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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - UFMT FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA -
FAET PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA DE EDIFICAÇÕES E AMBIENTAL - PPGEEA
JOSÉ ÁLVARO DA SILVA
DIAGNÓSTICO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO CAMPUS DA FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO
GROSSO EM CUIABÁ COMO SUBSÍDIO A UMA PROPOSTA DE USO RACIONAL DE ÁGUA
CUIABÁ 2015
JOSÉ ÁLVARO DA SILVA
DIAGNÓSTICO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO CAMPUS DA FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO
GROSSO EM CUIABÁ COMO SUBSÍDIO A UMA PROPOSTA DE USO RACIONAL DE ÁGUA
Dissertação apresentada junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso, como requisito para obtenção do Título de Mestre. Área de concentração: Tecnologia Ambiental.
Orientadora: Prof.ª Drª Eliana Beatriz Nunes Rondon Lima
Cuiabá - MT Junho, 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - UFMT FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA - FAET
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE EDIFICAÇÕES E AMBIENTAL - PPGEEA
CERTIFICADO DE APROVAÇÃO
DIAGNÓSTICO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO CAMPUS DA FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO
GROSSO EM CUIABÁ COMO SUBSÍDIO A UMA PROPOSTA DE USO RACIONAL DE ÁGUA
JOSÉ ÁLVARO DA SILVA
Dissertação aprovada em 21 de agosto de 2015
DEDICATÓRIA
À minha mãe, Teutônia Silvana da Silva; meu pai, João Pedro da Silva; meus filhos, Michela
Márcia Camargo da Silva Egues, Rafael Camargo da Silva, Álvaro José Camargo da Silva,
Warley Cesar Ribeiro da Silva, ao meu neto Davi Guilherme da Silva Egues e à minha
companheira Yone Mota Carvalho, que sempre me incentivaram, compreenderam os momentos
de ausência e me serviram de inspiração.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, que me deu saúde e disposição para realizar as atividades do Programa de
Pós-graduação que aqui se encerra.
À minha orientadora Profª Drª Eliana Beatriz Nunes Rondon Lima, que contribuiu pelas
disciplinas ministradas e pelas sugestões para a elaboração desta dissertação.
Aos Professores do Programa de Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental,
pelas disciplinas ministradas e discussões que contribuíram na elaboração deste trabalho.
Aos Professores membros da Banca externo e interno: Professor Dr. Daniel Costa dos Santos
(UFPR), Profª Drª Gersina Nobre de R. C. Junior (UFMT), Professor Dr. Gilson Alberto Rosa
Lima (UFMT), Profª Drª Margarida Marchetto (UFMT), pelas avaliações e sugestões elencadas
na fase de qualificação e pela participação como membros da banca.
Aos colegas de turma, sempre solidários aos trabalhos em grupo, trocas de informações, debates
e discussões no decorrer das atividades.
À Pró-Reitora de Planejamento Profª Drª Elisabeth Aparecida Mendonça Furtado, pelo apoio,
informações e incentivo dado ao longo do curso.
Aos colegas de trabalho e amigos: Paulino Barros, Ailson Varela, Ivan Gabriel, Márcia
Andrade, Guilherme Moura, Adriano Oliveira, Danilo Frederico, Felipe Matos, Heliara Costa
e Valéria Horth, pelas informações e colaborações prestadas.
Ao meu colega Paschoal Gavazza, companheiro de trabalho e das várias horas de estudos pós-
expediente durante todo o mestrado.
À UFMT
RESUMO
O objetivo geral deste trabalho é elaborar um diagnóstico do sistema de abastecimento de água do Campus da UFMT em Cuiabá para permitir a definição de um novo projeto com base no conceito de uso racional de água, utilizando ações tecnológicas e medidas de conservação. A necessidade de economizar água e preservar os recursos hídricos para as gerações futuras tornou-se uma preocupação global e, por recomendação do Ministério da Educação e do Meio Ambiente, foi elaborado o Plano de Logística Sustentável do Campus (PLS), norteado pela Instrução Normativa nº 10/2012 do Ministério do Planejamento Orçamento e Gestão e pelo Manual Verde da Educação para as IFES. Está inserido nesse contexto o sistema de abastecimento de água do Campus. A pesquisa bibliográfica realizada mostra que a preocupação com o uso consciente da água, com a redução das perdas e do consumo é a principal ação para ampliar a capacidade de um sistema de abastecimento de água e garantir a preservação dos recursos hídricos. A metodologia utilizada neste trabalho consiste da elaboração de um diagnóstico do sistema que inclui o levantamento de dados primários, secundários e de uma pesquisa bibliográfica sobre a utilização de peças reguladoras de fluxo e aproveitamento de água de chuvas para embasar a adoção de medidas de conservação e as recomendações do trabalho. Os dados foram organizados, analisados e avaliados para permitir a elaboração de um novo projeto para o sistema de abastecimento de água do campus e de possíveis cenários futuros que poderão ocorrer. O diagnóstico realizado revelou um sistema com um modelo descentralizado, com duas fontes de suprimento de água sendo um manancial superficial (Concessionária) e outro subterrâneo através de quatro poços profundos. A rede de distribuição apresenta vários tipos de materiais, predominando o PVC com 68% e o cimento amianto com 23%, sendo que este com vida útil ultrapassada. A rede apresenta ainda total ausência de cadastro técnico, o que tem provocado constantes rupturas e interrupções no fornecimento de água. A capacidade de reservação instalada é de 1.988,20 m³ e o consumo per capita encontrado é de 60,72 l/hab.dia. Para o novo projeto foi proposto: a manutenção das duas fontes de fornecimento de água; a construção de dois reservatórios centrais para distribuição; a separação do consumo potável do não potável por meio de redes independentes, e a instalação de macro e micro medidores para permitir o balanço hídrico do sistema. Como recomendação, foram propostas, ainda, algumas medidas de conservação como um programa de educação ambiental, um manual de operação e manutenção do sistema, aproveitamento de água de chuva para abastecer vasos e mictórios, aproveitamento da água descartada dos destiladores, dentre outros. Conclui-se que, além das ações tecnológicas e das medidas de conservação recomendadas, é necessário, ainda, a implantação de um Centro de Controle Operacional para monitoramento e controle do consumo, e reforma das instalações elétricas e de automação de todos os recalques individuais existentes. Palavras-chave: Diagnóstico; Uso racional de água; Consumo de água; Medidas de conservação.
ABSTRACT
The aim of this study is to develop a diagnosis of the water supply system of the UFMT campus in Cuiabá to allow the definition of a new project based on the concept of rational use of water, using technological actions and conservation measures. The need to save water and preserve water resources for future generations has become a global concern. Following the recommendation of the Ministry of Education and the Environment, the Campus Sustainable Logistics Plan (PLS) was prepared, guided by the Regulatory Instruction No. 10/2012 of the Ministry of Planning, Budget and Management and by the Green Manual of Education for the IFEs (Federal Institutes of Education). The water supply system of the campus is inserted in this context. The bibliographic research shows that the concern about the conscious use of water, reducing losses and consumption is the main action to expand the capacity of a water supply system and ensure the preservation of water resources. The methodology used in this work consists of the elaboration of a diagnosis of the system, which includes the survey of primary and secondary data, and a bibliographic research on the use of regulatory parts of flow and rain water utilization to support the adoption of conservation measures and the recommendations of the work. Data were organized, analyzed and evaluated to enable the preparation of a new project for the campus water supply system and possible future scenarios that may occur. The diagnosis conducted revealed a system with a decentralized model, with two water supply sources in which one is a superficial source (Supplier) and another one underground through four deep wells. The distribution network has various types of materials, with the predominance of PVC with 68% and asbestos cement with 23%, this one with outdated useful life. The network also shows total lack of technical records, which has led to constant disruptions and interruptions in the water supply. The reserve capacity installed is of 1988.20 cubic meters and the per capita consumption found is 60.72 l / hab.dia. For the new project it was proposed: the maintenance of two sources of water supply; the construction of two main reservoirs for distribution; the separation of drinking and non-drinking water consumption through independent networks installation of macro and micro gauge to allow the water balance of the system. As a recommendation, some conservation measures were proposed such as an environmental education program, a manual for the operation and maintenance of the system, the use of rainwater for toilet flushing and urinals, to reuse water dropped from distillers, among others. We conclude that, in addition to technological actions and conservation measures recommended, it is also necessary to implement an Operational Control Center to monitor and control consumption, and to rewire electrical installations and automation of all existing individual settlements.
Key-words: Diagnosis; Rational use of water; Water consumption; Conservation measures.
LISTA DE FIGURAS
Figura 01: Esquema genérico de um sistema de abastecimento de água
Figura 02: Evolução histórica do indicador de perdas na distribuição (%)
Figura 03: Modelo de filtro para ser instalado na coluna de águas pluviais
Figura 04: Modelo de filtro para ser instalado na entrada de reservatório enterrado
Figura 05: Bacia com caixa acoplada dual flux
Figura 06: Bacia com caixa acoplada de duplo fluxo
Figura 07: Modelo de válvula com descarga dupla
Figura 08: Modelo de válvula com descarga dupla
Figura 09: Vaso com caixa de descarga de duplo fluxo
Figura 10: Caixa de descarga com duplo fluxo
Figura 11: Registro de fecho automático para mictório
Figura 12: Mictório com descarga automática
Figura 13: Mictório com descarga sensorizada
Figura 14: Descarga sensorizada
Figura 15: Torneira com fecho automático
Figura 16: Torneira com sensor
Figura 17: Torneira com fecho automático e arejador
Figura 18: Torneira com arejador
Figura 19: Registro regulador de vazão para chuveiro
Figura 20: Ducha com regulador de vazão
Figura 21: Fluxograma metodológico da pesquisa
Figura 22: Mapa de localização da área de estudo
Figura 23: Área de estudo: Campus da UFMT em Cuiabá
Figura 24: Vista geral do Campus Cuiabá em 1973
Figura 25: Vista geral atual do Campus Cuiabá
Figura 26: Fluxograma metodológico para levantamento de dados primários
Figura 27: Fluxograma metodológico para obtenção dos dados secundários
Figura 28: Fluxograma do diagnóstico realizado no sistema de abastecimento de água do
Campus Cuiabá, 2015
Figura 29: Poço da Fundação UNISELVA
Figura 30: Poço do CCBS
Figura 31: Poço do Centro Cultural
Figura 32: Poço do Zoológico
Figura 33: Rede de cimento amianto com vazamento
Figura 34: Rede de cimento amianto encontrado na obra
Figura 35: Lay out da rede de distribuição de água existente no Campus
Figura 36: Reservatório elevado do IE/IL
Figura 37: Reservatórios elevado do ICHS e Geografia
Figura 38: Reservatório elevado da FAMEV
Figura 39 Reservatório elevado do CCA
Figura 40: Sistema de recalque da Cantina do ICHS
Figura 41: Sistema de recalque do Centro Cultural
Figura 42: Sistema de Recalque da FAET
Figura 43: Sistema de recalque do Bloco F
Figura 44: Instalação elétrica recalque da FAET
Figura 45: Instalação elétrica recalque da FAMEV
Figura 46: Banheiro coletivo da FAECC
Figura 47: Torneira lavatório banheiro da FAECC
Figura 48: Banheiro coletivo do CCA
Figura 49 Válvula descarga convencional no CCA
Figura 50: Banheiro coletivo do Bloco Multiuso
Figura 51: Torneira tipo convencional do Bloco Multiuso
Figura 52: Banheiro coletivo do Bloco F
Figura 53: Torneira tipo convencional do Bloco F
Figura 54: População universitária por classe, 2009-2013
Figura 55: População universitária total, 2009-2013
Figura 56: Consumo médio mensal total de água no Campus (m³/mês)
Figura 57: Consumo médio mensal total de água da Concessionária
Figura 58: Consumo médio mensal total de água dos poços
Figura 59: Consumo mensal de água fornecida pela Concessionária, 2013
Figura 60: Fluxograma da proposta do novo sistema de abastecimento de água do Campus
Cuiabá
Figura 61: Imagem de um modelo de filtro de resina catiônica-abrandador de cálcio e
magnésio
Figura 62: Corte do reservatório de concreto setor I e II
Figura 63: Imagem do reservatório de distribuição setor I e II
Figura 64: Fachada 1 reservatório setor I e II
Figura 65: Fachada 2 reservatório setor I e II
Figura 66: Lay out da nova rede de distribuição de água potável do Campus-Plano Diretor
Figura 67: Lay out da nova rede de distribuição de água potável do Campus-Imagem
Figura 68: Lay out rede distribuição água para prevenção e combate a incêndio no Campus-
Plano Diretor
Figura 69: Lay out rede distribuição água para prevenção e combate a incêndio no Campus-
Imagem
Figura 70: Lay out rede de distribuição de água para irrigação, lavagem de veículos e obras
da UFMT-Plano Diretor
Figura 71: Lay out rede de distribuição de água para irrigação, lavagem de veículos e obras
da UFMT-Imagem
LISTA DE QUADROS
Quadro 01: Parâmetros de efluentes para reuso
Quadro 02: Vazão das peças de consumo
Quadro 03: Medidas de combate às perdas
Quadro 04: Características gerais do Campus
Quadro 05: Fontes de dados e tipos de informações levantadas
Quadro 06: Matriz de impacto no consumo de água no Campus para os cenários previstos
Quadro 07: Comparativo de Economia nas peças de consumo
Quadro 08: Comparativo de economia de água a ser gerada na UFMT
Quadro 09: Diretrizes para substituição das peças de consumo na UFMT
Quadro 10: Fonte de fornecimento de água para a UFMT Campus Cuiabá, para a proposta
apresentada
Quadro 11: Matriz de impacto no consumo de água potável para a população de projeto
Quadro 12: Matriz de impacto financeiro no consumo de água potável para a população de
projeto
LISTA DE TABELAS
Tabela 01: Estimativa média dos consumos domésticos
Tabela 02: Estimativa média dos consumos comerciais e industriais
Tabela 03: Índice de perdas dos prestadores de serviços participantes do SNIS no Brasil em
2013.
Tabela 04: Índice de perdas em alguns países, em 2011
Tabela 05: Consumo per capita recomendado pela FUNASA
Tabela 06: Velocidade e vazões máximas em função do diâmetro
Tabela 07: Ligações domiciliares e hidrômetros no Campus da UFMT em Cuiabá
Tabela 08: Consumo mensal oriundo da Concessionária no Campus Cuiabá no período 2009-
2013
Tabela 09: Informações levantadas junto à Prefeitura do Campus sobre os poços existentes no
Campus da UFMT
Tabela 10: Informações levantadas junto ao SIAGAS sobre os poços existentes no Campus
da UFMT
Tabela 11: Rede de distribuição de água existente no Campus
Tabela 12: Sistema de reservação existente no Campus Cuiabá
Tabela 13: Sistemas de recalques existentes no Campus
Tabela 14: Levantamento de peças e equipamentos de consumo existentes no Campus em
2015
Tabela 15: População do Campus Cuiabá, 2009-2013
Tabela 16: Resumo do consumo per capita médio, 2009-2013
Tabela 17: Custo financeiro com água fornecida pela Concessionária, 2009-2013
Tabela 18:Avaliação do custo financeiro com consumo excessivo, 2009-2013
Tabela 19: Custo financeiro se a fonte fosse somente a Concessionária, 2009-2013
Tabela 20: Diferença de consumo per capita em relação às recomendações bibliográficas
Tabela 21: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada para água potável
Tabela 22: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada na rede de incêndio
Tabela 23: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada na rede de irrigação
Tabela 24: Custo anual estimado com consumo de energia nos sistemas de bombeamento
existentes
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnica
ANA: Agência Nacional de Águas
AWWARF: American Water Works Association Research Foundation
CAB CUIABÁ: Companhia de Águas do Brasil em Cuiabá
CCO: Centro de Controle Operacional
CO2: Gás Carbônico
CCBS: Centro de Ciências Biológicas e de Saúde
CEV: Centro de Exames Vestibulares
CCA: Centro de Ciências Agrárias
CCS: Centro de Ciências Sociais
CAS: Coordenação de Assistência Social
CETESB: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo
CPF: Coordenação de Planejamento Físico
DAE: Departamento de Água e Esgoto
DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio
EPUSP: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
ETA: Estação de Tratamento de Água
FUNASA: Fundação Nacional de Saúde
FAMEV: Faculdade de Medicina Veterinária
FAECC: Faculdade de Administração, Economia e Ciência Contábeis
GPS: Global Positioning System
HOVET: Hospital Veterinário
PEA: Programa de Educação ambiental
IBNET: The international benchmarking network for water and sanitation utilities
IPT: Instituto de Pesquisa Tecnológica
IE: Instituto de Educação
IL: Instituto de Linguagens
ICHS: Instituto de Ciências Humanas e Sociais
IFES: Institutos Federais de Ensino Superior
MS: Ministério da Saúde
MT: Mato Grosso
NBR: Norma Brasileira
ONU: Organização das Nações Unidas
PEAD: Polietileno de Alta Densidade
PLS: Plano de Logística Sustentável
PMSB: Plano Municipal de Saneamento Básico
PNEA: Política Nacional de Educação Ambiental
PPGEEA: Programa de Pós Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental
PNRH: Política Nacional de Recursos Hídricos
PROCEL SANEAR: Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica para
Saneamento
PROSAB: Programa de Pesquisas em Saneamento Básico
PURA: Programa de Uso Racional de Água
PROAD: Pró Reitoria Administrativa
PROPLAN: Pró Reitoria de Planejamento
RU: Restaurante Universitário
Sabesp: Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SIAGAS: Sistema de Informações de Águas Subterrâneas
SNIS: Sistema Nacional de Informações de Saneamento Básico
SEMA: Secretaria Especial do Meio Ambiente
STI: Secretaria de Tecnologia de Informação
SINTUF: Sindicato dos Trabalhadores Técnicos da Universidade Federal
UFMT: Universidade Federal de Mato Grosso
UNEP: United Nations Environment Programme
UFBA: Universidade Federal da Bahia
UFES: Universidade Federal do Espírito Santo
UNESCO: Organização das Nações Unidas para a Educação, Ciência e a Cultura
UNISELVA: Fundação UNISELVA
USP: Universidade de São Paulo
SUMÁRIO AGRADECIMENTOS .......................................................................................................................................... 6 RESUMO ............................................................................................................................................................... 7 ABSTRACT ........................................................................................................................................................... 8 LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................................................... 9 LISTA DE QUADROS........................................................................................................................................ 12 LISTA DE TABELAS ......................................................................................................................................... 13 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ........................................................................................................ 14 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 15
1.1 Objetivos..................................................................................................................................................... 16
1.1.1 Objetivo Geral ...................................................................................................................................... 16
1.1.2 Objetivos Específicos ........................................................................................................................... 17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................................ 19 2.1 Disponibilidade, preservação dos recursos hídricos e Marco Regulatório ................................... 19
2.2 Uso Racional de Água e a Sustentabilidade de um Sistema de Abastecimento ............................ 21
2.2.1 Sistema de abastecimento de água ............................................................................................... 24
2.2.1.1 Alcance do projeto ..................................................................................................................... 25
2.2.1.2 Previsão de crescimento da população .................................................................................... 25
2.2.1.3 Estimativa de consumo ............................................................................................................. 26
2.2.1.4 Consumo per capita .................................................................................................................. 29
2.2.1.5 Dimensionamento das unidades do sistema ............................................................................ 30
2.2.1.5.1 Captação e adução ................................................................................................................ 30
2.2.1.5.2 Vazão de distribuição ........................................................................................................... 31
2.2.1.5.3 Volume de reservação ........................................................................................................... 31
2.2.1.5.4 Sistemas de recalque ............................................................................................................. 32
2.2.1.5.5 Rede de distribuição ............................................................................................................. 34
2.2.1.5.6 Perdas de carga no sistema .................................................................................................. 35
2.2.1.6 Custos com energia em sistemas de bombeamento ................................................................ 35
2.2.2 Monitoramento e controle de consumo e perdas ........................................................................ 36
2.2.3 Aproveitamento de água de chuvas .............................................................................................. 37
2.2.4 Reuso como medida de conservação e redução de consumo ...................................................... 41
2.2.5 Dispositivos de Controle de Fluxo ................................................................................................ 42
2.2.6 Eficiência Hidráulica e Energética ............................................................................................... 47
2.2.6.1 Medidas Gerais de Combate às Perdas de Água e Energia ................................................... 48
3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................................................ 50 3.1 Área de estudo .................................................................................................................................... 51
3.2 Caracterização do sistema: Diagnóstico ........................................................................................... 53
3.2.1 Dados primários ............................................................................................................................. 54
3.2.1.1 Unidades de Produção .............................................................................................................. 55
3.2.1.2 Rede de distribuição .................................................................................................................. 55
3.2.1.3 Reservação ................................................................................................................................. 56
3.2.1.4 Sistemas de recalques individuais ............................................................................................ 56
3.2.1.5 Peças e equipamentos de consumo ........................................................................................... 56
3.2.2 Dados secundários ......................................................................................................................... 57
3.2.2.1 População do Campus ............................................................................................................... 57
3.2.2.2 Consumo de água no Campus .................................................................................................. 57
3.2.2.3 Custo financeiro com água no Campus ................................................................................... 58
3.2.2.4 Operação e manutenção do sistema ......................................................................................... 58
3.3 Avaliação do consumo de água no Campus ..................................................................................... 59
3.4 Avaliação da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de fluxo para redução do consumo ............................................................................................................................................................ 59
3.5 Diretrizes para elaboração da proposta de um novo sistema de abastecimento de água do Campus ............................................................................................................................................................. 59
3.6 Cenários para o sistema de abastecimento de água proposto ........................................................ 60
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................................................................... 62 4.1 Diagnóstico do Sistema de Abastecimento de Água ........................................................................ 62
4.1.1 Fontes de abastecimento................................................................................................................ 64
4.1.2 Rede de distribuição ...................................................................................................................... 67
4.1.3 Reservação ...................................................................................................................................... 69
4.1.4 Sistemas de recalques individuais ................................................................................................ 72
4.1.5 Levantamento das peças de consumo ........................................................................................... 75
4.1.6 População do Campus ................................................................................................................... 78
4.1.7 Consumo de água no Campus ...................................................................................................... 79
4.1.7.1 Consumo per capita de água no Campus ................................................................................ 81
4.1.8 Custos com o consumo de água no Campus ................................................................................ 82
4.1.9 Operação e manutenção do sistema ............................................................................................. 83
4.2 Avaliação do consumo de água no Campus ..................................................................................... 84
4.3 Avaliação da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de fluxo para redução do consumo ............................................................................................................................................................ 86
4.4 Proposta do Novo Sistema de Abastecimento de Água para o Campus Cuiabá .......................... 88
4.4.1 Alcance do projeto ......................................................................................................................... 91
4.4.2 Projeção de crescimento da população universitária ................................................................. 91
4.4.3 Consumo per capita ....................................................................................................................... 92
4.4.4 Captação ......................................................................................................................................... 93
4.4.5 Adução ............................................................................................................................................ 94
4.4.5.1 Tubulação de recalque do poço CCBS .................................................................................... 94
4.4.5.2 Tubulação de recalque do poço Centro Cultural ................................................................... 94
4.4.5.3 Tubulação de recalque do poço Fundação Uniselva ............................................................... 95
4.4.6 Recalques ........................................................................................................................................ 95
4.4.6.1 Potência da bomba submersa do poço CCBS ......................................................................... 95
4.4.6.2 Potência da bomba submersa do poço Centro Cultural ........................................................ 96
4.4.6.3 Potência da bomba submersa do poço Fundação Uniselva ................................................... 96
4.4.7 Tratamento ..................................................................................................................................... 97
4.4.8 Reservação ...................................................................................................................................... 98
4.4.9 Rede de distribuição .................................................................................................................... 102
4.5 Cenário de impacto no consumo de água potável após as medidas recomendadas .................... 106
4.6 Cenário de impacto financeiro com água potável após as medidas recomendadas ................... 108
5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO......................................................................................................... 110 5.1 Recomendações ................................................................................................................................ 110
5.1.1 Implementação de medidas de conservação .............................................................................. 111
5.1.2 Sistemas de recalques individuais .............................................................................................. 111
5.1.3 Implantação do Centro de Controle Operacional ..................................................................... 111
5.1.4 Manual de Operação e Manutenção do Sistema de Abastecimento de Água ......................... 111
5.1.5 Programa de Educação Ambiental ............................................................................................ 112
5.1.7 Outras alternativas para o fornecimento de água potável ....................................................... 113
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................................... 114 6.1 Referências citadas ........................................................................................................................... 114
6.2 Referências consultadas ................................................................................................................... 117
15
1 INTRODUÇÃO
O crescente consumo de água e energia, impulsionado pelo desenvolvimento acelerado
dos países emergentes, vem causando impactos significativos na economia em escala global,
aumentando a preocupação com a preservação dos recursos hídricos e energéticos,
especialmente sua disponibilidade para as gerações futuras. Questões como acesso à energia e
serviços de abastecimento de água fazem parte das necessidades básicas da população. Em
consequência disso, avolumam-se os impactos negativos devido ao mau uso desses recursos,
ocasionados pela ausência de uma gestão eficiente, capaz de visualizar os problemas e buscar
a garantia dos aspectos de sustentabilidade e qualidade da água e de energia fornecida
(GONÇALVES et al, 2009).
Outro aspecto relevante refere-se a mudanças climáticas ocasionadas pelo aquecimento
global, com interferência no regime de precipitação pluviométrica, trazendo impacto direto nos
recursos hídricos disponíveis.
Para Gonçalves et al (2009), a redução das perdas físicas diminui o custo de produção,
reduzindo também o consumo de energia elétrica, de produtos químicos e outros, permitindo a
utilização das instalações existentes para aumentar a oferta, sem necessidade de expansão do
sistema como um todo.
Para Tsutiya (2006), cada sistema de abastecimento de água tem diferentes tipos e níveis
de perdas que podem ser definidos a partir de um diagnóstico e da relação custo benefício. O
autor ressalta que um sistema, por melhor que seja construído e operado, não consegue
funcionar com nível de perda zero.
Apesar da importância do tema sustentabilidade para a sociedade, apenas algumas
universidades em todo o mundo estão enfrentando esse desafio (ADOMSSENT et al, 2008,
apud MARINHO, GONÇALVES e KIPERSTOK, 2013).
A USP, como a maior universidade pública do Brasil, firmou interesse pelo tema em
1997, quando assinou um Convênio com a SABESP, assumindo uma cooperação técnica para
o desenvolvimento de ações de Uso Racional de Água. Em 2001, com a instituição do Programa
Estadual de Uso Racional de Água Potável do Estado de São Paulo, a Reitoria dessa
Universidade emitiu uma Portaria estabelecendo as diretrizes para avaliar e gerenciar o uso da
água nas unidades e órgãos da instituição, objetivando a redução do consumo, mediante ações
de caráter tecnológico e comportamental (SILVA, 2004).
A falta de práticas sustentáveis transmite uma ideia para a sociedade de que as
universidades não valorizam e não são capazes de implementar a sustentabilidade (BEKESSY
16
et al, apud MARINHO, GONÇALVES e KIPERSTOK, 2013). Algumas Universidades como
UFBA, USP e UFES têm desenvolvido programas de uso racional de água, porém, estes não
constituem em rotinas contínuas e abrangentes e tal situação tem sido discutida pelos autores.
Assim, o Governo Federal, com o objetivo de introduzir esses programas de forma mais
contundente nas instituições, emitiu a Instrução Normativa nº 10/2012 do Ministério do
Planejamento, Orçamento e Gestão, que estabelece regras para a elaboração de um Plano de
Gestão de Logística Sustentável na Administração Pública Federal, traz em seu anexo II
sugestões de boas práticas de sustentabilidade e de racionalização de materiais, com relação a
água e esgoto.
A Universidade Federal de Mato Grosso, como instituição promotora do
desenvolvimento de conhecimentos científicos, elaborou em setembro de 2013 o seu Plano de
Logística Sustentável (PLS), que inclui as questões relativas a água considerando as
características do seu sistema.
O diagnóstico do sistema de abastecimento de água do Campus retrata suas condições
físicas e o seu formato como um sistema descentralizado, construído há mais de 40 anos, que
apresenta uma concepção com duas fontes de abastecimento interligadas em diversos pontos da
rede de distribuição e em alguns reservatórios. A rede de distribuição não possui cadastro
técnico, parte da tubulação existente é de cimento amianto e apresenta um traçado contrastante
com o Plano Urbanístico existente. O sistema não possui um plano de operação, manutenção e
controle de perdas, e apresenta um consumo elevado de água demonstrado pelo consumo per
capita encontrado.
As hipóteses norteadoras desta dissertação pressupõem que o sistema existente não
atende às condições de sustentabilidade nas dimensões técnicas e requer a adoção de
tecnologias e práticas de conservação que promovam o uso racional da água na Instituição.
1.1 Objetivos
1.1.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho é elaborar um diagnóstico do sistema de abastecimento
de água do Campus da Fundação Universidade Federal de Mato Grosso em Cuiabá para permitir
a definição de um novo projeto com base no conceito de uso racional de água.
17
1.1.2 Objetivos Específicos
Identificar a situação física e operacional do sistema de abastecimento de água para a
definição de um diagnóstico técnico;
Determinar e avaliar o consumo per capita de água no campus;
Identificar as peças e equipamentos existentes nas unidades acadêmicas e
administrativas e avaliar a potencialidade de utilizar peças reguladoras de fluxo como
medida de conservação ou redução de consumo;
Apresentar proposta de um novo sistema de abastecimento de água para o Campus da
UFMT em Cuiabá, que permite o uso racional de água;
Elaborar cenários considerando alteração nas fontes de produção de água, na concepção
geral do sistema, nas ações tecnológicas e medidas de conservação sugeridas.
Esta dissertação se justifica face à necessidade da Universidade Federal de Mato Grosso
em definir ações que apresentem soluções sustentáveis para os problemas de abastecimento e
fornecimento de água no Campus Cuiabá e que atendam às metas estabelecidas no PLS.
O trabalho traz as informações necessárias sobre o sistema existente que servem de base
para subsidiar a proposta de Uso Racional de Água, visando a redução do consumo de água no
Campus. Dessa forma, atende-se aos objetivos e diretrizes da Política Nacional de Recursos
Hídricos (Lei nº 9.433/97), da Política Nacional de Saneamento Básico (Lei nº 11.445/2007),
da Instrução Normativa nº 10/2012, do Manual Verde da Educação para as IFES e do Programa
de Sustentabilidade.
Acredita-se que a relevância social e ambiental do problema explorado se prende
principalmente às contribuições que a proposta pode trazer no sentido de proporcionar respostas
ou ampliar as formulações teóricas a esse respeito, bem como propor soluções de economia
para a UFMT no que se refere ao consumo de água.
A dissertação apresenta, no capítulo Revisão Bibliográfica, uma abordagem sobre temas
relacionados ao uso racional de água.
O capítulo Materiais e métodos descreve a metodologia utilizada na pesquisa para se
alcançar os objetivos definidos no trabalho. A metodologia inclui o levantamento nas escalas
macro, meso e micro do sistema de abastecimento, com vistas à elaboração de um diagnóstico
da estrutura física e dos problemas operacionais e de gestão dos serviços de água. Descreve a
forma de buscar os dados e informações necessárias para a caracterização do sistema e fazer
uma avaliação do consumo per capita encontrado, da potencialidade do uso de peças
18
reguladoras de fluxo como medida de conservação e redução de consumo e como apresentar a
proposta do novo sistema de abastecimento de água para o Campus. Aborda, ainda, uma
metodologia para construir cenários para o sistema de abastecimento de água proposto.
No Capítulo Resultados e Discussão, o trabalho apresenta o diagnóstico realizado do
sistema de abastecimento (fontes de água, rede de distribuição, reservação, recalques
individuais, peças e equipamentos de consumo), a população, o consumo e o custo com água
no Campus e a forma de gestão, operação e manutenção do sistema. Apresenta, também, uma
avaliação do consumo per capita da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de
fluxo para redução de consumo, uma proposta do novo sistema de abastecimento de água do
Campus, cenários de impacto no consumo e custo financeiro com água potável após as medidas
recomendadas.
O Capítulo Conclusão e Recomendação apresenta análise dos resultados obtidos e as
recomendações necessárias para contribuir no alcance da proposta de Uso Racional de Água no
Campus com relação à nova rede de distribuição, às medidas de conservação, aos sistemas de
recalques individuais, à implantação de um Centro de Controle Operacional, a um manual de
operação e manutenção do sistema, a um Programa de Educação Ambiental, à construção do
espaço físico para abrigar a estrutura organizacional do Plano de Logística Sustentável e outras
alternativas para o fornecimento de água potável ao sistema.
19
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A revisão bibliográfica deste trabalho consiste de temas relacionados ao uso racional de
água como: disponibilidade e preservação dos recursos hídricos, Marco regulatório, sistema de
abastecimento de água, monitoramento e controle de consumo e perdas, aproveitamento de água
de chuvas, reuso, dispositivos de controle de fluxo, eficiência hidráulica e energética.
2.1 Disponibilidade, preservação dos recursos hídricos e Marco Regulatório
Estima-se que atualmente o volume total de água existente na terra seja de 1.386 milhões
de km³, sendo que 97,50% desse volume forma os oceanos e apenas 2,50% corresponde a água
doce e esse volume tem permanecido constante ao longo dos últimos 500 milhões de anos.
Verifica-se que a terra é ocupada predominantemente por água e que a mínima parte ocupada
por água doce é difícil de ser explorada devido à sua distribuição geográfica, uma vez que,
dessa parcela, grande parte se encontra nas calotas polares e geleiras. Os mananciais mais
acessíveis ao consumo das atividades humanas são os volumes de água acumulados nos rios e
lagos de água doce, por isso a grande preocupação (REBOUÇAS; BRAGA; TUNDISI, 1999).
Segundo relatório da Conferência das Nações Unidas sobre água em Mar del Plata
(1977), o objetivo geral do Programa de Proteção da qualidade e do abastecimento dos recursos
hídricos, no que se refere à aplicação de critérios integrados no desenvolvimento, manejo e uso
dos recursos hídricos, previsto na Agenda 21, é:
[...] mantenha uma oferta adequada de água de boa qualidade para toda a população do planeta preservando as funções hidrológicas, biológicas e químicas dos ecossistemas, adaptando as atividades humanas aos limites da capacidade da natureza e combatendo vetores de moléstias relacionadas com a água.
Ainda, segundo a Conferência de Mar del Plata (1977), para o desenvolvimento e
manejo integrado dos recursos hídricos, todos os Estados devem implementar atividades para
melhorar o manejo integrado dos recursos hídricos, como: integrar medidas de proteção e
conservação de fontes potenciais de abastecimento de água doce; promover planos de uso
racional de água por meio de conscientização pública, programas educacionais e imposições de
tarifas; desenvolver fontes novas e alternativas de abastecimento de água; promover a
conservação de água por meio de planos melhores e mais eficientes de aproveitamento de água
e de minimização de desperdício pelos consumidores.
20
Na discussão do tema “A água e o desenvolvimento urbano sustentável”, a Conferência
das Nações Unidas em Mar del Plata (1977) alertou que no início deste século mais da metade
da população mundial estaria vivendo em zonas urbanas e até 2025 chegará a 60%, que somados
ao eminente crescimento industrial irá prejudicar ainda mais a proteção ambiental dos recursos
hídricos existentes próximo aos grandes centros urbanos. Será necessário dispensar atenção
especial aos efeitos crescentes da urbanização sobre a demanda, o consumo de água e ao papel
decisivo desempenhado pelas autoridades locais na gestão do abastecimento, uso e tratamento
de agua, em especial nos países em desenvolvimento.
Segundo Brito, Silva e Porto (2007), na Conferência das Nações Unidas sobre o meio
ambiente e desenvolvimento, realizada no Rio de Janeiro em 1992 (ECO 92), firmou-se o
compromisso entre as 178 nações participantes de um novo padrão de desenvolvimento
sustentável por meio da Agenda 21, que estabeleceu as seguintes ações de mobilização da
população sobre as práticas de gestão da água: desenvolvimento e manejo integrado dos
recursos hídricos, avaliação dos recursos hídricos, proteção dos recursos hídricos, da qualidade
da água e dos ecossistemas aquáticos, abastecimento de água potável e saneamento, água e
desenvolvimento urbano sustentável, água para produção sustentável de alimentos e
desenvolvimento rural sustentável e impactos da mudança do clima sobre os recursos hídricos.
A gestão dos recursos hídricos no Brasil é assegurada pela legislação federal visando à
fundamentação, orientação e implementação dessa Política. A Política Nacional de Recursos
Hídricos (PNRH), estabelecida pela Lei nº 9.433/97, tem o seguinte objetivo geral, construído
com base em um amplo processo de mobilização social:
"Estabelecer um pacto nacional para a definição de diretrizes e políticas públicas voltadas para a melhoria da oferta de água, em quantidade e qualidade, gerenciando as demandas e considerando ser a água um elemento estruturante para a implementação das políticas setoriais, sob a ótica do desenvolvimento sustentável e da inclusão social".
A PNRH em seu Artigo 2º estabelece os seguintes objetivos:
Assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequadas aos respectivos usos; a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável; a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.
Os objetivos de uma política de recursos hídricos devem alcançar e manter padrões
desejáveis de sustentabilidade e estabelecer mecanismos de convivência com a vulnerabilidade
de cada região (VIEIRA; GONDIN FILHO, 2006).
21
A escassez de água nos centros urbanos do mundo inteiro tem trazido sérios problemas
aos governos que, na elaboração de seus planos, não levam em consideração possíveis
mudanças climáticas que podem ocorrer, a degradação eminente das bacias hidrográficas, o
crescimento demográfico desordenado, muitas vezes exorbitante, em especial nas regiões
metropolitanas, que, por sua vez, acabam poluindo as fontes de abastecimento existentes. Esses
fatores quase sempre contrariam as recomendações das normas.
Gonçalves, et al (2009) chamavam atenção para o relatório da ONU (UNEP, 2002) que
descrevia a possibilidade de ocorrência de situações catastróficas na Região Sudeste e Nordeste
do Brasil, caso não ocorresse a implementação de programas de conservação e uso racional dos
recursos hídricos disponíveis, tendo em vista a grande concentração demográfica e pouca
disponibilidade hídrica.
Segundo Telles e Costa (2010), o crescimento populacional, associado aos processos de
degradação dos mananciais, vem ocasionando sérios problemas de escassez quantitativa e
qualitativa de água para abastecimento público, gerando sérios conflitos de uso, até mesmo em
regiões com grande potencial hídrico. É um problema mundial que tem despertado a
preocupação de todos com relação aos recursos hídricos para o futuro do planeta. Dessa forma,
as características potenciais de água doce brasileira devem ser vistas como um capital ecológico
de estimável importância e como um fator fundamental ao desenvolvimento sócio econômico
sustentado. Telles e Costa (2010) observa que no Brasil o que falta não é água, mas determinado
padrão cultural e melhor desempenho dos governos, da sociedade organizada, das ações
públicas e privadas promotoras do desenvolvimento econômico. Daí a necessidade de se pensar
no reuso como medida de conservação e redução do consumo.
2.2 Uso Racional de Água e a Sustentabilidade de um Sistema de Abastecimento
O Uso Racional de Água objetiva o controle da demanda mediante a redução do
consumo, preservando a quantidade e a qualidade da água para as diferentes atividades
consumidoras (GONÇALVES; ALVES; ZANELLA, 2006). O uso racional da água busca a
otimização da demanda a partir da utilização de uma menor quantidade de água para o
desenvolvimento das atividades, sem o comprometimento da qualidade (SILVA, 2004).
Para Cheung et al (2009), uso é o emprego da água promovido pela ação humana,
podendo ser consuntivo (usos urbanos e rural) e não consuntivo (hidrelétrica, navegação,
recreação, lazer, etc.).
22
Segundo o WUCB (1999), apud Gonçalves et al (2006), conservação de água pode ser
definida como qualquer ação que: reduza a captação de água dos mananciais, reduza os usos
consuntivos, reduza o desperdício ou as perdas de água, aumente a eficiência do uso da água,
aumente a reciclagem ou o reuso e previna a poluição da água.
Para Gonçalves e Jordão (2006), os programas de conservação de água potável devem
ser implantados pelas instituições responsáveis pelos serviços de saneamento básico e a gestão
dos recursos hídricos deve ser permanente em todas as esferas, porque, além de economizar
água, economiza energia, garante menor produção de esgoto sanitário e protege os mananciais
de água.
De acordo com Cheung et al (2009), consumo é a somatória do consumo efetivo mais
as perdas e o desperdício.
Consumo efetivo é a quantidade de água utilizada pelo homem na consecução de
determinado uso, levando em consideração a tecnologia associada e as condições culturais do
usuário, o que classifica se o uso é eficiente ou ineficiente.
Perdas refere-se ao volume de água referente à diferença entre o volume fornecido ao
sistema e o consumo autorizado (faturado).
Desperdício é o volume de água correspondente às perdas evitáveis, portanto,
claramente ligada à consciência ambiental do usuário.
Para Cohim et al (2009), a medição de consumo deve ser o mais setorizada possível, de
forma que os usuários tenham condições de acompanhar e controlar seus gastos de água.
Para a UNESCO (2005), sustentabilidade refere-se às maneiras de se pensar o mundo e
as formas de prática pessoal e social que levam a: indivíduos com valores éticos, autônomos e
realizados; comunidades construídas em torno de compromissos coletivos, tolerância e
igualdade; sistemas sociais e instituições participativas, transparentes e justas, e práticas
ambientais que valorizem e sustentem a biodiversidade e os processos ecológicos de apoio à
vida.
Desenvolvimento sustentável, segundo o relatório Brundtland (ONU, 1987), é a
capacidade de atender às necessidades atuais sem comprometer o atendimento às necessidades
das gerações futuras.
A crescente falta de água nos grandes centros urbanos torna necessária a busca de
soluções para garantia de abastecimento por meio da utilização de fontes alternativas de água
ou de tecnologias que visam reduzir o consumo de água nos equipamentos sanitários das
edificações (SCHMIDT et al, 2005).
23
Para Cohim et al (2009), a forma de gerir os recursos hídricos buscando a adequação da
demanda à oferta e levando em consideração os aspectos econômico, social e ambiental,
fazendo uso dos preços e de restrições quantitativas, é uma estratégia para buscar a
sustentabilidade do sistema. A sustentabilidade de um sistema de abastecimento requer
inovações, tanto comportamental quanto tecnológicas.
A estimativa dos volumes envolvidos nas atividades relacionadas com o uso da água
pode ser identificada a partir de um levantamento em campo, sendo possível realizar, na
sequência, uma avaliação técnica para a especificação dos equipamentos economizadores a
serem previstos nos pontos de consumo de água (YWASHIMA et al, 2005).
As Universidades têm sido obrigadas a assumirem um papel de liderança e
responsabilidade social para o desenvolvimento sustentável por meio de Declarações
Internacionais assinadas por IFES (MARINHO; GONÇALVES; KIPERSTOK, 2013).
De acordo com Marinho, Gonçalves, Kiperstok (2013), a comparação entre consumo
per capita nas Universidades do mundo inteiro é difícil de ser realizada porque a variação é
muito grande, devido à diferenciação de atividades e sua magnitude e a falta de controle,
operação e manutenção. A falta de vontade, determinação e comprometimento por parte dos
pares membros da instituição tem levado à dificuldade de implementação de um sistema de
gestão nas universidades (MARINHO; GONÇALVES; KIPERSTOK, 2013).
O Governo Federal, por meio da FUNASA, financia a implantação, ampliação e
melhorias em sistemas de abastecimento de água potável e exige a inclusão de programas que
visem à sustentabilidade dos sistemas. O destaque, neste caso, seria com a educação ambiental
que irá contribuir efetivamente na formação e no desenvolvimento da consciência crítica do
cidadão, estimulando a participação, o controle social e sustentabilidade socioambiental,
utilizando, entre outras estratégias, a mobilização social, a comunicação educativa e informativa
e a formação permanente.
No estado de Mato Grosso, a Secretaria Especial de Meio Ambiente (SEMA), mediante
roteiros para elaboração de projetos de licenciamento ambiental, exige que todos os projetos de
implantação, ampliação e melhorias em sistemas de abastecimento de água sejam submetidos
a análise e aprovação para liberação de outorga da água necessária para suprir a demanda, seja
no caso de captação superficial ou subterrânea. Tal procedimento também é exigido para
descarga de efluente de esgoto tratado em corpo receptor na chamada outorga de mistura, tanto
para esgoto doméstico como industrial e tem a finalidade de garantir a preservação quantitativa
e qualitativa dos recursos hídricos existentes.
24
2.2.1 Sistema de abastecimento de água
A concepção de um sistema de abastecimento de água é o conjunto de estudos e
conclusões referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros e definições
necessárias e suficientes para a caracterização completa do sistema a projetar (TSUTIYA,
2006). Para este autor, o estudo de concepção deve ser precedido de um diagnóstico técnico e
ambiental do sistema. A análise das alternativas propostas deve ser efetuada a partir de um
estudo técnico, econômico e ambiental. A análise ambiental deve identificar e avaliar os
principais impactos inerentes a cada alternativa estudada. Um sistema de abastecimento de água
do tipo convencional é composto pelas seguintes unidades: captação instalada no manancial
selecionado, adutora de água bruta, estação de tratamento, estação elevatória de água tratada,
adutora de água tratada, reservatórios, rede de distribuição e ligações domiciliares (TSUTIYA,
2006), conforme esquema genérico apresentado na figura 01.
Figura 1: Esquema genérico de um sistema de abastecimento de água
Fonte: Manual de Saneamento Básico da FUNASA (2012)
Segundo Gomes (2004), a necessidade de água requerida ao sistema de abastecimento
corresponde à demanda de consumo (incluído as perdas), para os múltiplos usos, quantificados
ao longo do alcance do projeto, que, por sua vez, dependerá da estimativa do consumo per
capita da população, dos tipos de consumo, levando-se em consideração o aumento da
população durante o período de retorno do projeto e das perdas físicas de água do sistema de
distribuição. Para isso, é necessário o estudo dos seguintes aspectos: alcance do projeto,
previsão de crescimento da população, estimativa dos consumos, estimativas das perdas e
variações do consumo.
25
2.2.1.1 Alcance do projeto
No Brasil, segundo Gomes (2004), costuma-se adotar um período de retorno variando
entre 10 e 30 anos, levando em consideração os seguintes fatores: tendência de crescimento da
população e das necessidades urbanas, levando-se em conta o desenvolvimento da região; vida
útil dos equipamentos e das obras civis; facilidade de ampliação das obras físicas;
disponibilidade financeira; taxa de juro e de aumento da inflação; recursos financeiros da
população atendida.
Para Porto e Porto, (2014), a água é um fator importante na resiliência das cidades, tanto
por falta como por excesso, e o alcance das obras ou equipamentos pode ser determinante na
definição de um sistema resiliente. Para eles, a recuperação de determinada estrutura num
sistema de abastecimento de água ou sua ampliação não tem como objetivo principal apenas
aumentar a oferta de água, mas também de diminuir a vulnerabilidade do sistema.
Segundo Alvisi e Franchini (2009), com o envelhecimento das tubulações que compõem
um sistema de abastecimento de água, as suas características mecânicas sofrem deterioração e
diminuição de sua resistência estrutural, resultando em um aumento no número de quebras.
Atualmente, no Brasil, as maiores deficiências dos sistemas de abastecimento estão
relacionadas, principalmente, à deterioração dos sistemas mais antigos, especialmente as redes
de distribuição de água (Martins e Sobrinho, (2005).
O envelhecimento e a reabilitação das tubulações de distribuição de água também
influenciam nas perdas devido às rupturas nas tubulações de distribuição de água, que, por sua
vez, aumentam na medida em que os sistemas de distribuição tornam-se mais velhos. Porém,
tendem a diminuir conforme os sistemas são reabilitados (ALVISI E FRANCHINI, 2009).
2.2.1.2 Previsão de crescimento da população
Segundo Gomes (2004), a previsão do crescimento populacional de uma localidade
depende de vários fatores, que, por sua vez, dependem de aspectos econômicos, sociais e
políticos, o que torna a previsão complexa. De modo geral, os métodos utilizados são
fundamentados em dados estatísticos anteriores à elaboração do projeto, e a expressão que
melhor representa o crescimento populacional de uma comunidade por evidenciar os fatores
intervenientes no crescimento é representada pela fórmula:
𝑃 = 𝑃0 + (𝑁 − 𝑀) + (𝐼 − 𝐸) (01)
Onde:
26
𝑃: população na data t;
𝑃0:população na data to;
𝑁: nascimentos (no período to a t);
𝑀: óbitos no período;
𝐼: imigrantes no período;
𝐸: 𝑒𝑚𝑖𝑔𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑛𝑜 𝑝𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜;
(𝑁 − 𝑀)crescimento vegetativo ou saldo vegetativo no período;
(𝐼 − 𝐸): crescimento social ou saldo migratório no período.
Ainda de acordo com Gomes (2004), os modelos matemáticos mais aplicados são:
modelo aritmético, geométrico, ajustamento linear, equação da curva de potência, equação
exponencial e equação logarítmica.
2.2.1.3 Estimativa de consumo
Segundo Gomes (2004), o consumo de agua varia de região para região, de acordo com
diversos fatores: clima, padrão de vida, hábitos da população, sistema de distribuição, qualidade
da água fornecida, custo da água, pressão na rede de distribuição, extensão do serviço de esgoto,
extensão das áreas pavimentadas, extensão das áreas de jardins, continuidade do serviço, usos
comerciais, usos industriais, usos públicos, frequência de incêndio, perdas no sistema, outros
fatores, conforme cada tipo de uso ou situação.
a) Água para uso doméstico: é a parcela de água consumida nas habitações
para fins higiênicos, potáveis e alimentares e para lavagem em geral, variando de acordo
com o nível de vida do habitante. A tabela 01 apresenta o intervalo de consumo per
capita doméstico para cada atividade de uma residência no Brasil.
Tabela 01: Estimativa média dos consumos domésticos
Uso doméstico l/hab/dia Bebida e cozinha 10 – 20 Lavagem de roupa 10 – 20 Banhos e lavagens de mãos 25 – 55 Instalações sanitárias 15 – 25 Outros usos 15 – 30 Perdas e desperdícios 25 -50
TOTAL 100 - 200 Fonte: Sistemas de abastecimento de água (GOMES, 2004).
b) Água para uso comercial e industrial: Comercial é a parcela de água utilizada
pelos restaurantes, bares, hotéis, pensões, postos de gasolina e garagens, onde se
27
manifestam um consumo muito superior ao das residências. Industrial é a parcela
utilizada como matéria-prima ou para lavagens e refrigeração, que também apresentam
consumo muito superior ao das residências. A tabela 02 apresenta alguns valores
utilizados para previsão de consumo em edifícios comerciais e industriais no Brasil.
Tabela 02: Estimativa média dos consumos comerciais e industriais
Natureza Consumo Escritórios comerciais 50 l/pessoa/dia Restaurantes 25 l/refeição Hotéis, pensões 10 l/hóspede/dia Lavanderias 30 l/kg/roupa Hospitais 250 l/leito/dia Garagens 50 l/automóvel/dia Postos de serviços para veículos 150 l/veículo/dia Industrias (uso sanitário) 70 l/operário/dia Matadouros – animais de grande porte 300 l/cabeça abatida Matadouros – animais de pequeno porte 150 l/cabeça abatida Laticínios 1 – 5 l/kg de produto Curtumes 50 – 60 l/kh de couro Fábrica de papel 100 – 400 l/kg de papel Tecelagem (sem alvejamento) 10 – 20 l/kg de tecido Laminação do aço 85 l/kg de aço Industria têxtil 1000 l/kg de tecido Saboarias 2 l/kg de sabão Usinas de açúcar 75 l/kg de açúcar Fábrica de conservas 20 l/kg de conserva Cervejarias 20 l/litro de cerveja
Fonte: Sistemas de abastecimento de água (GOMES, 2004).
c) Água para uso público: é a parcela de água utilizada na irrigação de jardins,
lavagem de ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, alimentação de fontes,
etc. A água para uso público tem um peso que varia entre 10 e 20% em relação ao
consumo total de uma cidade.
d) Perdas de água: as perdas físicas correspondem à agua produzida e distribuída
que não chega à unidade consumidora, devido a vazamentos, ao uso da água utilizada
na lavagem dos filtros e reservatórios, e aos vazamentos que ocorrem em reparos de
avarias. As perdas não físicas correspondem ao volume de água utilizada nos chafarizes,
na irrigação de praças, jardins públicos, órgãos públicos que não possuem medidores e
a água consumida a partir de ligações clandestinas. A estimativa do consumo necessário
ao sistema de abastecimento de água deve levar em consideração o percentual das perdas
físicas e não físicas (GOMES, 2004). A tabela 03 apresenta o índice de perdas na
distribuição dos prestadores de serviços participantes do SNIS em 2013, segundo estado
e região no Brasil.
28
Tabela 03: Índice de perdas dos prestadores de serviços participantes do SNIS no Brasil em 2013.
Prestadora de serviços Índice de perdas (%)
Região Norte 50,80 ACRE 55,90 AMAZONAS 47,00 AMAPÁ 76,50 PARÁ 48,90 RONDÔNIA 52,80 RORAIMA 59,70 TOCANTINS 34,30
Região Nordeste 45,00 ALAGOAS 46,10 BAHIA 41,60 CEARÁ 36,50 MARANHÃO 37,80 PARAIBA 36,20 PERNAMBUCO 53,70 PIAUI 51,80 RIO GRANDE DO NORTE 55,30 SERGIPE 59,30
Região Sudeste 33,40 ESPIRITO SANTO 34,40 MINAS GERAIS 33,50 RIO DE JANEIRO 30,80 SÃO PAULO 34,30
Região Sul 35,10 PARANÁ 33,40 RIO GRANDE DO SUL 37,20 SANTA CATARINA 33,70
Região Centro Oeste 33,40 DISTRITO FEDERAL 27,30 GOIAS 28,80 MATO GROSSO DO SUL 32,90 MATO GROSSO 47,20
Média do Brasil 37,00 Fonte: FUNASA, Redução de perdas em sistemas de abastecimento de água, SNIS (2013).
De acordo com relatório da ABES publicado em 2013 sobre perdas em sistemas de
abastecimento de água este é um dos principais indicadores de eficiência de um sistema, e no
Brasil a média geral está próxima de 40% e é um dos grandes desafios dos operadores
brasileiros públicos e privados. O nível de perdas passou de 45,6% em 2004 para 38,80% em
2011, mais ainda é preocupante porque a maioria das empresas não medem suas perdas de água,
de maneira consistente.
A figura 02 mostra as perdas sobre o faturamento das empresas estaduais no Brasil de acordo com informações do SNIS (2011) publicada pela ABES em 2013.
29
Figura 02: Evolução história do indicador de perdas na distribuição (%)
Fonte: SNIS, apud relatório da ABES, (2013).
A tabela 04 apresenta o índice de perdas em alguns países em 2011, de acordo com o
IBNET (The international benchmarking network for water and sanitation utilities), onde não
estão incluídos países como Japão, Canadá e Inglaterra, que normalmente apresentam baixo
índice de perdas.
Tabela 04: Índice de perdas em alguns países em 2011
País Índice de Perdas (%) AUSTRÁLIA 7,00 ESTADOS UNIDOS 13,00 CORÉIA 17,00 CHINA 22,00 RUSSIA 23,00 MÉXICO 24,00 VIETENÃ 31,00
Fonte: The international benchmarking network for water and sanitation utilities (IBNET), 2015.
Ainda de acordo com o relatório da ABES, quando se compara o Brasil com países desenvolvidos, é notável a distância, confirmado com os valores apresentados na tabela anterior.
2.2.1.4 Consumo per capita
Para Gomes (2004), consumo per capita total é o volume de água consumida por dia,
por um habitante, incluindo a parcela relativa às perdas no sistema. Pode ser encontrado
dividindo-se o volume de água aduzida anualmente por 365 dias e pelo número de pessoas
atendidas. Neste caso, deve ser considerada a parcela de pessoas não abastecidas pelo sistema,
pela falta de rede de distribuição e pelo uso particular de outras fontes de água. No consumo
30
per capita efetivo é considerado apenas o volume registrado nos medidores individuais. Ou seja,
outros usos e as perdas em outras unidades do sistema não são considerados.
Gomes (2004) cita alguns fatores que afetam o consumo de água nas comunidades,
reforçados por Gonçalves et al (2006): tamanho da cidade, suas características, nível social da
população, tipo e quantidade de indústrias, clima, hábitos higiênicos, destino dos dejetos,
modalidade e qualidade do fornecimento, custo da água, pressão na rede de distribuição, nível
de consciência e educação dos usuários, escassez ou abundância de água.
O sistema de abastecimento de água deve ser dimensionado para as condições mais
desfavoráveis, e por essa razão em projetos de abastecimento de água se utiliza os coeficientes
do dia de maior consumo (K=1,20) para dimensionar a capacidade da captação e adução e na
rede de distribuição incluí também o coeficiente da hora de maior consumo (K2=1,50),
recomendados pela NBR-12.218/94 da ABNT.
No Brasil, o Manual de apresentação de projetos de sistemas de abastecimento de água
da FUNASA (2007), recomenda os valores apresentados na tabela 05 para efeito de cálculo da
vazão de projeto, para o período de retorno considerado.
Tabela 05: Consumo per capita recomendado pela FUNASA
População de fim de plano (habitantes) Consumo per capita (litro/hab. dia) < 6.000 De 100 a 150
6.000 - 30.000 De 150 a 200 30.000 - 100.000 De 200 a 250
> 100.000 De 250 a 300 Fonte: manual de projetos da FUNASA (2007).
2.2.1.5 Dimensionamento das unidades do sistema
2.2.1.5.1 Captação e adução
O cálculo da vazão máxima diária de dimensionamento da captação e adução é feita
pela seguinte fórmula, recomendada pela NBR-12.213/92, por Gomes (2004), Tsutiya (2006):
𝑄 =𝑃 ∗ 𝑞
3600 ∗ ℎ∗ 𝐾1
(2)
Onde:
𝑄: vazão máxima diária em l/s
𝑃: população a ser abastecida pelo projeto
𝑞: consumo per capita em l/hab/dia
ℎ: número de horas de funcionamento do sistema de recalque
31
𝐾1: coeficiente do dia de maior consumo
Para Tsutiya (2006), a vazão de captação pode ser calculada a partir da seguinte fórmula:
𝑄 =𝑃∗𝑞∗𝐾1
3600∗ℎ+ 𝑄𝑒𝑠𝑝, (3)
Onde:
𝑄𝑒𝑠𝑝 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
2.2.1.5.2 Vazão de distribuição
A vazão de distribuição é calculada levando em consideração a situação mais crítica, ou
seja, o coeficiente da hora de maior consumo, pela seguinte fórmula, recomendada pela NBR-
12.218/94:
𝑄 =𝑃 ∗ 𝑞
3600 ∗ ℎ∗ 𝐾1 ∗ 𝐾2
(4)
Onde: 𝐾2 é o coeficiente da hora de maior consumo e o tempo de fornecimento de água
(ℎ) é considerado igual a 24 horas.
2.2.1.5.3 Volume de reservação
De acordo com Tsutiya (2006), a capacidade do reservatório de distribuição será
calculada levando em consideração os fatores e finalidades descritas a seguir:
a) Regularizar a vazão: receber uma vazão constante, igual à demanda média do
dia de maior consumo de sua área de influência, acumular água durante as horas em que
a demanda é inferior à média e fornecer as vazões complementares quando a vazão de
demanda for superior à média;
b) Segurança ao abastecimento: fornecer água por ocasião de interrupções no
funcionamento normal da adução, como consequência da ruptura da adutora,
paralisação da captação ou estação de tratamento, falta de energia elétrica, etc.;
c) Reserva de água para incêndio: suprir vazões extras para o combate a incêndio;
d) Regularizar pressões: a localização dos reservatórios de distribuição pode influir
nas condições de pressão da rede, principalmente reduzindo as variações de pressões;
e) Bombeamento fora do horário de pico elétrico: o reservatório permite que se faça
o bombeamento de água fora do horário de pico elétrico, diminuindo sensivelmente os
custos de energia elétrica;
32
f) Aumento no rendimento dos conjuntos elevatórios: com os valores de altura
manométrica e vazão aproximadamente constante, os conjuntos motor-bomba poderão
aperar próximo ao seu ponto de rendimento máximo.
De acordo com a NBR-12.218/94 da ABNT, não existindo dados suficientes para traçar
a curva de variação diária do consumo, o volume mínimo armazenado necessário será
determinado de acordo com um dos seguintes critérios:
a) Para adução contínua durante 24 horas do dia, o volume armazenado será igual
ou maior que 1/3 do volume distribuído no dia de maior consumo;
b) Para adução descontinua e em um só período coincidindo com o período do dia
em que o consumo é máximo, o volume será igual ou maior que 1/3 do volume
distribuído no dia de maior consumo, ou maior ou igual que o produto da vazão média
do dia de consumo máximo, pelo tempo em que a adução permanecerá inoperante nesse
dia;
c) A adução, sendo descontínua ou sendo contínua, não coincidindo com o período
do dia em que o consumo é máximo, o volume armazenado será igual ou maior que 1/3
do volume distribuído no dia de consumo máximo acrescido do produto da vazão média
do dia de maior consumo pelo tempo em que a adução permanecerá inoperante nesse
dia.
Para Tsutiya (2006), dependendo da extensão da área a ser abastecida, pode tornar-se
econômico criar vários centros de reservação, cada um deles abastecendo uma rede ou um setor
de forma independente (setorização do sistema de distribuição).
O volume de reservação para um sistema de abastecimento de água do tipo
convencional, de modo geral, é calculado para o dia de maior consumo, considerando um terço
do volume máximo diário necessário, a partir da seguinte fórmula:
𝑄 = (𝑃 ∗ 𝑞 ∗ 𝐾1)/3 (5)
Onde todos os parâmetros referentes à equação já foram definidos anteriormente.
Quando se projeta reservatório enterrado ou apoiado e elevado, a Norma recomenda que
seja considerado 2/3 do volume máximo diário para o reservatório apoiado ou enterrado e 1/3
para o reservatório elevado.
2.2.1.5.4 Sistemas de recalque
O sistema de recalque é composto por um conjunto moto bomba, tubulação de sucção,
tubulação de recalque e quadro de comando que inclui a automação de funcionamento do motor.
33
Normalmente é especificado ou proposto um conjunto moto bomba de reserva ou para
funcionar alternadamente.
A automação do sistema de bombeamento pode ser definida de diversas formas. A mais
usual propõe o acionamento do motor toda vez que o nível de água do reservatório elevado ou
a unidade a ser abastecida atingir o ponto mínimo e o seu desligamento quando atingir o nível
máximo. Esse sistema pode também ser programado para funcionar nas horas em que a taxa de
energia elétrica é menor (fora do horário de pico de fornecimento de energia).
O dimensionamento da tubulação de recalque pode ser efetuado pela fórmula de Bresse:
𝐷 = 𝐾√𝑄 (6)
Onde:
𝑄: 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒;
𝐷: 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒;
𝐾: 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐵𝑟𝑒𝑠𝑠𝑒 (𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 0,90 𝑎 1,20).
O coeficiente varia em função da velocidade econômica do escoamento que é
determinada pela equação:
𝐾 = √4
𝜋 ∗ 𝑣
(7)
Onde:
𝑣 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑒𝑐𝑜𝑛ô𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑜 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
Tsutiya (2006) recomenda a equação da continuidade para se calcular a velocidade
econômica de escoamento e para o diâmetro econômico as seguintes análises:
Análise econômica através do critério do valor presente, considerando a taxa
de desconto praticado;
Considerar todos os custos de implantação da obra de recalque (bombas,
adutora, implementos hidráulicos e outros).
Para o diâmetro de sucção é recomendado utilizar um diâmetro comercial
imediatamente superior.
Para o funcionamento do sistema por um determinado número de horas por dia a NBR-
5626/98, recomenda a utilização da seguinte fórmula:
𝐷 = 1,3 ∗ (𝑛′
24)
0,25
∗ √𝑄 (8)
Onde:
34
𝐷: 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒;
𝑛′: 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜;
𝑄: 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒.
O cálculo da potência do motor absorvida pela bomba é feita pela seguinte fórmula,
recomendada pela NBR-12.214/92, utilizando bomba de alto rendimento:
𝑃 =𝛾 ∗ 𝑄 ∗ 𝐻𝑚
75𝜂
(9)
Onde:
𝑃: 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑒𝑚 𝑐𝑣;
𝛾: 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎.
𝑄: 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑒𝑚 𝑚³/𝑠
𝐻𝑚: 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑚 𝑚;
𝜂: 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎.
2.2.1.5.5 Rede de distribuição
A rede de distribuição é a unidade do sistema que tem a finalidade de conduzir a água
do reservatório até as ligações domiciliares, hidrantes, chafarizes e outros tipos de tomada de
água, com vazão e pressão suficiente e com a qualidade necessária. O seu dimensionamento,
de acordo com a NBR-12.218/94, pode ser feito de duas maneiras:
Considerando a forma malhada onde se determina inicialmente a vazão total para
o setor a ser atendido, a numeração e o carregamento do nó (cota topográfica, vazão
para a área de abrangência do nó), a numeração dos trechos do anel, a vazão inicial
estimada por trecho, a pressão disponível inicial para abastecimento da rede, para em
seguida efetuar o dimensionamento dos trechos mediante programas específicos e a
pressão disponível em cada nó. Um dos métodos utilizados para este tipo de
dimensionamento é o de Hardy Cross. No dimensionamento pelo critério econômico se
estabelece inicialmente o diâmetro máximo (≤ 500 mm) e mínimo (= 50 mm), a
velocidade máxima (≤ 3,0 m/s) e mínima (= 0,50 m/s), a pressão máxima (≤ 80 m.c.a.)
e mínima (= 15 m.c.a.), a soma das vazões nos Nó ≤ 0,001 e a soma das perdas de carga
nos Nó ≤ 0,001. A NBR-12.218/94 recomenda diâmetro nominal mínimo para a rede
principal na forma malhada igual ou superior a 100 mm.
Considerando a forma segmentada, o dimensionamento é feito pelo método do
seccionamento fictício ou distribuição em marcha. Para tanto, é necessário calcular a
35
vazão total do setor, determinar a pressão disponível inicial, as cotas topográficas de
montante e jusante de cada trecho, a vazão linear, a vazão de montante e jusante de cada
trecho, a vazão média de cada trecho que irá determinar o diâmetro necessário, as perdas
de cargas em cada trecho, para finalmente se calcular a pressão disponível em cada
ponto da rede. A NBR-12.218/94 recomenda pressão mínima na rede secundária de
10,00 m.c.a, e na rede principal de 15,0 m.c.a. A antiga PNB 594/77 da ABNT admitia
a pressão mínima de 8 m.c.a. em até 5% da área da zona de pressão.
O diâmetro das tubulações pode ser definido nas planilhas de dimensionamento em
função da vazão média de cada trecho e dos valores de velocidades e vazões máximas em
função do diâmetro, recomendado por Martins (1976), apud Tsutiya (2006), na tabela 06 a
seguir.
Tabela 06: Velocidades e vazões máximas em função do diâmetro. Diâmetro (mm) Velocidade máxima (m/s) Vazão máxima (l/s)
50 0,50 1,00 75 0,50 2,20
100 0,60 4,70 150 0,80 14,10 200 0,90 28,30 250 1,10 53,90 300 1,20 84,80 350 1,30 125,00 400 1,40 176,00 450 1,50 238,00 500 1,60 314,00 550 1,70 403,00 600 1,80 509,00
Fonte: Martins (1976), apud Tsutiya (2004).
2.2.1.5.6 Perdas de carga no sistema
Perdas de carga é a dissipação de energia que ocorre nas tubulações e conexões devido
ao atrito existente pelo movimento da água em contato com as paredes dos tubos, que é
diretamente proporcional à vazão e inversamente proporcional ao diâmetro e à rugosidade da
tubulação. As perdas contínuas podem ser calculadas por diversas fórmulas, sendo as mais
usadas: fórmula de Hazen-Willians e de Darcy-Weisbch.
2.2.1.6 Custos com energia em sistemas de bombeamento
Para Gomes (2004), o custo de energia elétrica consumida em um sistema de
bombeamento, para um determinado intervalo de tempo, pode ser calculado em função da
36
potência requerida pela elevatória, do número de horas contido, do intervalo de tempo
considerado e do custo unitário da energia a partir da seguinte fórmula:
𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 = 𝑃 ∗ 𝑁𝑏 ∗ 𝑝, (10)
Onde:
𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎: 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑚 𝑢𝑚 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜;
𝑃: 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎, 𝑒𝑚 𝑘𝑤;
𝑁𝑏: 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜, 𝑒𝑚 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑜, 𝑒𝑚 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠;
𝑝: 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡á𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑚𝑅$
𝑘𝑤ℎ.
A potência requerida por uma estação elevatória, em KW pode ser obtida através da
curva da bomba para cada marca e pela fórmula:
𝑃 =9,81∗𝑄∗𝐻
𝜂 , (11)
Onde:
𝑃: 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑒𝑚 𝑘𝑤;
𝑄: 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑚𝑚3
𝑠;
𝐻: 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑚 𝑚;
𝜂: 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎.
Com isto o custo da energia elétrica no sistema de bombeamento pode ser calculado
pela fórmula:
𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 =9,81 ∗ 𝑄 ∗ 𝐻
𝜂∗ 𝑁𝑏 ∗ 𝑃
(12)
2.2.2 Monitoramento e controle de consumo e perdas
Para Tsutiya (2006), existem dois tipos de perdas de água:
a) Perda física: corresponde ao volume de água produzido que não chega ao
consumidor final devido à ocorrência de vazamentos em todas as unidades do sistema.
Para a IWA-International Water Association, denomina-se Perda real. Neste caso, dois
pontos devem ser considerados: Um relacionado à conservação de recursos naturais,
pois quanto menos água se perde no sistema menor a necessidade de explorar ou ampliar
as fontes de produção, evitando impacto ambiental. Outro diz respeito à saúde pública
em decorrência da existência de vazamentos na rede, onde qualquer despressurização
37
pode levar à contaminação da água distribuída pela entrada de agentes nocivos na
tubulação;
b) Perda não física: corresponde ao volume de água consumida, mas não
contabilizada pela Companhia de Saneamento, decorrentes de erros de medição nos
hidrômetros e demais tipos de medidores, fraudes, ligações clandestinas e falhas no
cadastro comercial. Para a IWA, denomina-se perda aparente.
O sistema de abastecimento de água, para ser eficiente, além de bem projetado,
necessariamente deve ser bem operado, da captação ao cavalete das residências. Uma boa
gestão compreende um programa de qualidade da água distribuída, um plano de operação e
manutenção que inclui a permanência do fornecimento de água, o monitoramento e controle de
consumo e perdas na distribuição e nas edificações (GOMES, 2004). Esse tipo de controle pode
contribuir para diminuir a vazão requerida e, consequentemente, para a preservação dos
recursos hídricos. Uma das formas de atingir essa eficiência é adotando os modelos hidráulicos
desenvolvidos para simulação e análises operacionais de distribuição para auxiliar no controle
e nas tomadas de decisões.
A eficiência pode ser determinada pela seguinte equação, recomendada por Gomes
(2004):
𝐸 =𝑄𝑢
𝑄𝑓𝑥 100
(13)
Onde: 𝐸= Eficiência do sistema (%);
𝑄𝑢 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 𝑜𝑢 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 (𝑚3) ; 𝑄𝑓 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑜𝑟𝑛𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎 (𝑚3)
2.2.3 Aproveitamento de água de chuvas
Para Gonçalves et al (2006), o crescimento da prática do aproveitamento de água de
chuva em edifícios urbanos é crescente em todo Brasil, podendo ser observada em outros países.
A emergência dos problemas ambientais e as possibilidades de redução de custos, aliados a
relativa facilidade do aproveitamento, constituem as bases dessa expansão. Ainda, segundo
Gonçalves et al (2006), a utilização de água de chuvas como fonte para abastecimento
doméstico, utilizando-se a simples coleta com ausência de tratamento, pode ser encontrada em
locais e comunidades onde não existe fornecimento de água potável por serviços públicos ou
concessionárias.
38
A NBR-15527/2007 recomenda que, em regiões servidas por sistemas públicos de
abastecimento, a utilização das águas de chuvas se restrinja aos usos não potáveis, observados
os critérios técnicos de captação e tratamento de forma a evitar danos a equipamentos e dar
garantia sanitária à população usuária.
Para Gonçalves, et al (2006), não há dúvidas de que o aproveitamento de água de chuva
para diversos fins urbanos já é prática estabelecida em nosso país. A partir de 2004, as
prefeituras de São Paulo e Rio de Janeiro criaram leis que estabelecem regras e obrigatoriedades
para captação e aproveitamento de água de chuva. No Rio de Janeiro, condomínios com mais
de 50 casas e áreas pavimentadas acima de 500 m² são obrigados a captar a água de chuva e
armazená-la por determinado tempo, para liberá-la posteriormente de forma controlada para as
galerias de águas pluviais e até mesmo disponibilizá-la para uso não potável.
Ainda, de acordo com Gonçalves, et al (2006), estudos desenvolvidos pelo PROSAB
indicaram alguns pontos fundamentais, a saber:
a) A água de chuva é de boa qualidade, mas se torna contaminada após passar pela
superfície da captação;
b) A acumulação em reservatório tende a fazer crescer a DBO, sendo
imprescindível que o reservatório não receba luz solar e seja fechado, a fim de
minimizar a geração de algas;
c) Todos os usos domésticos podem ser considerados para aproveitamento de água
de chuva: evidentemente, a qualidade necessária desta água irá variar de acordo com os
usos pretendidos;
d) A maneira mais simples de se praticar a desinfecção é através da cloração;
e) Nos critérios de dimensionamento do sistema de aproveitamento de água de
chuva, o reservatório constitui o elemento de maior peso na composição dos custos;
f) Qualquer tentativa de aproveitamento da água de chuva deve sofrer uma rigorosa
avaliação de custo, de acordo com as finalidades.
Segundo Bisterso, Resende (2011), em aproveitamento de água pluvial para uso não
potável:
a) O Pay back ideal é de 5 a 7 anos. Para uma residência de 50 m² com um casal, o
Pay back é de 37 anos. Para 100 m², com 5 pessoas, o Pay back é de 8 anos. Para 150
m², com 5 pessoas, o Pay back já passa para 4,5 anos;
b) No Japão, todos os Edifícios com mais de 30.000 m² ou que gastam mais de 100
m³ de água por dia para fins potáveis são obrigados a fazer uso de água de chuvas e, em
39
terrenos com área superior a 10.000 m² ou edifício com mais de 3.000 m² de área
construída, é obrigado a construção de reservatório de contenção;
c) Na Alemanha, país com maior experiência no uso de água de chuva, a cada três
construções novas, uma tem equipamentos instalados, com predomínio de cisternas
enterradas.
O uso de água de chuvas, segundo a NBR-15.527/2007, só é permitido para atividades
que não requerem grau de potabilidade exigido pela Portaria nº 2.914/2011, do Ministério da
Saúde, como é o caso de: lavagem de piso, veículos, regra de jardins, sistema de combate a
incêndio, descarga de mictórios e bacias sanitárias. Na indústria, a água pluvial pode abastecer
torres de resfriamento e resfriar equipamentos.
A NBR-15.527/2007, que trata do aproveitamento de água de chuva proveniente da
cobertura, não exige o descarte das primeiras águas escoadas da cobertura (first flush), porém,
isso é recomendável para após o período de estiagem, dada a concentração de poluentes e micro
organismos na atmosfera.
É evidente que a água precipitada sobre o telhado irá levar consigo os resíduos
acumulados na superfície, provenientes da poluição atmosférica, cujo grau de impureza irá
depender das atividades desenvolvidas na região e em seu entorno. Soluções convencionais
como filtros de areia e outros existentes no mercado para retenção de partículas finas não será
suficiente quando se pretende eliminar a presença de micro-organismos. Nas figuras 03 e 04,
são mostrados alguns modelos de filtros empregados em projetos de aproveitamento da água
de chuvas.
Figura 03: Filtro auto limpante instalado na coluna de águas pluviais
Figura 04: Filtro para entrada de reservatório enterrado
Fonte: www.ecocasa.com.br. Fonte: www.sempresustentavel.com.br
Acesso em: 12/07/2015
40
May (2004) afirmou que nas águas pluviais a caracterização do PH é extremamente
importante para verificação de acidez da água. O PH pode levar à corrosão de peças e
equipamentos no sistema de coleta, tratamento e distribuição de águas pluviais. O estudo
também apontou a presença de concentração de dureza branda ou mole em diferentes pesquisas
com águas pluviais, o que indica seu baixo potencial de causar incrustações. Por outro lado, a
contaminação por coliformes termo tolerantes e coliformes totais resultou positiva em todas as
avaliações.
May (2004) afirmou ainda: “para que o uso das águas pluviais seja feito de forma segura,
é necessário obedecer um padrão mínimo compatível aos usos não potáveis”. Mesmo assim,
não é possível garantir 100% de isenção de contaminantes.
Segundo a NBR-15.527/2007, o volume de água de chuva aproveitável depende do
coeficiente de escoamento superficial da cobertura, bem como da eficiência do sistema de
descarte do escoamento inicial, sendo calculado pela seguinte equação:
𝑉 = 𝑃 ∗ 𝐴 ∗ 𝐶 ∗∈ (14)
Onde:
𝑉: 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙, 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙 𝑜𝑢 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑢𝑣𝑎 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑣𝑒𝑖𝑡á𝑣𝑒𝑙;
𝑃: 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎çã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙, 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙 𝑜𝑢 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 (𝑚𝑚 𝑜𝑢 𝑚);
𝐴: 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑏𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚2)
𝐶: 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑏𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑎;
∈: 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑙𝑒𝑣𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎 𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑡𝑒 (%).
A Norma recomenda ainda que o volume dos reservatórios deve ser dimensionado com
base em critérios técnicos, econômicos e ambientais, levando em conta as boas práticas da
engenharia, podendo, a critério do projetista, serem utilizados os métodos contidos no anexo A
da norma, ou outro, desde que devidamente justificado; os reservatórios devem ser limpos e
desinfetados com solução de hipocloritos de sódio, no mínimo uma vez por ano, de acordo com
a NBR-5626; o esgotamento pode ser feito por gravidade ou por bombeamento; a água de chuva
deve ser protegida contra a incidência direta de luz solar e do calor, bem como de animais que
possam adentrar o reservatório através da tubulação de extravasão. O anexo A da norma cita os
seguintes métodos de cálculo para dimensionamento de reservatórios: Método rippl, Método da
simulação, Método de Azevedo Neto, Método prático alemão, Método prático inglês e Método
prático australiano.
De acordo com Giacchini e Andrade Filho (2003), em um estudo de caso realizado na
Indústria Fundição Hubner Ltda, na cidade de Ponta Grossa-PR, onde foi utilizada a cobertura
do prédio com 7.962,79 m² para calcular o volume de água de chuva aproveitável e compará-
41
lo com a demanda de água não potável existente, verificou-se que apenas nos meses de abril,
agosto e novembro, não houve precipitação suficiente para atender à demanda, porém, o volume
aproveitável no ano era suficiente para suprir a demanda de água não potável, o que
representava uma redução no consumo de água potável na ordem de 50%.
Para May (2004), as águas pluviais têm utilização para irrigação, lavagem de veículos e
calçadas, vasos sanitários, sistemas de ar condicionado e combate a incêndio. Há de se avaliar
dois aspectos: avaliação dos parâmetros físicos, químicos e bacteriológico e a viabilidade do
sistema. A mesma autora recomenda utilizar água apenas para consumo não potável, avaliar a
necessidade de filtração e desinfecção, descartar a água dos primeiros 15 a 20 minutos de chuva,
evitar entrada de sol no reservatório, prever o reabastecimento do reservatório com água potável
para o período de estiagem, adotar dispositivos para evitar contaminação do reservatório de
água potável com água de chuva, pintar as tubulações para destacar a diferença e instalar placas
de avisos.
Mano e Schmitt (2004), numa pesquisa em Porto Alegre, verificaram uma economia
mensal no consumo total de água em edificações residenciais unifamiliares na ordem de 21,50%
utilizando água de chuvas para abastecer vasos sanitários apenas.
2.2.4 Reuso como medida de conservação e redução de consumo
As técnicas de tratamento de efluentes para fins de reuso já existem e podem ser
aplicadas de acordo com a necessidade, custo e objetivo que se deseja alcançar. A qualidade da
água utilizada e seu objetivo específico de reuso estabelecem os níveis de tratamento
recomendados, os critérios de segurança a serem adotados e os custos de operação e
manutenção associados. O reuso da água para fins não potáveis pode contribuir com a
preservação dos recursos hídricos, uma vez que se economiza água de boa qualidade para usos
nobres como cozinha, lavatórios e chuveiros (TELLES e COSTA, 2010).
Em 1985, o Conselho Econômico e Social das Nações Unidas estabeleceu uma política
de gestão para áreas carentes de recursos hídricos com base no seguinte conceito: “A não ser
que exista grande disponibilidade, nenhuma água de boa qualidade deve ser utilizada para usos
que toleram aguas de qualidade inferior” (UNIÁGUA, 2001, apud COSTA, 2010).
A NBR-13.969/97 estabelece padrões de qualidade do esgoto tratado de origem
essencialmente doméstica ou com características similares, para que possa ser reutilizado para
uso não potável, conforme quadro 01 a seguir.
42
Quadro 01: Parâmetros de efluentes para reuso Usos Parâmetros
Classe 1
Lavagem de carros e outros usos que requerem o contato direto do usuário com a água, com possível aspiração de aerossóis pelo operador, incluindo chafarizes
Turbidez: < 5 NTU Coliformes fecais: <200 NMP/100 ml Sólidos dissolvidos Totais: < 200 mg/l
Cloro residual: 0,5 – 1,5 mg/l PH: 6 – 8
Nesse nível, serão necessários tratamentos aeróbios seguidos por filtração convencional e cloração
Classe 2
Lavagem de pisos, calçadas e irrigação de jardins, manutenção de lagos e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes
Turbidez: < 5NTU Coliformes fecais: < 5000 NMP/100 ml
Cloro residual: > 0,5 mg/l Nesse nível, é satisfatório um tratamento biológico aeróbio seguido de filtração de areia e desinfecção.
Classe 3
Reuso na descarga dos vasos sanitários Turbidez: < 10 NTU Coliformes fecais: < 500 NMP/100 ml Sólidos dissolvidos totais: < 200 mg/l
Cloro residual Normalmente, as águas de enxague das máquinas de lavar roupas satisfazem a este padrão, sendo necessário apenas uma cloração. Para casos gerais, um tratamento aeróbio seguido de filtração e desinfecção satisfaz este padrão.
Classe 4
Reuso em pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação pontual
Coliformes fecais: < 5.000 NMP/100 ml Oxigênio dissolvido: > 2 mg/l
As aplicações devem ser interrompidas pelo menos aos dias antes da colheita.
Fonte: H2O-Uso Racional da Água, Telles e Costa, 2010.
Para Gonçalves, et al (2006), toda atividade de reuso de água implica em considerações
relacionadas à proteção da saúde. Um sistema de gestão deve ser implantado para acompanhar
e gerenciar as atividades de reuso sob a ótica da minimização de riscos.
2.2.5 Dispositivos de Controle de Fluxo
Segundo Gonçalves et al (2009), desperdício compreende basicamente as perdas
evitáveis, ou seja, correspondem claramente à negligência do usuário, que não tem consciência
ambiental. Em geral o desperdício está associado ao comportamento humano de pessoas,
empresas ou órgãos públicos que não têm consciência sobre o valor da água, mas pode também
43
se enquadrar no campo da negligência comportamental consciente que não sofre ou que se
sobrepõe a pressões contrárias. O exemplo clássico do desperdício é a quantidade de água não
utilizada quando uma peça de consumo permanece aberta quando a água não está sendo
utilizada.
Para Gonçalves et al (2009), uma descarga de vaso sanitário de 12 litros representa o
desperdício induzido por um aparelho ultrapassado, contra o que o usuário pouco tem a fazer,
a não ser trocá-lo. Deve ser atentado o fato comprovado de que o vaso sanitário é mais utilizado
para urinar do que para defecar. Em média, em cinco usos, ocorre um uso para defecar e quatro
para urinar. A utilização de descarga com duplo acionamento (6 ou 3 litros), se usado
corretamente, gastaria em torno de 30% do consumo convencional. As Figuras 05, 06, 07, 08,
09 e 10 mostram alguns modelos de bacia sanitária com caixa acoplada dual flux, válvulas de
descarga com duplo fluxo e caixa de descarga dual flux para vasos sanitários.
Figura 05: Bacia com caixa acoplada dual flux Figura 06: Bacia com Caixa acoplada de duplo fluxo
Fonte: www.catalogodearquitetura.com.br Fonte: www.taqi.com.br
Acesso em 11/07/2015
Figura 07: Modelo de válvula com descarga dupla Figura 08: Modelo de válvula com descarga dupla
Fonte: www.ipem.pr.gov.br, acesso em 11/07/2015
44
Figura 09: Vaso com cx. de descarga de duplo fluxo Figura 10: Caixa de descarga c/duplo fluxo
Fonte: www.aquafluxus.com.br Fonte: www.ravi-multkoisas.mercadoshops.com.br
Acesso em 11/07/2015
Segundo Gonçalves et al (2009), a planta dos banheiros e a disposição dos aparelhos
hidro sanitários nele utilizados influenciam de forma significativa o consumo da água de
prédios públicos. Para investigar essa hipótese, a UFBA vem realizando levantamentos na
Escola Politécnica e em Instalações Aeroportuárias. Os resultados até aquele momento obtidos,
mesmo que ainda não completamente conclusivos, permitem alguns desenvolvimentos que
podem contribuir com a racionalização do consumo de água nessas edificações.
Para Gonçalves et al, entre as conclusões obtidas, destaca-se a confirmação que os
banheiros de prédios públicos são utilizados, principalmente, para atendimento à necessidade
fisiológica de urinar. Na Escola Politécnica da UFBA, para cada 100 visitas aos banheiros
femininos, 69 se destinam a urinar, 21 a defecar e 10 ao uso exclusivo de pia. No caso dos
masculinos, a preferência por urinar é maior ainda. Se as pessoas utilizassem somente mictórios
para urinar, a redução no consumo de água seria muito grande. O que chama a atenção é que,
nos banheiros pesquisados, o número de vasos sanitários é bem maior que o de mictórios. O
uso de mictórios com válvulas de descarga de desligamento automático pode aumentar ainda
mais a redução do consumo de água (GONÇALVES et al, 2009). As Figuras 11, 12, 13 e 14
mostram modelos dessas peças de consumo.
Figura 11: Registro de fecho automático para mictório
Figura 12: Mictório com descarga automática
Fonte:www.fabrimar.com.br Fonte: www.dracoeletronica.com.br
Acesso em 13/07/2015
45
Figura 13: Mictório com descarga sensorizada Figura 14: Descarga sensorizada
Fonte: www.dracoeletronica.com.br Fonte: www.dracoeletronica.com.br
Acesso em 13/07/2014
Já na unidade aeroportuária investigada, em junho de 2008, foram entrevistados 182
passageiros do sexo masculino e 142 do sexo feminino, que juntos haviam utilizados 786
aparelhos sanitários. Desse total, apenas 2% foram ao vaso para defecar, 88% para urinar e 10%
para outros usos. Considerando que a descarga de um vaso sanitário pode representar um
consumo de até 40 vezes o consumo de um mictório, a concepção dos projetos de banheiro
público deve passar por uma mudança que pode até contrariar as recomendações das normas
brasileiras. Com relação aos banheiros femininos, é mais complicado, porque no Brasil ainda
não se utiliza mictórios femininos (GONÇALVES et al, 2009).
Com relação ao consumo de água nos chuveiros, isso ainda é uma questão de hábitos e
costumes, existindo pessoas que levam até 20 minutos para concluir o banho.
As torneiras convencionais são peças cujo consumo está diretamente ligado ao hábito e
à preocupação consciente de quem usa. Com essa preocupação, a Associação Brasileira de
Normas Técnicas, juntamente com os fabricantes, vem desenvolvendo diversas pesquisas no
sentido de criar equipamentos capazes de produzir o mesmo efeito de uso com menos gasto de
água. Por essas razões é que surgiram as torneiras com fechamento automático, capazes de
economizar de 50 a 76%, como mostram os resultados da pesquisa realizada pela Sabesp, em
parceria com os fabricantes de equipamentos hidráulicos, através do Programa PURA da
Sabesp.
Surgiram, também, as torneiras com sensores de presença, que ligam e desligam
conforme a aproximação ou o afastamento das mãos e reduzem o consumo de água em até 77%.
Esses equipamentos foram adotados primeiramente em locais com grande fluxo de pessoas,
como hospitais, restaurantes e consultórios, mas nada impede seu uso em casa. Nas figuras 15,
16, 17 e 18 são mostrados alguns modelos de torneiras de baixo consumo.
46
Figura 15: Torneira com fecho automático Figura 16: Torneira com sensor
Fonte: www.maisconstruçao.com.br Fonte: www.besttemas.com.br
Acesso em 13/07/2015
Figura 17: Torneira com fecho automático e arejador Figura 18: Torneira com arejador
Fontre: www.piniweb.pini.com.br Fonte: www.cec.com.br
Acesso em 13/07/2015
Ainda de acordo com o PURA, desenvolvido pela Sabesp, os chuveiros elétricos
normalmente tem uma baixa vazão. Porém, a região, as necessidades fisiológicas e culturais, o
hábito de cada pessoa e o tempo de banho é que faz com que o consumo de água nos chuveiros
em cidades brasileiras como São Paulo chega a atingir de 30 a 50% do consumo total em uma
residência. O quadro 02 apresenta a vazão de projeto recomendada pela NBR-5626/98 por peça
de utilização de cada aparelho sanitário. As figuras 19 e 20 mostram alguns dos modelos
disponíveis em mercado para economizar água em chuveiros.
47
Figura 19: Registro regulador de vazão p/chuveiros Figura 20:Ducha com regulador de vazão
Fonte: www.sempresustentavel.com.br Fonte: www.fabrimar.com.br
Acesso em 13/07/2015
A NBR – 5.626/98 recomenda as vazões apresentadas no quadro 02 para cada peça de consumo:
Quadro 02: vazão das peças de consumo Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão de projeto (l/s) Bacia sanitária Caixa de descarga 0,15
Válvula de descarga 1,70 Banheira Misturador (água fria) 0,30 Bebedouro Registro de pressão 0,10 Bidê Misturador (água fria) 0,10 Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20 Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 Lavadora de pratos ou roupas Registro de pressão 0,30 Lavatório Torneira ou misturador (água
fria) 0,15
Mictório cerâmico Com sifão integrado Válvula de descarga 0,50 Sem sifão integrado Caixa de descarga, registro de
pressão ou válvula de descarga para mictório.
0,15
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão
0,15/m calha
Pia Torneira ou misturador (água fria)
0,25
Torneira elétrica 0,10 Tanque Torneira 0,25 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 0,20
Fonte: NBR- 5626/98
2.2.6 Eficiência Hidráulica e Energética
Em sistemas de abastecimento de água são inerentes os problemas de perdas de água e
energia. As perdas físicas de água ocorrem em todos os setores do sistema de abastecimento,
desde a captação até as ligações prediais. De acordo com os dados de 2003, registrados pelo
Serviço Nacional de Informação em Saneamento (SNIS, 2005), as perdas físicas de água mais
48
os consumos não contabilizados são da ordem de 40%, podendo chegar a 70% em algumas
cidades brasileiras.
Com relação às perdas de energia, elas são significantes e ocorrem principalmente por
conta da baixa eficiência dos equipamentos eletromecânicos, por procedimentos operacionais
inadequados e por falhas na concepção dos projetos. De acordo com o Programa Nacional de
Conservação de Energia Elétrica para o Saneamento (PROCEL SANEAR, 2005) mais de 2%
do consumo total de energia elétrica no Brasil são consumidos por prestadores de serviços de
água e esgotamento sanitário (GOMES, 2005).
2.2.6.1 Medidas Gerais de Combate às Perdas de Água e Energia
O Programa de eficiência hidráulica foca na gestão do uso da água e energia elétrica
junto aos consumidores, visando benefícios às empresas e aos usuários. O trabalho de
conscientização dos consumidores a economizarem água e energia é feito por meio de
campanhas educacionais para reduzir a demanda de água e, consequentemente, de energia
elétrica e a conservação dos recursos hídricos. São medidas adotadas normalmente para o setor
residencial. Para o setor industrial, pode ser adotado, além dessas campanhas, as medidas de
reuso de água e aproveitamento de águas de chuva (GOMES, 2005).
De acordo com Gomes et al (2009), a automação de sistemas de abastecimento de água
tem a finalidade de possibilitar a operação assistida de sistemas e/ou controle automático de
processos. Pela automação, é possível controlar e interferir nas diversas unidades do sistema
em tempo real, possibilitando a melhoria no desempenho operacional, a mensuração de todas
as atividades e a redução dos custos.
Para Tsutiya (2006), o balanço hídrico de um sistema de abastecimento de água é uma forma
estruturada de avaliar os componentes dos fluxos e usos de água no sistema e seus valores
absolutos ou relativos, para garantir o monitoramento e controle de consumo e perdas.
Gomes (2005) apresenta no quadro 03 as medidas de combate às perdas em função das
causas dos desperdícios de energia, das ações administrativas e operacionais para eficiência
energética em sistemas de abastecimento de água.
49
Quadro 03: Medidas de combate às perdas Causas dos desperdícios de Energia
Ações Administrativas para Eficiência Energética
Ações Operacionais para Eficiência Energética
Formas contratuais indevidas
Correção da classe de faturamento Ajuste dos equipamentos: correção do fator de potência e alteração tensão de alimentação
Procedimentos operacionais inadequados
Regularização da demanda contratada
Diminuição da potência dos equipamentos: melhoria no rendimento dos conjuntos motor bomba, redução das perdas cargas nas tubulações, melhoria do fator de cargas nas instalações, redução do índice de perdas de água, uso racional da água.
Desperdícios de água Alteração da estrutura tarifaria Controle operacional: alteração no sistema de bombeamento, utilização de inversor de frequência, alteração dos procedimentos operacionais da ETA
Mau dimensionamento dos sistemas
Desativação das instalações sem utilização
Automação do sistema de abastecimento de água
Idade avançada dos equipamentos
Conferência de leitura da conta de energia elétrica
Alternativas para geração de energia elétrica: aproveitamento de potenciais energéticos e uso de geradores nos horários de ponta
Tecnologia mal utilizada Entendimento com as companhias energéticas para redução de tarifas
Redução da altura manométrica: redução da altura geométrica, redução das perdas de carga.
Erros de concepção de projetos
Redução no volume de água distribuído: controle de perdas de água e uso racional
Manutenções precárias Fonte: Eficiência hidráulica e energética em saneamento (GOMES, 2005)
50
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo foi descrita a metodologia utilizada na pesquisa que inclui a definição da
área de estudo que é o sistema de abastecimento de água do Campus da UFMT em Cuiabá; a
caracterização do sistema nas escalas macro, meso e micro; a organização, análise e avaliação
dos dados obtidos; e a proposta de um novo projeto para o sistema de abastecimento de água.
A caracterização do sistema de abastecimento de água existente possibilitou o cálculo do
consumo efetivo e per capita do Campus, identificar os problemas operacionais no
gerenciamento dos serviços de água, e permitiu uma avaliação do consumo e da potencialidade
de se utilizar peças reguladoras de fluxo como medida de conservação. A partir dessa análise,
foi elaborada a proposta de uma nova concepção para o sistema de abastecimento de água do
Campus que atende inclusive às exigências do Corpo de Bombeiros e Ministério Público com
relação à Prevenção e Combate a Incêndio do Campus, e definido os cenários que podem
ocorrer após a implantação da proposta apresentada.
Na figura 21, foram apresentadas as etapas metodológicas para realização da pesquisa,
que compreende: a caracterização do sistema de abastecimento de água, a organização, análise
e avaliação dos dados obtidos, proposta de um novo projeto e a elaboração de cenários futuros.
Para a realização do diagnóstico, definiu-se, inicialmente, as fontes dos dados e, em seguida, os
tipos de dados primários, secundários e da pesquisa bibliográfica, necessários para realização
do trabalho.
A pesquisa teve início com a busca de informações existentes nas seguintes fontes de
dados: Concessionária de água, Prefeitura do Campus, PROPLAN, PROAD e na pesquisa
bibliográfica realizada. Nesta fase foram levantados os dados secundários que se referem à
população do Campus, ao consumo de água, ao custo financeiro com água oriunda da
Concessionária, às informações e características sobre os poços artesianos e à estrutura de
operação e manutenção do sistema.
Em seguida, foi efetuado um levantamento dos dados primários referentes ao sistema
de abastecimento de água do Campus: fontes de produção, cadastramento e avaliação da rede
de distribuição existente, unidades de reservação e recalques das edificações, quantificação de
todas as peças e equipamentos de consumo existentes no Campus, incluindo canteiro central e
praças.
Esses dados e informações foram organizados em tabelas, gráficos e quadros, compondo
a caracterização do sistema de abastecimento (diagnóstico), cujos resultados serviram de base
51
para a elaboração de um novo projeto para o sistema de abastecimento de água e elaborar
cenários que podem ocorrer após a execução do projeto.
Figura 21: Fluxograma metodológico da pesquisa
Fonte: Elaborado pelo autor (2014)
3.1 Área de estudo
A área de estudo para a realização desta pesquisa na escala meso compreende os limites
do Campus da UFMT em Cuiabá, que teve o início de sua implantação em 1970.
A figura 22 mostra a localização da área de estudo dentro do Município de Cuiabá e o
ponto de captação de uma das fontes de água fornecida ao sistema de abastecimento de água do
Campus que é a captação da ETA Tijucal pertencente à concessionária.
52
Figura 22: Mapa de localização da área de estudo
Fonte: Pereira, D. F., 2015.
O Plano Diretor correspondente à área de estudo foi projetado para a saturação
urbanística de crescimento e está subdividido em 8 regiões, conforme se pode observar na figura
23.
Figura 23 Área de estudo-Campus da UFMT em Cuiabá
Fonte: PROPLAN/UFMT, 2015.
O quadro 04 apresenta as características gerais da área de estudo, correspondente ao
Plano Diretor mostrado na figura anterior.
53
Quadro 04: Características gerais do Campus Discriminação das áreas de interesse Unidade Valor da área (há) Área total do Campus Há 74,327762 Área construída inicial (1970) Há 3,232200 Área construída atual (2014) Há 23,237885 Área de estacionamentos Há 5,458814 Área de Ruas e Avenidas Há 4,4433085 Área permeável Há 41,197978
Fonte: CPF/PROPLAN-UFMT, 2015.
Decorridos mais de 40 anos da sua fundação, verificou-se que a UFMT cresceu, ampliou
seus espaços físicos e a demanda de água potável. Porém, não ocorreram, nesse período, as
melhorias necessárias no sistema, ocasionando deficiências no abastecimento.
Para melhor caracterização e compreensão do problema, as imagens mostradas nas
figuras 24 e 25 ilustram a evolução do crescimento físico do Campus, comprovando o problema
estudado nesta pesquisa.
Figura 24: Vista geral do Campus em 1973. Figura 25: Vista geral atual do campus
Fonte: Memória SECOMM, UFMT, Téc. em arquivo, Ribeiro, R. S., 2013
O Campus da UFMT em Cuiabá conta com um Sistema de Abastecimento de Água com
duas fontes de fornecimento de água, sendo o manancial superficial do Rio Coxipó na ETA
Tijucal e o manancial subterrâneo, através de quatro poços profundos existentes no Campus.
Um poço atende exclusivamente ao Zoológico e outros três complementam a demanda de água
potável.
3.2 Caracterização do sistema: Diagnóstico
O diagnóstico de um sistema de abastecimento de água é o trabalho preliminar quando
se pretende: um estudo de alternativas para uma nova concepção do sistema com vistas a uma
melhora na eficiência, um estudo de viabilidade econômica, a substituição de obras e
54
equipamentos com tempo de vida útil ultrapassada, um estudo de impacto e licenciamento
ambiental, e a ampliação e melhoria no sistema como um todo.
Diante do problema efetuou-se a caracterização do sistema de abastecimento de água do
Campus para levantar as informações necessárias à elaboração do diagnóstico, indo até as fontes
de dados pré-estabelecidos conforme o quadro 05 apresentado a seguir.
Quadro 05: Fonte de dados e tipos de informações levantadas. Fonte de dados Tipos de dados e informações levantadas Concessionária Planta da rede de distribuição de água na UFMT e entornos, fonte de
fornecimento de água. Prefeitura do Campus Locação dos hidrômetros e poços, estrutura de operação e manutenção
do sistema, vazão dos poços e sua contribuição no abastecimento do Campus.
PROPLAN (Coordenação de Planejamento Físico-CPF)
Plano Diretor atualizado, Planta geral da rede de distribuição de água, População Universitária, projeto dos reservatórios e áreas construídas dos espaços físicos existentes.
PROAD (Gerência de Contabilidade)
Consumo e custo mensal de água fornecida pela Concessionária nos 5 anos pesquisados (2009 a 2013).
Pesquisa Bibliográfica Comparativo de economia nas peças de consumo do tipo convencional e com regulador de fluxo
Sistema de abastecimento de água
Dados primários do sistema através de levantamento de campo.
Fonte: autor, 2014.
Para tanto, definiu-se preliminarmente as etapas e os questionamentos da pesquisa a
serem levantados nas fontes de dados existentes (dados secundários) e na pesquisa de campo
(dados primários).
Na escala micro do sistema de abastecimento, efetuou-se um levantamento das
características dos recalques individuais e a quantidade de peças e equipamentos de consumo
existentes em todas as Unidades Acadêmicas e administrativas do Campus, incluindo Hospital
Veterinário, praças e canteiros.
3.2.1 Dados primários
Os dados primários foram obtidos a partir de um levantamento de campo no sistema de
abastecimento de água, efetuado com a presença de um bombeiro hidráulico da equipe de
manutenção da Prefeitura do Campus, com o objetivo de se obter informações precisas em
relação a todas as unidades do sistema, de acordo com fluxograma apresentado na figura 26, a
seguir. Nesta fase da pesquisa, foi utilizado um GPS marca GARMIN para georreferenciar a
localização dos hidrômetros e poços artesianos, e uma máquina fotográfica marca Kanon para
registrar as condições atuais das unidades e estrutura física do sistema de abastecimento.
55
Figura 26: Fluxograma metodológico para levantamento dos dados primários
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
3.2.1.1 Unidades de Produção
A identificação das fontes de abastecimento existentes no Campus da UFMT foi
realizada com a utilização de GPS e levantamento das características técnica dos hidrômetros e
poços.
a) Concessionária: localização dos hidrômetros por meio de coordenadas
geográficas e suas características (diâmetro e capacidade);
b) Poços artesianos: características, localização por meio de coordenadas
geográficas, condições atuais das instalações elétricas e de comando das bombas, e dos
abrigos (fotos).
3.2.1.2 Rede de distribuição
O levantamento de campo para verificar o caminhamento da rede de distribuição foi
efetuado por setor, trecho a trecho, comparando com a planta existente, obtida junto à
Concessionária e à Pró-Reitoria de Planejamento. Foi conferido in loco o caminhamento real
com a planta original, não sendo possível obter um bom resultado nesse sentido porque não
DA
DO
S P
RIM
ÁR
IOS
Fontes de produção: localização e caracteristicas dos hidrometros e poços
artesianos
GPS Marca GARMIN e registro em tabelas.
Rede de distribuição: traçado, extenção da rede por diametro e tipo de material
Planta digital da rede e verificação do traçado
Sistema de reservação: capacidade dos reservtórios enterrados e elevados das
unidades acadêmias.
Plantas e verificação in loco.
Sistemas individuais de recalques: potência das bombas e condições de suas instalações
Máquina fotográfica e registro em tabela
Equipamentos e peças de consumo: levantamento dos equipamentos e peças de
consumo existentes nas unidades acadêmicas, canteiros e praças.
Máquina fotográfica, verificação e contagem das
peças, por região
56
existe um cadastro atualizado e as pessoas que conheciam o sistema já se aposentaram. Por essa
razão, foram mantidas as informações existentes na planta, que apresenta trechos com tubos de
cimento amianto instalados a mais de 40 anos, tubos de ferro fundido, ferro galvanizado e PVC
PBA classe 12. Registrou-se em planilha a extensão da rede de distribuição por diâmetro e tipo
de material utilizado, de acordo com as informações existentes no Departamento de Engenharia
Sanitária e nas plantas fornecidas pela PROPLAN-UFMT e Concessionária CAB Cuiabá.
3.2.1.3 Reservação
O sistema de reservação da UFMT, composto por reservatórios enterrados e elevados
em todos os prédios, foi levantado a partir de alguns projetos antigos encontrados na mapoteca
e de forma digitalizada nos arquivos da Pró-Reitoria de Planejamento, bem como por visita in
loco, que possibilitou o registro de sua localização em relação aos prédios, tipo de reservatório
e capacidade de armazenamento de cada um. Mesmo existindo projeto de alguns reservatórios,
a visita in loco foi realizada em todos eles, com a finalidade de conferir as informações. Foi
registrado em uma planilha a capacidade e o tipo de cada reservatório. Foi verificada, ainda, a
disponibilidade de reserva técnica para prevenção e combate a incêndio, que é objeto de um
Termo de Ajustamento de Conduta firmado pela UFMT com o Corpo de Bombeiros e o
Ministério Público.
3.2.1.4 Sistemas de recalques individuais
Na vistoria realizada, verificou-se que em todos os reservatórios enterrados existe um
sistema de recalque para elevar água ao reservatório de distribuição que abastece as peças de
consumo. Foi registrado em uma planilha a potência das bombas e os diâmetros de sucção e
recalque. As condições de instalação e automação das bombas foram verificadas e registradas
em fotografias apresentadas nos resultados. Nesta fase, registrou-se também a existência e as
condições atuais dos sistemas de bombeamento para prevenção e combate a incêndio.
3.2.1.5 Peças e equipamentos de consumo
Por meio de visita in loco, foram verificados e contados todos os equipamentos e peças
de consumo existentes nas unidades acadêmicas, Hospital Veterinário, Laboratórios, praças e
canteiro central. A quantificação foi feita por tipo de equipamento e peças, que servirá para
propor a substituição por peças com controle de fluxo. O resultado do levantamento foi
57
registrado em tabela com quantificação feita por região. As regiões são setores definidos no
Plano Diretor do Campus mostradas na figura de definição da área de estudo.
3.2.2 Dados secundários
Os dados secundários foram obtidos nos arquivos fornecidos pelas fontes de dados
pesquisados, de acordo com o fluxograma metodológico apresentado na figura 27.
Figura 27: Fluxograma metodológico para obtenção dos dados secundários.
Fonte: autor, 2014.
3.2.2.1 População do Campus
Foram levantados na Gerência de Informações da Pró-Reitoria de Planejamento, os
dados populacionais da UFMT referentes aos cinco anos pesquisados (2009 a 2013), registrados
e apresentados em tabela e por meio de gráficos.
A evolução do crescimento populacional da UFMT serviu para avaliar o comportamento
do consumo per capita no Campus ao longo dos cinco anos.
3.2.2.2 Consumo de água no Campus
DA
DO
S SE
CU
ND
ÁR
IOS
População do Campus: levantamento da população universitária por classe, nos cinco
anos pesquisados. Relatório de Gestão da UFMT (2013).
Consumo de água no Campus: levantamento do consumo de água potável fornecida pela
Concessionária nos cinco anos pesquisados.
Conta de água da Concessionária, nos arquivos da PROAD/UFMT.
Custos com água no Campus: levantamento dos custos financeiros com água potável fornecida
pela Concessionária nos cinco anos pesquisados.
Conta de água da Concessionária, nos arquivos da PROAD/UFMT.
Poços artesianos: caracteristicas dos poços artesianos em funcionamento na UFMT .
Informação verbal do Prefeito do Campus e do responsável pela
Empresa de manutenção dos poços.
Operação e manutenção do sistema de abastecimento de água: informações sobre
plano e estrutura de operação e manutenção, existente .
Informação verbal do Prefeito do Campus e da equipe de operação e
manutenção do sistema.
58
A água potável consumida no Campus da UFMT em Cuiabá é proveniente de duas
fontes: quatro poços artesianos existentes no Campus e a rede pública pertencente à
Concessionária.
O consumo de água oriundo dos poços artesianos em funcionamento corresponde aos
valores fornecidos pelo Prefeito do Campus e pela equipe de manutenção.
O consumo de água fornecida pela concessionária foi levantado na Gerência de
Contabilidade da PROAD/UFMT, por meio dos arquivos de contas de água pagas mensalmente,
cujos valores foram apresentados em tabela e gráficos como resultado da pesquisa.
O cálculo do consumo total médio de água no Campus, mensal e anual, foi obtido
somando-se o consumo de água fornecida pela Concessionária e a vazão total dos poços,
considerando que estes funcionam de forma contínua por 24 horas dia.
O consumo total médio dividido pela população universitária resultou no consumo per
capita de cada ano. A média dos cinco anos pesquisados é o consumo per capita considerado
para o Campus Cuiabá.
3.2.2.3 Custo financeiro com água no Campus
O custo com água potável fornecida pela Concessionária ao Campus da UFMT foi
levantado a partir das contas de água pagas nos cinco anos pesquisados (2009 a 2013) e serviu
para uma avaliação do impacto financeiro nas contas da instituição, se a UFMT utilizasse
apenas essa fonte, se adotasse as duas fontes de água e se adotasse as duas fontes somadas às
medidas de conservação pesquisadas bibliograficamente e propostas neste trabalho.
3.2.2.4 Operação e manutenção do sistema
Na Prefeitura do Campus foram levantados os seguintes questionamentos com relação
à operação e manutenção do sistema de abastecimento de água:
Qual a estrutura operacional existente para o sistema de abastecimento, incluindo
as demandas de instalações hidráulicas nas unidades acadêmicas do Campus?
Existe um plano ou manual de operação e manutenção para ser seguido?
Como é feito o atendimento às demandas diárias que chegam ao setor?
59
3.3 Avaliação do consumo de água no Campus
A avaliação do consumo de água no Campus foi efetuado através da comparação entre
o consumo médio per capita encontrado para o período da pesquisa e o consumo per capita
praticado em outras universidades brasileiras. O consumo per capita adotado na proposta foi
definido com base nos resultados encontrados na pesquisa bibliográfica, onde foi verificado
que em universidades onde se adotou apenas medidas sócio educativas o consumo per capita
reduziu para patamares inferior a 40 l/hab.dia.
3.4 Avaliação da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de fluxo para
redução do consumo
A avaliação da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de fluxo para
redução do consumo de água no Campus foi efetuado com base no comparativo de economia
nas peças de consumo quando se substitui as do tipo convencional por peças com regulador de
fluxo, e no inventário de peças e equipamentos de consumo realizado em todas as unidades
acadêmicas e administrativas do Campus.
3.5 Diretrizes para elaboração da proposta de um novo sistema de abastecimento de
água do Campus
A proposta de uso racional de água para o Campus da UFMT em Cuiabá consiste de um
novo projeto, calculado de acordo com as diretrizes de elaboração e dimensionamento
apresentada a seguir:
Manutenção das fontes de fornecimento de água atual (poço e concessionária),
com uma entrada de água da Concessionária para cada setor. Os hidrômetros não
utilizados serão desativados;
Divisão do sistema de abastecimento em dois setores;
Poço do CCBS para abastecer o reservatório de água potável do setor I;
Poço do Centro Cultural para abastecer o reservatório de água potável do setor
II;
Poço da Fundação Uniselva para atender à demanda de água não potável de
prevenção e combate a incêndio, irrigação, lavagem de veículos e obras.
Poço do Zoológico para abastecer exclusivamente aquela unidade;
60
Instalação de um equipamento para remover dureza e ferro da água dos poços
do CCBS e Centro Cultural;
Separação dos consumos: água potável e não potável (prevenção e combate a
incêndio, irrigação e obras), através de redes independentes;
Um reservatório de distribuição misto para cada setor (água potável, incêndio e
irrigação);
Dimensionamento do novo sistema de abastecimento de água para atender a
saturação de crescimento da população universitária do Campus e considerando um
consumo per capita de 40 l/há.dia, compatível com valores encontrados em algumas
universidades brasileiras onde se adotou apenas medidas sócio educativas como forma
de reduzir o consumo e garantir o uso racional da água.
3.6 Cenários para o sistema de abastecimento de água proposto
Este trabalho estabeleceu quatro cenários e hipóteses para o sistema produtivo de água
potável, elaborado com base nas condições atuais e futuras do sistema de abastecimento de
água, nas pesquisas bibliográficas realizadas, e na proposta de uso racional de água para o
Campus da UFMT em Cuiabá, de acordo com a matriz de impacto apresentada no quadro 06.
Quadro 06: Matriz de impacto no consumo de água no Campus para os cenários previstos Cenários Poços artesianos Concessionária Impacto no consumo
e no custo financeiro A1-Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita atual (60,72 l/hab.dia).
Máxima participação no fornecimento de água potável (dois poços com vazão máxima).
Fornecimento de água da Concessionária como complementação da demanda requerida.
Impacto no consumo e resultado financeiro para a população e consumo atual sem previsão de redução no consumo per capita.
A2-Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
Máxima participação no fornecimento de água potável (dois poços com vazão máxima).
Fornecimento de água da Concessionária como complementação da demanda requerida.
Impacto no consumo e resultado financeiro para a população atual e redução de 17% no consumo per capita encontrado.
A3-Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 40 l/hab.dia.
Máxima participação no fornecimento de água potável (dois poços com vazão máxima).
Fornecimento de água da Concessionária como complementação da demanda requerida.
Impacto no consumo e resultado financeiro para a população atual e redução de 34% no consumo per capita encontrado.
A4-Sistema de produção e população futuro (17.497 habitantes) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
Máxima participação no fornecimento de água potável (dois poços com vazão máxima).
Fornecimento de água da Concessionária como complementação da demanda requerida.
Impacto no consumo e resultado financeiro, para a população de projeto e uma redução do consumo per capita encontrado em 17% devido às medidas de conservação previstas no cenário e população futura.
61
A5-Sistema de produção e população futuro (17.497 habitantes) e consumo per capita de 40 l/hab.dia. Proposta para o novo projeto do Campus.
Máxima participação no fornecimento de água potável (dois poços com vazão máxima).
Fornecimento de água da Concessionária como complementação da demanda requerida.
Impacto no consumo e resultado financeiro para o sistema de abastecimento proposto considerando as medidas de conservação a adotar, a separação dos consumos potável e não potável, setorização do sistema de distribuição e novas redes distribuição, a população de projeto (17.497 habitantes) e redução do consumo per capita em 34%.
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
Calculou-se o impacto no consumo levando em consideração a máxima participação no
fornecimento de água pelos poços e o fornecimento de água pela concessionária como
complementação da demanda requerida. O impacto financeiro foi calculado para o volume de
água fornecida pela Concessionária, levando em consideração a taxa de água cobrada e a
redução esperada no consumo total. A redução esperada em função das medidas de conservação
propostas foi abatida do volume de água fornecida pela Concessionária, porque o poço deverá
trabalhar sempre com a capacidade máxima. No impacto financeiro, foi considerado apenas o
custo da água consumida, porque não existe medidor de consumo de energia no sistema de
abastecimento de água (poços e recalques individuais). Ou seja, não registro de gastos com
energia elétrica.
De forma estimada calculou-se o custo com a energia consumida nos sistemas de
bombeamento de água dos poços e dos recalques individuais utilizando a fórmula 10,
considerando um tempo de bombeamento diário de 18 horas para os poços e de 8 horas para os
recalques individuais, e a potência total instalada para cada caso.
62
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O desenvolvimento desta pesquisa resultou na elaboração de um diagnóstico do sistema
de abastecimento de água e no cálculo do consumo per capita no Campus. O diagnóstico
possibilitou o registro de dados e informações sobre o sistema que até então eram
desconhecidos, como o volume de água fornecida ao sistema pelas fontes Concessionária e
poços artesianos, o layer da rede e sua extensão por diâmetro e tipo de material, a capacidade
de reservação, as condições de instalação dos recalques individuais e a quantidade de peças e
equipamentos de consumo de água existentes no Campus. Essas informações serviram de base
para definir uma proposta de Uso Racional de Água no Campus Cuiabá e demonstrar o impacto
no consumo de água potável que pode ocorrer para cada cenário avaliado, considerando as
hipóteses simuladas.
4.1 Diagnóstico do Sistema de Abastecimento de Água
O sistema de abastecimento de água da UFMT em Cuiabá tem uma configuração
descentralizada, com duas fontes de suprimento de água através de cinco hidrômetros e quatro
poços artesianos e reservatórios em todas as unidades acadêmicas. O sistema existente
apresenta uma rede de distribuição deficitáaria devido ao seu tempo de vida útil, ao material
utilizado e ao traçado desconhecido que dificulta a operação e manutenção. Grande parte da
rede do Campus tem 40 anos de existência, como é o caso da rede de cimento amianto e ferro
fundido.
De acordo com Gomes (2004), costuma-se adotar um período de retorno para os projetos
de abastecimento de água entre 10 e 30 anos, levando em conta diversos fatores dentre eles o
tempo de vida útil dos equipamentos e obras civis.
O fluxograma apresentado na figura 28 mostra o diagnóstico realizado e aborda todas
as unidades do sistema de abastecimento.
Segundo Alvisi e Franchini (2009), com o envelhecimento das tubulações que compõem
um sistema de abastecimento de água, as suas características mecânicas sofrem deterioração e
diminuição de sua resistência estrutural, resultando em um aumento no número de rupturas.
Atualmente, no Brasil, as maiores deficiências dos sistemas de abastecimento estão
relacionadas principalmente à deterioração dos sistemas mais antigos, especialmente as redes
de distribuição de água (MARTINS e SOBRINHO, 2005).
63
Figura 28: Fluxograma do diagnóstico realizado no sistema de abastecimento de água do Campus Cuiabá, 2015.
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015
DIAGNÓSTICO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA
Fontes de abastecimento de água atual
Concessionária: hidrômetros I, II, III, IV e V.
Consumo médio diário: 207,15 m³/dia
Poços: Uniselva, CCBS, Centro Cultural e Zoológico
Consumo médio diário: 700,08 m³/dia
Rede de distribuição existente no Campus
Tubos de cimento amianto: 1.892,00 m
Tubos de ferro fundido e galvanizado: 816,00 m
Tubos de PVCe PEAD: 5.700,00 m
Reservatórios existentes: 56 unidades de reservação
(enterrado e elevado)
Capacidade total dos reservatórios enterrados:
1.229,00 m³
Capacidade total dos reservatórios elevados:
759,20 m³
Capacidade total dos reservatórios de águas
pluviais: 60,00 m³
Sistemas individuais de recalques: 56 unidades
Potência total instalada: 167,00 CV
Peças e equipamentos de consumo
Quantidade total de peças e equipamentos de
consumo no Campus: 3.788 unid.
Torneira Lav. com.: 636 un
Torneira lav. autom.: 451
Torneira pia: 536 un
Torneira uso geral: 121 un
Válvula Desc Conv.: 901 un
Válvula desc. dup. fluxo: 100 un
Caixa acop. conv: 75 un
Caixa acop. dup. fluxo: 6 un
Caixa descarga conv.: 32 un
Mictório conv.: 171 un
Mictório automático: 121
Ducha Higiênica: 119 un
Chuveiro convencional: 135
Chuveiro de Emergência: 14 un
Bebedouro elétrico: 38 un
Destilador: 48 un
Máquina lavar roupa: 3 un
Torneira tanque: 99 un
Torneira calha: 12 un
Torneira jardim: 156 un
Torneira reg. borboleta: 1
Filtro água: 2 un
Bebedouro animal: 11 un
População média anual do Campus nos anos
pesquisados15.088 habitantes
Consumo médio anual total de água no Campus nos cinco anos pesquisados
325.514,40 m³
Consumo per capita médio de água no Campus nos cinco anos pesquisados
60,72 l/habitante.dia
Custo médio anual com consumo de água fornecida
pela Concessionária R$ 392.937,93
Operação e manutenção sistema de abastecimento
de água do Campus
Estrutura: 6 bombeiros, 3 eletrecistas, almoxarifado,
1 retro escavadeira e 1 veículo
64
O sistema de abastecimento de água descentralizado que ocorre no Campus devido a
existência de cinco ligações domiciliares interligadas em pontos deferentes de uma rede comum
e pela interligação de quatro poços artesianos em outros pontos da rede e em alguns
reservatórios, dificulta as manobras, o controle e monitoramento do consumo e perdas e, por
sua vez impede a prática de uso racional da água no Campus.
Para Gonçalves, et al (2006), o conceito de uso racional com enfoque na demanda
significa a otimização em busca da maior redução de consumo possível, mantidas em qualidade
e quantidade as atividades consumidoras. A conservação com enfoque na demanda e na oferta
significa otimização da demanda com a oferta alternativa de água, incluindo o aproveitamento
de água de poços, aproveitamento de águas pluviais e o reuso de águas.
4.1.1 Fontes de abastecimento
O fornecimento de água para o Campus, oriundo da concessionária, tem como
manancial o Rio Coxipó, através do complexo Tijucal que, por sua vez, é composto por três
ETA’s com capacidade total de 1.020,0 l/s, instaladas no Bairro Tijucal, às margens esquerda
do Rio Coxipó.
Para atender a UFMT existe em funcionamento cinco ligações domiciliares ou entrada
de água executadas pela Concessionária, localizadas nas coordenadas geográficas apresentadas
na tabela 07, que por sua vez são interligadas na rede pública que passa nas Avenidas
Arquimedes Pereira Lima e Alziro Zarhur:
Tabela 07: Ligações domiciliares e hidrômetros no Campus da UFMT em Cuiabá. Local Diâmetro Latitude Longitude Capacidade(m³/h) Prefeitura 1 1/2” 15º 36’ 25,07” 56º 3’37,93” 20,00 Zoológico 1 ½” 15º 36’ 21,01” 56º 3’ 44,65” 20,00 Casa estudante 1 ½” 15º 36’ 29,63” 56º 3’ 29,95” 20,00 CCA 1 ½” 15º 36’ 42,40” 56º 3’ 54,21” 20,00 Parque aquático 1 ½” 15º 36’ 54,40” 56º 4’ 13,57” 20,00
Fonte: levantamento de campo, autor (2013).
A tabela 08 apresenta o consumo mensal de água fornecida pela Concessionária, através
dos hidrômetros, nos cinco anos pesquisados, que serviram para avaliar a participação de cada
fonte no fornecimento de água do Campus.
65
Tabela 08: consumo mensal oriundo da Concessionária no Campus Cuiabá, no período de 2009-2013. Consumo de água em m³/mês
Meses 2009 2010 2011 2012 2013 Janeiro 6.561,00 8.264,00 6.256,00 4.280,00 3.884,00 Fevereiro 6.157,00 7.135,00 5.243,00 2.889,00 6.144,00 Março 7.711,00 7.288,00 5.185,00 4.537,00 5.459,00 Abril 4.584,00 6.001,00 6.015,00 4.224,00 4.382,00 Maio 3.969,00 6.242,00 9.392,00 2.951,00 5.738,00 Junho 4.079,00 6.269,00 6.430,00 2.828,00 9.364,00 Julho 6.302,00 2.962,00 6.470,00 4.686,00 8.256,00 Agosto 4.914,00 3.672,00 5.324,00 3.472,00 9.206,00 Setembro 6.476,00 6.288,00 7.698,00 3.616,00 10.303,00 Outubro 7.158,00 6.428,00 5.195,00 11.103,00 8.245,00 Novembro 6.288,00 7.501,00 6.761,00 10.145,00 11.978,00 Dezembro 8.216,00 6.633,00 5.194,00 5.295,00 7.679,00 TOTAL 74.623,00 72.415,00 75.163,00 60.026,00 90.638,00 Média mensal 6.218,58 6.034,58 6.263,58 5.002,17 7.553,17 VAZÃO DIÁRIA MEDIA TOTAL DE ÁGUA FORNECIDA PELA CONCESSIONÁRIA (m³/dia) 207,15
Fonte de dados: Gerência de Contabilidade do UFMT.
O fornecimento de água pela concessionária através dos hidrômetros identificados
contribui com uma média diária de 207,15 m³ ou 23% da demanda total encontrada.
A fonte principal de suprimento de água da UFMT é a fonte alternativa através de quatro
poços artesianos existentes no Campus, com as características e localização apresentadas na
tabela 09.
Tabela 09: Informações levantadas sobre os poços existentes no Campus da UFMT Características Poço UNISELVA Poço CCBS Poço C.
Cultural
Poço Zoo
Profundidade (m) 120,00 90,00 120,00 90,00 Potência da Bomba (CV) 3,00 3,00 5,00 3,00 Profundidade de instalação(m)
90,00 78,00 90,00 78,00
Vazão captada (m³/hora) 5,80 6,60 9,80 6,97 Latitude 15º 36” 30,72” 15º 36’ 33,17” 15º 36’ 42,76 15º 36’ 20,51” Longitude 56º 3’ 36,78” 56º 3’ 41,78” 56º 4’ 2,25” 56º 3’ 45,93” Consumo diário médio de água fornecida pelos poços artesianos (m³/dia) 700,08
Fonte: Prefeitura do Campus e levantamento de campo, autor 2013.
As informações apresentadas na tabela 10 estão disponíveis no site do Sistema de
Informação de Águas Subterrâneas (SIAGAS) contrastam com os dados fornecidos pela
Prefeitura do Campus. Por essa razão, optou-se por trabalhar com a situação mais crítica que
são as informações fornecidas pela Prefeitura do Campus. A real situação será identificada na
implantação do novo sistema de abastecimento de água do Campus, quando então será feito um
teste bombeamento nos poços. Caso se confirmem as informações do SIAGAS, será feito um
redimensionamento do sistema de bombeamento para a capacidade total dos poços e
66
considerando os níveis dinâmicos encontrados. Assim sendo, a capacidade de produção da fonte
alternativa irá trazer grande economia nas contas da instituição.
Tabela 10: Informações levantadas junto ao SIAGAS sobre os poços existentes no Campus da UFMT Características Poço UNISELVA Poço CCBS Poço C.
Cultural
Poço Zoo
Profundidade (m) 106,00 120,00 90,00 Potência da Bomba (CV) Nível dinâmico do poço (m) 84,10 48,30 78,60 Vazão do poço (m³/hora) 14,95 14,40 3,96 Latitude 15º 36’ 33,17” 15º 36’ 42,76 15º 36’ 20,51” Longitude 56º 3’ 41,78” 56º 4’ 2,25” 56º 3’ 45,93”
Fonte: SIAGAS, siagasweb.cprm.gov.br, acesso em 01/06/2015.
Partindo da premissa que a vazão horária média dos poços informada pela Prefeitura do
Campus, apresentada na tabela 09, traduz a realidade, pode-se afirmar que o seu índice de
participação no fornecimento de água é de 77%, o que justifica a manutenção dessa fonte de
água, porque representa uma grande economia de custos para a Instituição, uma vez que, neste
caso o custo com a produção é apenas com o fornecimento da energia necessária às bombas.
A vazão total dos poços representa economia e baixo custo com água no Campus, o que
não significa que o sistema é eficiente. A fonte alternativa utilizada não representa uso racional
da água.
Os poços apresentam suas instalações elétricas e de comando em condições deficitárias,
hidrômetros com defeito, conforme figuras 29 a 32, e possuem licença de operação e outorga
de água. Estão interligados na rede de distribuição do Campus e em alguns reservatórios e
funcionam de forma contínua durante 24 horas por dia.
Figura 29: Poço da Fundação Uniselva Figura 30: Poço do CCBS
Fonte: autor 2013.
67
Figura 31: Poço do Centro Cultural Figura 32: Poço do Zoológico
Fonte: autor 2013.
As figuras demonstram a necessidade de readequação das instalações, construção de
abrigo para quadro de comando e reparos nos hidrômetros, para permitir o registro da vazão na
saída dos poços. Outro problema bastante reclamado pela população universitária é com relação
à qualidade da água dos poços devido a presença de cálcio e magnésio, substâncias essas que
trazem alterações nos aspectos físicos e químicos da água. Foram encontrados em análises
realizadas com água dos poços teores elevados, porém inferiores aos limites estabelecidos pela
Portaria MS-2.914/2011 (BRASIL, 2011) que recomenda o valor máximo permitido para
dureza total de 500 mg/l (BUCKER, 2013).
Do ponto de vista operacional, a água oriunda dos poços deve ser conduzida até um
filtro abrandador de cálcio e magnésio para depois ser misturado com a água proveniente da
Concessionária.
4.1.2 Rede de distribuição
O Campus da UFMT possui uma rede de distribuição que teve grande parte implantada
na década de setenta e foi construída com tubos de cimento amianto, seguindo um Plano Diretor
que não previa o crescimento ocorrido durante esse período. Por tais razões, existe rede de
distribuição passando sob prédios e grande parte dela pelas áreas verdes existentes. Como não
consta nos arquivos da Universidade um Cadastro Técnico atualizado, quase sempre, quando
se inicia uma nova obra, ocorrem grandes transtornos causados por vazamentos em redes de
cimento amianto porque não existe peças de reposição. As figura 33 e 34 mostram casos típicos
desse problema que ocorreram por falta de cadastro, próximo ao Centro Cultural, no local da
obra “Centro de Vivência do Campus”, onde a rede rompeu várias vezes causando sérios
68
transtornos e dificuldades para efetuar os reparos necessários. Nesses casos, a Equipe Técnica
da Concessionária é acionada e os problemas são resolvidos.
O caso mais recente foi do Laboratório Multiuso no CCA, onde uma tubulação de
cimento amianto com diâmetro de 150 mm rompeu inundando e danificando todo o piso e
contra piso.
As constantes rupturas de tubulações dentro do Campus têm demonstrado a existência
de rede em locais não cadastrados, dificultando a utilização da mesma.
Figura 33: Rede cimento amianto com vazamento Figura 34: Rede cimento amianto encontrado na obra
Fonte: autor, 2014
A Figura 35 mostra a planta geral da rede de distribuição de água atual do Campus da
UFMT em Cuiabá, fornecida pela concessionária e revisada pelo Departamento de Engenharia
Sanitária em trabalho acadêmico do curso e através desta pesquisa. O Campus expandiu sobre
a rede distribuição existente, em alguns trechos.
A rede de distribuição mostrada na figura anterior foi construída no período de
implantação do Campus, em 1970. Tsutyia (2004) e Gomes (2004) recomendam um tempo de
vida útil para canalizações de distribuição variando entre 20 e 30 anos. Na UFMT, já se
passaram mais de 40 anos. Esta condição contribui para um elevado índice de perdas na rede
distribuição e por conseguinte no sistema como um todo.
Na UFMT não foi possível estimar o índice de perdas no sistema porque não existe
nenhum tipo de controle e monitoramento do consumo. Foi possível apenas calcular o consumo
per capita que é elevado, o que significa que o índice de perdas no Campus da UFMT em
Cuiabá, também é elevado.
Para Oliveira (1999), a perda por vazamento em rede de distribuição é a mais
significativa num sistema e, para reduzi-la, recomenda-se: redução de pressão, detecção e
eliminação de vazamentos (torneiras, válvulas, reservatórios e rede de distribuição).
Recomenda-se o controle e a manutenção por processo para evitar que os problemas ocorram.
69
Figura 35: lay out da rede distribuição água existente no Campus
Fonte: Departamento de Engenharia Sanitária, 2013.
A mistura de água dos poços com água da Concessionária que ocorre através da
interligação na rede de distribuição e reservatórios prejudica ainda mais a operação e
manutenção do sistema. O diagnóstico realizado resultou no levantamento apresentado na
tabela 11, relativo à rede de distribuição do Campus.
Tabela 11: rede de distribuição de água existente no Campus. Tipo de material Extensão da rede (m) % Cimento amianto 1.892,00 23
Ferro fundido e galvanizado 816,00 9 PVC PBA classe 12 e PEAD 5.700,00 68
Total de rede 8.408,00 Fonte: Departamento de Engenharia Sanitária, 2013.
A tabela anterior demonstra que 23% da rede de distribuição existente no Campus
permanece com tubos de cimento amianto. Demais trechos (77%) com diferentes tipos de
materiais o que dificulta a manutenção e reposição de peças.
4.1.3 Reservação
O sistema de reservação do Campus Cuiabá é constituído por um conjunto de
reservatórios enterrado e elevado em cada unidade acadêmica e administrativa. Até o ano 2000,
aproximadamente, se construía somente reservatórios em concreto armado. A partir daí, passou-
se a especificar reservatório elevado do tipo metálico, fibro cimento, fibra de vidro e polietileno.
No Campus da UFMT em Cuiabá existe um sistema de reservação com capacidade total
de 1.988,20 m³ para água potável e 60,0 m³ para aguas pluviais. As figuras 36 a 39 mostram
70
alguns desses reservatórios instalados no Campus. Nos prédios dotados de instalações para
prevenção e combate a incêndio, a reserva técnica está misturada com o volume de água potável.
Figura 36: Reservatório elevado IE/IL Figura 37: Reservatórios elevados ICHS e Geografia
Fonte: autor, 2014.
Figura 38: Reservatório elevado da FAMEV Figura 39: Reservatório elevado do CCA
Fonte: autor, 2014.
O sistema de reservação descentralizado facilita o controle e operação individual, porém
traz dificuldades ao sistema em caso de manobras e falta d’água em pontos isolados. Os
reservatórios tipo metálico têm trazido muitos problemas de limpeza e manutenção porque
acumula grande quantidade de resíduos de ferro e apresenta pontos de vazamento em menos de
20 anos de vida útil. A capacidade do sistema de reservação verificada nos projetos existentes
e pelos levantamentos in loco está registrada na tabela 12 a seguir.
Tabela 12: Sistema de Reservação existente no Campus Cuiabá. Local e prédios atendidos Res. Enterrado
(m³) Res. Elevado(m³) Cap. Total (m³)
Instituto de Linguagem 70,00 60,00 130,00 Faculdade Economia antigo 10,00 10,00 20,00 Piscina 10,00 4,00 14,00 Faculdade Administração I 10,00 5,00 15,00 Faculdade Administração II 10,00 5,00 15,00 Faculdade Ciências Sociais 0,00 5,00 5,00
71
Prédio novo Economia 20,00 3,00 23,00 Quadra Coberta 10,00 5,00 15,00 Prédio da Segurança 10,00 5,00 15,00 ICHS 20,00 10,00 30,00 Prédio Geografia 0,00 10,00 10,00 Cantina CCS 20,00 5,00 25,00 Centro Cultural 10,00 10,00 20,00 Anatomia/M. Agrícolas/FAMEV 20,00 6,00 26,00 Lavanderia HOVET 0,00 3,00 3,00 Bloco Sala Aula FAMEV 18,00 5,00 23,00 HOVET antigo 30,00 20,00 50,00 HOVET novo 30,00 10,00 40,00 CCA/FAMEV/ENF 50,00 50,00 100,00 GINÁSIO DE ESPORTE 1 20,00 5,00 25,00 GINÁSIO DE ESPORTE 2 20,00 5,00 25,00 GINÁSIO DE ESPORTE 3 20,00 25,00 45,00 GINÁSIO DE ESPORTE 20,00 5,00 25,00 STI 10,00 6,00 16,00 RU Principal 70,00 90,00 160,00 FAET Blocos A, B e C 90,00 30,00 120,00 Bloco F 70,00 80,00 150,00 Geologia 70,00 40,00 110,00 Biotério 10,00 10,00 20,00 Biodiesel 20,00 4,00 24,00 Biodiversidade 20,00 4,00 24,00 Herbário da Biologia 0,50 0,00 0,50 Computação II 0,00 0,00 0,00 Computação I 30,00 5,00 35,00 Investigação Científica 3,00 0,200 3,20 CCBS III 60,00 20,00 80,00 CCBS II 60,00 20,00 80,00 CCBS I 60,00 20,00 80,00 Nutrição I 10,00 3,00 13,00 Nutrição II 10,00 5,00 15,00 Bloco de Direito 10,00 5,00 15,00 CEV 0,00 10,00 10,00 Bloco Sala de Aula/Dir. 15,00 20,00 35,00 Biblioteca/Teatro 90,00 70,00 160,00 SINTUF 0,00 3,00 3,00 EDITORA 10,00 3,00 13,00 CABS I 10,00 1,00 11,00 Casarão 7,50 10,00 17,50 Gestão de pessoa 20,00 3,00 23,00 Gráfica 15,00 10,00 25,00 Casa Estudante 10,00 10,00 20,00 Prefeitura I 15,00 9,00 24,00 Prefeitura II 5,00 0,00 5,00 Campo de Futebol 0,00 3,00 3,00 CABS II 0,00 1,00 1,00 CABS III 0,00 2,00 2,00 CAPACIDADE TOTAL 1.229,00 759,20 1.988,20
CAPACIDADE TOTAL DE RESERVAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL 60,00 Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
De acordo com os valores da tabela 12, com a população universitária de 2013 e
considerando o consumo per capita encontrado pode-se afirmar que naquele ano a capacidade
instalada de reservação no Campus Cuiabá era suficiente para suportar até 2,20 dias. Para a
população de projeto (17.497 habitantes), considerando um consumo per capita de 40 l/hab.dia,
72
seria suficiente para 2,95 dias e considerando 60,72 l/hab. dia, seria suficiente para 1,94 dias.
A redução do consumo amplia a capacidade de reservação. Portanto, a proposta de redução do
consumo atende o conceito de uso racional de água e amplia a capacidade do sistema.
Foi verificado que apenas 22% dos reservatórios tinham instalações de prevenção e
combate a incêndio. Nesses reservatórios, a reserva técnica recomendada pelo Corpo de
Bombeiros está misturada com o volume destinado ao consumo de água potável. Não foi
possível verificar se a reserva técnica é garantida através dos níveis de instalação dos sensores
de acionamento das bombas.
4.1.4 Sistemas de recalques individuais
Devido ao sistema de reservação descentralizado adotado neste Campus, para elevar a
água a ser consumida em cada prédio, existe um sistema de recalque, composto, na maioria das
vezes, por apenas um conjunto moto bomba superdimensionado e com um sistema de
automação sem nenhum critério técnico. Foi verificado que o espaço entre o nível mínimo e o
nível máximo do reservatório é muito pequeno, diminuindo assim o intervalo de tempo entre
um acionamento e outro da bomba. Com isso, a bomba liga e desliga em intervalos de
aproximadamente 3 minutos na maioria dos recalques instalados.
As figuras 40 a 45 apresentam o estado de conservação, as condições e forma das
instalações e abrigo de alguns sistemas de recalque existentes no Campus da UFMT.
Figura 40: Sistema de recalque da cantina ICHS. Figura 41: Sistema de recalque do centro cultural.
Fonte: autor, 2014.
73
Figura 42: Sistema de recalque do FAET Figura 43: Sistema de recalque do bloco F
Fonte: autor, 2014.
Figura 44: Instalação elétrica recalque FAET Figura 45: Instalação elétrica recalque FAMEV
Fonte: autor, 2014
O levantamento cadastral evidenciou a precariedade dos sistemas de recalques
existentes no Campus, do ponto de vista das instalações e da potência das bombas instaladas.
Foram levantados e caracterizados todos os sistemas de recalques, incluindo os de prevenção e
combate a incêndio que existem em alguns prédios com instalações antigas e desativadas. O
diagnóstico mostra a necessidade de reforma e readequação deste setor do sistema de
abastecimento de água.
A tabela 13, apresentada a seguir, mostra as características dos sistemas de recalques
existentes.
Tabela 13: Sistemas de recalques existentes no Campus Item Local Pot. Bomba (CV) Diâm. Sucção (mm) Diâm.Recalque(m
m) 01 Instituto Linguagem 5,00 60 75 02 FAECC 3,00 50 50 03 Piscina 5,00 50 32 04 F.de Administração I 2,00 40 32 05 F. de Administração II 3,00 60 50
74
06 Ciências Sociais 5,00 60 50 07 F. Economia (a. potável) 1,00 50 32 08 F. Economia (a. pluvial) 1,00 32 32 08 F. Economia (incêndio) 7,50 2 ½” 2 ½” 09 Quadra Coberta 1,00 50 32 10 Segurança 3,00 60 50 11 ICHS 1,50 32 32 12 ICHS 3,00 50 32 12 ICHS (incêndio) 5,00 2 ½” 2 ½” 13 Geografia 0,50 32 32 13 Geografia (incêndio) 3,00 2 ½” 2 ½” 14 Cantina CCS 3,00 50 32 15 C. Cultural (desativado) 5,00 2 ½” 2 ½” 16 C. Cultural 3,00 2 ½” 2 ½” 17 Anatomia/Lab. máq. 3,00 50 32 18 Sala de aula FAMEV 1,00 32 32 18 FAMEV (incêndio) 3,00 2 ½” 2 ½” 19 FAMEV 3,00 60 40 20 HOVET 2,00 50 50 20 HOVET (incêndio) 3,00 2 ½” 2 ½” 21 CCA 5,50 60 60 22 Ginásio de Esporte 3,00 60 60 23 Ginásio de Esporte 3,00 60 50 24 Ginásio de Esporte 2,50 50 32 24 Ginásio Esporte (incêndio) 5,50 3” 2 ½” 25 UAB 1 1,00 50 32 25 UAB 1 (incêndio) 5,00 2 ½” 2 ½” 26 UAB 2 1,00 50 32 26 UAB 2 (incêndio) 5,00 2 ½” 2 ½” 27 RU 1 7,50 60 60 27 RU 2 (incêndio) 5,50 2 ½” 2 ½” 28 FAET (blocos A,B,C) 5,50 60 50 29 Bloco F 5,00 60 60 31 Geologia 5,00 50 50 32 Biotério 3,00 50 32 33 Biodiesel 1,00 50 32 34 Biodiversidade 1,00 50 32 35 Herbário Biologia 3,00 50 50 36 Comput. III-A. Pluvial 2,50 75 75 37 Computação I e II 3,50 60 50 38 Computação/Enfermagem 3,00 32 32 39 Computação/F.M.A 1,00 32 32 40 Computação I e III 1,00 32 25 41 Investigação Científica 2,50 32 25 42 CCBS III 3,00 60 50 43 CCBS II 3,50 50 50 44 CCBS I 5,00 50 50 45 Nutrição I 3,00 50 32 46 Nutrição II 3,00 50 32 47 Bloco de direito 3,00 40 32 48 Bloco sala aula novo 2,50 40 32 48 Bloco multiuso (incêndio) 7,50 2 ½” 2 ½” 49 Biblioteca/Teatro 5,50 60 50 50 Editora 0,50 32 25 51 CABS I 2,50 32 32 52 CABS II 3,50 32 32 53 CABS III 0,50 25 25 54 Casarão/Almoxarifado 3,00 60 50 54 Casarão (incêndio) 3,50 2 ½” 2 ½” 55 Gestão de pessoas 2,50 50 32
75
56 Gráfica 3,50 60 60 57 Casa de estudante 2,50 50 32 58 Prefeitura do Campus 0,50 32 25 59 Prefeitura do Campus 5,00 32 32 POTENCIA TOTAL INSTALADA (CV) 220,50 POTÊNCIA TOTAL INSTALADA DE RECALQUE-ÁGUA POTÁVEL 167,00 POTÊNCIA TOTAL INSTALADA DE INCÊNDIO 53,50
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
Todas as instalações de automação e recalque de água nas unidades acadêmicas do
Campus devem ser redimensionados e revisados visando à eficiência hidráulica e energética do
sistema. Há necessidade, também, da construção de abrigos apropriados para diversas
instalações de bombas e quadros de comando.
Foi verificado que 17% das instalações de recalques existentes se referem a estação
pressurizadora de prevenção e combate a incêndio e que a grande maioria está desativada ou
danificada porque nunca foram utilizadas ou reparadas.
4.1.5 Levantamento das peças de consumo
Constatou-se que grande parte dos banheiros coletivos ainda mantém as instalações
originais, com peças de consumo do tipo convencional, sendo que algumas delas se encontram
em estado precário de conservação. Para consolidar a proposta de uso racional de água na
UFMT, foi efetuado um levantamento completo de todas as peças e equipamentos de consumo
instalados nas unidades acadêmicas, praças e jardins do Campus, por região, conforme tabela
14, apresentada a seguir. Os prédios em construção já foram incluídos no levantamento,
considerando o projeto e as especificações técnicas da obra.
Tabela 14: Levantamento de peças e equipamentos de consumo existentes no Campus em 2015. Peças de consumo Subdivisão das regiões previstas no Plano Diretor
R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 Total Torneira Convencional 153 8 64 85 77 168 36 45 636 Torneira fecho automático
150 0 45 25 8 90 129 4 451
Torneira pia convencional
26 5 116 18 21 216 128 6 536
Torneira uso geral 35 2 27 10 8 25 2 12 121 V. Descarga convencional
258 6 77 105 72 221 120 42 901
V. Descarga duplo fluxo 34 0 0 0 0 0 66 0 100 Caixa acop. Convencional
14 1 21 3 19 17 0 0 75
Caixa acop. Duplo fluxo 0 0 0 0 0 0 6 0 6 Ducha higiênica 70 0 4 20 0 24 1 0 119 Chuveiro convencional 3 1 18 24 40 26 2 25 135 Chuveiro de emergência 0 0 1 0 0 11 2 0 14 Bebedouro 22 0 6 0 0 8 0 2 38
76
Destilador 0 0 11 0 0 28 8 1 48 Máquina de lavar roupa 0 0 3 0 0 0 0 0 3 Filtro de cozinha 0 0 0 0 0 2 0 0 2 Mictório automático 42 0 14 7 0 30 24 4 121 Mictório convencional 56 1 5 16 5 41 37 10 171 Torneira jardim (externo)
36 0 26 45 0 5 13 31 156
Torneira tanque 13 0 5 3 0 3 3 0 99 Caixa desc. convencional
0 0 2 0 6 17 3 4 32
Torneira c/ reg. Borboleta
0 0 1 0 0 0 0 0 1
Bebedouro animal 0 0 11 0 0 0 0 0 11 Torneira alavanca (calha)
4 0 4 0 0 0 0 0 8
Torneira pressão (calha) 0 0 4 0 0 0 0 0 4 Fonte: Levantamento de campo, autor, 2015.
Considerando as obras em andamento no Campus, com relação às torneiras de
lavatórios, os números mostram que a UFMT tem cerca de 41,49% das torneiras instaladas do
tipo automática, sendo que 10% correspondem aos prédios em construção. Parte das torneiras
dotadas de regulador de fluxo possui baixo padrão de qualidade e, por isso, funcionam de forma
ineficiente; ou seja, o tempo de fechamento é maior do que o necessário e, com isso, após o uso
a água continua escoando. Com relação às válvulas de descarga com duplo fluxo, o número de
peças registradas se refere aos prédios em construção e corresponde a 10% do total. Com
relação aos vasos com caixa acoplada de duplo fluxo, foi encontrado menos de 10% do total
instalado. Demais peças de consumo são do tipo convencional.
Verificou-se no levantamento a necessidade de substituir parte das peças de consumo
por outra com regulador de fluxo, com referência e padrão de qualidade para garantir o resultado
esperado e facilitar a manutenção das instalações.
Oliveira (1999) recomenda, para especificação de peças com regulador de fluxo, as
seguintes considerações: pressão disponível, conforto e atividade do usuário, higiene, risco de
contaminação, facilidade de instalação e manutenção, possibilidade de vandalismo e avaliação
técnico econômico.
Com relação aos equipamentos, verificou-se a necessidade de executar novas
instalações para os destiladores, com a finalidade de coletar a água descartada que sai numa
temperatura elevada e conduzi-la para um reservatório de água potável mais próximo
(reaproveitamento).
As figuras 46 e 47 apresentam uma vista geral do banheiro coletivo da FAECC, onde as
torneiras e as válvulas de descarga são do tipo convencional.
77
Figura 46: Banheiro coletivo da FAECC. Figura 47: Torneira lavatório banheiro da FAECC.
Fonte: autor, 2013.
As figuras 48 e 49 apresentam uma vista geral do banheiro coletivo do CCA, onde as
torneiras e as válvulas de descarga são do tipo convencional.
Figura 48: Banheiro coletivo do CCA. Figura 49: válvula descarga convencional CCA.
Fonte: autor, 2013.
As figuras 50 e 51 apresentam uma vista geral do banheiro coletivo do bloco sala de
aula multiuso, onde as torneiras são do tipo automático e as válvulas de descarga do tipo
convencional.
Figura 50: Banheiro coletivo do bloco multiuso Figura 51: Torneira tipo convencional bloco multiuso
Fonte: autor, 2014.
78
As figuras 52 e 53 apresentam uma vista geral de um dos banheiros coletivos do bloco
F/FAET, onde as torneiras e as válvulas de descarga são do tipo convencional.
Figura 52: Banheiro coletivo BLOCO F Figura 53: Torneira tipo convencional bloco F
Fonte: autor, 2013.
O levantamento realizado das peças de consumo demonstrou que a medida de
conservação relativa ao uso de peças economizadoras no Campus da UFMT em Cuiabá já teve
início, mesmo que de forma lenta. O que falta é a especificação de peças com padrão de
qualidade aprovadas pelo INMETRO.
4.1.6 População do Campus
A população universitária apresentada na tabela 15 demonstra uma variação de aumento
e decréscimo ao longo dos anos em função da alteração do número de alunos da pós-graduação
e serve para determinar e avaliar o consumo per capita médio de água potável no Campus nos
cinco anos pesquisados.
Tabela 15: População do Campus Cuiabá, 2009-2013 Ano Prof. Tec. Administrativo Terceirizados Alunos graduação Alunos pós Total
2013 1.002 884 956 10.970 1.080 14.892 2012 993 1.350 920 10.835 1.512 15.610 2011 971 1.325 737 10.803 2.102 15.938 2010 914 1.207 623 10.772 2.215 15.731 2009 833 1.273 485 9.480 1.202 13.273
Fonte: Gerência de Informações da PROPLAN, 2013.
O gráfico representado na figura 54 mostra que o número de alunos da graduação, o
número de professores e de profissionais terceirizados vem crescendo gradualmente, enquanto
que o número de técnicos administrativos vem oscilando e, de 2012 para 2013, houve uma
79
grande redução devido às aposentadorias que ocorreram. Com relação aos alunos da pós-
graduação, houve um grande avanço a partir de 2009; porém, vem decrescendo a partir de 2012.
Figura 54: população universitária por classe 2009-2013.
Fonte de dados: Gerência de Planejamento/PROPLAN, 2014
O gráfico representado na figura 55 mostra que a população universitária teve um leve
crescimento até 2011 e, a partir daí, um pequeno decrescimento, em função da variação do
número de alunos na pós-graduação.
Figura 55: População universitária total, 2009-2013
Fonte de dados: Gerência de Planejamento/PROPLAN, 2014.
O decrescimento da população universitária, segundo a PROPLAN/UFMT, ocorreu
devido à conclusão de várias turmas de pós-graduação em nível de especialização e à não
continuidade de novas turmas ou da criação de outros cursos.
4.1.7 Consumo de água no Campus
O consumo médio mensal total de água no Campus Cuiabá (figura 56) durante o período
pesquisado serviu para avaliar a participação no fornecimento de água de cada fonte de
abastecimento e o comportamento do consumo ao longo dos cinco anos. A figura mostra um
baixo consumo médio mensal total em 2012, que, segundo a Gerência de Planejamento da
PROPLAN/UFMT, ocorreu por causa da greve associado aos meses de férias ou recesso. O
resultado serviu também para avaliar a capacidade total de armazenamento do sistema.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
2009 2010 2011 2012 2013
População
Professores
Tec. Adm.
Tercerizados
Alunos graduação
Alunos pós
0,00
5.000,00
10.000,00
15.000,00
20.000,00
2009 2010 2011 2012 2013
População
Populaçãoda UFMT
80
A tendência de aumento no consumo para o ano de 2013 está relacionada ao retorno das
aulas sem período de férias, à política de paisagismo implantada pela UFMT a partir de 2012,
envolvendo revitalização de canteiros e irrigação sistemática no período de seca, e ao grande
volume de obras em construção.
Figura 56: Consumo médio mensal total de água no Campus (m³/mês).
Fonte: autor, 2014.
O consumo médio mensal total de água fornecida pela Concessionária e pelo poço
artesiano (figuras 57 e 58) foi importante para avaliar qual a contribuição mensal de cada fonte
no fornecimento da água consumida no Campus da UFMT e o impacto no custo que a
Universidade tem mensalmente com água potável.
Figura 57: Consumo médio mensal total água CAB Figura 58: Consumo médio mensal total água dos poços
Fonte: autor, 2014.
Com as informações obtidas pode-se verificar que o consumo médio mensal de água
fornecida pelos poços é constante porque eles funcionam de forma contínua 24 horas por dia.
A água da Concessionária é um complemento para suprir a demanda existente.
De acordo com Ferraz (2013), em grande parte dos poços artesianos do sistema de
produção de água para Cuiabá, ocorrem sintomas de vulnerabilidade no lençol freático em
24.500,00
25.000,00
25.500,00
26.000,00
26.500,00
27.000,00
27.500,00
28.000,00
28.500,00
2009 2010 2011 2012 2013
Consumo
consumo(m³/mês)
0,00
5.000,00
10.000,00
15.000,00
20.000,00
25.000,00
2009 2010 2011 2012 2013
Consumo
consumo(m³/mês)
0,00
5.000,00
10.000,00
15.000,00
20.000,00
25.000,00
2009 2010 2011 2012 2013
Consumo
consumo(m³/mês)
81
virtude do rebaixamento e contaminação. Para os poços existentes no Campus, não existe
nenhum estudo nesse sentido, porém, é um fenômeno que pode ocorrer.
O consumo médio mensal de água fornecida pela Concessionária em 2013 (figura 59)
serviu para uma análise do comportamento mais recente no fornecimento de água, em que é
evidente o aumento do volume consumido nos meses de seca, período em que ocorre irrigação
de jardins e todo consumo excedente vem da rede pública, porque a vazão dos poços é
constante.
Figura 59: Consumo mensal de água fornecida pela Concessionária em 2013.
Fonte: autor, 2014.
4.1.7.1 Consumo per capita de água no Campus
Foi encontrado um consumo per capita médio de 60,72 l/hab. dia, calculado com base
no consumo e na população dos cinco anos pesquisados.
O resumo do consumo médio mensal apresentado na tabela 16 demonstra que o
consumo per capita pode variar de ano pra ano e que na UFMT esteve sempre acima do valor
encontrado em outras universidades brasileiras onde o consumo per capita em diversos prédios
se mantém próximo de 40 l/hab.dia, como a UFBA, USP, UFES, UFMS.
Tabela 16: Resumo do consumo per capita médio, 2009-2013 Ano População(hab.) Consumo médio mensal total (m³) Consumo per capita (l/hab. dia)
2.009 13.273 27.220,98 68,36 2.010 15.731 27.036,98 57,29 2.011 15.938 27.265,98 57,03 2.012 15.610 26.006,57 55,53 2.013 14.892 28.100,50 62,90 Média 5 anos pesquisados 27.126,20 60,72
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
0,00
2.000,00
4.000,00
6.000,00
8.000,00
10.000,00
12.000,00
Consumo
consumo(m³/mês)
82
A média do consumo per capita calculado para os cinco anos pesquisados representa o
valor que vem sendo praticado no Campus, que pode variar em decorrência dos diversos fatores
citados no item anterior.
4.1.8 Custos com o consumo de água no Campus
O custo financeiro com consumo de água no Campus da UFMT está representado na
tabela 17 e corresponde apenas à água fornecida mensalmente pela Concessionária nos cinco
anos pesquisados.
Tabela 17: Custo financeiro com água fornecida pela Concessionária, 2009-2013 Valor pago mensalmente em R$
Meses 2009 2010 2011 2012 2013 Janeiro 32.721,50 41.290,00 35.860,10 27.054,50 21.976,63 Fevereiro 30.688,00 35.578,00 30.035,25 18.228,00 34.911,06 Março 38.458,00 36.043,00 29.592,50 28.686,45 32.736,14 Abril 22.823,00 29.908,00 34.474,25 26.698,90 23.961,85 Maio 19.748,00 31.113,00 53.892,00 16.776,46 24,823,94 Junho 20.307,00 35.934,75 36,860,50 16.072,59 32.725,81 Julho 31.416,60 16.919,50 40.957,30 26.705,47 47.154,44 Agosto 24.473,00 21.002,00 33.683,90 20.215,41 52,594,62 Setembro 32.283,00 36.044,00 48.758,80 20.582,11 58.943,16 Outubro 35.693,00 36.849,00 32.864,75 37.581,86 47.154,44 Novembro 31.343,00 43.018,75 42.808,85 39.290,42 69.744,69 Dezembro 41.050,20 38.027,75 32,858,40 18.506,02 43.833,79 TOTAL 361.004,3 364.080,00 452.646,60 296.398,19 490.560,,56 Média mensal 30.083,69 30.340,00 37.720,55 24.699,85 40.880,05
Fonte de dados: Gerência de Contabilidade da UFMT
De acordo com a tabela 18, ao se avaliar o custo médio com consumo excessivo de água
levando em consideração o consumo per capita encontrado (60,72 l/hab.dia) e o consumo per
capita da proposta (40 l/hab.dia), é possível mensurar o impacto nas contas da instituição que
poderia ocorrer se a fonte de fornecimento de água fosse apenas a concessionária. A avaliação
foi feita para destacar a importância da proposta de uso racional de água para o Campus da
UFMT, cujo objetivo principal é a redução do consumo de água
Tabela 18: Avaliação do custo financeiro com consumo excessivo, 2009-2013 Ano Dif. (l/hab. dia) População Dif. consumida(m³/ano) T. água(R$/m³) Custo
ano(R$)
2.009 28,36 13.273 137.394,13 4,84 664.987,60 2.010 17,29 15.731 99.275,98 5,03 499.358,18 2.011 17,03 15.938 99.069,81 6,02 596.400,25 2.012 15,53 15.610 88.484,50 4,94 437.113,43 2.013 22,90 14.892 124.474,78 5,72 711.995,75
CUSTO TOTAL EM CINCO ANOS COM CONSUMO EXCESSIVO (R$) 2.909.855,21
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
83
Para esta hipótese o custo médio mensal com consumo excessivo no período pesquisado
teria sido de R$ 48.497,58/mês, que é superior ao valor médio mensal gasto pela UFMT, com
consumo de água da concessionária nos anos pesquisados (R$ 32.744,83/mês). Ou seja se a
UFMT dispusesse de um sistema de abastecimento de água eficiente e uso consciente da água,
a produção proveniente dos poços artesianos teria sido suficiente para atender a demanda que
ocorreu naquele período.
O custo financeiro nos cinco anos, se a fonte de água fosse apenas da Concessionária,
apresentado na tabela 19, demonstra que a UFMT deverá avaliar o consumo que vem praticando
para subsidiar a tomada de decisão com relação à proposta de um novo projeto para o sistema
de abastecimento de água do Campus, e a utilização ou não da fonte alternativa de água que são
os poços.
Tabela 19: Custo financeiro se a fonte fosse somente a Concessionária, 2009-2013. Ano População Consumo total (m³/ano) Taxa água(R$/m³) Valor anual (R$)
2.009 13.273 326.643,22 4,84 1.580.953,18 2.020 15.731 324.442,43 5,03 1.631.945,42 2.011 15.938 327.219,89 6,02 1.969.863,74 2.012 15.610 309.246,59 4,94 1.527.678,15 2.013 14.892 337.214,45 5,72 1.928.866,65 CUSTO MÉDIO ANUAL NOS CINCO ANOS PESQUISADOS 1.727.861,43
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
Os valores encontrados reforçam a proposta de uso racional da água que conta com uma
série de medidas de conservação, inovações tecnológicas, novo layout da rede, setorização e
centralização do sistema de distribuição, para garantir o resultado esperado, que é a redução do
consumo de água potável no Campus.
4.1.9 Operação e manutenção do sistema
A Prefeitura do Campus dispõe de uma equipe destinada exclusivamente para atender
às solicitações que chegam sobre as questões de vazamento em rede de distribuição, instalações
hidráulicas, sanitárias e sistemas de bombeamento. A gestão é feita pelo Prefeito do Campus e
a operação por meio de uma equipe composta por seis bombeiros hidráulicos e três eletricistas,
sob a orientação da Coordenação de manutenção predial e serviços do Campus, que tem a
atribuição de atender também às pequenas reformas, adequações de espaço físico e manutenção
elétrica. A estrutura de suporte para essa equipe é composta por um almoxarifado, que mantém
um estoque mínimo de tubulações, peças e conexões; uma retroescavadeira hidráulica, para
realizar os serviços de escavações; um veículo de passeio, para transportar funcionários, peças
84
e conexões e pequenos equipamentos como chave de grifo, picareta, pá, enxada, etc. Quando
há necessidade de transportar tubulação, utiliza-se outro veículo com carroceria. A Ordem de
serviço é dada após uma triagem feita nas solicitações que chegam por meio de um formulário,
via internet. Não existe um plano de gestão para monitorar o consumo, a qualidade e as perdas
de água; atualizar o cadastro técnico quando ocorrem modificações, ampliações ou alterações
realizadas; efetuar e implantar um planejamento no setor. A prefeitura do Campus não dispõe
de uma estrutura administrativa organizada, composta por técnicos e engenheiros
especializados em cada área, como ocorre em outras universidades brasileiras. Isso compromete
a realização de determinadas intervenções e limita a atuação do setor, tanto neste Campus como
no interior do Estado.
A operação do sistema ocorre através de manobras efetuadas diariamente na rede para
suprir a deficiência de água no Campus: injetar água dos poços na rede de distribuição; captar
água de poços para atender às necessidades de jardinagens e solicitar água potável fornecida
em caminhão pipa quando não existe água de nenhuma fonte de abastecimento.
A manutenção é feita a partir das solicitações comandadas para a Prefeitura do Campus,
de acordo com a gravidade do problema e da sequência dos comandos recebidos, que são
distribuídos aos bombeiros no primeiro horário de cada dia de trabalho. Em alguns casos, o
problema é levantado in loco pelo chefe do setor para relacionar e separar as peças que serão
necessárias. Em casos mais complexos, a Prefeitura solicita a presença de um Engenheiro
Sanitarista da PROPLAN ou encaminha um processo para a Pró-Reitoria, que determina a
elaboração de um levantamento, projeto, memorial descritivo e planilhas orçamentárias para
posterior licitação da obra. A concretização de uma obra neste padrão pode durar até um ano,
contado do início do processo.
4.2 Avaliação do consumo de água no Campus
O consumo de água no Campus da UFMT em Cuiabá pode ser considerado elevado,
tomando por base o consumo per capita encontrado que demonstra um sistema ineficiente, com
índice de perdas certamente elevado, provocado por diversas razões como: vazamentos em rede,
peças de consumo e reservatórios, mau uso, instalações precárias e antigas, grande número de
obras em andamento no Campus, irrigação de canteiros e praças; ausência de um programa de
educação ambiental, de controle e monitoramento do consumo, e de um manual de operação e
manutenção do sistema.
85
O consumo excessivo em relação à bibliografia pesquisada, apresentado na tabela 20,
serve para avaliar o impacto que esse excesso pode representar nas contas de água durante cada
ano. Em 2009, foi registrado o maior consumo per capita e não foi possível avaliar o motivo
desse excesso. Em 2013, o excesso registrado se deve em grande parte à política de paisagismo
implementada pela atual gestão, já discutido no item consumo médio mensal total. Como a
vazão dos poços é constante e o tempo de bombeamento continua sendo 24 horas por dia, o
excesso de água necessário vem da concessionária e reflete diretamente no valor da conta paga
em cada mês.
Tabela 20: Diferença do consumo per capita em relação às recomendações bibliográficas Ano Cons. per capita (l/hab. dia) Dif. em relação proposta(l/hab. dia) % acima proposta
2.009 68,36 28,36 70,90 2.010 57,29 17,29 43,22 2.011 57,03 17,03 42,57 2.012 55,53 15,53 38,82 2.013 62,90 22,90 57,25
Fonte: Elaborado pelo autor, 2014.
O consumo per capita excessivo atingiu seu índice máximo no período pesquisado em
2009, quando esteve 70,90% acima do valor adotado na proposta de uso racional de água para
o Campus Cuiabá (40l/hab.dia), em relação ao consumo per capita médio encontrado (60,72
l/hab.dia).
Segundo Tauchen, J., Brandeli, L. L. (2006), no artigo intitulado “Gestão Ambiental em
Instituição de Ensino Superior”, pesquisados no mundo inteiro, duas das ações que mais
aparecem se referem ao controle de consumo e reuso de água.
A redução do consumo per capita no Campus amplia a capacidade do sistema, reduz a
dependência de água da Concessionária e ao mesmo tempo proporciona à UFMT uma
alternativa de contenção de gastos.
Na Fundação Universidade Federal de Mato Grosso Campus Cuiabá, em 2013, com
10.970 estudantes, se gastou cerca de 325.440,0 m³ de água potável, o que equivale a 29,67
m³/estudante/ano ou 82,41 l/aluno/dia. O consumo médio per capita verificado nos últimos
cinco anos na UFMT é de 60,72 l/hab./dia, levando em consideração a população total do
Campus. Na fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, segundo informações da
Pró-Reitoria de Infraestrutura daquela Universidade, é de 37,58 l/hab./dia.
Em uma pesquisa realizada na UFBA em 41 unidades acadêmicas estimou-se o
consumo per capita em 30 l/hab. dia (NAKAGAWA, 2009).
Na mesma universidade, de acordo com Marinho, Gonçalves, Kiperstok (2013), em uma
pesquisa realizada em 90 prédios no período de 2001 a 2008, onde foi implementado um plano
86
de conservação da água como ferramenta para apoiar as práticas sustentáveis na universidade,
em que foi aplicada apenas medidas sócio educativas e de monitoramento e controle individual
de consumo, foi verificado uma redução de 38,0% no consumo e 49,50% no consumo per
capita. O consumo per capita passou de 51,48 l/hab. dia para 26 l/hab. dia. Segundo os autores,
o experimento passou a registrar uma eficiência efetiva a partir do início do monitoramento e
controle do consumo individual nos prédios.
A previsão de redução no consumo total de água e consumo per capita na UFMT,
estimada no cenário de Uso Racional de Água no Campus, deve ser superada quando a proposta
estiver 100% concluída.
4.3 Avaliação da potencialidade de utilização de dispositivos de controle de fluxo para
redução do consumo
Em relação às peças reguladoras de fluxo considerou-se apenas as informações
encontradas na pesquisa bibliográfica. O quadro 07 apresenta os resultados de uma pesquisa
realizada pelo programa PURA da Sabesp em parceria com os fabricantes de equipamentos
hidráulicos, que compara o consumo entre produtos convencionais e produtos economizadores.
Quadro 07: Comparativo de economia nas peças de consumo. Equipamento convencional Consumo Equipamento economizador Consumo Economia
Bacia com caixa acoplada 12 l/descarga Bacia VDR 6 l/descarga 50%
Bacia com válvula bem regulada 10 l/descarga Bacia VDR 6 l/descarga 40%
Ducha até 6 mca 0,19 l/segundo Restritor de vazão 8 l/minuto 0,13 l/segundo 32%
Ducha de 15 a 20 mca 0,34 l/segundo Restritor de vazão 8 l/minuto 0,13 l/segundo 62%
Ducha de 15 a 20 mca 0,34 l/segundo Restritor de vazão 12 l/minuto 0,20 l/segundo 41%
Torneira de pia até 6 mca 0,23 l/segundo Arejador de vazão 6 l/minuto 0,10 l/segundo 57%
Torneira de pia de 15 a 20 mca 0,42 l/segundo Arejador de vazão 6 l/minuto 0,10 l/segundo 76%
Torneira uso geral/tanque até 6 mca 0,26 l/segundo Regulador de vazão 0,13 l/segundo 50%
Torneira uso geral 5 a 20 mca 0,42 l/segundo Regulador de vazão 0,21 l/segundo 50%
Torneira uso geral/tanque até 6 mca 0,26 l/segundo Regulador de vazão 0,10 l/segundo 62%
Torneira uso geral 15 a 20 mca 0,42 l/segundo Regulador de vazão 0,10 l/segundo 76%
Torneira de jardim 40 a 50 mca 0,66 l/segundo Regulador de vazão 0,33 l/segundo 50%
Mictório 2 l/uso Válvula automática 1,0 l/segundo 50%
Fonte: www.sabesp.com.br/calandraweb/calandraredirect.
De acordo com a pesquisa bibliográfica uma descarga de vaso sanitário de 12 litros
representa o desperdício induzido porque o aparelho foi fabricado para funcionar dessa forma
e se trata da peça de consumo mais utilizada em um banheiro (GONÇALVES, et al, 2009).
Trata-se de uma peça apropriada para defecar e é mais usada para urinar. Ou seja, há nesse caso,
um consumo desnecessário. Em média, em cinco usos, quatro é para urinar e, por isso, os
87
autores recomendam que a planta dos banheiros e a disposição dos aparelhos hidro sanitários
neles introduzidos influenciam de forma significativa no consumo de água em prédios públicos.
O quadro 08 apresenta uma comparação de economia de água a ser gerada na UFMT
em caso da substituição de algumas peças do tipo convencional existentes por outra com
regulador de fluxo, considerando apenas uma descarga por peça ou uma unidade de uso.
Quadro 08: Comparativo de economia de água a ser gerada na UFMT Peças Qtde Peça convencional Peça com regulador fluxo Economia
Cons. Unit. Cons. Total Cons. Unit. Cons. Total Torneira lavatório 636 0,26 l/s 165,36 l/s 0,13 l/s 82,68 l/s 50% Torneira de pia 536 0,23 l/s 123,28 l/s 0,10 l/s 53,60 l/s 56,52% Torneira de tanque 99 0,26 l/s 25,74 l/s 0,10 l/s 9,90 l/s 61,54% Torneira de jardim 156 0,66 l/s 102,96 l/s 0,33 l/s 51,48 l/s 50% Válvula de descarga 901 10 l/descarga 9.010,00 l/desc. 6 l/descarga 5.406,0 l/desc. 40% Bacia Cx. acoplada 75 12 l/descarga 900 l/descarga 6 l/descarga 450,00 l/desc. 50% Chuveiro/ducha 135 0,19 l/s 25,65 l/s 0,13 l/s 17,55 l/s 31,58% Mictório 171 2 l/uso 342 l/uso 1 l/s 171 l/uso 50% Caixa de descarga 32 12 l/descarga 384 l/descarga 6 l/descarga 192 l/descarga 50%
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Com relação aos destiladores, o consumo varia de equipamento para equipamento, por
isso não foi possível estimar o consumo e nem calcular o volume que pode ser economizado
com novas instalações, onde toda água descartada na destilação será retornada ao reservatório
de água potável. A economia será de 100%.
A pesquisa realizada demonstra que é viável do ponto de vista técnico, econômico e
sócio ambiental, a substituição das peças de consumo do tipo convencional por peças com
regulador de fluxo, nas unidades acadêmicas e administrativas do Campus Cuiabá, que pode
proporcionar uma redução do consumo de água nesses pontos, na ordem de 50%. O quadro 09
apresenta as diretrizes para substituição das peças, de acordo com as características de cada
unidade.
Quadro 09: Diretrizes para substituição de peças de consumo na UFMT. Local de intervenção Peças com regulador de fluxo a serem instaladas Banheiros coletivos Torneiras de fechamento automático com arejador para os lavatórios,
válvula de descarga com duplo fluxo e válvula de fechamento automático para mictórios. As duchas higiênicas serão do tipo convencional.
Banheiros individuais Torneiras de fechamento automático com arejador para os lavatórios, válvula de descarga ou vaso com caixa acoplada, ambos com descarga de duplo fluxo e válvula de fechamento automático para mictórios. As duchas higiênicas serão do tipo convencional.
Banheiros de auditórios e teatro Modelos eletrônicos com sensores de presença para torneiras e válvulas de mictórios. Válvula de descarga com duplo fluxo para vasos sanitários.
Vestiários Chuveiros com registro regulador de vazão. Copas e cozinhas Torneiras de parede ou bancada do tipo bica móvel, arejador articulado
de vazão constante e acionamento por alavanca.
88
Laboratórios Torneiras de parede ou bancada do tipo bica móvel, arejador articulado de vazão constante e acionamento por alavanca.
Canteiros e praças Micro aspersor com alcance de raio de até 2,0 m para canteiro central e raio de até 5,0 m para praças.
Fonte: autor, 2015.
As peças serão instaladas de acordo com a pressão disponível em cada ponto, isto é, as
peças devem ser apropriadas para a pressão do ponto. Em caso de pressão acima de 20 m.c.a.,
deverá ser instalado um registro regulador de pressão para garantir a eficiência esperada.
4.4 Proposta do Novo Sistema de Abastecimento de Água para o Campus Cuiabá
O diagnóstico realizado e o consumo per capita encontrado para o Campus Cuiabá
indica a necessidade de readequação e redimensionamento do sistema para a população e o
tempo de saturação de crescimento do Campus, estimado pela Pró-Reitoria de Planejamento da
UFMT e calculado pelos métodos da progressão aritmética e geométrica. A UFMT estima que
em cinco anos a saturação e o limite de sustentabilidade do Campus será atingido em função da
criação de novos cursos e pela previsão de aumento do número de alunos por turma. A proposta
garante o uso racional de água no Campus e a sustentabilidade do sistema para a população
final do projeto
Para Yoshimoto et al (1997), a implantação de Programas de Uso Racional de Água em
edifícios, apresentam os seguintes benefícios: aumento da capacidade ou número de usuários,
diminuição dos investimentos na captação de água, preservação de recursos hídricos
disponíveis, diminuição das demandas horárias de água, diminuição da geração de esgoto,
redução do consumo de energia elétrica no sistema.
Para Marinho, Gonçalves e Kiperstok (2013), o programa de conservação de água como
prática sustentável em uma universidade pública brasileira teve resultados expressivos na
redução do consumo, porém, a continuidade do programa fica sempre na dependência de
projetos de pesquisa e outros investimentos extra orçamentários da instituição.
A proposta apresentada neste trabalho possibilita a discussão e o estudo de diversos
temas relacionados ao uso racional de água do Campus, que poderá ser desenvolvido por alunos
da graduação e pós graduação.
A proposta prevê: setorização do sistema de distribuição de água; duas fontes de
fornecimento de água (concessionária e poços artesianos); tratamento de água dos poços; um
reservatório central para cada setor; nova rede de distribuição separando água potável de não
potável; interligação da rede em todos os reservatórios enterrados; instalação de macro e micro
89
medidores; readequação e reforma de todos os sistemas de recalques individuais; implantação
de um Centro de Controle Operacional.
A setorização do sistema de distribuição de água do Campus da UFMT em Cuiabá foi
proposta com o objetivo de:
a) Facilitar o fornecimento de água pela concessionária por meio de duas ligações
domiciliares;
b) Facilitar o sistema de bombeamento e construção de adutoras dos poços artesianos
que irão fornecer água ao sistema;
c) Garantir o controle e monitoramento do consumo total de água no Campus,
fornecida pela concessionária e pelos poços artesianos;
d) Possibilitar a entrada de água da concessionária apenas como complementação, para
atender à demanda existente, diariamente;
e) Possibilitar a centralização da entrada de água no sistema e sua posterior distribuição
para os reservatórios enterrados de cada unidade acadêmica e administrativa do
Campus;
f) Facilitar o monitoramento e controle do consumo individual, por prédio;
g) Facilitar as manobras em casos de necessidade, por falta de água em um dos setores;
h) Melhorar os procedimentos de operação e manutenção do sistema, tornando-o mais
eficiente;
i) Propor à população de cada unidade acadêmica uma forma de participação no
Programa de Educação Ambiental, visando à redução do consumo através do uso
consciente da água.
O uso racional de água no Campus irá ocorrer após a implantação de todas as unidades
previstas para o sistema de abastecimento de água (figura 60) e das medidas de conservação,
da implementação de um programa de educação ambiental e do manual de operação e
manutenção do sistema. Após essa fase, a UFMT terá o mecanismo necessário para obter as
informações, calcular e avaliar o grau de eficiência e redução do consumo no Campus.
90
Figura 60: Fluxograma da proposta do novo sistema de abastecimento de água do Campus Cuiabá.
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
Pro
po
sta
do
no
vo s
iste
ma
de
ab
aste
cim
ento
d
e á
gua
do
Cam
pu
s C
uia
bá
Entrada de água da Concessionária
Hidrômetros I e II
Entrada de água dos poços
Poço I: CCBS-Reservatório setor I
Poço II: Centro Cultural-Reservatório setor II
Poço III: UNISELVA-Reservatóriosetor I (irrigação e incêndio)
Tratamento de água dos poços
Reservatório misto de concreto (setores I e II)
Água potável: 1.000,00 m³
Água não potável-Incêndio: 100,00 m³
Água não potável-Irrigação: 100,00 m³
Nova rede de distribuição
Rede água potável: 6.500,00 m
Rede de incêndio: 6081,00 m
Rede de irrigação: 1.894 m
Interligação da rede nas unidades acadêmicas
Reservatórios enterrados existentes
Rede de hidrantes locais
Rede de irrigação nos canteiros, praças, jardins e lava jato
Instalação de macro e micro medidores
Sistemas de recalques individuais
Construção de abrigos para bomba
Substituição das bombas
Novas instalações elétricas e de automação
Implantação Centro de Controle Operacional
91
4.4.1 Alcance do projeto
O projeto foi elaborado para a projeção de crescimento da UFMT, que é de 17.497
pessoas, incluindo professores, alunos de graduação e pós-graduação, técnicos e terceirizados.
Essa população é o limite da sustentabilidade do sistema, nas condições propostas no projeto.
Esse limite máximo poderá aumentar no momento em que for registrada a redução do consumo
no sistema, para um patamar de consumo per capita inferior ao adotado. Para a Pró-Reitoria de
Planejamento, o limite de expansão seria um acréscimo de mais 1.620 pessoas, incluindo
professores, técnicos, alunos de graduação e pós-graduação e terceirizados.
4.4.2 Projeção de crescimento da população universitária
A Universidade Federal de Mato Grosso deve ter, em cinco anos, mais cerca de 1200
alunos e o acréscimo proporcional do corpo técnico e de docentes. Essa projeção de crescimento
se justifica pela criação de novos cursos e o aumento na produtividade da UFMT, que será
adquirida com o maior número de alunos por turma a ingressar nesta Universidade nos
próximos anos. Proporcionalmente, estima-se mais 180 professores e 240 técnicos
administrativos, incluindo os terceirizados, aumentando a população universitária para 15.312
pessoas.
O método de projeção de crescimento populacional recomendado para pequeno período,
segundo Gomes (2004), é o modelo aritmético: pressupõe que a população local aumenta
segundo uma progressão aritmética. Conhecendo-se os dados da população P1 e P2, que
correspondem aos anos t1 e t2, calcula-se a razão r de crescimento pela expressão:
𝑟 =𝑃2 − 𝑃1
𝑇2 − 𝑇1
𝑟 =14.892−13.273
2013−2009= 323,80
A previsão da população correspondente à data futura será dada pela fórmula:
𝑃 = 𝑃0 + 𝑟(𝑡 − 𝑡0),
𝑃 = 14.892 + 323,80(2020 − 2013) = 𝟏𝟕. 𝟏𝟓𝟖 𝒉𝒂𝒃.
O método geométrico considera o crescimento da população conforme uma progressão
geométrica, admitindo que a população dos anos anteriores teve a mesma tendência, cuja razão
de crescimento é definida pela fórmula:
92
𝑟 = √𝑃2
𝑃1
𝑡2−𝑡1
Onde:
𝑟: 𝑟𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜;
𝑡1: 𝑎𝑛𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = 2009;
𝑡2: 𝑎𝑛𝑜 𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = 2013;
𝑃1: 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡1 = 13.273 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠;
𝑃1: 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡2 = 14.892 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠.
𝑟 = √14.892
13.273
2013−2009
𝑟 = 1,0233
A população neste caso é calculada pela seguinte fórmula:
𝑃 = 𝑃0(𝑟)𝑡−𝑡0
Onde:
𝑃: 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜;
𝑃0: 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡𝑜 = 14.892 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠;
𝑟: 𝑟𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 1,0233;
𝑡0: 𝑎𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 2013;
𝑡: 𝑎𝑛𝑜 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑜 = 2020.
𝑃 = 14.892(1,0233)2020−2013
𝑃 = 𝟏𝟕. 𝟒𝟗𝟕 𝒉𝒂𝒃𝒊𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔.
Foi encontrado um valor acima da estimativa esperada pela UFMT. Para efeito de
dimensionamento do novo sistema de abastecimento de água do Campus Cuiabá, foi adotado a
população de projeto encontrada pelo Método geométrico que é de 17.497 habitantes, ou seja,
a situação mais desfavorável.
4.4.3 Consumo per capita
O consumo per capita encontrado para o Campus da UFMT em Cuiabá é de 60,72
l/hab.dia. Para a proposta do novo sistema de abastecimento de água do Campus foi adotado
um consumo per capita de 40 l/hab.dia, com base nos valores encontrados em outras
93
universidades brasileiras onde se alcançou consumos inferiores, adotando somente medidas
sócio educativas.
4.4.4 Captação
A demanda de água potável para atender às necessidades do Campus da UFMT em
Cuiabá foi calculada com base no consumo per capita adotado, que é de 40,00 l/hab. dia, e deve
ser suprida através dos poços CCBS e Centro Cultural e das entradas de água da Concessionária
nos reservatórios de distribuição dos setores I e II. Foi considerado um tempo de bombeamento
de cada poço e a entrada de água fornecida pela Concessionária por um período de 18 horas por
dia, que é o tempo recomendado pela NBR-12.213/92, por Gomes (2004) e Tsutiya (2006), para
captação de água de abastecimento público. Para efeito de cálculo da vazão necessária, foi
considerado que cada setor tenha um consumo semelhante ou igual.
A reserva técnica comum de incêndio para todos os prédios do Campus será atendida
pela captação e adução de água do poço localizado em frente a Fundação Uniselva. O poço da
Fundação Uniselva irá atender, também, à demanda de água necessária para o sistema de
irrigação, lavagem de veículos e obras do Campus. Para cálculo da vazão de captação ou
fornecimento de água para o sistema, foi utilizada a fórmula seguinte, em que se divide a vazão
por dois por se tratar de dois setores semelhantes. A pequena diferença entre os setores não irá
influenciar no dimensionamento do sistema.
𝑄 =𝑃 ∗ 𝑞
3600 ∗ ℎ∗ 𝐾1
𝑄 =17.497 ∗ 40,00
3600 ∗ 18∗
1,20
2= 6,48
𝑙
𝑠= 𝟐𝟑, 𝟑𝟑 𝒎𝟑/𝒉𝒐𝒓𝒂
Portanto, para cada setor será necessário 23,33 m³/hora de água potável para suprir as
necessidades na saturação de crescimento do Campus, considerando um tempo de
bombeamento dos poços e entrada de água nos hidrômetros igual 18 horas por dia. A água será
fornecida de acordo com as informações contidas no quadro 10, apresentado a seguir.
Quadro 10: Fonte de fornecimento de água para a UFMT, Campus Cuiabá, para a proposta apresentada. Cenários Sistema Setor I Setor II A5 Abastecimento de
água potável CAB 16,73 CAB 13,53
Poço CCBS 6,60 Poço C. Cultural 9,80 Fonte Vazão (m³/h)
94
Combate a Incêndio e irrigação
Poço Fundação UNISELVA 5,80
Zoológico Fonte Vazão (m³/h) Poço Zoológico 6,97
Fonte: Autor, 2015.
As fontes de fornecimento de água para a proposta apresentada irão trabalhar dentro dos
parâmetros pré estabelecidos com uma certa folga para as ligações domiciliares que terão um
hidrômetro com capacidade superior à requerida pela demanda do projeto.
4.4.5 Adução
O diâmetro de adução dos poços foi dimensionado para a vazão máxima informada e
será redimensionado após novo teste de bombeamento no período de implantação da obra,
utilizando a fórmula de Bresse, para diâmetro econômico.
4.4.5.1 Tubulação de recalque do poço CCBS
A tubulação de recalque do poço foi dimensionada pela formula de Bresse para diâmetro
econômico e sua vazão atual, que é de 6,60 m³/hora, na condição mais desfavorável.
𝐷 = 1,20√0,00183
𝐷 = 50 𝑚𝑚
Portanto, deve ser utilizada uma tubulação de recalque em PVC rosqueável no diâmetro
externo comercial de 60 mm, que irá abastecer o reservatório de distribuição do setor I, o qual
deverá atender toda demanda do Campus nesse setor. Antes de chegar ao reservatório, essa água
deve passar por um filtro de resina catiônica a ser instalado na laje superior do mesmo, para
remover dureza e o ferro existente e permitir a mistura com a água da Concessionária.
4.4.5.2 Tubulação de recalque do poço Centro Cultural
A tubulação de recalque foi dimensionada pela formula de Bresse para diâmetro
econômico e sua vazão atual que é de 9,80 m³/hora.
𝐷 = 1,20√0,00272
𝐷 = 63 𝑀𝑚𝑚
Logo, deve ser utilizada uma tubulação de recalque em PVC rosqueável no diâmetro
externo comercial de 85 mm, que irá abastecer o reservatório de distribuição do setor II, o qual
95
deve atender toda demanda de água potável neste setor. Antes de chegar ao reservatório, essa
água deverá passar por um filtro de resina catiônica a ser instalado na laje superior do mesmo,
para remover dureza e o ferro existente e permitir a mistura com a água da concessionária.
4.4.5.3 Tubulação de recalque do poço Fundação Uniselva
A tubulação de recalque foi dimensionada pela formula de Bresse para diâmetro
econômico e sua vazão atual que é de 5,80 m³/hora.
𝐷 = 1,20√0,00161
𝐷 = 48 𝑀𝑚𝑚
Portanto, deve ser utilizada uma tubulação de recalque em PVC rosqueável no diâmetro
externo comercial de 60 mm, que irá abastecer o reservatório elevado de concreto armado para
atender à demanda do sistema de irrigação e de prevenção e combate a incêndio do Campus,
que será construído no volume superior do reservatório misto de cada setor.
4.4.6 Recalques
A potência das bombas de recalque de água dos poços foi calculada para a vazão
máxima informada, considerando a profundidade de instalação da bomba, a diferença de cota
entre o poço e a entrada no reservatório e a distância do poço até a reservação, que interferem
na determinação da altura manométrica. No cálculo, foi utilizada a fórmula recomendada pelos
fabricantes e NBR-12.214/92.
4.4.6.1 Potência da bomba submersa do poço CCBS
Para efeito de projeto e orçamento, foi considerada a mesma vazão (6,60 m³/hora) e
profundidade de instalação da bomba existente (78,0 m). Porém, deve ser incluído no orçamento
recurso para limpeza e desinfecção do poço e teste de bombeamento, quando serão
determinados os níveis estático e dinâmico e, aí sim, dimensionada uma nova bomba para a
capacidade máxima e altura manométrica real do mesmo. Para o dimensionamento da bomba
submersa, foi estimada uma altura manométrica de 110,0 m e um rendimento da bomba, de
80%.
𝑃 =1000∗0,00183∗110
75∗0,80= 3,36 cv
96
Portanto, se permanecerem as características consideradas no cálculo, a bomba existente
deve ser substituída por outra de 4,0 cv. Caso contrário, a capacidade de bombeamento (vazão)
será reduzida.
4.4.6.2 Potência da bomba submersa do poço Centro Cultural
Para efeito de projeto e orçamento, foi considerada a mesma vazão (9,80 m³/hora) e
profundidade de instalação da bomba existente (90,0 m). Porém, deve ser incluído no orçamento
recurso para limpeza e desinfecção do poço e teste de bombeamento, quando serão
determinados os níveis estático e dinâmico e, aí sim, dimensionada uma nova bomba para a
capacidade máxima e altura manométrica real do mesmo. Para o dimensionamento da bomba
submersa foi estimado uma altura manométrica de 120,0 m e um rendimento da bomba, de
80%.
𝑃 =1000∗0,00272∗120
75∗0,80 = 5,44 cv
Portanto, se permanecerem as características consideradas no cálculo, a bomba existente
deve ser substituída por outra de 6,0 cv. Caso contrário, teremos a capacidade de bombeamento
(vazão) reduzida.
4.4.6.3 Potência da bomba submersa do poço Fundação Uniselva
Para efeito de projeto e orçamento, foi considerada a mesma vazão (5,80 m³/hora) e
profundidade de instalação da bomba existente (90,0 m). Porém, deve ser incluído no orçamento
recurso para limpeza e desinfecção do poço e teste de bombeamento, quando serão
determinados os níveis estático e dinâmico e, aí sim, dimensionada uma nova bomba para a
capacidade máxima e altura manométrica real do mesmo. Para o dimensionamento da bomba
submersa, foi estimado uma altura manométrica de 130,0 m e um rendimento da bomba, de
80%.
𝑃 =1000∗0,00161∗130
75∗0,80 = 3,49 cv
97
Portanto, se permanecerem as características consideradas no cálculo, a bomba existente
poderá ser substituída por outra de 4,0 cv. Se continuar o mesmo sistema de bombeamento,
teremos uma redução na capacidade de bombeamento (vazão), que não deve ser significante
para a nova necessidade.
4.4.7 Tratamento
O tratamento é necessário apenas para a água oriunda dos poços artesianos que
apresentam uma alta concentração de cálcio e magnésio. Para garantir a qualidade da água
distribuída e permitir a mistura com a água da Concessionária, deve ser utilizado um filtro
abrandador por troca iônica com capacidade para tratar até 15,00 m³/hora para cada setor. A
figura 61 apresenta um modelo de filtro abrandador de cálcio e magnésio. O filtro tem como
função reter o cálcio e o magnésio presente na água, através de resina catiônica, atendendo,
dessa forma, à Portaria nº 2.914/2011, do Ministério da Saúde e a Resolução do CONAMA nº
357/2005.
Com relação à garantia de ausência de contaminação na água distribuída, em caso de
necessidade será aplicado cloro líquido no reservatório central de distribuição, na concentração
de 10% e vazão proporcional à vazão de distribuição, de acordo com a recomendação da
Portaria citada.
Figura 61: Imagem de um modelo de filtro de resina catiônica-abrandador de cálcio e magnésio.
Fonte: www.aquafil.com.br, acesso em 19/03/2015.
98
Em cada reservatório central de distribuição (Setor I e II) deve ser instalada na laje
superior do reservatório de água potável uma estação compacta com essas características para
que se possa garantir o fornecimento de uma água com boa qualidade. Ou seja, a água captada
no poço passa primeiramente pelo filtro para em seguida ser inserida no reservatório de
distribuição. Em caso de necessidade a água proveniente do poço da Fundação Uniselva, que
abastece o sistema de irrigação e combate a incêndio, pode ser injetada na ETA para ser
misturada com a água tratada. Isso pode ocorrer normalmente no período de chuvas, quando
não há necessidade de irrigação. Neste caso, deve ser definida uma concepção para
funcionamento da bomba do poço.
4.4.8 Reservação
No Campus da UFMT a previsão de novos reservatórios visa dinamizar a distribuição,
eliminar a descentralização do sistema de distribuição, facilitar o monitoramento e controle do
consumo (geral e individual) e aumentar a capacidade de reservação, uma vez que a
Universidade precisa garantir água potável para suprir a demanda diária de todos os laboratórios
por causa das pesquisas que não podem ser interrompidas. O sistema de abastecimento de água
da capital não é confiável do ponto de vista da garantia do fornecimento de água regularmente.
Para Tsutiya (2004) a capacidade de reservação é calculada levando em consideração
os seguintes fatores e finalidades: regularizar a vazão e atender à demanda de acordo com as
necessidades do sistema; dar segurança ao abastecimento; garantir reserva de água para
incêndio; regularizar pressão; permitir o bombeamento necessário fora do horário de pico
elétrico e aumentar o rendimento dos conjuntos elevatórios.
Para a UFMT, a centralização do sistema de distribuição em dois setores será a forma
mais eficiente para calcular o Balanço Hídrico do Campus Cuiabá. Nos dois reservatórios
principais (setor I e II), será medido e registrado o volume de água fornecida pela
Concessionária e o volume fornecido pelos poços artesianos. Na saída de cada reservatório
principal (setor I e II), será registrado o volume de água disponibilizado para as unidades
acadêmicas e administrativas de cada setor. Em cada prédio abastecido, será registrado o
volume de água que entra no reservatório enterrado. No sistema proposto para a UFMT, as
perdas podem ocorrer nos seguintes pontos: reservatório principal, na rede de distribuição, nos
reservatórios enterrados, nos reservatórios de distribuição, nas instalações hidráulicas e peças
de consumo. Com esse modelo de reservação, distribuição, monitoramento e controle do
99
consumo, espera-se por meio do Balanço Hídrico, controlar as perdas e detectá-las com maior
rapidez, garantindo assim, a eficiência do sistema e a redução do consumo.
Para Tsutiya (2004), o Balanço Hídrico de um sistema de abastecimento de água é uma
forma estruturada de avaliar os componentes dos fluxos e usos da água no sistema e seus valores
absolutos ou relativos, para garantir o monitoramento e controle do consumo e perdas.
Para atender o Plano de Logística Sustentável da UFMT, foi proposto uma reserva
técnica comum para prevenção e combate a incêndio de todas as unidades acadêmicas e
administrativas, no reservatório elevado de concreto armado, com capacidade para 100 m³. A
reserva técnica para combate a incêndio está prevista no reservatório do setor I. Nos prédios
onde a pressão disponível na rede chegar com um valor superior ao exigido pelo Corpo de
Bombeiros, para cada classe de risco, os hidrantes serão abastecidos por gravidade. Em casos
contrários, a rede projetada irá abastecer um reservatório enterrado, a ser construído
exclusivamente para atender às exigências do Corpo de Bombeiros. Neste caso, será instalado
um sistema de pressurização automatizada para garantir a pressão mínima exigida no hidrante
mais desfavorável.
No reservatório do setor II, a reserva superior com capacidade para 100 m³ irá atender
às necessidades de irrigação, lavagens de carros e obras no Campus.
A água necessária para abastecer a reserva elevada dos dois reservatórios (Setor I e II)
será fornecida pelo poço artesiano da Fundação Uniselva. Trata-se de um consumo não potável
e, portanto, não exige nenhum tipo de tratamento. A bomba submersa do poço irá recalcar toda
água necessária para o reservatório elevado do Setor I (100 m³). Desse reservatório sai água
para atender ao sistema de prevenção e combate a incêndio do Campus e para abastecer o
reservatório elevado do Setor II (100 m³), por gravidade. Isso será possível porque o
reservatório do setor I está localizado no ponto mais alto do Campus. A diferença de nível entre
um reservatório e outro é de 9,10 m.
Será construído um reservatório misto, apoiado em concreto armado com capacidade
individualizada por setor (I e II), conforme as figuras 62 a 65, com as seguintes características:
Reservatório de água potável (inferior-setor I e II): 500,0 m³;
Reserva técnica comum para prevenção e combate a incêndio (elevado-Setor I):
100 m³;
Reserva para irrigação, obras e lavagem de veículos (elevado-Setor II): 100 m³.
100
Localização dos reservatórios de distribuição:
Setor I:
Latitude: 8273906,624 UTM
Longitude: 600000771,546
Setor II:
Latitude: 8273901,249 UTM
Longitude: 600000337,278
Figura 62: Corte reservatório de concreto (setor I e II) Figura 63: Imagem reservatório distribuição (setor I e II)
Fonte: Desenho, Arquiteta Márcia Andrade, 2015.
101
Figura 64: Fachada 1 reservatório (setor I e II) Figura 65: Fachada 2 reservatório (setor I e II)
Fonte: Desenho, Arquiteta Márcia Andrade, 2015.
A figura 62 mostra a capacidade de reservação de cada unidade, os níveis máximos e
mínimos para funcionamento do hidrômetro e sistema de bombeamento dos poços, e o espaço
para instalação do filtro de resina catiônica na laje superior do reservatório de água potável. A
figura 63 mostra uma imagem geral de como será a sua fachada externa.
A figura 64 mostra os detalhes da fachada externa e as linhas de entrada de água da
Concessionária (60 mm), entrada de água do poço da Fundação Uniselva (60 mm), a saída de
água potável (200 mm) e a saída de água para atender à rede de incêndio do Campus (150 mm).
A figura 65 mostra os detalhes da fachada externa e as linhas de entrada de água do poço
CCBS (85 mm) e o extravasor e limpeza das unidades do reservatório (100 mm).
Esses reservatórios terão a função de distribuir por gravidade, toda água necessária aos
reservatórios enterrados das unidades acadêmicas, para os hidrantes e rede de irrigação. O
fornecimento de água para os dois reservatórios será feito através de duas fontes. O reservatório
de água potável do Setor I será abastecido por uma ligação domiciliar com hidrômetro de 2”
(20,0 m³/hora) localizado próximo ao mesmo e através de uma tubulação de recalque de água
oriunda do poço do CCBS com diâmetro de 50 mm. A reserva de incêndio e irrigação será
abastecida através de uma tubulação de recalque do poço da Fundação Uniselva interligada no
102
reservatório elevado do setor I (100 m³). O reservatório de água potável do Setor II será
abastecido por uma ligação domiciliar com hidrômetro de 2” (20,0 m³/hora) localizado próximo
ao mesmo e através de uma tubulação de recalque de água oriunda do poço do Centro Cultural
com diâmetro de 75 mm. A reserva de irrigação do reservatório principal do setor II será
abastecida por gravidade a partir do reservatório elevado do setor I.
4.4.9 Rede de distribuição
Como o sistema de abastecimento foi dividido em dois setores de distribuição com
espaço e edificações de dimensões semelhantes, a vazão de distribuição total calculada pela
fórmula 11 será dividida por dois, para efeito de dimensionamento da rede. Ou seja:
𝑄 =17.497 ∗ 40,00
3600 ∗ 24∗ 1,20 ∗ 1,50/2
𝑸 = 𝟕, 𝟐𝟗 𝒍/𝒔
Portanto, esta será a vazão de distribuição de água potável para cada setor. O
coeficiente K2 foi utilizado para garantir que na hora de maior consumo no Campus, a rede de
distribuição tenha capacidade suficiente para conduzir a demanda requerida pelo sistema.
O dimensionamento da rede de distribuição de água potável foi feito pelo método de
rede segmentada de acordo com as planilhas em anexo, considerando a vazão linear de cada
setor e os parâmetros da tabela 09, que define o diâmetro da rede de distribuição em função da
vazão e velocidade de cada trecho.
Vazão linear do setor I: 𝑞𝑙 =7,29
3954= 0,001844
𝑙
𝑠. 𝑚
Vazão linear do setor II: 𝑞𝑙 =7,29
2546= 0,002863
𝑙
𝑠. 𝑚
As perdas contínuas foram calculadas pela fórmula de Hazen-Williams e apresentadas
na planilha de dimensionamento em anexo.
A rede de distribuição de água potável será executada em tubos de PEAD na cor azul,
tipo PE 100, com as características apresentadas na tabela 21:
Tabela 21: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada para água potável
Fornecimento Pressão nominal (mpa) Diâmetro externo (mm) Bobina de 100 m 12,50 63 Bobina de 100 m 10,00 90 Bobina de 50 m 10,00 110 Barra de 12 m 10,00 160
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
103
As figuras 66 e 67 mostram a nova rede de distribuição de água potável proposta para o
Campus, a localização dos hidrômetros, poços e reservatórios de distribuição para os setores I
e II.
Figura 66: Lay out da nova rede de distribuição de água potável do Campus-Plano Diretor
Fonte: autor, 2015
Figura 67: Lay out da nova rede de distribuição de água potável do Campus-Imagem
Fonte: google earth, adaptado, autor, 2015.
A rede de incêndio será executada com tubos de PEAD na cor preta, tipo PE 100, com
as características apresentadas na tabela 22.
104
Tabela 22: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada na rede de incêndio.
Fornecimento Pressão nominal (mpa) Diâmetro externo (mm) Bobina de 100 m 12,50 63 Bobina de 100 m 10,00 90 Bobina de 50 m 10,00 110 Barra de 12 m 10,00 160
Fonte: autor, 2015.
As figuras 68 e 69 mostram a rede de distribuição de água não potável a ser construída
para atender ao sistema de prevenção e combate a incêndio de todas as unidades acadêmicas do
Campus.
Figura 68: Lay out rede de distribuição de água para prevenção e combate a incêndio no Campus-Plano Diretor
Fonte: autor, 2015.
Figura 69: Lay out rede de distribuição de água para prevenção e combate a incêndio no Campus-Imagem
Fonte: autor, 2015.
A rede de distribuição de água para atender ao sistema de irrigação, lavagem de veículos
e obras no Campus foi proposta para abastecer o canteiro central das Avenidas pista dupla, os
105
canteiros do CCA, a praça central e o setor de lavagem de veículos da Prefeitura, conforme as
figuras 70 e 71.
A rede será executada com tubos de PEAD na cor preta com lista azul, tipo PE 80, com
as características apresentadas na tabela 23.
Tabela 23: Especificações técnicas da tubulação a ser utilizada na rede de irrigação.
Fornecimento Pressão nominal (mpa) Diâmetro externo (mm) Bobina de 100 m 10,00 63 Bobina de 100 m 8,00 90 Bobina de 50 m 10,00 110
Fonte: autor, 2015.
Figura 70: Lay out rede de distribuição de água para irrigação, lavagem de veículos e obras no Campus-Plano Diretor.
Fonte: autor, 2015.
Figura 71: Lay out rede de distribuição de água para irrigação, lavagem de veículos e obras no Campus-Imagem.
Fonte: autor, 2015.
106
4.5 Cenário de impacto no consumo de água potável após as medidas recomendadas
Os cenários de impacto no consumo de água potável apresentados no quadro 11
representam o que pode ocorrer com o consumo de água no Campus para cada situação
avaliada.
Quadro 11: Matriz de impacto no consumo de água potável para a população de projeto Cenários Participação dos
Poços artesianos Participação da Concessionária
Consumo de água dos poços
Consumo água Concessionária
A1-Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita atual (60 l/hab.dia).
33% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
67% de participação no fornecimento de água(complementação)
295,20 m³/dia 609,04 m³/dia
A2- Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
40% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
60% de participação no fornecimento de água.
295,20 m³/dia 449,40 m³/dia
A3- Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 40 l/hab.dia.
49,55% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
50,45% de participação no fornecimento de água.
295,20 m³/dia 300,48 m³/dia
A4-Sistema de produção e população futura (17.497 hab.) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
34% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
66% de participação no fornecimento de água.
295,20 m³/dia 579,65 m³/dia
A5- Sistema de produção e população futura (17.497 hab.) e consumo per capita de 40 l/hab.dia.
42% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
58% de participação no fornecimento de água.
295,20 m³/dia 404,68 m³/dia
Fonte: autor, 2014.
A população atual citada se refere ao ano de 2013.
No cenário A1 que representa um sistema de produção futuro (dois poços e
concessionária), população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita encontrado (60,72
l/habitante dia), onde os dois poços indicados fornecem água de forma contínua durante 18
horas por dia, a participação da concessionária no fornecimento de água é complementar e
representa 67%.
No cenário A2, considerando um sistema de produção futuro (dois poços e
concessionária), população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita 50 l/habitante dia,
os poços teriam uma participação no fornecimento de água de 40% e a concessionária de 60%.
107
No cenário A3, considerando a população do último ano pesquisado (14.892 habitantes)
e o consumo per capita adotado na proposta (40 l/habitante dia), os poços teriam uma
participação no fornecimento de água de 49,55% e a concessionária de 50,45%.
Estes três cenários foram elaborados para avaliar como seria a situação atual de consumo
em relação à uma possível redução do consumo per capita para 50 e 40 l/hab.dia que são valores
compatíveis com os padrões verificados em outras universidades.
No cenário A4 considerando a população de projeto (17.497 habitantes) e o consumo
per capita de 50 l/habitante dia, os dois poços terão uma participação no fornecimento de água
potável de 34% e a concessionária de 66%.
No cenário A5 que é a proposta para o novo sistema de abastecimento de água do
Campus, considerando a população de projeto (17.497 habitantes) e um consumo per capita de
40 l/habitante dia, compatível com as universidades brasileiras que já buscam e praticam o uso
racional de água, os poços terão uma participação no fornecimento de água potável de 42% e a
concessionária de 58%.
O cenário A5 representa a proposta de uso racional de água no Campus da UFMT em
Cuiabá, objeto deste trabalho, e uma redução no consumo final superior a 34%. Nesta previsão,
foi levado em consideração, além das medidas propostas anteriormente, o aproveitamento de
águas de chuvas para abastecer vasos e mictórios em prédios com cobertura e espaço físico
adequado para implantação da medida de conservação, implantação de um programa de
educação ambiental e de um plano de operação e manutenção do sistema.
Na avaliação dos cenários, foi levado em consideração que apenas dois poços vão
continuar fornecendo água para o consumo potável e que o tempo de bombeamento irá passar
de 24 horas por dia para 18 horas por dia, fora do horário de pico, ou seja, das 23 às 17 h.
O resultado mostra que dessa forma a UFMT irá praticar o conceito de uso racional de
água economizando em gastos com água junto à concessionária, em relação ao que gasta hoje.
Ou seja, o consumo de água potável no Campus passa de 904,24 m³/dia em 2013 (14.892
habitantes) para 699,88 m³/dia em 2020 (17.497 habitantes). Aumenta a população e diminui o
consumo total final.
Para Gonçalves et al (2009), a utilização de descarga com duplo acionamento (6 ou 3
litros), se usado corretamente, gastaria em torno de 30% do consumo convencional. A pesquisa
do Programa PURA demonstrou que com a simples substituição da peça pode-se alcançar uma
redução de 50% no consumo de água nesse ponto. O cálculo da redução média possível no
consumo (quadro 08 do item 4.3), com a substituição das peças do tipo convencional por peças
economizadoras, pode trazer uma redução média acima de 50% nos pontos considerados.
108
MANO, SCHMITT (2004), numa pesquisa realizada em Porto Alegre, verificaram uma
economia mensal no consumo total de água em edificações residenciais unifamiliares na ordem
de 21,50% utilizando água de chuvas para abastecer vasos sanitários, apenas.
Marinho, Gonçalves, Kiperstok (2014), afirmam que em uma pesquisa realizada em 90
prédios no período de 2001 a 2008, onde foi implementado um Plano de Conservação da água
como ferramenta para apoiar as práticas sustentáveis na Universidade, em que foi aplicada
apenas medidas socioeducativas e de monitoramento e controle individual de consumo, foi
verificado uma redução de 38,0% no consumo e 49,50% no consumo per capita. O consumo
per capita passou de 51,48 l/hab. dia para 26 l/hab. dia.
Essas afirmações reforçam a teoria de que o valor adotado no projeto para um consumo
per capita de 40 l/habitante dia poderá ser um pouco inferior e irá representar uso racional de
água no Campus porque representa uma redução no consumo em torno de 34%.
4.6 Cenário de impacto financeiro com água potável após as medidas recomendadas
Os cenários de impacto financeiro apresentados no quadro 12 representam os gastos que
a UFMT pode ter com o consumo de água no Campus, fornecida pela Concessionária, para cada
situação avaliada. Foi considerada, nesta análise, a taxa de água cobrada no último ano da
pesquisa (2013), que era de R$ 5,72/m³. Na avaliação dos cenários de produção e consumo
futuro, foi levado em consideração que apenas dois poços vão continuar fornecendo água para
o consumo potável e que o tempo de bombeamento irá passar de 24 horas por dia para 18 horas
por dia.
Quadro 12: Matriz de impacto financeiro no consumo de água potável para a população de projeto
Cenários Poços artesianos Concessionária Impacto financeiro A1-Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita atual (60 l/hab.dia).
33% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
67% de participação no fornecimento de água potável.
R$ 3.483,70dia R$ 104.511,26/mês
A2- Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
40% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
60% de participação no fornecimento de água potável.
R$ 2.570,57/dia R$ 77.117,04/mês
A3- Sistema de produção futuro, população atual (14.892 habitantes) e consumo per capita de 40 l/hab.dia.
49,55% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
50,45% de participação no fornecimento de água potável.
R$ 1.718,74/dia R$ 51.562,37/mês
A4-Sistema de produção e população futura
34% participação no fornecimento de água
66% de participação no fornecimento de água potável.
R$ 3.315,60/dia R$ 99.467,94/mês
109
(17.497 hab.) e consumo per capita de 50 l/hab.dia.
(dois poços com vazão máxima).
A5- Sistema de produção e população futura (17.497 hab.) e consumo per capita de 40 l/hab.dia.
42% participação no fornecimento de água (dois poços com vazão máxima).
58% de participação no Fornecimento de água potável.
R$ 2.314,77/dia R$ 69.443,09/mês R$ 833.317,06/ano
Fonte: autor, 2014.
Em julho/2015 com a condição e população atual a UFMT gastou R$ 42.353,27 com
água fornecida pela concessionária.
O resultado encontrado para o cenário A5 mostra que, se a hipótese for confirmada, a
Universidade Federal vai ter um custo superior ao do último ano pesquisado (2013). Porém,
para uma previsão de expansão que será o limite de crescimento do Campus (17.497 habitantes.
A proposta visa a redução do consumo que é o objetivo principal do uso racional de água, e não
necessariamente a redução dos custos, que será uma consequência do modelo adotado.
Isto ocorreu porque atualmente os quatro poços existentes no Campus está interligado
no sistema de abastecimento de água. Nesta proposta apenas os poços do CCBS e Centro
Cultural irá fornecer água para o consumo potável. O poço da Fundação UNISELVA irá suprir
as necessidades de prevenção e combate a incêndio do Campus, irrigação, lavagem de veículos
e obras. O poço do Zoológico irá atender apenas este setor. Com base na revisão bibliográfica,
nas medidas de conservação propostas, na separação do consumo de água não potável como
irrigação, obras e lavagem de veículos, acredita-se que a redução será superior a 34%, o que
aumenta a capacidade de abastecimento, diminui a necessidade de novos investimentos e os
gastos com água potável.
Com base na fórmula 10 foi estimado o custo com energia elétrica consumida nos
sistemas de bombeamento dos poços e recalques individuais existentes no Campus da UFMT
em Cuiabá, com base na potência total instalada nos dois setores, conforme tabela 24
apresentada a seguir.
Tabela 24: Custo anual estimado com consumo de energia nos sistemas de bombeamento existentes
Unidade de
consumo
Potência total
instalada (CV)
Tempo funcionamento
por dia (hora)
Custo unitário de
energia (RS/Kwh)
Custo mensal de
energia R$
Poços 14 18 0,299 2.260,44
Recalques 167 8 0,299 11.983,92
Custo mensal estimado com energia sistemas de bombeamento existentes no Campus 14.244,36
Fonte: Autor, 2015.
110
5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO
Os estudos e análise dos dados obtidos no diagnóstico do sistema de abastecimento de
água do Campus da UFMT em Cuiabá apontaram que o sistema caracteriza-se por um arranjo
descentralizado e com fontes mistas de fornecimento de água, com uma estrutura física
deficitária em diversas unidades, sem cadastro técnico e com vida útil da rede de distribuição
ultrapassada. Essas condições físicas tem levado o sistema a constantes comprometimentos
operacionais como ruptura da rede e interrupção no fornecimento de água.
Verificou-se também que o Campus ao longo de 40 anos cresceu sem contar com uma
melhoria na infraestrutura de água, que acompanhasse suas demandas. A ausência do cadastro
técnico permitiu a construção de novos prédios sobre redes, provocando constantes
rompimentos e consequentes transtornos de manutenção.
Nas unidades acadêmicas e administrativas verificou-se a existência de reservatórios
enterrados e elevados que atendem as demandas de água potável, e em alguns casos para
prevenção e combate a incêndio. Nos reservatórios enterrados os sistemas de recalques, na
maioria das vezes se encontram com abrigos, instalações elétricas e de automação em estado
precário de conservação e necessitam de reformas e readequações. As peças de consumo
encontradas são na maioria do tipo convencional e em condições precárias de uso.
O consumo per capita médio encontrado para o Campus é de 60,72 l/hab. dia, valor este
elevado para o caso de universidades, sendo que os poços artesianos respondiam por 77% do
suprimento de água no Campus e a concessionária, por 23%. Esta proporção se refere à média
dos cinco anos pesquisados.
A proposta do novo sistema de abastecimento de água para o Campus visa a redução do
consumo e a distribuição de água em quantidade e qualidade para o desenvolvimento das
atividades da UFMT, e dessa forma contribuir para a preservação dos recursos hídricos.
5.1 Recomendações
As recomendações se referem às questões que não fizeram parte do tema de nossa
pesquisa, mas que estão ligadas à proposta de uso racional de água no Campus, que devem ser
adotadas como medidas complementares para que se atinja o resultado esperado no menor
espaço de tempo possível e sirvam de temas de estudos para alunos da graduação e pós
graduação da UFMT.
111
5.1.1 Implementação de medidas de conservação
Com a proposta de implantação de uma nova rede de distribuição para o Campus, a
UFMT deve implementar antecipadamente diversas medidas de conservação para reduzir o
consumo per capita e evitar que os gastos com o consumo de água no Campus tenham um
impacto significativo no orçamento anual da instituição. Recomenda-se as seguintes medidas
de conservação de recursos hídricos:
a) Aproveitamento de água das chuvas para alimentar os vasos sanitários, mictórios
e torneiras de uso geral dos banheiros coletivos dos prédios existentes no Campus;
b) Aproveitamento da água de descarte dos destiladores existentes nos laboratórios,
que pode ser retornada sem nenhum tratamento para o reservatório de água potável, uma
vez que se gasta de 18 a 30 litros de água para produzir um litro de água destilada.
5.1.2 Sistemas de recalques individuais
Recomenda-se o redimensionamento, a construção de abrigo e a reforma de todas as
instalações elétricas e de automação dos sistemas de recalques individuais existentes nas
unidades acadêmicas e administrativas.
5.1.3 Implantação do Centro de Controle Operacional
Recomenda-se a implantação de um Centro de Controle Operacional para captar e
registrar as informações sobre o consumo geral e individual no Campus, monitorar a operação
e manutenção do sistema e dessa forma tornar possível o cálculo do balanço hídrico e o controle
necessário para se alcançar o uso racional da água, bem como a instalação de um laboratório de
eficiência hidráulica e energética.
5.1.4 Manual de Operação e Manutenção do Sistema de Abastecimento de Água
Recomenda-se um manual de operação e manutenção do sistema de abastecimento de
água como ferramenta para se alcançar o uso racional de água no Campus da UFMT.
O Manual de Operação e Manutenção deve conter uma estrutura mínima que contemple:
a) As fontes de fornecimento de água;
112
b) As instalações de captação e adução dos poços artesianos;
c) O sistema de reservação proposto;
d) A rede de distribuição de água potável e não potável;
e) O monitoramento do consumo individual de água por unidade acadêmica;
f) Os sistemas de recalques individuais;
g) A operação do Centro de Controle Operacional e manutenção de um banco de
dados;
h) A execução de um Programa de Educação Ambiental;
i) A manutenção de um Programa de Qualidade da água distribuída;
j) Vistoria e manutenção sistemática das instalações hidráulicas, dos equipamentos
e peças de consumo existentes no Campus;
k) Treinamento específico para as pessoas inseridas na equipe de trabalho;
l) Estoque de peças e equipamentos mínimos necessários para permitir um bom
trabalho de operação e manutenção do sistema;
m) Implementação de um programa de monitoramento e controle de perdas e
desperdícios.
5.1.5 Programa de Educação Ambiental
Recomenda-se um programa que contemple a definição de Educação Ambiental do Art.
1º da Lei nº 9.795, que instituiu a Política Nacional de Educação Ambiental, direcionada para
os stakeholders.
Educação Ambiental são processos por meio dos quais o indivíduo e a Coletividade constroem valores sociais, conhecimentos, habilidades e Competências voltadas a conservação do meio ambiente, bem de uso comum do Povo, essencial à sadia qualidade de vida e sua sustentabilidade.
O Programa de Educação Ambiental requer, dentre outros:
a) A criação da estrutura organizacional do PEA;
b) A instalação do Núcleo de Sustentabilidade;
c) A criação de um Conselho do Meio Ambiente;
d) Definição do público de interesse (stakeholders);
e) Definição das ações e projetos de educação ambiental;
f) Criação do Portal: Sustentabilidade do Campus.
113
5.1.6 Construção do espaço físico para abrigar a estrutura organizacional do Plano de
Logística Sustentável
A instalação do Plano de Logística Sustentável na UFMT requer a construção de um
espaço físico suficiente para implantar:
a) O Centro de Controle Operacional;
b) O Programa de Educação Ambiental;
c) O Laboratório de Eficiência Hidráulica e Energética;
d) O Setor de Operação e Manutenção dos Sistemas de água, esgoto, drenagem e
gestão de resíduos da UFMT;
e) Demais estrutura organizacional do PLS.
5.1.7 Outras alternativas para o fornecimento de água potável
Em caso de necessidade e nos períodos em que a reserva de irrigação estiver completa,
o fornecimento de água potável poderá ser complementado da seguinte forma (esta condição
pode ocorrer normalmente no período de chuvas quando não há necessidade de irrigação):
a) Poço UNISELVA: desde que o período de bombeamento não ultrapasse as18
horas estabelecidas, a água aduzida desse poço poderá ser conduzida para a ETA do
setor I e, em seguida, para o respectivo reservatório de distribuição. No período de
chuvas, isso pode ocorrer continuamente, desde que seja mantido o nível da reserva
técnica de incêndio;
b) Poço do COT: da mesma forma, este poço poderá contribuir para o fornecimento
de água ao setor II;
c) Em caso de extrema necessidade, o período de bombeamento de todos os poços
existentes poderá ser estendido para 24 horas ininterruptas, como ocorre atualmente.
d) No período da seca, o poço do zoológico pode fornecer água para o consumo
potável, desde que em período diferente da utilização do poço da Fundação Uniselva,
utilizando a mesma tubulação de adução.
114
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
6.1 Referências citadas
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