
64,80
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
jun/12
49,40
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
jul/12
0,00
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
ago/12
0,00
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
set/12
46,00
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
out/12
48,80
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
Nov/12
93,20
BELO HORIZONTE - METMAN
26F-JATOBA
dez/12
83,80
Σanual
volume/mm
1139,44
Ou 1,139 m/ano
Fonte: Autora do projeto
33
O gráfico de precipitação mensal demonstra claramente as precipitações mensais ocorridas no
ano de 2012, bem como os meses de julho e agosto que não ocorreram chuvas.
Figura 5-Gráfico de precipitação mensal
Fonte: Autora do projeto
De acordo com a tabela 10 e após alguns cálculos simples, a média de precipitação anual no
período de janeiro de 2012 a dezembro de 2012 é de 1139,44 mm/ano ou 1,139 m/ano. Esse
dado será utilizado para estimar o volume de água que pode ser captada dos telhados o RU
(área estimada de captação de água dos telhados). O RU- a área do teto aproveitável para
captação de água é de 98 m2 de área.
Tabela11: Material que é feita a cobertura x C
Material
Coeficiente de escoamento superficial C
Telhas cerâmicas
0,80 a 0,90
Telhas esmaltadas
0,90 a 0,95
Telhas corrugadas de metal
0,80 a 0,90
Cimento amianto
0,80 a 0,90
Plástico PVC
0,90 a 0,95
Fonte: PEGORETTI, NEWTON. JUNIOR, 2009
34
Dessa forma podemos estimar o Volume de água captada no período de um ano, usamos
como base a tabela 11.
V= P a x RU x 0,85 x C
V= volume
P a = Precipitação anual
RU= área estimada de captação de água dos telhados
C= Coeficiente de Escoamento superficial
V = 1,139 x 98 x 0,85 x 0,90 = 85,39 m³/ano ou 85390 litros/ano.
Sendo que nos meses de junho a agosto não ocorreram chuva e neste período será usada a
água fornecida pela COPASA para irrigação de jardim e lavagem de pisos.
35
7 OBSERVAÇÕES
Observou-se durante a elaboração do trabalho que é extremamente simples, eficiente,
confiável e automático fazer um projeto para captação de água de chuva.
É uma nova atitude de economizar água e dinheiro, bem como enfrentar problemas trazidos
pela urbanização, como o racionamento e amenizar os efeitos da impermeabilização do solo,
como enchentes e inundações.
O funcionamento do sistema prevê a utilização do telhado e calhas como captadores da água
de chuva, que é dirigida para um filtro, autolimpante que remove detritos, e levada para o
reservatório.
O sistema pode ser aplicado em residências em construção ou em casas já construídas.
36
8 CONCLUSÃO
O aproveitamento da água de chuva deverá ser aplicado somente com água não potável e deve
ser respeitado como mais um recurso hídrico disponível.
O uso da água da chuva adapta ao usuário um pay-back em curto prazo. O sistema é composto
de materiais baratos e simples, a economia feita no consumo de água compensa o custo de
implantação do sistema. Porém, o custo inicial ainda é um empecilho ao consentimento do
sistema nas classes mais baixas, em que percebem o investimento em longo prazo.
É preciso abordar também que para completo aproveitamento do sistema é necessário
manutenção periódica e treinamento ao usuário para que não utilizem águas não potáveis para
fins que exijam potabilidade.
37
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho teve como objetivo fundamental o custo da implantação e a viabilidade
financeira de um princípio de aproveitamento de água de chuva, evidenciando um pay-back
para o sistema.
Entende-se que se houvesse um maior incentivo do governo e das empresas privadas na
implantação de sistema de sustentabilidade nas classes menos favorecidas haveria uma maior
procura para utilização deste bem como maiores pesquisas nesta área.
38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ABNT 5626/82 - Instalação predial de água fria
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40
ANEXOS
Anexo 1 – orçamento do filtro
CRONOS
Fonte: [email protected]
41
Anexo 2- Orçamento 1 - Master casa (materiais hidráulicos)
42
Anexo 3- Orçamento 1 - Master casa (Alvenarias/ Revestimentos)
43
Anexo 4- Orçamento 2- Depósito Dabadia (Alvenarias/ Revestimentos)
44
Anexo 5 – Planta de cobertura
Fonte: Autora do Projeto