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Ciclo urbano das águas

Ciclo da água

Ciclo natural das águas

Ciclo urbano das águas

Ciclo de utilização

humana das águas

Ciclo urbano das águas

Fluxo linear de massa em um sistema sanitário tradicional em países industrializados FONTE: Adaptado de OTTERPOHL et al, 1997

Fluxo circular de massa em um possível sistema sanitário sustentável. FONTE: Adaptado de OTTERPOHL et al, 1997

Usos Gerais da Água

Usos Domésticos

Usos múltiplos da água (Fonte B: http://res2.agr.gc.ca)

Usos antrópicos

– Uso humano p/ ingestão, higiene e usos domésticos

– Irrigação de culturas agrícolas

– Uso industrial, em comércio, em serviços e outros

setores

– Usos urbanos em regas de jardins, lavagens de ruas,

etc.

– Manejo urbano de águas pluviais

– Produção de energia

– Pesca

Necessidade de Água: Consumo médio d’água por atividade

doméstica

Atividade (unidade) Necessidade (litros)

• Banho de ducha 40 - 80• Banho de banheira 150 - 200• Lavagem de louça 5 -15• Máquina de lavar roupa 80 - 120

Fonte: Armand,1998

– Aqüicultura e hidroponia– Diluição de esgotos– Controle de inundações– Regularização de escoamento– Navegação– Recreação– Paisagismo– Turismo– Contemplação

Usos antrópicos

Usos no Lazer

Usos naturais

• Manutenção de ecossistemas e biodiversidade

• Regulação climática

Harmonia Paisagística

Usos Industriais

Caldeiras

Produto Necessidade

(litros)•1 l de gasolina 10•1 Kg de açúcar 100•1 Kg de papel 250•1 Kg de alumínio 100.000

Fonte: Armand,1998, e Freitas, 1998

Necessidade de Água: Consumo médio para outros produtos

Usos na Agricultura

Irrigação

Produto Necessidade (Kg) (Litros)• Trigo 900• Milho 1.400• Arroz 1.910• Carne de frango 3.500• Carne de boi 100.000

Fonte: Armand,1998, e Freitas, 1998

Necessidade de Água: Consumo médio na indústria agroalimentar

Usos na Piscicultura

Usos na Navegação

Consumo de Água no Mundo

Indústria20%

Doméstico 10%

Irrigação70%

Fonte: World Respirces Institute, ONU.1999

Consumo residencial

4,3 8,7

25,712,3

52,5

5,9

20,37,2 4,5

0102030405060708090

100

Bacia hidrográfica

% d

o co

nsum

o to

tal

Consumo rural

3,410,2

3,4 3,1 0,3 1,88,6

18,35,1

0102030405060708090

100

Bacia hidrográfica

% d

o c

on

sum

o to

tal

Consumo na agricultura

91,577,3

51,3

71,5

7,4

87,5

49,1

72,5

90,1

0102030405060708090

100

Bacia hidrográfica

% d

o c

on

su

mo

to

tal

Consumo industrial

0,8 3,8

19,713,0

39,9

4,8

22,0

2,0 0,20

102030405060708090

100

Bacia hidrográfica

% d

o c

on

sum

o to

tal

Consumo per capita médio total de água nos diferentes continentes

Tomaz (2000) sub-divide uso da água para consumo em três categorias

• Consumo residencial: relativo a residências

unifamiliares e edifícios multifamiliares;

• Consumo comercial: relativo a restaurantes, hospitais,

serviços de saúde, hotéis, lavanderias, auto-posto, lava-rápidos, clubes esportivos, bares, lanchonetes e lojas;

• Consumo público: relativo aos edifícios públicos, escolas,

parque infantil, prédios de unidade de saúde pública, cadeia pública e todos os edifícios municipais, estaduais e federais existentes.

TENDÊNCIAS DO CRESCIMENTO DA POPULAÇÃO MUNDIAL E DO CONSUMO DE ÁGUA

O consumo de água em áreas urbanas também pode ser classificado nos seguintes segmentos:

• Residencial - apresenta variação proporcional à variação

populacional, acompanhando a expansão urbana.

• Não residencial (comercial + industrial de pequeno porte +

público) - apresenta variação proporcional à variação populacional, acompanhando a expansão urbana.

• Grandes consumidores - não possui relação direta com

o crescimento demográfico ou a expansão urbana.

Consumo de água residencial

• Pode constituir mais da metade do consumo total de água nas áreas urbanas.

• Região metropolitana de São Paulo = 84,4% do

consumo total urbano (incluindo também o consumo em pequenas indústrias).

• Vitória ~ 85% desse total (dados da CESAN de 2002 e 2003)

CONSUMO DE ÁGUA NAS REGIÕES METROPOLITANAS

Fonte: Oliveira, 1999

Consumo diário per capita

• O índice mais comum relativo ao uso

da água em áreas urbanas

• Expresso em litros por habitante por dia

(L/hab.dia).

Consumo per capita médio de água e por economia em cada região geográfica no Brasil, sem considerar a parcela referente às perdas

Por habitante (L/hab.dia)

Por economia (m³/economia.mês)

Norte 111,7 16,1Nordeste 107,3 12,5Sudeste 174,0 15,9

Sul 124,6 11,7Centro-Oeste 133,6 13,4

Brasil 141,0 14,1

Consumo médio de águaRegião

FONTE: PMSS (2003)

OUTROS ÍNDICES DE CONSUMO (RESIDENCIAL)

Consumo por metro quadrado de área de

construção (litros/m²);

Consumo mensal por unidade residencial (m³/

unidade.mês).

FATORES QUE INFLUENCIAM NO CONSUMO

• Porte da cidade, atividades comerciais e industriais;

• Clima;• Sistema de coleta e tratamento de esgotos

sanitários;• Qualidade, disponibilidade e custo da água;• Nível socioeconômico da população (IDH); • Pressão na rede de distribuição (vazamentos);• Existência de controle de consumo.

Consumo per capita mínimo

• Agenda 21 meta de fornecimento de água tratada para 2005 40 litros (ONU, 1992).

• Banco Mundial e Organização Mundial da Saúde suprimento mínimo de 20 a 40 litros/pessoa.dia.

• GLEICK (1999) 50 litros/pessoa.dia (tabela).

Consumo per capita mínimo (Gleick, 1999)

CONSUMO QUANTIDADE MÍNIMA l/pessoa.dia

Água Potável 5

Serviços Sanitários 20

Banho 15

Preparo de Alimentos 10

FONTE: GLEICK (1999)

GRUPO BASC – MATA DA PRAIA

Estudo de Caso:

Edifícios residenciais em VitóriaBairros de Mata da Praia e Jardim da Penha

Dissertação PPGEALuiz Carlos Rodrigues

18 amostras (edifícios residenciais) três grupos:

GRUPO 1 - SECO – 9 (NOVE) AMOSTRAS;

GRUPO 3 - SIMIC – 4 (QUATRO) AMOSTRAS.

GRUPO 2 - BASC – 5 (CINCO) AMOSTRAS;

Jardim da Penha e Mata da Praia

Parâmetro GrupoN° de amostras

MédiaDesv.

padrãoMínimo Máximo

Consumo médio SECO 9 223 ,051 ,151 ,305

diário por habitante BASC 5 189 ,042 ,141 ,233

(L/hab.d)) SIMIC 4 155 ,037 ,100 ,180

Consumo médio SECO 9 242 ,052 ,171 ,324

diário por dormitório BASC 5 218 ,049 ,174 ,283

(L/dorm..d) SIMIC 4 188 ,038 ,149 ,236

Consumo médio SECO 9 0062 ,0007 ,0053 ,0070

diário por área de BASC 5 0060 ,0011 ,0044 ,0071

construção privativa (L/m³.d)

SIMIC 4 0048 ,0003 ,0044 ,0050

Jardim da Penha e Mata da Praia

SECO = válvula; s/ hidr. ........ BASC = cx acoplada, s/ hidr. ...... SIMIC = cx acoplada + hidr.

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

meses

m³

/ ha

b /

dia

(med

ia m

ensa

l)

SIMIC

BASC

SECO

Jardim da Penha e Mata da Praia

SECO = válvula; s/ hidr. ........ BASC = cx acoplada, s/ hidr. ...... SIMIC = cx acoplada + hidr.

459N =

GRUPO1

321

CM

DD

,4

,3

,2

,1

Consumo diário por dormitório (m³ / dormitório . dia)

SECO

BASC

SIMIC

459N =

GRUPO1

321

CM

HD

,4

,3

,2

,1

0,0

8

Consumo diário por habitante (M³ / hab . dia)

SECO

BASC

SIMIC

459N =

GRUPO1

321

CM

MP

D

,008

,007

,006

,005

,004

Consumo diário por m² de área de construção privativa (m³ / m² . dia)

SECO

BASC

SIMIC

Percentuais de redução de consumo dos grupos SIMIC e BASC em relação ao grupo SECO

Índice SECO BASC SIMIC

Valor valor % redução

valor % redução

Litros/hab./dia 223 189 15,2 155 30,5

Litros/ m²/ dia 6,2 6,0 3,2 4,8 22,6

CONSTATAÇÕES

O consumo residencial é o que possui maior

relevância nas regiões metropolitanas;

As válvulas de descarga e as antigas bacias

sanitárias situam-se entre os principais responsáveis

pelos maiores percentuais de consumo de água

residencial; e

O sistema de medição individualizada em edifícios,

pode proporcionar reduções significativas no consumo

de água residencial.

• Uso interno• Higiene pessoal, • Descarga de banheiros, • Consumo• Limpeza

• Uso externo• irrigação de jardins, • lavagem de áreas externas, • lavagem de veículos• Piscinas• outros.

Consumo de água residencial

Consumo de água residencial

A água destinada ao consumo humano pode ter dois fins distintos:

• Usos potáveis - higiene pessoal, para beber e na preparação de alimentos, que exigem água de acordo com os padrões de potabilidade.

• Usos não potáveis - lavagem de roupas, carros, calçadas, irrigação de jardins, descarga de vasos sanitários, piscinas, etc. Esses usos podem prever a utilização de fontes alternativas de água, independentes do sistema público de abastecimento de água.

CONSUMO INTERNO

Fonte: Revista brasileira de saneamento (USP), 2002

EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS EM SÃO PAULO

CONSUMO INTERNO

EUA – Brown;Caldwell, 1986

EUA – AWWAR, 1998

Fonte: Tomaz, 2000

CONSUMO INTERNO

Fonte: Tomaz, 2000 (Dinamarca, Jensen, 1991)

Fonte: Water Services Association of Australia, 2004 (Sydney, Austrália, 1998)

Distribuição do consumo de água em edificações domiciliares

CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA

CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUAValores de consumo doméstico de água nos Estados Unidos, SEM e COM

PRÁTICAS DE CONSERVAÇÃO de água

ÁGUA PARA USO PÚBLICO

Estimativa de consumo per capita diário com base no uso racional da água

Atividade Número de Vezes Consumo Lavar Roupa Escovar os Dentes Tomar Banho com Chuveiro Elétrico Lavar as Mãos Lavar Louça Acionamento de Descarga

2/ semana 2/ dia

2/ dia 2/ dia 2/ dia 3/ dia

468 L = 16,7 L/ dia 1,0 L

30,0 L 1,0 L 40,0 L 30,0 L

Total 120,0 L / habitante / dia

Fonte: Contrato SABESP/USP Projeto de pesquisa Sabesp, programa de economomia

de água de consumo doméstico/Uso Racional da Água (Site: www.sabesp.com.br, acesso em julho de 2006)

O modelo de serviços públicos associados ao abastecimento e manejo de águas residuárias e pluviais, originado basicamente a partir da primeira revolução industrial, tem sido desenvolvido com base no atendimento das necessidades humanas e, de certa maneira, ignorando que o ciclo urbano é apenas um sub-ciclo do ciclo da água na natureza (Coombes, P. J. e Kuczera, G., 2000).

Princípios alternativos para o uso urbano das águas

• A busca pela sustentabilidade no ciclo urbano da

água compreende o uso das mais variadas

práticas possíveis de conservação e novas

medidas orientadas por critérios que confiram

sustentação ambiental.

• Um esforço recente vem sendo empreendido no

sentido de se adaptar os conceitos de produção

mais limpa, originados no setor industrial, ao ciclo

urbano da água.

Minimização

– Utilizar a água de melhor qualidade para os usos que a exijam.

–Buscar fontes alternativas de água, tais como águas residuárias para reúso ou aproveitamento de águas pluviais.

Minimização

• Utilizar menor quantidade de água para executar as mesmas atividades, quer seja por mudança de processos ou formas de uso como pelo emprego de aparelhos economizadores ou tecnologias apropriadas.

Minimização

Separação

– Não misturar águas que exijam graus diferenciados de tratamento como águas contendo gorduras, águas contendo material fecal e águas contendo nutrientes. Sob esse princípio vislumbram-se possibilidades diversas de simplificação do tratamento, diminuição de custos de tratamento, reaproveitamento facilitado de substâncias, realocação de recursos para investimentos, etc.

– Não misturar efluentes de origem doméstica com efluentes de origem industrial, medida que se apóia no fato de que as características do esgoto doméstico variam em faixas bem mais delimitadas que aquelas observadas para os esgotos industriais.

Separação

Reutilização

– Exploração das diversas formas de reúso de esgotos, desde as formas mais simples, como utilização direta da água residuária gerada até o reúso após tratamento e pós-tratamento de esgoto.

– Um simples exemplo ilustra o princípio: a água utilizada na máquina de lavar roupas pode ser utilizada na lavagem de pátios e veículos e após algum grau de tratamento servir à descarga de bacias sanitárias.

– Tirar vantagem das possibilidades de utilização dos efluentes em usos que requeiram características nele presentes. Por exemplo: utilização de esgotos ricos em nutrientes para irrigação controlada.

Reutilização

– Hierarquizar ciclos de utilização da água, separando-os segundo a qualidade e quantidade exigidas em cada um deles. Dessa forma é possível estabelecer procedimentos para tratar e dispor corretamente no próximo ciclo, apenas a água que não puder ser utilizada em um ciclo de grau superior de exigência.

Reutilização

O saneamento ecológico - ECOSAN

• Os sistemas tradicionais de saneamento produzem um fluxo linear de materiais, causando acumulação e mistura do ciclo da água com o ciclo de alimentos.

• Esse sistema adota a premissa de que os nutrientes eliminados nas excretas humanas não têm valor significativo, e devem ser descartados (ESREY et al, 1998).

Fluxo linear de massa em um sistema sanitário tradicional em países industrializados FONTE: Adaptado de OTTERPOHL et al, 1997

O saneamento ecológico (ECOSAN)

• O saneamento ecológico prevê a separação das diferentes formas de águas residuárias nas suas origens, com o objetivo de valorizá-las.

Fluxo circular de massa em um possível sistema sanitário sustentável. FONTE: Adaptado de OTTERPOHL et al, 1997

• A segregação de águas residuárias na escala residencial permite soluções diferenciadas para o gerenciamento de água e de resíduos em ambientes urbanos, aumentando a eficiência da reciclagem de água e de nutrientes, permitindo ao mesmo tempo uma redução no consumo de energia em atividades de saneamento (OTTERPOHL, 2001).

O saneamento ecológico (ECOSAN)

Agricultura

2

3

4

51

Lodo

Lodo

Suprimento de água convencional, a partir da rede pública. Coleta e aproveitamento de água de chuva a partir do telhado da edificação; Coleta, tratamento e reúso das águas cinzas na descarga de vasos sanitários; Coleta, tratamento e reúso de águas amarelas (urina) na agricultura; Coleta, tratamento e reúso das águas negras na agricultura;

• Embora esta prática experimente aceitação crescente em vários países, não há soluções de consenso consolidadas e um amplo espaço para o desenvolvimento de tecnologia de separação e tratamento de fezes e urina persiste atualmente.

O saneamento ecológico (ECOSAN)

1985 – CONSELHO ECONÔMICO E SOCIAL DAS NAÇÕES UNIDAS – Política de gestão para áreas carentes de recursos hídricos.

“A NÃO SER QUE EXISTA GRANDE DISPONIBILIDADE, NENHUMA ÁGUA DE BOA QUALIDADE DEVE SER UTILIZADA PARA USOS QUE TOLEREM ÁGUAS DE

QUALIDADE INFERIOR”

Esgotos de origem doméstica, águas de drenagem, etc..

Fontes alternativas para uso menos restritivos

TRATAMENTO

BRAGA, 2002

TIPOS DE REUSO

ESGOTOS DOMÉSTICOS ESGOTOS INDUSTRIAIS

URBANO RECREAÇÃO AQUICULTURA AGRICULTURA INDUSTRIAL

NÃO POTÁVEL

POTÁVEL RECARGA DE AQUÍFEROS

PROCESSOS OUTROS

NATAÇÃOESQUI AQUÁTICO, CANOAGEM, ETC. PESCA

DESSEDENTAÇÃO DE ANIMAIS

POMARES E VINHAS

FORRAGENS, FIBRAS E GRÃOS

CULTURAS INGERIDAS APÓS PROCESSAMENTO

CULTURAS INGERIDAS

CRUAS

BRAGA, 2002