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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAO TECNOLGICA PAULA SOUZA
UNIDADE DE PS-GRADUAO, EXTENSO E PESQUISA
MESTRADO PROFISSIONAL EM GESTO E TECNOLOGIA
EM SISTEMAS PRODUTIVOS
LVARO DIOGO SOBRAL TEIXEIRA
DESENVOLVIMENTO DE COLETOR DE GUA DE CHUVA EM AMBIENTE
URBANO E CARACTERIZAO PRELIMINAR DA GUA DO ESCOAMENTO
INICIAL (FIRST FLUSH)
So Paulo
Julho/2017
LVARO DIOGO SOBRAL TEIXEIRA
DESENVOLVIMENTO DE COLETOR DE GUA DE CHUVA EM AMBIENTE
URBANO E CARACTERIZAO PRELIMINAR DA GUA DO ESCOAMENTO
INICIAL (FIRST FLUSH)
Dissertao apresentada como exigncia
parcial para a obteno do ttulo de Mestre em
Gesto e Tecnologia em Sistemas Produtivos
do Centro Estadual de Educao Tecnolgica
Paula Souza, no Programa de Mestrado
Profissional em Gesto e Tecnologia em
Sistemas Produtivos, sob a orientao da
Profa. Dra. Elisabeth Pelosi Teixeira.
So Paulo
Julho/2017
Teixeira, lvaro Diogo Sobral
T266d
Desenvolvimento de coletor de gua de chuva em ambiente urbano e caracterizao preliminar da gua do escoamento inicial (first flush) / lvaro Diogo Sobral Teixeira. So Paulo : CPS, 2017.
136 f. : il.
Orientadora: Profa. Dra. Elisabeth Pelosi Teixeira. Dissertao (Mestrado Profissional em Gesto e Tecnologia em
Sistemas Produtivos) Centro Estadual de Educao Tecnolgica Paula Souza, 2017.
1. Desenvolvimento tecnolgico - sistemas produtivos. 2.
Coletor de gua de chuva. 3. Caracterizao de gua de chuva. 4. First flush. 5. Ecotoxicologia. I. Teixeira, Elisabeth Pelosi. II. Centro Estadual de Educao Tecnolgica Paula Souza. III. Ttulo.
LVARO DIOGO SOBRAL TEIXEIRA
DESENVOLVIMENTO DE COLETOR DE GUA DE CHUVA EM AMBIENTE
URBANO E CARACTERIZAO PRELIMINAR DA GUA DO ESCOAMENTO
INICIAL (FIRST FLUSH)
Profa. Dra. Elisabeth Pelosi Teixeira
Prof. Dr. Dirceu DAlkmin Telles
Profa. Dra. Silvia Pierre Irazusta
So Paulo, 13 de julho de 2017
Ao meu av, Takeji Kanamaru, eterno
bambuzal que enverga, mas no quebra.
AGRADECIMENTOS
Profa. Dra. Elisabeth Pelosi Teixeira, pela orientao, inspirao, dedicao e por
lapidar o trabalho desenvolvido, pois sem seu esforo no seria possvel concretizar esta
pesquisa.
Ao Prof. Plnio Tomaz, pela sugesto do tema e pelo suporte tcnico fornecido durante
todo o transcorrer da pesquisa.
Profa. Dra. Silvia Pierre Irazusta, pelo emprstimo do Laboratrio de
Ecotoxicologia e pela realizao, junto com seus orientados da graduao, das anlises
ecotoxicolgicas.
auxiliar docente Patrcia Hassato, pela realizao das anlises fsico-qumicas e
apoio nas interpretaes dos achados experimentais.
Ao auxiliar docente Paulo Blsamo, pelo auxlio na realizao da anlise
microbiolgica da primavera.
auxiliar docente Renata Nascimento, estagiria Bruna Carolina Rodrigues Silva e
aos discentes Cresley Martins e Rosangela Cattani, pela realizao das anlises
ecotoxicolgicas.
Ao Prof. Dr. Dirceu DAlkmin Telles, pelos conselhos acadmicos.
Aos professores de Hidrulica e Saneamento Ambiental da FATEC-SP: Luiz Antnio
de Almeida, Luiz Eduardo Mendes, Silvio Lus Giudice, Edmundo Pulz, Wladimir Firsoff e
Regina Pacca que contriburam de forma significativa para que eu chegasse at aqui.
Aos professores do Programa de Mestrado em Sistemas Produtivos do Centro Paula
Souza: Francisco Tadeu Degasperi, Carlos Vital Giordano e Celi Langhi pelas dicas tcnicas e
acadmicas que contriburam ao desenvolvimento do trabalho.
A todos os funcionrios do Programa de Mestrado do Centro Estadual de Educao
Tecnolgica Paula Souza, pela ateno, conhecimentos e aprendizados compartilhados.
Virgnia Dias de Azevedo Sodr pelo incentivo e compreenso e a todos os colegas
de trabalho que tambm estiveram incentivando durante o perodo: Leonardo Varallo,
Gustavo Bueno de Freitas, Carla Isabel Alzamora Bordini, Dbora Siqueira, Bruno Nogueira
Fukasawa, Beatriz Garcia Lontra, Marina Roque Oliveira, Alexandre Barreira Alves e Juan
Souza Dias.
Aos amigos Flvio Soares e Murilo Carbone pelo auxlio na montagem do coletor de
gua de chuva e emprstimo das ferramentas necessrias.
amiga Rafaela Ferreira Iassia por auxiliar na traduo e formatao das imagens do
trabalho e tambm por auxiliar nas anlises laboratoriais.
Ao amigo Jonathan Adam pelo auxlio na montagem do coletor de gua de chuva e
pelo auxlio nas anlises laboratoriais.
Aos amigos Felipe Manoel, Silmara Silva e ris Souza pelo auxlio nas anlises
laboratoriais.
Aos discentes Domenica Garcia, Gustavo Angeli, Jennifer Morais, Nathalia Kusaba,
Tain Yumi e William Raniele, que mesmo no podendo ajudar diretamente na pesquisa se
prontificaram em colaborar quando apoio foi solicitado.
Ao amigo Leonardo Costa Fernandes pelo auxlio nas tradues.
Aos amigos Ana Paula Silveira e Douglas Gomes do Nascimento pelo incentivo.
Priscila da Silva Oliveira, minha parceira e companheira de todas as horas por todo
apoio e compreenso e auxlio nas anlises laboratoriais.
minha me, Izaura Masako Kanamaru pela confiana e por sempre acreditar em
mim.
Eu sempre adorei o som da chuva
Batendo leve em minha janela
E ento o aroma do orvalho do amanhecer
Em meu gramado molhado vem me saudar
...O lar
Eu nunca valorizei isso
Eu nunca dei valor s gotas que derramei
Eu no consegui ver a relao
Entre mim e a fome mundial
A gua para os escolhidos
Mas como podemos esperar que sejamos ns...
Eu e voc?
GILDENLW, Daniel. Water. In.: One Hour
By The Concrete Lake. 1998.
RESUMO
TEIXEIRA, . D. S. Desenvolvimento de coletor de gua de chuva em ambiente urbano e
caracterizao preliminar da gua do escoamento inicial (first flush). 136f. Dissertao
Mestrado Profissional em Gesto e Tecnologia em Sistemas Produtivos. Centro Estadual de
Educao Tecnolgica Paula Souza, So Paulo, 2017.
A disponibilidade hdrica da Regio Metropolitana da cidade de So Paulo muito crtica,
semelhante s regies semiridas do Nordeste brasileiro. O aproveitamento da gua da chuva
uma das mais bsicas formas de coleta e armazenamento de gua. Este sistema possui
diversas vantagens, mas tambm possui inconvenientes. O objetivo deste trabalho foi
desenvolver um coletor de gua de chuva para uso urbano e realizar uma caracterizao
preliminar da qualidade fsico-qumica, microbiolgica e ecotoxicolgica do escoamento
inicial a ser descartado em sistemas de aproveitamento de gua de chuva, para fins no
potveis em regies densamente urbanizadas. A metodologia de carter experimental,
quantitativa, por meio de estudo de caso utilizando um coletor desenvolvido durante a
pesquisa, que capta a gua de chuva da cobertura de um prdio localizado em regio
densamente urbanizada do centro de So Paulo - SP. Os principais resultados indicam que
parmetros exigidos na ABNT NBR 15.527:2007 como cor, turbidez e ausncia de coliformes
s so atingidos com tratamento posterior coleta e no apenas com descarte do escoamento
inicial, porm este melhora a qualidade da gua armazenada em relao aos parmetros
estudados e apresenta reduo significativa de condutividade, alcalinidade e dureza. O pH no
variou nas anlises efetuadas. A gua coletada apresentou boa qualidade ecotoxicolgica e
baixa qualidade microbiolgica. A pesquisa confirma a importncia do descarte do
escoamento inicial para melhoria da qualidade da gua de chuva a ser armazenada e utilizada
em sistemas produtivos e/ou domsticos, alm de apresentar uma opo de sistema coletor de
gua de chuva de pequeno porte e fcil acesso para estudo em ambientes urbanos, discutindo
suas vantagens e possveis oportunidades de melhoria.
Palavras-chave: Desenvolvimento tecnolgico em Sistemas Produtivos; Coletor de gua de
chuva; Caracterizao de gua de chuva; First flush; Ecotoxicologia.
ABSTRACT
TEIXEIRA, . D. S. Development of rainwater collector in urban environment and preliminary characterization of the first flush. 136f. Dissertao Mestrado Profissional em Gesto e Tecnologia em Sistemas Produtivos. Centro Estadual de Educao Tecnolgica Paula Souza, So Paulo, 2017.
The water availability in the So Paulo city Metropolitan Area is very critical, similar to the
Brazilian Northeast semi-arid regions. The rainwater harvesting is one of the most basic forms
of collecting and storing water. This system has several advantages, but it also has its
drawbacks. The objective of this work was to develop a rainwater collector for urban use and
to perform a preliminary characterization of the physical-chemical, microbiological and
ecotoxicological quality of the initial runoff to be discarded in rainwater harvesting systems to
non-potable uses in densely urbanized areas. The methodology is experimental, quantitative,
by means of a case study using a collector developed in this research, which catches the
rainwater from a roof of a building located in a densely urbanized area of the So Paulo city
center. The main results indicate that parameters required by ABNT NBR 15.527:2007, such
as color, turbidity and coliforms absence, are only reached by post-colection treatment and not
only by discarding the first flush, but it improves the stored quality and also presents
significant reduction of conductivity, alkalinity and hardness. The pH did not change in the
analyzed tests. The collected water showed a good ecotoxicological quality and low
microbiological quality. The research confirms the importance of discarding the first flush to
improve the quality of rainwater to be stored and used in productive and/or domestic systems,
in addition to presenting a small and easily accessable rainwater collection system option for
studying in urban environments, by discussing their advantages and possible opportunities for
improvement.
Keywords: Technological development in Productive Systems; Rainwater collector;
Rainwater characterization; First flush; Ecotoxicology.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Disponibilidade hdrica por regio do Brasil 22
Tabela 2 Caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas da gua de
chuva em So Paulo 36
Tabela 3 Caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas da gua de chuva
no interior de reservatrio em So Paulo 38
Tabela 4 Parmetros de qualidade de gua de chuva para usos restritivos no
potveis 39
Tabela 5 Classificao da dureza da gua 45
Tabela 6 Descarte do escoamento inicial recomendado (mm) baseado na
turbidez (NTU) 52
Tabela 7 Tabela com as informaes a serem anotadas no ato da coleta da
gua de chuva 74
Tabela 8 Marca e modelo dos equipamentos utilizados para determinao dos
Slidos Suspensos Totais (SST) 76
Tabela 9 Caracterizao fsico-qumica do escoamento inicial realizada
na coleta teste de 28/04/2016 93
Tabela 10 Informaes sobre a coleta de gua de chuva 19/05/2016 95
Tabela 11 Informaes sobre a coleta de gua de chuva 10/11/2016 95
Tabela 12
Tabela com os resultados da tcnica dos tubos mltiplos para
Dados consolidados das anlises fsico-qumicas realizadas com
3 mm de gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada
98
Tabela 13
Tabela com os resultados da tcnica dos tubos mltiplos para
Dados consolidados das anlises fsico-qumicas realizadas com
3 mm de gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada
100
Tabela 14
Tabela com os resultados da tcnica dos tubos mltiplos para
Determinao do Nmero Mais Provvel (NMP) de coliformes
totais e termotolerantes em 3 mm de gua de chuva coletada em
fraes de 0,5 mm cada Coleta de 19/05/2016
114
Tabela 15
Determinao do Nmero Mais Provvel (NMP) de coliformes
totais e termotolerantes em 3 mm de gua de chuva coletada em
fraes de 0,5 mm cada Coleta de 10/11/2016
115
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Distribuio de gua doce e salgada no globo 26
Figura 2 Capacidade de armazenamento per capita no mundo [m/habitante] 26
Figura 3 Distribuio de gua doce e populao no Brasil 27
Figura 4 Situao dos usos da gua em relao vazo mnima natural 28
Figura 5 Esquema de sistema de aproveitamento de gua de chuva com
reservatrio first flush 30
Figura 6 Representao esquemtica de um sistema de aproveitamento de
gua de chuva 32
Figura 7 Exemplo do clculo para determinao do volume de first flush a ser
descartado 51
Figura 8 Amostrador first flush por Tomaz (2009) 51
Figura 9 Mdia de remoo dos parmetros cor e turbidez 53
Figura 10 Distribuio espacial da precipitao mdia mensal no Pas - mdias do
perodo de 1961 a 2007 54
Figura 11 Chuvas mdias mensais em postos pluviomtricos - dados de 1961-
1990 55
Figura 12 Dispositivos usados para coleta do escoamento inicial, segundo
Martinson e Thomas (2005) 56
Figura 13 Dispositivo para coletar separadamente os 10 primeiros minutos da
chuva, segundo Melo e Andrade Neto (2007) 56
Figura 14 Amostrador de gua de chuva de telhado, segundo concepo de
Vasconcelos (2008) 57
Figura 15 Amostrador que coleta gua de chuva diretamente da atmosfera,
segundo Hagemann (2009) 58
Figura 16 Amostrador que coleta gua da chuva do telhado, segundo
Hagemann (2009) 58
Figura 17 Dispositivos para coletar gua de chuva com zero, 2mm e 5mm de
descarte do escoamento inicial, de acordo com Santos (2010) 59
Figura 18 Sistema de coleta, descarte e armazenamento de gua de chuva, de
acordo com Rocha, Reis e Arajo (2011) 60
Figura 19 Dispositivo para descarte manual do first flush, segundo Lee e
Visscher (1992) 61
Figura 20 Descarte dependente da intensidade, segundo Church (2001) apud
Doyle (2008) 62
Figura 21 Descarte do escoamento inicial com orifcio de fundo, segundo
Thomas e Martinsson (2007) 63
Figura 22 Sistema de descarte "tubo com bola", segundo Doyle (2008) 63
Figura 23 Reservatrio de descarte com boia automtica de nvel 64
Figura 24 DesviUFPE 65
Figura 25 Pr-filtro vortex da Wisy 66
Figura 26 Pr-filtro cascata da W3PTechnik 66
Figura 27
Pr-filtro caseiro ( esquerda) desenvolvido por Kawashima e
SantAna (2015) e sua representao esquemtica em corte (
direita).
67
Figura 28 Separador de folhas Fortlev 68
Figura 29 Separador de folhas caseiro 68
Figura 30
Imagem de satlite da rea em estudo, dando destaque (em
vermelho) para a cobertura utilizada para a captao da gua de
chuva utilizada neste estudo.
85
Figura 31 Planta da rea do telhado utilizado para captao da gua de chuva 86
Figura 32 Localizao do espao para instalao do prottipo no hall entre a
cozinha e a sala de estudos do prdio da ps-graduao. Sem escala. 86
Figura 33 Corte A Vista lateral do coletor de gua de chuva 87
Figura 34 Corte B Vista frontal do coletor de gua de chuva 87
Figura 35 Coletor do escoamento inicial de gua de chuva instalado 88
Figura 36 Reservatrios e acessrios do coletor 89
Figura 37 Peas utilizadas para adaptao para interligao da vlvula de PVC
marrom com o t de derivao de PVC branco 89
Figura 38 Montagem do banco suporte para os reservatrios do coletor de
gua de chuva 90
Figura 39 Banco suporte envergando com o peso da gua nos reservatrios 90
Figura 40 Peas do coletor que se desmontam para limpeza e manuteno. Em
A: t de reduo 100x50mm; em B: vlvula de reteno em PVC 91
marrom; em C: cap inferior; em D: flange e plug.
Figura 41
Mtodos de fechamento da entrada do reservatrio. Em A: tubo
com bola, utilizando-se de 2 redues excntricas, luva simples e
em seu interior grelha e bola de tnis; em B: vlvula de reteno em
PVC
92
Figura 42 Histrico de chuva um ms antes da coleta do dia 19/05/2016 96
Figura 43 Histrico de chuva um ms antes da coleta do dia 10/11/2016 96
Figura 44 Aspecto visual da gua no ato da coleta das amostras para anlise 102
Figura 45 Anlises do parmetro COR realizadas com 3 mm de gua de chuva
coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 19/05/2016 103
Figura 46 Anlises do parmetro COR realizadas com 3 mm de gua de chuva
coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 10/11/2016 103
Figura 47 Presena de slidos particulados na tubulao horizontal do coletor
de gua de chuva 104
Figura 48 Anlises do parmetro TURBIDEZ realizadas com 3 mm de gua de
chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 19/05/2016 105
Figura 49 Anlises do parmetro TURBIDEZ realizadas com 3 mm de gua de
chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 10/11/2016 106
Figura 50
Anlises do parmetro SLIDOS SUSPENSOS TOTAIS realizadas
com 3 mm de gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada
Coleta 10/11/2016
107
Figura 51 Slidos decantados no fundo de garrafas de coleta da gua de chuva 108
Figura 52 Anlises do parmetro pH realizadas com 3 mm de gua de chuva
coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 19/05/2016 108
Figura 53 Anlises do parmetro pH realizadas com 3 mm de gua de chuva
coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 10/11/2016 109
Figura 54
Anlises do parmetro CONDUTIVIDADE realizadas com 3 mm de
gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta
19/05/2016
110
Figura 55
Anlises do parmetro CONDUTIVIDADE realizadas com 3 mm de
gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta
10/11/2016
110
Figura 56 Anlises do parmetro ALCALINIDADE realizadas com 3 mm de 111
gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta
19/05/2016
Figura 57
Anlises do parmetro ALCALINIDADE realizadas com 3 mm de
gua de chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta
10/11/2016
112
Figura 58 Anlises do parmetro DUREZA realizadas com 3 mm de gua de
chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 19/05/2016 113
Figura 59 Anlises do parmetro DUREZA realizadas com 3 mm de gua de
chuva coletada em fraes de 0,5 mm cada Coleta 10/11/2016 113
Figura 60
Taxa de germinao da semente Allium cepa nas amostras de gua
de chuva coletadas para ensaio de fitotoxicidade em Allium cepa
ndice de Germinao.
116
Figura 61
ndices de Aberrao Cromossmica (IAC), apresentados na figura
A para ensaio de genotoxicidade e ndices de Microncleo (IMN),
apresentado na Figura B para ensaio de mutagenicidade em Allium
cepa realizados nas amostras de gua de chuva do first flush.
117
Figura 62
Anlise citolgica das clulas meristemticas e F1 das razes de
cebola expostas s amostras de gua de chuva. Em A, a rea dentro
do crculo destaca grande vacuolizao dos citoplasmas das clulas
meristemticas; em B, perda cromossmica em destaque; em C,
observa-se microncleo nas clulas da poro F1, do controle
positivo; em D, observa-se figura de mitose normal.
118
Figura 63 Algas observadas no microscpio ptico comum, aumento de 400X 119
Figura 64 Inibio do crescimento algal pela gua da chuva. 119
Figura 65 Ensaio sem inibio do crescimento algal pela gua da chuva. 120
LISTA DE EQUAES
Equao 1 Volume descartado de first flush 50
Equao 2 Resduo slido suspenso total 76
Equao 3 mg/L de dureza em CaCo3 78
Equao 4 Mdia das porcentagens de inibio 81
Equao 5 Mdia aritmtica 81
Equao 6 Clculo do pH 81
Equao 7 pH convertido em mol 82
Equao 8 Varincia 82
Equao 9 Desvio padro 82
Equao 10 Coeficiente de variao 82
LISTA DE SIGLAS
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
a.C. Antes de Cristo
ANA Agncia Nacional de guas
ASA Articulao no Semirido Brasileiro
AWWA American Water Works Association
CAT Atividade da Catalase
CBH-AT Comit de Bacia Hidrogrfica Alto Tiet
CETESB Companhia Ambiental do Estado de So Paulo
CN Controle negativo
CP Controle positivo
CPTM Companhia Paulista de Trens Metropolitanos
DBO Demanda Bioqumica de Oxignio
DNA Deoxyribonucleic acid (cido desoxirribonucleico ADN)
DQO Demanda Qumica de Oxignio
EC50 Concentrao efetiva de 50%
EC
EDTA
Escherichia coli
Ethylenediamine tetraacetic acid (cido etilenodiamino tetra-actico)
EUA Estados Unidos da Amrica
FATEC Faculdade de Tecnologia
FIESP Federao das Indstrias do Estado de So Paulo
GSH Glutationa reduzida
IAC ndice de Aberrao Cromossmica
IG ndice de Germinao
IM ndice mittico
IMN ndice de Microncleo
INMET Instituto Nacional de Meteorologia
IPT Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo
MS Ministrio da Sade
NBR Norma Brasileira Regulamentadora
NMP Nmero Mais Provvel
NTU Nephelometric Turbidity Unit (Unidade Nefelomtrica de Turbidez UNT)
OD Oxignio Dissolvido
ONU Organizao das Naes Unidas
P1MC Programa Um Milho de Cisternas
pH Potencial Hidrogeninico
PP Polipropileno
PVC Policloreto de Vinila
RMSP Regio Metropolitana de So Paulo
SABESP Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So Paulo
SINDUSCON-SP Sindicado da Indstria da Construo Civil do Estado de So Paulo
SST Slidos Suspensos Totais
SOD Superxido dismutase
UFC Unidade Formadora de Colnia
UFPE Universidade Federal de Pernambuco
UFSM Universidade Federal de Santa Maria
UNEP United Nations Environment Programme (Programa das Naes Unidas
para o Meio Ambiente PNUMA)
UNESCO Organizao das Naes Unidas para a Educao, a Cincia e a Cultura
USP Universidade de So Paulo
VB Verde de bromocresol
VM Vermelho de metila
LISTA DE SMBOLOS
S/cm Micro Siemens por centmetro
C Graus Celsius
A rea
cm Centmetro
CV Coeficiente de variao
dp Desvio padro
g Grama
h Hora
H Altura
km Quilmetro
km Quilmetro quadrado
km Quilmetro cbico
L Litro
m Metro
m Metro quadrado
m Metro cbico
mg Miligrama
mg/L Miligrama por litro
mol Concentrao molar
min Minuto
mL Mililitro
mm Milmetro
ppm Parte por milho
uH Unidade de Hazen
V Volume
SUMRIO
I INTRODUO .................................................................................................................. 22
1 Crise hdrica e gua de chuva ............................................................................................ 22
2 Objetivos ............................................................................................................................. 24
2.1. Objetivo geral .................................................................................................................. 24
2.2. Objetivos especficos ...................................................................................................... 24
II FUNDAMENTAO TERICA ................................................................................... 25
1 A gua no globo .................................................................................................................. 25
2 Aproveitamento de gua de chuva .................................................................................... 28
2.1 Conceituao .................................................................................................................... 28
2.2 Histrico ........................................................................................................................... 32
3 Qualidade da gua de chuva .............................................................................................. 34
3.1 Antes de atingir a rea de captao .............................................................................. 34
3.2 Aps o escoamento pela rea de captao .................................................................... 35
3.3 No interior do reservatrio ............................................................................................ 37
3.4 Nos pontos de utilizao ................................................................................................. 39
4 Parmetros fsico-qumicos ................................................................................................. 40
4.1 Cor ................................................................................................................................... 40
4.2 Turbidez .......................................................................................................................... 41
4.3 Slidos Suspensos Totais (SST) ..................................................................................... 42
4.4 pH ..................................................................................................................................... 43
4.5 Condutividade ................................................................................................................. 43
4.6 Alcalinidade total ............................................................................................................ 44
4.7 Dureza total ..................................................................................................................... 45
5 Anlises microbiolgicas ................................................................................................... 46
5.1 Coliformes termotolerantes ........................................................................................... 46
5.2 Coliformes totais ............................................................................................................. 47
6 Anlises ecotoxicolgicas ................................................................................................... 48
7 Descarte do escoamento inicial (first flush) ..................................................................... 50
7.1 Definio e mtodos de determinao ........................................................................... 50
7.2 Estudos sobre o descarte do escoamento inicial ........................................................... 55
7.3 Tecnologias para descarte do escoamento inicial ........................................................ 60
III METODOLOGIA ........................................................................................................... 70
1 rea de estudo .................................................................................................................... 70
2 Desenvolvimento do coletor de gua de chuva ................................................................ 71
2.1 Projeto do coletor de escoamento inicial da gua de chuva ......................................... 71
2.2 Construo e avaliao um coletor do escoamento inicial da gua de chuva ............ 71
3 Coleta da gua de chuva .................................................................................................... 72
3.1 Higienizao e montagem do amostrador ..................................................................... 72
3.2 Estabelecimento das condies de coleta ....................................................................... 72
3.3 Coleta das amostras ......................................................................................................... 73
4 Anlises da qualidade da gua da chuva .......................................................................... 74
4.1 Parmetros fsico-qumicos ............................................................................................ 75
4.2 Ensaios microbiolgicos ................................................................................................. 78
4.3 Ensaios ecotoxicolgicos ................................................................................................. 79
4.4 Anlises estatsticas ........................................................................................................ 81
IV RESULTADOS E DISCUSSO .................................................................................... 84
PARTE 1 - Desenvolvimento do coletor de gua de chuva do telhado ............................. 85
1.1 Desenvolvimento dos clculos e desenhos ...................................................................... 85
1.2 Desenvolvimento do prottipo ........................................................................................ 87
PARTE 2 - Caracterizao preliminar da qualidade da gua de descarte do escoamento
inicial (first flush) ................................................................................................................... 92
2.1 Coleta teste ....................................................................................................................... 92
2.2 Informaes gerais sobre as coletas do first flush ......................................................... 94
2.3 Avaliao geral dos parmetros fsico-qumicos........................................................... 97
2.4 Apresentao detalhada dos parmetros analisados nas amostras do first flush .... 102
2.5 Avaliao geral dos ensaios microbiolgicos ............................................................... 114
PARTE 3 - Caracterizao dos aspectos ecotoxicolgicos da gua de descarte do
escoamento inicial (first flush) ............................................................................................ 115
3.1 Ensaios de fitotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade em semente de Allium
cepa ........................................................................................................................................ 115
3.2 Ensaios de ecotoxicologia aqutica com Radophicelis subcapitata ............................ 118
V CONCLUSES ............................................................................................................... 123
REFERNCIAS ........................................................................................................ 125
ANEXO I .................................................................................................................... 135
22
I. INTRODUO
1. Crise hdrica e gua de chuva
A gua reservada na Terra consiste em 97,5% do seu volume em oceanos e mares,
sendo que apenas 2,5% de gua doce. Dentro destes 2,5%, h apenas 0,3% disponveis em
rios e lagos, e o restante se apresenta em forma de calotas polares, geleiras, aquferos e outros
reservatrios de difcil acesso, o que representa 0,0075% de toda gua do globo
(SHIKLOMANOV, 1998).
O Brasil ainda figura em um bom lugar no ranking das maiores reservas de gua doce
do mundo, possuindo 12% da reserva mundial e 53% da reserva latino-americana, mas a
situao aparentemente confortvel no evita escassez em algumas regies, j que 70% do
volume total das guas encontra-se na Regio Amaznica a menos habitada do pas
enquanto que os 30% restantes esto distribudos para 93% da populao. A Regio
Metropolitana de So Paulo, por exemplo, possui crtica disponibilidade hdrica por habitante,
como ilustra a Tabela 1, comparvel s reas mais secas do Nordeste brasileiro. Isto ocorre
por estar localizada numa regio de cabeceira e por ser o maior aglomerado urbano do pas
(LOMBA, 2010).
Tabela 1. Disponibilidade hdrica por regio do Brasil
Classificao
da ONU
Disponibilidade Hdrica
(m/habitante/ano)
Regio
(m3/habitante/ano)
Abundante Maior que 20.000 Brasil (35.000)
Correta Entre 2.500 e 20.000 Paran (12.600)
Pobre Entre 1.500 e 2.500 Estado de So Paulo (2.209)
Crtica Menor que 1.500
Estado de Pernambuco (1.270)
Bacia do Piracicaba (408)
Bacia do Alto Tiet (200)
Fonte: SABESP (2016)
Considerando o exposto na Tabela 1 faz-se necessrio intervir de diversas formas para
23
amenizar esta situao e a criao de uma nova cultura sobre a gua da chuva uma delas.
A economia possvel de ser obtida por meio dos sistemas de aproveitamento de gua
de chuva varia de acordo com a rea de captao, pluviometria local, consumo e capacidade
de reservao. Marinoski e Ghisi (2008) obtiveram economia de 45,8% em estudo realizado
em uma instituio de ensino localizada em Florianpolis-SC. Souza e Ghisi (2012)
obtiveram variaes de 20% a 60% de economia para usos no-potveis em residncias.
Dentro da situao crtica de uma metrpole como a de So Paulo, quaisquer porcentagens de
economia so bem-vindas como as sugeridas pelos autores.
So conhecidos mais de 250 patgenos ou contaminantes de veiculao hdrica que
podem causar doenas, tais como febre tifoide, clera e disenteria (EDUARDO et al., 2005).
Garantir a segurana sanitria dos sistemas de aproveitamento de gua de chuva so
indispensveis para evitar contaminao por estes microrganismos. Fazer o descarte do
escoamento inicial, o first flush, uma maneira simples e efetiva de garantir uma qualidade
melhor para a gua de chuva que ser destinada para armazenamento (DOYLE, 2008).
Dos organismos possveis de estarem presentes na gua coletada, o Cryptosporidium
parvum, um protozorio coccdeo, parasita intestinal que infecta diversas espcies animais,
incluindo aves, e conhecido por infectar seres humanos. Pode causar diarreia, acompanhada
de clicas abdominais, anorexia, vmito, desidratao, nusea e febre (EDUARDO et al.,
2005).
Heyworth, Glonek, Maynard et al. (2006) realizaram estudos no sul da Austrlia e
mostraram que 42% das crianas com idade entre 4 e 6 anos que beberam gua de chuva
como fonte de abastecimento potvel tiveram doenas gastrintestinais.
Pesquisadores ao redor do globo como Pacey e Cullis (1996, p. 63) e Doyle (2008)
tm demonstrado a necessidade de aproveitamento de gua de chuva para suprir a demanda,
bem como do estudo da teoria do first flush, para determin-lo da maneira mais adequada. O
volume de gua que deve ser rejeitado no first flush depende do tipo de material do telhado e
da quantidade de contaminao. Doyle (2008) estudou e quantificou o quanto deve ser o
descarte do escoamento inicial na regio de Ruanda e apresenta uma maneira de determinar o
volume a ser descartado que pode variar de 0,6mm a 2mm. J Pacey e Cullis (1996, p. 64)
utilizam os primeiros 15 a 20 minutos de precipitao.
Este estudo ainda no foi realizado no Brasil (TOMAZ, 2010), porm a ABNT NBR
15.527:2007 recomenda descartar 2 mm da precipitao inicial.
Para melhor aproveitamento, com eficincia e sem riscos sanitrios, determinar este
24
valor essencial. Este valor variar conforme as condies do entorno do local onde ser
instalado o sistema de aproveitamento de gua de chuva.
Assim, o que motiva a realizao desta pesquisa o desenvolvimento de um coletor de
gua de chuva que possibilite a caracterizao da gua do escoamento inicial (first flush) em
sistema de aproveitamento de gua de chuva captada na cobertura de uma edificao
localizada no bairro do Bom Retiro, muncipio de So Paulo SP (estudo de caso).
2. Objetivos
2.1. Objetivo Geral
Desenvolver um coletor de gua de chuva que possibilite uma caracterizao
preliminar da qualidade fsico-qumica, microbiolgica e ecotoxicolgica do escoamento
inicial a ser descartado em sistemas de aproveitamento de gua de chuva para fins no
potveis de sistemas produtivos e/ou domsticos situados em regies densamente
urbanizadas.
2.2. Objetivos Especficos
Projetar um arranjo experimental para coleta do escoamento inicial da gua de
chuva de 0,5 em 0,5 milmetro aps incio da precipitao;
Construir e avaliar um prottipo de coletor do escoamento inicial da gua de
chuva;
Realizar uma caracterizao preliminar da qualidade da gua de chuva de cada
instante coletado nos seus aspectos fsico-qumicos, microbiolgicos e
ecotoxicolgicos;
Analisar criticamente as variveis, limitaes e condicionantes para sucesso da
coleta de gua de chuva e sua posterior anlise qualitativa e quantitativa;
Analisar criticamente o potencial de uso da gua de chuva em sistemas produtivos
e/ou domsticos, considerando a qualidade encontrada em cada instante analisado.
25
II. FUNDAMENTAO TERICA
Este captulo apresenta os fundamentos tericos que serviram de base para o
desenvolvimento do trabalho. Inicialmente realizada uma breve apresentao do cenrio de
disponibilidade hdrica no Brasil e no mundo e, em seguida, os conceitos de aproveitamento
de gua de chuva, histrico de utilizao e qualidade da gua de chuva em seus diferentes
instantes. Para caracterizao da qualidade da gua da chuva so apresentados os parmetros
fsico-qumicos, microbiolgicos e ecotoxicolgicos. Tratamos em seguida do descarte do
escoamento inicial (first flush) e das tecnologias utilizadas para este fim.
Com a problemtica exposta foi desenvolvido um coletor de gua de chuva para
possibilitar estudos de caracterizao qualitativa e quantitativa do escoamento inicial em
sistemas de aproveitamento de gua de chuva para fins no potveis de sistemas produtivos
e/ou domsticos situados em regies densamente urbanizadas.
1. A gua no globo
O planeta Terra possui rea superficial de 510 milhes de km, mais de 361 milhes de
km ou 71% de sua superfcie coberta por gua. Elemento essencial vida a substncia
mais abundante na natureza com ocorrncia em rios, lagos, oceanos, mares e calotas polares
(SHKLOMANOV e RODDA, 2003).
Esse volume abundante representa aproximadamente 1,3 bilhes de km e deste
volume, 97,5% gua salgada e 2,5% gua doce. Analisando esta pequena parcela de gua
doce observa-se que apenas 0,3% esto disponveis em mananciais superficiais como rios e
lagos, o restante encontra-se em fontes de difcil acesso como geleiras, calotas polares e
mananciais subterrneos incluindo regies pantanosas (SHKLOMANOV e RODDA, 2003).
A Figura 1 ilustra a distribuio de gua no globo.
26
Figura 1. Distribuio de gua doce e salgada no globo
Fonte: UNEP, 2008
O volume de gua armazenado em reservatrios artificiais per capita tem sido
utilizado para avaliar a capacidade de gua reservada em determinada regio. Este indicador
utilizado pelo Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) para identificar
o grau de vulnerabilidade hdrica para atender aos usos da gua (ANA, 2013).
Figura 2. Capacidade de armazenamento per capita no mundo [m/habitante]
Fonte: ANA, 2013
27
Segundo a Agncia Nacional de guas (ANA) (2013), o Brasil figura em bom lugar
no ranking das maiores reservas de gua doce do mundo, possuindo 13,70% da reserva
mundial e 56,90% da reserva sul-americana, conforme ilustra a Figura 2.
Mas a situao aparentemente confortvel no evita escassez em algumas regies, j
que 70% do volume total das guas encontram-se na Regio Amaznica a menos habitada
do pas enquanto que os 30% restantes esto distribudos para 93% da populao (ANA,
2013). A Figura 3 demonstra essa disparidade.
Figura 3. Distribuio de gua doce e populao no Brasil
Fonte: ANA, 2013
O problema da escassez de gua no exclusividade das regies ridas e semiridas.
Mesmo em regies onde h abundncia de recursos hdricos, o consumo excessivo e mau uso
do recurso faz com que seja necessrio racionalizar o consumo. Isso afeta diretamente o
desenvolvimento econmico e a qualidade de vida da populao desta regio.
Afunilando ainda mais o estudo da disponibilidade hdrica direcionando a ateno para
o estado de So Paulo, segundo o Comit de Bacia Hidrogrfica do Alto Tiet (CBH-AT) a
Regio Metropolitana de So Paulo apresenta disponibilidade hdrica muito crtica,
semelhante s regies semiridas do nordeste brasileiro.
68,50%
15,70%
6,50% 6,00%3,30%
6,98% 6,41%
15,05%
42,65%
28,91%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
Norte Centro-Oeste Sul Sudeste Nordeste
Distribuio de gua Distribuio da populao
28
Figura 4. Situao dos usos da gua em relao vazo mnima natural
Fonte: Brasil, 2014
Considerando o exposto faz-se necessrio intervir de diversas formas para amenizar o
estresse hdrico e o desenvolvimento de uma nova cultura sobre o uso da gua de chuva uma
delas.
2 Aproveitamento de gua de chuva
O aproveitamento da gua da chuva uma das mais bsicas formas de coleta e
armazenamento de gua. Este sistema possui diversas vantagens, mas tambm possui alguns
inconvenientes. Ao contrrio da gua fornecida pelas concessionrias de saneamento, a gua
de chuva nem sempre est disponvel e pronta para o uso. Logstica e materiais de construo
so de menor necessidade do que em sistemas de captao subterrnea ou de redes de
distribuio, embora a capacidade do sistema seja limitada pela precipitao local e seus
custos de instalao sejam mais baratos (DOYLE, 2008).
2.1 Conceituao
O conceito de conservao da gua foi definido pela American Water Works
Association AWWA, em 1993, como prtica, tecnologias e incentivos que aperfeioam a
eficincia do uso da gua e vem sendo praticado em diversos pases da Amrica do Norte,
Europa e no Japo (TOMAZ, 2003, p.17).
29
Gonalves (2009) formulou as seguintes terminologias:
Uso racional da gua: objetiva o controle da demanda, atravs da reduo do
consumo, preservando a quantidade e a qualidade da gua para as diferentes
atividades consumidoras.
Conservao de gua: prev o controle da demanda juntamente com a ampliao
da oferta, por meio do uso de fontes alternativas de gua, tais como o
aproveitamento da gua de chuva e o reso de guas cinzas e negras.
No cenrio atual de baixa disponibilidade hdrica e alta contaminao dos mananciais
urbanos, as edificaes nas cidades utilizam gua potvel indiscriminadamente para todos os
usos. Utilizar gua menos nobre para fins menos nobres uma alternativa para reduzir o
consumo de gua potvel. Buscar por fontes alternativas (gua de chuva, reso,
dessalinizao, etc.) gerir a oferta que, associada gesto da demanda (reduo do
consumo), contempla o uso racional para a conservao da gua (OLIVEIRA et al., 2007).
Um sistema de aproveitamento da gua da chuva possui caractersticas prprias e
individualizadas e atende ao princpio do saneamento ecolgico, sendo, portanto,
independente de um sistema centralizado. Quando se utiliza deste, est se promovendo
autossuficincia e ainda se contribui para a conservao da gua (GONALVES, 2009).
Conforme a ABNT NBR 15.527:2007, os sistemas de aproveitamento de gua de
chuva so compostos de cobertura, calhas e tubulaes de descida, descarte do escoamento
inicial (first flush), armazenamento, tratamento e distribuio para utilizao em fins no
potveis.
A Figura 5 ilustra uma captao padro de gua de chuva para aproveitamento, onde a
gua precipitada no telhado coletada por uma calha e conduzida por condutos verticais e
horizontais para um dispositivo de descarte do escoamento inicial (first flush) e posterior
reservao para aproveitamento. O reservatrio deve constar sempre de extravasor e orifcio
de fundo para limpeza.
Antes do uso a gua dever ser tratada conforme a qualidade requerida para seu uso.
Atualmente diversos pases vm investindo na multiplicao de sistemas de
aproveitamento de gua de chuva, encontrando-se principalmente na Alemanha, Japo, Hong
Kong, Malsia, ndia, Austrlia, nos Estados Unidos da Amrica (principalmente nos estados
do Texas, Hava e nas Ilhas Virgens) e ainda no semirido do nordeste brasileiro (BERTOLO,
2006).
30
Figura 5. Esquema de sistema de aproveitamento de gua de chuva com reservatrio first flush
Fonte: Tomaz (1998)
Entre os benefcios de se utilizar a gua da chuva pode se destacar: i) a reduo do
consumo de gua da rede pblica e do custo de fornecimento desta; ii) reduo da utilizao
de gua potvel em situao onde no necessria, tais como, descarga em bacias sanitrias,
irrigao de jardins, lavagem de pavimentos, entre outros usos; iii) o retorno de investimento
positivo com perodo de retorno (payback) curto, podendo se pagar entre 6 meses e 2 anos; iv)
auxlio no controle de inundaes, retendo parte da gua que seria lanada nas galerias de
gua pluvial ou em cursos dgua; v) incentivo a conservao de gua, o uso sustentvel deste
recurso e uma postura ativa perante os problemas ambientais (VERDADE, 2008).
Segundo Tony Wong, diretor executivo do Centro de Pesquisa Cooperativa para
Cidades Sensveis gua, uma das lies aprendidas com a seca a necessidade de
diversificar o portflio de fontes de gua e o investimento em infraestrutura para aproveitar de
gua de chuva ajuda a solucionar tambm o problema de enchentes (TOLEDO, 2015).
O aumento de edifcios com essa tecnologia reflete diretamente no melhor
gerenciamento dos sistemas de drenagem urbana e na reduo das demandas das estaes de
tratamento de gua e de esgotos em operao, resultando tambm em menor consumo de
energia e de insumos como: cal, sulfato de alumnio, cloro, flor, que para serem produzidos
geram resduos slidos, lquidos e gasosos e, consequentemente, degradao ambiental
(CHENG, 2000).
31
Vale ressaltar tambm as desvantagens de um sistema de aproveitamento de gua de
chuva como custos de instalao e manuteno e diminuio do volume de gua captada nos
perodos de estiagem (BERTOLO, 2006; VERDADE, 2008).
Algumas regies no mundo j tentaram proibir o uso da gua de chuva, como o caso
do estado de Colorado nos Estados Unidos, onde uma lei de 2015 punia em at 500 dlares
por dia caso a gua da chuva de um telhado fosse desviada para um reservatrio. O argumento
utilizado pelo senador ruralista Jerry Sonnenberg era de que as pessoas da cidade estariam
roubando a gua da chuva que iria escoar at atingir as plancies jusante onde encontra-se
a rea rural do estado e seria usada para auxiliar na irrigao (HAYLE, 2015).
Em agosto de 2016 essa lei foi revogada e o aproveitamento de gua de chuva foi
tornado legal novamente no estado do Colorado. A representante democrata Jessie Danielson
afirmou que diante de mudanas climticas, escassez e um sistema de abastecimento de gua
tributado, o aproveitamento de gua de chuva domstico uma importante ferramenta de
conservao (HOOD, 2016).
De acordo com o manual da ANA, FIESP e SindusCon-SP (2005), a metodologia
bsica para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de gua de chuva envolvem as
seguintes etapas, tambm representadas na Figura 6: i) determinao da precipitao mdia
local (mm/ms); ii) determinao da rea de coleta; iii) determinao do coeficiente de
escoamento superficial; iv) caracterizao da qualidade da gua de chuva; v) projeto do
reservatrio de descarte do escoamento inicial (first flush); vi) projeto do reservatrio de
armazenamento; vii) identificao dos usos da gua (demanda e qualidade); viii)
estabelecimento do sistema de tratamento necessrio e ix) projeto dos sistemas
complementares (grades, filtros, tubulaes etc.).
O aproveitamento de gua de chuva no deve ser confundido com reso ou
reaproveitamento. Os termos reso e reaproveitamento so usados para a gua que j foi
utilizada pelo homem para algum fim, como a lavagem de roupas, lavagem de mos, bacias
sanitrias, etc. A gua da chuva ainda no foi utilizada tornando incorreto usar reso ou
reaproveitamento (TOMAZ, 2013, p. 445).
32
Figura 6. Representao esquemtica de um sistema de aproveitamento de gua de chuva
Fonte: ANA, FIESP e SindusCon-SP (2005)
2.2 Histrico
O manejo e o aproveitamento da gua de chuva tem sido uma prtica exercida por
diferentes civilizaes e culturas ao longo do tempo, passando pelo Oriente, Oriente Mdio,
Europa, e pelos Incas, Maias e Astecas na Amrica Latina, havendo relatos de dispositivos de
coleta e armazenamento de gua de chuva que remontam a sistemas construdos e operados h
milhares de anos. No deserto de Negev, por exemplo, o sistema existe h mais de 4.000 anos
(GONALVES, 2009; SOARES; GONALVES, 2001).
A coleta de gua de chuva uma tcnica popular em muitas partes do mundo,
especialmente em regies ridas e semiridas, onde as chuvas ocorrem somente em poucos
meses do ano e com bastante variabilidade interanual. O senso comum preconiza armazenar
gua das estaes chuvosas para ser usada nas estaes de seca (GNADLINGER, 2006).
Na histria, h relatos de aproveitamento da gua da chuva antes de Cristo. Na Pedra
Moabita, encontrada no Oriente Mdio, datada de 850 a.C., o rei Mesha dos Moabitas sugere
a construo de um reservatrio em cada casa para aproveitamento de gua de chuva e h
2.750 a.C., na Mesopotmia, j se utilizava de gua de chuva (TOMAZ, 2003).
Os romanos eram famosos por terem levado gua para as cidades por meio de
aquedutos, mas usavam tambm a captao de gua de chuva em larga escala. Deles, os
rabes herdaram as tecnologias, as quais novamente serviram de exemplo para os espanhis e
portugueses (GNADLINGER, 2006).
33
Os portugueses implantaram a captao de gua de chuva em vrios lugares do
mundo. Cita-se como exemplo, as Ilhas Madeira e Porto Santo, porm no no Brasil, visto
que para os portugueses se tratava de um pas rico em gua, sendo o serto utilizado para
criao de animais e no para a agricultura (GNADLINGER, 2006).
No Mxico, as inscries mais antigas e tradicionais de coleta de gua de chuva so
datadas na poca dos Astecas e dos Maias. No sculo X, ao sul da cidade de Oxkutzcab,
situada ao p do monte Puuc, a agricultura era baseada na coleta de gua de chuva. As pessoas
viviam nas encostas e a gua da chuva era armazenada em cisternas com capacidade de
20.000 a 45.000 litros, chamadas de Chultuns (GNADLINGER, 2000). Na Pennsula de
Iucat, tambm no Mxico, existem reservatrios que datam de antes da chegada de Cristvo
Colombo Amrica e que ainda esto em uso (TOMAZ, 2003, p. 25).
No palcio de Knossos na ilha de Creta, aproximadamente 2000 a.C., a gua de chuva
era aproveitada para descarga em bacias sanitrias (KNIG, 2001, p. 100). Nesta mesma
regio, relata Tomaz (2003, p. 25) so inmeros os reservatrios escavados em rochas,
anteriores a 3000 a.C., que aproveitavam a gua da chuva para consumo humano.
Em Istambul, na Turquia, durante o governo de Csar Justinian (527-565 a.C), foi
construdo um dos maiores reservatrios do mundo denominado de Yerebatan Sarayi, cujas
dimenses totalizavam um volume de 80.000m com objetivo de armazenar gua da chuva
(UNEP, 2016).
Knig (2001, p. 100) relembra que, apesar do longo histrico de aproveitamento de
gua de chuva, na Alemanha comeou-se a investir em tecnologias para esta finalidade com o
surgimento do movimento ambientalista na dcada de 70. Desde ento, a legislao sobre o
uso da gua, regulamentos para construo de edifcios e ordenamentos municipais tm
sofrido diversas alteraes visando a conservao sustentvel dos recursos hdricos.
No Brasil os sistemas de aproveitamento de gua de chuva sempre fizeram parte da
realidade nas regies semiridas do Nordeste. Em outras regies do pas o interesse por estes
sistemas est crescendo, mas na maioria dos casos so implantados por iniciativa prpria e
ainda sem a verificao de muitos requisitos de desempenho e, em especial, dos critrios de
segurana sanitria (OLIVEIRA et al., 2007).
O sistema de gua de chuva mais antigo registrado no Brasil localiza-se no Forte de
So Marcelo em Salvador, Bahia desde 1664 (TOMAZ, 2010).
Desde os anos 2000 a Articulao Semirido Brasileiro (ASA) trabalha
implementando o Programa Um Milho de Cisternas (P1MC), que visa atender a necessidade
34
bsica de acessar gua para beber. A proposta ainda visa a descentralizao e democratizao
do acesso, instalando cisternas com volumes para uso de cada famlia ao invs de grandes
audes, que muitas vezes se localizam em terras particulares (ASA, 2016).
Entre os anos 2000 e 2003, na Frana, o interesse pelo aproveitamento da gua da
chuva foi crescente, aumentando em 475% a elaborao de projetos e execuo destes
sistemas (GOUVELLO et al., 2004).
Na capital japonesa, Tquio, a coleta de gua de chuva bem difundida por dois
motivos: os reservatrios de gua que abastecem a cidade ficam distantes e a cidade possui
alta taxa de impermeabilizao que impede a infiltrao da gua no solo. H dois tipos de
sistemas que so utilizados no Japo, um de armazenamento e aproveitamento e outro para
infiltrao da gua de chuva (KITA et al., 1999).
Em reas rurais no interior do Brasil comum a utilizao do aproveitamento de gua
de chuva para suprimento das demandas potveis das residncias. A bacia Amaznia apesar
de ser o maior reservatrio de gua doce do mundo no possui gua potvel disponvel para a
maioria da populao rural. Tradicionalmente, a gesto da gua ocorre em nvel domiciliar e a
populao utiliza-se de diferentes fontes: rio, poo e chuva (GOMES et al., 2014).
3 Qualidade da gua de chuva
Os contaminantes da gua de chuva podem aparecer com o arraste de partculas
suspensas na atmosfera, como tambm das contribuies das superfcies de captao, detritos
acumulados e lixiviados provenientes de sistemas de armazenamento, tubos e torneiras
(GOULD, 1999; FLINT, 2004).
De acordo com Tomaz (2009) a qualidade da gua de chuva varia de acordo com a
posio que esta se encontra no sistema. A gua da chuva pode, portanto, se encontrar em
quatro posies distintas: i) Antes de atingir a rea de captao; ii) Aps o escoamento pela
rea de captao; iii) No interior do reservatrio e iv) Nos pontos de utilizao.
3.1 Antes de atingir a rea de captao
Luca e Vsquez (2000) ao analisarem os padres de gua de chuva na regio
metropolitana de Porto Alegre depararam-se com elevados teores de amnia, fosfato, cromo e
mercrio, que transformam a gua de chuva em uma fonte de contaminao natural.
As fontes ou emissores de poluentes podem ser tanto naturais, quanto devidas ao
35
humana. Estas podem ser classificadas como estacionrias (indstrias em geral, postos de
gasolina, vulces, etc.) e mveis (veculos, avies, etc.). Dessa forma, na atmosfera podem
estar presentes uma grande variedade de poluentes, classificados como poluentes primrios,
que so aqueles emitidos diretamente pelas fontes (SO2, NO, NH3, hidrocarbonetos, materiais
particulados, etc.) e poluentes secundrios, que so aqueles formados na atmosfera por meio
de reao qumica entre poluentes primrios e constituintes naturais da atmosfera (O3, H2O2,
cidos sulfrico e ntrico, etc.) (FORNARO, 2006).
As principais fontes de poluio atmosfrica so: i) a combusto (carvo, gs natural,
gasolina, leos combustveis, etc.); ii) processos industriais (fundies, refinarias, fabricao
de fertilizantes ou papel, etc.); iii) queimadas (florestas e plantaes); iv) dejetos estocados a
cu aberto; v) sal marinho; vi) erupo vulcnica (suspenso de material particulado do solo);
vii) reaes qumicas na atmosfera (FORNARO, 2006).
Dentre os principais poluentes originados desses emissores merecem destaque o
material particulado de tamanho, massa e composio qumica varivel os CO e CO2,
NOx, SOx, hidrocarbonetos, cidos orgnicos, alm de ons em geral (Cl-, NO3-, SO42-, Na+,
K+, NH4+, Mg2+, Ca2+), metais (Fe, Cu, Pb, Ni Cd, etc.) e oznio (O3) (FORNARO, 2006).
Os principais mecanismos de remoo destes poluentes so a deposio seca, que
corresponde sedimentao gravitacional e interceptao do material particulado ou
absoro de gases por superfcie como solo, vegetao e edificaes; e a deposio mida,
que corresponde absoro de poluentes gasosos (como SOx ou NH3) e partculas por gotas
de nuvem (remoo dentro da nuvem) e por arraste durante a queda das gotas (remoo
abaixo da nuvem) na forma de neblina, chuva ou neve (FORNARO, 2006).
Quanto maior o tempo sem chuva maior ser o ndice de turbidez, variando de 12,4
NTU, em uma coleta aps meio dia sem chuva, 110 NTU quando a coleta realizada aps
4,5 dias sem chuva (DOYLE, 2008).
3.2 Aps o escoamento pela rea de captao
Alguns exemplos de contaminantes encontrados no telhado so: fezes de passarinhos,
pombas, fezes de ratos e outros animais, bem como poeiras, folhas de rvores, revestimentos
do telhado, fibrocimento, tintas, etc. (TOMAZ, 2003).
May (2004) apresenta na Tabela 2 as caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas
da gua de chuva coletada em So Paulo:
36
Tabela 2. Caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas da gua de chuva em So Paulo
Parmetros
gua de chuva coletada na
tubulao
Mnimo Mdio Mximo
Cor [uH] 20,0 52,5 218,0
Turbidez [UNT] 0,6 1,6 7,1
Alcalinidade [mg/L] 4,0 30,6 60,0
pH 5,8 7,0 7,6
Condutividade [s/cm] 7,0 63,4 126,2
Dureza [mg/L] 4,0 39,4 68,0
Clcio [mg/L] 1,1 15,0 24,3
Magnsio [mg/L] ND 1,1 2,2
Ferro [mg/L] 0,01 0,14 1,65
Cloretos [mg/L] 2,0 8,8 14,0
Sulfatos [mg/L] 2,0 8,3 21,0
Slidos totais [mg/L] 10,0 88,0 320,0
Slidos suspensos totais [mg/L] 2,0 30,0 183,0
Slidos suspensos volteis [mg/L] 0,0 15,0 72,0
Slidos dissolvidos totais [mg/L] 2,0 58,0 177,0
Slidos dissolvidos volteis 0,0 39,0 128,0
OD [mg/L] 1,6 20,0 42,0
DBO [mg/L] 0,4 2,5 5,2
Nitrato [mg/L] 0,5 4,7 20,0
Nitrito [mg/L] 0,1 0,8 3,8
Coliformes totais [100 mL-1] < 1 > 70 > 80
Fonte: May (2004)
37
3.3 No interior do reservatrio
Em pesquisa realizada na Universidade de So Paulo, foram constatadas as seguintes
caractersticas da gua de chuva coletada e armazenada em reservatrio: propriedades de gua
mole; pH entre 5,8 e 7,6; DBO5,20 menor que 10; presena de coliformes fecais em mais de
98% das amostras realizadas; presena de bactrias que podem causar intoxicao alimentar,
diarreia e infeces urinrias (ANA, FIESP e SINDUSCON-SP, 2005).
As bactrias encontradas nas amostras so: clostrdio sulfito redutor (91% das
amostras) que pode causar intoxicao alimentar, entre outras doenas; enterococos (98% das
amostras) que podem causar diarreia aguda; e pseudomonas (em 17% das amostras) que
podem ocasionar infeces urinrias (ANA, FIESP e SINDUSCON-SP, 2005).
O tempo de armazenamento e a temperatura afetam diretamente a qualidade da gua
dentro do reservatrio. Quando o tempo de armazenamento prolongado, como ocorre
frequentemente em grandes reservatrios, possvel que haja uma deteriorao da gua,
principalmente por ao microbiolgica.
Silva e Pdua (2007) e Brito et al. (2005) encontraram 70% das amostras de cisternas
em reas rurais com presena de coliformes totais e E. coli em desconformidade com os
padres de potabilidade vigentes poca Portaria n 518:2004 (BRASIL, 2004). Em relao
s bactrias heterotrficas, Silva (2013) encontrou presena em todas as anlises de cisternas
rurais realizadas, indicando que as bactrias que vivem livres no ambiente tambm se fazem
presentes nos sistemas de aproveitamento de gua de chuva.
Na Tabela 3 seguem as caractersticas gerais, segundo May (2004), da gua de chuva
coletada e armazenada em reservatrio no campus da Universidade de So Paulo:
38
Tabela 3. Caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas da gua de chuva no interior de reservatrio em So
Paulo
Parmetros
gua de chuva no interior do
reservatrio
Mdia
Cor [uH] 23,0
Turbidez [UNT] 0,8
Alcalinidade [mg/L] 18,8
pH 6,7
Condutividade [s/cm] 25,7
Dureza [mg/L] 19,6
Clcio [mg/L] 4,7
Magnsio [mg/L] 0,5
Ferro [mg/L] 0,06
Cloretos [mg/L] 12,2
Sulfatos [mg/L] 5,1
Slidos totais [mg/L] 25,0
Slidos suspensos totais [mg/L] 2,0
Slidos suspensos volteis [mg/L] 2,0
Slidos dissolvidos totais [mg/L] 24,0
Slidos dissolvidos volteis 24,0
OD [mg/L] 17,6
DBO [mg/L] 1,5
Nitrato [mg/L] 3,1
Nitrito [mg/L] 0,1
Coliformes totais [100 mL-1] > 65
Fonte: May (2004)
39
3.4 Nos pontos de utilizao
importante manter o controle da qualidade da gua da chuva a ser utilizada e
verificar a necessidade de tratamento especfico, de forma que no comprometa a sade de
seus usurios, nem a vida til dos sistemas envolvidos (ANA, FIESP e SINDUSCON-SP,
2005). Segundo a norma ABNT NBR 15.527:2007 a qualidade requerida para a gua de
chuva para usos no potveis deve seguir os parmetros apresentados na Tabela 4.
Tabela 4. Parmetros de qualidade de gua de chuva para usos restritivos no potveis
Parmetro Anlise Valor
Coliformes totais Semestral Ausncia em 100 mL
Coliformes termotolerantes Semestral Ausncia em 100 mL
Cloro residual livrea Mensal 0,5 a 3,0 mg/L
Turbidez Mensal < 2,0 Tb, para usos menos restritivos
< 5,0 T
Cor aparente (caso no seja utilizado
nenhum corante, ou antes da utilizao) Mensal < 15 H c
Deve prever ajuste de pH para proteo das
redes de distribuio, caso necessrio Mensal
pH de 6,0 a 8,0 no caso de tubulao
de ao carbono ou galvanizado
Nota: podem ser usados outros processos de desinfeco alm do cloro, como a aplicao de raio
ultravioleta ou aplicao de oznio. a No caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfeco. b T a unidade de turbidez. c H a unidade Hazen.
Fonte: ABNT (2007)
Estes parmetros so os requisitos prvios para utilizao e possuem ainda margem de
atendimento para o item turbidez, sendo mais restritivo ao ser utilizada em bacias sanitrias e
menos restritivo para utilizao em irrigao. O mesmo ocorre, inversamente, ao item cloro,
que poder possuir residual menor ao ser utilizada para irrigao e residual maior ao
atendimento de bacias sanitrias.
O pH dever ser regulado apenas quando necessrio, o que deve ocorrer em locais de
alta concentrao industrial e precipitao de chuva cida. A norma ainda prev ausncia de
coliforme totais e termotolerantes, que mesmo presentes no ambiente da coleta devero ser
eliminados por desinfeco antes do uso e no caso de utilizao para fins potveis dever ser
atendida a Portaria 2.914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministrio da Sade (BRASIL, MS,
2011).
40
importante avaliar quinzenalmente os padres de qualidade ao iniciar a operao do
sistema de aproveitamento de gua de chuva, at que os parmetros avaliados se apresentem
constantes aps trs ou mais leituras. Em regies com longo perodo de estiagem recomenda-
se a avaliao quinzenal, tambm no incio do perodo chuvoso, pois este o perodo em que
as guas carreiam maior quantidade de carga poluidora proveniente da lavagem das
superfcies de captao (OLIVEIRA et al., 2007).
Estudo realizado em um sistema residencial na cidade de Votorantim-SP por
Franceschini (2009) obteve caractersticas da turbidez e coliformes acima do permitido pela
norma, mesmo com um sistema de descarte do escoamento inicial realizado, o que sugere que
aps o descarte inicial e armazenamento a gua ainda deve passar por um sistema de filtrao
e clorao para atender aos parmetros da norma.
A presena dos mais variados patgenos na coleta da gua da chuva j foi indicada por
autores como Lye (1992) e Crabtree et al. (1996) no Estados Unidos, Fujioka et al. (1991) no
Hava e Wirojanagud et al. (1989) na Tailndia, sendo os principais microrganismos
identificados: Salmonella, Legionella-like spp, Clostridium perfringens, Aeromonas, Vibrio
parahaemolyticus, Cryptosporidium e Giardia.
Como a maior parte das famlias que utilizam gua da chuva para consumo potvel so
de poucas pessoas e o fato de casos de surgimento de doenas muitas vezes no serem
apresentados ou no serem conduzidos investigao posterior, os estudos que citam relaes
provadas entre surto de doenas e o abastecimento de gua de chuva so baixos (SIMMONS e
HEYWORTH, 1999; GOULD, 1999; BERTOLO, 2006).
4 Parmetros fsico-qumicos
4.1 Cor
A cor est associada reduo de intensidade que a luz sofre ao atravess-la, devido
presena de slidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgnico e
inorgnico, presena de metais, hmus, plncton ou outras substncias dissolvidas na gua.
Pode ser classificada em cor aparente, quando a cor conferida amostra afetada tambm
pelas substncias em suspenso e no s pelas substncias dissolvidas, e cor real, quando na
ausncia de turbidez a cor da amostra alterada pelas substncias dissolvidas (ABNT, 1997;
MAY, 2004; PEREIRA; SILVEIRA, 2013; PEREIRA, 2014).
41
A determinao da cor comumente feita pela comparao visual com solues de
cloroplatinato de cobalto ou com discos de cor semelhantes colorao das solues de
cloroplatinato de cobalto. recomendvel que seja feita no momento da coleta, evitando a
estocagem que poderia ocasionar variao de pH. Sua unidade de medida expressa em mg/L
Pt-Co ou uH (ABNT, 1997; MAY, 2004; PEREIRA e SILVEIRA, 2013; PEREIRA, 2014).
Hagemann (2009) em estudo sobre a qualidade da gua da chuva na cidade de Santa
Maria RS, que possui baixa densidade de ocupao, encontrou valores abaixo do limite de
deteco do ensaio (5 mg/L Pt-Co) em praticamente todas as amostras coletadas diretamente
da atmosfera e os valores mdios captados do telhado da UFSM variaram entre 5 e 31 mg/L
Pt-Co, deixando clara a influncia do escoamento sobre o telhado na colorao da gua de
chuva captada.
Valores para reas urbanas costumam ser superiores aos encontrados em reas rurais.
Valores coletados na cidade de So Paulo variam entre 20,0 e 218,00 mg/L Pt-Co (MAY,
2004) e podem ser ainda maiores se a gua de chuva for captada de uma cobertura verde.
Vasconcelos (2008) encontrou valores constantes de 250 mg/L Pt-Co em seus amostradores
de gua de chuva, indicando que o substrato do telhado verde confere elevada colorao a
gua e que o descarte dos primeiros milmetros no suficiente para provocar reduo. Os
maiores valores para cor foram encontrados em coletas efetuadas em dias de chuva precedidas
por um perodo de estiagem prolongado, sendo menores em coberturas metlicas e maiores
em coberturas de amianto (ROCHA, REIS; ARAJO, 2011).
4.2 Turbidez
Turbidez a quantificao da interferncia de absoro de luz incidente em uma
amostra caracterizada pela presena de partculas suspensas no solveis em gua, como
partculas inorgnicas (areia, silte e argila), algas e outros microrganismos. A presena dessas
partculas provoca a disperso e a absoro da luz, dando gua uma aparncia nebulosa,
esteticamente indesejvel e potencialmente perigosa, do ponto de vista sanitrio (SABESP,
1999a; MAY, 2004; FARIAS, 2012; PEREIRA, 2014).
Este parmetro fornece, de forma indireta, informaes acerca da concentrao de
partculas coloidais e em suspenso presentes na fase lquida. Sua unidade de medida a NTU
(Nephelometric Turbidity Unit) ou UNT (unidades nefelomtricas de turbidez) (SABESP,
1999a; MAY, 2004; FARIAS, 2012; PEREIRA, 2014), usando-se como padro para
calibrao do turbidmetro uma suspenso de formazin (sulfato de hidrazina + hexametileno
42
tetramina) ou uma suspenso de ltex, ou ento microesferas de estireno-divinilbenzeno,
conforme o fabricante do aparelho.
Hagemann (2009) encontrou valores mdios de 4 a 13 NTU para coleta diretamente da
atmosfera e de 8 a 35 NTU para coleta de telhados. Andrade Neto (2013) tambm encontrou
variao semelhante entre coleta antes e depois do escoamento que variou de 0,9 para 10,4
NTU.
Vasconcelos (2008) no encontrou variao significativa entre os amostradores para
turbidez e no estabeleceu relao com a intensidade de chuva para coleta em telhados
impermeveis. Porm estes valores apresentaram-se superiores quando coletados de cobertura
verde, sendo maiores conforme a intensidade de chuva elevada e perodos de estiagem longos.
Assim como ocorre com a cor, os maiores valores para turbidez foram encontrados em
coletas efetuadas em dias de chuva precedidas por um perodo de estiagem prolongado,
porm, diferente do parmetro cor, so menores em coberturas de amianto e barro e maiores
em coberturas metlicas (ROCHA, REIS; ARAJO, 2011).
Em pesquisa realizada na rea rural de Bisate Village, noroeste de Ruanda, foram
encontrados valores para turbidez entre 1,01 e 33,80 NTU em sistemas de aproveitamento de
gua de chuva que no faziam descarte do escoamento inicial, filtrao ou desinfeco.
Apresentando ainda, forte correlao com valores altos para coliformes totais de at 800
UFC/100mL (DOYLE, 2008).
Teixeira et al. (2015) verificaram em pesquisa realizada em So Paulo, que um sistema
de filtrao eficaz pode reduzir consideravelmente a turbidez, ocasionando em reduo da
presena de coliformes, mesmo quando o sistema no est passando por processo de
desinfeco.
4.3 Slidos Suspensos Totais (SST)
Slidos suspensos totais constituem toda matria que permanece como resduo aps
evaporao, secagem ou calcinao de um determinado volume de amostra. Seu valor
expresso em mg/L (SABESP, 1999b; PEREIRA; SILVEIRA, 2013).
O parmetro SST frequentemente substitudo por turbidez devido sua forte
correlao com este parmetro (DAVIES-COLLEY; SMITH, 2001).
Valores entre 93,0 e 232,0 mg/L com valor mdio de 138,5 mg/L foram encontrados
em coleta de gua de chuva realizada na cidade de Santa Maria RS, valores estes, maiores
que os encontrados em rea urbana, os quais variaram de 2,0 a 183,0 mg/L, com valor mdio
43
de 30,0 mg/L. Os valores maiores na rea menos urbanizada de Santa Maria podem ser
decorrentes de maior rea de solo exposta no entorno do local de captao (HAGEMANN,
2009; MAY, 2004).
4.4 pH
O pH (potencial hidrogeninico) utilizado universalmente para expressar o carter
cido ou alcalino de uma soluo. O parmetro pH mede a concentrao do on hidrognio,
podendo ser analisado por colorimetria ou eletrometria. Com a anlise do potencial
hidrogeninico da gua possvel verificar a ocorrncia de corrosividade quando o pH
baixo ou incrustao nas tubulaes do sistema de distribuio com o pH alto (MAY, 2004).
O CO2 um gs presente na atmosfera, que se dissolve na gua de chuva formando
cido carbnico, esse processo indica que o teor levemente cido da gua da chuva uma
caracterstica natural. A chuva cida caracterizada por valores de pH menores que 5,6
(JAQUES, 2005; TOMAZ, 2003).
May (2004) encontrou valores na cidade de So Paulo que variam de 5,8 a 7,6 para
gua de chuva que j escoou pela cobertura. Hagemann (2009) encontrou valores mdios de
5,8 a 6,0 para gua de chuva coletada diretamente do cu e valores entre 6,5 a 7,9 para coleta
realizada aps escoamento no telhado.
Esse comportamento do pH aumentar aps escoamento pela cobertura se d pela
influncia dos materiais que compem os telhados (cermica, amianto e concreto, por
exemplo) e das impurezas neles contidas (JAQUES, 2005; HAGEMANN, 2009).
O pH um parmetro que sofre pouca interferncia ao longo do ano e da variao de
intensidade de chuva (VASCONCELOS, 2008), e no costuma ser uma preocupao para
utilizao da gua de chuva, estando dentro da faixa indicada para aproveitamento em
praticamente todas as situaes (DOYLE, 2008).
4.5 Condutividade
a medida da habilidade de solues aquosas em conduzir corrente eltrica. Os ons
que so, geralmente, responsveis pelos valores de condutividade eltrica em guas so Ca2+,
Mg2+, Na+, K+; HCO3-, SO42-, Cl-, entre outros. Tambm pode ser definida como condutncia
especfica, que a unidade que define a capacidade de uma soluo conduzir corrente eltrica,
portanto, considera-se o inverso da resistncia eltrica (MACEDO, 2001; FARIAS, 2012;
PEREIRA, 2014).
44
A habilidade de conduzir corrente eltrica depende da presena de ons, de suas
concentraes, valncias e da temperatura da medida. O parmetro de condutividade fornece
informaes sobre disponibilidade de nutrientes (valores altos indicam grau de decomposio
elevada e valores reduzidos indicam acentuada produo primria) e possibilidade de
contaminao por fontes poluidoras. A unidade de medida utilizada para condutividade
expressa em S/cm (MACEDO, 2001; FARIAS, 2012; PEREIRA, 2014).
Os valores mdios/mximos de condutividade encontrados em Ruanda variam de
14/40 a 39/110 S/cm, para telhados de barro/metal, respectivamente. Na cidade de So Paulo
foi encontrado valor mdio de 63,4 S/cm e mximo de 126,2 S/cm, sendo, os valores de
condutividade so, portanto, ligeiramente superiores em reas urbanas do que em reas rurais
(DOYLE, 2008; MAY, 2004).
Os valores mais elevados de condutividade para gua de chuva ocorrem aps
escoamento pelo telhado. Para a gua de chuva coletada diretamente da atmosfera obteve-se
valores mdios de 6 a 41 S/cm, sendo que no primeiro coletor os valores variaram de 16 a
194 S/cm, o que demonstra a lavagem que ocorre na atmosfera decorrente do evento
chuvoso. J a gua de chuva coletada do telhado possui valores mdios entre 54 e 115 S/cm
(HAGEMANN, 2009).
A ABNT NBR 15.527:2007 no estabelece limites de valor para este parmetro,
porm um parmetro importante de medida da poluio para determinar a quantidade de sais
dissolvidos na gua (ROCHA, REIS E ARAJO, 2011).
4.6 Alcalinidade total
A alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem de neutralizar
cidos a ele adicionados. Esta capacidade devida principalmente presena de bicarbonatos,
carbonatos e hidrxidos provenientes da dissoluo de rochas, da reao de CO2 com a gua
(CO2 que pode ser oriundo da atmosfera ou da decomposio de matria orgnica) e ainda, de
despejo de efluentes industriais (MAY, 2004; FARIAS, 2012; PEREIRA, 2014).
O conhecimento da alcalinidade importante no controle dos processos de corroso,
coagulao qumica em estaes de tratamento de gua e ainda pode alterar o sabor da gua.
A unidade de leitura expressa em mg/L CaCO3 (MAY, 2004; FARIAS, 2012; PEREIRA,
2014).
A alcalinidade apresenta valores mdios entre 1,7 e 7,0 mg/L CaCO3 quando coletada
gua da chuva diretamente da atmosfera e valores mdios na faixa de 31,5 a 40,3 mg/L
45
CaCO3 quando coletadas do telhado, conforme estudo realizado em Santa Maria RS
(HAGEMANN, 2009).
Valores similares foram encontrados na cidade de So Paulo SP que variaram entre
4,0 e 60,0 mg/L CaCO3 com valor mdio de 30,6 mg/L CaCO3 (MAY, 2004).
A alcalinidade um parmetro que apresenta diferena significativa de um tipo de
cobertura para outro. Os telhados de amianto costumam apresentar valores elevados de
alcalinidade, estando entre 7 e 46 mg/L CaCO3 sendo que 8% de todos os resultados obtidos
ficaram abaixo de 10 mg/L CaCO3, se comparados com telhas metlicas (de 5 a 20 mg/L
CaCO3) e telhas de barro (de 4 a 11 mg/L CaCO3) (ROCHA, REIS; ARAUJO, 2011).
4.7 Dureza total
Caracterstica conferida gua pela presena de alguns ons metlicos, principalmente
clcio (Ca++) e magnsio (Mg++) e, em menor grau por ons ferrosos (Fe++) e estrncio (Sr++).
A dureza reconhecida pela sua propriedade de impedir a formao de espuma no uso do
sabo. Isto significa que guas com alta dureza consomem muito sabo nas limpezas em
geral, alm de deixarem resduos insolveis e causarem corroso e incrustao em tubulaes
e instalaes.
A dureza total expressa como a concentrao de ons Mg++ na gua. Dureza
temporria refere-se quantidade de ons Mg++ que podem ser precipitados como CaCO3 e
MgCO3 aps fervura da gua, sendo estes compostos insolveis (PORTAL TRATAMENTO
DE GUA, 2008).
Ca2+ (aq) + 2HCO3_ (aq) H2O (l) + CaCO3 (s) + CO2 (g)
Ca2+ (aq) + 2HCO3_ (aq) + Ca(OH)2 (s) 2H2O (l) + 2CaCO3 (s)
Dureza permanente refere-se quantidade de Mg e Ca que permanecem na soluo
aps a remoo da dureza temporria e est associada a nions sulfato, cloreto e nitrato.
Tabela 5. Classificao da dureza da gua
Classificao Valores
gua mole At 50 mg/L
gua moderadamente mole De 50 a 150 mg/L
gua dura De 150 a 300 mg/L
gua muito dura Acima de 300 mg/L
Fonte: Adaptado de Richter e Neto, 1991
46
De acordo com os teores de sais de clcio e magnsio, expressos em mg/L de CaCO3,
a gua pode ser classificada conforme mostrado na Tabela 5.
A gua da chuva que percorre o solo enriquece-se de CO2 produzido por bactrias,
ocorrendo queda do seu pH, ento os carbonatos solveis so atacados e convertidos a
bicarbonatos solveis. A gua de chuva costuma ser mole, sendo tima para ser utilizada
em processos industriais. Seus valores so expressos em mg/L CaCO3 (OLIVEIRA, 1976;
CETESB, 1978; MAY, 2004; PEREIRA, 2014).
Assim como a alcalinidade, a dureza um parmetro que apresenta diferena
significativa de um tipo de cobertura para outro. Os telhados de amianto costumam apresentar
valores maiores de dureza (de 10 a 37 mg/L CaCO3) do que em telhas metlicas (2 a 14 mg/L
CaCO3) e em telha de barro (2 a 13 mg/L CaCO3) (ROCHA, REIS; ARAUJO, 2011).
A dureza apresenta valores mdios entre 0,8 e 5,6 mg/L CaCO3 quando coletada gua
da chuva diretamente da atmosfera e valores mdios na faixa de 33,5 a 52,1 mg/L CaCO3
quando coletadas do telhado em estudo realizado em Santa Maria RS (HAGEMANN,
2009).
Valores similares foram encontrados na cidade de So Paulo SP que variaram entre
4,0 e 68,0 mg/L CaCO3 com valor mdio de 39,4 mg/L CaCO3 (MAY, 2004).
5 Anlises microbiolgicas
5.1 Coliformes termotolerantes
As bactrias do grupo coliforme termotolerante ocorrem no trato intestinal de animais
endotrmicos e so indicadores de poluio por esgotos domsticos. Elas no so patognicas,
mas sua presena em grande nmero indica a possibilidade da existncia de microrganismos
patognicos que so responsveis pela transmisso de doenas de veiculao hdrica
(PEREIRA; SILVEIRA, 2014).
Alves et al. (2012) monitoraram a qualidade da gua de sete cisternas localizadas no
semirido brasileiro durante quatro anos. Em uma delas foi instalado dispositivo de descarte
do escoamento inicial. Os principais resultados mostraram que houve presena de coliformes
totais em todas as amostras e E. coli em 73,8% do total, porm, a cisterna na qual foi instalado
o dispositivo de descarte do escoamento inicial apresentou os menores teores de
contaminantes.
47
Coliformes termotolerantes foram encontrados em todas as amostras coletadas por
Rocha, Reis; Arajo (2011), Jaques (2005), Coombes et al. (2000) e Yaziz et al. (1989).
Brito et al. (2005) encontraram valores menores que 3 UFC/100mL at 93
UFC/100mL nas anlises de gua de chuva na comunidade de Atalho, municpio de Petrolina
PE. Estudo realizado em 8 cisternas no semirido do Estado da Bahia indicou presena de
coliformes termotolerantes em todas as coletas, sendo que 85% dos resultados estavam entre
48
Coliformes totais foram encontrados em todas as amostras coletadas por Rocha, Reis;
Arajo (2011), Jaques (2005), May (2004), Combees et al. (2000) e Yaziz et al. (1989).
Brito et al. (2005) encontraram valores menores que 3 UFC/100mL at 460
UFC/100mL na comunidade de Atalho, municpio de Petrolina PE.
No foi observada uma relao entre o perodo de estiagem e os valores encontrados
para nenhum tipo de cobertura (ROCHA, REIS e ARAUJO, 2011).
6 Anlises ecotoxicolgicas
Toxicologia refere-se aos efeitos prejudiciais das substncias nos organismos. As
substncias com tais efeitos so chamadas de substncias txicas, toxinas ou venenos. Para
caracterizar uma substncia como txica, depende da quantidade da substncia a que um
organismo est exposto e da intensidade da exposio, pois algumas substncias inofensivas
ou mesmo benficas em baixos nveis so txicas em nveis de exposio mais elevados.
Substncias txicas tm forte influncia sobre os ecossistemas e os organismos neles
presentes, de modo que as interaes entre ecologia e toxicologia so muito importantes.
Essas interaes podem ser complexas e envolver uma srie de organismos. A combinao da
ecologia e toxicologia o estudo dos efeitos das substncias txicas sobre os ecossistemas
passou a ser conhecida como ecotoxicologia, que se transformou em uma importante
disciplina das cincias ambientais (MANAHAN, 2010, p. 9).
A ecotoxicologia uma rea especializada da toxicologia ambiental que centra seus
estudos nos efeitos ocasionados por agentes qumicos e fsicos sobre a dinmica de
populaes e comunidades integrantes de ecossistemas definidos. Uma vez no ambiente, os
contaminantes podem estar sujeitos a uma combinao de processos que podem afetar o seu
destino e comportamento. As substncias potencialmente txicas podem ser degradadas por
processos abiticos e biticos que ocorrem na natureza. No entanto, algumas delas resistem
aos processos de degradao e por isso so capazes de persistirem no ambiente por longos
perodos de tempo. O descarte contnuo no ambiente, de uma substncia persistente, pode
levar sua acumulao em nveis ambientais suficientes para resultar em toxicidade (COSTA
et al., 2008).
Genotoxicidade definida como o potencial que uma substncia tem de reagir com o
DNA da clula. Isso pode ocasionar quebras de fita simples e/ou dupla do DNA, que, caso
sejam reparadas por enzimas endgenas de reparo do DNA, diz-se que a substncia que gerou
49
tais alteraes no DNA tem efeito genotxico. Caso as alteraes no DNA de uma clula no
sejam passveis de reparao, elas so transmitidas de modo estvel s clulas filhas no
processo de diviso celular, assim, a substncia que causou esse efeito chamada mutagnica
(GONTIJO; TICE, 2003).
Os testes de toxidade constituem uma forma de biomonitoramento ativo, pois neles
so utilizados organismos-teste, definidos como indivduos padronizados e cultivados em
laboratrio, que podem fornecer indicaes sobre as condies de um ecossistema frente
presena de um impacto ambiental. necessrio utilizar testes controle para que se possa
estimar as variaes naturais encontradas nos organismos testes e tambm as respostas que
estes organismos possam apresentar frente s situaes experimentais. O controle positivo
deve ser utilizado para garantir a resposta adequada do sistema (RODRIGUEZ, 2000).
O Allium cepa (cebola) foi o bioindicador selecionado como um dos organismos teste
porque apresenta vantagens se comparado com outros testes. A espcie Allium cepa contm
clulas meristemticas homogneas com grandes e poucos cromossomos (2n = 16), bem
visveis e facilmente corados, o que permite uma melhor avaliao dos danos cromossmicos
e/ou distrbios na diviso celular. Esta espcie, que frequentemente utilizada na avaliao
de citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de vrias substncias, tambm apresenta
uma alta correlao com os outros sistemas biolgicos usados em ensaio para o mesmo fim,
como, por exemplo, os testes com mamferos, por apresentarem sistema enzimticos de
biotransformao semelhantes e bem conservados evolutivamente (FISKESJ, 1985;
MATSUMOTO e MARIN-MORALES, 2004; KURAS et al., 2006).
Testes em Allium cepa (cebola) so recomendados pois permite avaliar diversos
parmetros fitotxicos, tais como bioacmulo de contaminantes em diferentes tecidos
(razes, folhas e bulbos), inibio de crescimento de razes, perda de biomassa, alm
de biomarcadores de estresse oxidativo como peroxidao lipdica, carbonilao de
protenas, glutationa reduzida (GSH), atividade da catalase (CAT) e superxido
dismutase (SOD), alm de acebola ter um preo baixo e ser fcil de se manipular (FATIMA;
AHMAD, 2005; FISKESJ, 2006; MACAN et al., 2012).
Dentre os organismos mais recomendados para ensaios de avaliao da toxicidade
aqutica esto as algas, pois so produtores primrios dominantes na cadeia alimentar no
ambiente aqutico (PFLEEGER et al., 1991). Estudos com fitoplncton, indicam que as algas
apresentam uma rpida resposta fisiolgica e, assim, efeitos deletrios provocados por
compostos txicos podem ser detectados em um curto perodo de tempo. As algas podem ser
50
utilizadas como monitores biolgicos de qualidade de gua e como espcies indicadoras na
avaliao de impacto ambiental de poluentes (SICKO-GOAD; STOERMER, 1988;
HELLAWELL, 1986).
As microalgas Raphidocelis subcapitata so organismos unicelulares capazes
de realizar fotossntese mais rpida e eficientemente do que as plantas terrestres.
A espcie , provavelmente, cosmopolita e comum de ocorrer em ambientes mesotrficos a
eutrficos. uma alga unicelular recomendada para uso em ensaios de toxicidade. Sua
utilizao fundamenta-se na exposio dos organismos-teste a vrias concentraes de uma ou
mais substncias e aos fatores ambientais, durante um determinado perodo de tempo,
avaliando-se aps este perodo de tempo, a inibio do crescimento da biomassa algal
(TAVARES; PERERIA, 1981; TORGAN, 2002; BERTOLETTI, 2008).
7 Descarte do escoamento inicial (first flush)
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