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Universidade Federal de Itajubá Instituto de Recursos Naturais
ENGENHARIA HÍDRICA
APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS. O CASO DO CENTRO DE EXCELÊNCIA EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Igor Renan Braga dos Santos
Itajubá – MG 2015
APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS. O CASO DO CENTRO DE
EXCELÊNCIA EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ.
Igor Renan Braga dos Santos
Monografia submetida à banca examinadora do Trabalho Final de Graduação apresentado à Universidade Federal de Itajubá, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Hídrico.
Orientador(a): Prof. Dr. Roberto Alves de Almeida.
Itajubá - MG 2015
A Deus, por tudo que me proporcionou...
AGRADECIMENTOS
Se hoje escrevo estas singelas palavras, devo esta oportunidade à Deus, que
me concedeu uma família abençoada e amigos extraordinários, dentre eles, minha
irmã, Sophia, a qual comprovou que apoio e juventude andam juntos, e Carolina, a
qual disponibilizou uma imensa parcela de seu tempo para elaboração deste.
Agradeço a cada um que contribuiu de alguma forma para meu sucesso, pois sei
que na vida nada se faz sozinho. Agradeço principalmente a meus pais, José
Roberto e Nilva, os quais sempre estiveram ao meu lado. À direita tenho meu pai,
exemplo de força, raça, superação e fé. Meu braço direito independente do tamanho
da batalha. À esquerda tenho minha mãe, mulher de um coração sem tamanho.
Com ela aprendi a ter educação, respeito e principalmente, humildade. Estes dois
seres humanos, com toda simplicidade do mundo, me deram duas coisas
extremamente valiosas e eternas: humildade e fé. E com isso, tenho certeza que o
mundo só está à minha espera para ser conquistado.
“Sou apenas um humano. Da mesma forma que um tubarão branco é apenas um peixe”
(Zlatan Ibrahimovic).
RESUMO
A crescente escassez de água superficial enfrentada atualmente pelas regiões mais populosas do Brasil tem comprometido o abastecimento de água para o consumo urbano. Torna-se necessário, cada vez mais, a criação de alternativas que contornem essa carência e venham suprir esta demanda. A captação e o aproveitamento de água pluvial surge como a principal alternativa para contorno deste entrave. Este trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica da utilização de um sistema de aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis, cuja aplicação de conceitos e normas foral aplicadas no prédio do Centro de Excelência em Eficiência Energética (EXCEN), do campus de Itajubá/MG, da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). A metodologia utilizada neste estudo está baseada na metodologia citada pela Agência Nacional de Águas (2005), para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de água pluvial, e na NBR 15527/2007 que trata do aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para coleta de água destinada para fins não potáveis. Além disso, para avaliação benefício/custo do sistema de aproveitamento de água de chuva utilizou-se a metodologia apresentada por Tomaz (2009). Como no prédio do Excen já existe um sistema construído foi identificada a necessidade da instalação de dispositivo para remoção de detritos, a implantação de reservatório de descarte de escoamento inicial, a implantação dos sistemas de tratamento (filtros, unidades para desinfecção e correção de pH), e a implantação das unidades de bombeamento. Para o processo de filtração, analisou-se a implantação de dois tipos de filtros: um pré-filtro e Gartenfilter XL Garten, a título de comparação. É economizado aproximadamente 450 m³ ao ano, o que corresponde a 71% do volume demandado para os vasos sanitários. O retorno dos investimentos para que haja essa economia é rápido, sendo aproximadamente 5 meses, caso se utilize o Filtro Garden, e 2 meses, para o pré-filtro. Palavras-chave: escassez hídrica; aproveitamento de água pluvial; normalização.
LISTA DE FIGURAS Figura 4.1 – Representação esquemática das formas construtivas propostas por Herrmann & Schmida (1999). .................................................................................... 24 Figura 6.1 – Localização da área em estudo: Centro de Excelência em Eficiência Energética ................................................................................................................. 39 Figura 6.2 – Zoneamento climático da mesorregião sul e sudoeste do estado de Minas Gerais, conforme classificação climática de Koppen & Geiger (1928) ........... 41 Figura 6.3 – Classificação climática da região a qual se insere a área em estudo, segundo Nimer (1979) ............................................................................................... 43 Figura 6.4 – Localização dos postos pluviométricos selecionados. .......................... 44 Figura 6.5 – Dados pluviométricos médios mensais dos postos selecionados. ........ 46
Figura 6.6 – Séries históricas dos dados de precipitação total anual referente aos postos selecionados. ................................................................................................. 47
Figura 6.7 – Método da isoietas para a região da área em estudo. .......................... 48 Figura 6.8 – Aplicação da metodologia de análise da consistência dos dados do posto base selecionado. ............................................................................................ 49 Figura 6.9 – Distribuição pluvial mensal do Posto São João de Itajubá (código 2245083). .................................................................................................................. 50 Figura 6.10 – Dias chuvosos do Posto São João de Itajubá (código 2245083). ....... 51
Figura 6.11 – Representação da área de coleta mediante a superfície de telhados. 52 Figura 6.12 – Válvulas de descarga (Modelo 1 e Modelo 2) e Mictório, da esquerda pra direita, respectivamente. ..................................................................................... 55
Figura 6.13 – Representação esquemática do descarte de parte da área de captação realizado uma das caixas de inspeção ...................................................................... 57
Figura 6.14 – Vista em corte do EXCEN com a localização dos reservatórios de armazenamento do sistema de aproveitamento existente. ....................................... 57 Figura 6.15 – Vista em planta do prédio do EXCEN com a localização dos reservatórios de armazenamento do sistema existente. ........................................... 58 Figura 6.16 – Vista em planta do reservatório subterrâneo de armazenamento ....... 59
Figura 6.17 – Vista em corte do reservatório subterrâneo de armazenamento ......... 60 Figura 6.18 – Vista em planta do reservatório superior de armazenamento ............. 61
Figura 6.19 - Detalhamento do diagnóstico referente ao reservatório subterrâneo de armazenamento ........................................................................................................ 63 Figura 6.20 – Dimensionamento do reservatório pelo método gráfico de Rippl para demanda constante ................................................................................................... 66 Figura 6.21 – Representação do tipo de cobertura da área de captação, do dispositivo para remoção de detritos, e de sua aplicação, respectivamente. ............ 71
Figura 6.22 – Representação esquemática em planta da adaptação necessária para o reservatório de descarte de escoamento inicial ..................................................... 73 Figura 6.23 – Representação esquemática em corte da adaptação necessária para o reservatório de descarte de escoamento inicial. ....................................................... 74 Figura 6.24 – Dispositivo de remoção de detritos selecionado para o sistema existente. ................................................................................................................... 76
Figura 6.25 – Representação do sistema existente com a implantação do pré-filtro 78 Figura 6.26 – Exemplificação de um clorador flutuante para o sistema existente. ... 79 Figura 6.27 – Exemplificação de medidores de ph e cloro disponível. ...................... 79 Figura 6.28 – Informações gerais da bomba hidráulica (código 245003) disponibilizada ........................................................................................................... 80 Figura 6.29 – Informações gerais da bomba hidráulica (código 245011) disponibilizada ........................................................................................................... 81
Figura 6.30 – Informações gerais da bomba hidráulica solar (código 200006) disponibilizada ........................................................................................................... 81 Figura 6.31 – Informações gerais de operação e curva de desempenho da bomba hidráulica (código 245003) . ...................................................................................... 82 Figura 6.32 – Informações gerais de operação e curva de desempenho da bomba hidráulica (código 245011). ....................................................................................... 82
Figura 6.33 – Relação altura e vazão para o ponto ótimo da bomba hidráulica solar (código 200006). Fonte: Kyocera (2015) ................................................................... 83 Figura 6.34 – Representação esquemática da automatização do sistema por meio de chave-boia. ................................................................................................................ 85
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 – Valores de coeficiente de runoff observados por diferentes autores. ... 28 Tabela 5.2 – Coeficiente de runoff adotados para o aproveitamento de água pluvial em alguns países ...................................................................................................... 29 Tabela 5.3 – Valores médios de consumo mensal de água não potável para diversos usos. .......................................................................................................................... 30 Tabela 5.4 – Sistemas de tratamento recomendados em função dos usos potenciais .................................................................................................................................. 31 Tabela 6.1 – Informações gerais dos postos pluviométricos selecionados ............... 45 Tabela 6.2 – Potencial de captação de água pluvial na área em estudo. ................. 54
Tabela 6.3 – Identificação dos pontos de consumo no EXCEN ................................ 54
Tabela 6.4 – Caracterização dos pontos de consumo no EXCEN. ........................... 55
Tabela 6.5 – Estimativa da demanda para o EXCEN. ............................................... 56 Tabela 6.6 – Dimensionamento do reservatório pelo método de Rippl para demanda constante. .................................................................................................................. 65 Tabela 6.7 – Aplicação do Método da Simulação para o reservatório existente considerando a média mensal das precipitações. ..................................................... 68 Tabela 6.8 – Dimensionamento do reservatório de acordo com o método utilizado . 69
Tabela 6.9 – Granulometria recomendada de pedregulho para pré-filtros de escoamento ascendente. .......................................................................................... 77 Tabela 6.10 – Produtos químicos mais comuns utilizados no tratamento de água para correção de pH. ................................................................................................. 80 Tabela 6.11 – Vazão de operação das bombas disponibilizadas para uma altura de recalque de 24m. ....................................................................................................... 84 Tabela 6.12 – Estimativas dos custos envolvidos para realização das adequações necessárias. (1ª alternativa: utilização do pré-filtro) .................................................. 86 Tabela 6.13 – Estimativas dos custos envolvidos para realização das adequações necessárias. (1ª alternativa: utilização do filtro Gartenfilter XL DN 150) ................... 86
Tabela 6.14 – Payback para as duas alternativas de investimento ........................... 87
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANA Agência Nacional de Águas
ASA Articulação no Semiárido Brasileiro
COPASA Companhia de Saneamento de Minas Gerais
DN Diâmetro Nominal
EXCEN Centro de Excelência em Eficiência Energética
MDS Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome
MG Minas Gerais
P1MC Programa de Formação e Mobilização Social para a Convivência no
Semiárido – Um milhão de Cisternas Rurais
P1+2 Uma Terra e Duas águas
PURAE Programa de Conservação e Uso Racional da Água nas Edificações
SP São Paulo
UNIFEI Universidade Federal de Itajubá
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 10
2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 11
2.1 Objetivo Geral .............................................................................................. 11
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................... 11
3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 11
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 14
4.1 Problemática da escassez da água ............................................................. 14
4.2 Contexto histórico sobre aproveitamento de água pluvial ............................ 16
4.3 Panorama mundial sobre aproveitamento de água pluvial........................... 18
4.4 Panorama nacional sobre aproveitamento de água pluvial .......................... 19
4.5 Principais componentes do sistema de aproveitamento de água pluvial ..... 21
5. METODOLOGIA ................................................................................................ 25
5.1 Determinação da precipitação média local (estudo pluviométrico) .............. 25
5.2 Determinação da área de coleta .................................................................. 27
5.3 Determinação do coeficiente de escoamento superficial ............................. 28
5.4 Determinação do potencial de captação de água pluvial ............................. 29
5.5 Identificação dos usos da água (demanda e qualidade) e o estabelecimento do sistema de tratamento necessário .................................................................... 30
5.6 Projeto do reservatório de descarte e do reservatório de armazenamento .. 32
5.7 Projetos de sistema complementares (grades, filtros, etc.) .......................... 37
6. ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 38
6.1 Caracterização da área em estudo .............................................................. 38
6.2 Diagnóstico do sistema existente ................................................................. 43
6.2.1 Determinação da pluviosidade média (estudo pluviométrico). ............... 43
6.2.2 Determinação da área de coleta ............................................................ 51
6.2.3 Determinação do coeficiente de escoamento superficial ....................... 53
6.2.4 Determinação do potencial de captação ................................................ 53
6.2.5 Identificação dos usos da água (demanda e qualidade) e o estabelecimento do sistema de tratamento necessário...................................... 54
6.2.6 Unidades do reservatório de descarte e do reservatório de armazenamento ................................................................................................. 56
6.2.7 Unidades de sistemas complementares (grades, filtros,...) ................... 61
6.3 Avaliação do dimensionamento do reservatório ........................................... 64
6.4 Adequações necessárias no sistema ........................................................... 70
6.4.1 Dispositivo para remoção de detritos ..................................................... 70
6.4.2 Implantação de um dispositivo ou reservatório de descarte (ou autolimpeza) de escoamento inicial ................................................................... 72
6.4.3 Implantação dos sistemas de tratamento .............................................. 75
6.4.4 Implantação das unidades de bombeamento ........................................ 80
6.5 Análise econômica ....................................................................................... 85
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 88
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 89
10
1. INTRODUÇÃO
A crescente escassez de água superficial enfrentada atualmente pelas
regiões mais populosas do Brasil tem comprometido o abastecimento de água para
o consumo urbano. Torna-se necessário, cada vez mais, a criação de alternativas
que contribuam para suprir a demanda. A captação e o aproveitamento de água
pluvial surge como a principal alternativa para contorno deste entrave. Porém muitas
vezes a população atingida, induzida a investir no aproveitamento da água de chuva,
utiliza incorretamente este volume, inclusive para usos potáveis, contrariando a
legislação vigente. Esta alternativa reduz a dependência do consumidor em relação
à concessionária local, devido ao racionamento, bem como reduz o impacto da
despesa com água no orçamento familiar. O mesmo comportamento se verifica em
empresas comerciais e industriais, que entendem que o suprimento pela
concessionária representa um risco para seus negócios. Portanto, a utilização de
água pluvial tende a ser incorporada ao cotidiano das famílias e das empresas em
áreas sob risco de escassez de água tratada.
O presente trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade técnica e
econômica do aproveitamento de água pluvial, considerando fatores como índice
pluviométrico e área de captação. Por outro lado esta alternativa de suprimento
requer investimentos e tem custos operacionais que devem ser considerados
quando economicamente comparado à tarifa da concessionária. Outro ponto a ser
considerado é que embora haja redução da despesa com o suprimento de água da
concessionária, o mesmo não ocorre com a parcela de esgoto, pois a
concessionária poderá proceder a sua medição e a cobrança proporcional.
Como estudo de caso, o prédio do Centro de Excelência em Eficiência
Energética (EXCEN), localizado no campus de Itajubá da Universidade Federal de
Itajubá (UNIFEI), foi construído incorporando a captação e uso não potável de água
de chuva, sem considerar a norma e diretrizes e ainda não foi colocado em
operação. Agora vão ser estudadas as adequações necessárias para enquadrá-lo à
norma NBR 15527/07. Este trabalho está alinhado à Instrução Normativa 10/2012 do
Ministério do Planejamento, a qual estabeleceu regras para elaboração de um Plano
de Gestão e Logística Sustentável na Administração Pública Federal que envolve,
entre outras coisas, a eficiência hídrica e a redução de custeio dos órgãos da
administração direta e indireta no âmbito federal.
11
O trabalho será dividido nos seguintes capítulos principais: pesquisa
bibliográfica para identificação do estado da arte em sistemas de aproveitamento de
água pluvial; diagnóstico do sistema existente na área de estudo; avaliação técnica e
econômica tendo em vista a adequação deste sistema às normas vigentes.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Esta pesquisa tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica
da adaptação de um sistema de aproveitamento de água pluvial para fins não
potáveis às normas vigentes, assim como aos tipos de sistemas de aproveitamento
existente. Para isto, utilizou-se o prédio do Centro de Excelência em Eficiência
Energética (EXCEN), do campus de Itajubá/MG, da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI).
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar o estado da arte do sistema de aproveitamento de água pluvial
existente;
Identificar as adequações necessárias do sistema existente à norma NBR
15527/2007;
Analisar a utilização do volume de água pluvial do sistema para usos não
potáveis após o tratamento adequado, como por exemplo, descargas em bacias
sanitárias, irrigação e limpezas de pátios;
Contribuir para aumentar essa conscientização sobre a necessidade de
conservação de água e difusão da técnica de captação e aproveitamento de
água pluvial.
3. JUSTIFICATIVA
Segundo Annecchini (2005), vários locais no mundo vêm sofrendo com a
escassez hídrica, tendo como principais condicionantes o desenvolvimento
desordenado de cidades, o crescimento populacional e industrial e a utilização
indiscriminada dos recursos hídricos, com a poluição e o desperdício. Gera-se,
portanto, um aumento na demanda por água e, consequentemente, uma diminuição
12
na disponibilidade deste recurso. Com isso, a necessidade de encontrar meios de
conservar os recursos hídricos é cada vez maior, tornando-se um desafio pelo fato
da demanda crescer desenfreadamente, associado à desigualdade natural na
distribuição dos recursos hídricos pelo mundo. Dentre as diversas práticas,
tecnologias e incentivos de conservação da água, encontra-se a captação da água
de chuva, que como salienta Barros (2000), trata-se de uma prática milenar, utilizada
no mundo todo.
A técnica de aproveitamento de água pluvial depende de aspectos
fundamentais para ser implantada, que variam de local para local, como a qualidade
e a quantidade de chuva. Ela tem se difundido e se consolidado como uma forma
de mitigar os diversos problemas ambientais causados pelo aumento da demanda
de água. Com o aproveitamento da água de chuva e sua utilização para fins não
potáveis há uma consequente preservação dos recursos naturais, mais
especificamente dos recursos hídricos, como a sua destinação para irrigação de
gramados, jardins e plantas ornamentais, permitindo sua condução ao lençol
freático, preservando o seu ciclo natural; seja na lavagem de pisos, carros,
máquinas; e ainda nas bacias sanitárias, reduzindo o consumo de água e
contribuindo, deste modo, para a utilização sustentável. Além disto, a técnica de
aproveitamento de água pluvial ameniza os diversos impactos negativos
ocasionados pela falta de medidas de controle de poluição e de gestão ambiental,
não só em áreas urbanas, mas também em áreas rurais. (TOMAZ, 2009; BARROS,
2000).
A captação da água de chuva reduz a dependência excessiva das fontes
superficiais de abastecimento. Nas áreas urbanas, o uso de água potável para fins
não potáveis é um contrassenso. Estudos indicam que a economia de água tratada
pela concessionária pode chegar a 15% com o reaproveitamento da chuva para uso
residencial e comercial (TOMAZ, 2005).
Além do mais, a implantação de um sistema de água pluvial é uma alternativa
para escapar das elevadas tarifas de água de concessionárias públicas. No entanto,
o benefício econômico alcançado não se limita à redução do custo associado ao
consumo de água potável, mas abrange a gestão e a otimização do volumes
consumidos e respectivas taxas, na qual se assenta a conjugação de fatores como a
redução do volume de água de saneamento e do valor associado à taxa de
13
saneamento aplicada, uma vez que esta se encontra normalmente indexada ao valor
de água potável consumida.
O aproveitamento de água pluvial, segundo Tomaz (2009), permite a criação
de uma reserva estratégica de água, útil em períodos de carência hídrica na qual há
instabilidade do fornecimento de água pública ou interrupção temporária do
fornecimento. Ainda segundo o mesmo autor, a implantação de um sistema de
aproveitamento de água pluvial é motivada em locais onde a estiagem é maior que 5
meses, ou o índice de aridez seja menor ou igual a 0,50 ou com disponibilidade
hídrica menor que 1200 m³/habitante ano. Para estes locais, a necessidade em
buscar alternativas de fornecimento de água tornou-se o principal fator de incentivo
desta técnica.
Durante chuvas intensas, o sistema de captação de água pluvial permite a
minimização do escoamento superficial, ou seja, ameniza o pico do hidrograma e
reduz o alto volume de água sobre os equipamentos de gestão pluvial, mitigando
problemas com inundações. Com isso, assegura-se com maior eficácia a segurança
tanto do tráfego de veículos quanto dos pedestres, durante as inundações, evitando
prejuízos econômicos aos municípios e seus cidadãos. (TOMAZ, 2009)
A conscientização e a sensibilidade da necessidade da conservação da água
pela população é um dos principais motivos que, para Tomaz (2009), levam a
decisão de se realizar o aproveitamento de água de chuva. Assim, é necessário que
se incentive à população a realizar o correto aproveitamento da água da chuva, e
que, idealmente, toda casa urbana tenha pelo menos um sistema simples de
aproveitamento de água pluvial, visto a facilidade e a flexibilidade de instalação e
intervenção humana reduzida. Diante de tantas vantagens econômicas, técnicas e
ambientais, a elaboração deste trabalho visa contribuir para aumentar essa
conscientização.
14
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 PROBLEMÁTICA DA ESCASSEZ DA ÁGUA
A água é um recurso de inigualável importância em qualquer área de estudo,
tais como saúde pública, economia, ambiental, climática, química e até mesmo em
tecnologias. Nota-se que a disponibilidade deste recurso interfere em diversos
fatores ligados ao dia-a-dia como exemplificado, respectivamente, a seguir: na
propagação de doenças, produção agropecuária (p.e. na gestão hídrica para
irrigação, fator essencial no aumento da produtividade), manutenção dos
ecossistemas, caracterização dos climas de diferentes regiões, solubilidade de
componentes químicos, resfriamento de máquinas e motores. No entanto, nem
sempre esta importância foi reconhecida, houve um tempo em que as pessoas viam
a água como recurso infinito, sempre abundante.
Silva (2014) explica que apesar do planeta ter um volume aproximado de
1,386 bilhões de km³ de água, 97,5% dele é água salgada e 2,5% é água doce,
sendo que cerca de 69% da água doce estão contidos em geleiras, neves, gelos e
subsolos muito profundos. Ou seja, menos de 1/3 da água doce está disponível e é
de fácil acesso (disponível em rios, lagos, aquíferos subterrâneos, entre outros). Em
determinados locais do mundo, como regiões áridas e semiáridas, a água sempre foi
escassa e, portanto, considerada fator limitante para o desenvolvimento e,
principalmente, para a subsistência local, ou seja, era um problema considerado
grave, mas natural para estas regiões.
Segundo a Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRH), a água foi
considerada um recurso finito e vulnerável apenas em 1993, na Conferência de
Dublin. Embora já existissem pesquisas relacionadas a esta questão, o novo
conceito para a água estimulou ainda mais o estudo da origem do problema e
criação de alternativas, tecnologias e novas metodologias para contorná-lo, de forma
que desde então houve um crescimento na quantidade de trabalhos relacionado à
disponibilidade e qualidade da água.
Sherbinin (1997 apud VENDRAMEL; KÖHLER, 2002) chama atenção para o
constante aumento da demanda mundial por recursos hídricos, principalmente
devido ao crescimento demográfico e da urbanização e, segundo este autor, estima-
se que por volta de 2025 o consumo da água superficial disponível alcance 70% do
total. Por outro lado não só a quantidade do consumo, mas também a qualidade da
15
água disponível tem se tornado um problema. Aliado ao crescimento demográfico
desenfreado e a falta de planejamento dos recursos hídricos, a utilização dos rios
para a diluição efluentes urbanos e a utilização da água de boa qualidade para fins
não-potáveis são apenas alguns exemplos deste entrave. (VENDRAMEL; KÖHLER,
2002). Maia Neto (1997), afirmou que pelos valores ecológico, social e econômico e
pela questão de segurança nacional, a água já era considerada um recurso escasso
e estratégico no fim do século XX.
A escassez de água é um problema enfrentado por diversos países há muito
tempo, dados de Paz et al. (2000) mostram que naquele ano 26 países enfrentavam
problemas relacionados à seca crônica. No mesmo trabalho, há informação de que,
naquela época, os organismos internacionais já alertavam que a extrema falta de
água poderá atingir, aproximadamente, 2,8 bilhões de pessoas ate 2025. Isto
demonstrava que estudos deveriam ser feitos, de modo que os governos e
organizações criassem e aplicassem medidas para contornar o problema ou, ao
menos, minimizar as consequências dele. É relevante ressaltar que a escassez de
água tende a aumentar no decorrer dos anos Paz et al., (2000)
Na escala mundial, a demanda hídrica estava estimada, em 1996, em 5.692 km
3 ano
-1 (aproveitamento potencial viável estimado em 14 mil km
3 ano
-1)
contra uma oferta de 3.745 km3 ano
-1, ou seja, a oferta hídrica mundial só
atendia a cerca de 66% dos usos múltiplos. Mantendo-se as taxas de consumo e se considerando um crescimento populacional à razão geométrica de 1,6% a.a., o esgotamento da potencialidade de recursos hídricos pode ser referenciado por volta do ano 2053.
Segundo CONFEA (2011), o Brasil possui cerca de 12% de toda água doce
do planeta, porém 68,5% está no norte do país, onde há apenas 7,4% da população,
ou seja, ainda em países considerados “privilegiados” em recursos hídricos, pode
existir a má distribuição deste e a consequente escassez em algumas regiões. No
caso do Brasil, o Nordeste é a região brasileira mais afetada pela escassez de água,
deixando os mais de 8 milhões de habitantes do semiárido em uma situação
insustentável.
Não se sabe ao certo a magnitude que esta escassez atingirá. Villiers (2002)
cita em seu trabalho que mesmo os mais otimistas, os quais não acreditam em um
“apocalipse da água”, creem que a crise é real. Ainda neste mesmo trabalho, o autor
salienta que deve existir só três alternativas para escapar desta crise – além de uma
hipotética quarta solução, roubar água dos outros – que são:
16
Providenciar mais água (seja “fazendo-a” a partir da água do mar, seja buscando-a em outros lugares por meio da engenharia ou dos desvios; usar menos água (através de inovações tecnológicas, de preços adequados, boa administração e conservação); ou usando-se a mesma quantidade, mas com menos pessoas (ou seja, atalhar a crise limitando drasticamente o aumento populacional).
Ainda no contexto destas alternativas, no intuito de providenciar mais água,
há o uso de fontes alternativas de suprimento, visando principalmente o
abastecimento dos pontos de consumo de água não potável, na busca da
sustentabilidade hídrica. Dentre as fontes alternativas pode-se citar o
aproveitamento da água da chuva, o reuso de águas servidas e a dessalinização da
água do mar. (ANNECCHINI, 2005)
Destaca-se o aproveitamento da água da chuva como fonte alternativa de
suprimento principalmente pela sua simplicidade. Outro fator é a dominialidade
dessas águas. Mediante a edição da Lei 9433/97 que derrogou o Decreto 24.643/34,
mais conhecido como Código das Águas, têm-se no artigo 103 que o direito de uso
destas águas independe de outorga “Os que usufruem do local onde a chuva cai
diretamente, tem o direito de livre dispor delas, salvo existindo direito em sentido
contrário” (RIBAS, 2007). Ou seja, conforme Granziera (2001), á agua da chuva não
se submete ao regime das águas públicas.
4.2 CONTEXTO HISTÓRICO SOBRE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL
Como abordado neste trabalho, apesar de ser um problema crescente no
decorrer dos anos, a escassez de água é conhecida há muito tempo em
determinadas regiões do planeta. Isto fez com que os povos de tais regiões fossem
se adequando e desenvolvendo técnicas de aproveitamento de água pluvial para
fins agrícolas, industriais, domésticos e até mesmo para consumo. A literatura
apresenta informações de diferentes civilizações antigas ao redor do planeta, sem
contato entre si, que utilizavam técnicas semelhantes para coleta das águas pluviais
e atribuindo, em geral, a mesma finalidade para o uso destas águas.
A engenhosidade dos sistemas antigos de captação de água de chuva é tão
grande que, como salienta Silva et al. (1998), muitos ainda são utilizados, como os
das civilizações localizadas em regiões semiáridas do mundo, como no Norte da
África e Ásia. Recentemente, também foram encontrados tanques no norte do Egito
que continuam sendo utilizados (JAQUES, 2005).
17
Dentre as evidências destes sistemas, destacam-se as que ocorreram na era
a.C., muito antes da existência de qualquer técnica ou método de instalação de um
sistema de coleta e aproveitamento de água pluvial. May (2009) citou um exemplo
de sistema datado há mais de 4 mil anos no deserto de Negev, e no mesmo trabalho
comentou que na era romana, já eram construídos sistemas sofisticados para este
fim.
Tomaz (2009) destaca o caso da ilha de Creta, em que inúmeros
reservatórios foram escavados em rochas anteriores a 3000 a.C., que aproveitavam
a água da chuva para consumo humano e, em 2750 a.C., já havia sinais de uso da
água de chuva na Mesopotâmia. Conforme o mesmo autor, em 850 a.C., na Pedra
Moabita, encontrada no Oriente Médio, o rei sugeria que um reservatório fosse feito
em cada casa para aproveitamento da água de chuva.
As civilizações antigas da América Latina – Incas, Maias e Astecas – também
faziam uso de água de chuva (ANAYA-GARDUÑO, 2001). Uma justificativa para o
uso por tais civilizações é que, em certas regiões do continente, os recursos naturais
disponíveis eram escassos. Por esta razão elas tiveram que desenvolver técnicas e
métodos para suprir as necessidades, e isto só foi permitido pelo alto padrão
intelectual delas. Neste contexto, Gnadlinger (2000) afirma que, no século X, a
agricultura do povo Maia era baseada na coleta de águas pluviais por meio de
cisternas.
Na Europa o aproveitamento de água já é bem difundido, mas quando
comparada às civilizações citadas anteriormente é mais recente. A sede dos
Templários, localizada em Portugal, tinha dois reservatórios com esta finalidade,
cuja construção teve início em março de 1160 (TOMAZ, 2009). O mesmo autor
afirmou que na Alemanha o sistema de aproveitamento de água pluvial começou a
ser implantado em 1980, com fins não potáveis (irrigação, descarga de bacias
sanitárias, uso industrial, entre outros).
18
4.3 PANORAMA MUNDIAL SOBRE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL
Atualmente, desenvolvem-se metodologias para coleta e aproveitamento de
água pluvial não só para casos de escassez, mas também para reduzir em cidades
os problemas de inundação, diminuir a dependência da concessionária de
abastecimento de água local e, consequentemente, driblar as altas tarifas cobradas
por esta. Desta forma, a cada ano, nota-se o surgimento de novas tecnologias que
visam não só o aproveitamento de água pluvial, mas o manejo hídrico em geral,
embora haja muito a ser aprimorado (PETRY; BOERIU, 2000).
Os países que se destacam pela utilização do sistema de captação de água
de chuva são: o Japão, México, a Alemanha, Austrália e os Estados Unidos (SILVA,
2014). A implantação destes sistemas vem sendo incentivada em grande parte
destes países. Tais incentivos acontecem por meio de financiamentos oferecidos
pelo governo, programas de auxílio financeiro e diminuição de taxas na instalação.
Conforme Schmidt (2001), a legislação na Alemanha inclui taxas devido à
introdução de água de chuva no sistema público de esgoto. Isto é um estímulo
financeiro para os proprietários, que economizam a taxa ao implantar o sistema de
coleta de água pluvial (MAY, 2009). Na Austrália a utilização do sistema de coleta e
aproveitamento de água de chuva é intensa de tal forma que a economia gerada no
consumo de uma residência é de 45% e na agricultura, este benefício alcança 65%
(GARDNER; COOMBES; MARKS, 2002).
Embora ainda não exista uma regulamentação federal para o aproveitamento
de águas pluviais nos Estados Unidos, a Environmental Protection Agency (EPA) –
Serviço de Proteção Ambiental afirma que há mais de 2000 mil reservatórios
destinado a este fim (TOMAZ, 2009). No país o uso das águas pluviais é destinado à
irrigação de jardins e hortas, lavagem de veículos, descarga de vasos sanitários e
resfriamento evaporativo (GELT, 2009; MOFFA, 1996). O estado que se destaca no
assunto é a Califórnia, que foi um dos primeiros a desenvolver, por exemplo,
regulamentação para reuso de água com fins agrícolas. (GELT, 2009)
No Japão o uso e coleta de águas pluviais preveem a diminuição do risco de
inundações urbanas, devido ao grande índice de superfícies pavimentadas, e
favorece a economia de água potável, substituindo o uso para irrigação, descargas
sanitárias, sistema de combate a incêndios, entre outros (KITA, 1999). No país, em
1995, também foi construído um edifício de eficiente qualidade ecológica, que realiza
19
a captação de água da chuva em um reservatório enterrado com volume de 1 milhão
de litros (TOMAZ, 1998).Tal edifício reaproveita águas de lavatórios, torneiras e
máquinas de lavar, de forma que a alimentação dos vasos sanitários é feita com
esta água reaproveitada juntamente com a água não-potável de chuva.
No Reino Unido cerca de 30% da água potável consumida é utilizada em
descarga sanitária (FEWKES, 1999), por este motivo o incentivo da utilização de
água pluvial tem sido intensificado, para que a água potável seja substituída e
economizada (MAY, 2009). A mesma autora afirma que, na Holanda, para evitar que
os canais que rodeiam a cidade transbordem, a água da chuva é coletada e,
posteriormente, é utilizada em irrigação e abastecimento de fontes ornamentais.
Conforme Vidal (2002), em 1703 um equipamento com filtro de areia e com um
reservatório de tratamento e armazenamento de água pluvial foi desenvolvido na
França.
4.4 PANORAMA NACIONAL SOBRE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL
O Brasil, por ser um país com grande extensão territorial, possui diferentes
climas e, portanto, condições diferentes para a população de cada uma destas
regiões. O aproveitamento de água de chuva ainda é algo recente no país, já que
extensa parte de seu território é caracterizado pela Floresta Amazônica e Mata
Atlântica, ou seja, regiões onde não eram necessárias engenhosidades para
captação de água da chuva. Por esta razão, a região do país onde este conceito é
mais difundido é a árida e semiárida do Nordeste, Giacchini (2003), afirma que
objetivo é suprir a carência de água potável nos períodos de estiagem. Nesta região,
durante períodos de estiagem, há necessidade de longas caminhadas para busca de
água, de forma que uma alternativa é a utilização de água imprópria para consumo.
Neste contexto, a Articulação no Semiárido Brasileiro (ASA) idealizou o
Programa de Formação e Mobilização Social para a Convivência no Semiárido – Um
milhão de Cisternas Rurais (P1MC). O objetivo central do projeto é a construção de
cisternas e conscientização com relação ao uso da água, o Ministério do
Desenvolvimento Social e Combate à Fome – MDS (BRASIL, 2008) destaca a
abrangência do programa e cita como um dos objetivos:
Possibilitar à população do semiárido o acesso a uma estrutura simples e eficiente de captação de água da chuva e de aproveitamento sustentável de recursos pluviais, bem como fomentar a formação e a capacitação para a convivência sustentável com o Semiárido.
20
Gomes e Pena (2012) afirmaram que o P1MC até 2012 já havia beneficiado
aproximadamente 1.200.000 pessoas no semiárido brasileiro. Segundo os mesmos
autores, em 2007 a ASA ampliou a perspectiva do programa criando o projeto Uma
Terra e Duas águas (P1+2). Desta forma, o P1MC era voltado para a construção de
cisternas de armazenamento de água potável (consumo humano) e o P1+2 estava
ligado ao manejo hídrico em vista da produção de alimentos (água não potável).
Paralelo a isto, a partir de 1980, o conceito de conservação de água foi
introduzido no país (PROSAB, 2009), este conceito visa união da diminuição do
consumo e desperdício com a oferta de água proveniente do aproveitamento de
águas pluviais e de reuso de água cinza. Nota-se que são duas finalidades
diferentes (subsistência no semiárido e inibição do desperdício em outras regiões),
porém com a mesma solução: o aproveitamento de água pluvial.
O sistema de coleta e aproveitamento de águas pluviais é utilizado há anos
em determinadas regiões do país, porém a legislação, com as diretrizes para uso
não potável em edificações, só existe desde 2007, sendo ela a NBR 1557/2007 -
“Aproveitamento de água de chuva de coberturas em áreas urbanas para fins não
potáveis”. Na norma são abordados conceitos importantes para a implantação de
sistema de captação de água da chuva, bem como condições gerais sobre a
concepção e manutenção deste sistema, calhas e condutores, reservatório de
descarte, reservatório de águas pluviais, qualidade da água e bombeamento. É
importante ressaltar que a norma visa apenas o uso não potável da água de chuva,
mesmo que o tratamento e os padrões de qualidade sejam mais restritivos.
Antes desta norma, alguns municípios e estados já discutiam a implantação
de critérios ambientais em leis, como mencionado por Jaques (2005), que
exemplificou em seu trabalho com Curitiba e São Paulo. Nestes casos específicos o
aproveitamento da água de chuva visa não só a economia de água potável em vista
da escassez, bem como a minimização de problemas com inundações.
Conforme o autor, a lei municipal de Curitiba Nº. 10.785 de 18/09/03 criou o
Programa de Conservação e Uso Racional da Água nas Edificações – PURAE, cujo
objetivo é conscientizar a população sobre a importância da conservação e induzi-
los ao uso racional, conservação e utilização de fontes alternativas para captação de
água nas novas edificações. Esta lei tratou da implantação de sistemas de captação
de água da chuva. Em São Paulo, o decreto 12.342 de 27/09/78, determina que não
21
se pode introduzir água pluvial na rede de esgoto e misturar água não potável com
água potável ou ter interligação ao sistema público. Por fim, nota-se que as leis e
decretos já visavam a regulamentar o sistema de captação e aproveitamento de
água de chuva.
4.5 PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL
O sistema de aproveitamento da água da chuva é considerado um sistema
descentralizado de suprimento de água, cujo objetivo é conservar os recursos
hídricos, reduzindo o consumo de água potável (KOENIG, 2003). Este sistema é, na
maioria das vezes, voltado para fins não potáveis, dado a complexidade do
tratamento que a água deve ter para que a qualidade seja garantida. Tomaz (2009)
não recomenda em hipótese alguma a transformação da água de chuva em água
potável em áreas urbanas, isto se deve à poluição do ar que diminui muito a
qualidade da água. Desta forma, a água fornecida pelas concessionárias de
abastecimento de água é insubstituível. Porém existem lugares que não possuem
infraestrutura e utilizam água pluvial para o próprio consumo.
Um sistema típico de aproveitamento de água pluvial em edificações, para
fins não potáveis, capta a água da chuva que cai sobre as superfícies e a direciona
para reservatórios de armazenamento superficiais ou subsuperficiais para posterior
utilização. Sendo assim, estes sistemas são formados basicamente pela área de
captação (geralmente coberturas), os componentes de transporte (calhas e
condutores verticais), o reservatório e alguns componentes adicionais, como
detalhado a seguir:
Área de captação pode ser área de telhado, mais comum, ou solo no entorno
do sistema, em que as superfícies impermeabilizadas estão no nível do chão
(calçada, estacionamento ou pátios). Lee et al. (2000), citam em seu trabalho que
a coleta de água de chuva é feita por meio de superfície de telhados ou de
superfícies no solo, sendo que o sistema de coleta de chuva por superfície de
telhados é considerado mais simples, e na maioria das vezes, produz uma água
de melhor qualidade se comparado aos sistemas que coletam água de
superfícies no solo.
22
Calhas e condutores (tubulação) é responsável pela condução da água da
área de captação até o reservatório. Existem algumas normas específicas com
recomendações para as calhas e condutores:
ABNT NBR 10844/1989: Observar o período de retorno escolhido, a vazão
de projeto e a intensidade pluviométrica.
ABNT NBR 12213/1992: Instalação de dispositivos para remoção de
detritos.
ABNT NBR 15527/2007: Instalação no sistema de aproveitamento de água
de chuva de um dispositivo, podendo este ser automático, para o descarte
da água de escoamento inicial, ou seja, aquela proveniente da área de
captação suficiente para carregar a poeira, fuligem, folhas, galhos e
detritos. Na falta de dados, recomenda-se o descarte de 2 mm da
precipitação inicial.
Reservatório de armazenamento. Para sua determinação é necessário um
estudo mais aprofundado, já que a precipitação média local e demanda de água
devem ser bem conhecidas para se calcular o volume mínimo do reservatório.
Ele pode ser dividido em duas partes:
Reservatório inferior: armazenamento da água a ser bombeada para os
reservatórios superiores;
Reservatório superior: armazenamento da água para posterior utilização para
fins não potáveis.
Assim como dito acima, o reservatório de armazenamento pode ser subterrâneo
(onde seria feito o recalque da água coletada com o auxilio de bombeamento para o
reservatório superior, de onde segue aos pontos de consumo por gravidade) ou
aéreo seguindo também do reservatório superior por gravidade. Pode ser ainda feita
a captação da água diretamente do reservatório inferior, com auxílio de uma bomba
pressurizada, quando os pontos de consumo são acionados (AQUASTOCK, 2015).
O reservatório também possui uma regulamentação dada pela ABNT:
ABNT NBR 12217/1994: Devem ser considerados no projeto: extravasor,
dispositivo de esgotamento, cobertura, inspeção, ventilação e segurança.
ABNT NBR 15527/2007: Minimização do turbilhonamento, dificultando a
ressupensão de sólidos e o arraste de materiais flutuantes. A retirada de água
23
do reservatório deve ser realizada próxima à superfície, recomendando-se, a
15 cm desta.
Componentes adicionais são utilizados para auxiliar no tratamento da água
coletada. Os dispositivos para remoção de detritos, tais como telas, filtros e
grades, são utilizados para remover materiais grosseiros, como folhas e galhos, e
impedem a entrada de roedores. São instalados tanto na área de captação,
condutores horizontais e verticais, quanto no reservatório de armazenamento.
Também incluem-se como componentes adicionais o dispositivo para eliminação
de escoamento inicial, também conhecido como sistema de first-flush. A câmara
de sedimentação é empregada na remoção de sujeiras e contaminantes, sendo
empregada antes da condução para o reservatório de armazenamento.
Dependendo de como a água será utilizada, pode-se empregar outros sistemas
de tratamento para melhorar a qualidade da água.
Existem diversas formas de se construir um sistema de aproveitamento de
água pluvial. Herrmann & Schimda (1999) destacam em seu trabalho as quatro
formas, que serão descritas a seguir:
Sistema de fluxo total: Toda a chuva coletada pela superfície de captação é
direcionada ao reservatório de armazenamento, passando antes por um filtro ou
por uma tela. A chuva que extravasa do reservatório é direcionada ao sistema de
drenagem.
Sistema com derivação: Com objetivo de descartar a primeira chuva, uma
derivação é instalada na tubulação vertical de descida da água, direcionando-a
ao sistema de drenagem. Em alguns casos, instala-se um filtro ou uma tela na
derivação. Assim como no sistema descrito anteriormente, a chuva que extravasa
do reservatório é direcionada ao sistema de drenagem.
Sistema com volume adicional de retenção: Além de armazenar o volume de
chuva necessário para o suprimento da demanda, o reservatório deve ser maior
para conseguir armazenar um volume adicional com o objetivo de evitar
inundações. Neste sistema, uma válvula regula a saída de água correspondente
ao volume adicional de retenção para o sistema de drenagem.
Sistema com infiltração no solo: Toda a água da chuva coletada é direcionada
ao reservatório de armazenamento, passando antes por um filtro ou por uma tela.
24
O volume de chuva que extravasa do reservatório é direcionado a um sistema de
infiltração de água no solo.
Figura 4.1 – Representação esquemática das formas construtivas propostas por Herrmann & Schmida (1999).
Fonte: Herrmann & Schmida (1999)
25
5. METODOLOGIA
A metodologia deste estudo está baseada na citada pela Agência Nacional de
Águas (2005), para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de água pluvial,
e na NBR 15527/2007: aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins
não potáveis (ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2007),
que fornece os requisitos para a concepção de um sistema de coleta de água pluvial
em áreas urbanas e para fins não potáveis. A metodologia envolve as seguintes
etapas:
Determinação da precipitação média local, ou seja, a realização de um estudo
pluviométrico da região de interesse;
Determinação da área de coleta;
Determinação do coeficiente de escoamento superficial;
Determinação do potencial de captação de água pluvial;
Identificação dos usos da água (demanda e qualidade) e o estabelecimento do
sistema de tratamento necessário;
Projeto do reservatório de descarte e do reservatório de armazenamento;
Projeto de sistemas complementares (grades, filtros, etc.)
A metodologia prevista baseou-se também no estudo da NBR 15527/2007
para a identificação de possíveis adequações visando atender esta normatização.
Além disso, para avaliação do sistema de aproveitamento de água de chuva quanto
à relação benefício/custo, utilizou-se a metodologia apresentada por Tomaz (2009),
o qual apresenta uma melhor descrição sobre esta.
5.1 DETERMINAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA LOCAL (ESTUDO PLUVIOMÉTRICO)
A concepção do projeto do sistema de coleta de água de chuva inclui também
os estudos das séries históricas e sintéticas das precipitações da região na qual será
implantado o projeto, conforme requisitado pela ABNT (2007). Em um estudo
pluviométrico, torna-se essencial a disponibilidade de séries históricas que permitam
a avaliação da disponibilidade de precipitação na bacia, o que para Tucci (2012), é
fator determinante para quantificar, entre outros usos, a necessidade de
abastecimento de água, doméstico ou industrial, e consequentemente, de fontes
alternativas de suprimento, como o aproveitamento de água pluvial.
26
A Agência Nacional de Águas (ANA), órgão responsável pelo monitoramento
hidrometeorológico no Brasil, mantem e disponibiliza um banco de dados
constantemente atualizado com todas as informações coletadas pela rede
hidrometeorológica, as quais se encontram disponíveis em dois sistemas: o Sistema
de Informações Hidrológicas (HidroWeb) e o Sistema Nacional de Informações sobre
Recursos Hídricos (SNIRH). Este banco de dados também possui o cadastro
atualizado de todas as estações hidrometeorológicas instaladas em todo o território
nacional, estejam elas em operação ou desativadas, sendo possível também,
identificar quais as entidades responsáveis pela manutenção e operação dos postos.
Esta importante ferramenta disponibiliza informações facilitando a obtenção de
dados hidrometeorológicos, necessários ao desenvolvimento de diversos projetos.
Com isso, em um estudo pluviométrico, a disponibilidade das séries históricas é
garantida não somente quando o monitoramento dos postos pluviométricos é
realizada pela ANA, mas também, quando as entidades responsáveis pelo
monitoramento repassam as séries observadas à este órgão responsável.
A partir da seleção dos postos pluviométricos e das respectivas séries
históricas da região de interesse, os quais estão disponibilizados nos bancos de
dados supramencionados, realiza-se a análise dos dados de precipitação. Sabe-se
que o objetivo dos postos pluviométricos é o de obter uma série ininterrupta de
precipitações ao longo dos anos, porém em qualquer caso pode ocorrer a existência
de períodos com falhas nas observações ou sem informações, devido a problemas
com os aparelhos de registro e/ou com o operador do posto. Assim, os dados de
precipitação coletados devem ser submetidos a um tratamento antes de serem
utilizados. Para a grande maioria dos problemas hidrológicos, este tratamento é
estatístico, o qual consiste na identificação e correção desses erros, ou seja, no
preenchimento de falhas de acordo com o período em que estas se encontram.
(TUCCI, 2012).
A metodologia utilizada para preenchimento de falhas trata-se de um método
mais simplificado, sugerido por Tucci (2012), e normalmente utilizado para o
preenchimento de séries mensais ou anuais de precipitações: o método de da média
aritmética, o qual visa à homogeneização do período de informações e à análise
estatística das precipitações. A escolha desta metodologia deu-se ao fato de que o
preenchimento efetuado por ela é simples e o resultado estatístico da precipitação
27
não sofre significativamente com suas limitações. No trabalho do referido autor, há
uma descrição mais detalhada desta metodologia. Salienta-se que para a aplicação
deste método, deve-se selecionar postos vizinhos que estão inseridos numa região
climatológica semelhante ao posto preenchido.
Ainda de acordo com a metodologia prevista por Tucci (2012), após o
preenchimento da série, é necessário analisar a consistência que esta série possui
dentro de uma visão regional, ou seja, comprovar o grau de homogeneidade dos
dados disponíveis de um determinado posto com relação às observações
registradas em postos vizinhos, sendo estes localizados em região
climatologicamente semelhante. A metodologia utilizada neste estudo para a
verificação da consistência dos dados é a mesma sugerida pelo auto, trata-se do
método da Dupla Massa, a qual segundo o mesmo é uma pratica comum no Brasil.
Salienta-se que este método é válido apenas para séries mensais ou anuais.
Finalmente, conforme a ponderação realizada das observações pontuais
disponíveis, ou seja, a partir das estimativas obtidas pelo método de tratamento de
dados das estações pluviométricas, a caracterização da pluviosidade média num
local é dada por meio do Método das Isoeitas, o qual é sugerido por Tucci (2012),
que apresenta uma descrição detalhada deste procedimento. A vantagem deste
método é que, quando se realiza a interpolação para o traçado das isoietas, leva-se
em consideração a disposição espacial dos postos pluviométricos na bacia e
também o seu relevo, ao permitir o ajustamento do traçado por ele.
5.2 DETERMINAÇÃO DA ÁREA DE COLETA
A metodologia para a determinação da área de coleta, no caso da captação
por meio da superfície de telhados, os quais podem ser inclinados, pouco inclinados
ou planos, deve ser realizada em projeção horizontal, como requisitado pela NBR
10844/1989: Instalações prediais de águas pluviais. (ABNT - ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1989) e salientado na NBR 15527/2007:
Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis – Requisitos
(ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2007).
28
5.3 DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL
A metodologia para determinação do coeficiente de escoamento superficial,
também conhecido como coeficiente de runoff, é dada em função do material da
superfície de captação, assim como de sua inclinação, e do acabamento da área de
coleta. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2005; TOMAZ, 2009). A NBR
15527/2007 define este coeficiente como a relação entre o volume total de
escoamento superficial e o volume total precipitado, conforme a superfície, ou seja,
ele implica na porcentagem de aproveitamento do volume de água pluvial.
A determinação do melhor coeficiente a ser utilizado é dada por intermédio de
pesquisa bibliográfica, avaliando os diversos estudos realizados nesta área e suas
ponderações. Annecchini (2005) observou os valores de coeficiente de runoff
adotado por diferentes autores para diferentes materiais das superfícies de telhado
da área de captação, conforme pode ser observado a seguir.
Tabela 5.1 – Valores de coeficiente de runoff observados por diferentes autores. Fonte: adaptado de Annecchini (2005)
Material Coeficiente de Escoamento
Autores
Telha cerâmica 0,80 a 0,90 Hofknes (1981) e Frasier (1975) apud May (2004)
0,75 a 0,90 Van den Bossche (1997) apud Vaes e Berlamont (1999)
Telhas corrugadas de metal
0,70 a 0,90 Hofknes (1981) e Frasier (1975)
Telha esmaltada 0,90 a 0,95 Van den Bossche (1997) apud Vaes e Berlamont (1999)
Telha metálica 0,70 a 0,90 Hofknes (1981) e Frasier (1975) apud May (2004)
0,85 Khan (2001)
Plástico 0,94 Khan (2001)
Betume 0,80 a 0,95 Van den Bossche (1997) apud Vaes e Berlamont (1999)
Telhados verdes 0,27 Khan (2001)
Superfície pavimentada
0,40 a 0,90 Wilken (1978) apud Tomaz (2003)
0,68 Khan (2001)
Na Tabela 5.2, Pacey e Cullis (1996) sugeriram o coeficiente de runoff
utilizado em alguns países.
29
Tabela 5.2 – Coeficiente de runoff adotados para o aproveitamento de água pluvial em alguns países Fonte: Pacey e Cullis (1996)
Locais Coeficiente de Runoff
Flórida 0,67
Alemanha 0,75
Austrália 0,80
Ilhas Virgens 0,85
Tomaz (2009) realizou um estudo detalhado dos diversos valores de
coeficiente de runoff encontrados na literatura, e sugere que, para o Brasil, o melhor
valor a ser adotado é de 0,80.
5.4 DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL
A determinação do potencial de captação de água pluvial, ou seja, o volume
de água de chuva aproveitável depende de fatores como precipitação, área de
captação, coeficiente de escoamento e eficiência do sistema de captação, sendo
calculada, consoante a NBR 15527/2007, pela seguinte equação:
𝑉 = 𝑃. 𝐴. 𝐶. 𝜂𝑓𝑐
Onde:
V – volume anual, mensal ou diário de água de chuva aproveitável (L);
P – precipitação média anual, mensal ou diária (mm);
A – área de coleta (m²);
C – coeficiente de escoamento superficial de cobertura – coef. de runoff
(adimensional);
ηfc – eficiência do sistema de captação – considerando o dispositivo de
descarte de sólidos e o desvio de escoamento inicial (em percentual).
Conforme salienta Palmier (2003), muito deve ser aperfeiçoado com futuras
pesquisas quanto aos aspectos técnicos dos projetos de captação de água de
chuva, principalmente quanto ao desenvolvimento de metodologias para a avaliação
da eficiência do sistema de captação, visto que atualmente não há nenhuma
metodologia visando este aspecto.
30
5.5 IDENTIFICAÇÃO DOS USOS DA ÁGUA (DEMANDA E QUALIDADE) E O ESTABELECIMENTO DO SISTEMA DE TRATAMENTO NECESSÁRIO
Conforme a NBR 15527/2007 para concepção de um projeto de coleta de
água de chuva, é necessário que se determine: o alcance do projeto, geralmente
definido pelo projetista, visto que no Brasil não existe padronização quanto à este
aspecto; a população que utiliza a água de chuva e a determinação da demanda, ou
seja, para quais finalidades este volume será destinado e quais pessoas se
beneficiarão.
Tomaz (2009) apresenta uma metodologia para estimativa do consumo de
água não potável usando parâmetros da engenharia, os quais nem sempre são
facilmente aplicados visto que o grande volume de informações necessárias nem
sempre estão disponíveis. Portanto, para estimativa da demanda neste trabalho,
aplicou-se essa conceituação apresentada por Tomaz (2009), incorporada à
identificação dos pontos de consumo e de suas respectivas particularidades.
Os parâmetros apresentados pelo referido autor em seu trabalho são dados
estimados, visto que infelizmente, como o mesmo salienta, não existem pesquisas
sobre estes aspectos em nosso país. Estas estimativas foram baseadas em dados
disponíveis nos Estados Unidos e na Alemanha, em que a média de consumo de
água é semelhante ao nosso país. Para efeitos de cálculos rápidos, este autor
elaborou a Tabela 5.3, a qual está disposta a seguir, fornecendo valores médios de
consumo mensal de água não potável relativo a bacias sanitárias, como uso interno,
e irrigação de gramado, como uso externo.
Tabela 5.3 – Valores médios de consumo mensal de água não potável para diversos usos. Fonte: adaptado de Tomaz (2005)
Consumo mensal nas bacias sanitárias em função do número de
funcionários
Consumo mensal de gramado ou pátio em função da área do pátio ou do
gramado
Func. Consumo mês Grama ou pátio Consumo mês
(quant.) (m³) (m²) (m³)
5 5 50 1 10 9 100 2 15 14 150 2 20 18 200 3 25 23 250 4 30 27 300 5 35 32 350 6 40 36 400 6 45 41 450 7
31
Consumo mensal nas bacias sanitárias em função do número de
funcionários
Consumo mensal de gramado ou pátio em função da área do pátio ou do
gramado
Func. Consumo mês Grama ou pátio Consumo mês
(quant.) (m³) (m²) (m³)
50 45 500 8 55 50 550 9 60 54 600 10 65 59 650 10 70 63 700 11 75 68 750 12 80 72 800 13 85 77 850 14 90 81 900 14 95 86 950 15
100 90 1000 16
O estabelecimento do sistema de tratamento necessário se faz de acordo
com a identificação do uso da água, ou seja, a sua destinação. A metodologia
utilizada para este estabelecimento foi adaptada de acordo com a sugerida pela
ANA (2005), a qual é apresentada de forma sucinta na Tabela 5.4, disposta a seguir.
Tabela 5.4 – Sistemas de tratamento recomendados em função dos usos potenciais
Fonte: adaptado de ANA (2005)
Usos Potenciais Fonte alternativa: pluvial
Lavagem de roupas
A + B + F + G
Descargas em bacias sanitárias
Limpeza de pisos
Irrigação, rega de jardins
Lavagem de veículos
Uso ornamental Tratamentos convencionais: A – sistema físico: gradeamento. B – sistema físico: sedimentação e filtração simples através de decantador e filtro de areia. C – sistema físico: filtração através de um filtro de camada dupla (areia + antracito). D – sistema físico-químico: coagulação, floculação, decantação ou flotação. E – sistema aeróbio de tratamento biológico lodos ativados. F – desinfecção G – correção de pH.
Logo, conclui-se que para usos potenciais não potáveis, como os citados na
tabela acima, a partir do aproveitamento de água pluvial, necessita-se de um
tratamento simplicado, contendo sistemas físicos de gradeamento, sedimentação e
filtração simples (através de decantador e filtro de areia), desinfecção e correção de
pH.
32
O sistema físico de gradeamento sugerido pela ANA (2005) corresponde aos
dispositivos de remoção de detritos, os quais devem atender aos critérios de
dimensionamento estabelecidos pela NBR 12213/1992. Já a metodologia utilizada
para análises quanto aos sistemas físicos de sedimentação e filtração simples é
referente à Libânio (2010). Caso utilizem-se filtros de areia ou pré-filtros, estes
podem necessitar de grades, seja para suporte físico, seja para auxílio no
procedimento. Os critérios e dimensionamento destas grades podem ser observados
em Tomaz (2009). Para os processos de desinfecção e correção de pH, utilizou-se
Richter e Azevedo Netto (2003).
5.6 PROJETO DO RESERVATÓRIO DE DESCARTE E DO RESERVATÓRIO DE ARMAZENAMENTO
A ABNT por intermédio da NBR 15527/2007 recomenda a instalação no
sistema de aproveitamento de água de chuva de um dispositivo para o descarte da
água de escoamento inicial, ou seja, aquela proveniente da área de captação
suficiente para carregar a poeira, fuligem, folhas, galhos e detritos. O reservatório de
descarte destina-se à retenção temporária e posterior descarte da água coletada
nessa fase inicial da precipitação, também conhecida por first flush. Algumas
técnicas para a realização deste descarte, segundo a ANA (2005), podem ser
utilizadas, entre as quais, tonéis, reservatórios de descarte (ou autolimpeza) com
boia, dispositivos automáticos, como sugerido pela própria NBR 15527/2007, dentre
outras.
O volume de descarte inicial é determinado em função da qualidade da água
durante as fases iniciais da precipitação, que ocorrem após diferentes períodos de
estiagem. Esta caracterização fornece elementos para o cálculo do reservatório de
descarte. Porém Tomaz (2009) salienta que é difícil encontrar uma metodologia para
essa caracterização e posterior dimensionamento, sendo, portanto, baseada em
regra prática. Na falta de dados, a NBR 15527/2007 recomenda o descarte de 2mm
da precipitação inicial, ou seja, 2 litros/m² de área de captação. O tempo estimado
para a retirada do volume do descarte inicial é estimado por Tomaz (2009) em
aproximadamente 10 minutos.
33
A metodologia para dimensionamento do volume do reservatório de
armazenamento (ou acumulação), conforme fornecido pela NBR 15527/2007, deve
ser admitida com base em critérios técnicos, econômicos e ambientais, levando em
conta as boas práticas da engenharia. Os métodos apresentados pela mesma
normalização são: Método de Rippl; Método da Simulação; Método Azevedo Neto;
Método prático alemão; Método prático inglês e Método prático australiano. Todos
estes métodos serão explanados a seguir, salientando-se que todo cálculo de
volume de chuva aproveitável no tempo t, solicitado nos métodos, é realizado
conforme indicado no item 5.4.
Método de Rippl
Neste método, podem-se utilizar séries históricas mensais ou diárias.
𝑆(𝑡) = 𝐷(𝑡) − 𝑄(𝑡)
𝑉 = ∑ 𝑆(𝑡), somente para valores S(t) > 0.
Sendo que: ∑ 𝐷(𝑡) < ∑ 𝑄(𝑡)
Onde:
S(t) é o volume de água no reservatório no tempo t;
Q(t) é o volume de chuva aproveitável no tempo t;
D(t) é a demanda ou consumo no tempo t;
V é o volume do reservatório.
Método da Simulação
Neste método, desconsidera-se a evaporação da água e realizam-se duas
hipóteses básicas: o reservatório está em seu nível máximo no início da contagem
do tempo “t” e os dados históricos são representativos para as condições futuras.
McMahon (1993) diz que este método tem quatro atributos importantes:
É simples de ser usado e facilmente entendido
O uso de dados históricos incorpora os períodos críticos da seca
A análise pode usar dados diários ou mensais (mais usada) e
Problemas sazonais e complicados são tomados em conta no uso da série
histórica
34
Supõe-se conhecido o volume do reservatório, bem como a demanda. Assim,
para um determinado mês, aplica-se a equação da continuidade a um reservatório
finito:
𝑆(𝑡) = 𝑄(𝑡) + 𝑆(𝑡−1) − 𝐷(𝑡)
Sendo que: 0 ≤ 𝑆(𝑡) ≤ 𝑉
Onde:
S(t) é o volume de água no reservatório no tempo t;
S(t+1) é o volume de água no reservatório no tempo t - 1;
Q(t) é o volume de chuva aproveitável no tempo t;
D(t) é a demanda ou consumo no tempo t;
V é o volume do reservatório.
Tomaz (2009) e McMahon (1993) sugerem, respectivamente, o cálculo da
confiança (reliability) e da confiança volumétrica para este método. A confiança (Rr)
representa a proporção do tempo que o reservatório atende a demanda. Pode ser
analisado como o complemento da falha (Pr). A melhor definição de falha (Pr), para
Tomaz (2009), é a relação entre o número de meses que o reservatório não atendeu
a demanda (Nr) e o número total de meses (N), ou seja, 12. Portanto, a confiança
pode ser determinada pela seguinte equação:
𝑅𝑟 = (1 − 𝑃𝑟)
Onde:
Pr é a falha; e pode ser determinada pela equação:
𝑃𝑟 = 𝑁𝑟 𝑁⁄
Onde:
Nr é o número de meses em que o reservatório não atendeu à demanda;
N é o número de meses considerado, geralmente 12 meses.
35
A confiabilidade volumétrica é estabelecida pela relação entre o volume de
chuva que é aproveitado e o volume da demanda, ou seja, é determinada pela
seguinte equação:
𝑅𝑣 = 100 . 𝑉𝑠 𝑉𝑑⁄
Onde:
Vs é o volume da água de chuva;
Vd é o volume da demanda.
Método Azevedo Neto
O Método de Azevedo Neto, também conhecido por Método prático brasileiro,
sugere o aproveitamento máximo de 50% da precipitação anual, em função do
escoamento superficial assim como de perdas inerentes ao sistema. Assim, o
volume de chuva é obtido pela seguinte equação:
𝑉 = 0,042 . 𝑃 . 𝐴 . 𝑇
Onde:
P é o volume numérico da precipitação média anual [mm];
T é o volume numérico do número de meses de pouca chuva ou seca;
A é o valor numérico da área de coleta em projeção [m²];
V é o volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório [L].
Método prático alemão
Trata-se de um método empírico no qual se admite o menor valor do volume
do reservatório, 6% do volume anual de consumo ou 6% do volume anual de
precipitação aproveitável.
𝑉𝑎 = 𝑚𝑖𝑛(𝑉; 𝐷). 0,06
Onde:
V é o valor numérico do volume aproveitável de água de chuva anual,
expresso em litros;
D é o valor numérico da demanda anual da água não potável, expresso em
litros;
36
Va é o valor numérico adotado do volume de água do reservatório, expresso
em litros.
Método prático inglês
O método prático Inglês caracteriza-se por sua origem empírica, não
considerando na sua formulação o período de seca. Com isso, o volume de chuva é
obtido pela seguinte equação:
𝑉 = 0,05 . 𝑃 . 𝐴
Onde:
P é o valor numérico da precipitação média anual, expresso em milímetros;
A é o valor numérico da área de coleta em projeção, expresso em metros
quadrados;
V é o valor numérico do volume de água aproveitável e o volume de água da
cisterna, expresso em litros.
Método prático australiano
O cálculo do volume do reservatório é realizado por tentativas, até que sejam
utilizados valores otimizados de confiança e volume do reservatório.
𝑉(𝑡) = 𝑉(𝑡−1) + 𝑄(𝑡) − 𝐷(𝑡)
Onde:
Q(t) é o volume mensal produzido pela chuva no mês t;
V(t) é o volume de água que está no tanque no fim do mês t;
V(t-1) é o volume de água que está no tanque no início do mês t; e
D(t) é a demanda mensal.
Observações:
Quando (𝑉(𝑡−1) + 𝑄(𝑡) − 𝐷) < 0, então o 𝑉(𝑡) = 0
O volume do tanque escolhido será T.
37
Recomenda-se que os valores de confiança estejam entre 90% e 99%. A
confiança aqui utilizada é a mesma sugerida por McMahon (1993) e pode ser
determinada pela seguinte equação:
𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑛ç𝑎 = (1 − 𝑃𝑟)
Onde:
Pr é a falha; e pode ser determinada pela equação a seguir.
𝑃𝑟 = 𝑁𝑟 𝑁⁄
Onde:
Nr é o número de meses em que o reservatório não atendeu à demanda, isto
é, quando 𝑉(𝑡) = 0
N é o número de meses considerado, geralmente 12 meses;
5.7 PROJETOS DE SISTEMA COMPLEMENTARES (GRADES, FILTROS, ETC.)
Os sistemas complementares são compostos de condutores horizontais
(calhas) e verticais, que transportam as águas pluviais coletadas até os reservatórios
de armazenamento, após a passagem pelos reservatórios de descarte. A
metodologia, exigências e critérios necessários para estas calhas e condutores
estão fornecidos na NBR 10844/1989. Podem, também, ser colocados juntos às
calhas ou nas tubulações verticais, dispositivos para remoção de detritos, que
podem ser grades ou filtros retentores de folhas, galhos ou quaisquer materiais
grosseiros. Estes dispositivos devem atender a NBR 12213/1992. Estes dispositivos
correspondem ao sistema físico de gradeamento mencionado no item 5.5. Estão
incluídos ainda nos sistemas complementares os sistemas de distribuição de águas
pluviais tratadas, após as unidades de tratamento. Esses sistemas incluem as
unidades de recalque, as respectivas linhas de distribuição de água tratada e
eventuais reservatórios de distribuição complementares, os quais devem atender
respectivamente, à NBR 12214/1992 e para os dois últimos itens supramencionados
à NBR 5626/1998.
38
6. ESTUDO DE CASO
6.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO
A área em estudo trata-se do prédio do Centro de Excelência em Eficiência
Energética (EXCEN), localizado no campus da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI), em Itajubá/MG, o qual já possui um sistema de aproveitamento de água
de chuva, porém inativo (Figura 6.1). A inauguração deste prédio atual do EXCEN
deu-se em dezembro de 2006, resultado da parceira entre a Eletrobrás, Cemig,
Ministério de Minas e Energia e a Universidade Federal de Itajubá, buscando
promover o uso eficiente da energia, apresentando diversas inovações como
monitoramento de informações energéticas, sistema inteligente de condicionamento
ambiental, sistema de aproveitamento de água de chuva, como mencionado, e
aproveitamento de iluminação natural. Como se tratava de um projeto inovador para
sua época e pioneiro na América Latina, realizado antes mesmo da existência de
normas a respeito deste tipo de sistema de aproveitamento de água de chuva, o
mesmo necessita de adequações para o seu perfeito funcionamento. Visto que este
sistema nunca entrou em funcionamento, necessita-se da realização de um
diagnóstico operacional do sistema construído, o qual será abordado posteriormente
neste trabalho.
Como pode ser observado na Figura 6.1, a área de estudo está inserida na
região sudeste do território brasileiro, a qual apresenta um clima diversificado devido
aos fatores geográficos, como latitude, longitude e topografia, e aos fatores de
ordem dinâmica como as frentes frias (ABREU; BARROSO, 2003). A região é
considera, por Nilmer (1979), como unidade climatológica por ser zona de equilíbrio
dinâmico entre as correntes perturbadas de altas tropicais e altas polares. Portanto
devido ao encontro das correntes, a climatologia regional apresenta características
de transição. Com isso, a combinação de linhas de instabilidade, de advecção de
umidade e frentes frias estacionárias, favorece a forte convecção e
consequentemente contribui para os altos índices pluviométricos na região (ABREU,
1998).
39
Figura 6.1 – Localização da área em estudo: Centro de Excelência em Eficiência Energética Fonte: confecção própria
Segundo Mattos (2004), nas latitudes temperadas, apesar de apresentarem
quatro estações mais ou menos definidas observam-se dois períodos de maior
destaque. O período em que as chuvas são mais abundantes e outro mais seco ou
pouco chuvoso. Assim, estas estações são mais definidas em função da variação de
temperatura durante todo o ano. Porém, devido aos sistemas de circulação
atmosférica, as temperaturas, como as máximas no verão e as mínimas no inverno,
são de grande destaque. Isso pode ser verificado na análise da variabilidade térmica
das estações em que ocorrem anos em que o verão é extremamente quente e longo
e outro em que o inverno é muito rigoroso (MATTOS, 2004)
As superfícies do sul de Minas Gerais também influenciam a caracterização
climática local. Locais como a Serra da Mantiqueira e a Serra do Mar apresentam
maiores latitudes regionais e altas frequências de correntes de ar de origem polar.
Além disso, em condições normais, o clima da região é influenciado pela massa de ar
Tropical Atlântica, oriundas do Anticiclone do Atlântico Sul (centro de alta pressão)
que causam a ocorrência de bom tempo. Porém, o avanço da frente fria do
Anticiclone Polar Móvel coloca em contato a massa Polar Atlântica com as massas
40
tropicais e equatoriais que provocam grande instabilidade e precipitações
generalizadas intermitentes e duradouras (MATTOS, 2004).
As instabilidades, descritas anteriormente, ficam mais expressivas durante os
meses de verão quando o sistema de circulação faz baixar a massa Equatorial
Continental (proveniente da Amazônia e Pantanal), de grande instabilidade
convectiva, provocando chuvas na região, mesmo sem a presença de Frentes Frias,
localizadas e de alta intensidade. Durante o inverno as precipitações são bem mais
reduzidas devido ao maior domínio da massa mais estável, a massa Tropical
Atlântica, e ao menor suprimento de vapor de água na atmosfera (MATTOS, 2004).
A classificação climática, segundo Grisollet, baseia-se na delimitação de áreas
no qual ocorre uma sucessão habitual de conjunto de elementos que acabam por
caracterizar a atmosfera (NIMER, 1979). Koppen, p. e., pressupõe-se que a
vegetação natural, de cada grande região da Terra, é essencialmente uma expressão
do clima que nela prevalece (SAMPAIO et al., 2010.). Com a finalidade de ordenar as
grandes quantidades de informações, facilitando a rápida recuperação e a
comunicação, para os diferentes objetivos de estudos, são descritos, classificados e
mapeados as regiões climáticas em diferentes tipos utilizando dados de temperatura,
precipitação, vegetação, altitude, longitude, latitude e evapotranspiração.
Assim, segundo o mapeamento realizado por Sá Junior (2009) no Estado de
Minas Gerais, encontram-se três grupos de classificação climática - o clima Tropical,
Árido e Ocênico – e cinco classes (Am, Aw, BSh, Cwa e Cwb). A classe de maior
representatividade encontrada foi de Aw (Clima Tropical com Estação seca de
Inverno), com cerca de 67% da área total do estado, seguida de 21% da classe Cwa
(Clima Temperado úmido com Inverno Seco e Verão Quente) e 11% da Cwb (Clima
Temperado Úmido com Inverno Seco e Verão Temperado). As classes climáticas Am
e BSh, Cima Tropical de Monção e Clima Árido das Estepes Quentes de Baixa
Latitude E Altitude respectivamente, apresentaram menos de 1%, conforme
representado na Figura X.
41
Figura 6.2 – Zoneamento climático da mesorregião sul e sudoeste do estado de Minas Gerais, conforme classificação climática de Koppen & Geiger (1928)
Fonte: Sá Júnior (2009)
A classificação de Koppen-Geiger utiliza como base dados valores médios
anuais e mensais de temperatura do ar e da precipitação, além de considerar a
vegetação para a determinação dos seus limites. Portanto, segundo a sua
classificação o clima predominante na área do município de Itajubá é do tipo “Cwb” –
Clima Temperado Úmido com Inverno Seco e Verão Morno (SAMPAIO et al., 2010.).
Na classificação do grupo climático de Koppen-Geiger, a letra “C” indica o
clima temperado ou temperado quente, com climas mesotérmicos de grandes
amplitudes térmicas anuais, temperatura média do ar dos três meses mais frios
42
compreendida entre -3ºC e 18ºC, temperatura média do mês mais quente superior a
10ºC e estações de verão e inverno bem definidas. A letra “w”, indicador de
pluviosidade, mostra a tendência de chuvas de verão e precipitação média inferior a
60 mm na estação seca. E a letra “b”, indicador de temperatura do ar, está
associada a um verão temperado com temperatura média do ar no mês mais quente
inferior a 22ºC e nos quatro meses mais quentes superiores a 10ºC (SÁ JUNIOR,
2009).
Thornthwaite propôs outra classificação associando aos parâmetros citados
anteriormente o conceito de evapotranspiração potencial por meio de balanço hídrico
identificando a capacidade de armazenamento de água pelo solo. Segundo esta
classificação o município é predominantemente do tipo B4 – Úmido com índice de
umidade entre 80 a 100. As temperaturas amenas favorecem menor demanda de
evapotranspiração, o que condiciona valores do índice de umidade de Thornthwaite
mais elevados. Estas condições favorecem melhoria na disponibilidade dos recursos
hídricos naturais, condicionando um maior desenvolvimento para essas regiões
(CARVALHO, et al, 2008).
Uma terceira forma de classificação foi proposta por Nimer com o intuito de
organizar o campo das classificações e abranger a maior quantidade de detalhes dos
mesmos. Esta além de considerar a distribuição geográfica dos diversos tipos de
vegetação também considera solos e uso da terra (NIMER, 1979)
Assim, segundo Nimer (1979), Figura 6.3, o município possui duas subclasses
do Mesotérmico Brando (Superúmido com subseca; e o Úmido com 1 a 3 meses
secos). E uma considerável área na classe Subquente, úmido com 1 a 2 meses
secos.
As três classificações climáticas apresentadas são válidas e complementares
na área de estudo, apresentando apenas diversificações nas variáveis
meteorológicas e climatológicas a serem combinadas nas suas determinações de
classes, sendo dependente do objetivo a que se destina cada autor.
43
Figura 6.3 – Classificação climática da região a qual se insere a área em estudo, segundo Nimer (1979)
Fonte: confecção própria
6.2 DIAGNÓSTICO DO SISTEMA EXISTENTE
6.2.1 Determinação da pluviosidade média (estudo pluviométrico).
Para caracterização da pluviosidade média com séries históricas, utilizou-se o
banco de dados disponibilizado pela Agência Nacional de Águas (ANA) mediante o
sistema de informações hidrológicas Hidroweb. Os postos pluviométricos, dos quais
se obtiveram as séries, foram selecionados com o intuito de caracterizar não apenas
a área de estudo, mas também a região na qual se insere para a melhor
representatividade de análise. Sendo assim, selecionou-se 16 postos, os quais
possuem sua localização identificada na Figura 6.4, com informações gerais
disponíveis na
Tabela 6.1. Dois postos, Delfim Moreira (código 2245064) e Brasópolis (código
2245070), foram descartados por apresentar um grande período de falhas, e um
posto (código 2245048) não possuía dados.
44
Figura 6.4 – Localização dos postos pluviométricos selecionados. Fonte: confecção própria
45
Tabela 6.1 – Informações gerais dos postos pluviométricos selecionados
CÓDIGO NOME BACIA SUB-BACIA ESTADO MUNICÍPIO LAT. S LONG. W ALTITUDE
(m)
2245000 Santa Rita do Sapucaí Rio Paraná Rio Grande MG Santa Rita do Sapucaí 22º15'05" 45º42'32" 820
2245007 Cachoeira Paulista Atlântico, Trecho Leste Rio Paraíba do Sul SP Cachoeira Paulista 22º39'42" 45º00'45" 511
2245010 Fazenda da Guarda Rio Paraná Rio Grande SP Campos do Jordão 22º41'20" 45º28'53" 1501
2245011 São Bento do Sapucaí Rio Paraná Rio Grande SP São Bento do Sapucaí 22º41'09" 45º44'07" 895
2245032 Guaratinguetá Atlântico, Trecho Leste Rio Paraíba do Sul SP Guaratinguetá 22º48'44" 45º10'57" 519
2245065 Cristina - Montante Rio Paraná Rio Grande MG Cristina 22º12'37" 45º15'57" 990
2245066 Conceição dos Ouros Rio Paraná Rio Grande MG Conceição dos Ouros 22º24'51" 45º47'27" 850
2245074 Careaçu Rio Paraná Rio Grande MG Careaçu 22º03'10" 45º41'56" 812
2245080 Virgínia Rio Paraná Rio Grande MG Virgínia 22º20'17" 45º05'26" 930
2245083 São João de Itajubá Rio Paraná Rio Grande MG Itajubá 22º22'32" 45º26'49" 845
2245084 Bairro do Analdino Rio Paraná Rio Grande MG Consolação 22º33'56" 45º53'00" 880
2245086 Pontedo Rodrigues Rio Paraná Rio Grande MG Pouso Alegre 22º23'09" 45º53'05" 876
2245087 Bairro Santa Cruz Rio Paraná Rio Grande MG Delfim Moreira 22º24'25" 45º12'54" 1083
2245088 Maria da Fé Rio Paraná Rio Grande MG Maria da Fé 22º18'53" 45º22'23" 1200
2245090 Conceição das Pedras Rio Paraná Rio Grande MG Conceição das Pedras 22º09'44" 45º27'29" 536
2245104 Sapucaí-Mirim Rio Paraná Rio Grande MG Sapucaí-Mirim 22º44'43" 45º44'41" -
46
Devido à ausência de séries homogêneas e contínuas, optou-se pelo
tratamento dos dados, realizando o preenchimento de falhas pelo método da média
aritmética, conforme proposto por Tucci (2012). Verificou-se a consistência dos
dados obtidos por meio do Método da Dupla Massa, também sugerido pelo mesmo
autor. Na Figura 6.5, é possível identificar a pluviosidade média mensal registrada
em cada posto pluviométrico, assim como a média de todos os postos selecionados
para esta região.
Figura 6.5 – Dados pluviométricos médios mensais dos postos selecionados. Fonte: confecção própria
Do ponto de vista da disponibilidade da água de chuva nesta região, conforme
observado na Figura 6.5, verifica-se que a maior oferta hídrica ocorre nos meses de
outubro a março, cujas médias de precipitação são superiores a 125 mm, enquanto
os meses de abril a setembro correspondem ao período de estiagem, com
precipitações inferiores à 80 mm. Os maiores eventos pluviométricos estão dispostos
geralmente em dezembro e janeiro, com médias mensais de 264mm e 243mm,
respectivamente.
Na Figura 6.6, estão dispostos os valores de precipitação anual dos postos
selecionados. Estes valores são referentes ao período de 1976 a 2013, visto que
neste intervalo todos os postos pluviométricos selecionados possuem dados.
264,19
197,76 168,72
74,12 56,14
35,71 29,46 29,95
70,54
125,96
167,91
243,69
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Plu
vio
sid
ad
e M
éd
ia M
en
sal [m
m]
2245000 2245007 2245010 22450112245032 2245065 2245066 22450742245080 2245083 2245084 22450862245087 2245088 2245090 2245104Média Regional
47
Figura 6.6 – Séries históricas dos dados de precipitação total anual referente aos postos selecionados. Fonte: confecção própria
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Pluviosidade Anual [mm]
2245000 2245007 2245011 22450322245065 2245066 2245074 22450802245083 2245084 2245086 22450872245088 2245090 2245104 Média Regional
48
Pela análise das séries históricas de todos os postos pluviométricos
selecionados, referente ao período supramencionado, estima-se que a pluviosidade
média anual desta região se encontra na ordem de 1512,5 mm.ano-1. Este valor
apresentou-se coerente com os encontrados na literatura. Souza et al, (2013), p. e.,
apresentou em seu trabalho uma pluviosidade média de 1490,5 mm ao ano.
A linha de tendência para o período de 1976 a 2013 mostra que há redução
nos valores pluviométricos, porém quando a análise se restringe aos últimos 15 anos
deste período, houve um aumento. No entanto, ainda que se analisem o
comportamento das séries históricas, não há como garantir que suas projeções
estejam corretas, visto se tratar de condições climáticas imprevisíveis dependentes
de fatores complexos.
Para determinação da precipitação média anual na área de estudo, utilizou-se
o método das isoietas, sugerido por Tucci (2012), com auxílio do software ArcGis. A
aplicação desta metodologia, a partir de dados de precipitações médias anuais,
pode ser observada na Figura 6.7.
Figura 6.7 – Método da isoietas para a região da área em estudo. Fonte: confecção própria
49
Para determinação do posto base para análise na área de estudo, selecionou-
se aquele que possuía maior compatibilidade com os postos pluviométricos
próximos da região e melhor consistência nos dados, além de apresentar
características e condições similares à área de estudo. A metodologia utilizada para
a análise da consistência dos dados dos postos, conforme já mencionado, foi o
Método da Dupla-Massa. A aplicação desta metodologia para o posto selecionado
pode ser observada na Figura 6.8. O posto pluviométrico selecionado para o estudo
da área de interesse é o posto nomeado de São João de Itajubá (código 2245083),
com coordenadas 22º 22’ 32’’ S e 45º 26’ 49’’ W, na altitude de 845 metros, com
dados no período de 1966 a 2014.
Figura 6.8 – Aplicação da metodologia de análise da consistência dos dados do posto base selecionado.
Fonte: confecção própria
Quanto à análise do regime pluvial do posto São João de Itajubá (código
2245083), ou seja, à disponibilidade pluviométrica mensal, percebe-se uma
distribuição irregular durante o ano, similar ao apresentado pela média dos postos
em toda a região. Portanto, dois períodos no ano se destacam: o mais chuvoso, de
outubro a março, com pluviosidade média mensal superior à 125 mm, e o de
estiagem, de abril a setembro, com precipitações médias mensais inferiores à 80
R² = 0,9989
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Pre
cip
ita
çã
o m
éd
ia m
en
sa
l a
cu
mu
lad
a [
mm
]
Precipitação média mensam acumulada - Média das estações da região [mm]
Posto São João de Itajubá (2245083)
50
mm. Esta análise está representada na Figura 6.9, disposta a seguir, na qual
também é possível perceber o comportamento médio de todos os postos
selecionados na região quanto à pluviosidade média mensal.
Figura 6.9 – Distribuição pluvial mensal do Posto São João de Itajubá (código 2245083). Fonte: confecção própria
Quanto ao número de dias em que ocorreu precipitação, o posto São João de
Itajubá (código 2245083) permite uma análise similar à realizada sobre os valores de
precipitação média mensal. Os meses que apresentaram mais dias chuvosos,
conforme pode ser observado na Figura 6.10, foram os de janeiro e dezembro, com
uma média de 16 e 15 dias chuvosos, respectivamente. No período de estiagem, de
junho a agosto, a média encontrada foi de 3 dias de chuva para cada mês.
0
50
100
150
200
250
300
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Pre
cip
itação
Méd
ia M
en
sal [m
m]
2245083 Média regional
51
Figura 6.10 – Dias chuvosos do Posto São João de Itajubá (código 2245083). Fonte: confecção própria
6.2.2 Determinação da área de coleta
Como mencionado, o sistema de aproveitamento de água pluvial existente
nunca entrou em funcionamento, logo, todas as plantas do projeto executivo do
Centro de Excelência em Eficiência Energética foram fornecidas pelo mesmo para
auxiliar na realização de um diagnóstico operacional do sistema construído. A partir
de visita em campo, verificou-se que a técnica utilizada pelo sistema existente no
EXCEN é a de coleta superficial de água da chuva por intermédio da superfície de
telhados, sendo estes, a área de captação, fator essencial na avaliação da
capacidade de captação de água. A superfície de telhados encontrada é plana, não
necessitando, portanto, da realização de projeção horizontal, conforme requisitado
pela NBR10844/1989: Instalações prediais de águas pluviais.
Além das plantas do projeto executivo fornecidas pelo EXCEN, a
determinação da área de telhado (área de captação) foi realizada por meio do
conhecimento prévio da localização dos pontos de captação nessa área e da
identificação da respectiva tubulação de condução ao reservatório de acumulação.
No sistema existente, a área de captação foi dividida em duas partes, com áreas de
210,47m² e 599,04m². Portanto, duas tubulações, cada uma com um diâmetro de 6
polegadas (ou 150mm), são responsáveis pelo abastecimento do reservatório de
acumulação. (Figura 6.11). Assim, o sistema de aproveitamento de água pluvial
conta com uma área total de captação de 809,51m².
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Dia
s C
hu
vo
so
s
2245083 Média Regional
52
Figura 6.11 – Representação da área de coleta mediante a superfície de telhados.
53
6.2.3 Determinação do coeficiente de escoamento superficial
Sabe-se que todo o volume de água de chuva captado e aproveitado não é o
mesmo que o precipitado. Há perdas devido à limpeza do telhado, assim como no
processo de autolimpeza, perdas por evaporação, dentre outras. Para efeito de
cálculo, utiliza-se o coeficiente de escoamento superficial, ou coeficiente de runoff,
que estabelece o quociente entre a água que escoa superficialmente pelo total de
água precipitado. O tipo de cobertura encontrada na área de captação do sistema
existente é laje impermeabilizada de concreto com telhas de aço galvanizado. Como
nenhum dos valores dispostos na Tabela 5.1 é sugerido para este tipo de material,
adotou-se, neste caso, o valor utilizado para o coeficiente de runoff sugerido por
(TOMAZ, 2009), o qual foi indicado como o melhor valor a ser adotado para o Brasil,
que é de 0,80. Ainda segundo o mesmo autor, os valores de coeficiente de runoff na
literatura encontram-se entre 0,70 a 0,90. Logo, este se trata de um valor médio, não
influenciado de forma significativa em qualquer tipo de análise.
6.2.4 Determinação do potencial de captação
O potencial de captação de água pluvial foi determinado de acordo com a
metodologia descrita no item 5.4.
Utilizou-se para esta determinação dados de precipitação média mensal, visto
que a área em estudo apresenta uma distribuição irregular de chuvas durante o ano,
conforme salientado na Figura 6.9. Os dados utilizados foram disponibilizados pela
estação São João de Itajubá, a qual foi determinada como posto base deste estudo,
conforme explanado no estudo pluviométrico realizado (item 6.2.1). A área de coleta
e o coeficiente de escoamento superficial foram especificados nos itens 6.2.2 e
6.2.3, respectivamente.
Considerou-se, para fins de cálculo, a eficiência do sistema de captação de
aproximadamente 90%. Como foi frisado na metodologia deste trabalho, não existem
ainda na literatura métodos que permitam avaliar e apresentar estimativas para este
fator, logo, para sua determinação, baseou-se na experiência do projetista.
Os valores encontrados para a determinação do potencial existente nesta
área em estudo podem ser observados na Tabela 6.2, disposta a seguir.
54
Tabela 6.2 – Potencial de captação de água pluvial na área em estudo.
Análise mensal do potencial de captação de água pluvial
Meses Precipitação Média [mm] Potencial de Captação [m³]
Janeiro 247,62 144,33
Fevereiro 173,89 101,35
Março 150,88 87,94
Abril 71,50 41,67
Maio 58,72 34,23
Junho 34,69 20,22
Julho 30,34 17,68
Agosto 32,07 18,69
Setembro 80,59 46,97
Outubro 123,10 71,75
Novembro 164,94 96,14
Dezembro 232,42 135,46
No entanto, sabe-se que nem sempre é viável a utilização de todo o potencial
existente, seja por critérios econômicos ou técnicos, havendo a necessidade da
avaliação do consumo para evitar a ociosidade de operação do sistema, buscando
sempre aliar armazenamento e consumo.
6.2.5 Identificação dos usos da água (demanda e qualidade) e o
estabelecimento do sistema de tratamento necessário
Por intermédio da planta hidro-sanitária do projeto executivo, disponibilizada
pelo EXCEN, identificou-se que a destinação projetada para a água pluvial coletada
é para uso em bacias sanitárias. Sendo assim, estes pontos de consumo foram
identificados e caracterizados para a realização de uma estimativa da demanda. As
informações obtidas por intermédio deste processo, assim como a ilustração destes
pontos, estão dispostas nas tabelas e figura a seguir.
Tabela 6.3 – Identificação dos pontos de consumo no EXCEN
Pontos de consumo
Classificação Quantidade Válvula de Descarga Mictório
Modelo Qtd. Modelo Qtd.
Banheiro 5 Modelo 1 6 Modelo 1 2
Modelo 2 6
55
A tabela a seguir apresenta valores típicos de consumo de água em bacias
sanitárias e mictórios utilizados no EXCEN.
Tabela 6.4 – Caracterização dos pontos de consumo no EXCEN. Fonte: Docol (2015), Hydra (2015) e Icasa (2015)
Pontos de consumo
Válvula de Descarga Mictório
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 1
Marca Docol Hydra Marca Icasa
Modelo - Caixa
acoplada Modelo
Sifonado com mecanismo
Faixa de pressão [kgf/cm²]*
0,2 a 6 - Faixa de pressão [kgf/cm²]*
0,2 a 4
Bitola [pol.] 1 ¼” - Diâmetro [pol.] ½’’
Consumo por acionamento [L]
13 6 Consumo por acionamento [L]
2
*Considerando funcionamento perfeito
Figura 6.12 – Válvulas de descarga (Modelo 1 e Modelo 2) e Mictório, da esquerda pra direita, respectivamente.
Fonte: Docol (2015), Hydra (2015) e Icasa (2015)
A estimativa da demanda foi estabelecida, portanto, de acordo com o
consumo médio por acionamento de cada um dos pontos de consumo
supramencionados. Realizou-se uma pesquisa para estimar a ocupação do EXCEN
e sua distribuição ao longo do dia. Concluiu-se que no EXCEN há em média
aproximadamente 70 pessoas, as quais se distribuem das 07h às 22h. Para
estimativa da demanda, considerou-se que cada pessoa aciona a descarga pelo
menos 3 vezes ao dia. Isso resulta numa média de acionamento de 15 vezes para
56
cada ponto de consumo ao dia. Logo, a estimativa a partir do procedimento citado
para o EXCEN pode ser observada na Tabela 6.5, a seguir.
Tabela 6.5 – Estimativa da demanda para o EXCEN.
Estimativa da demanda
Ponto de consumo Quantidade Consumo por
acionamento [L] Número médio
de acionamento
Válvula de descarga
Modelo 1 6 13 15
Modelo 2 6 6 15
Mictório Modelo 1 2 2 15
Estimativa da demanda: 1.770 [L/dia] = 53.100 [L/mês] = 53,10 [m³/mês]
A estimativa da demanda por meio do procedimento supramencionado
apresenta-se coerente com a aplicação da metodologia apresentada na Tabela 5.3,
para efeito de cálculos rápidos.
O estabelecimento do sistema de tratamento necessário, visto que o uso
potencial de projeto para o EXCEN é a descarga sanitária, se faz com base na
metodologia já mencionada e sugerida pela ANA (2005), a qual estabelece que para
este tipo de destinação necessita-se de sistemas de gradeamento, sedimentação e
filtração simples (através de decantador e filtro de areia), desinfecção e correção de
pH. Como o sistema existente de aproveitamento de água pluvial encontra-se
inoperante, não foi identificado, durante visitas em campo, nenhum dos sistemas
necessários para o tratamento.
6.2.6 Unidades do reservatório de descarte e do reservatório de
armazenamento
A partir de visita em campo e da análise das plantas do projeto executivo
disponibilizadas pelo EXCEN, constatou-se que o sistema não apresenta
reservatório de descarte. Ainda que tenha caixas de inspeção, durante a condução
da água coletada para o reservatório, e que em uma dessas caixas, responsável
pela condução de uma parcela da área de captação, permita o descarte do
escoamento inicial, este volume descartado é mínimo. A representação esquemática
deste descarte pode ser observada na Figura 6.13 a seguir.
Constatou-se também que o sistema é composto por um reservatório de
armazenamento subterrâneo e um reservatório superior, do qual se faz necessário
um conjunto moto-bomba, a ser definido, para a realização do recalque da água
57
coletada. O reservatório subterrâneo localiza-se no fundo do prédio do EXCEN,
enquanto o superior está localizado na parte mais alta do telhado. (Figura 6.15 e
Figura 6.14)
Figura 6.13 – Representação esquemática do descarte de parte da área de captação realizado uma das caixas de inspeção
Figura 6.14 – Vista em corte do EXCEN com a localização dos reservatórios de armazenamento do sistema de aproveitamento existente.
SAIDA
58
Figura 6.15 – Vista em planta do prédio do EXCEN com a localização dos reservatórios de armazenamento do sistema existente.
O reservatório subterrâneo (ou inferior) é composto por 4 tanques, sendo o
último deles isolado, não possuindo tubulações de entrada, subentendendo-se sua
utilização de projeto como casa de máquinas. Caso não seja possível sua utilização
para este fim, o mesmo pode ser até inutilizado, por meio de concretagem. (Figura
6.16 e Figura 6.17). O reservatório superior (ou caixa d’água) é composto por 3
tanques, sendo o primeiro destinado ao sistema de aproveitamento de água de
chuva, e os outros dois, independentes do sistema, destinados para água potável.
Atualmente, somente o último tanque é utilizado, operando com água fornecida pela
COPASA. (Figura 6.18).
As dimensões destes reservatórios, tanto o subterrâneo quanto o superior,
foram determinadas por meio de medições com uma trena. Visto que o sistema
encontra-se inoperante, sem um conjunto moto-bomba para a realização do recalque
da água coletada para o reservatório superior e sua posterior utilização, o
59
reservatório subterrâneo encontra-se permanentemente em seu nível máximo de
armazenamento. Com isso, os tanques pertencentes a este reservatório foram
previamente esgotados com o auxilio de uma bomba hidráulica, de modo a
possibilitar a medição. A representação esquemática de ambos os reservatórios, a
partir das medidas tomadas, podem ser observada nas figuras a seguir.
Figura 6.16 – Vista em planta do reservatório subterrâneo de armazenamento
60
Figura 6.17 – Vista em corte do reservatório subterrâneo de armazenamento
20
95
VA
R.
15
5 5
75
20
Lado E
sq. 50
Lado D
ir. 60
90
300
190
280
200
215
105
20
193
61
Figura 6.18 – Vista em planta do reservatório superior de armazenamento
Para determinação da função de cada um dos tanques que compõem o
reservatório subterrâneo, assim como do seu volume útil, fez-se necessário a
análise das calhas e condutores (tubulações) deste sistema. Portanto, a abordagem
realizada para estas unidades de sistemas complementares está disposta a seguir,
no item 6.2.7.
6.2.7 Unidades de sistemas complementares (grades, filtros,...)
Quanto às unidades de sistemas complementares, constatou-se que as
calhas, condutores horizontais e verticais estão de acordo com a respectiva norma
citada na metodologia. (5.7. Projetos de sistema complementares (grades, filtros,
etc.)). No entanto, não foi identificado nenhum dispositivo para remoção de detritos,
sendo necessário, portanto, sua instalação para que o sistema de aproveitamento de
água pluvial opere adequadamente. Salienta-se que este dispositivo deve atender a
norma NBR 12213/1992, conforme mencionado na metodologia supramencionada.
As calhas e condutores (tubulações) no sistema de aproveitamento existente
possuem as seguintes finalidades: condução da água coletada na área de captação
153158
520
305
380
410
150
62
(telhados) para o reservatório subterrâneo de acumulação; eliminação do volume
excedente; e a realização do recalque da água coletada para o reservatório superior.
A identificação dessas tubulações e suas finalidades no sistema foi realizada com o
auxílio de corantes diluídos em um jato d’água. Detectaram-se todos os pontos de
captação no telhado, assim como a tubulação de recalque para o reservatório
superior, e atribuíram-lhes diferentes cores. Assim, a identificação se fez mediante o
acompanhamento da entrada da lâmina d’água no reservatório subterrâneo. Para
determinação do destino do volume que extravasa ao reservatório, aplicou-se a
mesma técnica, acompanhando as caixas de inspeção ao entorno.
Por meio deste procedimento, concluiu-se que toda água captada pelos
telhados tem como destino o segundo tanque do reservatório subterrâneo, o qual
funciona também para decantação e reserva bruta, visto que o terceiro tanque, de
maiores proporções, funciona como um reservatório de acumulação. Subentende-se
que o primeiro tanque é destinado ao descarte do excesso de água que chega ao
sistema, visto a existência do dreno neste. Todo volume descartado por este dreno
direciona-se ao sistema de drenagem pluvial. Como já mencionado, salienta-se que
o quarto tanque é isolado do sistema.
Com isso, temos que o volume de armazenamento de água pluvial é de 11,5
m³ no reservatório subterrâneo e de 8,5 m³ no reservatório superior, totalizando 20
m³.
Quanto aos sistemas de distribuição de águas pluviais tratadas, ou seja, as
unidades de recalque, as respectivas linhas de distribuição de água tratada e
eventuais reservatórios de distribuição, pode-se constatar, por meio da análise das
plantas do projeto executivo disponibilizadas pelo EXCEN e visitas em campo, que o
sistema existente não conta com reservatórios de distribuição, nem com as unidades
de recalque. Além disso, verificou-se que todas as linhas de distribuição de água
tratada atendem à NBR 12214/1992.
63
Figura 6.19 - Detalhamento do diagnóstico referente ao reservatório subterrâneo de armazenamento
64
6.3 AVALIAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO
A avaliação do dimensionamento do reservatório de armazenamento foi
realizada de acordo com os métodos apresentados no item 5.6.
Método de Rippl
Para aplicação do método de Rippl, sugerido pela NBR 15527/2007, utilizou-
se também Tomaz (2009) como forma de auxílio nos cálculos práticos. Os valores
encontrados para esta aplicação estão disponíveis na
Tabela 6.6. Ainda como outra forma de abordagem, aplicou-se este mesmo
método, porém de forma gráfica, o qual está representado na Figura 6.20. Verificou-
se que o volume total da demanda é inferior ao volume total de chuva, ou seja,
tecnicamente é viável implantar um sistema de aproveitamento de água pluvial que
supra esta demanda de água não potável (
Tabela 6.6). No entanto, para este fim, as dimensões do(s) reservatório(s) de
armazenamento deveriam comportar um volume de 140m³. Esta estimava pode ser
observada pela análise referente ao maior valor da coluna Diferença Acumulada da
Tabela 6.6, conforme sugere Tomaz (2009). Nota-se que um reservatório
nessas proporções esbarra na limitação de espaço físico e na análise da viabilidade
econômica deste empreendimento.
Por meio do diagnóstico do sistema existente, verificou-se que o reservatório
dimensionado armazena um volume de 23m³. Portanto, partindo-se deste mesmo
método de Rippl, o reservatório atenderia uma demanda de 25,5 m³, correspondente
a aproximadamente 43% da demanda mensal existente. Com isso, tem-se que para
uma análise mensal, o reservatório existente encontra-se subdimensionado.
Pelo método gráfico de Rippl, pode-se realizar a mesma análise quanto ao
volume de armazenamento necessário para suprir a demanda, no entanto, com
melhor visualização. Para isto, basta realizar a projeção da reta de consumo, por
meio de retas paralelas no ponto mais baixo e mais alto da curva de volume médio
mensal de chuva.
65
Tabela 6.6 – Dimensionamento do reservatório pelo método de Rippl para demanda constante.
Meses
Chuva média mensal
Demanda constante
mensal
Área de captação
Potencial de captação
Diferença Diferença acumulada
Obs.: Pmed mensal Dconst. mensal A Vmed mensal Dconst mensal - Vmed mensal
(Dconst mensal - Vmed mensal) dos valores positivos
[mm] [m³] [m³] [m³] [m³] [m³]
Jan 247,62 53,1 809,51 144,33 -91,23 E
Fev 173,89 53,1 809,51 101,35 -48,25 E
Mar 150,88 53,1 809,51 87,94 -34,84 E
Abr 71,50 53,1 809,51 41,67 11,43 11,43 D
Mai 58,72 53,1 809,51 34,23 18,87 30,30 D
Jun 34,69 53,1 809,51 20,22 32,88 63,18 D
Jul 30,34 53,1 809,51 17,68 35,42 98,60 D
Ago 32,07 53,1 809,51 18,69 34,41 133,01 D
Set 80,59 53,1 809,51 46,97 6,13 139,14 D
Out 123,10 53,1 809,51 71,75 -18,65 120,49 S
Nov 164,94 53,1 809,51 96,14 -43,04 77,45 E
Dez 232,42 53,1 809,51 135,46 -82,36 -4,91 E
Anual 1400,75 637,2 [m³/ano] 816,42 [m³/ano]
E: água escoando pelo extravasor. D: nível de água baixando S: nível de água subindo
66
Figura 6.20 – Dimensionamento do reservatório pelo método gráfico de Rippl para demanda constante
Método da Simulação
A análise de simulação do reservatório por este método é realizada por meio
de tentativas e erros, pois se supõe que seja conhecido o volume do reservatório,
bem como a demanda. No entanto, para este caso, visto tratar-se de um sistema
existente, estes dois fatores são realmente conhecidos, portanto, este método
simulará a condição com parâmetros reais do sistema.
Para este método considera-se que o reservatório está cheio no início da
contagem do tempo “t” e os dados históricos são representativos de condições
futuras. Visto todo estudo realizado para o diagnóstico deste sistema, ambas as
considerações são verdadeiras, não se tratando apenas de critérios hipotéticos.
Com isso, esta simulação incorpora análises referentes a problemas sazonais, e
principalmente aos períodos críticos da seca.
Conforme indicado no método de Rippl, o método da simulação apontou a
viabilidade técnica da implantação de um sistema de aproveitamento de chuva para
suprir toda a demanda de água não potável, visto que o volume total desta é inferior
ao volume total de chuva. No entanto, esbarra-se nos mesmos entraves
supracitados.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Vo
lum
e [
m³]
Tempo [meses]
Consumo Acumulado Chuva acumulada
139,14
67
Nota-se, com a aplicação do método da simulação, que no sistema há
overflow de 383 m³ no ano, sendo necessários 116 m³ de água de outra fonte, no
caso, da concessionária vigente, para suprir a demanda do reservatório durante o
ano. A confiança, ou reability, sugerido por Tomaz (2009), para este reservatório é
de 58%, ou seja, apresenta 42% de falha, não suprindo a demanda em 5 dos 12
meses do ano. Já a confiabilidade volumétrica, apresentada por McMahon (1993),
estabelece a relação entre o volume de chuva que é aproveitado e o volume da
demanda. O volume de chuva aproveitado neste sistema é o potencial total de chuva
no ano (816,42 m³), descontado do overflow (383 m³) e do volume total de
suprimento no ano (116 m³). Com isso, a confiabilidade volumétrica deste
reservatório é de 50%.
68
Tabela 6.7 – Aplicação do Método da Simulação para o reservatório existente considerando a média mensal das precipitações.
Meses
Precipitação Demanda
mensal constante
Área de Captação
Potencial de
captação
Volume fixado do
reservatório
Volume do reservatório
no tempo t -1
Volume do reservatório no tempo t
Overflow Suprimento
de água externo
P D A Qt V St - 1 St Ov S
[mm] [m³] [m³] [m³] [m³] [m³] [m³] [m³] [m³]
Jan 247,62 53,1 809,51 144,33 23 0 23 91 0
Fev 173,89 53,1 809,51 101,35 23 23 23 71 0
Mar 150,88 53,1 809,51 87,94 23 23 23 58 0
Abr 71,50 53,1 809,51 41,67 23 23 12 0 0
Mai 58,72 53,1 809,51 34,23 23 12 -7 0 7
Jun 34,69 53,1 809,51 20,22 23 0 -33 0 33
Jul 30,34 53,1 809,51 17,68 23 0 -35 0 35
Ago 32,07 53,1 809,51 18,69 23 0 -34 0 34
Set 80,59 53,1 809,51 46,97 23 0 -6 0 6
Out 123,10 53,1 809,51 71,75 23 0 19 0 0
Nov 164,94 53,1 809,51 96,14 23 19 23 62 0
Dez 232,42 53,1 809,51 135,46 23 23 23 101 0
Anual 1400,75 637,2 816,42 383 116
69
Método Azevedo Neto, Método prático alemão, Método prático inglês e
Método prático australiano.
Os seguintes métodos foram apresentados juntos por se tratar de métodos
simplificados e de fácil aplicação: Método Azevedo Neto; Método prático alemão;
Método prático inglês e Método prático australiano. Procura-se com suas aplicações
comparar seus resultados com o tamanho do reservatório existente, e assim
identificar as considerações realizadas em cada método.
Tabela 6.8 – Dimensionamento do reservatório de acordo com o método utilizado
Método Utilizado Volume do reservatório (m3)
Método Azevedo Neto 286
Método prático alemão 38
Método prático inglês 57
Método prático australiano 134* *Obs.: Valor otimizado para o intervalo de confiança entre 90% e 99%
Nota-se a divergência entre os dimensionamentos dos referidos métodos. Isto
se deve principalmente ao fato das diferentes concepções abordadas em cada um
destes. Além disto, estes métodos não consideram possíveis interferências na bacia
hidrográfica.
Constatou-se para os métodos Azevedo Neto e prático australiano
apresentam o mesmo entrave encontrado no Método de Rippl, ou seja, a construção
de um reservatório nessas proporções torna-se inviável devido a fatores como
limitação de espaço físico e análise econômica do empreendimento. O valor elevado
de volume do reservatório de armazenamento sugerido no dimensionamento do
método Azevedo Neto deve-se ao fato deste desconsiderar um fator importante: a
demanda. Com isso, o reservatório dimensionado por intermédio deste método corre
o risco de sofrer com ociosidade.
Quanto ao Método prático alemão, o dimensionamento foi realizado em
relação à demanda, visto que o volume total da demanda é inferior ao volume total
de chuva. Salienta-se, no entanto, para este método, que para casos no qual o
volume de chuva aproveitável é consideravelmente inferior à demanda, o
reservatório necessitará de suprimento por outra fonte, pois não atenderá toda a
demanda. Portanto, é necessário avaliar se é viável economicamente sua
implantação. No entanto, a vantagem deste método é evitar o
superdimensionamento do reservatório. Nota-se que o volume de armazenamento
70
indicado por meio deste dimensionamento é inferior a demanda determinada, logo,
ele não suprirá toda ela, necessitando de fontes externas.
O método prático inglês, apesar de empírico, não considera o período de
seca, portanto, em regiões com distribuição irregular de chuvas, este apresenta
limitações. Com isso, o reservatório de armazenamento pode ficar suscetível a
períodos de ociosidade ou de não atendimento a demanda.
6.4 ADEQUAÇÕES NECESSÁRIAS NO SISTEMA
De acordo com a revisão bibliográfica realizada sobre sistemas de
aproveitamento de água de chuva, suas possíveis formas construtivas e seus
componentes típicos, constatou-se que o sistema de aproveitamento existente não
se enquadra em nenhuma classificação, portanto, tornam-se necessárias
adequações visando este enquadramento. O sistema de aproveitamento de água
pluvial existente aproxima-se do sistema de fluxo total, segundo a classificação
mencionada por Herrmann & Schimida (1999). No entanto, aliado a esse
enquadramento, procura-se também determinar as adequações necessárias para
atendimento à NBR 15527/2007. Portanto, como a mesma sugere, um sistema de
aproveitamento de água pluvial necessita da instalação de dispositivo ou
reservatório de descarte de escoamento inicial. Com isso, optou-se por adequar o
sistema atual a um sistema com derivação, conforme determinado por Herrmann &
Schimida (1999).
As adequações necessárias, portanto, para enquadramento desse sistema
existente na classificação proposta por Herrmann & Schimida (1999) e para
atendimento das exigências impostas na NBR 15527/2007 são: a instalação de
dispositivo para remoção de detritos; implantação de um dispositivo ou reservatório
de descarte de escoamento inicial; implantação dos sistemas de tratamento (filtros
de areia e unidades para desinfecção e correção de pH); e implantação das
unidades de bombeamento. Todos os procedimentos, assim como critérios para
essas adequações, estão descritas a seguir.
6.4.1 Dispositivo para remoção de detritos
O dispositivo para remoção de detritos, ou seja, o correspondente ao sistema
físico de gradeamento, mencionado no item 5.5, pode ser instalado junto às calhas
71
ou nas tubulações verticais. Estes podem ser grades ou filtros retentores de folhas,
galhos ou quaisquer materiais grosseiros. Por meio da avaliação do diagnóstico
realizado, constatou-se que o tipo de cobertura encontrada na área de captação do
sistema existente é laje impermeabilizada de concreto, com telhas de aço
galvanizado. Logo, tornou-se mais fácil a instalação de grades (ou telas) no início
das tubulações verticais existentes nas calhas de concreto. O ideal é que o material
dessas grades (ou telas) seja aço ou alumínio para que assim evite a entrada não só
de materiais grosseiros, mas também de roedores no sistema. Salienta-se também a
importância da implantação de telas nas tubulações de entrada no reservatório.
Figura 6.21 – Representação do tipo de cobertura da área de captação, do dispositivo para remoção de detritos, e de sua aplicação, respectivamente.
Fonte: SupraFirst (2015)
72
6.4.2 Implantação de um dispositivo ou reservatório de descarte (ou
autolimpeza) de escoamento inicial
Há diversas técnicas para a realização do descarte da água de escoamento
inicial, também conhecido como first flush, tais como tonéis, reservatórios de
descarte (ou autolimpeza), com torneira bóia, dispositivos automáticos, dentre
outras. Visto o sistema já apresentar um tanque projetado para overflow do sistema,
este foi, portanto, adequado para se tornar reservatório de descarte, ou seja, para a
retenção temporária e posterior descarte da água coletada nessa fase inicial da
precipitação. Portanto, a técnica escolhida para o sistema existente é a de
reservatório de descarte (ou autolimpeza).
Na falta de dados para o dimensionamento do volume do reservatório de
descarte, a NBR 15527/2007 recomenda o descarte de 2mm da precipitação inicial,
ou seja, 2 litros/m² de área de captação. Como o sistema existente conta com uma
área de captação na ordem de 800 m², o reservatório de descarte deverá comportar
um volume de aproximadamente 1600 L, ou seja, 1,60 m³. No entanto, o referido
tanque que será adequado para esta função possui um volume total máximo de 1,50
m³, sendo que parte deste volume não será aproveitável devido o posicionamento
das tubulações de entrada e passagem de saída de água. Assim, caso, deseja-se a
adequação à norma mencionada, sugere-se o aumento deste reservatório de
descarte. Considerando o posicionamento ideal tanto da tubulação de entrada (DN =
150mm) quanto da passagem de saída (tubulação de DN = 150mm ou uma fenda
como a atual com altura de 15cm), admitindo-se uma folga em função dos métodos
construtivos de 5 cm, o tanque atual apresenta um volume útil de aproximadamente
1,30m³. (Figura 6.22 e Figura 6.23). Para adequação à norma, necessitaria de um
aumento de 30m³ neste volume. Porém, a literatura indica que este valor de 2mm de
descarte de escoamento inicial é apontado para cidades com grande poluição
atmosférica, ou seja, a NBR 15527/2007 adota uma postura conservadora nesta
análise. Autores como Tomaz (2010) buscam ainda uma maneira de se calcular
realmente o first flush, baseado em critérios como declividade, material e intensidade
pluviométrica. Os valores apontados por este e outros autores na literatura estão no
intervalo de 1mm a 2mm. Portanto, adotando-se esta faixa de referência, o atual
tanque não necessita de adequações, visto realizar a eliminação de uma lâmina de
aproximadamente 1,6mm do escoamento inicial.
73
Figura 6.22 – Representação esquemática em planta da adaptação necessária para o reservatório de descarte de escoamento inicial
4515701545
15
100
20
130
10
60
20
400
20
80
20
20 150 20
74
Figura 6.23 – Representação esquemática em corte da adaptação necessária para o reservatório de descarte de escoamento inicial.
20
95
VA
R.
15
5 5
75
20
90
300
190
280
215
105
20
75
Nota-se que para a operação deste tipo de técnica, mantém-se o dreno
fechado, realizando o esvaziamento do reservatório diariamente (nos dias chuvosos)
por meio de sua abertura. Para Tomaz (2009) o first flush existe quando a
precipitação cai num telhado seco num período mínimo de três dias. Portanto, o
esvaziamento poderá se dar também em função do período estabelecido por esta
definição. A NBR 15527/2007 sugere que, quando possível, esta técnica seja
automatizada. Para tal finalidade, este procedimento pode ser realizado por meio de
uma chave-boia, ou de sensores de nível, com o acionamento de um conjunto
motor-bomba. No entanto, com isto, será gerado um consumo de eletricidade. A
análise econômica dirá se é viável está implantação.
6.4.3 Implantação dos sistemas de tratamento
A metodologia estabelecida pela ANA (2005) sugere além do gradeamento,
os sistemas físicos de sedimentação e filtração simples (por meio de decantador e
filtro, respectivamente), assim como, a desinfecção e correção de pH, para o
tratamento da água pluvial. No entanto, como abordado no diagnóstico do sistema, o
segundo tanque do reservatório subterrâneo de acumulação realiza a função de
decantação, logo, esta unidade física de sedimentação já está determinada. Quanto
ao processo de filtração, este pode ser realizado por dois métodos distintos. O
primeiro, a partir da utilização de filtros adaptados para este tipo de aproveitamento;
e o segundo, através de filtro de areia ou pré-filtro. O que determinará a escolha
dentre estes métodos é a análise econômica.
Quanto à utilização dos filtros adaptados, sugere-se que o dispositivo seja
colocado no final da tubulação vertical, devido maior facilidade de instalação e
manutenção dentro os dispositivos disponíveis no mercado. Ou seja, ele se
localizará dentro do reservatório.
O dispositivo encontrado que atende as condições do sistema existente (área
de captação ≈ 800m²; entrada de duas tubulações com DN = 150mm), além da NBR
12213/1992, trata-se do Gartenfilter XL DN 150, conforme Figura X. O overflow
emergencial deste dispositivo poderá ser conduzido para o reservatório de descarte
de escoamento inicial, já interligado nesta tubulação.
76
Figura 6.24 – Dispositivo de remoção de detritos selecionado para o sistema existente. Fonte: Rainwater-shop (2015)
Quanto à implantação do filtro de areia ou pré-filtro, optou-se por um pré-filtro
lento de fluxo ascendente, devido o intuito de se minimizar o aporte de sedimentos e
este ter como característica a evolução gradual da perda de carga. Além disto, a
disposição dos tanques do sistema já se apresenta propícia para aplicação deste
tipo de pré-filtro.
O funcionamento do sistema com a utilização deste pré-filtro ocorre da
seguinte maneira, visto que neste existe um dispositivo para eliminação de detritos:
entre a entrada e a saída de água existem pedregulhos que servem como material
filtrante. Pode-se contar com uma única camada na qual as subcamadas se
sobrepõem, usualmente três espessuras de 0,3m a 0,4m, ou três camadas
contíguas com granulometria decrescente no sentido do escoamento de 0,8 a 1,0m.
Passando por elas, a água é direcionada ao tanque de armazenamento de água
tratada, onde é bombeada até o reservatório superior, o qual alimenta o sistema de
distribuição. A granulometria recomendada das três camadas de pedregulho para
pré-filtros de escoamento ascendente está disposta na tabela a seguir.
77
Tabela 6.9 – Granulometria recomendada de pedregulho para pré-filtros de escoamento ascendente. Fonte: Libânio (2010)
Camada Granulometria (mm)*
Granulometria (mm)**
1ª camada 25 a 12,5 18 a 12
2ª camada 12,5 a 6,3 12 a 8
3ª camada 6,3 a 3,2 4 a 8 *Valencia (1992) **Wegelin (1994)
Na Figura 6.25, há uma representação do sistema com a implantação do pré-
filtro estabelecido. Considerando, portanto, que a espessura das camadas seja de
0,3m, conforme mencionado, será necessário um volume de 0,3m³ referente a cada
granulometria para composição do pré-filtro.
Dentre os métodos de desinfecção apresentados por Richter e Azevedo
Netoo (2003), optou-se pela cloração. Além de este ser o melhor tipo de tratamento
para os fins a que se propõe este sistema, visto seu bom índice de desinfecção
aliado ao baixo custo, há a facilidade de sua comercialização. O cloro, o qual possui
a propriedade de permanecer por um longo tempo na água por seu efeito residual,
pode ser granulado, em pastilhas (dissolução rápida ou lenta) ou líquido. O tempo de
contato do cloro com a água, deve ser de, no mínimo, 30 minutos e sua dosagem,
de 2 ppm, para que se mantenha um residual de 0,5 mg de cloro por litro de água.
(SNATURAL, 2015)
Para o procedimento de cloração, determinou-se a utilização de um clorador
flutuante, principalmente por se tratar de um mecanismo simples e de fácil aplicação
em reservatórios. Além disto, a flutuação garante a difusão do cloro por todo o
reservatório e o processo é continuamente renovado por meio da movimentação do
clorador. Seu emprego, comum também em piscinas, cisternas e caixas d’água, é de
baixo custo e reduz gastos com manutenção. Este equipamento, como pode ser
observado na Figura 6.26, consiste em um recipiente flutuante, o qual apresenta
orifícios que se encontram submersos. Insere-se o cloro, sob formas de tabletes ou
pastilhas, no clorador. Este fica flutuando no reservatório, enquanto água penetra
pelos orifícios submersos e dissolve gradualmente os tabletes de cloro. (VIEIRA;
MENDONÇA, 2011)
78
Figura 6.25 – Representação do sistema existente com a implantação do pré-filtro
20
95
VA
R.
15
5 5
75
20
90
300
215
105
20
30
30
30
79
Figura 6.26 – Exemplificação de um clorador flutuante para o sistema existente. Fonte: SNatural (2015)
A correção de pH é essencial, visto que, caso o nível do pH não esteja no
intervalo ideal (entre 7,2 e 7,6), pode-se comprometer a eficácia da etapa de
desinfecção. Portanto, para verificação deste parâmetro, adequou-se a utilização de
medidores, os quais são compostos de um estojo específico que permitem não só a
análise de nível de pH, como também a de cloro disponível, tornando-se, portanto,
um instrumento auxiliar no procedimento de desinfecção. Uma exemplificação deste
tipo de medidor pode ser observada na figura a seguir.
Figura 6.27 – Exemplificação de medidores de ph e cloro disponível. Fonte: Genco (2015)
80
Após a analise do pH, a sua correção é realizada por meio da aplicação de
produtos químicos, os quais são de fácil comercialização. A Tabela 6.10 apresenta
os produtos químicos mais comuns utilizados no tratamento de água para correção
de pH.
Tabela 6.10 – Produtos químicos mais comuns utilizados no tratamento de água para correção de pH. Fonte: adaptado de SNatural (2015)
Ajuste de pH
Cal Hidratada Carbonato de sódio Hidróxido de sódio
Gás carbônico Polifosfatos de sódio
A ABNT (2007) recomenda que o reservatório deva ser limpo e desinfetado
com solução de hipoclorito de sódio, no mínimo uma vez por ano.
6.4.4 Implantação das unidades de bombeamento
As unidades do bombeamento foram definidas de acordo com a as máquinas
disponibilizadas pela Universidade Federal de Itajubá. As informações gerais destas
três máquinas, sendo duas delas movidas a energia elétrica, e uma, a solar, estão
dispostas nas figuras a seguir.
Figura 6.28 – Informações gerais da bomba hidráulica (código 245003) disponibilizada
81
Figura 6.29 – Informações gerais da bomba hidráulica (código 245011) disponibilizada
Figura 6.30 – Informações gerais da bomba hidráulica solar (código 200006) disponibilizada
Para seleção e determinação do modo de operação destas máquinas,
necessitou-se da obtenção das respectivas curvas características, as quais
estabelecem a relação entre altura e vazão. Para as bombas hidráulicas, código
245003 e 245011, essa obtenção foi possível, assim como das características de
operação, que podem ser visualizadas nas Figura 6.31 e Figura 6.32, a seguir. Já
para a bomba hidráulica solar código 200006, a curva característica não foi
encontrada, no entanto, obteve-se a relação entre altura e vazão para o ponto ótimo
de operação desta, a qual pode ser observada na Figura 6.33. Assim, tomou-se
como referência para análise essa relação estabelecida, considerando que a
máquina operará em condições ótimas.
82
Figura 6.31 – Informações gerais de operação e curva de desempenho da bomba hidráulica (código 245003) . Fonte: Worker (2015)
Figura 6.32 – Informações gerais de operação e curva de desempenho da bomba hidráulica (código 245011). Fonte: Worker (2015)
83
Figura 6.33 – Relação altura e vazão para o ponto ótimo da bomba hidráulica solar (código 200006). Fonte: Kyocera (2015)
84
Visto que o bombeamento do reservatório inferior para o superior estabelece
uma altura de 24m, as bombas hidráulicas disponibilizadas operarão, de acordo com
as curvas supramencionadas, com as seguintes vazões de saída, dispostas na
Tabela 6.11, a seguir.
Tabela 6.11 – Vazão de operação das bombas disponibilizadas para uma altura de recalque de 24m.
Máquina disponibilizada Vazão de operação [m³/h]
Bomba hidráulica (código 245003) 4,0
Bomba hidráulica (código 245011) 1,8
Bomba hidráulica solar (código 200006) 2,4
Visto que o reservatório inferior apresenta um volume máximo de
armazenamento de água pluvial de 11,5 m³, a bomba hidráulica (código 245003)
seria suficiente para realizar o recalque deste volume. Assim, sugere-se a colocação
da bomba hidráulica solar (código 200006) em stand by, visto possíveis falhas
mecânicas, necessidade de reparos ou até mesmo interrupção no fornecimento de
energia elétrica pela concessionária vigente, visto se tratar de uma bomba solar. A
bomba hidráulica (código 245011) poderá ser destinada ao esvaziamento do
reservatório de descarte, caso se opte por essa forma de eliminação.
A automatização do sistema de bombeamento pode ser realizada por meio de
chave-boia, ou seja, pela inserção de um dispositivo de controle para o acionamento
da bomba hidráulica. Este equipamento possibilita a ligação do motor da bomba
hidráulica quando o reservatório superior estiver vazio e o reservatório inferior
estiver cheio. Na Figura 6.34, há uma representação esquemática do funcionamento
deste sistema.
85
Figura 6.34 – Representação esquemática da automatização do sistema por meio de chave-boia. Fonte: Tomaz (2010)
6.5 ANÁLISE ECONÔMICA
Para a análise econômica da adequação do sistema, realizou-se uma
estimativa inicial dos custos envolvidos. Estas estimativas foram realizadas para as
duas alternativas propostas de filtragem, ou seja, com a utilização do pré-filtro ou
com a aquisição do filtro Gartenfilter XL DN150. Este procedimento pode ser
observado nas Tabela 6.12 e Tabela 6.13, a seguir:
86
Tabela 6.12 – Estimativas dos custos envolvidos para realização das adequações necessárias. (1ª alternativa: utilização do pré-filtro)
Adequação necessária Custo unitário Qtd Custo Total
Dispositivo de remoção de detritos 8 R$/unid. 8 unid. R$ 64,00
Reservatório de descarte de escoamento inicial
- Junção da tubulação de entrada
Tubulação (DN: 150 mm, Compr.: 3m) 100 R$/unid, 1 unid. R$ 100,00
Luva Simples (DN: 150 mm) 25 R$/unid. 2 unid. R$ 50,00
Junção Simples (DN: 150 x 150 mm) 100 R$/unid. 1 unid. R$ 100,00
- Obra civil
Reboco da passagem existente* 18 R$/m² 0,5m² R$ 9,00
Pré filtro
1ª camada (18 a 12 mm) – Brita nº 0 96 R$/m³ 0,3 m³ R$ 28,80
2ª camada (12 a 8 mm) – Seixo de ½’’ a ¼‘’ Cascalho médio
100 R$/m³ 0,3 m³ R$ 30,00
3ª camada (4 a 8 mm) – Seixo de ¼’’ a 18⁄ ‘’
Cascalho fino 100 R$/m³ 0,3 m³ R$ 30,00
Gradeamento 200 R$/unid 1 unid R$ 200,00
Clorador Flutuante 20 R$/unid 1 unid R$ 20,00
Medidor de pH 50 R$/unid 1 unid R$ 50,00
Produtos para correção do pH 20 R$/unid 1 unid R$ 20,00
TOTAL R$ 701,80
*Reboco paulista com cimento, cal e área 1:3:6
Tabela 6.13 – Estimativas dos custos envolvidos para realização das adequações necessárias. (1ª alternativa: utilização do filtro Gartenfilter XL DN 150)
Adequação necessária Custo unitário Qtd Custo Total
Dispositivo de remoção de detritos 8 R$/unid. 8 unid. R$ 64,00
Reservatório de descarte de escoamento inicial
- Junção da tubulação de entrada
Tubulação (DN: 150 mm, Compr.: 3m) 100 R$/unid, 1 unid. R$ 100,00
Luva Simples (DN: 150 mm) 25 R$/unid. 2 unid. R$ 50,00
Junção Simples (DN: 150 x 150 mm) 100 R$/unid. 1 unid. R$ 100,00
- Obra civil
Reboco da passagem existente* 18 R$/m² 0,5m² R$ 9,00
Filtro Gartenfilter XL DN 150 1000 R$/unid. 1 unid. R$ 1000,00
Gradeamento 200 R$/unid 1 unid R$ 200,00
Clorador Flutuante 20 R$/unid 1 unid R$ 20,00
Medidor de pH 50 R$/unid 1 unid R$ 50,00
Produtos para correção do pH 20 R$/unid 1 unid R$ 20,00
TOTAL R$ 1613,00
*Reboco paulista com cimento, cal e área 1:3:6
87
Calculou-se o payback para as duas alternativas de investimento, e apesar de
se tratar de um método simplificado de análise, reflete uma visão geral do tempo que
o investimento inicial será reposto. Este procedimento pode ser observado na
Tabela 6.14, a seguir:
Tabela 6.14 – Payback para as duas alternativas de investimento
Parâmetros analisados Valores
Volume de água aproveitada em um ano 452,06 [m³]
Custos realizados (Filtro Gartenfilter) 1613,00 [R$]
Custos realizados (Pré-filtro) 701,80 [R$]
Tarifas públicas Água Esgoto Total
4,80 [R$/m³] 4,31 [R$/m³] 9,10 [R$/m³]
Volume aproveitado [m³/ano] x Tarifa Total [R$/m³] 4115 [R$/ano]
Custos envolvidos [R$]/Custo economizado [R$/ano] (Filtro Garden) 0,39 [ano] ≈ 5 [meses]
Custos envolvidos [R$]/Custo economizado [R$/ano] (Pré-Filtro) 0,17 [ano] ≈ 2 [meses]
Nota-que é economizado aproximadamente 450 m³ ao ano, o que
corresponde a 71% do volume demandado para os vasos sanitários. O retorno dos
investimentos para que haja essa economia é rápido, sendo aproximadamente 5
meses, caso se utilize o Filtro Garden, e 2 meses, para o pré-filtro. Isto se deve ao
fato de que foram considerados apenas os investimentos para a realização das
adequações, ou seja, o real custo total do sistema não foi analisado. Tomaz (2009)
sugere que o retorno dos investimentos para sistemas de aproveitamento de água
pluvial não deva ultrapassar de 15 a 20 anos.
Ainda que o método payback não inclua em sua análise, fatores como
manutenção e operação, consumo de energia elétrica para o bombeamento, dentre
outros, é possível concluir que há uma redução de despesas referentes ao
abastecimento de água fornecido pela concessionária vigente. Esta redução pode
apresentar estimativa de valores na ordem de R$ 4000,00 por ano. No entanto, o
benefício não se concentra apenas na área econômica, mas também técnica, visto
que é um contrassenso utilizar água potável para descarga em bacias sanitárias,
enfatizando a sustentabilidade na utilização dos recursos hídricos. Logo, torna-se
cada vez mais necessário, alternativas e investimentos deste tipo que tragam
benefícios não só a sociedade, mas também ao meio ambiente.
88
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais requerem cuidados
gerais, ou seja, manutenção, e características construtivas que permitam não só a
segurança do abastecimento, mas também a manutenção da qualidade da água
armazenada e níveis operacionais adequados e econômicos. (AGÊNCIA NACIONAL
DE ÁGUAS, 2005). Para tal, pode ressaltar os seguintes itens:
Manter a tampa dos reservatórios, assim como das caixas de inspeção existentes
fechadas. Evita-se, assim, além de possíveis contaminações bem como a
entrada de animais no reservatório, a incidência da luz solar e do calor,
impedindo a proliferação de algas e microorganismos;
A manutenção de todo o sistema deve ser realizada da seguinte maneira:
dispositivos de descarte de detritos – inspeção mensal e limpeza trimestral;
dispositivo de descarte do escoamento inicial (reservatório de descarte) –
limpeza mensal; calhas e condutores – manutenção semestral; dispositivos de
desinfecção e unidades de bombeamento – manutenção mensal; e reservatório –
limpeza e desinfecção anual.
A qualidade da água distribuída deverá ser submetida a um processo de
monitoramento programado. Sugere-se também que seja realizado um estudo
mais detalhado sobre a qualidade da água captada.
Como sugestões para trabalhos futuros, recomenda-se:
A medição dos parâmetros físico-quimicos para uma análise mais detalhada
sobre a qualidade da água no reservatório;
A realização de um estudo sobre a viabilidade do aumento da capacidade de
armazenamento do reservatório;
A realização de um estudo mais detalhado sobre a demanda de água no Centro
de Excelência em Eficiência Energética (EXCEN).
89
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10844: Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro: [s.n.], 1989.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12213: Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público. Rio de Janeiro: [s.n.], 1992.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12214: Projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público. Rio de Janeiro: [s.n.], 1992.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro: [s.n.], 1998.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Água de chuva: aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis: requisitos. Rio de Janeiro: [s.n.], 2007.
ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS Projetos de reservatório de distribuição de água para abastecimento público. Rio de Janeiro: [s.n.], 1994.
ABREU, M. L. Climatologia da estação chuvosa de Minas Gerais: de Nimer (1997) à Zona de Convergência do Atlântico Sul. 2. ed. [S.l.]: Revista Geonomos, v. IV, 1998.
ABREU, M. L.; BARROSO, T. P. Caracterização climática dos ventos associados a eventos de precipitação extrema em Belo Horizonte - MG. Rio de Janeiro: IN: Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada, 10, 2003, Rio de Janeiro. Anais. Rio de Janeiro, 2003. 7 p.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Conservação e reúso de água em edificações. São Paulo: Prol editora e gráfica, 2005.
ANAYA-GARDUÑO, M. [S.l.]: [s.n.], 2001. IN: TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins potáveis. São Paulo: [s.n.], 2009.
ANNECCHINI, V. P. K. Aproveitamento da Água da Chuva Para Fins Não Potáveis na Cidade de Vitória (ES). Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós Gradução em Engenharia Ambienta: Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória - ES, 2005.
AQUASTOCK. Aquastock, 2015. Disponivel em: <http://www.aquastock.com.br>. Acesso em: 12 maio 2015.
90
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE RECURSOS HIDRICOS (ABRH). Associação Brasileira de Recursos Hidricos (ABRH). Associação Brasileira de Recursos Hidricos (ABRH), 2015. Disponivel em: <http://www.abrh.org.br/SGCv3/index.php.>. Acesso em: 2015 Maio 14.
BARROS, J. G. Gestão Integrada dos Recursos Hídricos. Implementação do uso das águas subterrâneas. Brasília: MMA/SRH/OEA.: [s.n.], 2000. 171 p.
BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome. Secretaria Nacional Alimentar e Nutricional. Programa Cisternas: O que é o Programa?, 2008. Disponivel em: <http://www.mds.gov.br/programas/seguranca-alimentar-enutricional-san/cisternas/cisternas-2/o-que-e-oprograma>. Acesso em: 08 Julho 2015.
CONFEA. Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura, 2011. Disponivel em: <http://www.confea.org.br/publique/media/saofrancisconordeste.doc>. Acesso em: 10 abril 2015.
DOCOL. Docol Metais Sanitários. Docol Metais Sanitários, 2015. Disponivel em: <http://docol.com.br/pt/produto/acabamento-para-valvula-de-descarga-classica-chrome>. Acesso em: 11 Novembro 2015.
FEWKES, A. The use of rainwater for WC flushing: the field-testing of a collection system. [S.l.]: Building and Environment, v. 34, 1999. 765-772 p.
GARDNER, T.; COOMBES, P.; MARKS, R. Use of rainwater at a rang of scales in Australian urban environments. [S.l.]: [s.n.], 2002.
GELT, J. Home use of gray water, rainwater conserves water and may save money. Tucson: University of Arizona, 2009.
GENCO. Genco. Estojos de análise, 2015. Disponivel em: <http://www.genco.com.br/interna.asp?page=3&cat=12&uf=MG>. Acesso em: 5 Outubro 2015.
GIACCHINI, M. Estudo sobre aproveitamento de água de chuva nas edificações. Monografia (Especialização em Gestão Ambiental) - Programa de Especialização em Gestão Ambiental, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa,: [s.n.], 2003.
GNADLINGER, J. Coleta de água de chuva em áreas rurais. Associação Internacional de Sistemas de Coleta de Água de Chuva. 2º Fórum Mundial da Água, Holanda, 2000.
GOMES, U. A. F.; PENA, J. L. Confrontando a vulnerabilidade e indefensabilidade social: A experiência da articulação no semiárido brasileiro (ASA). 31 especial. ed. São Paulo: GEOUSP - Espaço e Tempo, 2012. 45 - 56 p.
91
GRANZIERA, M. L. M. Direito das Águas: disciplina jurídica das águas doces. São Paulo: Atlas, 2001.
HERRMANN, T.; SCHMIDA, U. Rainwater utilization in Germany; efficiency, dimensioning, hydraulic and environmental aspects. [S.l.]: Urban Water, v. 1, 1999. 307-316 p.
HYDRA. Hydra. Hydra, 2015. Disponivel em: <http://www.hydra.eco.br/produtos/sistemas-de-descarga>. Acesso em: 11 Novembro 2015.
ICASA. ICASA Louça Sanitária. ICASA Louça Sanitária, 2015. Disponivel em: <http://www.icasa.com.br/produto.php?id=75>. Acesso em: 11 Novembro 2015.
JAQUES, R. C. Qualidade da água de chuva no município de Florianópolis e sua potencialidade para aproveitamento em edificações. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Mestrado em Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis: [s.n.], 2005.
KITA, I. Local government's financial assistance for Rainwater utilization in Japan. IN. Conferência Internacional sobre sistemas de captação de água de chuva. 9. Petrolina, 1999. Proceedings., Petrolina: ABRH, 1999. 5.
KOENIG, K. Rainwater harvesting: public need or private pleasure? World Water Forum. Kyoto City, Japan: [s.n.], 2003. 56 - 58 p.
KYOCERA. Kyocera. Wind&Sun, 2015. Disponivel em: <http://windsun.com/General/Product_Index.htm>. Acesso em: 10 Outubro 2015.
LEE, K. T. E. A. Probabilistic design of storage capacity for Rainwater cisterna systems. [S.l.]: J. acric. Engng Res, v. 3, 2000. 343 - 348 p.
LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. 3ª rev. e ampl. ed. Campinas: Átomo, 2010. 494 p.
MAIA NETO, R. F. Água para o desenvolvimento sustentável. 9. ed. Belo Horizonte: Á Água em Revista, 1997. 21 - 32 p.
MATTOS, A. M. P. Monitoramento Hidrológico - Via Telefonia Celular - para apoio a Sistemas de Previsão de Cheias. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Energia) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá: [s.n.], 2004.
MAY, S. Caracterização, Tratamento e Reuso de Águas Cinzas e Aproveitamento de Águas Pluviais em edificações. Tese (Doutorado em Engenharia) - Programa de Doutorado em Engenharia, Universidade de São Paulo: [s.n.], 2009.
92
MCMAHON, T. A. Hydrology Design for Water Use. [S.l.]: IN Handbook of Hydrology, David Maidment, 1993.
MOFFA, P. E. The control and treatment of industrial and municipal storm water. United states of America. Van Nostrand Reinhold: [s.n.], 1996.
NIMER, E. Um modelo metodológico da classificação de climas. Revista Brasileira de Geografia, ano 41, Rio de Janeiro: [s.n.], v. 4, 1979. 59 - 80 p.
PACEY, A.; CULLIS, A. Rainwater Havesting. [S.l.]: Great Britain Photobooks, 1996.
PALMIER, L. R. Uso de técnicas de captação de água de chuva - Causas de insucessos e tendências futuras. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE CAPTAÇÃO E MANEJO DE ÁGUA DE CHUVA, IV, 2003.
PAZ, V. P. S.; TEODORO, R. E. F.; MENDONÇA, F. C. Recursos hídricos, agricultura irrigada e meio ambiente. Revista Brasileira de Engenhara Agrícola e Ambiental, Campina Grande, 4, 2000. 465 - 473.
PETRY, B.; BOERIU, P. Environmental Impact Assessment. Water Quality Management Strategies for Sustainable Use of Water Resources., International Institute for Infrastructure, Hydraulic and Environmental Engineering, 2000.
PROSAB. Remoção de microorganismos emergentes e microcontaminantes orgânicos no tratamento de água para consumo humano. Belo Horizonte, MG: [s.n.], 2009.
RAINWATER-SHOP. Rainwater-shop.eu, 2015. Disponivel em: <http://www.rainwater-shop.eu/contents/en-uk/p295_Gartenfilter_XL_DN_150.html>. Acesso em: 10 Setembro 2015.
RIBAS, G. P. P. Regime dominial das águas pluviais: breve estudo sobre a nova ordem constitucional. [S.l.]: Revista Jurídica da Faculdade União, v. 1, 2007. 1 - 12 p. Disponível em: http://www.veros.adv.br/publicacoes/Artigo%20aguas%20pluviais%20(corrigido).pdf.
RICHTER, C. A.; AZEVEDO NETTO, J. M. D. Tratamento de água: tecnologia atualizada. [S.l.]: Edgar Blücher Ltda., 2003.
SÁ JUNIOR, A. D. Aplicação da classificação de Köppen para o zoneamento climático do estado de Minas Gerais. Lavras, MG.: Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Lavras., 2009.
SAMPAIO, M. S. et al. Uso de Sistema de Informação Geográfica para comparar a classificação climática de Koppen-Geiger e de Thornthwaite. IN: Simpósio
93
Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBS, XV, 2011, Curitiba. Anais. INPE: [s.n.], 2010. 8857 - 8864 p.
SCHIMIDT, M. Captação de água de chuva na Alemanha. IN. 3º Simpósio Brasileiro de Captação de Água de Chuva no Semiárido, Paraíba, 2001. Anais. Paraíba: ABRH, 2001.
SHERBININ, A. D. El agua y la dinâmica de la población - Enfoques locales a um desafio mundial. Whasington: D.C.: Jarboc Printing, 1997. IN: VENDRAMEL, E.; KÖHLER, V. B. A história do abastecimento de água em Maringá, Estado do Paraná. Acta Scientiarum, Maringá, v. 24, n.1, 2002, 253 - 260p.
SILVA, A. S.; BRITO, L. T. L.; ROCHA, H. M. Captação de água da chuva no semi-árido brasileiro: cisternas rurais II, água para consumo humano. Petrolina, PE.: EMBRAPA-CPATSA/MINTER-SUDENE, 1998. 80 p.
SILVA, F. C. Estudo do aproveitamento da água de chuva em condomínio residencial no município de Itapoá - SC. Monografia (Especialização em Construções Sustentáveis). : Universidade Tecnológica do Paraná. Curitiba, 2014.
SNATURAL. SNatural. Água de Chuva - Captação e Armazenamento, 2015. Disponivel em: <http://www.snatural.com.br/Agua-Chuva-Captacao-Armazenamento-C.html>. Acesso em: 3 Outubro 2015.
SOUZA, J. L. M.; JURSZURKI, D.; DAMAZIO, E. C. Relações funcionais entre precipitação provável e média em regiões e climas brasileiros. [S.l.]: Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 48, 2013. 693 - 702 p.
SUPRAFIRST. SupraFirst, 2015. Disponivel em: <http://www.suprafirst.com.br/produtos/calhabeiral/beiral.php>. Acesso em: 12 Outubro 2015.
TOMAZ, P. Conservação da água. 1ª. ed. São Paulo: Parma, 1998.
TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis. 2ª. ed. São Paulo: Navegar, 2005. 180 p.
TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins potáveis. 3ª. ed. São Paulo: Navegar, 2009.
TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva. 4ª. ed. São Paulo: Navegar Editora, 2010.
TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 4ª. ed. Porto Alegre: Editora da UFGRS/ABRH, 2012. 177 - 242 p.
94
VALENCIA, J. A. Teoria y practica de la purificacion del agua. 2ª. ed. Colombia: ACODAL, 1992.
VENDRAMEL, E.; KÖHLER, V. B. A história do abastecimento de água em Maringá, Estado do Paraná. Maringá: Acta Scientiarum, v. 24, 2002. 253 - 260 p.
VIDAL, R. T. Agua de iluvia - agua saludable - Publicacion del Proyiecto de Apoyo a la Reformma del Sector Salude de Guatemala. República da Gautemala: "APRESAL" Coemision Europea. Impreso em M'ks Comunicacino. Abril 2000, 2002.
VIEIRA, A. M.; MENDONÇA, L. C. Aproveitamento da água de chuva. Estudo de caso no município de Aracaju-SE: percepção dos moradores, viabilidade e dimensionamento de reservatórios. XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Maceió, p. 14, dezembro 2011.
VILLIERS, M. Água. Como o uso deste precioso recurso natural poderá acarretar a mais séria crise do século XXI. Tradução de José Kocerginsky. Rio de Janeiro: Ediouro, 2002. 375 - 426 p.
WEGELIN, M. Roughing filters for surface water pretreatment. IN: COLLINS, M. R.; GRAHAM, N. J. D. (Ed.). Slow Sand Filtration. Denver, USA: American Water Works Association, 1994.
WORKER. Worker, 2015. Disponivel em: <http://www.worker.com.br/>. Acesso em: 6 Outubro 2015.