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CERES VIRGINIA DA COSTA DANTAS
USO RACIONAL DA ÁGUA EM UMA EDIFICAÇÃO NA
ZONA RURAL DE PERNAMBUCO
NATAL-RN
2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Ceres Virginia da Costa Dantas
Uso racional da água em uma edificação na zona rural de Pernambuco
Trabalho de Conclusão de Curso na
modalidade Artigo Científico, submetido ao
Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
como parte dos requisitos necessários para
obtenção do Título de Bacharel em Engenharia
Civil.
Orientador: Prof. Dr. Hélio Rodrigues dos
Santos
Coorientador: Prof. Dr. André Luis Calado
Araújo
Natal-RN
2017
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Dantas, Ceres Virginia da Costa.
Uso racional da água em uma edificação na zona rural de Pernambuco / Ceres Virginia da Costa Dantas. - 2017.
21 f.: il.
Artigo científico (Graduação) Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Departamento de
Engenharia Civil. Natal, RN, 2017.
Orientador: Prof. Dr. Hélio Rodrigues dos Santos.
Coorientador: Prof. PhD. André Luis Calado Araújo.
1. Água de chuva - TCC. 2. Cisterna - TCC. 3. Reúso - TCC. 4.
Águas cinzas - TCC. 5. Meio ambiente - TCC. I. Santos, Hélio
Rodrigues dos. II. Araújo, André Luis Calado. III. Título.
RN/UF/BCZM CDU 628.1.037
Ceres Virginia da Costa Dantas
Uso racional da água em uma edificação na zona rural de Pernambuco
Trabalho de conclusão de curso na modalidade
Artigo Científico, submetido ao Departamento
de Engenharia Civil da Universidade Federal
do Rio Grande do Norte como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título
de Bacharel em Engenharia Civil.
Aprovado em 01 de junho de 2017
___________________________________________________
Prof. Dr. Hélio Rodrigues dos Santos – Orientador
___________________________________________________
Prof. Dr. André Luis Calado Araújo – Coorientador
___________________________________________________
Profa. Dra. Juliana Delgado Tinôco – Examinador interno
___________________________________________________
Prof. Dr. Jean Leite Tavares – Examinador externo
Natal-RN
2017
RESUMO
A água foi, por muito tempo, considerada como um recurso inesgotável e, talvez por isso, mal
gerido. Por outro lado, cresce a consciência em torno da importância do uso racional, da
necessidade de controle de perdas e desperdícios e do reúso da água, incluindo a utilização de
esgotos sanitários tratados. As águas pluviais podem ser utilizadas como uma alternativa para
o abastecimento descentralizado, especialmente em localidades rurais (COHIM e
KIPERSTOK, 2008); proporciona a preservação dos mananciais tradicionais, especialmente
os poços, bem como pode reduzir custos. Aliado a isso, o reúso de águas cinzas geradas na
edificação também é uma alternativa promissora para fins pouco nobres, como a irrigação de
determinadas culturas. O estudo foi realizado no Centro de Estudos Budistas Bodhisatva
(CEBB) Darmata, que tem, dentre seus objetivos, a preservação dos recursos naturais e
convivência em harmonia com o meio ambiente. Tivemos como objetivo avaliar o potencial
de economia de água em uma edificação a partir do uso de águas pluviais para diversos fins,
inclusive potáveis, e o tratamento e reúso de águas cinzas na irrigação. Foi elaborado o
projeto legal com base nas normas brasileiras vigentes. O investimento para a implantação da
infraestrutura foi calculado utilizando o SINAPI como base de referência, totalizando um
valor de R$ 17919,41. Em termos financeiros, de uma maneira geral, o custo de implantação
dos sistemas pode ser considerado elevado, porém em termos de serviços ambientais, são 258
m³ de água do poço que deixam de ser utilizados por ano. Dessa forma, a implantação dos
sistemas de uso racional da água no CEBB Darmata se mostra favorável, apesar dos custos
relativamente altos, resulta em redução dos impactos ambientais gerados pelo
empreendimento e preservação das águas subterrâneas.
Palavras-chave: água de chuva, cisterna, custos, reúso, águas cinzas, meio ambiente.
ABSTRACT
Water has been regarded as an inexhaustible resource, and perhaps because of it, poorly
managed. On the other hand, the awareness of the importance of rational use is increasing, the
need to control losses and wastes, and the reuse of water, including the use of treated sewage.
Rainwater can be used as an alternative for decentralized supply, especially in rural locations
(COHIM and KIPERSTOK, 2008); it provides the preservation of traditional sources,
especially wells, as well as can reduce costs. Along with that, the reuse of gray water
generated in the building is also a promising alternative for less noble purposes, such as the
irrigation of crops. The study was carried out at the Bodhisatva Buddhist Studies Center
(CEBB) Darmata, which has, among its objectives, the preservation of natural resources and
coexistence in harmony with the environment. We aimed to evaluate the potential of water
saving in a building from the use of rainwater and the treatment and reuse of gray water in
irrigation. The legal project was elaborated based on Brazilian standards. The investment for
the implementation of the infrastructure was calculated through SINAPI, totaling a value of
R$ 17919,41. In financial terms, the cost of implementing the systems can be considered high,
but in terms of environmental services, they are 258 m³ of well water that are no longer used
per year.
Keywords: rainwater, reservoir, costs, reuse, gray water, environment.
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1 INTRODUÇÃO1
A água é uma substância essencial à vida, que está presente em todas as atividades do
ser humano, desde sua alimentação até os usos industriais. Tendo isso em vista, a preservação
de tal bem se faz de suma importância, e a utilização de fontes alternativas de abastecimento é
uma alternativa para o melhor manejo da água, especialmente em tempos de crise hídrica
como a que o Brasil enfrenta de forma severa desde o ano de 2012, mais especificamente no
Nordeste do país. Segundo a ANA (2012), “a região semiárida do Nordeste, onde chove em
média 600 milímetros por ano de modo concentrado em poucos meses, sofre grande risco de
desertificação. Com a diminuição das chuvas, uma quantidade menor de água percola no solo,
reduzindo a recarga dos lençóis freáticos. Estima-se que possa ocorrer uma redução de até
70% na recarga dos aquíferos na Região Nordeste”.
Tal fato impacta no abastecimento que, muitas vezes, é feito através de poços. Nesse
contexto, as águas pluviais podem ser utilizadas como uma alternativa para o abastecimento
descentralizado, especialmente em localidades rurais. Nesses casos, o manejo deve buscar
aproveitar a água precipitada antes que ela entre em contato com substâncias contaminantes,
armazenando-a para uso doméstico, criando condições de infiltração do excedente,
restaurando os fluxos naturais, disponibilizando mais uma alternativa para abastecimento de
água local e descentralizado (COHIM e KIPERSTOK, 2008).
Sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais e reúso de águas cinzas são
utilizados em países que incentivam a conservação de água potável, como a Alemanha,
Estados Unidos e o Japão. Uma das alternativas que tem demonstrado bastante eficácia na
conservação de água potável é o reúso de águas servidas (PHILIPPI, 2003 apud MAY, 2009)
Podem ser citados diversos aspectos positivos no uso de tais sistemas (MAY, 2004;
GONÇALVES, 2006; VIOLA, 2008): preservação do meio ambiente; utilização de estruturas
existentes na edificação (telhado, lajes e rampas); baixo impacto ambiental; água com
qualidade aceitável para vários fins, com pouco ou nenhum tratamento; aumento da segurança
hídrica para atender o crescimento populacional ou para atender áreas deficientes de
abastecimento; melhor distribuição da carga de água pluvial imposta ao sistema de drenagem;
redução dos riscos de enchentes, erosão dos leitos dos rios e assoreamento nas áreas planas no
início da temporada de chuvas torrenciais e em eventos isolados; possibilidade de uso para
recarga dos lençóis subterrâneos e manutenção dos níveis do lençol freático elevado, dentre
outros.
Tendo em vista tais aspectos, a utilização de águas de chuva e o reúso de águas cinzas
são iniciativas promissoras, especialmente em se tratando de locais com características
climáticas semi-áridas, como é o caso da maior parte do Nordeste brasileiro. O local em
estudo, uma edificação localizada na zona da mata do município de Timbaúba, interior de
Pernambuco, apresenta média anual de pluviosidade de 1073 mm, distribuídos de forma
desigual ao longo do ano. Apesar da média pluviométrica relativamente alta em comparação à
região semi-árida, ainda assim é notável a escassez hídrica no período mais crítico do ano.
Nesse sentido, o presente trabalho objetiva verificar o potencial de economia de água
potável, por meio do uso racional da água com a captação de água pluvial para diversos usos e
o reúso de águas cinzas para irrigação nas instalações do Centro de Estudos Budistas
Bodhisatva Darmata (CEBB Darmata).
Ceres Virginia da Costa Dantas, UFRN, graduanda em engenharia civil
André Luis Calado Araújo, IFRN, Diretoria de Recursos Naturais, PhD
Hélio Rodrigues dos Santos, UFRN, Departamento de Engenharia Civil, Dr.
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2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 QUALIDADE DA ÁGUA PLUVIAL
De acordo com CMHC (2013), a água de chuva é relativamente limpa. No entanto, a
sua qualidade pode ser afetada por poluentes ambientais, como os provenientes: de atividades
industriais, principalmente metais pesados; pesticidas de atividades agrícolas; hidrocarbonetos
das estradas; contaminantes presentes nos materiais das superfícies de coleta (telhados); e
resíduos que se depositam sobre as coberturas, tais como fezes de animais e outros.
Segundo Andrade Neto (2004), a água das chuvas é geralmente excelente para vários
usos, inclusive para beber, exceto em locais com forte poluição atmosférica, densamente
povoados ou industrializados. Metais pesados, especialmente chumbo, são potencialmente
perigosos em áreas com intensidade alta de tráfego ou próximas a indústrias. Substâncias
químicas orgânicas, como organoclorados e organofosfatados, usadas em venenos,
praguicidas e herbicidas, quando em altas concentrações na atmosfera, também podem
contaminar a água da chuva.
Contudo, a contaminação atmosférica da água das chuvas normalmente é limitada a
zonas urbanas e industriais fortemente poluídas e, mesmo nestes locais, a água de chuva quase
sempre tem uma boa qualidade química (dureza, salinidade, alcalinidade, dentre outros) para
vários usos, inclusive para diluir águas duras ou salobras. Com relação à contaminação
microbiológica na atmosfera, esta é ainda mais rara que a contaminação química. Dessa
forma, os riscos no consumo da água estão mais associados à contaminação microbiológica,
por depender tanto dos cuidados na captação e armazenamento, quanto do manuseio correto
(ANDRADE NETO, 2004).
No caso de haver contaminação, a maior problemática relacionada ao consumo da
água relaciona-se com os microrganismos patogênicos que podem atingi-la, através de
excretas de pessoas ou animais infectados, causando problemas para a saúde do homem,
especialmente no seu aparelho intestinal. A contaminação da água por microrganismos
patogênicos mais comuns são a febre tifoide, a febre paratifoide, cólera, disenteria bacilar,
diarreias, hepatites, dentre outras (FIGUEIRAS, 2013).
Nesse sentido, quando do aproveitamento das águas pluviais, especialmente para fins
potáveis, se faz necessário o uso de algumas medidas de proteção sanitária, tais como o
descarte do primeiro milímetro e adoção de desinfecção da água, como através da cloração.
2.2 APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL
A perda de qualidade e a contaminação da água de chuva, segundo Andrade Neto
(2004), ocorrem principalmente na superfície de captação ou quando está armazenada de
forma desprotegida. Ao escoar sobre a superfície de captação a água lava e carreia a sujeira
acumulada no intervalo entre duas chuvas.
Pinheiro e Araújo (2015) fizeram uma comparação entre os indicadores físico-
químicos e bacteriológicos de águas pluviais com os padrões de potabilidade de água vigentes
no Brasil, com base na Portaria MS 2914/2011. Analisando os cinco primeiros milímetros de
chuva, e os parâmetros condutividade, sólidos totais dissolvidos, pH, cloreto, cor, turbidez e
alcalinidade, os autores identificaram um decaimento de tais indicadores a cada mm coletado.
Destaca-se o parâmetro turbidez, por exemplo, que na amostra do primeiro milímetro tinha
valor de 13,8 uT, enquanto no segundo milímetro já apresentava valor de 2,9 uT (inclusive
dentro do limite permissível pela norma, que é de 5 uT).
7
De posse dos resultados obtidos por Pinheiro e Araújo (2015), observa-se que de
forma geral a água apresenta-se com qualidade satisfatória a partir do segundo milímetro de
chuva quanto ao comparativo entre os parâmetros físico-químicos e os limites permissíveis
para fins de potabilidade. No que diz respeito aos parâmetros microbiológicos, segundo a
Portaria 2914/2011, os coliformes totais e E. coli devem estar ausentes. Entretanto, nas
amostras analisadas ambos os parâmetros apresentaram resultados positivos ao longo dos
cinco milímetros de chuva.
Assim, se faz de grande valia salientar a importância do descarte dos primeiros
milímetros de chuva. A primeira água, responsável pela lavagem da atmosfera e da superfície
de captação, deve ser desprezada e jogada fora, ou usada para fins pouco nobres, como
descargas sanitárias e lavagem de pisos, devido a suas características, menos aceitáveis
quando comparadas ao padrão de potabilidade existente no país. A partir do segundo
milímetro essa água poderá ser utilizada para fins não potáveis de usos não restritivos.
Andrade Neto (2004) apresenta uma proposta de desvio do primeiro milímetro de
chuva de forma simples, conforme Figura 1. Outro dispositivo pode ser citado, como o
apresentado por Lima et al. (2011), que utiliza os princípios físicos dos vasos comunicantes e
do fecho hídrico, em que os primeiros milímetros da chuva são acumulados em tubos
verticais, que são vedados por fecho hídrico após completamente cheios, quando a água segue
para a cisterna.
Em qualquer caso de funcionamento do dispositivo, é fundamental que depois de cada
evento chuvoso, o mesmo seja esvaziado, através de uma tubulação de descarga, a qual deve
ser novamente fechada permitindo o funcionamento do desvio automático das primeiras águas
do próximo evento (LAGE, 2010).
Figura 1 : Esquema de captação, reservação e descarte do
primeiro milímetro de chuva
Fonte: Andrade Neto, 2004.
Figura 2 : Sistema de desvio de vasos
comunicantes e fecho hídrico
Fonte : LIMA et al., 2011.
Outro ponto importante a ser destacado é a necessidade de desinfecção da água de
chuva, como através da cloração, por exemplo. Segundo a Fundação Nacional de Saúde
(2014), a desinfecção é a etapa que tem a função de inibir o metabolismo dos micro-
organismos patogênicos com uso de elementos químicos ou físicos, para que não ocorra o
8
crescimento desses organismos na água de abastecimento público. Tendo em vista os
indicadores apresentados anteriormente, caso a adição de cloro seja feita com concentração e
tempo de contato corretos, a água apresentaria características de potabilidade.
2.3 DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
Os métodos de dimensionamento de reservatórios de águas pluviais partem do
pressuposto de que nem sempre haverá chuva suficiente para atender toda a demanda e que
nem sempre será possível armazenar toda a água pluvial precipitada, seja por questões físicas
ou econômicas. Ou seja, o volume do reservatório deve estar equilibrado nesses dois fatores
limitantes.
Os métodos de dimensionamento de reservatórios devem compatibilizar produção com
demanda e identificar o percentual de demanda passível de ser atendida em cada sistema
tornando-o mais eficiente e com menor gasto possível (GONÇALVES, 2006). Dos métodos
presentes na NBR 15527 (ABNT, 2007), podem ser destacados: o método prático brasileiro;
método prático alemão; método prático inglês; método prático australiano; e também o
método de Rippl.
Este último também é conhecido como diagrama de massas, estando entre os
recomendados pela NBR 15.527 (ABNT, 2007). É um método de cálculo de volume de
armazenamento necessário para garantir uma vazão regularizada constante durante o período
mais crítico de estiagem observado. Este método baseia-se no diagrama de massa do sistema,
também denominado diagrama de Rippl, originalmente desenvolvido no final do século XIX,
utilizado amplamente para o cálculo de reservatórios destinados ao abastecimento público,
para aproveitamento hidroelétrico, para irrigação, para controle de enchentes e para a
regularização de cursos d’água (GARCEZ, 1974 apud GONÇALVES, 2006).
O diagrama de massa corresponde à integral de um hidrograma, sendo um diagrama de
volumes acumulados que afluem ao reservatório, podendo ser apresentado pela equação
seguinte (NGIGI, 1999 apud GONÇALVES, 2006):
Vt = S(Qt – Vi,t + Lt )
Onde,
Vt : volume de armazenamento no tempo t (m³),
Qt : demanda de água no tempo t (m³),
Vi,t: volume de chuva que entra no sistema no tempo t (m³ ),
Lt : perdas do sistema durante o intervalo de tempo t (m³).
O volume útil do reservatório para uma determinada vazão regularizada é definido
pela utilização do diagrama de massa; este volume corresponde ao máximo déficit existente
na série histórica.
2.4 ÁGUAS CINZAS EM UMA EDIFICAÇÃO
Águas cinzas são as águas residuárias provenientes dos usos do chuveiro, lavatório,
pia de cozinha, tanque para lavar roupa e máquinas de lavar louça e roupas. Em uma
edificação, a vazão de águas cinzas gerada está relacionada com o consumo de água como um
todo, considerando o per capita de água consumido e a quantidade de habitantes na
edificação. Para estimar as vazões em cada ponto de consumo, admite-se o quadro a seguir,
que apresenta o resultado obtido por pesquisas realizadas no Brasil.
9
Quadro 1 : distribuição do consumo de água em uma edificação.
Aparelho sanitário DECA USP PNCDA
Bacia sanitária 14% 29% 5%
Chuveiro 47% 28% 55%
Lavatório 12% 6% 8%
Pia de cozinha 15% 17% 18%
Tanque - 6% 3%
Máquina de lavar roupas 8% 9% 11% Fonte: GONÇALVES; JORDÃO, 2006 apud SELLA, 2011.
Do ponto de vista de qualidade, alguns pesquisadores fizeram a caracterização das
águas cinzas geradas em edificações no Brasil, conforme pode ser visto na tabela a seguir.
Tabela 1 : características físico-químicas de águas cinzas no Brasil
Referência Fonte de água
cinza Cidade
Local de
coleta
Parâmetros
Turb
idez
(uT)
ST
(mg/L)
SST
(mg/L)
N
(mg/L)
P total
(mg/L)
DBO
(mg/L)
Bazzarella
(2005)
Edificação
residencial
Vitória ES Reservatórios
experimentais
166 1536 134 6,6
(NTK)
9,0 571
Philippi
(2005)
Edificação
residencial
Florianópolis Reservatórios
experimentais
- - 323 - - 387
Fiori;
Fernandes
e Pizzo
(2004)
Apartamento
com crianças
Passo Fundo/
Porto Alegre
Caixa
sifonada
340 - - 27,5
(NO3N)
0,43 258
Fonte: Adaptado de MAY, 2009.
De acordo com as informações, observa-se que os valores são muito variados
dependendo do uso da edificação, e da presença ou não de crianças e animais. Apesar disso,
observa-se a presença de compostos nitrogenados e compostos fosforados nesse tipo de
efluente, nutrientes necessários à vegetação, e que podem ser obtidos em efluentes tratados,
em substituição inclusive aos fertilizantes tradicionais.
2.5 QUALIDADE DAS ÁGUAS CINZAS PARA IRRIGAÇÃO
A ABNT NBR 13969/1997 traz uma breve menção sobre parâmetros para reúso de
esgotos domésticos. Segundo a referida norma, são definidas classes de águas de reúso em
função de sua aplicação. Nessa classificação, o reúso de águas cinzas para irrigação de
pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos compreende a classe 4,
cujas características, segundo a norma, não são restritivas, conforme mostrado na tabela a
seguir.
Tabela 2 : Parâmetros para reúso de águas cinzas conforne a ABNT.
Parâmetros Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4
pH 6 - 8 - - -
Turbidez (UT) < 5 < 5 < 10 -
Sólidos dissolvidos totais (SDT) (mg/L) < 200 - - -
Cloro residual (mg/L) entre 0,5 e 1,5 > 5 - -
Coliforme termotolerante (NMP/100 mL) < 200 < 500 < 500 < 5000
Oxigênio dissolvido (mg/L) - - - > 2
Fonte: ABNT NBR 13969/1997.
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Destaca-se que, segundo a norma, a irrigação com esse tipo de efluente deve ser do
tipo pontual ou através de escoamento superficial. Outros autores (Pio et al, 2005) propõem
uma divisão diferente daqueles definidos pela ABNT NBR 13696/1997. Nessa classificação,
as águas destinadas à irrigação de áreas verdes e rega de jardins são classificadas como classe
3. Neste caso, a maior preocupação do emprego da água de reúso fica condicionada às
concentrações de contaminantes biológicos e químicos, incidindo sobre o meio ambiente e o
homem, particularmente o operário que exerce suas atividades nesse ambiente.
Alguns dos principais problemas relacionados com o gerenciamento da qualidade da
água são: salinidade, toxicidade de íons específicos, taxa de infiltração no solo, etc. O Grupo
Científico sobre Diretrizes para o Uso de Esgotos em Agricultura e Aqüicultura, reunido em
Genebra, Suiça, em 1989, estabeleceu os critérios básicos para a proteção dos grupos de risco,
associados a esquemas de reúso agrícola e recomendou, para efluentes líquidos, as diretrizes
resumidas no Quadro 2 (WHO, 1989).
Quadro 2: Diretrizes Microbiológicas Recomendadas para Uso de Esgotos na Agricultura (*)
CATEGORIA
CONDIÇÕES DE REÚSO
GRUPOS DE
RISCO
NEMATODOS
INTESTINAIS (1)
(No.ovos/litro)(2)
COLIFORMES
FECAIS
(No./100ml)(3) A Irrigação de culturas a serem ingeridas
cruas, campos esportivos, parques
públicos (4)
Operários,
Consumidores,
público
1 1.000
B Irrigação de cereais, culturas
industriais,
forragem, pastos e árvores (5)
Operários 1 n.a
C Irrigação localizada de culturas da
categoria B, se não ocorrer exposição
de trabalhadores e do público
Nenhum n.a. n.a.
(*) Em casos específicos, fatores epidemiológicos, socioculturais ou ambientais devem ser levados em consideração e essas
diretrizes modificadas de acordo.
(1)- Ascaris, Trichuris, Necator americans e Ancilostomus duodenalis
(2)- Média aritmética durante o período de irrigação
(3)- Média geométrica durante o período de irrigação
(4)- Um valor diretriz mais restritivo (200 coliformes fecais por 100 ml) é apropriado para gramados públicos, tais como os
de hotéis, com os quais o público tenha contato direto.
(5)- No caso de árvores frutíferas, a irrigação deve cessar duas semanas antes dos frutos serem colhidos, e frutos não devem
ser colhidos do chão. Irrigação por sistemas de aspersores não deve ser utilizada.
Fonte: WHO, 1989.
Tendo em vista tais características, é importante que as águas cinzas sejam
adequadamente tratadas antes de encaminhadas para reúso, de forma a não apresentar riscos
para o manejo humano.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO LOCAL DE ESTUDO
A pesquisa foi desenvolvida no Centro de Estudos Budistas Bodhisatva Darmata
(CEBB Darmata), localizado na zona rural do município de Timbaúba, Pernambuco. O CEBB
Darmata é um centro budista voltado especialmente para a prática de retiros longos. Está
localizado na Zona da Mata, norte do estado de Pernambuco, região historicamente marcada
pelo cultivo da cana-de-açúcar e, por isso, com fortes traços de degradação ambiental.
A escolha de tal local de estudo deu-se pelo fato de ser uma instituição que tem
intenção de reduzir o impacto ambiental gerado no local em que está instalada, levantando
11
questões ligadas à vida na zona rural e sobre como construir, produzir e consumir alimentos e
utilizar a água de forma lúcida e com menos impacto negativo, além de se situar em local que
apresenta escassez hídrica. Não possui abastecimento derivado da rede pública, utilizando
água proveniente de um poço profundo localizado a alguns metros das instalações.
A cobertura do prédio possui uma área de 174 m² e é composta por telhado metálico
que desagua em calhas de dimensões variadas. Também foi elaborado o projeto
hidrossanitário com separação das águas cinzas e negras, visando ao tratamento e reúso das
primeiras para irrigação.
O CEBB Darmata possui área total de 15 hectares, sendo que em suas instalações além
do templo existem chalés destinados a retiros longos. O restante da área é destinado à
agricultura e reflorestamento.
Figura 3: Projeção do prédio novo do CEBB Darmata
Fonte : CEBB, 2017
Figura 4: Estágio da obra (mai. 2017).
Fonte : CEBB, 2017.
3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
3.2.1 Projeto de captação e aproveitamento de água de chuva
O trabalho iniciou com a elaboração do projeto do sistema de captação e
aproveitamento de água de chuva. Para tanto, tivemos acesso ao projeto arquitetônico da
edificação a ser construída, de onde foi obtida a informação da área de captação (telhado) e a
localização das calhas; e aos dados de ocupação da mesma, de forma a basear a adoção de
valores da demanda de água.
Foram pesquisados também os valores de precipitação na região ao longo de 10 anos,
ou seja, de 2006 a 2016, de forma a verificar o comportamento das chuvas no local. Utilizou-
se dados fornecidos pela agência pernambucana de águas e clima (APAC), de estação
pluviométrica localizada no município de Timbaúba (posto 99).
Com base nisso, procedeu-se ao dimensionamento do reservatório seguindo os
métodos propostos no anexo A da NBR 15527/2007. As considerações feitas para o
dimensionamento dos reservatórios pelos métodos de Azevedo Neto e Rippl foram
respectivamente: 5 (cinco) meses de seca e demanda mensal de 12,00 m³, correspondente ao
consumo per capita de 100 l/hab.dia, e a ocupação média de 12 habitantes na edificação,
durante 10 dias (número de dias no mês em que há maior demanda por água). Destaca-se que
apesar de o prédio apresentar lotação de 60 leitos, a ocupação é sazonal, sendo que a
ocupação máxima pode vir a ocorrer em retiros maiores cuja frequência é de cerca de duas
vezes por ano, com duração de 3 dias cada.
Para o consumo dos habitantes da edificação utilizou-se o valor do consumo per
capita tradicional, pois consideramos todos os usos dados à água fria, inclusive fins nobres,
tais como: banho, descarga sanitária, usos no lavatório, lavagem de roupas e usos na cozinha.
12
Todas as instalações de coleta, armazenamento e distribuição na edificação foram
dimensionadas de acordo com as recomendações das normas brasileiras ABNT NBR
15527:2007, NBR 10844:1989 e NBR 5626:1998.
3.2.2 Projeto de tratamento e reúso de águas cinzas para agricultura
Foi realizado igualmente o projeto das instalações sanitárias de coleta de esgotos,
prevendo a separação entre as águas cinzas e águas negras, contemplando o seu tratamento e
destinação para reúso na irrigação das plantações que são realizadas no terreno do CEBB. Foi
utilizado o projeto arquitetônico da referida edificação, em que foram respeitadas as
localizações dos banheiros, cozinha e área de serviço e estimada a localização do tratamento.
Com base nisso, procedeu-se ao dimensionamento e desenho das instalações segundo
as recomendações das normas NBR 5626:1997, NBR 8160:1999. O projeto do sistema de
tratamento buscou atender aos requisitos mínimos para reúso de efluentes na agricultura, cuja
restrição está relacionada principalmente com a contaminação humana devido à presença de
ovos de helmintos no efluente.
A quantificação de águas cinzas geradas na edificação se baseou na distribuição feita
pela DECA, conforme constante no quadro 1. Com base nele e na demanda mensal de 12 m³,
tem-se:
Quadro 3 : cálculo do volume de águas cinzas mensal
Aparelho sanitário DECA Demanda de 12 m³
Bacia sanitária 14% 1680
Chuveiro 47% 5640
Lavatório 12% 1440
Pia de cozinha 15% 1800
Máquina de lavar roupas 8% 960
TOTAL 11520
TOTAL águas cinzass/mês 9840 litros
Portanto considerou-se o valor de 9840 litros (ou 9,84 m³) de águas cinzas que seriam
reutilizadas para irrigação por mês no CEBB.
3.2.3 Levantamento de custos para a implantação do sistema
O custo de implantação do sistema é um fator importante para a tomada de decisão,
pois possibilita conhecer o investimento necessário à infraestrutura proposta, bem como a
escolha da solução que apresenta maior relação custo/benefício. Dessa forma, foi elaborado o
orçamento das obras e dos materiais necessários com base no projeto elaborado. Utilizou-se
pesquisa de preços com base nos insumos e composições disponíveis na tabela do SINAPI
(não desonerado, referente ao mês de abril de 2017, para o estado de Pernambuco).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 CAPTAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA
Com base nas normas vigentes, foi feito o projeto das calhas para coleta e
direcionamento da água de chuva. Resultou na utilização de tubos de PVC de 100 mm de
13
diâmetro, dispostos ao longo de toda a cobertura da edificação, de onde a água é coletada e
segue para caixas de inspeção, e destas para o reservatório (conforme planta no apêndice A).
A partir de então, foi calculado o volume do reservatório, utilizando-se os diversos
métodos presentes na NBR 15527/2007. Os dados utilizados para o valor de precipitação
média mensal foram obtidos a partir da média da precipitação mensal dos últimos dez anos,
conforme tabela a seguir (APAC, 2017).
Tabela 3 : Chuva média mensal em Timbaúba (2006 – 2016)
Chuva média mensal (mm) em Timbaúba – PE (Posto 99)
Mês/Ano 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Média
Jan - 41,5 57,1 47 99,1 128,8 148,7 75,7 62,8 41,5 136,5 83,87
Fev 36,1 114,3 4,3 212,7 16,3 112,1 104,9 11,5 91,7 32,5 80,9 74,30
Mar 46 118,4 196,4 63,8 52,5 145,2 9,6 36,6 56,9 268,1 99,8 99,39
Abr 76,9 147,8 128,1 171,7 110,9 169,8 21,4 217,8 51,3 19,4 134,7 113,62
Mai 120,8 61,7 177,1 175,1 32,1 419,1 82,1 121,5 140,8 114,3 238,9 153,05
Jun 178,6 167,6 115,3 129 236,4 156 181,9 291 118,8 105,4 75,6 159,60
Jul 78,9 45,4 134,4 250,1 70,5 309,7 134,2 226,6 105,5 204,2 19,1 143,51
Ago 82,4 27,7 103,9 147,1 70,9 104,8 31,5 97 78,5 31,8 11,3 71,54
Set 19,4 37,2 31,2 29,3 30,9 2,8 5,3 72,4 122 10,2 11,5 33,84
Out 6,2 18,2 5,6 - 2,3 38,4 36,9 31,2 41,3 5,7 7,2 19,30
Nov 55,5 9,8 3,4 56,4 3,6 16,5 4,8 32,3 11 3,5 2,4 18,11
Dez 15,8 27,3 10,4 14,7 62,7 47,3 9 55,5 16,9 159,5 67,9 44,27
TOTAL 716,6 816,9 967,2 1296,9 788,2 1650,5 770,3 1269,1 897,5 996,1 885,8 1014,4
Fonte: APAC, 2017.
No gráfico a seguir apresenta-se o comportamento da chuva média mensal ao longo do
ano para o local em estudo. Destaca-se a existência de cinco meses de estiagem,
compreendidos entre agosto e dezembro.
Figura 5 : Gráfico da chuva média mensal em Timbaúba ao longo de 10 anos
Fonte: Adaptado de APAC, 2017.
Aplicando tais valores às equações para cálculo de reservatório, observou-se que os
resultados obtidos para os métodos alemão e inglês divergiram substancialmente dos demais
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
(mm
)
Chuva média mensal
14
métodos (resultando em cerca de 8 m³ de volume de reservação). Tal fato pode ser justificado
devido à característica da precipitação pluviométrica naqueles países, que, diferente do Brasil,
geralmente ocorre uniformemente durante todos os meses do ano, dispensando, assim,
grandes reservatórios para suprir toda a demanda. Dessa forma, optou-se por desconsiderar os
métodos alemão, inglês e australiano para o projeto em análise.
O cálculo do reservatório através do método Rippl resultou conforme tabela a seguir.
Tabela 4 : Cálculo do reservatório conforme método de Rippl
Meses
Chuva
média
mensal
(mm)¹
Demanda
mensal
(m³)
Área de
captação
(m²)
Q -
Volume
de chuva
mensal
(m³)
S - Diferença
entre o volume da
demanda e
volume de chuva
(m³)
Diferença
acumulada da
coluna 6 dos
valores positivos
(m³)
Jan 83,9 12 174 12 0 0
Fev 74,3 12 174 10 2 2
Mar 99,4 12 174 14 -2 0
Abr 113,6 12 174 16 -4 0
Mai 153,0 12 174 21 -9 0
Jun 159,6 12 174 22 -10 0
Jul 143,5 12 174 20 -8 0
Ago 71,5 12 174 10 2 2
Set 33,8 12 174 5 7 9
Out 19,3 12 174 3 9 18
Nov 18,1 12 174 3 9 27
Dez 44,3 12 174 6 6 33
Total 1014,4 144
142 Volume = 33
¹O valor de chuva média mensal foi calculado com dados de precipitação de 10 anos (2006 a 2016).
Fonte: dos autores.
Os volumes dos reservatórios dimensionados pelos métodos de Azevedo Neto e Rippl
correspondem, respectivamente, a 37,00 m³ e 33,00 m³. Aplicamos o método da simulação
para verificar o comportamento do reservatório no caso de adoção de 30 m³ para volume de
reservação (tabela 5), e adotamos, portanto, esse volume para o presente projeto.
15
Tabela 5: Cálculo do reservatório pelo método da Simulação.
Meses Chuva
média
mensal
(mm)¹
Demanda
mensal
(m³)
Área de
captação
(m²)
Q
Volume
de
chuva
mensal
(m³)
Volume do
reservatório
fixado (m³)
Volume do
reservatório
no tempo
(t-1) (m³)
Volume do
reservatório
no tempo
(t) (m³)
Overflow
(m³)
Suprimento
de água
externo
(m³)
Janeiro 83,9 12 174 12 30 0 30 0 0
Fevereiro 74,3 12 174 10 30 30 28 0 0
Março 99,4 12 174 14 30 28 30 0 0
Abril 113,6 12 174 16 30 30 30 4 0
Maio 153,0 12 174 21 30 30 30 9 0
Junho 159,6 12 174 22 30 30 30 10 0
Julho 143,5 12 174 20 30 30 30 8 0
Agosto 71,5 12 174 10 30 30 28 0 0
Setembro 33,8 12 174 5 30 28 21 0 0
Outubro 19,3 12 174 3 30 21 12 0 0
Novembro 18,1 12 174 3 30 12 3 0 0
Dezembro 44,3 12 174 6 30 3 -3 0 3
Total 1014,388182 144
142
31 3
¹O valor de chuva média mensal foi calculado com dados de precipitação de 10 anos (2006 a 2016).
Fonte: dos autores.
Observa-se pela simulação do reservatório de 30 m³ que o overflow, ou seja, a água
extravasada, ocorre em 4 meses do ano, no período de maior pluviosidade. Adotando-se esse
volume, o suprimento de água externo se faz necessário somente após o período menos
chuvoso, ou seja, no mês de dezembro, porém logo em seguida o volume do reservatório volta
a subir, fato coerente com a característica da não uniformidade da pluviosidade do local de
estudo.
Nesse sentido, adotando-se o reservatório de 30 m³, o período de abastecimento ao
longo do ano é de 11 meses, representando uma eficiência de 90% do sistema, para a
demanda adotada. Destaca-se, ainda, que nos meses de maio a julho, caso haja maior número
de pessoas utilizando as instalações, o sistema poderá suprir a demanda sem a necessidade de
acionamento da bomba do poço, em até 8 m³ de autonomia.
4.2.1 Proteção Sanitária
A água coletada pelo telhado deve seguir para caixas de inspeção, interligadas entre si,
de onde seguirá para uma caixa de distribuição geral, a qual apresenta uma grade com o
objetivo de reter folhas e sólidos de maior granulometria. Por fim, a água deve ser direcionada
para o reservatório de descarte do primeiro milímetro de chuva, que, após o seu
preenchimento, alimenta o reservatório de armazenamento (cisterna), que será composto de
três reservatórios de polietileno de 10 m³.
Sugere-se que o reservatório de descarte do primeiro milímetro seja do modelo
proposto por Andrade Neto (2004): um pequeno tanque para onde são desviadas
automaticamente as primeiras águas de chuva, através de uma conexão em tê intercalada na
tubulação de entrada da cisterna, que deriva para este pequeno tanque as águas de lavagem da
superfície de captação. Como o tanque de desvio permanece totalmente fechado, quando o
telhado está lavado ele enche e só então é que a água de melhor qualidade vai para a cisterna.
16
O fecho hídrico dispensa boias ou outros artifícios. Depois da chuva, e antes que se acumule
sujeira na superfície de captação, o tanque de desvio deve ser esvaziado, através de uma
tubulação de descarga, que quando é novamente fechada, deixa o dispositivo pronto para o
desvio automático das primeiras águas da próxima chuva.
A água descartada do reservatório de desvio do primeiro milímetro pode ser utilizada
para fins menos nobres na edificação, como lavagem de pisos, descargas em bacia sanitária e
irrigação.
O tamanho do tanque de desvio foi estimado em cerca de 0,001 m³ por m² de área de
captação, resultando em um volume de 0,174 m³. Adotamos, portanto, um reservatório de 250
l, menor volume comercial existente para reservatórios de polietileno. Foi adotado ainda um
dispositivo de segurança, caracterizado por um extravasor localizado numa cota acima da
alimentação dos reservatórios, utilizado para impedir que, em casos extremos, quando a
precipitação for acima do esperado, a água extravase para um poço absorvente.
O sistema de abastecimento da edificação será composto por tais cisternas apoiadas
em lajes sobre o solo, que serão alimentadas pelo sistema anteriormente descrito. Tal cisterna
apresentará uma bomba submersa que recalcará a água para o reservatório localizado na
cobertura da edificação. Neste reservatório superior, será feita a cloração da água, onde
deverá ser utilizado flutuador abastecido com pastilha de cloro orgânico (comestível). Daí, a
água segue para o abastecimento.
O projeto de aproveitamento de água de chuva, anexado ao final do artigo, mostra
todo o percurso da água, desde a captação pelas calhas até a saída para o reservatório superior.
Dessa forma, o projeto visa a captar, reservar e utilizar a água proveniente das chuvas para
diversos usos no prédio, após cloração, proporcionando a manutenção da água do poço para
fins estritamente nobres e durante a época de seca, na propriedade.
4.2 SEPARAÇÃO, TRATAMENTO E APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS CINZAS
O projeto de separação, tratamento e aproveitamento de águas cinzas foi elaborado
com base nas normas vigentes. Foi feito o desenho e dimensionamento das tubulações de
caminhamento dos esgotos provenientes dos chuveiros, lavatórios, lavanderia e cozinha da
edificação. O dimensionamento resultou em tubulações de 50, 75 e 100 mm de diâmetro, com
inclinação de 1%. Nas mudanças de direção e reunião de tubulações adotamos caixas de
inspeção, conforme pode ser visto na planta em anexo ao presente artigo.
As águas cinzas são então destinadas ao tratamento, que será composto por tanque
séptico, com o objetivo de separar alguns elementos presentes nela, tais como possíveis
graxas, óleos, gorduras e sólidos; e após passagem pelo referido tanque, o efluente segue para
filtro anaeróbio, onde será feito o tratamento para remoção da matéria orgânica presente nos
esgotos. O filtro anaeróbio deve ser de fluxo ascendente, com leito de brita. O
dimensionamento das unidades de tratamento citadas foi feito segundo as normas da ABNT
NBR 7229/1993 e NBR 13969/1997. Após as unidades de tratamento, o efluente deve ser
encaminhado para irrigação por escoamento superficial.
4.3 CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
Os custos contabilizados correspondem, dentre outros itens, aos reservatórios, que
representam a maior parcela, conjuntos motor bomba, válvulas de pé com crivo, válvulas de
retenção, registros de gaveta, tubulações, caixa de distribuição geral, laje em concreto das
bases dos reservatórios, tubulações, alvenarias, caixas de passagem e tratamento. Além disso,
a mão de obra se apresenta como uma parcela de extrema importância no orçamento. Na
17
tabelas a seguir são apresentadas as estimativas de custo do sistema de captação e
armazenamento de águas pluviais e de tratamento e reúso das águas cinzas:
Tabela 6 : Estimativa de custos do sistema de captação, armazenamento e uso de águas pluviais
Peças
Valor
unitário
(R$)
Quantidade Valor total
(R$)
Calha de beiral, semicircular de PVC, diâmetro 100 mm, incluindo
cabeceiras, emendas, bocais, suportes e vedações, excluindo
condutores, incluso transporte vertical.
59,43 25 m 1485,75
Tubo PVC, série r, água pluvial, DN 100 mm, fornecido e instalado
em ramal de encaminhamento 37,34 20,6 m 769,20
Reservatório 10 m³ *
3000,00 3 un 9000,00
Reservatório 250 l* 265,00 1 un 265,00
Bomba recalque d'agua trifasica 0,5 hp 815,01 1 un 815,01
Registro de gaveta bruto, latão, roscável, 1, com acabamento e canopla
cromados, instalado em reservação de água de edificação que possua
reservatório de fibra/fibrocimento fornecimento e instalação.
107,57 7** 752,99
Válvula de pé com crivo ø 40mm (1.1/2") - fornecimento e instalação 86,63 1 un 86,63
Válvula de retenção vertical ø 25mm (1") - fornecimento e instalação 58,05 1 58,05
Laje pre-mold beta 11 p/1kN/m² vãos 4,40m/incl vigotas tijolos
armadura negativa capeamento 3cm concreto 20MPa escoramento
material e mão de obra.
69,03 10 m² 690,30
Caixa sifonada, PVC, DN 100 x 100 x 50 mm, fornecida e instalada
em ramais de encaminhamento de água pluvial. 19,32 2 un 38,64
Valor total do sistema de coleta e aproveitamento de águas pluviais - - 13961,57
*Valor obtido em pesquisa com fornecedores – inexistente no SINAPI.
** Limpeza, chegada, comunicação e recalque
Obs.: Foram desconsideradas algumas peças acessórias.
Fonte: Adaptado de SINAPI, 2017.
A estimativa de custos apresentou um investimento de R$ 13961,57 para a
implantação do sistema de coleta e aproveitamento da água de chuva. Destaca-se que dentro
desse custo, o valor dos reservatórios representa 64% do total estimado.
18
Tabela 7 : Estimativa de custos do sistema de tratamento e reúso de águas cinzas
Peças
Valor
unitário
(R$)
Quantidade Valor
total (R$)
Tubo PVC, série normal, esgoto predial, DN 40 mm, fornecido e
instalado em ramal de descarga ou ramal de esgoto sanitário. 13,83 4,40 60,85
Tubo PVC, série normal, esgoto predial, DN 50 mm, fornecido e
instalado em ramal de descarga ou ramal de esgoto sanitário. 20,10 1,10 22,11
Tubo PVC, série normal, esgoto predial, DN 75 mm, fornecido e
instalado em ramal de descarga ou ramal de esgoto sanitário. 29,91 6,60 197,40
Tubo PVC, série normal, esgoto predial, DN 100 mm, fornecido e
instalado em ramal de descarga ou ramal de esgoto sanitário. 38,64 16,0 618,24
Caixa sifonada, PVC, DN 100 x 100 x 50 mm, junta elástica, fornecida e
instalada em ramal de descarga ou em ramal de esgoto sanitário. 23,48 6 140,88
Junção simples, PVC, série normal, esgoto predial, DN 50 x 50 mm,
junta elástica, fornecido e instalado em ramal de descarga ou ramal de
esgoto sanitário
15,76 4 63,04
Fossa séptica em alvenaria de tijolo cerâmico maciço, dimensões
externas de 1,90 x 1,10 x 1,40 m, volume de 1.500 litros, revestido
internamente com massa única e impermeabilizante e com tampa de
concreto armado com espessura de 8 cm*
1856,60 1 1856,60
Filtro anaeróbio de brita** 1502,00 1 1500,00
Valor total do sistema de coleta, tratamento e reúso de águas cinzas - - 4461,48
* Estimativas com base no SINAPI, apesar de dimensões diferentes.
Obs.: Foram desconsideradas algumas peças acessórias.
Fonte: Adaptado de SINAPI, 2017.
Em relação ao reúso de águas cinzas, o investimento inicial é de R$ 3957,84. Destaca-
se que dentro desse custo, o valor do tratamento representa 72% do total estimado. Somando
os investimentos dos dois sistemas, seria necessário um valor de R$ 17919,41. Em termos
puramente financeiros, é um valor relativamente alto, tendo em vista que a edificação não
paga pelo uso da água, somente pela energia dispendida no bombeamento.
Comparando os valores obtidos com o custo relacionado à água usada para
abastecimento no CEBB, além do custo da energia elétrica para bombeamento, também
ocorre a compra de carros pipa de 12 m³ pelo valor de R$ 80, o que resulta em um custo de
cada metro cúbico de água de aproximadamente R$ 6,67, que ainda seria mais vantajoso
financeiramente do que o investimento em captação de águas de chuva.
Por outro lado, do ponto de vista de serviços ambientais, considera-se que são pelo
menos 140 m³ (devido ao uso de água de chuva) e 118 m³ (devido ao reúso de águas cinzas),
totalizando 258 m³ de água proveniente do poço que deixam de ser utilizados por ano. Essa
conduta está coerente com a visão do CEBB Darmata em preservar os recursos naturais e
conviver em harmonia com o meio ambiente, o que torna viável o investimento.
5 CONCLUSÃO
O estudo de caso apresentado neste artigo mostrou que no local em estudo existe um
grande potencial de economia de água potável através da captação da água pluvial para
19
diversos usos, e do uso das águas cinzas para irrigação, especialmente em se tratando de uma
região sujeita a períodos de seca e frente à crise hídrica que o Brasil enfrenta.
A redução de consumo anual devido ao uso de água de chuva, dentro da edificação,
utilizando-se um reservatório de 30,00 m³, é expressiva: da ordem de 140 m³, desde que os
dispositivos de proteção sanitária sejam adequadamente instalados, utilizados e tenham sua
manutenção efetivada.
Em relação às águas cinzas, em um ano ocorreria o reúso de 118 m³ de água na
irrigação, o que implica também na economia de água do poço que poderia ser usada para
esse fim.
O investimento para a implantação da infraestrutura seria de R$ 17919,41. Em termos
financeiros, de uma maneira geral, o custo de implantação dos sistemas pode ser considerado
elevado, em termos de serviços ambientais, são 258 m³ de água do poço que deixam de ser
utilizados por ano. Assim, a instalação de tal infraestrutura permite ao CEBB concretizar
ações de preservação do meio ambiente conforme suas diretrizes de convivência harmoniosa
com o meio ambiente, além da manutenção do recurso hídrico para momentos de escassez.
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Acesso em: mai., 2017.