UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE – UNESC
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
MARIANI BONGIOLO DE NEZ
ANÁLISE DA VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA
PLUVIAL EM AGROINDÚSTRIA. ESTUDO DE CASO: AGROVÊNETO
INDÚSTRIA DE ALIMENTOS S.A.
CRICIÚMA, NOVEMBRO DE 2010
2
MARIANI BONGIOLO DE NEZ
ANÁLISE DA VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA
PLUVIAL EM AGROINDÚSTRIA. ESTUDO DE CASO: AGROVÊNETO
INDÚSTRIA DE ALIMENTOS S.A.
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado
para obtenção do grau de Engenheira
Ambiental no curso de Engenharia Ambiental,
da Universidade do Extremo Sul Catarinense –
UNESC.
Orientador: Prof. Dr. Álvaro José Back
CRICIÚMA, NOVEMBRO DE 2010
3
MARIANI BONGIOLO DE NEZ
ANÁLISE DA VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA PLUVIAL EM
AGROINDÚSTRIA. ESTUDO DE CASO: AGROVÊNETO INDÚSTRIA DE
ALIMENTOS S.A.
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado
para obtenção do grau de Engenheira
Ambiental no curso de Engenharia Ambiental,
da Universidade do Extremo Sul Catarinense –
UNESC, com linha de Pesquisa em
Gerenciamento e Planejamento Ambiental.
Criciúma, 29 de Novembro de 2010.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Álvaro José Back - Doutor - (UNESC) – Orientador
Prof. (a) Marta Valéria Guimarães de Souza Hoffmann – Mestra – UNESC
Prof.(a) Nadja Zim Alexandre – Mestre - UNESC
4
Dedico este trabalho aos meus pais por terem
me motivado durante a vida acadêmica e
acreditado em mim como profissional.
5
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer, primeiramente, aos meus pais, por terem
incentivado e custeado minha vida acadêmica. E também pela paciência e amor
durante minha vida.
Ao Felipe, meu namorado, pela compreensão e carinho nos momentos
enérgicos.
Ao professor Álvaro por ter aceitado o convite de me orientar e por sua
significativa ajuda neste estudo.
À Engenheira Daiane, por ter confiado em minha competência nas vezes
em que me oportunizou na realização de trabalhos em seu nome na empresa e por
ter retribuído a todos meus porquês.
Aos professores que contribuíram de alguma forma para elaboração deste
trabalho, em especial ao professor Mário Ricardo Guadagnin, que sempre se dispôs
a ajudar. Aos colegas e amigos que colaboraram por meio de empréstimo de algum
livro ou com uma palavra de incentivo.
Enfim, a Deus que possibilitou eu encontrar todas estas pessoas.
Muito obrigada!
6
"A natureza pode suprir todas as necessidades
do homem, menos a sua ganância."
Mahatma Gandhi
7
RESUMO
O presente trabalho apresenta um estudo de viabilidade técnica e econômica para o
aproveitamento das águas pluviais na Agrovêneto Indústria de Alimentos S.A. O
sistema de captação e aproveitamento de água pluvial pode ser além de uma
alternativa sustentável, que contribui para conservação dos recursos hídricos,
também um meio de reduzir custos que hoje acontecem desnecessariamente.
Foram realizadas análises de qualidade da água da chuva, a fim de reconhecer em
quais fins esta água poderia ser utilizada. A mesma enquadrou-se em Classe 2,
conforme Resolução CONAMA nº 357/2005, sabendo que poderá ser aplicada em
fins potáveis após tratamento convencional. Então se estudou a possibilidade de
captá-la e armazená-la juntamente com a água utilizada hoje na empresa, que fica
em um reservatório com grande capacidade volumétrica. O estudo da viabilidade
técnica foi realizado in loco com ajuda de funcionários da empresa, através da
identificação de componentes presentes, ou não, nas edificações que seriam
fundamentais para a instalação do sistema. Utilizando-se de dados referentes à
intensidade pluviométrica da localidade, bem como determinação da demanda a ser
atendida e a área de coleta da edificação, pode-se dimensionar o sistema e assim
determinar os materiais necessários para sua implantação. E através de uma
pesquisa de mercado, foram levantados seus custos relativos, possibilitando uma
análise da viabilidade econômica. Foi verificado que o sistema contribuirá com
aproximadamente 3% da demanda de água, devido ao alto consumo que decorre
deste setor produtivo. No entanto, comparando-se os custos que serão evitados e os
investimentos necessários, previu que a empresa terá um retorno financeiro em
apenas dez meses. Embora seja relativamente baixa a quantidade de água que será
atendida, vale ressaltar que o investimento é pouco, e o período em que se estará
captando a água da chuva, poderá ser o tempo necessário para os mananciais
estarem recompondo suas reservas de água. É bom salientar que a partir do
momento que a empresa tiver o retorno financeiro de investimento, terá uma
economia mensal mínima de R$ 781,83.
Palavras-chave: Aproveitamento da água pluvial. Qualidade da água da chuva.
Retorno financeiro.
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Vista panorâmica da Agrovêneto Ind. de Alimentos S.A. Fonte:
(Agrovêneto, 2003).................................................................................................... 20
Figura 2: Tipo de manancial que abastece os municípios do Brasil. Fonte:
EMBRAPA (1994, apud MACÊDO, 2004, p. 82). ...................................................... 31
Figura 3: Distribuição relativa dos recursos hídricos do planeta. Fonte: Banco
Mundial e WRI (2003, apud FIESP, 2009). ............................................................... 31
Figura 4: Distribuição relativa dos recursos hídricos, da população e do território
brasileiro. Fonte: UNIAGUA (2007 apud FIESP, 2009). ............................................ 32
Figura 5: Procedimentos para coleta da água da chuva: A – Reservatório utilizado; B
– Reservatório completo com água da chuva; C – Frascos utilizados para enviar
água para o laboratório; D – Enchimento dos frascos............................................... 48
Figura 6: Procedimento da coleta da água do açude: A – Açude; B – Balde usado
para coleta; C – Maneira como foi feita a coleta; D – Enchendo o frasco com a água
para ser enviando para análise. ................................................................................ 48
Figura 7: Calha de seção retangular para cálculo do raio hidráulico. Fonte: NBR
10844 (1989, p. 5). .................................................................................................... 53
Figura 8: localização do abastecimento e tratamentos de água da Agrovêneto Ind. de
Alimentos S.A. Fonte: Google Earth (2010). ............................................................. 61
Figura 9: Localização do Rio São Bento em relação à Agrovêneto. Fonte: Google
Earth (2010). ............................................................................................................. 61
Figura 10: Médias pluviométricas mensais, com base nos anos de 1987 até 2009. . 64
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Consumo de água em cada tipo de atividade industrial. .......................... 26
Tabela 2 - Parâmetros de qualidade da água da chuva para usos restritivos não
potáveis. .................................................................................................................... 40
Tabela 3 - Constantes da equação de intensidade, ajustada para cidade de Nova
Veneza. ..................................................................................................................... 49
Tabela 4 - Coeficiente de escoamento para cada tipo de superfície. ........................ 51
Tabela 5 - Coeficiente de rugosidade. ....................................................................... 53
Tabela 6 - Diâmetros dos condutores verticais, de acordo com as vazões. .............. 54
Tabela 7 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões em
L/min). ....................................................................................................................... 55
Tabela 8 - Resultado da análise da qualidade da água da chuva, comparada aos
padrões estabelecidos para cada Classe, na Resolução CONAMA n° 357/2005. .... 62
Tabela 9 - comparativo entre a qualidade da água da chuva e água do açude. ....... 63
Tabela 10 - Resultados da análise da água da chuva, comparada aos padrões
estabelecidos na Portaria MS 518/2004. ................................................................... 64
Tabela 11 - Mínimas e máximas de dias sem chuva em um mês, para os respectivos
anos. ......................................................................................................................... 65
Tabela 12 - Oferta da água de chuva dos telhados de cada prédio existente no
parque industrial da Agrovêneto................................................................................ 66
Tabela 13 - Consumo de água mensal na Agrovêneto. ............................................ 67
Tabela 14 - Quantidade da demanda que será atendida com a captação da água da
chuva. ........................................................................................................................ 68
Tabela 15 - Dimensões das calhas para o telhado da casa de máquinas. ............... 69
Tabela 16 - Dimensões das calhas para o telhado da casa de máquinas. ............... 69
Tabela 17 - Dimensão dos condutores verticais do telhado da Casa de Máquinas. . 70
Tabela 18 - Condutores horizontais para a Casa de Máquinas................................. 70
Tabela 19: Condutores horizontais para o Frigorífico. ............................................... 71
10
Tabela 20 - Gastos mínimos que serão evitados com a implantação do sistema. .... 73
Tabela 21 - Componentes para implantação do sistema, e suas respectivas
quantidades e preços. ............................................................................................... 74
11
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Usos múltiplos da água. .......................................................................... 24
Quadro 2: Grau de limpeza da água da chuva e respectivos fins de utilização,
conforme local de coleta. .......................................................................................... 39
Quadro 3: Vantagens e desvantagens do aproveitamento da água da chuva. ......... 43
12
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANA – Agência Nacional das Águas
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio
ETA – Estação de Tratamento de Água
ETE – Estação de Tratamento de Efluentes
MS – Ministério da Saúde
PNUD – Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
13
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 15
2. JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 17
3. OBJETIVOS ....................................................................................................... 19
3.1 Objetivos Gerais .................................................................................................. 19
3.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 19
4. REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 20
4.1 Agrovêneto Indústria de Alimentos S.A. .............................................................. 20
4.2 Disponibilidade da Água ...................................................................................... 21
4.2.1 Consumo de Água ............................................................................................ 23
4.2.2 Qualidade da Água ........................................................................................... 28
4.3 PRESERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS ................................................ 30
4.4 PROBLEMÁTICA AMBIENTAL ......................................................................... 34
4.5 APROVEITAMENTO DA ÁGUA PLUVIAL ......................................................... 37
4.5.1 Qualidade da Água da chuva ........................................................................... 38
4.5.2 Vantagens e Desvantagens do Sistema........................................................... 42
4.5.3 Dimensionamento do Sistema.......................................................................... 44
4.6 LEGISLAÇÕES E NORMAS REFERENTES ..................................................... 44
5. METODOLOGIA ................................................................................................... 46
5.1 Caracterização da Área de Estudo ...................................................................... 46
5.2 Análise da Qualidade da Água da Chuva ............................................................ 47
5.3 Estudo dos Dados Pluviométricos ....................................................................... 49
5.4 Determinação da Área de Coleta da Água da Chuva .......................................... 50
5.5 Determinação do Coeficiente de Escoamento .................................................... 51
5.6 Análise da Demanda e Oferta ............................................................................. 51
5.7 Dimensionamento dos Componentes do Sistema ............................................... 52
5.7.1 Calhas .............................................................................................................. 52
5.7.2 Condutores Verticais ........................................................................................ 54
14
5.7.3 Condutores Horizontais .................................................................................... 54
5.7.4 Conexões ......................................................................................................... 55
5.7.5 Rede de Drenagem .......................................................................................... 56
5.7.6 Reservatório ..................................................................................................... 56
5.8 Viabilidade Técnica e Financeira ......................................................................... 57
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 58
6.1 Levantamento dos Dados da Área de Estudo ..................................................... 58
6.2 Qualidade da Água da Chuva ............................................................................. 62
6.3 Estudo dos Dados Pluviométricos ....................................................................... 64
6.4 Área de Coleta da Água da Chuva ...................................................................... 66
6.5 Coeficiente de Escoamento................................................................................. 67
6.6 Demanda e Oferta ............................................................................................... 67
6.6.1 Demanda .......................................................................................................... 67
6.6.2 Oferta.................................................................................................................68
6.7 Dimensionamento dos Componentes do Sistema............................................... 68
6.7.1 Calhas .............................................................................................................. 68
6.7.2 Condutores Verticais ........................................................................................ 70
6.7.3 Condutores Horizontais .................................................................................... 70
6.7.4 Conexões ......................................................................................................... 71
6.7.5 Rede Drenagem ............................................................................................... 71
6.7.6 Reservatório ..................................................................................................... 72
6.8 Viabilidade do Sistema ........................................................................................ 72
6.8.1 Viabilidade Técnica .......................................................................................... 72
6.8.2 Viabilidade Financeira ...................................................................................... 73
7. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 75
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 77
APÊNDICE A - Médias Pluviométricas para a Cidade de Nova Veneza ................... 83
APÊNDICE B – Planta Altimétrica ............................................................................. 85
APÊNDICE C – Planta Casa de Máquinas ............................................................... 86
ANEXO A - Laudos das Análises de Água ................................................................ 88
15
1. INTRODUÇÃO
Com a industrialização, ocorreu o uso desenfreado dos recursos naturais
para atender a demanda proveniente do crescimento populacional em áreas urbanas
e atender suas necessidades de consumo. Hoje, em tempos de globalização, a
exploração e o esgotamento dos recursos naturais, juntamente com o aquecimento
global são temas de grande preocupação para a comunidade científica e a
sociedade em geral, principalmente em relação à escassez da água, que causa
sofrimento às populações afetadas, limita as atividades econômicas e retarda o
progresso (GONÇALVES, 2006).
A visão de abundância que sempre tivemos, em relação à água, é o
principal fator para sua atual escassez, pois a exploração e uso deste recurso de
maneira irresponsável aliado a poluição de rios e outras fontes de água levaram
muitas regiões a apresentar um quadro de escassez de água parra atender as
necessidades da população. O ciclo hidrológico, que esse compreende o movimento
da água em suas várias formas, e que até então, mantinha um fluxo regular com o
volume
inalterado,
atualmente
encontra-se
alterado,
devido
à
ocupação
desordenada das bacias hidrográficas, ao desmatamento, ao consumo irracional e a
poluição e a degradação dos recursos hídricos (MACÊDO, 2004).
No Brasil, o consumo de água encontra-se distribuído entre as diversas
atividades que mais demandam água sendo que a agricultura representa 85% do
consumo, a indústria 10% e o uso doméstico 5%. (DOWBOR e TAGNIN, 2005). No
entanto esta problemática é agravada pelo consumo elevado aliado ao desperdício,
e também da poluição dos mananciais (GONÇALVES, 2006).
Como a demanda por água é cada vez maior, e à medida que as
populações crescerem a situação tende a se agravar. Segundo Coimbra; Rocha e
Beekman (1999, p.11) “a tendência é a diminuição da disponibilidade média de água
renovável por habitante, repercutindo sobre a saúde e padrões de qualidade de
vida.” Para atender esta demanda será necessária a utilização de fontes alternativas
de captação, uma vez que os mananciais de água superficial e subterrânea não
16
mais suprem estas necessidades. Como alternativas tem-se a captação e utilização
de água da chuva, de águas salinas e a reutilização de água (UFSC, 2005).
O aproveitamento da água da chuva é uma técnica bastante simples que
já vem sendo aplicada há anos em todo o mundo. Sua aplicação envolve a captação
da água da chuva dos telhados de residências e edificações, reaproveitando-a, na
maioria das vezes, em fins não-potáveis e quando tratada, também, para fins
potáveis. Esta técnica visa reduzir o consumo de água potável, minimizar
alagamentos, enchentes, racionamentos de água e preservar os recursos hídricos.
O presente estudo tem como finalidade analisar a viabilidade de se
implantar um sistema de aproveitamento da água da chuva em uma indústria de
abate de frango, a fim de reduzir custos com tratamentos e contribuir para
manutenção dos recursos hídricos.
Dar-se-á ênfase às análises de viabilidade
técnica e econômica do projeto, utilizando-se dos equipamentos necessários já
instalados nas edificações.
17
2. JUSTIFICATIVA
A Agrovêneto Indústria de Alimentos S.A. demanda uma grande
quantidade de água, a fim de atender atividades que vão desde o abate,
funcionamento de caldeira e bombas a vácuo, e fins sanitários. Toda água utilizada
é captada em dois rios de pequeno porte, sendo tratada antes de ser utilizada, para
se tornar potável, pois a maior demanda é decorrente do processo produtivo, e como
se trata do setor alimentício deve atender os padrões de potabilidade estabelecidos
pelo Ministério da Saúde, conforme Portaria 518/2004.
Como as bacias de contribuição dos rios que abastecem a estação de
tratamento têm pequena área de contribuição, a vazão disponível varia diretamente
com o regime pluviométrico e com muita freqüência observa-se que a demanda total
de água supera o volume de água disponível pelos mananciais utilizados,
ocasionando alteração do seu volume nos períodos de estiagem e, também, como
conseqüência a degradação de seus ambientes externos e alteração da qualidade
de suas águas.
É importante ressaltar que parcelas adequadas de água devem ser
reservadas para manter os ecossistemas saudáveis. No planejamento e
gerenciamento tradicionais, as necessidades do ambiente natural muitas
vezes não são consideradas de modo satisfatório. Em alguns países a
legislação tem protegido os rios, estabelecendo padrões de vazão e
qualidade mínimas, bem como tem realocado, ao ambiente natural, águas
que antes seriam destinadas a grandes projetos e usuários (COIMBRA;
ROCHA e BEEKMAN, 1999, p.18).
Alternativas como o aproveitamento da água da chuva, devem ser
avaliadas como possível meio de remediar os impactos decorrentes da utilização
dos recursos hídricos e diminuir e evitar despesas financeiras com consumo de
água.
A chuva é uma fonte de água que se pode conseguir facilmente. Não vale a
pena jogá-la na rede de drenagem; o seu armazenamento e infiltração no
18
solo fazem parte da medida contra as enchentes. Aproveitar a água da
chuva será uma das medidas contra o racionamento, entende-se que, o
aproveitamento da água da chuva é uma prescrição para a crise do mundo
(GROUP RAINDROPS, 2002, p. 7).
As águas de chuva que escoam dos telhados dos prédios da Agrovêneto,
tem ido para a rede de drenagem juntamente com os efluentes gerados. E como
todo efluente, antes de ser descartado, no meio ambiente, passa por tratamento, na
Estação de Tratamento de Efluentes (ETE), para que fiquem de acordo com o
estabelecido na Resolução CONAMA nº 357 de 2005, a água da chuva também tem
sido tratada desnecessariamente. Como os prédios da empresa abrangem uma
ampla área, as águas de chuvas que estão sendo tratadas compõem grandes
volumes e sequer são utilizadas, resultando em gastos adicionais para empresa.
Avaliação da implantação de um sistema de captação da água de chuva
para ser utilizada torna-se importante na busca de alternativas que visem diminuir a
exploração dos recursos hídricos, reduzir custos com tratamento que, atualmente,
são desnecessários e prevenir que a empresa, futuramente próximo, tenha que
adquirir água das companhias de abastecimento com custo relativamente alto. Neste
sentido será necessário estudar o regime pluviométrico do local, a área de captação
e a demanda real de utilização de água, sendo estes itens importantes na
viabilização ou não do projeto técnico a ser elaborado para captação, condução e
tratamento de água pluvial. Também é importante realizar o dimensionamento e
quantificação das estruturas e materiais complementares necessários para o
sistema de captação, condução e armazenamento, como calhas, condutores e
reservatórios, principalmente para avaliar a questão econômica do sistema.
Os
resultados deste estudo serão apresentados à direção da empresa e auxiliarão na
decisão de se adotar ou não o sistema na empresa.
19
3. OBJETIVOS
3.1 Objetivos Gerais
Estudar a viabilidade do aproveitamento da água pluvial na Agrovêneto
Indústria de Alimentos S.A.
3.2 Objetivos Específicos
- Caracterizar a atual fonte de abastecimento de água na Agrovêneto,
volume utilizado, modo de captação, qualidade da água e tratamento necessário;
- realizar análise laboratorial da qualidade da água da chuva, e fazer um
comparativo com a qualidade da atual fonte de abastecimento, a fim de comprovar
se a água pluvial poderá ser utilizada para fins potáveis, após tratamento
convencional;
- estudar os dados pluviométricos da localidade de Nova Veneza – SC;
- analisar a possibilidade de utilizar o atual reservatório para armazenar,
também, a água pluvial;
- dimensionar um sistema de captação da água pluvial na empresa;
- analisar a viabilidade técnica e financeira para se implantar este sistema.
20
4. REFERENCIAL TEÓRICO
4.1 Agrovêneto Indústria de Alimentos S.A.
A Agrovêneto Indústria de Alimentos S.A., está localizada em área urbana
no município de Nova Veneza, no sul de Santa Catarina. Seu conjunto de
instalações é dividido em áreas específicas de administração, abatedouro e demais
prédios, totalizando 14.073,48 m², como mostra a Fig.1. A área territorial que
pertence à empresa é de 8,29 ha, sendo que desta área 2,55 ha são áreas de
Reserva Legal.
A empresa tem como atividade o abate de frango, contando com 1790
funcionários diretos. O regime de trabalho da empresa é de 24 horas por dia,
trabalhando de segunda a sábado, abatendo 140.000 frangos por dia.
Figura 1: Vista panorâmica da Agrovêneto Ind. de Alimentos S.A. Fonte: (Agrovêneto, 2003).
21
Para evitar possíveis danos ao Meio Ambiente, decorrentes de sua
atividade industrial, foi implantado um Sistema de Gestão Ambiental, dentro do qual
são adotadas medidas que minimizem os impactos ambientais negativos
decorrentes das atividades na empresa. Dentre as quais se relacionam:
Programa de Gerenciamento dos Resíduos Sólidos;
Estação de Tratamento de Efluentes;
Tratamento e Controle das Emissões Atmosféricas;
Controle do Consumo de Água;
Projetos de Educação Ambiental na Empresa e Comunidade.
4.2 Disponibilidade da Água
A água é um recurso natural renovável de suma importância para o
desenvolvimento dos ecossistemas, e considerada um fator vital para toda a
população terrestre (TELLES e COSTA, 2007). Sabe-se que a superfície terrestre é
composta por aproximadamente 75% de água, por isso tem-se a visão de presença
abundante deste bem. Contudo, 97,5% desta água é salgada e os outros 2,5% são
doce, e desta apenas 0,26% pode ser encontrada em rios, lagos e lençóis
subterrâneos, pois o restante encontra-se congelado nas calotas polares. (SDS,
2006).
Estas diversas formas como encontra-se a água em nosso planeta se dá
devido ao ciclo hidrológico, sendo este o
[...] movimento e à troca de água nos seus diferentes estados físicos, que
ocorre na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotes de gelo, as águas
superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera. Este movimento
permanente deve-se ao Sol, que fornece a energia para elevar a água da
superfície terrestre para a atmosfera (evaporação), e à gravidade, que faz
com que a água condensada se caia (precipitação) e que, uma vez na
superfície, circule através de linhas de água que se reúnem em rios até
atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se infiltre nos solos e nas
rochas, através dos seus poros, fissuras e fraturas (escoamento
22
subterrâneo). Nem toda a água precipitada alcança a superfície terrestre, já
que uma parte, na sua queda, pode ser interceptada pela vegetação e volta
a evaporar-se (CARVALHO e SILVA, 2006, p. 11).
Percebe-se que o ciclo hidrológico é influenciado por características
topográficas, climáticas, vegetais, e geológicas, resultando na distribuição desigual
de água no planeta. O Brasil sendo um país beneficiado quanto a estes fatores,
conta com aproximadamente 12% da água doce do mundo, disponibilizando a cada
um de seus habitantes 35.732 m³ água/ano, o que significa que é um país
privilegiado. São considerados países críticos em disponibilidade de água aqueles
que teriam índices de distribuição menores que 500m³/hab./ano (TOMAZ, 2001).
A classificação dos países quanto à riqueza ou pobreza de água não
depende apenas das disponibilidades efetivas dos seus recursos hídricos
renováveis, mas principalmente, da disponibilidade destes mesmos
recursos para o consumo da população. Sendo assim, um país não pode
ser considerado mais rico em água que outro apenas por apresentar um
potencial de recursos hídricos maior que aquele. A sua riqueza em água
será determinada pela disponibilidade hídrica anual per capita, ou seja,
quanto maior essa disponibilidade, mais rico é o país em termos de água. E
esta depende principalmente da densidade populacional e da distribuição
dos recursos por área (VAITSMAN E VAITSMAN, 2005, p. 55).
Mesmo com bons índices, nosso país não está livre da ameaça de uma
crise, pois a maior parte dos recursos hídricos está nas regiões Norte e CentroOeste, onde a densidade populacional é relativamente pequena em comparação
com as outras regiões (GONÇALVES, 2006). Além de que atualmente o fluxo do
ciclo hidrológico encontra-se alterado, devido “à apropriação do homem sobre a
água, utilizando este bem como se a sua existência fosse renovada a cada dia sem
nenhum custo para o meio ambiente” (MACÊDO, 2004, p. 54).
Outro fator aliado a falta de água, além da má distribuição, é a
contaminação dos mananciais. Em muitos países em desenvolvimento, o curso dos
rios a jusante das grandes cidades se transformou no que se pode chamar de
esgotos a céu aberto. As indústrias lançam seus efluentes sem se preocupar com os
peixes dos cursos d´água, os animais ou os seres humanos. As águas de superfície
e subterrâneas foram contaminadas tanto por poluentes orgânicos como por
nutrientes empregados na agricultura. A irrigação deixa milhões de hectares de
terras salinizadas. O desmatamento despiu as encostas, acarretando em enchentes
23
mais graves e repentinas. Hoje, nos países industrializados, a água encanada tem
de passar por um tratamento tão intenso antes de ser utilizada que o cloro nela
contido muitas vezes a torna imprópria para o consumo (CLARKE e KING, 2005).
De acordo com a UNESCO (2003, apud Ciência Hoje, 2010, p. 1)
[...] a água está atualmente no centro de uma crise sem precedentes que
tem por principais fatores o aumento da população, a poluição, a
insuficiente gestão dos recursos hídricos, alterações climáticas, entre outros
fatores. Mas também como é sublinhado no Relatório Mundial sobre a Água
publicado em 2003 sobre a escassez da água no mundo, esta crise deve-se
também à inércia política e à falta de uma tomada de consciência das
populações.
Em 2000, 500 milhões de pessoas viviam em países com escassez
crônica de água, e outras, 2,4 bilhões moravam em países onde o sistema hídrico
estava ameaçado. Em 2050, talvez quatro bilhões de pessoas vivam em países com
escassez crônica de água (CLARKE e KING, 2005).
4.2.1 Consumo de Água
O consumo de água doce do planeta é distribuído em vários tipos de
utilização, como apresenta o Quadro 1.
Estes múltiplos usos da água podem ser agrupados como consuntivo
(quando a água utilizada não retorna imediatamente ao local de captação, como
abastecimento urbano, industrial e irrigação), e não consuntivo, quando não existe
consumo de água na atividade, como produção de energia elétrica, lazer, navegação
e usos ecológicos (FIESP, 2009).
24
Quadro 1 - Usos múltiplos da água.
Utilização
Função
Agricultura
Irrigação e outras atividades
relacionadas
Abastecimento público
Utilização doméstica
Hidroeletrecidade
Geração de energia
Usos industriais diversos
Água para resfriamento, caldeira, etc
Recreação
Turismo
Pesca
Produção de ictiofauna comercial e
pesqueira
Aqüicultura
Cultivo de peixes, moluscos, crustáceos
de água doce. Reserva de água doce
para futuros empreendimentos e
conseqüente uso múltiplo.
Transporte e navegação
Mineração
Usos estéticos
Recreação, turismo e paisagem
Fonte: Tundisi (2003, apud MACÊDO, 2004, p. 133).
Segundo Farmweb (2002, apud BORGHETTI; BORGHETTI e ROSA
FILHO, 2004, p. 78), “o consumo global de água dobra a cada 20 anos, mais de
duas vezes a taxa de crescimento populacional, enquanto que a poluição e a sobreexplotação em muitas regiões do mundo tem reduzido a disponibilidade de água”.
Além da alta demanda proveniente das atividades relacionadas acima, ocorre que
25
algumas delas são responsáveis pela poluição dos recursos hídricos, acarretando na
perda de disponibilidade de água de boa qualidade.
A maior parte da água do mundo é consumida na agricultura, que
demanda 69%, os fins industriais consomem 21% e os domésticos 10%. (CLARKE e
KING, 2005). Em âmbito nacional as demandas não são muito diferentes. Conforme
a Folha de São Paulo, (1999 apud MACÊDO, 2004) o setor agrícola, é o que mais
consome água, com demanda de 70%, seguido do industrial 22% e doméstico 8%.
Decorrente
da
demanda
alimentícia
proveniente
do
aumento
populacional, a atividade agrícola está no patamar do consumo de água. Sendo que
a irrigação é fundamental neste processo, pois intensifica a produção, já que a
umidade requerida para o crescimento das plantas não é suprida naturalmente
através de chuvas (CARRERA-FERNANDEZ e GARRIDO, 2002). “Segundo o
relatório do PNUD, são necessários 3,5 mil litros de água, em média, para produzir
alimentos que forneçam um mínimo de três mil calorias” (OLIVEIRA, 2009, p. 38).
Outro fator resultante da atividade de irrigação, através do qual se perde água de
boa qualidade refere-se ao uso intensivo de produtos químicos no processo de
cultivo. Estes escoam para os rios e lagos, provocando a lixiviação do solo e a
contaminação da água que poderia ser consumida (CLARKE e KING, 2005).
A busca por produtos industrializados faz do setor industrial a segunda
atividade com maior demanda de água, onde sua função
[...] pode ser tanto de matéria-prima incorporada ao produto final, como um
composto auxiliar na preparação de matérias-primas, fluido de transporte,
fluido de aquecimento e/ou refrigeração ou nos processos de limpeza de
equipamentos etc. (MIERZWA e HESPANHOL, 2005, p. 14).
No entanto, para cada segmento industrial o consumo de água é
diferenciado, como mostra a Tabela 1.
26
Tabela 1 - Consumo de água em cada tipo de atividade industrial.
TIPO DE INDÚSTRIA
CONSUMO
Laminação de Aço
83 m³/tonelada
Refinaria de Petróleo
290 m³/barril
Indústria Têxtil
100 m³/tonelada
Curtumes
55 m³/tonelada
Papel
250 m³/tonelada
Saboarias
2 m³/tonelada
Usina de Açúcar
75 m³/tonelada
Fábrica de Conservas
20 m³/tonelada
Laticínios
2 m³/tonelada
Cervejaria
20 m³/m³
Lavanderia
10 m³/tonelada
Matadouros
3 m³/animal
Fonte: Barth (1987 apud MACÊDO, 2004, p. 64).
Macêdo (2004) ressalta o crescimento industrial, alertando que a
demanda deste setor por água, só poderá ser atendida se alguns aspectos forem
considerados, entre eles está o aperfeiçoamento dos processos que utilizam água,
tornando-os mais eficientes ou adotando novas tecnologias para que seu consumo
seja reduzido.
Vale ressaltar que a indústria, além de usar a água para suas atividades,
também utiliza os mananciais para fins de descarte de seus efluentes, acarretando
na diminuição dos recursos hídricos com boa qualidade. Mota (1995) destaca como
as indústrias mais poluidoras dos recursos hídricos no Brasil, as fábricas de papel e
27
celulose, indústria química, açúcar e álcool, aços e metais, têxtil, alimentícia,
curtumes, matadouros e petroquímicas.
A água designada ao abastecimento humano envolve desde suas
necessidades metabólicas, sua utilização nas atividades diárias de higiene, limpeza
doméstica e preparo de alimentos, sendo que a água ingerida pelo homem deve ser
potável, atendendo os padrões de qualidade estabelecidos pelo Ministério da Saúde.
No entanto, apenas 0,147% da água doce do mundo está apta ao consumo,
podendo ser encontrada em lagos, nascentes e lençóis subterrâneos (RAINHO e
GALETI, apud MACÊDO, 2004).
Se formos comparar, a água que as pessoas bebem ou usam na higiene
pessoal ou para fazer a limpeza de roupas, louças e de suas casas, é
relativamente insignificante. No mundo todo, o consumo doméstico perfaz
uma média de aproximadamente 170 litros por pessoa, todos os dias. Esse
número, porém, é mantido artificialmente baixo devido à dificuldade de
muitas pessoas no mundo em desenvolvimento para obter água para uso
doméstico (CLARKE e KING, 2005, p. 24).
Os gastos significativos de água resultantes das atividades domésticas
são, na maioria, decorrentes de vazamentos em tubulações, desperdícios devido ao
mau uso dos equipamentos, consumo em maiores quantidades do que as
necessárias e quase 30% simplesmente se perdem nas descargas dos vasos
sanitários (CLARKE e KING, 2005).
Pode-se perceber que a utilização da água serve para os mais variados
fins, alguns usos refletem anseios ou pretensões da humanidade, enquanto outros
significam necessidades básicas das populações (COIMBRA, ROCHA e BEEKMAN,
1999). Em quaisquer que for seu uso deve-se ater a preservação deste bem,
deixando de lado a visão de abundância. Atitudes simples podem ser adotadas,
como a otimização do uso da água nas indústrias, reuso de água e efluentes,
tratamentos de efluentes, controle de vazamentos, racionalização do uso, utilização
da água da chuva, conscientização, etc.
28
4.2.2 Qualidade da Água
De toda a água existente no mundo, apenas 3% é água doce própria para
consumo. Desta porção, apenas 0,03% são de fácil acesso, em rios, lagos e subsuperfícies. Porem com o uso intensivo e poluição de rios, lagos e lençóis freáticos
este número diminui muito (BERTUOL e GONÇALVES, 2009).
Para Mota (1995) a água pura, praticamente, não existe na natureza. De
modo geral, ela contém impurezas, as quais podem estar presentes em maior ou
menor quantidade, dependendo de sua procedência e dos usos que se faz da
mesma. Alguns compostos químicos são indispensáveis à água destinada ao
consumo humano, enquanto outras atividades como, por exemplo, irrigação, uso
pastoril e preservação da fauna e flora, necessitam de outros constituintes.
São as características físicas, químicas e biológicas da água que
determinam a concentração de compostos presentes nela ou não. As características
físicas envolvem cor, turbidez, sabor e odor, estas quando presentes em altas
concentrações,
[...] podem prejudicar alguns usos da água, como por exemplo: a cor e a
turbidez podem tornar a água imprópria ao consumo humano, pelo aspecto
estético ou por manchar roupas e aparelhos sanitários; a cor pode tornar o
líquido indesejável para uso em indústrias de produção de bebidas e de
outros alimentos ou de fabricação de louças e papéis, ou, ainda, em
indústrias têxteis; águas com sabor e odor acentuados são rejeitadas para
consumo doméstico ou podem causar problemas ao organismo humano,
dependendo dos compostos químicos presentes, a turbidez acentuada em
águas de mananciais impede a penetração dos raios solares e a
conseqüente fotossíntese, podendo causar problemas ecológicos ao meio
aquático (MOTA, 1995, p. 5).
As características químicas influenciam mais precisamente na qualidade
da água, e o efeito de cada uma difere-se conforme a atividade de utilização
(RICHTER e AZEVEDO NETTO, 1991). Dentre elas pode-se destacar:
“Dureza – resulta da presença, principalmente, de sais alcalinos terrosos
(cálcio e magnésio), ou de outros íons metálicos bivalentes em menor intensidade.
Sua presença em grau elevado produz incrustações nas tubulações e caldeiras.
29
Salinidade – resulta do excesso de sais dissolvidos na água, tornando seu
sabor salino e conferindo-lhe propriedade laxativa.
Ferro e Manganês – suas presenças em excesso causam coloração
avermelhada no caso do ferro, ou marrom, devido ao manganês, produzindo
manchas em roupas ou em outros produtos; sabor metálico; e em doses elevadas
podem ser tóxicos.
Alcalinidade – quando contém quantidade elevada de bicarbonatos de
cálcio e magnésio, carbonatos ou hidróxidos de sódio, potássio, cálcio e magnésio.
Resulta na salinidade da água e influência no processo de tratamento.
Compostos de Nitrogênios – estes podem estar na forma de amônia,
nitritos ou nitratos. São originários de esgotos domésticos e industriais ou da
drenagem de áreas fertilizadas. Resultam no desenvolvimento de algas nos
mananciais e quando em teores muito elevados pode ser responsável por uma
doença infantil chamada cianose.
Cloretos – sua presença pode ser natural ou pode ser conseqüente da
poluição da intrusão da água do mar, de esgotos sanitários ou industriais. Quando
em quantidades elevadas causam sabor acentuado, provocam reações fisiológicas e
aumentam a corrosividade da água.
Fluoretos – a presença de flúor é benéfica, quando em quantidades
adequadas. Caso contrário, pode ser prejudicial ao homem, pois provoca alterações
ósseas e ocasiona fluorose dentária.
Oxigênio Dissolvido (OD) – teores baixos de OD indicam que a água está
contaminada com matéria orgânica.
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) – é a quantidade de oxigênio
molecular
necessária
à
estabilização
da
matéria
orgânica
decomponível
aerobicamente por via biológica.” (MOTA, 1995).
E por fim as características biológicas, representadas pela presença de
organismos na água, como por exemplo, as bactérias, vírus e protozoários, sendo
estes de origem patogênica podendo provocar doenças e causar epidemias. Outros
organismos como as algas, podem originar sabor e odores desagradáveis
(RICHTER e AZEVEDO NETTO, 1991).
30
Portanto a definição da qualidade da água dependerá de seus usos
específicos, pois para cada fim ela deverá apresentar características apropriadas.
Antes de sua utilização, é necessário fazer uma análise qualitativa, realizar um
comparativo entre os resultados obtidos e os padrões mínimos exigidos para cada
tipo de aplicação. Os padrões de qualidade para diversas finalidades da água devem
ser embasados em suporte legal, através de legislações que estabeleçam e
convencionem os requisitos, em função do uso previsto para a água (TELLES e
COSTA, 2007).
Em casos de consumo humano, através da ingestão direta ou indireta, a
água deverá ser
[...] pura e saudável, isto é livre de matéria suspensa visível, cor, gosto e
odor, de quaisquer organismos capazes de provocar enfermidades e de
quaisquer substâncias orgânicas e inorgânicas que possam produzir efeitos
fisiológicos prejudiciais (RICHTER e AZEVEDO NETTO, 1991, p. 25).
Neste caso o Ministério da Saúde é o órgão responsável por estabelecer
o padrão de potabilidade da água. Na Resolução CONAMA nº 357/2005, encontrase a classificação das águas de acordo com a qualidade requerida para seus usos
preponderantes. Já na Resolução CONAMA de nº 274/2000, são definidos os
padrões de balneabilidade (GONÇALVEZ, 2006).
4.3 PRESERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS
“Os recursos hídricos são compreendidos como fontes de valor
econômico essencial para a sobrevivência e desenvolvimento dos seres vivos. Eles
são abundantes na natureza e, por isso, durante muitos anos se pensou que a falta
de água potável era impossível” (KOBIYAMA; MOTA e CORSEUIL, 2008, p. 9).
A sua ocorrência se dá de duas maneiras; superficial, aparecendo na
natureza nas formas, de córregos, ribeirões, rios, lagos e represas, ou então
31
subterrânea, quando se apresentam como lençóis d’água ou aquíferos. Na Fig.2
podemos observar quais tipos abastecem as populações brasileiras.
Figura 2: Tipo de manancial que abastece os municípios do Brasil. Fonte: EMBRAPA (1994, apud
MACÊDO, 2004, p. 82).
No entanto, a sua ocorrência é determinada pelo ciclo hidrológico, o qual
é responsável pela distribuição e disponibilidade de água no planeta, e como a
ocorrência deste não é homogênea em todos os lugares, acaba por influenciar na
distribuição desigual dos recursos hídricos, como mostra a Fig.3 (TUNDISI, 2003).
Figura 3: Distribuição relativa dos recursos hídricos do planeta. Fonte: Banco Mundial e WRI (2003,
apud FIESP, 2009).
32
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. Tornando nosso país privilegiado no que diz respeito à quantidade de
água. Mas como já foi dito, a distribuição desses recursos no País (Fig.4), e no
mundo, durante o ano não é uniforme (TUCCI, HESPANHOL e CORDEIRO NETTO,
2001).
Figura 4: Distribuição relativa dos recursos hídricos, da população e do território brasileiro. Fonte:
UNIAGUA (2007 apud FIESP, 2009).
A região Norte do Brasil, justamente a de mais baixa densidade
populacional, conta com a maior abundância de águas. As regiões Sul e
Sudeste apresentam recursos hídricos relativamente abundantes, mas o
elevado grau de urbanização, a densidade populacional e os usos múltiplos
da água estão levando à escassez em alguns pontos, porque a poluição
derivada compromete a disponibilidade e aumenta os custos de tratamento.
Na região Nordeste, há escassez de águas superficiais, o que é agravado
por problemas como falta de saneamento básico e contaminação por
transmissores de doenças tropicais. A região Centro-Oeste conta com uma
área de ecossistemas aquáticos de grande biodiversidade, o Pantanal matogrossense, com cerca de 200 mil km², mas se encontra altamente
ameaçada por elementos diversos: criação de gado, agricultura, hidrovias,
atividades turísticas inadequadas, pesca predatória e urbanização (CLARKE
e KING, 2005, p. 93).
33
Outro fato preocupante refere-se às altas demandas provenientes das
atividades humanas, comprometendo a qualidade e quantidade de suas águas
(BRANDLI, CIOTTI e BRANDLI, 2006). “Especialistas tem alertado que, se o
consumo continuar crescendo como nas últimas décadas, todas as águas
superficiais do planeta estarão comprometidas por volta do ano 2100, caracterizando
uma situação de estresse hídrico” (FIESP, 2009, p. 27).
O tempo de recirculação das águas dos rios é de, aproximadamente, 13
dias, dependendo do tamanho do manancial. Porém, atividades como a de
superexploração dos mananciais interfere neste tempo, podendo torná-lo lento ou
nulo (KOBIYAMA, MOTA e CORSEUL, 2008).
O aumento da retirada de água tem significado para muitos países perdas
substanciais e desequilíbrio no ciclo hidrológico. As retiradas para irrigação,
abastecimento público e usos industriais sobrepujam a quantidade reposta
pela precipitação e recarga, logo ocorre um desequilíbrio, que leva a falta de
água, podendo isso ocorrer em águas superficiais e subterrâneas
(MACÊDO, 2004, p. 119).
Além dos impactos quantitativos, há aqueles decorrentes de atividades
que alteram a qualidade das águas dos recursos hídricos, como por exemplo, os
poluentes atmosféricos que acarretam nas chuvas ácidas e conseqüentemente
alteram a composição dos rios e lagos. A construção de represas, diques, canais
que resultam na alteração do fluxo dos rios interferindo na reprodução dos peixes e
transporte de nutrientes. Outro impacto bastante comum em zonas industrializadas e
urbanizadas são as águas residuárias de origem doméstica, esgotos não tratados e
provenientes de processos industriais, acarretando na diminuição da biodiversidade
e disponibilidade dos mananciais, e podendo ser um risco à saúde humana
(TUNDISI, 2003).
Segundo a revista Meio Ambiente (2008, p. 102) no Brasil “em apenas,
quatro décadas, o volume de esgoto e resíduos sólidos jogados nas reservas de
água doce deu um salto. E quase nada foi feito para reverter esse processo”.
Tendo em vista estas problemáticas desde 1934, no Brasil, foi criado o
Código de Águas, que passou a ser o marco disciplinador do uso das águas,
dispondo sobre a classificação e utilização dos recursos hídricos, com ênfase ao
aproveitamento do potencial hidráulico, mas com princípios para o uso múltiplo da
34
água, com preocupação com a sua qualidade e valor econômico. Atualmente, o país
tenta preservar a água por meio de um sistema de gestão baseado em comitês de
bacias hidrográficas, que é coordenado pela Agência Nacional das Águas (ANA).
Sistema este criado por meio da Política Nacional dos Recursos Hídricos, instituída
pela Lei nº 9433 de 8 de janeiro de 1997, a qual em seu Art. 2º defini como objetivos:
[...] I – assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade
de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos;
II – a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o
transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável;
III – a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem
natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.
No entanto, esta política completou mais de dez anos, e ainda encontramse obstáculos na prática, devido a dificuldades técnicas, estruturais e que parecem
sombrear este quadro. Falta também engajamento: as equipes de análise dos
pedidos de outorga geralmente são formadas por gente descompromissada com o
órgão, demonstrando a falta de um vínculo efetivo (ASSIS e LORENTZ, 2009).
4.4 PROBLEMÁTICA AMBIENTAL
O volume de água doce na superfície da Terra pode ser considerado
constante enquanto que a demanda é crescente. Desse modo, à medida que a
população cresce e as aspirações dos indivíduos aumentam, há cada vez menos
água disponível por pessoa. Estima-se que em 2050 mais de 4 bilhões de pessoas
estarão vivendo em países com carência crônica de água (CLARKE e KING, 2005).
O mundo pode não estar exatamente ficando sem água, mas está ficando
sem água limpa. Noventa por cento da água residual produzida no Terceiro Mundo é
lançada, sem tratamento, em rios, riachos e águas costeiras locais. Além disso, os
seres humanos agora estão usando mais da metade da água de escoamento
acessível, deixando pouco para o ecossistema ou outras espécies (BARLOW, 2009).
35
A aparente abundância de água no Brasil tem sustentado uma cultura de
desperdícios. Os problemas de abastecimento na atualidade ainda estão
restritos a poucas áreas e decorrem da combinação de vários fatores, entre
eles: da irregularidade das condições climáticas (Sertão do Nordeste); do
crescimento exagerado do consumo; e da degradação ambiental (FIESP,
2009, p. 33).
No entanto, esta falta de água não vai restringir-se ao Nordeste e grandes
centros urbanos. Segundo Macêdo (2004, p. 79), “em dez anos, o desabastecimento
irá atingir toda região da grande São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, além da
maioria das áreas metropolitanas do país – em função da poluição dos mananciais,
do uso sem planejamento e do desperdício”.
Portanto, as alterações dos recursos hídricos, se devem não somente a
super exploração dos mananciais e ao alto consumo de água, mas também às
deposições inadequadas de resíduos provenientes de diversas atividades,
modificando a qualidade das águas e tornando-as impróprias para utilização.
Vaitsman e Vaitsman (2005, p. 7) também citam, os seguintes fatores como
responsáveis pela diminuição da disponibilidade de água potável em algumas
regiões do planeta,
§
[...] administração inadequada dos recursos hídricos;
§
contaminação das águas superficiais e subterrâneas causada por
despejo de resíduos químicos e biológicos que dificultam seu
aproveitamento;
§
crescimento desordenado de cidades e grandes obras civis que
diminuem as áreas de recarga dos reservatórios de águas doces;
§
desperdício incontrolável nas cidades, indústria e na agricultura;
§
ecossistemas fragilizados nas regiões de mananciais devido a
desmatamentos desenfreados que, dificultando a infiltração das águas,
permitem seu rápido escoamento provocando enchentes nas cidades e no
campo;
§
explosão demográfica;
§
menor quantidade de chuvas devido a fenômenos climáticos globais e
fatores capazes de afetar o ciclo hidrológico;
§
sistema de saneamento insuficiente e, muitas vezes, ineficiente.
Devido a estas problemáticas, que “a água passou de elemento
essencialmente natural para industrializado, pois são raras as situações em que o
homem pode utilizar dela sem nenhuma forma de tratamento” (BATALLHA e
PARLATORE, 1977, p. 27).
36
Os impactos nos recursos hídricos do Brasil são variados e característicos
de cada região do Brasil – deve-se em grande parte, ao processo de
urbanização, aos usos agrícolas e industriais. O grande problema está na
disposição inadequada dos resíduos (sólidos e líquidos), ou seja, resíduos
não tratados que alcançam os mananciais e no consumo excessivo dos
recursos hídricos – como resultado do constante aumento do volume de
água utilizado para as diversas finalidades: i) nas residências; ii) nas
indústrias (MACÊDO, 2004, p. 83).
A indústria, por exemplo, embora tenha sua demanda limitada em termos
de quantidade, quase tudo que ela utiliza é, de fato, consumido; e o resultado é que
a água fica tão poluída que não poder ser reutilizada facilmente. Estima-se que o
uso de água pelas indústrias tende a crescer nos próximos 25 anos, à medida que
os países se industrializem, podendo tornar-se um sério agravante para o problema
de disponibilidade de água de boa qualidade (CLARKE e KING, 2005).
O conhecimento da distribuição do consumo de água por atividade industrial
é essencial para o gerenciamento de águas na indústria. Se associados ao
grau de qualidade específico, eles possibilitam formular a melhor estratégia
para o desenvolvimento de um sistema de tratamento de água para uso
industrial, com as técnicas mais adequadas para obtenção de água na
qualidade e quantidade necessárias (MIERZWA e HESPANHOL, 2005, p.
41).
Na agricultura, o uso da água é determinante para a produtividade,
gerando além de impactos ambientais, também os sócio-econômicos. Dentre os
quais se podem citar, a salinização do solo, a exaustão dos recursos hídricos em
função do excesso de demanda, a contaminação dos recursos superficiais e
subterrâneos, a intensificação de doenças de veiculação hídrica e outras
conseqüências (MACÊDO, 2004).
Para o Brasil o grande desafio é garantir o suprimento de água para os
municípios de até 20 mil habitantes, e para grandes regiões metropolitanas, onde,
além da escassez, os recursos hídricos estão ameaçados pela contaminação. Para
tanto são necessários a otimização dos usos múltiplos da água e aproveitamento
integral dos recursos hídricos disponíveis – incluindo o re-uso, o tratamento
adequado e de baixo custo e a economia das águas (CLARKE e KING, 2005).
A situação de má distribuição dos recursos hídricos somada aos
desperdícios, poluição de nossas águas e falta de engajamento social e político,
compõem um triste cenário que revela a urgente necessidade de campanhas de
37
educação ambiental para que se modifique a forma como a sociedade tem tratado
esta questão.
4.5 APROVEITAMENTO DA ÁGUA PLUVIAL
O sistema de captação da água da chuva é uma alternativa tecnológica
que tem ganhado destaque nas últimas décadas, embora seja uma pratica adotada
há mais de 2000 anos por diferentes civilizações.
Uma das referências mais remotas que se tem com relação ao uso da água
da chuva, se encontra em uma das inscrições mais antigas do mundo,
conhecida como Pedra Maobita, que foi encontrada no Oriente médio e é
datada de 850 a.C, nela o rei Mescha dos Maobitas sugere que seja feita
uma cisterna em cada casa para o aproveitamento da água da chuva
(TOMAZ, 1998 apud UFSC, 2005, p. 34).
No Brasil esta prática tem sido adotada nos últimos anos, mas Clarke e
King (2005) ainda consideram esta alternativa pouco aproveitada quando
comparada a abundante pluviometria do país.
De acordo com UFSC (2005), a chuva é um recurso hídrico acessível a
todos, independente de condição social ou econômica. Sistemas para sua captação
podem coletar a água dos telhados de construções, superfícies de terras
pavimentadas e terrenos naturais, para suprir as demandas do uso doméstico,
industrial e agrícola.
A utilização da água da chuva depende de condições locais e visa seu
aproveitamento no próprio local de captação. Por isso cada sistema possui suas
características próprias e individualizadas e atende ao princípio do saneamento
ecológico, já que se promove a auto-suficiência e ainda contribui para a conservação
da água (GONÇALVES, 2006).
38
Um sistema de coleta da água pluvial é baseado na combinação seletiva
de várias técnicas funcionais, até formar um conjunto ótimo de estruturas e
propósitos de utilização (FENDRICH e OLIYNIK, 2002).
Para Gonçalves (2006), o sucesso ou fracasso de um sistema de
aproveitamento de água de chuva, depende, primeiramente, da quantidade de água
captável, que é influenciada por vários fatores, como pluviometria do local, área de
captação e local de captação. O autor considera o reservatório um componente
indispensável e o seu dimensionamento requer cuidados para não tornar o sistema
inviável. Sua capacidade deve ter relação direta com a demanda a ser atendida. A
qualidade da água também deve ser considerada, a fim de atender os padrões para
cada fim de uso, e se necessário adotado um modo de tratamento.
“A metodologia básica para o projeto de sistemas de coleta, tratamento e
uso de água pluvial envolve as etapas:
§ Determinação da precipitação média local (mm/mês);
§ determinação da área de coleta;
§ determinação do coeficiente de escoamento superficial;
§ caracterização da qualidade da água pluvial;
§ projeto do reservatório de descarte;
§ projeto do reservatório de armazenamento;
§ identificação dos usos da água (demanda e qualidade);
§ estabelecimento do sistema de tratamento necessário” (GOULART,
2008, p. 20).
4.5.1 Qualidade da Água da chuva
Para Pio (2005, p. 61)
[...] a água da chuva pode ser utilizada desde que haja controle de sua
qualidade e verificação da necessidade de tratamento específico, de forma
que não comprometa a saúde de seus usuários, nem a vida útil dos
sistemas envolvidos.
Conforme Tomaz (1998, apud UFSC, 2005, p. 44), a qualidade da água
da chuva varia de acordo com a localização geográfica do ponto de amostragem,
39
com as condições meteorológicas, com a presença ou não de vegetação e também
com a presença de carga poluidora no ar local.
No Quadro 2, está determinado o grau de limpeza da água proveniente de
cada tipo de telhado e para os tipos de atividade que poderá ser utilizada, onde se
observa que é possível utilizar a água da chuva para fins potáveis, quando a mesma
estiver com uma qualidade relativamente alta e passar por um tratamento.
Quadro 2: Grau de limpeza da água da chuva e respectivos fins de utilização, conforme local de
coleta.
Grau de Limpeza
Regiões de Coleta da água da
Usos da água da chuva
chuva
A
Telhados
(lugares
não Lavar banheiros, regar as
freqüentados por animais)
plantas, a água filtrada é
potável.
B
Telhados (lugares freqüentados Lavar banheiros, regar as
por pessoas e animais)
plantas,
não
pode
ser
usada para beber.
C
Pisos e estacionamentos.
Necessita de tratamento.
D
Estradas, vias férreas elevadas
Necessita de tratamento.
Fonte: GROUP RAINDROPS (2002, p. 99).
Até o momento a única norma que estabelece padrões de qualidade para
utilização da água de chuva é a NBR 15527 (ABNT, 2007), a qual define os
parâmetros e padrões de qualidade para sua utilização em fins não potáveis. Nesta
mesma norma, consta que “os padrões de qualidade devem ser definidos pelo
projetista de acordo com a utilização prevista”, no entanto alguns parâmetros,
conforme Tabela 2, devem ser seguidos em casos de usos restritivos não potáveis.
40
Tabela 2 - Parâmetros de qualidade da água da chuva para usos restritivos não potáveis.
Parâmetro
Análise
Valor
Coliformes Totais
Semestral
Ausência em 100 mL
Semestral
Ausência em 100 mL
Mensal
0,5 a 3,0 mg/L
Mensal
< 2,0 uTb, para usos menos
Coliformes Termotolerantes
Cloro residual livre
a
Turbidez
restritivos
< 5,0 uT
Cor aparente (caso não Mensal
seja
utilizado
< 15 uHc
nenhum
corante, ou antes de sua
utilização)
Deve prever ajuste de pH Mensal
pH de 6,0 a 8,0 no caso de
para proteção das redes de
tubulação de aço carbono
distribuição,
ou galvanizado
caso
necessário
NOTA Podem ser usados outros processos de desinfecção além do cloro, como a
aplicação de raio ultravioleta e aplicação de ozônio.
a
No caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfecção.
b
é a unidade de turbidez.
c
é a unidade de Hazen.
Gonçalves (2006, p. 86) refere-se à definição dos padrões da qualidade
da água da chuva, da seguinte forma,
[...] Na ausência de uma legislação específica para o aproveitamento da
água da chuva de maneira a estabelecer os padrões de qualidade que esta
água deva atender em função dos diferentes usos, torna-se necessário
adotar, mesmo em caráter temporário, a legislação disponível atualmente.
Portanto, quanto à qualidade da água de chuva para se utilizar em fins
potáveis, deve-se utilizar a legislação que, atualmente, define os parâmetros de
potabilidade, que no caso é o Ministério da Saúde, na sua Portaria nº 510 de 2004, é
41
o órgão responsável por estabelecer o padrão de potabilidade da água, através da
definição de parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos que devem
ser atendidos a fim de evitar riscos à saúde humana.
Outro instrumento legal que pode ser de utilidade para fins comparativos
é a Resolução CONAMA nº357/2005, onde se encontra a classificação das águas de
acordo com a qualidade requerida para seus usos preponderantes. No Art. 4º, da
Seção I, desta Resolução, as águas doces são classificadas em:
[...] I - classe especial: águas destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
b) À preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e
c) À preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de
proteção integral.
II – classe 1: águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;
b) À proteção das comunidades aquáticas;
c) À recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho conforme Resolução CONAMA Nº274, de 2000;
d) À irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvam rente ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de
película; e
e) À proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
III – classe 2: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho, conforme Resolução CONAMA nº274, de 2002;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos
de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e
e) à aqüicultura e à atividade de pesca.
IV – classe 3: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional
ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) à pesca amadora;
d) à recreação de contato secundário; e
e) à dessedentação de animais.
V- classe 4: águas que podem ser destinadas:
a) à navegação; e
b) à harmonia paisagística.
Esta mesma Resolução define as condições e padrões de qualidade, para
o enquadramento das águas em cada classe anteriormente definidas.
42
4.5.2 Vantagens e Desvantagens do Sistema
A água da chuva pode servir para atender a demanda de diversos fins,
desde que sejam atendidos os níveis de qualidade necessários. Como exemplo,
temos a cidade de Tóquio, que sofria com a impermeabilização de seus solos,
devido aos concretos e asfaltos, acarretando em problemas com escassez dos
recursos hídricos e ambientais urbanos. Hoje esta cidade procura resolver seus
problemas com a captação da água da chuva, aplicando-a de diferentes modos,
como, utilizá-la para beber, apagar incêndios, formação de córregos e rios, em
vasos sanitários, fontes de abastecimento em comunidades, para lazer nos parques
da cidade, etc. (GROUP RAINDROPS, 2002).
Nas residências e nas indústrias, a água da chuva pode vir a substituir a
água potável, de forma a gerar um menor gasto com a cobrança pelo uso desta
água, sendo que, para a utilização da água da chuva, ainda não se encontrou uma
forma para se cobrar. Também pode atender as demandas de usos não potáveis,
como vasos sanitários, regas de jardim, lavação de carro e calçada, etc. Em regiões
onde existem ou que não existem praias, as águas da chuva podem servir de lazer
para a população local, através da sua utilização em piscinas públicas, em parques
aquáticos, na alimentação de lagoas artificiais, para abastecer chafarizes em praças
públicas, entre outros usos. A sua captação também pode resolver problemas como
enchentes, resolver problemas de infiltração do solo, contribuindo para fatores como
recarregar aqüíferos, regularizar as vazões de rios e temperaturas do solo (UFSC,
2005).
O que pode tornar o sistema desvantajoso refere-se ao custo inicial de
investimento dependendo da tecnologia empregada. As bombas tem um alto custo,
e também alto consumo de energia para o bombeamento da água. Ainda assim, o
reservatório é o componente de mais elevado valor, por isso é muito importante que
seu dimensionamento seja feito de maneira precisa (GONÇALVES, 2006). Segundo
UFSC (2005, p. 56),
43
[...] o custo tende a diminuir pelo aumento da produção dos equipamentos
específicos, como os filtros e demais acessórios, pela concorrência dos
fabricantes e pelo surgimento de tecnologias mais simples. Também o gasto
com energia elétrica pode não ocorrer, se a topografia do terreno permitir e
se na concepção do sistema se buscar desenvolver o sistema de modo a
funcionar no todo ou em parte por gravidade.
Ainda, de acordo com UFSC (2005, p. 56) as vantagens e desvantagens
do aproveitamento da água da chuva, podem ser simplificadas levando em
consideração os aspectos econômicos, sociais e ambientais, conforme apresentado
no Quadro 3.
Quadro 3: Vantagens e desvantagens do aproveitamento da água da chuva.
VANTAGENS
ECONÔMICA
SOCIAL
DESVANTAGENS
Dependendo da tecnologia
Redução
com
gasto
empregada pode ter alto
mensal de água e esgoto.
custo inicial.
Aumento da renda familiar
Pode aumentar o gasto
mensal, após retorno do
com energia elétrica.
investimento inicial.
Garantia da qualidade de
vida pela certeza da não
Não apresenta.
falta d’água e seus
inconvenientes.
Melhora
da
imagem
perante
a
sociedade,
órgãos ambientais, etc.
MEIO AMBIENTE
Preservação dos recursos
hídricos,
principalmente
dos
mananciais
superficiais.
Não apresenta.
Contribui na contenção de
enxurradas que provocam
alagamentos e enchentes.
Fonte: UFSC (2005, p. 56).
44
4.5.3 Dimensionamento do Sistema
Para a instalação de um sistema de aproveitamento da água da chuva,
são necessários alguns componentes, como calhas, condutores verticais e/ou
horizontais, bombas para condução da água, conectores entre os condutores e
reservatório (GONÇALVES, 2006).
O dimensionamento destes componentes é citado por vários autores,
sendo que os métodos abordados por eles são baseados nas normas NBR 10844
(ABNT, 1989) - Instalações prediais de águas pluviais; que rege a instalação do
sistema, estabelecendo exigências e critérios a fim de garantir níveis aceitáveis de
funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade e economia. Também a
NBR 15527 (ABNT, 2007) – “Água de chuva: Aproveitamento de coberturas para fins
não potáveis”, que além de tratar das instalações necessárias, cita sobre a
qualidade que a água deve apresentar para fins de uso não potáveis.
4.6 LEGISLAÇÕES E NORMAS REFERENTES
O desejo de gerenciar os Recursos Hídricos no Brasil teve início com o
Código das Águas, estabelecido pelo Decreto Federal nº 24.643, de 10 de julho de
1934. No entanto, este código tinha como principal objetivo, regulamentar a
apropriação das águas, com vistas à sua utilização para gerar energia elétrica
(CAUBET, 1994).
A dificuldade de regulamentação do Código das Águas resultou na
concepção da Lei nº 9433, promulgada em 1997, que instituiu a Política Nacional
dos Recursos Hídricos, seus fundamentos, objetivos, diretrizes e instrumentos. As
diferenças entre esta Lei e o Código das Águas, é que esta distingue a água como
45
bem de valor econômico, institui a gestão por bacia hidrográfica e determina a
participação da sociedade na gestão hídrica (SOUSA JÚNIOR, 2004).
A partir de então foi criada a ANA, entidade responsável pela
implementação desta nova política. Em conseqüência foram surgindo novas
legislações referentes à água, sua qualidade para determinados fins e penalidades
para atividades poluidoras.
Na Resolução CONAMA nº357/2005, os corpos d’água foram definidos
em classe conforme seus fins de uso, bem como foram estabelecidos padrões de
qualidade para o lançamento de efluentes.
O Decreto Federal nº 5440/2005 estabelece padrões e procedimentos
sobre o controle e qualidade da água de sistemas de abastecimento. Mas, é a
Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde, que define padrões de qualidade da
água para consumo humano.
A adoção de tecnologia alternativa no país é incentivada a fim de
racionalizar o consumo de água, no entanto ainda não existem legislações que
mencionem a aplicação das mesmas. No caso, dos Sistemas de Aproveitamento da
Água Pluvial existem normas da ABNT que tratam da aplicação e dimensionamento
deste sistema. A primeira, NBR 10844, criada em 1989, trata das instalações
necessárias para o funcionamento deste sistema, enquanto a NBR 15527 de 2007,
além de mencionar os métodos de dimensionamento do sistema, citam a qualidade
da água para finalidades não potáveis.
46
5. METODOLOGIA
A metodologia deste estudo foi baseada na citada por Gonçalves (2006,
p. 94), a qual envolve as seguintes etapas:
§
§
§
§
§
§
§
§
§
Determinação da precipitação média local (mm/mês);
determinação da área de coleta;
determinação do coeficiente de escoamento;
projeto dos sistemas complementares (grades, filtros, tubuluções,
etc.);
projeto do reservatório de descarte;
escolha do sistema de tratamento necessário;
projeto da cisterna;
caracterização da qualidade da água pluvial, e
identificação dos usos da água (demanda e qualidade).
Como se pretende obter um sistema com menor custo possível, e “o custo
do reservatório pode variar entre 50% a 85% do custo total de um sistema de
aproveitamento da de água da chuva” (TOMAZ apud GONÇALVES, 2006, p. 114),
ao invés de dimensionar um reservatório, estudou-se a possibilidade de utilizar o
atual reservatório para armazenamento, também para a água da chuva,
considerando este com grande capacidade e preparado com comporta para casos
de vazões maiores que sua capacidade.
5.1 Caracterização da Área de Estudo
No primeiro momento, preocupou-se em caracterizar a área de estudo,
com o auxilio dos funcionários, projetos bibliográficos da própria empresa que foram
utilizados em processos de licenciamentos, plantas arquitetônicas e verificação in
loco.
47
Foram reunidas informações, principalmente, referentes à água utilizada
na empresa; modos de captação e armazenamento, meios de tratamento, sua
demanda, seus fins de uso, custo para obtenção da mesma e seu descarte.
5.2 Análise da Qualidade da Água da Chuva
O objetivo de analisar a qualidade da água da chuva foi avaliar seus
parâmetros, conforme estabelecidos em legislação para cada finalidade de uso.
Após a análise da água realizou-se um comparativo com os padrões estabelecidos
na Resolução CONAMA n° 357/2005, a fim de uso da a água da chuva conforme as
Classes definidas por esta resolução. Também foi realizada a comparação com os
padrões estabelecidos na Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde, somente
para fins comparativos, já que a água da chuva passará por tratamento, para se
tornar potável, antes de ser utilizada.
Considerou-se relevante fazer um estudo comparativo entre os laudos,
em Anexo A, da análise da água da chuva e da água do açude, a fim de deixar
evidente que por ser água da chuva não a torna imprópria, após tratamento
convencional, para os fins que se deseja utilizá-la e, também, que o tratamento já
utilizado na empresa será suficiente para torná-la, potável. Para tanto foram
selecionados os piores valores resultantes dos laudos analisados da água da chuva
e comparados com o laudo da análise da qualidade da água do açude.
Para realização da coleta da água da chuva, como mostra a Fig.5, foi
preparado um reservatório com capacidade de 15 litros, disposto abaixo de um dos
tubos verticais existentes no prédio do abate da empresa. Foram realizadas três
coletas com intervalos de, aproximadamente, 20 dias, conforme ocorrência de
chuva,
sendo
que
as
amostras
foram
coletadas,
após
descarte
aproximadamente, 20 mm e enviadas para análise em laboratório externo.
de,
48
Figura 5: Procedimentos para coleta da água da chuva: A – Reservatório utilizado; B – Reservatório
completo com água da chuva; C – Frascos utilizados para enviar água para o laboratório; D –
Enchimento dos frascos.
Enquanto a coleta da água do açude, Fig.6, foi realizada uma única vez, e
enviada para análise em laboratório terceirizado.
Figura 6: Procedimento da coleta da água do açude: A – Açude; B – Balde usado para coleta; C –
Maneira como foi feita a coleta; D – Enchendo o frasco com a água para ser enviando para análise.
49
Os parâmetros analisados, tanto para a água da chuva como do açude, foram
os citados por Moruzzi e Nakada (2009, p. 53), coliformes termotolerantes,
coliformes totais, DBO, Dureza total, Nitratos, Ortofosfato total, Oxigênio Dissolvido,
pH, Sólidos totais, Temperaturas e Turbidez.
5.3 Estudo dos Dados Pluviométricos
Para a caracterização do regime pluviométrico foram usados os dados da
estação pluviométrica Serrinha (código 02849029) da ANA, localizada em
Siderópolis, distante 40 km do local em estudo. As informações analisadas referemse à série histórica de precipitação entre 1987 a 2009, possibilitando a realização da
média mensal e anual da ocorrência de chuvas, conforme Apêndice A, e também
análise de ocorrência máxima e mínima de dias sem chuvas, considerando os
meses que não apresentaram falhas nas informações.
Nesta etapa, também foram realizados os cálculos de intensidade da
chuva através da Equação [1] proposta por Back (2002, p. 33),
Eq.[1]
O mesmo autor definiu as constantes para algumas cidades brasileiras,
onde constam as utilizadas para Nova Veneza (Tabela 3), para o tempo de duração
da chuva considerado.
Tabela 3 - Constantes da equação de intensidade, ajustada para cidade de Nova Veneza.
Para t൑120min
K = 767,9
m = 0,2242
b = 8,1
n = 0,6646
Fonte: BACK (2002, p. 58).
Para 120൏t൑1440min
K = 1427,2
m = 0,2241
b = 21
n = 0,7874
50
Para a decisão do período de retorno (T) utilizou-se a NBR 10844, que
estabelece:
T = 1 ano, para áreas pavimentadas, onde empoçamentos possam ser
tolerados;
T = 5 anos, para coberturas e/ou terraços;
T = 25 anos, para coberturas e áreas onde empoçamento ou extravasamento
não possa ser tolerado.
E para a duração de precipitação (t) utilizou-se a mesma norma, onde diz
que se deve sempre considerar t = 5 minutos.
5.4 Determinação da Área de Coleta da Água da Chuva
Determinou-se quais seriam as áreas de coleta da água pluvial,
considerando os prédios instalados numa cota superior a do açude, a fim de fazer a
condução da água pluvial somente por gravidade, dispensando o uso de sistemas
de recalque com emprego de bombas hidráulicas. Para tanto foram analisadas as
plantas altimétricas, em Apêndice B, do parque industrial da empresa.
Juntamente com uma boa altimetria, considerou-se as vazões de água
proveniente de cada prédio. A vazão máxima de escoamento superficial da
cobertura dos diferentes prédios foram obtidas a partir da área do telhado e de
intensidade da chuva aplicadas à Equação 2, dada por:
Eq.[2]
Em que: Q = vazão (L/minutos);
A = área do telhado (m²);
C = Coeficiente de escoamento;
i = intensidade pluviométrica (mm/h);
51
5.5 Determinação do Coeficiente de Escoamento
Este coeficiente, também conhecido como “coeficiente de Runoff”, foi
importante nos cálculos da quantidade de água de chuva que escoa em determinado
telhado. “Seu valor é resultante da quantidade de água que escoa superficialmente
pelo total da água precipitada” (GONÇALVES, 2006, p. 97).
Para Baptista (2003, apud CITADIN, 2010) o valor deste coeficiente varia
de acordo com as características da superfície de coleta, conforme Tabela 4.
Tabela 4 - Coeficiente de escoamento para cada tipo de superfície.
Características da superfície
Coeficiente de Escoamento – C
Telhados
0,75 à 1,00
Pavimentação asfáltica
0,70 à 0,95
Pavimentação com paralelepípedo
0,70 à 0,85
Pavimentação em concreto
0,80 à 0,95
Gramados – terrenos arenosos
0,05 à 0,20
Gramados – terrenos argilosos
0,13 à 0,35
Fonte: Baptista (2003, apud CITADIN, 2010, p. 26).
Tomaz (2003, apud GONÇALVES, 2006, p. 112) salienta que “o melhor
coeficiente de escoamento superficial a ser adotado no Brasil é C=0,80.”
5.6 Análise da Demanda e Oferta
Como este estudo visa atender as demandas de todas as atividades, e a
empresa tem um controle mensal do seu consumo de água, realizou-se a média
mensal consumida durante os meses deste ano na empresa.
Em sequência, com as médias pluviométricas de cada mês, que podem ser
consultadas no Apêndice A, foi possível avaliar a quantidade, aproximada, da
52
demanda total que poderá ser atendida com a coleta da água da chuva dos telhados
escolhidos para o estudo. Para tanto se utilizou a Equação 3.
Eq.[3]
Onde,
A=área do telhado de coleta (m²);
C=coeficiente de escoamento;
i= intensidade pluviométrica de cada mês (mm);
Q=vazão de água captada (m³/mês);
5.7 Dimensionamento dos Componentes do Sistema
O dimensionamento das calhas e dos condutores verticais foi realizado
somente para o prédio da casa de máquinas, pois o prédio do frigorífico já provia
destes componentes.
5.7.1 Calhas
Foram dimensionadas cinco calhas para o prédio da casa de máquinas,
as quais foram nomeadas de C1, C2, C3, C4 e C5, conforme apresentado no
Apêndice C.
O cálculo de suas dimensões foi possível através da equação de Manning
(Equação 4). Para tanto foram utilizados valores de dimensões disponíveis no
mercado.
Eq.[4]
53
Onde: K = 60000;
n = coeficiente de rugosidade, conforme material da calha (Tabela 5);
Rh = raio hidráulico (Equação 5);
S = área da seção molhada (Equação 6);
Tabela 5 - Coeficiente de rugosidade.
MATERIAL
Coeficiente n
Plástico, fibrocimento, aço, metais não-ferrosos
0,011
Ferro fundido,
revestida
0,012
concreto
alisado,
alvenaria
Cerâmica, concreto não-alisado
0,013
Alvenaria de tijolos não revestida
0,015
Fonte: NBR 10844 (1989, p. 6).
O cálculo da seção molhada se dá substituindo os valores na Equação 5,
e tendo como base a Figura 7.
Eq.[5]
O cálculo do Raio Hidráulico obtém-se dividindo a área molhada pelo
perímetro molhado, através da seguinte equação:
Eq.[6]
Figura 7: Calha de seção retangular para cálculo do raio hidráulico. Fonte: NBR 10844 (1989, p. 5).
54
5.7.2 Condutores Verticais
Os condutores verticais foram dimensionados para o prédio da casa de
máquinas e identificados de CV01 a CV05, conforme mostrado na planta do
Apêndice C.
A obtenção de seu diâmetro interno se deu através da aplicação da
Tabela 6, seguinte.
Tabela 6 - Diâmetros dos condutores verticais, de acordo com as vazões.
Diâmetro (mm)
Vazão (L/s)
50
0,57
75
1,76
100
3,78
125
7,00
150
11,53
200
25,18
Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2006, p. 214).
Segundo a NBR 10844 (1989, p. 6) “o diâmetro interno mínimo dos
condutores verticais de seção circular é 70 mm.”
5.7.3 Condutores Horizontais
De acordo com a NBR 10844 (1989, p. 7) “os condutores horizontais
devem ser projetados, sempre que possível, com declividade uniforme, com valor
mínimo de 0,5%.” A mesma norma ainda diz que, o escoamento dos condutores
circulares deve ser feito em lâmina de altura igual a 2/3 do diâmetro interno.
Para o dimensionamento deste componente, seguiu-se a Tabela 7.
55
Tabela 7 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões em L/min).
Diâmetro Interno (D)
(mm)
50
75
100
125
150
200
250
300
n= 0,011
n= 0,012
0,50%
1%
2%
4%
0,50%
1%
2%
4%
32
45
64
90
29
41
59
83
95
133
188
267
87
122
172
245
204
287
405
575
187
264
372
527
370
521
735
1040
339
478
674
956
602
847
1190
1690
552
777
1100
1550
1300
1820
2570
3650
1190
1670
2360
3350
2350
3310
4660
6620
2150
3030
4280
6070
3820
5380
7590
10800
3500
4930
6960
9870
Fonte: NBR 10844 (1989, p. 9).
O
dimensionamento
dos
condutores
com
vazões
superiores
as
constantes na Tabela 7, foram realizados com o programa Hidrom (BACK, 2006).
5.7.4 Conexões
Segundo a NBR 10844 (1989), a ligação entre condutores verticais e
horizontais deve sempre ser feita por curva de raio longo, com inspeção ou caixa de
areia, estando o condutor horizontal aparente ou enterrado. Sempre que houver
mudanças de declividade, mudança de direção e a cada trecho de vinte metros com
percursos retilíneos, recomenda-se a instalação de caixas de areias.
Borges (1992) ressalta que as caixas de areia devem ser feitas de
concreto, alvenaria de tijolo maciço ou blocos de concreto. Deverão ter seção
circular de 0,6 metros de diâmetro ou quadrada de 0,6 metros de lado, no mínimo,
com profundidade de no máximo 1 metro e distâncias entre si de 20 metros.
56
5.7.5 Rede de Drenagem
Estudou-se a possibilidade de se manter a atual rede de drenagem para
canalizar a água da chuva para o açude. Para tanto verificou-se se o material e
dimensões teriam capacidade de drenar esta água, por meio da Equação 7.
Eq.[7]
Onde: D= diâmetro (mm);
K=1,603
N=0,6648
I= declividade (%)
Q = vazão (m³/s)
5.7.6 Reservatório
A fim de verificar-se se o reservatório seria capaz de receber as
quantidades máximas de chuva, fez-se um comparativo entre a capacidade
volumétrica do açude e as possíveis máximas pluviométricas que podem ocorrer no
local.
57
5.8 Viabilidade Técnica e Financeira
Para análise de viabilidade financeira considerou-se, os gastos que serão
evitados com a implantação do sistema, sendo estes, os custos para bombeamento
da água dos rios e o tratamento na ETE. Como os custos foram realizados levando
em consideração a menor oferta mensal de água da chuva, conforme Tabela 14,
para que se pudesse obter o valor mínimo que será economizado.
Em seguida, listaram-se todos os materiais necessários para implantar o
sistema de captação da água da chuva, os quais foram dimensionados nas etapas
anteriores. Após foi feito um levantamento de seus valores no comércio de Nova
Veneza.
Com os dados anteriores, pode-se calcular o período de retorno do
investimento, utilizando a seguinte equação:
Tempo de retorno do investimento = Total investido ൊ Economia anual.
58
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 Levantamento dos Dados da Área de Estudo
A agroindústria Agrovêneto necessita de uma grande quantidade de água,
a fim de atender atividades que vão desde o abate, que requer água potável, até o
funcionamento de equipamentos (lavador de gases, bombas a vácuo, caldeira), e
fins sanitários, que não requerem água de qualidade tão nobre. No entanto, toda a
água utilizada na indústria encontra-se em estado de potabilidade, já que as maiores
demandas são provenientes do processo de abate.
A empresa tem como fontes de abastecimento de água o Rio Dândalo,
que fica bem próximo à empresa (Figura 8), e Rio São Bento (Figura 9) localizado há
cinco quilômetros. A água captada é bombeada para o reservatório da empresa com
capacidade aproximada de 32000 m³.
Toda água captada antes de ser utilizada passa por tratamento
convencional na ETA, localizada na própria indústria, a fim de tornar a água própria
para consumo, de acordo com os padrões de potabilidade estabelecidos pela
Portaria 518, do Ministério da Saúde, de 25 de março de 2004. Este tratamento é
composto pelas seguintes etapas:
Captação de água: A água para o abastecimento da ETA é proveniente
de dois pontos, do rio Dândalo e da lagoa da empresa. A água do último é oriunda
do rio São Bento que está situado a uma distância da ETA de 4800m e também do
rio Dândalo que está distante a 180m.
Provetas: Na ETA há sete provetas, sendo que a água é bombeada para
a primeira e nesta recebe um tratamento químico, adição do sulfato de alumínio e
hipoclorídrico de sódio. Posteriormente a água é encaminhada para as outras cinco
provetas a fim de decantar os sólidos em suspensão e por último é encaminhado
para a última proveta que assim vai para os filtros. É realizada a descarga das
59
provetas hora em hora durante 24hs e estas vão uma parte para o rio e a outra para
a lagoa.
Filtros: Após as provetas a água é encaminhada para os filtros, no total
são 19 filtros. A retrolavagem destes são realizada nos seguintes horários às 5:00hs,
10:00hs, 14:00hs, 19:00hs e 1:00h, e o tempo de duração é de em média 7 a 10
minutos.
Caixa d’água externa: Após os filtros a água vai para duas caixas d’água
externa, com capacidade de 15000l.
Caixa d’água sobre o abatedouro: Este tem capacidade também para
15000l e serve para distribuir água para o abatedouro
O custo do tratamento da água é de aproximadamente R$0,50 por m³.
Atualmente, a empresa Agrovêneto consome, aproximadamente, 83000 m³ de
água/mês, distribuídos nos seguintes usos: caldeira, esgoto sanitário e processo
industrial de abate. Portanto são gastos mensalmente em torno de R$ 41500,00
para tornar a água potável.
Todo efluente gerado, antes de ser descartado no meio ambiente passa por um
tratamento para que seus padrões de qualidade fiquem de acordo com o
estabelecido pela Resolução CONAMA n°357 de 2005. Na mesma canalização dos
efluentes desembocam as águas de chuva que escoam dos telhados dos prédios da
empresa, e caem nas bocas de lobo. Portanto toda esta água também está sendo
tratada como efluente. Para o tratamento do efluente na ETE são utilizados polímero
aniônico orgânico e sulfato férrico aluminoso, e o tratamento ocorre da seguinte forma:
Entrada de efluente na ETE: A vazão do efluente que entra na ETE é de
aproximadamente 150m³/h;
Calha Parshall: está calha possui um diâmetro de 4” polegadas para
verificar a vazão horária, da entrada da ETE.
Tanque de recalque: construído em concreto, escavado no solo e
volume de 30m³, terá um tempo de residência mínimo de 10 minutos, para recalcar o
efluente bruto ao tanque de equalização, através de um sistema de recalque. O
sistema de bombeamento terá duas bombas centrífugas de multi-estágio, com
potência de 20CV/1750 RPM e tubulação de 150mm.
60
Tanque de equalização: volume útil de 420m³ e tempo de residência do
efluente em 3 horas, para homogeneizar as cargas de DBO, DQO60 e unidade de
pH do efluente bruto.
Tanque de eletrólitos: construído em polietileno, sobre uma base de
concreto e volume de 20m³, receberá sazonalmente solução de cloreto férrico a 40%
dissolvido em água. A dosagem de cloreto férrico no efluente é de 250mg/L;
Tanque de flotação: recebe 140m³/h de efluente bruto, mais 30 m³/h de
efluente clarificado do mesmo, totalizando uma vazão de 170m³/h. Tem um sistema
de injeção de ar dissolvido na forma de microbolhas e dosagem de eletrólitos
(cloreto férrico) e polieletrólitos (catiônico), para coagular, flocular e flotar a carga
orgânica poluidora, com índices de redução de DBO5 maior e igual a 80% da carga
do efluente bruto, em relação ao efluente tratado. Tem um sistema de raspadores
superficiais para retirar o lodo.
Sistema de microbolhas: Pela parte inferior do vaso de pressão, é
injetado, através do difusor, ar comprimido que em grande parte é dissolvido no
liquido, e em parte perde-se na atmosfera. Quando o nível de efluente atingir a
válvula bóia, ela se fecha automaticamente e o passar a ficar sobre a superfície do
liquido. A pressão exercida pela camada de ar formada sobre a superfície do fluido
passa, então, a contribuir com sua pressão para transferir o efluente o misturadorejetor de micro-bolhas.
Tanque do lodo flotado: Recebe o lodo flotador com volume de 5m³ e
tempo de resistência de 2,5 horas, para que o mesmo sofra deságüe. Tem um
conjunto de bombas, para recalcar o lodo ao adensador centrifugo de lodo.
Adensador do lodo: consta de duas centrífugas de alta rotação, formato
cilíndrico, com sistema de separação dos sólidos da água do lodo do flotador. É
adicionado o polímero aniônico que tem a função de deixar o lodo mais denso e
assim separar por diferença de densidade entre os sólidos e água do lodo. A
centrifuga é limpo com água quente durante 45minutos e três vezes ao dia, um a
cada turno.
Aterro da empresa: a ETE gera em média 9 t/dia de lodo e este é
encaminhado para o aterro da própria empresa, localizado na estrada Geral, s/n°Picadão, município de Nova Veneza.
61
O custo do tratamento do efluente é de R$ 1,05 por m³, resultando em um
gasto mensal de, aproximadamente, R$ 87150,00.
Figura 8: localização do abastecimento e tratamentos de água da Agrovêneto Ind. de Alimentos S.A.
Fonte: Google Earth (2010).
Figura 9: Localização do Rio São Bento em relação à Agrovêneto. Fonte: Google Earth (2010).
62
6.2 Qualidade da Água da Chuva
Através da correlação dos valores dos laudos das analises da água da
chuva, em Anexo A, com os padrões estabelecidos na Resolução CONAMA nº
357/2005 para cada Classe, observa-se que a água da chuva apresenta condição de
uso de Classe 2, e como tal poderá ser utilizada para abastecimento humano, após
tratamento convencional ou avançado.
Tabela 8 - Resultado da análise da qualidade da água da chuva, comparada aos padrões
estabelecidos para cada Classe, na Resolução CONAMA n° 357/2005.
PARÂMETROS
Água da Chuva
Coliformes Termotolerantes
(UFC/100 mL)
45
Coliformes totais
(UFC/100 mL)
249
DBO (mg DBO5/L)
Dureza Total (mg CaCO3/L)
Nitrato (mg N-NO3/L)
Ortofosfato Total (mg P/L)
Ph
5
23,6
4,65
0,05
6,92
CONAMA Classe
1
2
3
≤ 200 < 1000 < 2500a
< 1000b
< 4000c
≤200 < 1000 < 2500a
< 1000b
< 4000c
≤3
5
10
10
0,025
6a9
Sólidos Totais (mg ST/L)
442
500
Turbidez (NTU)
25,9
≤ 40
a
Para uso em recreação de contato secundário.
b
Para dessedentação de animais criados confinados.
c
Para os demais usos.
10
0,050
6a9
10
0,15
6a9
500
≤ 100
500
≤ 100
4
6a9
Analisando a Tabela 9, um comparativo feito entre os laudos das análises
da água da chuva e do açude, percebe-se que alguns dos valores encontrados para
os parâmetros da água da chuva são melhores do que aqueles da água do açude,
63
evidenciando que o tratamento da água utilizado na empresa será suficiente para
tornar a água da chuva, também, potável.
Também, levando em consideração os resultados das análises, não
haverá interferência significativa na qualidade da água do açude, pois ocorrerá a
diluição dos parâmetros, portanto o processo de tratamento na ETA não terá
interferência quanto a necessidade de utilização de mais reagentes.
Tabela 9 - comparativo entre a qualidade da água da chuva e água do açude.
PARÂMETROS
Água da Chuva
Açude
Coliformes Termotolerantes (UFC/100 mL)
45
100
Coliformes totais (UFC/100 mL)
249
370
5
൏2
DBO (mg DBO5/L)
Dureza Total (mg CaCO3/L)
23,6
32,1
Nitrato (mg N-NO3/L)
4,65
Ortofosfato Total (mg P/L)
0,05
൏ 0,20
pH
6,92
൏ 0,02
7,01
Sólidos Totais (mg ST/L)
442
96,0
Turbidez (NTU)
25,9
10,1
Comparando-se os resultados do laudo da análise da água da chuva com
os padrões estabelecidos na Portaria do MS n° 518/2004 (Tabela 10) percebe-se
que alguns parâmetros, mesmo antes da água passar por tratamento, encontram-se
dentro dos limites estabelecidos. No entanto, assim mesmo a água precisará passar
por tratamento convencional antes de ser utilizada, já que será utilizada na
industrialização de alimentos, devendo ser potável, atendendo todos os parâmetros
analisados à legislação vigente.
Os parâmetros que não estão em conformidade com a Portaria MS
518/04 serão corrigidos em estação de tratamento de água convencional.
64
Tabela 10 - Resultados da análise da água da chuva, comparada aos padrões estabelecidos na
Portaria MS 518/2004.
PARÂMETROS
Água da Chuva
PORTARIA MS
nº 518/04
45
Ausente
249
5
23,6
4,65
0,05
6,92
442
25,9
Ausente
NA
500
10
NA
6,0 – 9,5
1000
5
Coliformes Termotolerantes
(UFC/100 mL)
Coliformes totais (UFC/100 mL)
DBO (mg DBO5/L)
Dureza Total (mg CaCO3/L)
Nitrato (mg N-NO3/L)
Ortofosfato Total (mg P/L)
pH
Sólidos Totais (mg ST/L)
Turbidez (NTU)
NA – Não Apresenta
6.3 Estudo dos Dados Pluviométricos
Na Figura 10 estão representados os valores médios mensais de
precipitação na estação Serrinha, onde se observa que a precipitação média mensal
varia de 257,9 mm para o mês de janeiro a 81,4 mm para o mês de junho, com
média anual de 1892,22 mm.
Figura 10: Médias pluviométricas mensais, com base nos anos de 1987 até 2009.
65
A intensidade máxima de chuva para dimensionamento das calhas e
demais estruturas para captação e condução da água da chuva foi obtida
substituindo na Equação 1 o período de retorno de cinco anos, duração de cinco
minutos e dados da Tabela 3 obtendo-se o resultado da intensidade pluviométrica de
199.28 mm/h.
Na Tabela 11, pode-se observar o mínimo e máximo de dias consecutivos
sem chuva durante um ano. Observa-se que o período máximo de dias consecutivos
sem chuva foi de 30 dias, o que da uma indicação do período de estiagem.
Tabela 11 - Mínimas e máximas de dias sem chuva em um mês, para os respectivos anos.
Ano
1987
1988
1989
1990
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2008
2009
Mínimo de dias
consecutivos sem
chuva em um mês
4
3
5
7
5
4
5
4
4
3
4
3
3
4
5
5
5
4
4
3
3
Máxima de dias
consecutivos sem chuva em
um mês
10
21
22
15
17
30
22
30
14
14
16
13
11
12
12
21
18
12
14
24
12
66
6.4 Área de Coleta da Água da Chuva
Os prédios onde se encontram o frigorífico e o prédio da casa de
máquinas, foram definidos como ideais para captação da água da chuva, pois além
de ofertarem uma boa quantidade de água pluvial, conforme Tabela 12, estes se
encontram em uma área com cota maior que o açude, não havendo necessidade de
bombas para condução da água, ocorrendo escoamento por gravidade.
Tabela 12 - Oferta da água de chuva dos telhados de cada prédio existente no parque industrial da
Agrovêneto.
Número na Planta
Prédio
Área (m²)
Q (L/min)
10
Box Caminhões
263,20
699,34
21
Caldeira
600
1594,24
24
Construção Civil
142,87
379,15
23
ETE
315,27
837,69
22
Fábrica de Farinha
880,66
2339,72
12
Manutenção
587,47
1560,95
20
Laboratório
60,53
160,83
05
Frigorífico
10246,76
27226,32
08
Casa de Máquinas
671,5
1784,22
29
Compressor
96,67
256,86
01
Fomento
280,57
745,49
67
6.5 Coeficiente de Escoamento
O coeficiente de escoamento (C) foi definido 0,80 para o telhado do
Frigorífico, sendo este revestido por telhas galvanizadas. Enquanto para o prédio da
Casa de Máquinas considerou-se 0,90, já que seu telhado do tipo concretado.
6.6 Demanda e Oferta
6.6.1 Demanda
Com base no levantamento do consumo de água mensal (Tabela 13),
obteu-se como consumo médio mensal de água, aproximadamente, 83000 m³.
Tabela 13 - Consumo de água mensal na Agrovêneto.
MÊS (2010)
CONSUMO (m³)
Janeiro
75124
Fevereiro
72533
Março
81182
Abril
77577
Maio
82657
Junho
88455
Julho
91160
Agosto
90794
Setembro
77971
Outubro
90102
68
6.6.2 Oferta
Na Tabela 14 constam os valores médios mensais de precipitação, os
volumes de água produzidos, calculados pela Equação 3, e o percentual de
atendimento, considerando a demanda mensal de 83000 m³. Observa-se que a água
da chuva pode contribuir com 0,86% a 2,72% da demanda, com média mensal de
1,67%.
Estes
valores
em
percentuais
são
relativamente
baixos,
devido
principalmente a alta demanda de água da empresa.
Tabela 14 - Quantidade da demanda que será atendida com a captação da água da chuva.
Mês
Janeiro
Fevereiro
Março
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Média
Precipitação
(mm)
257,9
244,6
192,4
109,5
128,6
81,4
93,4
91,8
185,1
166,1
174,4
167,1
157,7
Atendimento
Volume de água gerado (m³)
(%)
Casa de
Máquinas
Frigorífico
2,72
147,97
2114,11
2,58
140,33
2005,09
2,03
110,39
1577,18
1,16
62,82
897,62
1,36
73,78
1054,19
0,86
46,70
667,27
0,99
53,59
765,64
0,97
52,67
752,52
1,96
106,20
1517,34
1,75
95,30
1361,59
1,84
100,06
1429,63
1,76
95,87
1369,79
90,5
1292,7
1,67
6.7 Dimensionamento dos Componentes do Sistema
6.7.1 Calhas
Na Tabela 15 constam o resumo dos cálculos de vazões máximas para o
dimensionamento das calhas dos telhados da casa de máquinas, obtidas com as
69
Equação 2. Na Tabela 16 constam as dimensões das calhas obtidas com as
equações 4 a 6.
Tabela 15 - Dimensões das calhas para o telhado da casa de máquinas.
Dados do telhado
Calha
Vazão máxima
Comprimento (m)
Largura (m)
Área (m²)
(L/min)
(m³/s)
15,62
20,43
8,00
15,62
20,43
7,765
7,755
9,420
7,755
7,755
121,29
158,43
75,36
121,13
161,27
362,38
473,36
225,16
361,91
481,83
0,0060
0,0079
0,0038
0,0060
0,0080
C1
C2
C3
C4
C5
C = 0,90; i = 198,18 mm/h
Tabela 16 - Dimensões das calhas para o telhado da casa de máquinas.
Calha
C1
C2
C3
C4
C5
b - (m) a -(m)
0,15
0,15
0,13
0,15
0,15
0,06
0,06
0,04
0,05
0,06
A - (m²)
0,009
0,009
0,0052
0,0075
0,009
P - (m)
0,27
0,27
0,21
0,25
0,27
RH (m)
Q- (m³/s)
0,033
0,033
0,0247
0,030
0,033
0,0085
0,0085
0,0040
0,0066
0,0085
Diferença (%)
40,309
7,413
7,020
9,134
5,526
n = 0,011; I = 1%
b = largura; a = altura; A = área; P = Perímetro; Rh = raio Hidráulico Q= vazão
Como as calhas são comercializadas em chapas e suas dimensões
variam de 20 cm a 60 cm de largura, conforme resultados da Tabela 15 serão
necessárias chapas de 30 cm para todas as situações.
70
6.7.2 Condutores Verticais
Na tabela 17 consta o dimensionamento dos condutores verticais do
telhado da casa de máquinas, onde se observa que o diâmetro dos condutores
variam de 100 a 150 mm.
Tabela 17 - Dimensão dos condutores verticais do telhado da Casa de Máquinas.
Condutor
CV01
CV02
CV03
CV04
CV05
Vazão - (L/s)
6,03
7,89
3,75
6,03
8,03
Diâmetro (mm)
125
150
100
125
150
6.7.3 Condutores Horizontais
Na Tabela 18 consta o resumo do dimensionamento dos condutores
horizontais da casa de máquinas da Agrovêneto e na Tabela 19 do frigorífico.
Tabela 18 - Condutores horizontais para a Casa de Máquinas.
Vazão Diâmetro I – declividade n – Coeficiente Comprimento
Condutor (l/min)
(mm)
(%)
de rugosidade
(m)
CH1
362,1
125
0,5
0,011
20,43
CH2
835,7
150
1
0,011
15,29
CH3
225,3
100
1
0,011
15,62
CH4
587,4
125
2
0,011
20,43
CH4/dreno 1905,2
200
2
0,011
5,00
71
Tabela 19: Condutores horizontais para o Frigorífico.
Condutor
CH1
CH2
CH3
CH3/dreno
Vazão
(l/min)
1527,8
2390,0
1743,0
13062,1
Diâmetro
(mm)
200
200
200
325
I – declividade n – Coeficiente Comprimento
(%)
de rugosidade
(m)
1
0,011
46,83
2
0,011
62,89
1
0,011
21,42
4
0,011
20
6.7.4 Conexões
As conexões serão feitas por meio de caixas de inspeção de concreto,
com dimensão quadrática 0,6 x 0,6 metros. São necessárias sete para o prédio do
frigorífico e quatro para o prédio da casa de máquinas.
6.7.5 Rede Drenagem
Conforme Tabela 18 e Tabela 19, em casos de chuvas intensas, a rede
de
drenagem
deverá
estar
preparada
para
receber
uma
vazão
de,
aproximadamente, 14967,3 L/min (0,249 m³/s), total que escoará dos prédios em
questão.
Sabendo que o atual tubo de drenagem é de material PVC, tem diâmetro
de 300 mm e declividade de 4%, a vazão máxima obtida é de 0,246 m³/s. Observase assim que o dreno hoje existente atende no limite a vazão estimada porém em
casos de chuvas com intensidade superior a adotada no projeto a vazão escoada
pelo dreno será inferior a vazão coletada pelo sistema. Aplicando a Equação 7,
obtém-se um diâmetro de 0,34m ou o tubo comercial de 350 mm de diâmetro. Assim
recomenda-se acrescentar um dreno de no mínimo 150 mm, como segurança,
podendo aumentar a vazão em até 0,040 m³/s.
72
6.7.6 Reservatório
Considerando a capacidade do reservatório de 32000m³ e a demanda
mensal de 83000 m³, verifica-se que são necessários volumes equivalentes a 2,6
açudes completos por mês para atender a demanda da empresa, ou o volume de
um açude a cada 12 dias aproximadamente.
Considerando a oferta do mês de maior pluviometria, com base nos
dados de chuvas intensas, será possível obter em média 2262,08 m³ de água da
chuva no mês. Este volume representa 7% do volume do reservatório, portanto
sendo possível de se armazenar toda água da chuva captada neste reservatório.
6.8 Viabilidade do Sistema
6.8.1 Viabilidade Técnica
O sistema mostrou-se viável sendo que a empresa já contava com uma
estrutura apropriada para instalação, havendo necessidade de acréscimo de apenas
alguns componentes.
O fato de a empresa possuir um reservatório com alta capacidade
volumétrica viabilizou ainda mais o sistema, pois foram dispensados investimentos
em tal. Também abriu possibilidades para a utilização da água da chuva em atender
os fins potáveis, já que a empresa possui um sistema de tratamento de água
bastante avançado.
A instalação de caixas coletoras entre os condutores se deu para facilitar
a desobstrução e limpeza das canalizações em casos de acúmulo de sujeiras
maiores.
A exclusão dos outros prédios se deu devido à necessidade de bombas
para levar as águas que escoariam deles até o açude, o que acarretaria em altos
73
investimentos, e como suas áreas não eram tão consideráveis optou-se por excluílos do estudo. No entanto, estes prédios já compõem uma estrutura com calhas e
condutores verticais, havendo necessidade apenas dos condutores horizontais
possibilitando uma futura inclusão destes no sistema.
6.8.2 Viabilidade Financeira
Na Tabela 20 constam os valores de redução nos custos com o
bombeamento e tratamento de água devido ao aproveitamento da água da chuva.
Observa-se que é possível obter, em média, uma economia mensal de R$ 781,83.
Tabela 20 - Gastos mínimos que serão evitados com a implantação do sistema.
Tratamento na ETE
Bombeamento
Custo (R$/m³)
1,05
0,045
Oferta (m³)
714
714
Total (R$)
749,7
32,13
Economia
(R$/mês)
781,83
Na Tabela 21 constam os valores dos custos de cada componente
necessário para a implantação do sistema de captação de água da chuva na
indústria Agrovêneto. O custo total foi estimado com R$ 7757,21, sendo que os
condutores horizontais foram componentes com maior custo.
74
Tabela 21 - Componentes para implantação do sistema, e suas respectivas quantidades e preços.
Componente
Dimensão
(mm)
Material
Quantidade
(m)
Valor
(R$)
Custo Total (R$)
Chapas de
calha
300
Alumínio
80,1
7,5
600,75
100
125
150
100
125
150
200
325
150
600x600
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
Concreto
6,5
13
13
15,62
40,86
15,29
136,14
20
50
11
5,4
10,2
14,2
5,4
10,2
14,2
22,3
40,7
14,2
66
35,1
132,6
184,6
84,348
416,772
217,118
3035,922
814
710
726
800
Condutor
Vertical
Condutor
Horizontal
Dreno
Conexões
Mão de Obra
TOTAL
7757,21
Considerando o investimento inicial para a instalação do sistema nos
prédios da casa de máquinas e frigorífico será de, aproximadamente, R$ 7757,21 e
a economia mensal de R$ 781,83, pode-se observar que o retorno do investimento
se dá em praticamente 10 meses, sem considerar os custos financeiros. Essa
análise demonstra que a captação da chuva, além de ser uma prática
ambientalmente recomendada, possui viabilidade técnica e econômica. Ressalta-se
novamente que o retorno relativamente curto do investimento se deve em grande
parte ao fato de que já existia parte das calhas e condutores no frigorífico e,
principalmente, pela não necessidade de construir o sistema de armazenamento.
Diversos trabalhos, (FONTANELA, 2010; PEREIRA, 2003 e BORGES, 2009)
mostraram que o reservatório é o elemento de maior custo no sistema de
aproveitamento de água da chuva, tornando na maioria das vezes o sistema
inviável.
75
7. CONCLUSÃO
Este estudo mostra que a empresa em questão demandan uma grande
quantidade de água, o que torna o aproveitamento da água pluvial uma alternativa
viável nos pontos de vista econômico, técnico e, também, em relação às questões
ambientais.
Primeiramente, este estudo mostrou que a qualidade da água da chuva
foi considerada apropriada para se utilizar em fins potáveis, já que sua qualidade,
conforme Resolução CONAMA nº357/2005, enquadrou-se como efluente Classe 2, a
qual pode ser utilizada para fins potáveis após tratamento convencional ou
avançado.
A quantidade da oferta de água proveniente dos prédios estudados
atenderá 3% da demanda. Embora pareça uma quantidade baixa, ela é significativa
já que o consumo de água neste processo industrial é bastante alto. Porém este
estudo considerou os investimentos e ofertas da água de chuva somente de dois
prédios, o que não exclui a possibilidade de implantação em todos os outros, para
tanto os investimentos irão aumentar de vido à necessidade de bombas.
Em termos econômicos, a implantação do sistema sugerido, considerando
suas perdas, representa uma economia mínima de R$ 9381,96 por ano, tendo como
tempo de amortização do investimento o período de 10 meses. A partir deste
momento a empresa terá um lucro, mínimo, mensal de R$ 781,83. A adoção de
componentes já existentes na empresa poupou investimentos, como foi o caso da
utilização do açude para armazenar a água da chuva, a escolha dos prédios em
cotas que possibilitam o bombeamento da água da chuva somente por gravidade e a
utilização do atual método de tratamento de água.
O estudo realizado propõe a adoção do sistema, também, como uma
forma de contribuir na redução do consumo dos recursos hídricos, diminuindo a
extração de água e desta forma dando tempo para que os mananciais retornem
seus regimes de vazão de água.
76
Portanto, observou-se que a aplicação deste sistema na empresa, além
de resultar em um investimento com rápido retorno financeiro, também terá grande
relevância ambiental em relação aos recursos hídricos, sendo que o esgotamento de
suas águas será prevenido. Outro fato relevante condiz com a imagem que a
empresa terá diante a comunidade local, mostrando que as questões ambientais são
relevantes para a empresa.
77
REFERÊNCIAS
A água está atualmente. CIÊNCIA HOJE. Portugal, n.44283, jul., 2010. Disponível
em: <http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=44283&op=all> Acessado em: 14 de
setembro de 2010.
AGROVÊNETO. Averbação Florestal. Nova Veneza: 2003. 215 p.
ASSIS, Alexandre Camanho de; LORENTZ, Juliana Ferreira. Os Dez Anos da
Política Nacional de Recursos Hídricos: Esperando em Vão. GTÁGUAS. local, ago.
2009. Disponível em: <http://revistadasaguas.pgr.mpf.gov.br/edicoes-darevista/revista5/materias/dez_anos/> Acesso em: 30 out. 2010.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10844:
Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro, 1989.
______. NBR 15527: Água de Chuva – Aproveitamento de coberturas em áreas
urbanas para fins não potáveis: requisitos. Rio de Janeiro, 2007.
BACK, Álvaro José. Chuvas intensas e chuva de projeto de drenagem
superficial no Estado de Santa Catarina. Florianópolis: Epagri, 2002. 65 p.
BATTALHA, Ben-Hur Luttembarck; PARLATORE, Antonio Carlos. Controle da
qualidade da água para consumo humano. São Paulo: CETESB, 1977. 198 p.
BARLOW, Maude. Água, pacto azul: a crise global da água e a batalha pelo
controle da água potável no mundo. São Paulo: M. Books do Brasil, 2009. 200 p.
BERTUOL, Bruno Eckert; GONÇALVES, Eddie B. Água Doce. 2009, 17 f.
UNIVERSIDADE TÉCNOLOGICA FEDERAL DO PARANÁ, Paraná.
BORGES, Ruth Sliveira. Manual de instalações prediais hidráulico-sanitárias e
de gás. 4. ed. São Paulo: PINI, 1992. 546 p.
78
BORGHETTI, Nadia Rita Boscardin; BORGHETTI, José Roberto; ROSA FILHO,
Ernani Francisco da. . Aqüífero guarani: a verdadeira integração dos países do
mercosul. Curitíba, PR: [s.n.], 2004. 214 p.
BOTELHO, Manoel Henrique Campos; RIBEIRO JUNIOR, Geraldo de Andrade.
Instalações hidráulicas prediais feitas para durar: usando tubos de PVC. 2. ed.
São Paulo: Edgard Blücher, 2006. 344 p.
BRANDLI, Elisangela Nicoloso; CIOTTI, Carla Simoni; BRANDLI, Gustavo Londero.
Exemplos de Gerenciamento da Infra-Estrutura nos Recursos Hídricos, Energia
Elétrica e Transportes: Casos do Brasil. In: SIMPEP, 13, 2006, Bauru – SP. Anais
eletrônicos...Bauru: UNESP, 2006. Disponível em:
<http://www.simpep.feb.unesp.br/anais/anais_13/artigos/583.pdf> Acesso em: 21
out. 2010.
BRASIL. Código das Águas. Lex: Legislação de direito ambiental, 2.ed. São Paulo:
Saraiva, 2009.
______. Decreto nº 5440, de 4 de maio de 2005. Estabelece definições e
procedimentos sobre o controle de qualidade da água de sistemas de abastecimento
e institui mecanismos e instrumentos para divulgação de informação ao consumidor
sobre a qualidade da água para consumo humano. Lex: Legislação de direito
ambiental, 2.ed. São Paulo: Saraiva, 2009.
______. Lei nº 9433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de
Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos
Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art.
1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de
dezembro de 1989. Lex: Legislação de direito ambiental, 2.ed. São Paulo: Saraiva,
2009.
______. Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a
classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento,
bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá
outras providências.Lex: Legislação de direito ambiental, 2.ed. São Paulo: Saraiva,
2009.
79
CARRERA-FERNANDEZ, José; GARRIDO, Raymundo-José. Economia dos
recursos hídricos. Salvador: EDUFBA, 2002. 457 p.
CARVALHO Daniel Fonseca de; SILVA Leonardo Duarte Batista da. CICLO
HIDROLÓGICO. In:______. Hidrologia. 2006. Disponível em:
<http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/downloads/APOSTILA/HIDRO-Cap2CH.pdf> Acessado em: 14 de setembro de 2010.
CAUBET, Christian. O tribunal da água: casos e descasos. Florianópolis:
Imprensa Univ., 1994. 397 p.
CITADIN, Diego Damiani. Estudo da viabilidade econômica do aproveitamento
de água da chuva na Escola Municipal Parque Avenida de Praia Grande. 2010.
65 f. TCC (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade do Extremo Sul
Catarinense, Criciúma, 2010
CLARKE, Robin; KING, Jannet. O atlas da água: o mapeamento completo do
recurso mais precioso do planeta. São Paulo: PubliFolha, 2005. 128 p.
COIMBRA, Roberto; ROCHA, Ciro Loureiro; BEEKMAN, Gertjan Berndt. Recursos
hídricos : conceitos, desafios e capacitação. Brasília: ANEEL, 1999. 78 p.
DOWBOR, Ladislau; TAGNIN, Renato Arnaldo. Administrando a água como se
fosse importante: gestão ambiental e sustentabilidade. São Paulo: SENAC/SP,
2005. 290 p.
FENDRICH, Roberto; OLIYNIK, Rogério. Manual de utilização das águas pluviais:
(100 maneiras práticas). Curitiba: Chain, 2002. 167p.
FIESP - FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Manual
de Conservação e Reuso de Água na Agroindústria Sucroenergética. São
Paulo: 2009. Disponível em: <
<http://www.siamig.org.br/dmdocuments/manual_agua.pdf >. Acesso em: 17 de
setembro de 2010.
FONTANELA, Leonardo. Avaliação de metodologia para dimensionamento de
reservatório para aproveitamento de água pluvial. 2010. 68 f. TCC (Graduação em
Engenharia Civil) – Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 2010.
80
GOULART, Solange. Sustentabilidade nas Edificações e no Espaço Urbano.
2008. 32f. Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, UFSC. Disponível
em:
<http://www.labeee.ufsc.br/graduacao/ecv_5161/Sustentabilidade_apostilaECV5161.
pdf> Acesso em 11 de agosto de 2010.
GONÇALVES, Ricardo Franci. PROSAB - PROGRAMA DE PESQUISA EM
SANEAMENTO BÁSICO. Uso racional da água em edificações. Vitória: ABES,
2006. 332 p.
GROUP RAINDROPS. Aproveitamento da Água da Chuva. Curitiba, PR: Torre de
Papel, 2002. 196 p.
KOBIYAMA, Masato; MOTA, Aline de Almeida; CORSEUIL, Cláudia Weber.
Recursos hídricos e saneamento. Curitiba: Organic Trading Editora, 2008. xii,160
p.
MACÊDO, Jorge Antônio Barros. Águas & águas.2.ed.São Paulo: Varella, 2004.977
p.
MIERZWA, José Carlos; HESPANHOL, Ivanildo. Água na Indústria: Uso Racional
e Reúso. São Paulo: Oficina de Textos, 2005. 143p.
MS - MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria MS nº 518/2004. Disponível em
<http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/portaria_518_2004.pdf> Acessado em
13 de setembro de 2010.
MORUZZI, Rodrigo Braga; NAKADA, Liane Yuri. Coleta e Tratamento de Água
Pluvial para Fins Não-Potáveis com Emprego de Amido de Milho como Coagulante
Primário em Filtração Cíclica em Escala de Laboratório. REVISTA DE ESTUDOS
AMBIENTAIS, Rio Claro, v.11, n.1, p.51-60, jan./jun. 2009.
MOTA, Suetônio. Preservação e conservação de recursos hídricos. 2. ed Rio de
Janeiro: ABES, 1995. xii, 187 p.
PEREIRA, Fernando Daniel. UTILIZAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO SERIADO NO
DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS PARA APROVEITAMENTO DA
ÁGUA DA CHUVA. 2003. 49 f. TCC (Graduação em Engenharia Ambiental) –
Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 2010.
81
PIO, Anícia Aparecida Baptistello. AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (BRASIL).
FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Conservação e
reuso da água em edificações. São Paulo: ANA, 2005. 151 p.
OLIVEIRA, João Carlos de. AGRICULTURA CONSOME 69% DA ÁGUA. Análise:
GESTÃO AMBIENTAL, São Paulo, v.1, n., p.38-41, 2009.
RECURSOS hídricos. MEIO AMBIENTE: Guia Sustentabilidade. São Paulo: Ed.2,
n.60, 2008.
RICHTER, Carlos A.; AZEVEDO NETTO, José Martiniano de. Tratamento de água:
tecnologia atualizada. São Paulo: Edgard Blücher, 1991. 332 p.
SECRETÁRIA DE ESTADO DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL. ÁGUA:
Recurso para manutenção da vida. Florianópolis, 2006.
SOUSA JÚNIOR, Wilson Cabral. Gestão das águas no Brasil: reflexões,
diagnósticos e desafios. São Paulo: Peirópolis, 2004. 164 p.
TELLES, Dirceu D'Alkmin; COSTA, Regina Helena Pacca Guimarães. Reúso da
água: conceitos, teorias e práticas. São Paulo: Blucher, 2007. 311 p.
TOMAZ, Plínio. Economia de água para empresas e residências: um estudo
atualizado sobre Medidas convencionais e não convencionais do uso racional
da água. São Paulo: Navegar, 2001. 112 p
TUCCI, Carlos E. M.; HESPANHOL, Ivanildo; CORDEIRO NETTO, Oscar de
Moraes. Gestão da água no Brasil. Brasília: UNESCO, 2001.
TUNDISI, José Galizia. Recursos Hídricos. MultiCiência: o futuro dos recursos,
São Carlos – SP, v.1, p.1-15, Outubro/2003.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA (UFSC). TECNOLOGIAS
ALTERNATIVAS PARA APROVEITAMENTO DE ÁGUAS. Curso de Especialização
em Gestão de Recursos Hídricos [Modalidade a distância] Florianópolis, 2005. 115 f.
82
Disponível em <http://www.labhidro.ufsc.br/Artigos/TAAA.pdf> Acesso em: 09 Out.
2010.
VAITSMAN, Delmo S.; VAITSMAN, Mauro Santiago. Água mineral. Rio de Janeiro:
Interciência, 2005. 219 p.
83
APÊNDICE A - Médias Pluviométricas para a Cidade de Nova Veneza
338,6
357,7
1988
1989
279,5
161,3
54,8
149,6
155,7
282,4
2001
2002
2003
2004
2005
2006
192,4
109,5
128,6
81,4
29
93,4
54,7
91,8
185,1
428,8
166,1
89,5
174,4
179,6
244,6
28,9
257,9
67,3
165
416,2
146,7
175,9
122,7
223,7
220,8
MÉDIA MENSAL
259,7
177
131,5
328
86,4
177,4
240,7
174,6
168,7
140,5
320,7
265,1
18,4
27,2
231,6
252,6
104,5
86,1
263,9
209,7
149,4
359,2
174,7
191,3
12,3
88,5
66,3
251
65,9
24,2
170,5
448,9
84,8
95,5
285,4
31,5
26
82,1
35,4
202,9
58,4
182,9
188,4
97,6
134,3
110
9,4
82
169,3
252,6
2009
196,2
80,4
68,2
74,9
57,5
71,7
164,8
46,1
45,9
124,5
242,9
289,1
275,2
40,1
318
118,8
116,4
201,8
188,7
137,4
335,2
128,6
69,9
56,1
95,1
93,4
173,4
50,5
54,6
173,1
101,8
184,4
158
30,6
12,8
23,5
60,4
71,7
14,5
192,3
199,8
88,3
147,9
272
28,9
122,1
132,3
82,7
68,5
59,4
59
153,7
127,7
41,9
48,2
27,2
212,1
2008
99,6
94,1
244,3
164,9
122
138,2
55,1
70,3
73,6
37
137,2
110,1
117,2
0
49,1
76,9
111,1
167,3
304,7
197,6
220,2
169,5
260,9
172
71,2
87,5
103,1
81
35,2
501
121,8
65,2
258,3
2007
190,2
258,2
119,8
158,6
199,1
587,5
196,9
324,7
2000
407,7
188,3
220,5
1999
205,7
232,1
73,2
1998
459,1
99,2
421,8
256
1997
259,3
388,1
1996
113,4
0
201,3
61,9
191
225,8
165,8
162,6
134,4
107,5
164,4
1995
301,1
1993
146,5
55,5
189,9
162
157,6
25,7
159,4
1992
116,8
204,2
69,4
329,9
1994
68,7
1991
1990
338,2
1987
167,1
173,2
184,4
106,2
183,1
219,2
149
179,7
181,1
203,5
140,1
116,7
165,4
73,7
274
16,2
231,4
119
196,1
APÊNDICE B – Planta Altimétrica
86
APÊNDICE C – Planta Casa de Máquinas
86
87
APÊNDICE D – Planta Frigorífico
87
88
ANEXO A - Laudos das Análises de Água
88
89
89
90
90
91
91
92
92
93
93
94
94
95
95