curso basico de formacao em manejo integrado de agua - estacao luz

http://www.estacaoluz.org/

http://projetocaravanadaluz.blogspot.com.br/

Design para abundância

“O que separa os dois é apenas o tempo...”

t

«Água: Manual de Instruções»

Toda Toda Toda Toda águaáguaáguaágua quequequeque haveráhaveráhaveráhaverá no no no no planetaplanetaplanetaplaneta jájájájá existeexisteexisteexiste, , , , hojehojehojehoje

Bacterias

Unicelulares2�m

10.000 espécies

Catalizam a maioria das reações no

tratamento de águas.

Algas

Unicelulares50-100�m

10.000 espécies

Carregados eletricamente

AcumulamC, N, P e metais

Protozoários

Multi-celulares200�m

Filtram organismos com tamanho até

25�m(bacterias e algas)

Servem de comida para peixes

Micro fauna

Rotíferos, Daphnia 200�m – 1mm

Organismos de vida livre, fixos

Filtram algas e Bacterias

Michael Shaw

The Ecovillage Institute


“Este rio sussura as vozes de nossos antepassados”

Chefe Seattle

Acelerando a Capacidade de RegeneraçãoPrincípios da Permacultura aplicados ao manejo de água

Atividade lúdica


“Toda função importante realizada por pelo menos dois elementos”

Guia de Sustentabilidade em Meios de Hospedagem

Guilherme Castagna, Francisco Lima e Paula Arantes / Banco Santander (2010)


“Todo elemento cumpre pelo

menos duas funções”

Manejo Apropriado de Água – ONG IPESA/FEHIDRO (2012)


“Trabalhe com a Natureza, não contra ela”

(Uso da Gravidade)


“Use as bordas e valorize os

elementos marginais”

Cultivo integrado de arroz, peixes e patos, IPEP (Bagé – 2005)


“Valorize os recursos locais”




“Use e valorize os serviços e recursos renováveis”




“Use as bordas e valorize os elementos marginais”


...



“Capte e armazene energia”

Para 1 mm de chuva em 1 m² de telhado, 1 litro de água coletada

Casa com 100 m² de telhado, 1400mm = 140.000 litros/ano

Galpão com 1000 m² de telhado, 1400mm = 1.400.000 litros/ano


“Capte e armazene

energia”


“Mínimo de trabalho para o

máximo resultado”


Planejamento de sistemas

Análise

• Local (Observação)– Relevo (inclinações, direcionamento de água)– Vegetação– Solo– Vento– Insolação

• Externa– Legislação– Qualidade da água– Eventos extremos (vizinhança)– Índices de chuva (Hidroweb – ANA)

Análise

• Local (Observação)– Relevo– Vegetação (indicadoras)– Solo– Vento– Insolação


Análise

• Local (Observação)– Relevo– Vegetação– Solo (compactação, permeabilidade, acidez, umidade)– Vento– Insolação


Art Ludwig

Teste de infiltração: cova prismática

• No caso de valas de infiltração, a seção do fundo das covas previstas deve estar a uma profundidade em relação ao nível do terreno de no mínimo 0,60 m e no máximo 1m. O fundo das três covas também deverá ser em seção quadrada de 30 cm de lado e 30 cm de profundidade;

• Raspar o fundo e os lados da cova, de modo que fiquem ásperos;• Retirar da cova todo material solto e cobrir o seu fundo com uma camada de 5 cm

de brita nº 1;• No primeiro dia manter as covas cheias de água durante 4 h;• No dia seguinte, encher as covas com água e aguardar que estas se infiltrem

totalmente;• Encher novamente as covas com água até a altura de 15 cm e cronometrar o período

de rebaixamento de 15 cm até 14 cm, correspondente às alturas da água em cada cova. Quando este intervalo de tempo para rebaixamento de 1 cm se der em menos de 3 min, refazer o ensaio cinco vezes, adotando o tempo da quinta medição.

• Com os tempos determinados no processo de infiltração das covas, é possível obter os coeficientes de infiltração do solo (L/m² x dia) na curva apresentada a seguir. (Adota-se o menor dos coeficientes determinados no ensaio)

Teste de infiltração

Teste de infiltração: cova cilíndrica

• Teste prático adotado em casos onde não houver disponibilidade de água para saturar a cova por 4 hrs, ou onde houver necessidade de fazer ua estimativa rápida

• Cave um buraco com uma cavadeira na profundidade onde irá aplicar água (se for para água cinza, geralmente de 15 a 30cm de profundidade);

• Crave uma estaca graduada (em cm) no fundo do buraco;• Encha o buraco com água até o topo entre 3 a 5 vezes para saturar o solo;• Encha novamente o buraco e marque quantos minutos a água leva para baixar 3cm;• Repita o teste anotando o tempo, até que o resultado se repita;• Em seguida divida o tempo em minutos / pelos 3cm;• O resultado será em Minutos por Centímetros (min/cm);• Agora basta comparar o resultado com os valores da tabela abaixo, multiplicando o

valor da área necessária (em m²/l/dia) pelo volume a ser infiltrado.

Teste de infiltração: cova cilíndrica

Procedimento de cálculo:

H (30cm)

D (15cm)

N.A.(22cm)

1cm

• Área de infiltração:

� � �� + 2 �rh

� � �. 0,075� � 2. �.0,075.0,22

� � � ��

� � 0,1213��

• Volume do anel:

� � ��

� � �.0,075� . 0,01

� � 0,1767�

0,1767� � 0,1213�²

�� 1m²

0,1213. � � 0,1767.1

� � 1,457�/�² (em 180 segundos)

� � 0,486�/�².min

� � 29,1�/�².hr -> assumir 100l/m²/dia

Análise

• Local (Observação)– Relevo– Vegetação– Solo– Vento (direção, intensidade, frequência)– Insolação


Análise

• Local (Observação)– Relevo– Vegetação– Solo– Vento– Insolação (direção)


Permacultura na Prática, Experiências Permaculturais em Cuba

Análise

• Local (Observação)– Relevo– Vegetação– Solo– Vento– Insolação

• Externa– Legislação (APP’s, plano diretor)– Qualidade da água– Eventos extremos (vizinhança)– Índices de chuva (Hidroweb – ANA)

2 (mapa de relevo):

Análise


• Externa– Legislação– Qualidade da água (características)– Eventos extremos (vizinhança)– Índices de chuva (Hidroweb – ANA)

Análise


• Externa– Legislação– Qualidade da água– Eventos extremos (vizinhança: intensidade, danos,

frequência)– Índices de chuva (Hidroweb – ANA)

Análise


• Externa– Legislação– Qualidade da água– Eventos extremos (vizinhança)– Índices de chuva (www.ana.gov.br/hidroweb)

Análise


• Externa– Legislação (APP’s, plano diretor)– Qualidade da água– Eventos extremos (vizinhança)– Índices de chuva (Hidroweb – ANA)

relevo altimetria áreas úmidas+ +

• Ferramentas– Croquis– Fluxos

• Drenagem• Águas servidas

– Quantificação• Consumo

– Doméstico– Agrícola

• Produção– Doméstica– Drenagem

• Estratégias– Maximizar a permanência– Captação de fontes locais

• Armazenamento• Uso• Integração

Análise









Análise

Processo Existente








Análise








Análise

Cinzas75%

Preta25%

Fezes humanas65% proteína

22,5% carboidrato

12,5% gordura

O que é esgoto?99% água

1% matéria orgânica &

microorganismos








Análise



Terreno com 10.000 m² de área, 1400mm (30% de runofff) = 4.200.000 litros/ano

Consumo vasos vs. água de chuva

Prof. Ricardo Franci Gonçalves






• Estratégias– Minimizar o consumo– Maximizar a permanência– Captação de fontes locais


Atuação








Atuação

Cobertura vegetal








Atuação

Ilustração por Peter Webb









Atuação








Atuação

• Escola municipal de educação infantil;

• Pia externa posicionada ao lado do mictório;

• Grande consumo de água na pia;

• Torneira constantemente aberta no mictório








Atuação


Abastecimento de água

. Reconhecer, utilizar e manter integridade dasfontes locais. Uso contextualizado à qualidade e cultura local

Tratamento de esgoto vs. reciclagem de

nutrientes

. Tratamento localizado apropriado ao contexto

. Água melhora de qualidade ao longo doprocesso – a casa como “produtora” de águapura. Reciclagem de nutrientes e produção debiomassa

Manejo de águas pluviais

. Reter onde possível

. Aproveitar como possível

. Infiltrar o que possível

. Escoar/descartar somente o impossível

No caminho da abundância

Aproveitamento e reuso de fontes locais

Utilização de urina para adubação

Peter Morgan - SuSanA

Reuso direto para irrigação

frutíferasbananeiras

Fonte: Oasis Design

Zona de raizes(Wetlands Construidos)


Michael Shaw


Rotaria do Peru

Fossa + Filtro anaeróbico + …

Vermifiltro

Bacias de Evapotranspiração

http://www.youtube.com/watch?v=HQMgotBb7FQ

Bacias de Evapotranspiração

Sistema misto

Agua de chuva

Integração no paisagem rural

Retornando a agua ao seu lugar

• Estratégia REI:– Reduzir a velocidade de escoamento

– Espalhar sobre a superfície

– Infiltrar

• Triplo S Caipira:– Sigura

– Spaia

– Somi

Processo Existente

R – Reduzir a velocidade

25,000 lsuperfície

15,000 lenterrada

25,000 lenterrada

15,000 lenterrada

10,000 lsuperfície

E – Espalhar sobre a superfície

1 canal a cada 6 – 7 m (0,70m larg vs. 0,40m prof. máx)

2 canais com 5m dist. (0,70m larg vs. 0,40m prof. máx)

I – Infiltrar no solo

Canais de infiltração

Ilustração por Peter Webb

Canais de Infiltração

Video Geoff Lawton

https://www.youtube.com/watch?v=UFeylOa_S4c

Cálculo de Canais de InfiltraçãoRainwater Harvesting for Drylands, vol. 2 (Brad Lancaster)

Apropriados para locais com inclinação inferior a 4:1 (máximo 3:1, se o solo for bem estruturado):

A base do morrote deve ser pelo menos quatro vezes maior do que sua altura, o que aumenta sua estabilidade. Solos argilosos podem ter inclinação um pouco maior, enquanto solos arenosos devem ter um limite nesta relação. A altura entre a base do canal e o topo do morrote varia geralmente entre 15 a 90cm. A largura do topo do morrote pode ainda servir como estrutura de acesso, para passagem de carrinhos de mão (2m), trator (2,5m), ou veículos (ajustado de acordo com a largura do veículo).

Cálculo de Canais de InfiltraçãoCálculo do escoamento superficial:Volume = Área (m²) x precipitação (mm) x Coeficiente de infiltração, Onde coeficiente de infiltração:. áreas pavimentadas: 85 a 95%. terra exposta: 70% (conferir). grama: 25 a 35%Assumindo coeficiente de infiltração local (mata em regeneração) como sendo de 20%, então, para área do swale inferior, o comprimento é de 95m, e área de contribuição de 1.250m², assim: Volume = 1.250m² x 80mm (extremamente confiável) x 20%Volume = 20.000 litros (20m³)Assumindo medida da base igual a 4x a altura, temos:Volume = base x comprimento x altura/2 20 x 2 = 4xaltura x 95 x altura40 = 380xaltura²Altura² = 0,105Altura=0,33m, portanto, base = 4 x 0,33 = 1,32 ˜ 1,35m

O volume de terra ocupado pelo morrote é cerca de 30 a 40% maior do que o volume escavado, em função do empolamento do solo.

Agua de chuva

Integração na paisagem urbana

Fonte: Permacultura Passo-a-passo, Rosemary Morrow

Novas relações com a água

Estratégias Urbanas

Telhados Verdes

Harmonia 57 – Peter Webb (Triptyque)

Canteiros drenantes

Jardins de chuva nas vias

Jardins de chuva em locais inclinados

Planter com check-dams e grelhas hemisféricas para drenagem do excedenteFONTE: Kentucky Waterways

Estadio Nacional de BrasiliaImagem Fluxus Design Ecologico

Pavimentos permeáveis

Pavimento Permeavel em blocosFoto: Benedito Abbud

Placas permeáveisFONTE: BRASTON pisos personalizados.

Pavimento intertravado com juntas drenantesFONTE: RHINO pisos

ConcregramaFone: ACS Pre-moldados

ParalelepipedosFonte: Ultradownloads

Pavimentação permeável

Swales urbanos

Village Homes – Davis/CA

Bioswales - Biovaletas

Bioswales - biovaletas

Biovaletas

Biovaleta em área de estacionamentoFONTE: All Terrain Consulting

Estadio Nacional de BrasiliaImagem Fluxus Design Ecologico

Infiltradores

Laguinhos / Lagoas

Cálculo do Jardim de Chuva

ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO 553m²85% CHUVAS (CONFIÁVEL) 80mm553m²*80mm = 44.240 litros

Estabelecendo LÂMINA DE ÁGUA LIVRE = 0,30m44,2m³/0,3m = 147,3m²

Checagem de infiltraçãoConsiderando volume por m² de 300 litros (1x1x0,3m) e TAXA DE INFILTRAÇÃO SOLO 110L/m².DIA| temos 300/110 = 2,72 dias para infiltração do volume total

Como o tempo máximo para infiltração ideal é de 2 dias, a lâmina máxima deve ser:Hmáx = 2*110l/m²/dia = 220mm, ou 22cm ≈ 20cm

Cálculo do Jardim de Chuva

Cálculo de base infiltranteMantendo a área de 150m², e a lâmina máxima calculada, é preciso criar uma base com solo preparado que armazene o volume restante de 100mm (10cm) ou 100 litros.

CONSIDERANDO TAXA POROSIDADE MEIO FILTRANTE (SOLO+AREIA) EM 35% => E VOLUME RESTANTE DE 0,1m³ (100 litros), TEMOS uma espessura de material filtrante necessária de Para cada 1.000 litros, 350 litros são úteis, então, como são necessários 100 litros úteis:1.000 - 350 litros (de água)X – 100 litros (de água)

x.350 = 1000.100 => x = 285mm = 28,5cm ≈ 30cm de espessura (areia + composto)

Agua de chuva

Aproveitamento



Galpão com 1000 m² de telhado, 1400mm = 1.400.000 litros/ano

Aproveitamento de Água de Chuva

Água de chuva – Uso ancestral

Fortaleza de Massada - IsraelRei de Moab (Israel, 850 A.C.)

“...para que cada um de vós faça

uma cisterna para si mesmo, na sua

casa”

Roma

Fortaleza dos Templários, 359.000 litros

Simplicidade

?

Vs. complexidade

Malmo - Suécia

Brejo da Madre de Deus/PE

Aproveitamento de água de chuva

• NBR 15527/07: Aproveitamento de água de chuva de áreas urbanas para fins não-potáveis

Urbano vs. Rural


• PH ácido

• Metais pesados

Urbano vs. Rural


• limpeza externa

• irrigação

• vasos sanitários

• PH ácido

• Metais pesados

Qualidade da água de chuva

Elementos do sistema

Sistemas simples

Sistemas simples

1.250 litros

Cisterna de ferrocimento

Santo Amaro da Imperatriz/SC - 2005

Cisterna em ferrocimento

10.000 litros:Convencional: R$6.000Ferrocimento: R$900+R$800

20.000 litros:Convencional: R$7.500Ferrocimento: R$1200+R$800

Santo Amaro da Imperatriz/SC - 2005


Dimensionamento

Levantamento de informações

• Área do telhado

• Comprimento da calha

• Índices pluviométricos, mês a mês + ano a ano

(www.hidroweb.ana.gov.br – Dados pluviométricos)

• Intensidade pluviométrica (T retorno 5 anos)

• Altura manométrica (recalque)

• Espaço disponível

• Consumo de água (perfil e qualidade)

Potencial de captação

Potencial de captação:Área do telhado (m2) x índice pluviométrico

local (mm -> m) x runoff

Exemplo: telhado de 60 m2 em São Paulo

(~1300mm/ano)

60 x 1300 x 0,8 = 62,400 litros/ano

Calhas: dimensionamento

Diâmetro 0,5% 1% 2%

100mm 130 183 256

150mm 384 541 757

200mm 829 1167 1634

Diametro escolhido: 150mm, i=0,5%, vazao Q = 384l/min (> 130l/min)

Condutores verticais

Levantar uma linha vertical a partir da vazao de calculo ate interceptar as curvas de H e L correspondentes. Se nao houver, interpolar. Transportara secao mais alta ate’ o eixo D. Adotar o diametro nominal cujo diametrointerna seja superior ou igual ao valor encontrado.

1 x φ75mm p/ I=130mm/hr

Condutores horizontais

Descarte do volume inicial

Caixa de autolimpeza: 1mm/metro quadrado

Vs.

Filtros de descarte

Vídeo Superhead



• Volume = 1 mm x 60m2 = 60 litros

• Para tubo de descarte com φ100mm, qual altura do tubo?



• Volume = 1 mm x 60m2 = 60 litros

• Se feita de alvenaria, quais as dimensões?

0,06 = largura x altura x comprimento

- Assumindo largura e comprimento com 0,5m

0,06 = 0,5 x 0,5 x altura

altura = 0,24 = 0,3m

Armazenamento: Dimensionamento

• Oferta de água vs. consumo: qual a relação?

Oferta: 62.000 litros/ano

Consumo potável: 24.000 litros/mês,

288.000 litros/ano

• Previsão de consumo:

% do consumo potável ou estimativa de cálculo?

Armazenamento: Dimensionamento

• % do consumo potável,adotando 35%, 8,4m3 = 8,400 litros/mês

• Estimativa de cálculo• Máquina de lavar:

2 usos/dia x 150litros x 30 dias = 9,000 litros• Vasos sanitários:

5 usos/dia x 10 litros x 5 mor. x 30 dias = 7,500 litros• Limpeza externa / irrigação:

5 minutos x 60 segundos x 0,15 l/s x 30 dias = 1350 litrosTotal: 17,850 litros, no bom senso ± 12,500, ou 415 l/dia

Armazenamento: Rippl

Simulação vs. Rippl

Armazenamento: Prático

Bomba de recalque

Q = Cd / 4 hrs/dia

Q = 0,4 / 4 = 0,1 m3/hr ou 0,4 m3/dia

Altura manometrica:

Altura de succao + altura de recalque + perda de carga

Filtro lento de areia

Caixa elevada

Geralmente armazena pelo menos 2 dias de consumo:

2 x 415 = 830 litros → 1,000 litros

Controle de nível + solenóide


Desinfecção

Ozônio

Gerador de ozônio

Prata coloidal

• Probiotico (elimina patogenos, mas conservamicroorganismos beneficos)

• Atoxico

• Acao bacteriana

• Combate a Candida

• Queimaduras

• Processos dermatologicos

• …

http://www.medicinacomplementar.com.br/tema100105.asp

Hidráulica predial básica

Dicas para distribuição de água

Distribuição de água

Distribuição de água

mm polegadas No. de encanamentos de

15mm (1/2”) com a

mesma capacidade

15 ½” 1

20 ¾” 2,9

25 1 6,2

32 1 ¼” 10,9

40 1 ½” 17,4

50 2” 37,8

60 2 ½” 65,5

75 3 110,5

100 4 189

150 6 527

200 8 1200

Bombeamento de agua semenergia eletrica

Transporte de água – carneiro hidráulico

Carneiro hidráulico10 a 20% de eficiência

Bombea água até 20x a altura original

Transporte de água – Bomba manual

Transporte de água – Roda d’agua

ZM Bombas

Outros usos:MonjoloSerraMoinho…

Transporte de água – Bomba hidráulica

Turbobomba Betta

Transporte de água – Bomba solar

Transporte de água - Catavento

ZM Bombas

Tratamento produtivo de águas servidas(ou efluentes líquidos ricos em matéria orgânica)

Biossistemas Integrados

Ano: 2005

Público atendido: ~550 pessoas

Área total: 5.000 m2

Área útil 2.500 m2

Custo total: R$110,000

Custo individual: R$200/pessoawww.oia.org.br

Vídeo Caxixe

http://www.youtube.com/watch?v=0ZonwU_7Bc8

Integração do Biossistema

Biodigestor

Biofiltro

Zona de raízes

Tq. aguapés

Tq peixes

Tq macrófitas

Fertirrigação

Composteira

Comunidadebiogás

lodo

Talos e folhas

Plantas

Animais mortos

Plantas

Composto

Frutos, alimentos e

lenha

Plantas

Viveiro

$

Recuperacaode areas

degradadasMudas

…

Peixes, patos e

ovos

OIA – O Instituto Ambientalhttp://www.oia.org.br

Guilherme Castagna - [email protected]://fluxusdesignecologico.wordpress.com

Slidesharewww.slideshare.net/guicastagna

• Guia de Sustentabilidade em Meios de Hospedagem Santander (2010)

• Cartilha Manejo Apropriado de Água IPESA (2012)

• Caderno Técnico “Jardins de Chuva”

ABCP / FCTH (2013)

https://www.facebook.com/pages/Fluxus-Design-Ecológico/348851478464125

Livraria Tapioca.Nethttp://livrariatapioca.lojavirtualfc.com.br/