UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
RECURSO HÍDRICO: USO E APROVEITAMENTO
EDUARDO PACHECO
JUIZ DE FORA
2013
EDUARDO PACHECO
RECURSO HÍDRICO: USO E APROVEITAMENTO
Trabalho Final de Curso apresentado ao
Colegiado do Curso de Engenharia Civil
da Universidade Federal de Juiz de Fora,
como requisito parcial à obtenção do
título de Engenheiro Civil.
Área de conhecimento: Hidráulica
Orientador: Professor Marconi Fonseca
de Moraes
Juiz de Fora
Faculdade de Engenharia da UFJF
2013
RECURSO HÍDRICO: USO E APROVEITAMENTO
EDUARDO PACHECO
Trabalho Final de Curso submetido à banca examinadora constituída de acordo com o
artigo 9° do Capítulo IV da Norma de Trabalho Final de Curso estabelecida pelo
Colegiado do Curso de Engenharia Civil, como parte dos requisitos necessários para a
obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Aprovado em: _____/________/_____
Por:
.
Prof. D. Sc Marconi Fonseca de Moraes
.
Prof. D. Sc. Ana Maria Stephan
.
Prof. M. Sc. Sue Ellen Costa Bottrel
AGRADECIMENTOS
Primeiramente aos meus pais e irmãos, pelo apoio incondicional que tornou possível
meu objetivo.
Aos amigos, pela confiança que sempre depositaram em minhas qualidades.
RESUMO
O descaso com a natureza, aliado com o alto crescimento populacional do século
passado, principalmente nas áreas urbanas, levantou a questão da escassez da água para
o futuro bem próximo.
A ONU avalia que dos 1386 milhões de km³ de água apenas 2,5 % são de água doce e
menos de 1% desse valor formam o estoque dos rios e lagos. O ciclo hidrológico
proporciona uma renovação permanente das águas dos rios do mundo de tal maneira
que sem o desperdício e a degradação do meio ambiente não haveria falta de água. O
problema da escassez está mais ligado à má distribuição das descargas dos rios, sua
relação com as demandas e degradação dos mananciais do que uma possível
diminuição da quantidade total dos recursos hídricos. Aliado a isto, a poluição
crescente aumenta os custos do tratamento de água, deixando um terço da população
mundial vivendo em regiões de estresse de água.
Com este cenário desfavorável, provocado pelos usos múltiplos e aumento da demanda
da água, é importante pensar em soluções para minimizarem os impactos negativos da
falta deste insumo, que é de importância vital para os seres humanos. Sendo assim, o
aproveitamento da água da chuva para fins menos nobres é uma solução técnica e
economicamente viável nos dias de hoje.
Palavras - chaves: Aproveitamento. Sustentabilidade. Captação de água.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO...........................................................................................................8
2. OBJETIVO..................................................................................................................9
3. QUANTIDADE DE ÁGUA NO PLANETA...........................................................10
4. IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA O CORPO HUMANO................................12
5. O CICLO HIDRÓLOGICO....................................................................................13
5. 1. Evaporação............................................................................................................14
5. 2. Precipitação...........................................................................................................14
5. 3. Transpiração..........................................................................................................14
5. 4. Infiltração...............................................................................................................14
5. 5. Percolação..............................................................................................................15
5. 6. Escoamento Superficial.........................................................................................15
6. USOS DA ÁGUA.......................................................................................................16
6. 1. Agricultura e pecuária .........................................................................................16
6. 2. Abastecimento público...........................................................................................17
6. 3. Geração de energia................................................................................................18
6. 4. Usos industriais.......................................................................................................20
6. 5. Recreação e turismo...............................................................................................20
6. 6. Pesca.......................................................................................................................21
6. 7. Aquacultura............................................................................................................21
6. 8. Transporte e navegação........................................................................................22
6. 9. Mineração...............................................................................................................24
6. 10. Diluição de dejetos.............................................................................................. 25
7. A RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005....................................................................28
8. A CRISE DA ÁGUA.................................................................................................30
8. 1. Eutrofização...........................................................................................................32
8. 2. A contaminação por compostos orgânicos persistentes.................................... 33
8. 3. Os custos da água................................................................................................. 34
9. APROVEITAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA....................................................37
9. 1. Distribuição da chuva no mundo e no Brasil..................................................... 37
9. 2. Histórico.................................................................................................................39
9. 3. Arquitetura Sustentável e o uso da água da chuva........................................... 40
9. 4. Maneiras de aproveitamento da água da chuva................................................ 41
9. 5. Equipamentos.........................................................................................................42
9. 5.1. Áreas de captação...............................................................................................43
9. 5.2. Calhas e condutores............................................................................................44
9. 5.3. By Pass.................................................................................................................44
9. 5.4. Filtros e peneiras.................................................................................................46
9. 5.5. Reservatório........................................................................................................47
10. CONCLUSÃO..........................................................................................................49
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................50
8
1. INTRODUÇÃO
O planeta Terra, quando visto pelo primeiro homem a chegar ao espaço, o cosmonauta
soviético Iuri Gagarin, foi chamado de Planeta Azul, numa menção aos oceanos, às
calotas polares, aos grandes rios e lagos que dominaram sua visão. A cor azul é fruto
das grandes massas de água que compõe a hidrosfera, principalmente a água salgada dos
oceanos, que cobre cerca de 2/3 da superfície terrestre.
Fundamental à vida, este insumo insubstituível não se encontra distribuído
uniformemente pelo planeta e, apesar da quantidade de água ser suficiente para atender
a população global, as distribuições irregulares dos recursos hídricos e da população
acabaram por criar um cenário adverso quanto à disponibilidade hídrica.
Hoje são sete bilhões de pessoas que necessitam de água para vários fins, mas
principalmente para situações mínimas de sobrevivência. A quantidade de água em
nosso planeta é a mesma a milhares de anos, porém a água em boas condições para o
consumo humano está mais escassa. Isto é apenas o resultado de uma conjunção de
fatores como crescimento populacional exagerado, grandes concentrações humanas
lançando agentes poluidores não tratados nos rios e uma cultura de desperdício.
Nas últimas décadas a preocupação com o meio ambiente e com estas questões de
escassez de elementos básicos como a água, energia elétrica, alimentos, entre outros,
provocaram uma mudança de pensamento e atitude. Atualmente, estão em voga
assuntos como reaproveitamento de materiais, reciclagem e novas fontes de energia,
levando aos profissionais de diversas áreas a procurarem saídas para minimizarem os
problemas futuros gerados pela falta ou diminuição de alguns insumos em nossa
sociedade.
Uma das propostas sugeridas para amenizar os efeitos da falta de água não é uma saída
nova: o aproveitamento da água da chuva acontece desde a antiguidade, e com o
interesse mútuo dos consumidores e construtores, tem crescido o número de edificações
que utilizam esta ideia como parte importante do projeto.
9
2. OBJETIVO
Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo mostrar a importância dos
recursos hídricos e os problemas que a sua contínua degradação ocasionam para um
satisfatório funcionamento da sociedade humana, mostrando que algumas soluções tais
como o aproveitamento da água da chuva podem minimizar as perspectivas da falta e
interrupções do abastecimento de água.
10
3. QUANTIDADE DE ÁGUA NO PLANETA
A água é uma molécula composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, é
encontrada em nosso planeta nos três estados físicos da matéria: sólido, líquido ou
gasoso, dependendo das condições atmosféricas. Ela é o constituinte inorgânico mais
abundante na matéria viva e a substância mais encontrada na Terra. Por essa razão é
importante saber de que forma ela se apresenta e se distribui em nosso planeta.
Em termos globais, como descrito na figura 1, cerca de 97,5% dos 1386 Mkm³ (1386 x
106 km³) correspondentes ao total de água no planeta estão armazenados nos oceanos.
Estas reservas de água salgada são impróprias para o consumo em seu estado natural,
apresentando um alto custo para a dessalinização. Os 2,5% restantes das reservas
hídricas são o volume total da água doce da Terra, representado pelas geleiras, água
subterrânea, águas superficiais (rios e lagos), vapor d’água atmosférico e composição
dos organismos vivos (REBOUÇAS et al., 2006).
Figura 1: Distribuição das águas na Terra
Fonte: Rebouças et al., 2006
Segundo Rebouças et al. (2006) a maior parcela de água doce da Terra (68,9%) está nas
geleiras, cuja localização, concentrada nas calotas polares e topo das cordilheiras,
dificulta seu acesso e utilização. Outra reserva significativa da água doce, cerca de
29,9%, encontra-se em sua maior parte a grandes profundidades, elevando os custos de
11
seu uso. A parcela da água doce de fácil captação está concentrada nos rios e lagos e
corresponde apenas a 0,3%.
A diversidade do clima brasileiro, predominando os tipos equatorial úmido, tropical e
subtropical úmidos, aliada às condições geológicas produz excedentes hídricos que
alimentam uma das maiores redes de rios perenes do planeta. Como resultado, o Brasil
detêm 53% da produção de água doce da América do Sul e 12% do total mundial
(REBOUÇAS, 2004).
Apesar das condições favoráveis os problemas de abastecimento acontecem, fruto das
demandas localizadas e da má qualidade das águas, pois as maiores concentrações
populacionais do país encontram-se nas capitais e centros urbanos de maior porte,
distantes dos grandes rios brasileiros, como o Amazonas, São Francisco e o Paraná.
12
4. IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA O CORPO HUMANO
O ser humano, assim como qualquer forma de vida no nosso planeta, depende da água
para sua sobrevivência, não sendo possível desvincula-la do desenvolvimento das
sociedades humanas desde seus primórdios. Grandes civilizações nasceram, floresceram
e se desenvolveram onde havia muita água, pois ela é reconhecidamente um
componente essencial da estrutura e do metabolismo de todos os seres vivos
(REBOUÇAS, 2004).
A necessidade humana por água é uma demanda fisiológica e complexa que em níveis
bioquímico e celular atua dissolvendo a maioria dos componentes que entram no
organismo, além de ser o veículo dos elementos a serem excretados e de regular a
temperatura corporal, no contínuo processo chamado de transpiração. Cerca de 60% a
70% do peso de um ser humano é constituído por moléculas de água e uma pessoa de 90
kg tem uma necessidade diária de consumo de 3 litros, obtidos sob forma de água ou em
alimentos. Um adulto saudável pode tomar cerca de 35 ml de água por quilo de peso
(TUNDISI, 2005).
13
5. O CICLO HIDROLÓGICO
A coexistência da água em seus três estados na natureza produz transferências
contínuas, de um estado para o outro, numa sequência fechada entre a superfície
terrestre e a atmosfera, numa soma de fenômenos denominado ciclo hidrológico.
Geralmente, o calor da atmosfera transforma as águas dos oceanos, açudes, pantanais,
aquelas espalhadas no solo por irrigação e localizadas em profundidade inferiores a um
metro no subsolo, em vapor (REBOUÇAS, 2004).
O ciclo hidrológico (figura 2) é impulsionado pela energia solar, pela ação dos ventos,
pela interação dos oceanos com a atmosfera e pela evaporação das massas de águas
continentais e oceânicas. A circulação na atmosfera e na hidrosfera tem um efeito
relevante no ciclo global da água, e as correntes marinhas alteram consideravelmente a
temperatura da superfície do oceano, produzindo alterações na evaporação e na
precipitação. Portanto, o ciclo global da água depende das fontes naturais de energia e
ao mesmo tempo, tem uma influencia considerável no balanço de energia da atmosfera e
na superfície dos continentes (TUNDISI, 2005).
Figura 2: O Ciclo Hidrológico
Fonte: Tundisi, 2005
14
Para Tundisi (2005), este ciclo é o princípio unificador de tudo que se refere à agua no
planeta, com mecanismos de transferência bem definidos. Os componentes desse ciclo
são:

Precipitação;

Evaporação;

Transpiração;

Infiltração;

Percolação;

Escoamento Superficial;
5.1. Evaporação
A evaporação é a transformação da água superficial do estado líquido para o gasoso
(vapor d’água). A maior parte da evaporação acontece nos oceanos e depende
basicamente de dois fatores: a temperatura e a umidade do ar.
5.2. Precipitação
A precipitação compreende a água que cai da atmosfera e chega até a superfície
terrestre, ou na forma líquida (chuva) ou na sólida (neve ou gelo), seguindo os seguintes
estágios: resfriamento do ar à proximidade da saturação; condensação do vapor d’água
na forma de gotículas; contínuo aumento do tamanho das gotículas por coalizão até
adquirem massa suficiente para serem atraídas pela gravidade.
5.3. Transpiração
A água que é retirada do solo pelas raízes das plantas é transferida para as folhas, para
em seguida evaporar. Portanto, a transpiração é um processo de perda de vapor d’água
pelas plantas.
5.4. Infiltração
A infiltração é o processo no qual a água é absorvida pelo solo, alimentando os fluxos
subterrâneos e os corpos d’água nos períodos mais secos. A umidade do solo é o fator
15
que garante o desenvolvimento de uma diversa biomassa natural ou cultivada nas áreas
úmidas do planeta.
5.5. Percolação
A percolação é o processo pelo qual a água entra no solo e nas formações rochosas até
atingirem o lençol freático. A água que precipita e atinge a superfície terrestre tem dois
caminhos possíveis: infiltrar ou se deslocar sobre o solo, formando cursos d’água de
diversas proporções.
5.6. Escoamento Superficial
A água precipitada que atinge a superfície terrestre tem dois caminhos possíveis:
infiltrar no solo ou se deslocar sobre ele, formando cursos d’água de diversas
proporções. A este movimento de deslocamento da água, durante a precipitação, dá-se
o nome de escoamento superficial.
16
6. USOS DA ÁGUA
Os usos da água nas atividades humanas variam bastante entre diversas regiões e países,
dependendo das demandas geradas pelo crescimento populacional, industrial e agrícola.
Os usos múltiplos da água são muitos, mas dentre eles pode-se destacar: agricultura e
pecuária, abastecimento público, hidroeletricidade, usos industriais, recreação, turismo,
pesca, aquacultura, transporte e navegação, mineração, diluição de dejetos (TUNDISI,
2005).
Em termos gerais, somente os usos para o abastecimento público e industrial estão
associados a um tratamento prévio da água, pois ambos necessitam de alguns requisitos
de qualidade diferenciados e um maior grau de exigência. Esse conjunto de atividades
que serão descritos a seguir dependem da quantidade e qualidade da água e representam
uma parcela relevante da economia de um país.
6.1. Agricultura e pecuária
Os principais usos consuntivos da água ocorrem mundialmente na agricultura e
pecuária, cerca de 65% do total, principalmente na irrigação de culturas e para
dessedentação dos animais (REBOUÇAS et al., 2006).
Para Rebouças et al. (2006), no Brasil, a agricultura irrigada ocupa algo em torno se 5%
a 6% das terras cultivadas, mas corresponde a 16% do volume da produção e 35% do
valor arrecadado com a comercialização de produtos agrícolas. As condições climáticas,
principalmente em regiões com déficits hídricos, e a diminuição dos riscos na queda de
produção são algumas razões para a implantação de um sistema de irrigação em uma
propriedade.
Para este autor podem ser adotados três métodos de irrigação:

Irrigação por superfície;

Irrigação por aspersão;

Irrigação por inundação;
O método de irrigação por inundação é utilizado em mais de 50% da área irrigada do
país e é o que mais consome água, apesar das pesquisas e programas de melhoria na
17
produtividade tenham diminuído as lâminas d’água para algo em torno de 2,5 cm a 10
cm (o arroz inundado era plantado com lâminas que variavam de 40 cm a 50 cm).
Projeções técnicas das áreas irrigadas levam a estimativas médias de demandas de água
para irrigação de 1535 m³/s em 2020 (REBOUÇAS et al., 2006).
6.2. Abastecimento Público
O sistema público de abastecimento de água é um conjunto de obras e serviços que são
necessários para levar a uma comunidade água potável em quantidade e qualidades
satisfatórias. Os tipos de consumo mais comuns são o doméstico e o industrial, com
estimativas de consumo variando com as condições climáticas e sociais.
Na figura 3 estão discriminados os principais gastos em uma residência. Em média, a
água consumida nas habitações para higiene, alimentação, descarga de sanitários e
lavagens giram em torno de 140L/hab dia (http://www.tribunademinas.com.br/projetopara-reaproveitar-agua).
Figura 3: Consumo de água em uma residência
Fonte: http://www.tribunademinas.com.br/projeto-para-reaproveitar-agua
18
O uso doméstico da água pelas famílias está intimamente ligado ao seu padrão de vida.
Uma família média consome cerca de 350 litros de água por dia no Canadá, 20 litros na
África e 165 litros na Europa. Uma pessoa necessita de no mínimo cinco litros de água
por dia para beber e cozinhar e 25 litros para higiene pessoal (TUNDISI, 2005).
O autor comenta que em países de baixa renda per capta, de no máximo US$ 500, o
consumo doméstico e da indústria são respectivamente, de 4% e 5%. Em países com
alta renda, entre US$ 5000 e US$ 20000, a disponibilidade da água é fruto de
investimentos eficientes na captação e no transporte. Nesses países, o consumo
doméstico e industrial é respectivamente, 14% e 47%.
O Brasil não apresenta boas condições quando o assunto é o abastecimento de água,
mesmo em comparação com outros países da América do Sul e o Caribe. No setor
urbano a porcentagem atendida é de apenas 55%, índice superior apenas a países como
Haiti, Nicarágua e Belize. Estimativas do Ministério do Planejamento e Orçamento
demostraram que seriam necessários investimentos de 40 bilhões de reais de 1991 a
2010, para proporcionar apenas à população urbana brasileira atendimento completo em
abastecimento de água e saneamento (REBOUÇAS et al., 2006).
Para Rebouças et al. (2006) no Brasil, a maioria das estações de tratamento de água
emprega a metodologia chamada de convencional, com os sistemas constituídos das
operações e processos unitários de coagulação-floculação, sedimentação, filtração,
desinfecção com cloro e equilíbrio de carbonatos. Sistemas com essas características são
usados para a remoção de cor, das partículas suspensas e dos organismos patogênicos.
6.3. Geração de energia
A água represada possui energia potencial gravitacional que se converte em energia
cinética. Essa energia cinética é transferida às turbinas, que movimentam o gerador que
por sua vez converte essa energia cinética em energia elétrica. O giro do gerador produz
energia elétrica, que é proporcional ao produto da vazão com a altura da queda de água.
Por causa dessas características, rios de grande volume, mas com pequenas quedas, ou
rios de vazão muito variável com grande queda, não tem vocação para serem
aproveitados para este fim. A maior parte das usinas hidrelétricas brasileiras é
localizada no planalto ou na planície, com rios caracterizados por uma grande vazão e
19
pequena declividade, com a queda criada pela construção de uma barragem
(REBOUÇAS et al., 2006).
O potencial técnico de aproveitamento da energia hidráulica do Brasil está entre os
cinco maiores do mundo, pois nosso país detêm cerca de 12% da água doce superficial
do planeta e condições adequadas para exploração. O potencial hidrelétrico é estimado
em cerca de 260 GW, dos quais 40,5% estão localizados na Bacia Hidrográfica do
Amazonas, a Bacia do Paraná responde por 23%, a do Tocantins, por 10,6% e a do São
Francisco, por 10%. Apenas 63% do potencial foi inventariado e a Região Norte tem
um grande potencial ainda por explorar. A produção de 1Kw de eletricidade requer
16000 litros de água (TUNDISI, 2005).
As principais bacias da América do Sul estão representadas na figura 4:
Figura 4: Principais Bacias Hidrográficas da América do Sul
Fonte: Tundisi, 2005
20
6.4. Usos industriais
Além de ser usada para a geração de energia, a água pode ser incorporado como
matéria-prima ou como elemento auxiliar na produção de um determinado produto
industrializado. Quando incorporada ao produto final, como nas bebidas, por exemplo,
ela mantém sua identidade química e não é consumida totalmente. O mesmo não
acontece quando a água é usada como um reagente e perde sua identidade, como na
produção de ácidos. Em ambos os casos ela é usada como matéria-prima, mas cada um
dos exemplos citados anteriormente o produto final influencia o ciclo da água na
natureza à sua maneira.
De forma geral, a água tem uma diversificada gama de aplicações no setor industrial,
destaca-se como (REBOUÇAS et al., 2006):

Matéria-prima e reagente;

Como solvente;

Na lavagem de gases e sólidos para retenção de materiais contidos em misturas;

Como veículo de suspensão de materiais em fase sólida ou em operações
envolvendo transmissão de calor;
Para Rebouças et al. (2006) o setor industrial é responsável por 22% do uso mundial da
água, sendo que nos países desenvolvidos esse índice chega a 59%. O setor é
considerado o principal responsável pela crescente dificuldade na obtenção de água para
o atendimento das necessidades da sociedade.
6.5. Recreação e turismo
O turismo, seja de lazer ou de negócios, é uma das atividades mais promissoras para o
próximo século, com perspectivas de retorno rápido dos investimentos. Dentro das
modalidades do turismo, aqueles ligados aos atrativos naturais certamente está
relacionado à utilização da água doce, o chamado ecoturismo.
Esta atividade recente tem em seu cerne o interesse de descobrir a natureza e as águas
doces podem ser tomadas tanto como âncora do projeto como podem ser
complementares a este, mas sempre tentando conciliar a visão econômica e ecológica.
21
A recreação e o turismo são atividades importantes nas áreas interiores dos continentes,
pois o acesso a rios, lagos e represas é um lazer barato para as populações que vivem ao
redor desses reservatórios de água doce (TUNDISI, 2005).
6.6. Pesca
A pesca é uma atividade que consiste na retirada de organismos aquáticos de seu meio
natural para alimentação humana, recreação, captura de espécies ornamentais e para
usos industriais. É uma das atividades mais antigas da cultura humana.
O Código de Pesca (Lei nº 11.959, de 29 de junho de 2009) define a pesca como um
conjunto de atividades que compreende alguns processos como: explotação e
exploração, cultivo, conservação, processamento, transporte, comercialização e pesquisa
dos recursos pesqueiros. Portanto, segundo o código, a pesca pode ser classificada em:

Comercial (feita de forma artesanal, quando praticada diretamente por um
pescador autônomo; ou industrial, quando praticada por pessoa física ou jurídica
e envolver pescadores profissionais);

Não comercial (científica, com finalidade de pesquisa; amadora, com fins
desportivos ou de lazer; ou de subsistência, quando praticada para consumo
doméstico);
De 1980 a 2002, a produção pesqueira brasileira cresceu 2,1%, com queda na produção
de origem marinha e aumento na produção de origem continental, com os estados do
Amazonas e Pará sendo responsáveis por mais da metade da pesca com esta origem. A
disponibilidade torna o peixe o principal alimento da população de baixa renda da
região amazônica. A redução dos estoques tem criado muitos conflitos entre os
pescadores comerciais e as comunidades ribeirinhas (REBOUÇAS et al., 2006).
6.7. Aquacultura
A aquacultura é uma atividade que se caracteriza pela produção de organismos e plantas
aquáticas em água doce, salgada ou salobra. No Brasil, a maior parte desta atividade é
exercida em propriedades rurais comuns, dotadas de açudes e represas, não conflitando
com as outras atividades das fazendas por não necessitar de muita mão-de-obra.
22
Para Rebouças et al. (2006) é provável que exista uma grande dificuldade para
diferenciar a pesca da aquacultura, apesar do abismo que separa essas atividades.
Guardadas as devidas proporções, este abismo pode ser comparado ao que separa os
tempos pré-agricolas dos caçadores-coletores dos tempos modernos.
Para o autor, os sistemas de pesca evoluíram a ponto de se confundirem com a própria
aquicultura, ficando difícil estabelecer limites entre ambas as atividades. Alguns
exemplos desta interação estão os ranchos marinhos, o repovoamento de ambientes
aquáticos e a utilização de recifes artificias.
Há mais de uma década, as taxas de crescimento desta atividade, mais recente do que as
formas tradicionais vêm se mantendo em patamares superiores a 10% ao ano e há uma
expectativa de que nos próximos anos a aquacultura seja responsável por mais da
metade de toda a produção mundial de alimentos de origem aquática (REBOUÇAS et
al., 2006).
Surge de uma forma ainda bastante pioneira a aquacultura em mar aberto ou offshore.
Para os peixes o cultivo é realizado através de jaulas flutuantes, que podem ser de
superfície ou submersíveis, dependendo das condições hidrodinâmicas do local.
6.8. Transporte e Navegação
Grandes civilizações do mundo cresceram e prosperaram às margens de um rio. Assim
aconteceu com os egípcios, que se desenvolveram por dezenas de séculos pela extensão
do Nilo, e com os caldeus, babilônicos e assírios, que habitavam a região dos rios Tigre
e Eufrates. Além da retirada da água dos rios para o consumo próprio, para
dessedentação dos animais e irrigação, as antigas civilizações do mundo já utilizavam
os rios para a navegação, transportando produtos e pessoas (REBOUÇAS et al., 2006).
Estimativas afirmam que dos 450 mil km de vias interiores navegáveis existentes no
mundo hoje, são utilizados cerca de 190 mil km como hidrovias, por onde são
transportadas milhões de toneladas de cargas como petróleo, combustíveis, fertilizantes,
ferro, aço, cereais e materiais de construção (REBOUÇAS et al., 2006).
23
Segundo Rebouças et al. (2006), a navegação interior do Brasil teve dificuldades para
se desenvolver, em função das condições geográficas e topográficas. Na figura 5, estão
os rios navegáveis brasileiros e seus obstáculos.
Figura 5: Brasil-Rios navegáveis e obstáculos
Fonte: alterado de http://www.portalsaofrancisco.com.br
O Brasil tem uma considerável rede hidrográfica que não se distribui uniformemente
pelo seu enorme território. Enquanto a Bacia Amazônica, uma das maiores do mundo
tanto em extensão e superfície, produz perenemente enormes descargas líquidas, o
mesmo não acontece na Região Nordeste, onde há uma deficiência da descarga. Já na
Região Sudeste os rios apresentam obstáculos como cachoeiras e corredeiras ou têm seu
24
curso direcionado para o interior, dificultando a integração da navegação fluvial com a
marítima (REBOUÇAS et al., 2006).
6.9. Mineração
A água está presente em quase todas as etapas da engenharia mineral, principalmente na
lavagem e purificação dos minérios e nos processos industriais como resfriamento e
plantas de lavagem, limpeza e descarga de materiais.
O desenvolvimento da mina é uma etapa de preparação da lavra, que é definida como
um conjunto de operações integradas que tem como objetivo o aproveitamento
industrial das jazidas, desde a extração do minério até o beneficiamento. A produção de
bens minerais tem início com a prospecção geológica, na busca das informações que
vão viabilizar o depósito mineral que, se for economicamente viável, será chamado de
jazida e o conjunto de minerais da qual é feito, de minério. A atividade de lavra
normalmente leva à surgência da água nas cavas ou nas galerias, trazendo problemas
operacionais, tornando necessária sua remoção por meio de bombeamento. Essa água é
considerada de boa qualidade e pode ser contaminada pelos explosivos do desmonte,
óleos e graxas dos equipamentos ou pelas partículas oriundas do manuseio do minério
desmontado e mesmo que ela seja utilizada parcialmente ou totalmente no
empreendimento, critérios de controle da qualidade devem ser adotados para os casos
em que ela é lançada para os cursos d’água (REBOUÇAS et al., 2006).
O minério extraído é normalmente submetido a vários tipos de tratamento para adequálo às especificações de mercado ou aos processos de extração metalúrgica. Os minérios
que são enquadrados nas especificações de mercado são usados de forma direta pelo
consumidor, na forma de agregados como a brita e a areia, após a britagem. Para
adequá-los aos processos de extração metalúrgica, para separar os minerais de interesse,
são utilizadas, além das operações de britagem, outras operações de maior
complexidade e custo, como a moagem e a concentração, que consomem água.
Para Rebouças et al. (2006), o tratamento de minérios consome grandes volumes de
água: uma usina otimizada que produz 1770 toneladas métricas secas por hora de
concentrado de minério de ferro, utiliza 9700 m³/h de água. Este elevado consumo é
atenuado pela prática da recirculação da água.
25
A produção de metais a partir dos minérios envolve etapas de transformação física e
química até a obtenção do produto final. A metalurgia extrativa é dividida em duas
áreas: pirometalurgia e hidrometalurgia. A produção do aço é um exemplo da
pirometalurgia, onde a água embora não seja um insumo direto do processo, são gastos
grandes volumes nas diversas etapas, utilizando de 100 a 200 m³/t aço. Equipamentos
como alto-forno, forno elétrico, lanças de sopro são resfriados com água (REBOUÇAS
et al., 2006).
6.10. Diluição de dejetos
Os métodos de tratamento de dejetos foram criados como resposta à preocupação pelos
efeitos negativos causados pela descarga de efluentes no ambiente. Os objetivos
primários do tratamento eram a remoção dos sólidos suspensos e flotáveis, dos
compostos orgânicos biodegradáveis e de organismos patogênicos (REBOUÇAS et al.,
2006).
Para Rebouças et al. (2006) os desafios que o saneamento urbano de países em
desenvolvimento enfrentam aumentaram em complexidade, devido aos conceitos de
desenvolvimento impostos pela sociedade, a partir da década de 80. A visão antiga, que
previa o abastecimento de serviços de saneamento adequados para todas as residências,
foi substituída por uma nova, que exige a gestão sustentada dos efluentes urbanos e a
proteção da qualidade dos recursos hídricos.
De uma maneira genérica existe um número ilimitado de possibilidades de tratamento,
com cada caso requerendo uma avaliação específica, com a escolha dependendo das
características do sistema de abastecimento de água local. Em áreas de densidade
elevada os sistemas de tratamento centralizados são mais viáveis, entretanto no Brasil,
mesmo em áreas de renda e densidade populacional baixa, são empregados os sistemas
de veiculação hídrica com tratamento centralizado.
O tratamento dos esgotos é uma ação importante para a recuperação das águas
municipais, mas além de estações de tratamento é preciso implantar sistemas de
recuperação para os rios urbanos (TUNDISI, 2005).
26
Por causa das grandes vazões envolvidas na agricultura, 80% do uso consuntivo, em
alguns países, o reúso da água para fins agrícolas deve ser utilizada como saída
sustentável. Durante as últimas décadas o uso de esgotos para irrigação de culturas
aumentou devido aos seguintes fatores (REBOUÇAS et al., 2006):

Dificuldade na identificação de fontes alternativas de água para a irrigação;

Custo alto dos fertilizantes;

Custos elevados dos sistemas de tratamento necessários para a descaga de
efluentes em corpos receptores;

Aceitação sociocultural da prática do reuso agrícola;

Reconhecimento e valorização dos órgãos gestores dos recursos hídricos com a
prática;
Para Rebouças et al. (2006) em países de clima predominantemente quente, como o
Brasil, a tecnologia mais adequada para o tratamento de efluentes para o uso agrícola
são as lagoas de estabilização, posicionadas em série e constituídas de unidades
anaeróbicas, facultativas e de maturação. O tratamento completo ou parcial dos esgotos
é uma medida protetora em sistemas de reuso agrícola, mas devem-se considerar
alternativas associadas a sistemas simplificados, pois os custos de operação e
manutenção são altos.
Para o autor os custos elevados da água industrial associados às demandas crescentes
têm levado as indústrias a avaliar as possibilidades do reúso e considerar a oferta das
companhias de saneamento para a compra de efluentes tratados. A proximidade de
estações de tratamento de esgoto das áreas de grande concentração de indústrias
contribui para programas de reuso industrial principalmente para usos que não exijam
níveis elevados de tratamento, como em torres de refrigeração.
Na pecuária, os criadores de suínos devem possuir um programa racional de controle
dos dejetos, visando a sua correta utilização para evitar os problemas de poluição. Levase em conta, no planejamento, cinco etapas: a produção, coleta, armazenagem,
tratamento, distribuição e utilização dos dejetos na forma sólida, pastosa ou líquida. O
primeiro passo é determinar o volume e o grau de diluição dos dejetos, pois diferentes
consistências exigem técnicas específicas de manejo, tratamento e de distribuição. Os
27
desperdícios de bebedouros e a quantidade de água para a limpeza de baias e animais
têm enorme influência sobre o volume e a consistência dos dejetos, mas de uma forma
geral, estima-se em 100 litros/matriz.dia o consumo de água para um ciclo completo
(www.cnpsa.embrapa.br/down.php?tipo=publicacoes&cod_publicacao).
Os dejetos produzidos são levados através de uma rede de ductos ou calhas para um
local de captação central, visando facilitar o manejo e a distribuição, equalizando a
vazão horária dos dejetos. A capacidade do tanque de captação deve ser suficiente para
armazenar o volume máximo de dejetos produzidos num dia e armazenagem é
temporária, visando facilitar o uso dos dejetos em lavouras e pastagens.
Os dejetos suínos normalmente contêm metais pesados como o cobre, zinco e o ferro.
Os dois primeiros são encontrados em antibióticos e todos os três estão presentes nos
suplementos de rações. Os efluentes de suinoculturas podem atuar significativamente
sobre o pH da água e em regiões onde a suinocultura é uma prática de destaque, como
no estado do Paraná, está sendo feito o monitoramento da qualidade das águas para
detecção de alguns elementos químicos utilizados em rações, suplementos alimentares e
medicamentos (REBOUÇAS et al., 2006).
Para Rebouças et al. (2006) as águas que recebem os despejos de criações intensivas de
animais além de conter níveis elevados de metais pesados podem apresentar diversos
organismos patogênicos.
28
7. A RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005
O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) é o órgão brasileiro responsável
pela política nacional do meio ambiente. Em 2005, a Resolução CONAMA 357
substituiu a Resolução CONAMA 20, de 1986. Esta resolução define a classificação das
águas doces, salobras e salinas em função dos usos atuais e futuros, de acordo com a
qualidade. Em função dos usos previstos, foram criadas treze classes.
A resolução traz em seu Capítulo I, das definições, que as águas são classificadas e
divididas pela salinidade em:
 Águas doces, com salinidade igual ou menor a 0,5 ‰;
 Águas salobras, de salinidade entre 0,5 ‰ e 30 ‰;

Águas salinas, com salinidade igual ou maior a 30 ‰;
No Capítulo II, desta resolução, as águas doces são classificadas em cinco classes
distintas, em que a Classe Especial pressupõe os usos mais nobres, e a Classe 4, os
menos nobres:
 Classe Especial: destinadas ao abastecimento para consumo humano, com
desinfecção; à preservação do equilíbrio das comunidades aquáticas e dos
ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral;
 Classe 1: destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento
simplificado; proteção das comunidades aquáticas; recreação de contato
primário; irrigação de hortaliças e de frutas que são ingeridas cruas; à proteção
das comunidades aquáticas em Terras indígenas;
 Classe 2: destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento
convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato
primário; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas, jardins, campos de esporte
e lazer; à aquicultura e pesca;
 Classe 3: destinadas ao consumo humano, após tratamento convencional; à
irrigação de culturas arbóreas; cerealíferas e forrageiras; à pesca amadora; à
recreação de contato secundária; à dessedentação de animais;
29

Classe 4: destinadas à navegação e harmonia paisagística;
30
8. A CRISE DA ÁGUA
A UNESCO, Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura,
coordenadora do Programa Hidrológico Internacional (PHI) desde 1975, tem
estimativas desanimadoras sobre a falta d’água: na melhor das hipóteses, serão dois
bilhões de pessoas em 48 países enfrentando esta situação em meados deste século
(REBOUÇAS, 2004).
Para este autor, o conceito de água como uma dádiva inesgotável da natureza vem se
modificando desde a década de 1980, quando ela passou a ser tratada como uma
mercadoria para consumo, com preço de mercado.
Os usos múltiplos da água pelo homem criaram um quadro de degradação e poluição
que aliado aos excessos e as retiradas permanentes, tem diminuído consideravelmente a
disponibilidade de água e produzindo inúmeros problemas de escassez em muitas
regiões e países. Esta crise é uma ameaça permanente à humanidade e à sobrevivência
da biosfera (TUNDISI, 2005).
Segundo Tundisi, esta crise tem grande importância e interesse geral, pois além de
colocar em perigo a sobrevivência do Homo sapiens1 e de todo componente biológico,
ela impõe dificuldades ao desenvolvimento, aumentando as doenças de veiculação
hídrica e estresses econômicos e sociais.
A deterioração mundial dos mananciais tem causado um aumento rápido dos custos do
tratamento de água. Os usos múltiplos e a demanda pelos volumes de água estão
causando a redução das reservas superficiais e subterrâneos e inúmeros impactos na
qualidade dessas águas. As principais consequências dos impactos dos usos múltiplos
são (REBOUÇAS et al., 2006):
1

Eutrofização;

Redução dos volumes;

Poluição orgânica;
Do latim "homem sábio", é também chamado de pessoa, gente ou homem.
31

Sedimentação de rios, lagos e represas;

Perda de capacidade tampão por redução de áreas alagadas;

Poluição agroindustrial;

Poluição industrial;

Hidroeletricidade (construção de represas e interferências no ciclo hidrológico);

Pesca extensiva e excessiva;

Introdução de espécies exóticas;

Remoção de espécies críticas;

Remoção de florestas ripárias;

Poluição urbana (despejo de efluentes de esgotos não tratados );

Deterioração dos mananciais;

Aumento do custo do tratamento das águas;

Redução dos aquíferos subterrâneos;
As águas subterrâneas estão disponíveis em todas as regiões do planeta e são utilizadas
com frequência para o abastecimento doméstico, para irrigação em áreas rurais e na
indústria. A contaminação destas das águas tem efeitos diversificados na sua qualidade
e repercutem na saúde humana. Dentre as principais fontes de contaminação destas
águas estão (TUNDISI, 2005):

A percolação por resíduos de aterros sanitários;

Percolação a partir de lagoas de estabilização;

Acidentes em tanques de reservas de combustíveis;

Descargas a partir de fossas negras;

Fertilizantes tóxicos usados na irrigação;

Tanques que reservam resíduos industriais, fezes de animais ou para reservas de
ração;

Esgotos não tratados;

Obras em regiões costeiras que podem resultar no influxo de águas salobras;
Os dados recentes sobre a escassez da água e a degradação dos recursos hídricos do
planeta mostram o panorama da situação: cerca de 80 países, que representam 40 % da
32
população mundial, têm sérias dificuldades para manter a disponibilidade de água; mais
de um bilhão de pessoas têm problemas de acesso a água potável; doenças de veiculação
hídrica, devido a falta de acesso à agua de boa qualidade e ao saneamento básico,
causam 5 milhões de mortes por ano; na China e na Índia, o lençol freático afunda de 2
a 3 metros anualmente e 80% dos rios são tóxicos para os peixes (REBOUÇAS, 2004).
8.1. Eutrofização
A eutrofização é um fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (fósforo e nitrogênio)
na água, devido ao aumento excessivo das algas que contribuem para o
desenvolvimento dos consumidores primários e eventualmente de outros elementos do
ecossistema. Este aumento da biomassa pode levar a uma diminuição do oxigênio
dissolvido, provocando a morte e consequente decomposição de muitos organismos,
diminuindo a qualidade da água e eventualmente a alteração profunda do ecossistema.
Pode ser natural , quando resultado da descarga normal de nitrogênio e fósforo nos
sistemas aquáticos, ou cultural, quando proveniente dos despejos de esgotos domésticos
e industriais e da descarga de fertilizantes agrícolas (TUNDISI, 2005).
Normalmente, a eutrofização cultural acelera o processo de enriquecimento das águas
superficiais e subterrâneas. Em lagos, represas e rios, este processo consiste no rápido
desenvolvimento de plantas aquáticas (cianobactérias) que produzem substâncias
tóxicas que podem afetar a saúde do homem e causar a mortalidade de animais. Em
muitos casos, a mortalidade em massa de peixes está ligada com a falta de oxigênio
dissolvido. Dentre os principais efeitos da eutrofização, destacam-se (TUNDISI, 2005):

Ausência de oxigênio na água (anoxia), que além me causar a mortalidade em
massa de peixes e invertebrados, favorece a formação de gases de forte odor e
por vezes tóxicos;

Florescimento de algas e crescimento não controlado de plantas aquáticas;

Produção de toxinas por algas;

Altas concentrações de matéria orgânica que ao serem tratadas com cloro podem
produzir substâncias carcinogênicas;

Deterioração dos valores recreacionais de lagos e represas;
33

Acesso restrito à pesca e recreação em razão de acúmulo de plantas aquáticas
que impedem a locomoção;

Queda acentuada na biodiversidade e na quantidade de espécies de animais e
plantas;

Alterações na composição de espécies de peixes com diminuição de seu valor
comercial;

Diminuição da concentração de oxigenio dissolvido durante o outono,
principalmente nas regiões mais profundas de regiões temperadas;

Diminuição dos estoques de peixe causados pela redução do oxigenio dissolvido
na água e nas profundezas de lagos e represas;

Efeitos na saúde humana;
Além das perdas econômicas (aumento dos custos de tratamento e queda do valor
turístico de lagos, represas e rios), a eutrofização causa mesmo que indiretamente,
impactos sociais negativos, pois as atividades ligadas com a qualidade da água como a
recreação e instalação de indústrias, podem provocar a migração de pessoas para regiões
com melhores condições de gerar emprego e renda.
8.2. A contaminação por compostos orgânicos persistentes
A contaminação química das águas é uma das maiores ameaças a sobrevivência da
humanidade para o próximo século. O aumento da fabricação de substâncias químicas
após a segunda guerra mundial, desenvolvidos para a melhora da qualidade de vida das
pessoas, tornou-se um problema de saúde pública, além de colocar em risco a
biodiversidade do planeta. Substâncias como DDT, PCBs e Dioxina ficam armazenadas
na gordura dos seres humanos por vários anos. O acúmulo dessas substâncias no corpo
humano, além da probabilidade de causar câncer, traz problemas sérios para a saúde
humana como (TUNDISI, 2005):

Efeitos negativos à reprodução dos seres humanos;

Desenvolvimento sexual prejudicado;

Deformidades no esperma e na contagem do mesmo;

Comprometimento do sistema imunológico;
34

Efeitos negativos no desenvolvimento do cérebro e problemas de aprendizagem;

Aberrações de comportamento;
O autor ainda ressalta que muitas dessas substâncias não são retiradas pelos sistemas de
tratamento de água, permanecendo quase intactas na água potável e provocando uma
disrupção endócrina permanente.
8.3. Os custos da água
O custo do tratamento de água para o abastecimento está relacionado não só com a
quantidade, mas também com a qualidade. Se a qualidade for muito boa, poucas
intervenções serão necessárias para produção, tornando o custo do tratamento mais
baixo.
Em municípios brasileiros, de mananciais bem conservados e florestas com pouca
contaminação agrícola, o custo da água é de R$ 0,50 a R$ 0,80/1000 m³. Em águas com
mananciais deteriorados os custos podem chegar de R$ 35,00 a R$ 40,00/1000 m³
(TUNDISI, 2005).
Para este autor, o consumo da água e as interações do ciclo hidrossocial2 para a
economia dependem diretamente dos usos, de seu consumo e da sua estrutura. As
interações do ciclo da água com as economias local, regional, nacional e internacional, a
chamada hidroeconomia, tem como características principais:

Custos do fornecimento, transporte e tratamento da água doce para as
necessidades humanas;

Usos e custos da água na agricultura e nas industrias;

Tratamento da água residuária e seus custos;

Custos do reuso e reciclagem da água e a economia relacionada;

Custos decorrentes da perda de qualidade da água e investimentos necessários
para a recuperação;
2
Uma gestão da água de forma mais integradora, reavaliando o ciclo hidrológico por meio da inserção de
variáveis humanas como uso, manejo, gestão, saúde, entre outras;
35

Perda de serviços dos ecossistemas e seus custos;

Conflitos internacionais devido às perdas de qualidade da água;
Tundisi ressalta que o conhecimento das relações abastecimento, consumo e demanda, é
importante do ponto de vista econômico, sendo o gerenciamento da demanda o
componente mais
importante da
administração do
ciclo hidrossocial.
Este
gerenciamento pode incluir ações como reuso, planejamento adequado e a conservação
dos mananciais, impedindo desiquilíbrios na relação suprimento-demanda e o aumento
do custo do tratamento de águas para o abastecimento.
As grandes cidades, principalmente aquelas que estão crescendo rapidamente em países
em desenvolvimento, vão exigir grande esforços para reduzirem o déficit crônico de
abastecimento de água, implantando novos projetos para atender a demanda,
estimulando a exploração de novas fontes e o uso eficiente. Para tanto, uma das medidas
essenciais é estabelecer políticas que consideram a água como um bem escasso com
valor econômico, e não uma dádiva da natureza (REBOUÇAS et al., 2006).
No Brasil, onde cerca de 81% da população vive e trabalha em áreas urbanas, o
fornecimento irregular de água, racionamentos e operações de rodízio, trazem riscos
para a saúde dos moradores de nossas cidades. Esta estratégia da escassez é fruto da
combinação de quatro fatores (REBOUÇAS, 2004):

Crescimento desordenado de nossas cidades;

Fornecimento pouco eficiente da água disponível, onde as perdas totais da água
tratada que é injetada na rede de distribuição ficam entre 30 e 60 %;

Desperdícios dos usuários (entre 30 e 40 % no setor doméstico e até 90 % dos
perímetros irrigados);

Lançamento de perto de 90 % dos esgotos não tratados nos rios e corpos d’água;
Para Rebouças et al. (2006), uma oferta de água de melhor qualidade poderá ser feita
por meio da captação da água da chuva, por sistemas que a impeçam de se misturar com
as águas salinas subterrâneas e superficiais, que na maioria das vezes, estão
contaminadas. O Programa Um Milhão de Cisternas Rurais, lançado em 2000, por
36
iniciativa da ASA (Articulação do Semiárido Brasileiro) foi a primeira experiência na
tentativa de atenuar a escassez no nordeste brasileiro.
37
9. APROVEITAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA
9.1. Distribuição da chuva no mundo e no Brasil
As regiões mais úmidas da Terra estão geograficamente localizadas entre os Trópicos de
Câncer e de Capricórnio, configurando uma faixa que se estende aproximadamente
entre 10° N e 10° S do Equador Terrestre nos domínios continentais e pode atingir 20°
N e 20° S nas áreas oceânicas (REBOUÇAS et al., 2006).
A distribuição das chuvas no mundo é apresentada na figura 6, onde é verificada a
maior abundância nas regiões intertropicais e temperadas.
Figura 6: Distribuição das chuvas no mundo
Fonte: alterado de Rebouças et al., 2006
Na faixa de clima equatorial úmido, as chuvas são muito abundantes e relativamente
regulares, resultando em excedentes hídricos durante nove a doze meses do ano. Nas
áreas de clima tropical subúmido as chuvas são menos abundantes e regulares,
resultando numa estação úmida de sete a nove meses por ano. Nas zonas de clima
tropical misto o regime chuvoso é variável, ocorrendo de quatro a sete meses por ano e
nos domínios de clima tropical seco o regime de precipitações pode ser muito variável
(REBOUÇAS et al., 2006).
Segundo Rebouças et al. (2006), quando a quantidade de água precipitada (P) é menor
do que aquela evapotranspirada (ETp ), diz-se que há déficit hídrico ou que a região é
38
seca. A avaliação das quantidades de água precipitada e evaporatranspirada é um
problema complicado, porque estas variam tanto no espaço quanto no tempo, tornando
necessária a realização de medidas por longos períodos, numa rede de estações
distribuídas de forma adequada na região de interesse.
Para as condições climáticas do Brasil, a água proveniente do vapor d’água da
atmosfera chega à superfície terrestre, de forma significativa em termos de volume, na
forma de chuva. Em termos pluviométricos, mais de 90% do território brasileiro recebe
chuvas entre 1000 e 3000 mm/ano, com apenas 400000 Km² do semiárido do Nordeste
recebendo chuvas mais escassas e irregulares, entre 400 e 800 mm/ano (REBOUÇAS,
2004).
Na figura 7, estão as características da precipitação média no Brasil.
Figura 7: Precipitação Média Anual no Brasil
Fonte: alterado de http://www.master.iag.usp.br/ensino
Segundo o INMET, Instituto Nacional de Meteorologia, a maior precipitação em 24
horas na década passada foi na cidade de Florianópolis, chegando aos 404,8 mm em 15
de novembro de 1991. Nesta localidade no mês de novembro, normalmente chove o
equivalente à 129 mm. O lugar do planeta onde mais chove é o encontro Waialeale,
situado numa Ilha do Havaí. A média anual de precipitação é de 11700 mm, quase três
39
vezes maior que o índice do lugar mais úmido do Brasil que raramente passa de 3000
mm/ano (http://www.inmet.gov.br).
9.2. Histórico
Os sistemas de coleta e aproveitamento da água de chuva já existem há milhares de
anos, em diversas civilizações antigas. Em vários locais do planeta, as pessoas
utilizaram a coleta e o armazenamento de águas pluviais para uso doméstico, irrigação,
criação de animais e outras finalidades. Antes do desenvolvimento dos grandes sistemas
centralizados de fornecimento de água, a água da chuva era coletada principalmente
pelos telhados e armazenada em tanques no próprio local de utilização (Landa, Guerra,
2007).
O interesse em captar e armazenar as águas pluviais para posterior aproveitamento era
uma prática comum na antiguidade. Em uma das inscrições mais antigas do mundo, a
Pedra Moabita, datada de 850 a.C., o rei Mesha3 sugere a construção de um reservatório
de água da chuva em sua casa. Na fortaleza dos templários em Tomar, Portugal, existem
dois reservatórios de aproveitamento da chuva, de 145 m³ e 215 m³ de capacidade cada,
construídos no início do século XII. Na península de Iucatã, no México, existem
reservatórios que foram construídos antes da chegada de Colombo à América, e que
ainda estão em uso. No palácio de Knossos, na ilha de Creta, aproximadamente em
2000 a.c a água da chuva era aproveitada para descarga em bacias sanitárias (Reis,
2007).
Na Alemanha, o uso da água da chuva é estimulado com o propósito de conservar as
águas subterrâneas, com o sistema de captação sendo subsidiado pelas prefeituras, e as
águas pluviais sendo utilizadas para irrigação, descargas de bacias sanitárias, máquinas
de lavar roupa e uso comercial e industrial. No ano 2000, havia cerca de 15000 sistemas
privados de coleta em funcionamento no estado alemão de Hamburgo. Segundo Reis
(2007), também nos Estados Unidos foi oferecido financiamento para a construção de
reservatórios para a captação de água de chuva.
3
Rei de Moabe , uma faixa de terra montanhosa onde é atualmente a Jordânia, por volta de 850 a. C;
40
9.3. Arquitetura Sustentável e o uso da água da chuva
Desde os primórdios da humanidade, os arquitetos se preocupavam com o conforto e
em consumir pouca energia para consegui-lo. O esquecimento destes conhecimentos foi
contestado por um grupo pequeno que insistia em projetar edifícios adaptados ao clima
local. Poucos edifícios contemporâneos no Rio de Janeiro são capazes de prover
conforto sem uma forte dependência dos sistemas convencionais de energia (Corbella,
Oscar, 2009).
Um desses prédios é o Edifício Cidade Nova, no Rio de Janeiro, concluído em 2008
(figura 8). Projetado pelo arquiteto Ruy Rezende, apresenta conceitos de
sustentabilidade e otimização do uso das águas, que se dá através da coleta das águas de
chuva e das águas de condensação do sistema de ar condicionado, sendo responsável
pelo atendimento de 40% do consumo diário previsto, através do reuso dessas águas em
atendimento às lavagens, irrigação e bacias sanitárias.
Figura 8: Edifício Cidade Nova, Rio de Janeiro
Fonte: http://www.arcoweb.com.br/arquitetura
No Japão, em 1995, foi construído um edifício de quatorze pavimentos com um
reservatório de um milhão de litros para utilização da água de chuva e para o
41
reaproveitamento das águas das torneiras e máquinas de lavar roupa. Nesta construção,
todas as bacias sanitárias são servidas com a água de chuva (REIS, 2007).
Neste país a coleta de água de chuva é bastante intensa por dois motivos: os
reservatórios de água que abastecem Tóquio ficam distantes e a cidade apresenta
grandes índices de superfície pavimentada. Dois tipos de sistema de coleta e
aproveitamento são utilizados no Japão (LANDA, GUERRA, 2007):

O sistema de reservatório;

O sistema de valas de infiltração;
9.4. Maneiras de aproveitamento da água da chuva
Com a implantação em grande escala, dos grandes sistemas centralizados de tratamento
e distribuição de água, e equipamentos para perfuração de poços mais baratos e
eficientes, os sistemas para coleta de água da chuva foram esquecidos. Um renovado
interesse na coleta de água da chuva está surgindo, apoiada no interesse mútuo dos
clientes e construtores, na busca de construções ecologicamente corretas.
Ao conjunto de atividades que procuram reduzir a demanda de água e melhorar seu uso,
diminuindo as perdas e desperdícios, através de práticas para economizá-la, dá-se o
nome de conservação da água. As principais maneiras de aproveitamento da água da
chuva são:

Alimentação das bacias sanitárias e mictórios;

Irrigação de jardins;

Limpeza de pavimentos;

Reserva para incêndio;

Sistemas de resfriamento;

Espelhos e fontes d’água;

Recarga de aquíferos;
Para a conservação de água existem medidas ditas convencionais e não convencionais.
O sistema de aproveitamento de água da chuva para o consumo não potável é uma
42
medida não convencional, utilizada em países como Estados Unidos, Alemanha, Japão,
entre outros. No Brasil, este sistema de aproveitamento é utilizado em algumas cidades
do Nordeste como fonte de suprimento de água (REIS, 2007).
Para este autor, a captção pluvial para fins não potáveis é um sistema simples que pode
ser usado em residências unifamiliares, prédios, indústrias, entre outros, construídos
tanto em áreas urbanas quanto nas rurais, necessitando de um pequeno investimento
inicial que é recuperado rapidamente.
Além de amenizar os efeitos da impermeabilização do solo o aproveitamento da água da
chuva para fins menos nobres surge como uma alternativa para economizar água e
dinheiro. A seguir, uma descrição dos componentes básicos para a implantação do
sistema.
9.5. Equipamentos
Todo sistema de captação de água da chuva á composto pelos componentes básicos
(REIS, 2007):

Áreas de captação, isto é, o telhado, a superfície onde a chuva cai;

Calhas e condutores, os canais de transporte entre a superfície de coleta e o
tanque de armazenamento;

By pass;

Filtro e peneira;

Reservatório e extravasor
O importante é construir um sistema para a captação, filtragem e armazenamento, tendo
como um dos princípios básicos captar a água da chuva antes que ele chegue ao chão,
evitando assim possíveis contaminações e o uso de equipamentos mais complexos
(figura 9). O sistema de coleta para o aproveitamento das águas pluviais é de fácil
manuseio, custo de implantação baixo, dependendo da tecnologia utilizada, e de retorno
rápido, em certas regiões onde os níveis de precipitação são considerados elevados.
Alguns condutores verticais e horizontais em sua maioria se encontram instalados na
edificação, ao contrário dos outros dispositivos, como os de descarte e os reservatórios.
43
Figura 9: Esquema de coleta de água da chuva.
Fonte: May, 2004
9.5.1. Área de captação
A área de captação é a superfície onde a chuva que será coletada irá cair. Geralmente os
telhados de casas (figura 10) e indústrias são usados como áreas de captação, contudo
grotas, estradas e canais de infiltração também podem ser utilizados como superfícies de
captação, coletando e levando a chuva para um açude ou outro tipo de local
impermeabilizado.
Figura 10: Telhado e calhas
Fonte: Reis, 2007
44
Para a utilização doméstica, os telhados das edificações são as principais áreas de
captação que, em localidades rurais, podem incluir outras construções como celeiros e
galpões. Podem ser de diversos materiais e inclinações: telhas cerâmicas, zinco, ferro
galvanizado, concreto armado, plástico, plano revestido com asfalto, entre outros.
9.5.2. Calhas e condutores
Estes são os componentes que recolhem a chuva que precipitou no telhado e a
transportam até o tanque de armazenamento. São facilmente encontrados em formas,
tamanhos e materiais diversos, adaptando-se muito bem ao sistema. No mercado, as
calhas e condutores poder metálicos ou de PVC. Assim como as superfícies de
captação, é importante se assegurar de que estes condutores sejam livres de chumbo ou
qualquer outro material que possa contaminar a água.
9.5.3. By Pass
Os telhados estão sujeitos a vários agentes poluidores, tornando recomendável o
descarte da água proveniente da primeira chuva, pois é ela que faz a limpeza das áreas
de captação, principalmente após longos períodos de estiagem. By Pass (figura 11)
consiste em desprezar a água da primeira chuva, removendo-a manualmente com o uso
de tubulações ou automaticamente por meio de dispositivos de autolimpeza (REIS,
2007).
Figura 11: By Pass
Fonte: Reis, 2007
45
Uma maneira de descartar esta água é usando um tonel (figura 12), com um orifício de
0,5 cm de diâmetro na parte inferior, para receber a água do telhado que passa primeiro
pela calha e depois desce pelo condutor vertical. Um ramal horizontal é conectado a este
condutor, para alimentar o reservatório. No início da precipitação, a água desce até o
tonel, saindo pelo orifício da parte inferior com pequena vazão, fazendo com que a água
coletada suba muito mais rapidamente no tonel e em seguida, no trecho inferior do
condutor até a conexão com o ramal horizontal. Quando a vazão máxima no orifício é
alcançada, a água começa a escoar para o reservatório, através do ramal horizontal.
A descarga do orifício desaparece tempos depois do término da chuva, como o total
esvaziamento do tonel. A água proveniente da precipitação de pequena intensidade não
apresenta condições de aproveitamento, pois atendem somente à vazão do orifício.
Figura 12: Tonel para descarte da água de limpeza do telhado
Fonte: May, 2004
Outra maneira de descarte é fazendo uso de um reservatório de autolimpeza, dotado de
uma bóia de nível. Normalmente, utiliza-se 40 litros para cada 100 m² de área de
telhado. Portanto, o volume deste reservatório de autolimpeza deverá ter uma
capacidade de 0,4 L/m² (Landa, Guerra, 2007).
46
9.5.4. Filtros e peneiras
Os condutores que levam a água da chuva até o reservatório de autolimpeza, ou para
outro dispositivo qualquer, não devem sofrer entupimentos. Para tanto o sistema de
coleta deve conter um sistema de peneiras para a retirada de folhas e galhos. Na figura
13, a colocação de uma grade na calha surge como uma alternativa, mas existem outras,
como o uso de um dispositivo na saída da calha ou uma grade na entrada de água do
reservatório.
Figura 13: Grade localizada sobre a calha.
Fonte: May, 2004
Os filtros são instalados no ponto de união da tubulação que drena a água de chuva de
diversos condutores verticais, sendo mais eficientes. Utilizam o princípio original de
filtragem, separando a água de chuva de impurezas como folhas, galhos, insetos e
musgo, com mínima perda de água e exigência de manutenção mínima. Na figura 14,
segue o esquema de um filtro de galeria.
Figura 14: Filtros de galeria
Fonte: http://www.ecocasa.com.br
47
Os filtros de descida são instalados diretamente na tubulação de descida dos telhados.
Os filtros flutuantes de sucção são instalados na tomada de água da bomba que faz a
captação da água do reservatório para alimentar os pontos de consumo. Filtram
impurezas que porventura ainda estejam no reservatório, garantindo a qualidade da água
e evitando problemas com a bomba. Pode ser usado independente do pré-filtro, e
também para água de reuso ou de poços. Na figura 15 estão apresentados os tipos mais
comuns de filtros: Vórtex, de Descida e Flutuantes.
Figura 15: Filtros Vortex, de Descida e Flutuantes
Fonte: http://cronossustentavel.com.br
9.5.5. Reservatório
Para o armazenamento da água da chuva são usados reservatórios, como exemplificado
na figura 16, de dimensões que dependem, simultaneamente, da precipitação média da
região, da área de coleta e da demanda mensal. Por ser o componente de maior preço do
sistema de coleta e aproveitamento de águas pluviais, as dimensões do reservatório
podem tornar sua implantação inviável. Dependendo do volume obtido no cálculo e das
condições do meio, o armazenamento da água poderá ser realizado para (Landa, Guerra,
2007):

Armazenar água para a demanda de alguns dias;

Armazenar água para a demanda de até dois meses;

Armazenar água para a demanda de até seis meses;

Armazenar água para a demanda de até um ano;
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Figura 16: Reservatório
Fonte: http://www.casaautonoma.com.br
O reservatório usado para armazenar a água de chuva pode também filtrá-la através de
um filtro de areia, desde que a entrada seja munida de um dispositivo para descarte de
folhas e galhos. Entre esta entrada e a saída deve existir uma camada de areia e uma
camada de pedregulho, com a água sendo direcionada a um poço de sucção onde é
bombeada até um segundo reservatório, que fará a alimentação do sistema de
distribuição (Landa, Guerra, 2007).
Os reservatórios podem ser apoiados, enterrados ou elevados, sendo constituídos de
materiais diversos, como concreto armado, alvenaria de tijolos comuns ou bloco
armado, plásticos, poliéster, entre outros (Reis, 2007).
49
10. CONCLUSÃO
A quantidade dos recursos hídricos do nosso planeta está constante há milhões de anos,
estocada em grandes reservatórios como os oceanos, geleiras, calotas polares e águas
subterrâneas. Apesar do crescimento elevado da população no último século existe água
em volume suficiente para atender a todos, mas uma crise vai afetar regiões e
populações do planeta se algumas mudanças e atitudes não foram confrontadas não
somente pelos governantes. Mesmo o Brasil, que se enquadra entre os países ricos em
recursos hídricos, poderá sofrer com a “crise da água”, pois a maioria dos grandes
centros urbanos se encontra distante das maiores bacias hidrográficas e a degradação do
meio ambiente compromete a qualidade e encarece o tratamento.
Para a sociedade civil cabe uma procura de saídas para minimizar os problemas no
abastecimento de água, procurando alternativas técnicas e economicamente viáveis.
Dentro deste contexto, a possiblidade de aproveitamento da água da chuva em
edificações pode assumir uma parcela importante do consumo de água da população,
proporcionando aos usuários uma economia considerável nos gastos com o
abastecimento deste insumo e evitando que o solo impermeabilizado das áreas urbanas
sobrecarregue os dispositivos de drenagem. Portanto, em regiões de precipitação média
considerável, a água da chuva pode ser usada para funções menos nobres como lavagem
de pisos, automóveis, roupas e para descargas sanitárias, diminuindo a demanda dos
sistemas de abastecimento ao suprir mais de 40% do consumo de água em uma
residência.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Brasil. Lei nº 11.959, de 29 de junho de 2009. Dispõe sobre a Política Nacional de
Desenvolvimento Sustentável da Aquicultura e da Pesca, regula as atividades
pesqueiras, revoga a Lei no 7.679, de 23 de novembro de 1988, e dispositivos do
Decreto-Lei no 221, de 28 de fevereiro de 1967, e dá outras providências.
Brasil. Resolução N° 357, de 17 de março de 2005. Publicada no DOU nº 053, de
18/03/2005, págs. 58-63. Alterada pela Resolução 410/2009 e pela 430/2011.
CORBELLA, Oscar Corbella.; YANNAS, Simos Yannas.; Em Busca de uma
Arquitetura Sustentável 2° ed. Rio de Janeiro: Revan, 2009.
LANDA, Claudio Marcos Quintão de Landa .; GUERRA, Magnus Lúcio Amarante
Guerra.; Estudo da Viabilidade Técnica e Econômica do Sistema de Aproveitamento de
água de Chuva. Trabalho de conclusão de curso apresentado ao colegiado do curso de
Especialização em Análise Ambiental da Universidade Federal de Juiz de Fora, 2007.
MAY, Simone May.; Estudo da viabilidade do aproveitamento de água para consumo
não potável em edificações. Dissertação apresentada à Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo para a obtenção do Título de Mestre em Engenharia, 2004.
Disponível
em
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-02082004-
122332/pt-br.php. Acesso em 11/12/2012.
REBOUÇAS, Aldo Rebouças. Uso Inteligente da Água. São Paulo. Escrituras, 2004.
REBOUÇAS, Aldo da C. Rebouças.; BRAGA, Benedito Braga.; TUNDISI, José
Galizia Tundisi.; Águas Doces no Brasil 3° ed. São Paulo: Escrituras, 2006.
REIS, Bruno de Souza Reis. Análise Ambiental da Relevância do Aproveitamento de
Águas de Chuva para Usos Não Nobres: Impactos na Economia Doméstica e na
Sustentabilidade do Planeta. Trabalho de conclusão de curso apresentado ao colegiado
do curso de Especialização em Análise Ambiental da Universidade Federal de Juiz de
Fora, 2007.
TUNDISI, José Galizia Tundisi. Água no Século XXI . São Carlos: RiMa, 2° ed., 2005.
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http://cronossustentavel.com.br/solucoes/aproveitamento. Acesso em 08/01/2013.
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