Reuso da Água Pluvial em Edificações Residenciais

Universidade Federal de Minas Gerais
Escola de Engenharia
Departamento de Engenharia de Materiais e Construção
Curso de Especialização em Construção Civil
Monografia
“REUSO DA ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS”
Autora: Bruna Quick da Silveira
Orientador: Prof. Dalmo Lúcio M. Figueiredo
Janeiro/2008
1
BRUNA QUICK DA SILVEIRA
“REUSO DA ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS”
Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Construção Civil da
Escola de Engenharia da UFMG
Ênfase: Tecnologia e Produtividade das Construções
Orientador: Prof. Dalmo Lúcio M. Figueiredo
Belo Horizonte
Escola de Engenharia da UFMG
2008
2
Agradeço a todos que me instruíram e apoiaram
durante a realização deste trabalho.
3
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.........................................................................................
01
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.....................................................................
03
2.1. A Importância do Reuso da Água...............................................
03
2.2. Reuso da Água...........................................................................
06
2.3. Aplicações...................................................................................
07
2.4. Critérios de Qualidade da Água para Reuso...............................
12
2.5. Cálculo de Quantidade de Água a Ser Coletada.........................
14
2.6. Sistemas de Reaproveitamento...................................................
17
3. ESTUDO DE CASO.................................................................................
22
4. ANÁLISE....................................................................................................
30
5. CONCLUSÃO............................................................................................
33
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................
34
4
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01: Ciclo das Águas. (CNEN, 1996)..............................................
11
FIGURA 02: Mapa de Pluviosidade.............................................................
(ttp://www.santaremtur.com.br/portugues/maps/images/brazilclimate.jpg)
15
FIGURA 03: Esquema de Instalação da Linha Europa...............................
(http://www.engeplas.com.br/agua.html)
20
FIGURA 04: Esquema de Instalação da Linha Oceania.............................
(http://www.engeplas.com.br/agua.html)
21
TABELA 01: Disponibilidade de Água por Habitante – Região (1000m³)...
(AYIBOTELE, 1992).
03
TABELA 02: Consumo de Água per Capita. (JACOBI, Pedro)...................
16
FOTO 01: Utilização para Irrigação ou Rega de Jardins e Praças..............
(RAMOS, 2002)
08
FOTO 02: Lavagem de Ruas e Calçadas. (RAMOS,2002).........................
08
FOTO 03: Utilização para Desobstrução da Rede de Esgoto.....................
(RAMOS, 2002)
08
FOTO 04: Sistema Decorativo Aquático. (SILVEIRA, 1999).......................
09
FOTO 05: Sistema de Irrigação. (PROAGI, 2005)......................................
09
FOTO 06: Captação da água através de ralos e calhas na laje..................
(SILVEIRA, 2007)
23
FOTO 07: Os ralos instalados na laje cumprem a função do filtro, separando as
sujeiras mais grossas (SILVEIRA, 2007).....................................................
24
FOTO 08: Tubulação proveniente da laje de cobertura seguindo até o reservatório
inferior. (SILVEIRA, 2007)............................................................................
24
FOTO 09: Acesso ao reservatório inferior (SILVEIRA, 2007)......................
25
FOTO 10: Alçapão para inspeção do reservatório (SILVEIRA, 2007).........
25
FOTO 11: Bomba do sistema da irrigação (SILVEIRA, 2007).....................
26
5
FOTO 12: Painel de controle do sistema de irrigação automático...............
(SILVEIRA, 2007)
26
FOTO 13: Reservatórios superiores (SILVEIRA, 2007)..............................
27
FOTO 14: Posicionamento da tubulação em um dos reservatórios superiores
(SILVEIRA, 2007).........................................................................................
27
FOTO 15: Reservatórios superiores (SILVEIRA, 2007)...............................
28
FOTO 16: Posicionamento da tubulação no reservatório superior
(SILVEIRA, 2007) ........................................................................................
28
FOTO 17: Reservatório para uso dos coletores solares. Recebe água
somente da distribuidora e está ligada ao boiler do aquecedor solar..........
(SILVEIRA, 2007)
FOTO 18: Irrigação do jardim, uma das destinações finais da água da chuva
(SILVEIRA, 2007).........................................................................................
29
29
6
RESUMO
A água é um recurso limitado e precioso. Embora cerca de 3/4 da superfície da
Terra seja ocupada pela água, deste total apenas 3% são de água doce, dos
quais apenas 20% encontram-se imediatamente disponíveis para o homem. Além
disto, a distribuição desigual da água pelas diferentes regiões do planeta faz com
que haja escassez do recurso em vários países.
Uma alternativa para a solução deste problema é a coleta da água pluvial. Reusar
a água traz benefícios porque reduz a demanda nas águas de superfície e
subterrâneas além de proteger o meio ambiente, economizar energia, reduzir
investimentos em infra-estrutura e proporcionar melhoria dos processos
industriais. O uso eficiente da água representa uma efetiva economia para
consumidores, empresas e a sociedade de um modo geral.
Algumas aplicações para reuso da água ou da água reciclada incluem entre
outros possíveis, os industriais, irrigação de lavouras, a irrigação de parques e
jardins, campos de futebol, sistemas decorativos aquáticos, reserva de proteção
contra incêndios, lavagem de trens e ônibus públicos, gramados, árvores e
arbustos decorativos ao longo de avenidas e jardins de escolas e universidades.
Os critérios de qualidade para o reuso da água são baseados em requisitos de
usos específicos, em considerações estéticas e ambientais e na proteção da
saúde pública.
7
O cálculo da quantidade de água a ser coletada em uma residência deve levar em
consideração o volume de chuva anual na região desejada, a superfície de
cobertura por onde a água será coletada, a quantidade de água a ser coletada e a
demanda do local. A instalação pode ser feita segundo a solução alemã, que
supre a demanda de uso interno e externo, atendendo a áreas de maiores
captação e sendo ideal para obras que ainda se encontram na fase de
construção, ou a solução australiana, que oferece soluções mais simples e de
menor custo, voltadas prioritariamente para o uso externo de obras já acabadas.
O estudo de caso apresentado neste trabalho ilustra o reaproveitamento da água
da chuva em uma residência, demonstrando que além de ser ecologicamente
correto, o sistema pode ainda ser muito interessante economicamente. Em casos
como o ilustrado, onde há uma área significativa de irrigação, o investimento se
torna financeiramente viável em um menor prazo, uma vez que este uso não
demanda nenhum tipo de tratamento à água coletada, evitando maiores
despesas.
Passa-se então ao questionamento da eficiência do sistema e à busca de
alternativas para potencializá-lo. A partir do momento em que ele se torna
eficiente somente com a incidência de chuvas alternadas, quando a água captada
em um período é utilizada no outro, conclui-se que ele não será útil em áreas de
baixa pluviosidade ou regiões com períodos de chuvas curtos. Além disto, devese considerar que mesmo em períodos de chuvas prolongadas, uma vez cheio o
reservatório, todo o restante da chuva não será coletado, restringindo a
capacidade de coleta ao tamanho do reservatório.
8
1. INTRODUÇÃO
A água faz parte do patrimônio do nosso planeta. Cada continente, cada povo,
cada região, cada cidade, cada cidadão é plenamente responsável aos olhos de
todos. Ela é a condição essencial de vida de todo ser vegetal, animal ou humano
e sem ela não poderíamos conceber a atmosfera, o clima, a vegetação, a cultura
ou a agricultura como são. O direito à água é um dos direitos fundamentais do ser
humano: o direito à vida, tal qual é estipulado no Art. 30 da Declaração Universal
dos Direitos Humanos (DDH, 2005).
Entretanto, os meios naturais de transformação da água em água potável são
lentos, frágeis e muito limitados. Assim sendo, esta deve ser manipulada com
racionalidade, preocupação e moderação, não devendo ser desperdiçada,
poluída, ou envenenada. De maneira geral, sua utilização deve ser feita com
consciência e discernimento, para que não se chegue a uma situação de
esgotamento ou de deterioração da qualidade das reservas atualmente
disponíveis (Zampieron, 2005). Para tanto, sugere-se então, a adoção da
captação da água da chuva como ferramenta de gestão da água.
O Reuso Planejado da Água faz parte da Estratégia Global para a Administração
da Qualidade da Água, proposta pelo Programa das Nações Unidas para o Meio
Ambiente e pela Organização Mundial da Saúde (OMS, 2005). Ela prevê o
alcance simultâneo de três importantes elementos que são a proteção da saúde
pública, a manutenção da integridade dos ecossistemas e o uso sustentado da
água (Reuso, 2005).
9
O reuso da água seria, então, a utilização dessa substância por duas ou mais
vezes, reproduzindo o que ocorre espontaneamente na natureza através do “ciclo
da água”, com a finalidade de evitar que as indústrias ou grandes condomínios
residenciais e comerciais continuem consumindo água limpa em atividades em
que seu uso é dispensável. Com isso, preserva-se a água potável para o
atendimento exclusivo das necessidades que exigem sua pureza e para o
consumo humano (Água, 2005).
A água reaproveitada pode ser utilizada na recarga do lençol freático, na geração
de energia, na irrigação, na reabilitação de corpos d’água e industrial, na
refrigeração de equipamentos, na lavagem de ruas e feiras livres, na limpeza de
monumentos, em sistemas de controle de incêndio, na limpeza de banheiros e
pátios, em descargas sanitárias, nas fontes luminosas, etc. Em vários países do
mundo o reuso planejado da água já é uma solução adotada com sucesso em
diversos processos.
10
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. A Importância do Reuso da Água
A água é um recurso limitado e precioso. Embora cerca de 3/4 da superfície da
Terra seja ocupada pela água, deste total apenas 3% são de água doce. Porém,
80% da água doce estão congeladas nas calotas polares ou geleiras, ou em
lençóis subterrâneos muito profundos, ou seja, somente 20% do volume total de
água doce do planeta encontram-se imediatamente disponível para o homem. A
distribuição desigual da água pelas diferentes regiões do planeta faz ainda com
que haja escassez do recurso em vários países.
TABELA 01: DISPONIBILIDADE DE ÁGUA POR HABITANTE – REGIÃO (1000m³)
N.B. AYIBOTELE. 1992.
THE WORLD WATER: ASSESSING THE RESOURCE
No Brasil a água doce é abundante na maioria das regiões. No entanto, o mau
uso, o desperdício e a poluição dos rios e lençóis freáticos ameaçam o
abastecimento e aumentam o custo da água tratada da rede pública,
principalmente nos grandes centros. Neles, a situação é agravada pelo problema
da impermeabilização do solo, que além de diminuir a recarga dos lençóis
11
aqüíferos, causa enchentes em épocas de chuva intensa.
A escassez e o mau uso dos recursos hídricos fizeram com que a ONU
considerasse a água o principal tema do século 21 e declarasse 2003 o ano
internacional da água. A proteção da água potável deve ser assegurada para
garantir que ela não se torne, num futuro próximo, um produto de luxo e, por isto,
a Unesco propõe que a década de 2005 a 2015 seja dedicada à busca de
soluções (Para, 2004).
A captação da água da chuva é uma prática muito difundida em países como a
Austrália e a Alemanha, aonde novos sistemas vêm sendo desenvolvidos,
permitindo a captação de água de boa qualidade de maneira simples e bastante
eficiente em termos de custo-benefício. A utilização de água de chuva traz várias
vantagens (Aquastock, 2005):
•
Redução do consumo de água da rede pública e do custo de
fornecimento da mesma;
•
Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como
por exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins,
lavagem de pisos, etc;
•
Os investimentos de tempo, atenção e dinheiro são mínimos para
adotar a captação de água pluvial na grande maioria dos telhados, e o
retorno do investimento ocorre a partir de dois anos e meio;
•
Faz sentido ecológica e financeiramente não desperdiçar um recurso
natural escasso em toda a cidade, e disponível em abundância todos os
telhados;
12
•
Ajuda a conter as enchentes, represando parte da água que teria de ser
drenada para galerias e rios;
•
Encoraja a conservação de água, a auto-suficiência e uma postura ativa
perante os problemas ambientais da cidade.
Algumas cidades brasileiras já transformaram em lei a captação da água pluvial.
A lei municipal de Curitiba-Paraná nº. 10785 de 18 de setembro de 2003 diz que1:
"Cria no Município de Curitiba, o Programa de Conservação e Uso Racional da
Água nas Edificações - PURAE."
Art. 1º. O Programa de Conservação e Uso Racional da Água nas Edificações –
PURAE tem como objetivo instituir medidas que induzam à conservação, uso racional e
utilização de fontes alternativas para captação de água nas novas edificações, bem como
a conscientização dos usuários sobre a importância da conservação da água.
Art. 7º. A água das chuvas será captada na cobertura das edificações e
encaminhada a uma cisterna ou tanque, para ser utilizada em atividades que não
requeiram o uso de água tratada, proveniente da Rede Pública de Abastecimento, tais
como:
rega de jardins e hortas,
lavagem de roupa;
lavagem de veículos;
lavagem de vidros, calçadas e pisos.
Art. 8º. As Águas Servidas serão direcionadas, através de encanamento próprio, a
reservatório destinado a abastecer as descargas dos vasos sanitários e, apenas após tal
utilização, será descarregada na rede pública de esgotos.
Em São Paulo, a lei estadual N.º 12526 de 2 de janeiro de 2007 pronuncia2:
“Estabelece normas para a contenção de enchentes e destinação de águas
pluviais”.
Artigo 1º - É obrigatório a implantação de sistema para a captação e retenção de
águas pluviais, coletadas por telhados, coberturas, terraços e pavimentos descobertos,
em lotes, edificados ou não, que tenham área impermeabilizada superior a 500m2
(quinhentos metros quadrados)...
Existe ainda a norma NBR-15527, Água de chuva – Aproveitamento de
coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis – Requisitos, instituída em
1
LEI Municipal de Curitiba nº 10485 de 18/09/2003. Programa de Conservação e Uso Racional da
Água nas Edificações. Disponível em: <http://www.curitiba.pr.gov.br/Secretarias.aspx?svc=70>
2
LEI Estadual de São Paulo n° 12526 de 2/1/2007. Di sponível em:
<http://www.legislacao.sp.gov.br/legislacao/index.htm>
13
setembro de 2007 pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que
prevê, entre outras coisas, os requisitos para o aproveitamento da água pluvial
coletada em coberturas de áreas urbanas e aplica-se a usos não potáveis em que
as águas podem ser utilizadas após o tratamento adequado.
2.2. Reuso da Água
O reaproveitamento ou reuso da água é o processo pelo qual a água, tratada ou
não, é reutilizada para o mesmo ou outro fim (Loreno, 2005). Essa reutilização
pode ser direta ou indireta, decorrente de ações planejadas ou não. João Carlos
de Almeida Mieli (Mieli, 2001), em sua dissertação de mestrado sobre Reuso da
Água Domiciliar, define melhor cada tipo de uso:
Reuso indireto não-planejado da água:
É aquele em que a água, utilizada em alguma atividade humana, é descarregada
no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de
maneira não intencional e não controlada.
Reuso indireto planejado da água:
É aquele no qual os efluentes depois de tratados são descarregados de forma
planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas, para serem
utilizadas a jusante, de maneira controlada, no atendimento de alguma
necessidade.
14
O reuso indireto planejado da água pressupõe que exista também um controle
sobre as eventuais novas descargas de efluentes no caminho, garantindo assim
que o efluente tratado estará sujeito apenas a misturas com outros efluentes que
também atendam aos requisitos de qualidade do reuso objetivado.
Reuso direto planejado das águas:
É aquele cujos efluentes, depois de tratados, são encaminhados diretamente de
seu ponto de descarga até o local do reuso. Já vem sendo praticado por
indústrias e em irrigação.
Reciclagem de água:
É o reuso interno da água, antes de sua descarga em um sistema geral de
tratamento ou outro local de disposição. Funciona, assim, como fonte suplementar
de abastecimento do uso original. É um caso particular do reuso direto planejado.
2.3. Aplicações
Algumas aplicações para reuso da água ou da água reciclada incluem entre
outros possíveis, os industriais, irrigação de lavouras, a irrigação de parques e
jardins, campos de futebol, sistemas decorativos aquáticos, tais como fontes,
chafarizes, espelhos e quedas d'água, reserva de proteção contra incêndios,
lavagem de trens e ônibus públicos, gramados, árvores e arbustos decorativos ao
longo de avenidas e rodovias, quadras de golfe, jardins de escolas e
universidades (Água, 2005). A seguir são ilustradas algumas destas aplicações:
15
FOTO 01: UTILIZAÇÃO PARA IRRIGAÇÃO OU REGA DE JARDINS E PRAÇAS
RAMOS, 2002
FOTO 02: LAVAGEM DE RUAS E CALÇADAS
RAMOS, 2002
FOTO 03: UTILIZAÇÃO PARA DESOBSTRUÇÃO DA REDE DE ESGOTO
RAMOS, 2002.
16
FOTO 04: SISTEMA DECORATIVO AQUÁTICO
SILVEIRA, 1999.
FOTO 05: SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
PROAGI, 2008
17
Reusar a água ou usar a água reciclada traz benefícios porque reduz a
demanda nas águas de superfície e subterrâneas disponíveis (Strauss, 1991
apud Mieli, 2001). O uso da água de maneira mais eficiente protege o meio
ambiente, economiza energia, reduz os investimentos em infra-estrutura,
ocasionando melhoria dos processos industriais. O uso eficiente da água
representa uma efetiva economia para consumidores, empresas e a sociedade
de um modo geral.
Segundo Hespanhol (2000) apud Mieli (2001), um dos pilares do uso eficiente
da água é o combate incessante às perdas e aos desperdícios - no caso do
Brasil a média de perdas nos sistemas de abastecimento é de 40%. Um
sistema de abastecimento de água potável não deve ter como objetivo principal
tratar água para irrigação ou para servir como descarga para banheiros ou
outros usos menos nobres. Esses usos podem ser perfeitamente cobertos pelo
reuso ou por água reciclada.
Alguns fatores devem ser considerados em um programa de reuso da água:
•
Identificação de oportunidades em reusar a água.
•
A determinação da qualidade mínima da água necessária para o uso
em questão.
•
Avaliação da degradação da qualidade de água resultante do
primeiro uso.
•
Identificação das fontes de água que satisfazem às exigências de
qualidade da água.
•
Determinação de como a água pode ser transportada ao novo uso.
18
Governo e Concessionárias devem unir seus esforços para desenvolver
programas de informação ao público sobre os princípios da eficiência do uso da
água explicitando como a água chega ao consumidor; os custos do serviço da
água; a importância de se conservar a água e como as pessoas podem
participar dos programas de conservação.
À semelhança do que acontece com o ciclo da água na natureza (fig.01), o
"caminho suave" procura integrar as diversas etapas: o abastecimento da água
se beneficia com o tratamento dos esgotos e com o aproveitamento da água da
chuva, que ajudam a proteger e restaurar a própria capacidade do ecossistema
de produzir mais água limpa. Se tudo isto estiver funcionando, será muito mais
barato utilizar os serviços ligados à água.
FIGURA 01: CICLO DAS ÁGUAS
As
condições
de
abastecimento
e
CNEN, 1996.
saneamento
vêm
melhorando
gradativamente. Segundo o IBGE (2004), o número de domicílios abastecidos
pela rede geral de distribuição de água é de 78,8%. O abastecimento de água
do restante da população ainda é feito por poços, nascentes, carros-pipa ou até
pela chuva.
19
Essa situação é mais freqüente nas zonas rurais, onde apenas 17,2% das
moradias dispõem de água tratada, em comparação com 92,7% das moradias
das áreas urbanas. Há diferenças também entre as regiões. No Norte e no
Nordeste o percentual de domicílios abastecidos com água tratada é inferior a
70%, no Sudeste ultrapassa os 85%.
O escoamento sanitário beneficia 63,9% da população brasileira. As duas
formas mais adequadas para efetuar esse escoamento são: por rede coletora
em 42,4% dos domicílios e por fossa séptica em 21,5%. Em 27,5% das
moradias há apenas fossas secas ou os dejetos são lançados diretamente em
valas, rios, lagos ou no mar. Em 9% dos domicílios não existe nenhuma forma
de escoamento (IDH, 2004).
2.4. Critérios de Qualidade da Água para Reuso
Quando se deseja reaproveitar a água da chuva, para qualquer fim específico,
é importante saber que sua aceitabilidade depende diretamente de suas
qualidades físicas, químicas e micro bióticas, podendo estas serem afetadas
pela qualidade da fonte geradora, da forma de tratamento adotada, da
confiabilidade no processo de tratamento e da operação dos sistemas de
distribuição (Crook, 1993).
Os critérios de qualidade para o reuso da água são baseados em requisitos de
usos específicos, em considerações estéticas e ambientais e na proteção da
saúde pública (Ramos, 2005). Estes critérios diferem bastante quando se
comparam países industrializados com países em desenvolvimento, diferença
20
que pode ser parcialmente atribuída a fatores como viabilidade econômica,
tecnologia disponível, nível geral da saúde das populações e características
políticas e sociais.
Para países em desenvolvimento, onde as infecções parasitárias são
endêmicas, as orientações recomendadas pela Organização Mundial da Saúde
(OMS, 2005) para o reuso da água são consideravelmente menos restritivas,
sendo dirigidas principalmente para remoção de helmintos.
Dependendo da utilização, os critérios para a qualidade da água incluem os
seguintes aspectos3:
•
•
•
•
Proteção à saúde da população: A água para reuso deve ser segura para o
fim pretendido. A maioria dos critérios de qualidade desta água é voltada
principalmente para a proteção da saúde da população e muitos são
norteados apenas por preocupações com a segurança microbiológica.
Requisitos de uso: Muitos usos industriais e algumas outras utilizações têm
requisitos físico-químicos de qualidade que estão relacionados com a
saúde da população. As qualidades físicas, químicas e microbiológicas
podem limitar a aceitabilidade da água para reuso.
Aspectos estéticos: Para usos mais nobres, como por exemplo, a irrigação
urbana ou para a descarga de vasos sanitários, a aparência da água não
deve ser diferente daquela apresentada pela água potável, ou seja, deve
ser clara, sem cor e sem odor. Em represas que se destinam à recreação, a
água recuperada não deve estimular o crescimento de algas.
Percepção da população e/ou do usuário: A água deve ser percebida como
segura e aceitável para o uso pretendido e os órgãos de controle devem
divulgar tal garantia. Esta diretriz pode ocasionar a imposição de limites
conservadores para a qualidade da água por parte dos órgãos de controle.
É importante lembrar ainda que, segundo Organização Mundial da Saúde
(OMS, 1973) os critérios de saúde para o reuso potável definem que não
devera existir nenhum coliforme fecal em 100ml, nenhuma partícula virótica em
3
CROOK, James, apud SANTOS, Hilton Felício. Critérios de Qualidade da Água para
Reuso. Revista DAE 174, Dez 1993.
21
1000ml ou nenhum efeito tóxico para seres humanos, entre outros critérios de
potabilidade da água.
Segundo o pesquisador James Crook, 1993, os maiores problemas
decorrentes do reuso da água são a tubercularização, a corrosão e
entupimentos devidos à proliferação biótica. Ele sugere algumas soluções para
problemas específicos, como a clarificação com cal ou precipitação com sulfato
de alumínio para remoção de nutrientes. A troca tônica, que é eficaz na
remoção da dureza da água. O ácido sulfúrico, que pode ser usados para o
controle do ph e da alcalinidade, os poli fosfatos, para controle da corrosão, os
fosfanatos ou os fosfatos de cálcio para a desestabilização, os poliacrilatos
para a dispersão de sólidos em suspensão, o cloro para controle biológico,
além de agentes antiespumantes para a dispersão das espumas causadas
pelos fosfatos e por alguns compostos orgânicos.
2.5. Cálculo de Quantidade de Água a Ser Coletada
Para calcular a quantidade de água que se pode coletar, Brenda Valle, 1981,
afirma que é necessário primeiro pesquisar o volume de chuva anual na região
desejada, sendo que este valor deve representar a média dos três anos
consecutivos de menos chuva, de forma que não se sobreestime a quantidade
de água que se pode coletar. Em casos onde estas informações não estejam
disponíveis, utiliza-se nos cálculos 2/3 das precipitações médias anuais,
presentes em mapas como o apresentado a seguir.
22
FIGURA 02: MAPA DE PLUVIOSIDADE
http://www.santaremtur.com.br/portugues/maps/images/brazilclimate.jpg
Dependendo da utilização a ser dada à água, não é interessante que sua
coleta se dê imediatamente após o início da chuva, pois esta água inicial, ao
escorrer pela cobertura, passa a conter sujeiras como excrementos de
pássaros, folhas, entre outras impurezas que dificultam no processo de
tratamento desta água.
Ainda seguindo as recomendações de Valle, supondo que se perde 10% da
chuva nesta água inicial que não se coleta, e também na evaporação e na
água que transborda do reservatório quando a chuva é intensa, a quantidade
de chuva coletada em litros será igual à superfície da cobertura multiplicada
pela pluviosidade média e por 0,9, ou seja, 90% coletada. Lembrando que se
entende por ‘superfície’ a área de cobertura quando esta é plana ou então a
sua projeção em planta, quando inclinada.
Quando se pretende coletar toda a água da chuva, se faz necessária a
utilização de um reservatório que tenha tamanho suficiente para armazenar no
23
mínimo 25% da chuva anual estimada, e um ladrão para garantir que não
ocorram transbordas indesejadas.
Antes de considerar a utilização que se dará à água da chuva, convém
examinar também os consumos anuais por grupo de renda e o consumo de
água em habitações residenciais, já que estes variam bastante de pessoa para
pessoa de acordo com a sua faixa de renda e cidade onde habitam.
TABELA 02: CONSUMO DE ÁGUA PER CAPITA.
País
Brasil (Distrito Federal)
Brasil (Rio de Janeiro)
Brasil (Minas Gerais)
Brasil (Região Norte)
Consumo médio por
hab. (litro/pessoa/dia)
225
140
124
140
JACOBI, Pedro.
Coletadas todas estas informações, pode-se então dar início ao cálculo de
quantidade de água a ser coletada propriamente dito. Nesta pesquisa, os
valores apresentados por Valle em seus cálculos para cidades na Espanha
foram substituídos por valores encontrados no Brasil, já que este é o país de
enfoque da pesquisa.
Para fazer uma comparação entre a quantidade de água de chuva coletada e a
quantidade de água fria consumida, imaginemos uma habitação em Belo
Horizonte, com quatro pessoas em uma casa cuja cobertura tenha uma
superfície de 50m²:
24
Chuva média anual: 1.554mm
2/3 das chuvas médias anuais: 1.036mm
Chuva coletada: 1.036 x 50 x 0,9 = 46.620 Litros/ano.
Este valor estimado significa que ao final de um ano quase 50.000 litros de
água seriam economizados em descargas sanitárias, lavagem de carros,
irrigação de jardins entre tantos outros usos que se podem dar à água da
chuva.
2.6. Sistemas de Reaproveitamento da Água da Chuva
O reaproveitamento eficiente da água da chuva não tem mistérios, mas são
necessários alguns pequenos cuidados que tornam os sistemas mais seguros
e de fácil manutenção. Abaixo se encontram os passos a serem seguidos na
montagem do sistema de reaproveitamento da água (Aquastock, 2008):
1º Passo: Dimensionamento do Sistema
O primeiro passo para o reaproveitamento eficiente da água da chuva é o
dimensionamento do sistema ideal para cada caso, a partir das necessidades e
objetivos do usuário, da área de captação e das características da construção.
A definição do tamanho e localização do reservatório é particularmente
importante, pois este é o item mais oneroso do projeto e sua especificação
correta pode representar uma importante economia. É necessária a coleta de
informações por meio de entrevista com o cliente e levantamentos no local.
25
2º Passo: Modelo do Sistema
O segundo passo é definir o modelo do sistema de reciclagem, que pode ser
feito de várias formas diferentes, dependendo da empresa contratada. Eles
podem variar desde linhas que utilizam cisternas e filtros subterrâneos e
apresentam soluções mais completas de reciclagem de água de chuva, às
linhas mais simples, que utilizam filtros de descida e caixas d'água acima do
nível do solo.
3º Passo: Fornecimento de Componentes
Com base no dimensionamento e na definição dos objetivos e características
do sistema a ser implantado, o fornecedor especifica, integra e fornece os
diversos componentes necessários. O principal componente a ser especificado
nesta etapa será o filtro por onde a água passará antes de ir para o
reservatório.
4º Passo: Instalação do Sistema
A instalação fica por conta do fornecedor, que deve dispor de pessoal
especializado para realizar a instalação de todos os componentes hidráulicos e
também elétricos (no caso de utilização de bombas) dos sistemas.
Para efeito ilustrativo, foi eleita a empresa Engeplas para exemplificar dois
sistemas de coleta e tratamento da água da chuva, sendo esta uma escolha
aleatória, sem fins publicitários.
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A “Linha Europa”, inspirada na solução alemã de tratamento de água de chuva,
compreende sistemas destinados a suprir a demanda de uso interno e externo,
atendendo também a áreas de maiores captação. É ideal para obras que ainda
se encontram na fase de construção, permitindo uma maior integração entre os
sistemas de água potável e pluvial.
No caso de um sistema para suprir o uso interno e externo, os componentes
devem incluir calhas para a captação da água do telhado, filtro, reservatório e
bomba, além de outros acessórios, como freio d’água (para reduzir o
turbilhonamento na cisterna), filtro flutuante (para garantir a qualidade da água
coletada pela bomba) e multisifão (para evitar a entrada de insetos e roedores
na cisterna).
A água da cisterna subterrânea pode ser recalcada com a ajuda de bomba
para um reservatório superior, de onde segue aos pontos de consumo por
gravidade. Pode ainda ser feita por uma bomba pressurizadora, com captação
da água diretamente do reservatório inferior, quando as torneiras são
acionadas. Neste caso o reservatório superior é desnecessário.
O tamanho dos reservatórios é definido levando-se em conta a previsão de
consumo, a superfície de captação e o período máximo de estiagem previsto
para a região. Pode-se optar ainda por complementar o abastecimento por
água de chuva com alimentação da rede pública, ligando os dois sistemas. O
diagrama abaixo ilustra um esquema de instalação típico para uso interno e
externo.
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FIGURA 03: ESQUEMA DE INSTALAÇÃO DA LINHA EUROPA.
AQUASTOCK, 2008
1. Filtro tipo vortex
2. Freio d’água
3. Bomba submersível
4. Filtro flutuante
5. Central de controle/ interligação com rede pública
6. Multisifão
7. Bóia de nível
8. Alimentação dos pontos de consumo a partir da caixa d’água superior.
A “Linha Oceania”, baseada na solução australiana de tratamento da água da
chuva, oferece soluções mais simples e de menor custo, voltadas
prioritariamente para o uso externo (jardins, pisos externos). A instalação
simplificada e o custo menor fazem com que esta linha de produtos seja ideal
para obras acabadas, pois implica em interferência mínima nas instalações
existentes.
Um sistema para uso externo é bem mais simples. Como o consumo é menor,
o reservatório também pode ser menor, podendo ser colocado diretamente
sobre o chão. É possível também alimentar os pontos de consumo por
28
gravidade diretamente do reservatório, dispensando o uso de bombas e outros
equipamentos.
FIGURA 04: ESQUEMA DE INSTALAÇÃO
DA LINHA OCEANIA.
AQUASTOCK, 2008
29
3. ESTUDO DE CASO
Para exemplificar os princípios apresentados nesta pesquisa foi realizado um
estudo de caso de uma residência construída no ano de 2007, localizada no
Condomínio Vale dos Cristais, com 600m² e capacidade para seis habitantes.
A coleta da água da chuva foi um dos requisitos impostos pelos proprietários
durante a concepção do projeto, o que permitiu que o sistema fosse integrado à
edificação e calculado de acordo com as suas necessidades reais, as quais
abrangem o jardim de aproximadamente 1.000m² e seis instalações sanitárias.
Para tanto, foi construído um reservatório inferior com capacidade para 50.000
litros, que aproveitou parte da estrutura inferior da casa permitindo grande
economia na estruturação do sistema. Além deste, também foi instalado um
reservatório superior com capacidade para 2.000 litros, para atendimento
exclusivo dos vasos sanitários.
O sistema é muito simples e se resume à coleta da água da chuva através das
calhas e rufos do telhado, que se encaminham diretamente para o reservatório
superior, de onde segue para os vasos sanitários. Existem ainda os ralos
instalados nas lajes impermeabilizadas que, ao coletarem a água, já servem
como filtro para as impurezas maiores como as folhas. Esta água fica
armazenada no reservatório inferior, podendo atender tanto o sistema de
irrigação quanto reabastecendo o reservatório superior através de uma bomba
de recalque. Convém lembrar ainda que ambos os reservatórios possuam
30
alimentação da rede pública para complementar o abastecimento da água da
chuva em épocas de baixa pluviosidade.
A tubulação utilizada foi a mesma que se utiliza normalmente para a coleta
pluvial e o abastecimento de água, variando de 75 a 100 mm na captação de
50 a 40 mm na distribuição.
Foi implantado ainda um sistema de irrigação inteligente, dotado de sensores
externos que detectam o percentual de água no ar, evitando assim que a rega
do jardim ocorra durante os dias chuvosos. O sistema encontra-se programado
para realizar duas regas ao dia, abrangendo os 04 setores do jardim e
consumindo cerca de 2.400 litros de água por ciclo.
FOTO 06: CAPTAÇÃO DA ÁGUA ATRAVÉS DE RALOS E CALHAS NA LAJE.
SILVEIRA, 2007.
31
FOTO 07: OS RALOS INSTALADOS NA LAJE CUMPREM A FUNÇÃO DO FILTRO,
SEPARANDO AS SUJEIRAS MAIS GROSSAS.
SILVEIRA, 2007.
FOTO 08: TUBULAÇÃO PROVENIENTE DA LAJE DE COBERTURA
SEGUINDO ATÉ O RESERVATÓRIO INFERIOR.
SILVEIRA, 2007.
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SENSOR DE UMIDADE:
EVITA QUE O SISTEMA
DE IRRIGAÇÃO
FUNCIONE DURANTE OS
PERÍODOS DE CHUVA.
FOTO 09: ACESSO AO RESERVATÓRIO INFERIOR.
SILVEIRA, 2007.
FOTO 10: ALÇAPÃO PARA INSPEÇÃO DO RESERVATÓRIO.
SILVEIRA, 2007.
33
FOTO 11: BOMBA DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
SILVEIRA, 2007.
BOMBA DE RECALQUE
QUE ENVIA A ÁGUA
ATÉ A CAIXA D`ÁGUA
SUPERIOR.
FOTO 12: PAINEL DE CONTROLE DO SISTEMA
DE IRRIGAÇÃO AUTOMÁTICA.
SILVEIRA, 2007.
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TUBULAÇÃO
PROVENIENTE
DA CALHA. Ø=75
EXTRAVASOR
Ø=100 mm.
TUBULAÇÃO DE
DISTRIBUIÇÃO
DE ÁGUA. Ø=50
TUBULAÇÃO DE
DISTRIBUIÇÃO
DE ÁGUA DA
COPASA. Ø=40
FOTO 13: RESERVATÓRIOS SUPERIORES.
SILVEIRA, 2007.
TUBULAÇÃO
PROVENIENTE DA
CALHA. Ø=75 mm
EXTRAVASOR QUE
DIRECIONA A ÁGUA ATÉ
O RESERVATÓRIO
INFERIOR. Ø=100 mm
TUBULAÇÃO DE
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
DA COPASA. Ø=40 mm
FOTO 14: POSICIONAMENTO DA TUBULAÇÃO EM
UM DOS RESERVATÓRIOS SUPERIORES.
SILVEIRA, 2007.
35
FOTO 15: RESERVATÓRIOS SUPERIORES
SILVEIRA, 2007.
ENTRADA DE ÁGUA DA
COPASA PARA
TORNEIRA LOCALIZADA
NA PARTE EXTERNA DA
CASA.
LADRÃO DA CAIXA DE
ÁGUA FRIA QUE
ALIMENTA OS
COLETORES SOLARES.
REGISTRO DE ÁGUA DA
COPASA NA CAIXA DE
COLETA DE ÁGUA
PLUVIAL.
FOTO 16: POSICIONAMENTO DA TUBULAÇÃO NO
RESERVATÓRIO SUPERIOR.
SILVEIRA, 2007.
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FOTO 17: RESERVATÓRIO PARA USO DOS COLETORES SOLARES.
RECEBE ÁGUA SOMENTE DA DISTRIBUIDORA E ESTÁ LIGADA
AO BOILER DO AQUECEDOR SOLAR.
SILVEIRA, 2007.
FOTO 18: IRRIGAÇÃO DO JARDIM, UMA DAS DESTINAÇÕES FINAIS
DA ÁGUA DA CHUVA.
SILVEIRA, 2007.
37
4. ANÁLISE
O reaproveitamento da água da chuva em residências, além de ser
ecologicamente correto, pode ainda ser muito interessante economicamente.
Em casos como o apresentado, onde há uma área significativa de irrigação, o
investimento se torna financeiramente viável em um menor tempo, uma vez
que este uso não demanda nenhum tipo de tratamento à água coletada,
evitando maiores despesas.
Os investimentos feitos no âmbito estrutural foram irrisórios, visto que o
sistema aproveitou a própria estrutura da residência para ser implantado.
Quanto à esfera hidráulica, os custos também não foram significativos já que
independentemente da instalação de um sistema deste tipo, a residência deve
encaminhar a água pluvial à rede pública coletora, demandando a utilização de
grande quantidade de tubulações. O custo adicional veio da instalação do
reservatório superior, no valor aproximado de R$12.000,00 (doze mil reais), e a
bomba de recalque, que envia a água do reservatório inferior para o superior
em caso de necessidade.
Para se avaliar, então, o custo benefício do sistema, é necessário considerar a
pluviometria anual, a área de captação e a demanda do recurso.
O ano de 2007 e início do ano de 2008 apresentaram índices pluviométricos
muito baixos em relação à média dos anos anteriores. Desta forma foram
coletados apenas 50m³ de água no período de chuvas.
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Isto significa que o sistema não atuou em seu estado pleno, ficando os
reservatórios, na maior parte do tempo, com pouca água, levando a um
consumo de água da COPASA muito alto e à geração de custos extras que
poderiam ser evitados.
Apenas durante duas semanas, quando ocorreram chuvas prolongadas, o
reservatório superior conseguiu se manter em seu estado pleno, garantindo
uma economia de cerca de 8.000 litros.
Estima-se que a economia gerada ao final um ano de funcionamento do
sistema seja de R$1.000,00 (hum mil reais), o que fará com que o retorno do
investimento ocorra somente em aproximadamente 15 anos.
Passa-se então ao questionamento da eficiência do sistema e à busca de
alternativas para potencializá-lo. A partir do momento em que ele se torna
eficiente somente com a incidência de chuvas alternadas, quando a água
captada em um período é utilizada no outro, conclui-se que ele não será útil em
áreas de baixa pluviosidade ou regiões com períodos de chuvas curtos. Além
disto, deve-se considerar que mesmo em períodos de chuvas prolongadas,
uma vez cheio o reservatório, todo o restante da chuva não será coletado,
restringindo a capacidade de coleta ao tamanho do reservatório.
Uma sugestão para solucionar esta deficiência é conjugação com o sistema de
poço artesiano que apesar de apresentar alto custo inicial – aproximadamente
R$20.000,00 – garante fornecimento de água durante todo o ano.
39
Recomenda-se ainda a manutenção freqüente de todos os componentes do
sistema, para evitar que este gere custos extras ou esperdícios. Um defeito na
bóia, por exemplo, pode levar ao acionamento da alimentação da rede pública
e o aumento significativo na conta de água.
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5. CONCLUSÃO
Ao chegarmos ao final desta pesquisa e avaliarmos tudo o que foi dito a
respeito da necessidade de se preservar a água, podemos concluir que o
reaproveitamento da água, não somente a pluvial, mas também das ‘águas
servidas’, representa uma alternativa eficiente e econômica no combate ao
desperdício.
Os benefícios do reuso devem ser informados à população para que ela reflita
sobre os desdobramentos na economia tanto da matéria-prima quanto dos
recursos financeiros, uma vez que a água reciclada costuma apresentar
alguma turvidez - o que não chega a comprometer o seu uso – mas sempre
causa estranheza ao usuário que não está acostumado a ela.
Como o aumento da demanda pela água segue seu curso, é natural que
alternativas para seu uso sejam previstas. Nossa contribuição, no âmbito da
presente proposta, foi projetar a ampliação do uso da água reciclada,
expectativa
de
que,
com
a
comprovação
das
vantagens
de
seu
aproveitamento, tal recurso torne-se uma prática mais comum, a ponto de as
novas construções já serem projetadas com a previsão do mesmo. Nem
sempre a economia é significativa em termos financeiros, porém com a
escassez cada vez maior da água, o percentual encontrado é bem expressivo.
41
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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