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UNIVERSIDADE DE SOROCABA PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU
Andréa Teixeira de Lima Franceschini
SISTEMA RESIDENCIAL DE APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM VOTORANTIM : AVALIAÇÃO DE
PARÂMETROS DE QUALIDADE E EFICIÊNCIA.
Sorocaba/SP 2009
Andréa Teixeira de Lima Franceschini
SISTEMA RESIDENCIAL DE APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM VOTORANTIM : AVALIAÇÃO DE
PARÂMETROS DE QUALIDADE E EFICIÊNCIA.
Trabalho de conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para obtenção do certificado de Especialista em Saneamento Ambiental, da Universidade de Sorocaba.
Orientadora: Prof. Dra. Marcela Pellegrini Peçanha
Sorocaba/SP 2009
Dedico este trabalho a meu marido e meus filhos que tantas vezes se privaram de minha
companhia para que eu pudesse realizar esse sonho.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pelo dom da vida e por Me iluminar e Estar sempre ao meu
lado não deixando que eu desistisse diante das dificuldades.
Agradeço ao meu marido Valter por todo apoio, principalmente com relação
aos nossos filhos e por todo amor e compreensão.
Agradeço aos meus queridos filhos Eduardo e André, porque é para que eles
tenham um mundo melhor para viver que esta e outras pesquisas serão feitas.
Agradeço a meus queridos pais que permitiram que eu concluísse meu estudo
superior de Engenharia e me deram suporte para a realização da minha pós-graduação.
Agradeço a minha querida irmã Adriana que sempre me incentivou a continuar
estudando.
Agradeço a minha querida sogra Magaly pelo apoio, por acreditar em minha
capacidade e sempre me incentivar a realizar meus sonhos.
Agradeço a minha orientadora Dra. Marcela pessoa especial com muitos
talentos, três dos quais posso citar: grande profissional, professora querida e mãe
dedicada, por todo carinho, paciência e dedicação dispensados á minha pessoa durante
a elaboração deste trabalho.
Agradeço de forma especial ao Dr. Plínio Tomaz, o qual sempre me
incentivou, enviando-me um número enorme de estudos relativos ao aproveitamento
de água de chuva.
Agradeço ao Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Votorantim, o qual
permitiu a realização das análises físico-química e microbiológica da água.
Agradeço a todos os profissionais da Estação de Tratamento de Esgoto de
Votorantim - unidade Votocel, à bióloga Andréa, à operadora Andréa e em especial
ao Sr. José Francisco Pontes, químico, que realizou as análises físico-químicas das
amostras de água; da Estação de Tratamento de Água de Votorantim – ETA Central:
ao químico Sr. Paulo Madazio e em especial ao Sr. José R. da Costa Gouvea, técnico
químico, que realizou a maioria das análises microbiólogicas das amostras de água.
Agradeço em especial ao Engº Sr. Achilles Bonin Mangullo, coordenador do
NUPLAN – Núcleo de Planejamento Urbano da Prefeitura de Sorocaba, meu mestre e
parceiro de longas datas.
Agradeço ao Comitê de Bacias dos Rios Sorocaba e Médio Tietê, em especial à
Jussara Lima Carvalho, pessoa sempre gentil e carinhosa e também nossa professora
no curso de pós-graduação.
Agradeço ao Arquiteto Beto Caiuby, que desde o início se encantou com minha
pesquisa e se pôs à disposição para minha inteiração com a equipe que participou do
projeto e execução do sistema, objeto deste estudo.
Agradeço em especial a Sra. Ana Lúcia Paneguini, proprietária da residência
onde se localiza o sistema, objeto deste estudo, e a toda sua família que gentilmente
me acolheram durante todo o período que se fez necessário.
Agradeço ao Engº Ricardo Jacob, que projetou o sistema objeto deste estudo, e
disponibilizou os detalhes técnicos do mesmo.
Agradeço ao Sr. Vanderlei, que pacientemente me auxiliou durante as coletas
realizadas.
Agradeço ao Prof. Dr. Nobel Penteado de Freitas, coordenador de nosso curso
de Saneamento Ambiental, que sempre se mostrou solícito aos anseios e necessidades
da nossa turma.
Agradeço a todos os professores do meu curso de pós-graduação, porque foram
eles que de algum modo plantaram em meu coração o verdadeiro amor pelo meio-
ambiente.
Agradeço ao professor Silvio Toledo, que foi o responsável pela determinação
dos tipos de análises e métodos utilizados neste trabalho.
Agradeço à professora Claudete Bolino que sempre me incentivou e apoiou
neste trabalho.
Agradeço a Maria Fabiana Fernandes do Laboratório de Farmácia, pela
colaboração com a esterilização da vidraria necessária para as coletas.
Agradeço a minha grande amiga de turma Roseli Gomes Nogueira, a qual
possibilitou o contato com todos os profissionais do SAAE de Votorantim.
Agradeço a todos os colegas de turma: Roseli, Clélia, Thiago, Marcos,
Fernando, Luís, Everton, Wilson e Ronaldo, que enriqueceram nosso curso com suas
experiências pessoais.
Não entregues tua alma à tristeza, Não atormentes a ti mesmo em teus pensamentos.
A alegria do coração é a vida do homem, E um inesgotável tesouro de santidade.
A alegria do homem torna mais longa a sua vida. Eclesiástico 30,22-23.
RESUMO
A água é fundamental para a manutenção da vida, razão pela qual a torna um
precioso bem para todos os seres vivos.
Sua disponibilidade é limitada, o que vem incentivando cada vez mais o
desenvolvimento de alternativas para o melhor aproveitamento desse insumo.
Uma dessas alternativas está nos sistemas de aproveitamento de água de chuva,
os quais já eram utilizados por nossos antepassados.
O presente trabalho foi desenvolvido no município de Votorantim – São Paulo,
onde foi feita a análise de um sistema de aproveitamento de água de chuva em
funcionamento numa residência local.
Amostras de uma mesma precipitação foram colhidas em dois pontos
diferentes do sistema durante aproximadamente dois meses e foram feitas análises dos
parâmetros físicos, químicos e microbiológicos da água captada.
Através da comparação dos resultados das análises com as legislações
pertinentes conseguiu-se caracterizar qualitativamente a água e apontar possíveis
falhas existentes no sistema.
SUMÁRIO
1.INTRODUÇÃO ..................................................................................................................01
2.OBJETIVOS .......................................................................................................................03
2.1.Objetivo Geral ..............................................................................................................03
2.2.Objetivos Específicos ...................................................................................................03
3.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..........................................................................................04
3.1.A água e o Planeta .......................................................................................................04
3.2.Usos da água e Qualidade Requerida ..........................................................................06
3.3. Doenças de veiculação hídrica ...................................................................................09
3.4. Sistemas de Aproveitamento de água de chuva .........................................................11
4.METODOLOGIA .............................................................................................................22
4.1.Caracterização do Comportamento Climático da Região em Estudo .........................22
4.2.Descrição do Sistema ..................................................................................................24
4.3.Coleta e Processamento das Amostras ........................................................................27
5.RESULTADOS..................................................................................................................30
5.1. Parâmetros físicos-químicos e microbiológicos .........................................................30
5.2. Fatos relevantes ocorridos ..........................................................................................32
6.DISCUSSÃO .....................................................................................................................34
7.CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................36
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................38
1. INTRODUÇÃO
A água é a base da vida, sem ela a vida na Terra pode deixar de existir. Apesar
de 71% de toda superfície terrestre ser recoberta por água, 1,5 bilhões de pessoas não
tem acesso à água potável e essa situação tende a piorar com o crescimento
populacional global: nos próximos 20 anos, as habitações consumirão 80% mais água
de acordo com recente artigo publicado pelo United Nations Environment Programme.
(Keeping The Blue Planet Green, 2009)
Anualmente quase 4000 km³ de água doce são consumidos, o que equivale
aproximadamente 1700 litros diários em média por pessoa, porém o volume total de
água doce no mundo é constante enquanto que a quantidade de água consumida
anualmente cresceu de 579 km³ em 1900 para 3,973 km³ em 2000. Através da chuva
é fornecido em média a cada pessoa cerca de 7000 m³ de água doce, mas essa água é
distribuída de modo não uniforme. (CLARKE; KING, 2005)
No Brasil a relação disponibilidade hídrica - demanda é variável, as regiões
hidrográficas: Amazônica, Paraguai, Tocantins-Araguaia e Atlântico Nordeste
Ocidental possuem situações bastante confortáveis quanto à demanda /
disponibilidade, com seus principais mais 88% dos seus rios classificados como
“excelente” e “confortável”. As regiões hidrográficas: Atlântico Nordeste Oriental
possui 91% de seus principais rios classificados com situação “muito crítica”,
“crítica”, e “preocupante”; Atlântico Leste, possui 70%; Atlântico Sul, 59%; e São
Francisco, 44%. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2009)
Nas regiões hidrográficas: do rio São Francisco, do Parnaíba, Atlântico
Nordeste Oriental, Atlântico Leste e uma porção do Tocantins-Araguaia, pertencentes
à região do semi-árido nordestino, apresentam uma concentração de ocorrência dos
eventos de seca. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2009)
No Brasil as regiões áridas e semi-áridas não são as únicas a apresentar escassez
de água, muitas áreas onde os recursos hídricos são abundantes, mas insuficientes para
atender a demandas excessivamente elevadas, sofrem conflitos de usos e restrições de
consumo que afetam o desenvolvimento econômico e a qualidade de vida.
(Conservação e Reuso de água em edificações, 2007)
Para restabelecer o equilíbrio entre oferta e a demanda de água, métodos e
sistemas alternativos modernos devem ser desenvolvidos e aplicados. Nesse sentido,
reúso, reciclagem, gestão da demanda, entre outras, são práticas de relevante
importância. A utilização de fontes alternativas de água é uma importante medida de
racionalização, por exemplo: a eliminação ou a redução extrema de água potável como
meio de transporte para os dejetos humanos reduz de modo eficaz o consumo de água.
( Uso Racional de Água em Edificações, 2006)
Uma das fontes alternativas de água é a água de chuva, que tem sido usada em
diversos países como Japão, Alemanha, República de Singapura entre outros. Em
Hamburgo, na Alemanha, que foi o primeiro estado alemão a instalar sistemas de
aproveitamento de águas de chuva (1988) é dado cerca de US$1.500,00 a
US$2.000,00 a quem aproveitar a água de chuva. (TOMAZ, 2003)
Diferentemente de outros países, a prática de aproveitamento da água de chuva
no Brasil não acompanhou o desenvolvimento do país, ganhando destaque somente
nas últimas décadas, principalmente na região do semi-árido nordestino, como é o caso
do recente programa instituído em 2004 pelo governo federal: (P1MC) o programa 1
milhão de cisternas. ( Uso Racional de Água em Edificações, 2006)
O aproveitamento de água de chuva pode ser utilizado desde que haja controle
de qualidade da água e a verificação da necessidade de tratamento específico da
mesma, para assim não haver o comprometimento da saúde de seus usuários nem da
vida útil dos sistemas envolvidos.
Para que o aproveitamento da água da chuva seja seguro, é necessário
estabelecer os padrões de qualidade que a mesma deve atender, e estes padrões sendo
devem estar de acordo com os usos da água. (Conservação e Reuso de água em
edificações, 2007)
Este trabalho foi realizado no município de Votorantim, em uma residência
unifamiliar que possui sistema de aproveitamento de água de chuva instalado e em
funcionamento. Durante aproximadamente dois meses foram feitas semanalmente
coletas em pontos distintos do sistema para posterior análise físico-química e
microbiológica das amostras da água de chuva coletada.
Através dos resultados obtidos pode-se avaliar a os parâmetros de qualidade da
água de chuva e sua relação com a eficiência do sistema, além de verificar o
atendimento ás exigências da norma de água de chuva: NBR- 15527:2007.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
Avaliar sistema residencial de aproveitamento de água de chuva quanto a
parâmetros de qualidade da água e eficiência do sistema.
2.2. Objetivos Específicos
Através da observação direta do sistema de aproveitamento de água de chuva
em estudo, analisar as principais partes que integram o sistema de aproveitamento de
água de chuva (área de captação, componentes de transporte: calhas e condutores, e
reservatório).
Determinar as características físico-químicas e microbiológicas da água.
Analisar os resultados obtidos nas análises e verificar seu atendimento aos
limites estabelecidos na ABNT - NBR 15527:2007 e a possível relação com eficiência
do sistema.
Buscar possíveis variáveis que possam afetar significativamente aos
parâmetros de qualidade da água de chuva.
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. Água e o Planeta
É cediço que a água é essencial à vida. Não há vida onde não há água. No
passado, assim como no presente, as civilizações sempre dependeram de água doce
para sua sobrevivência e desenvolvimento econômico (TUNDISI, 2003).
Nosso planeta contém um volume fixo de aproximadamente 1,3 bilhões de km³
de água. Deste volume 97,5% é água salgada e 2,5% é água doce, sendo que cerca de
2/3 estão contidos em geleiras, neves, gelos e subsolos congelados; logo indisponível
ao homem. Menos de 1/3 da água doce está disponível e é de fácil acesso estando nas
águas superficiais como rios, lagos, umidade do solo e do ar, zonas úmidas, plantas,
animais e aqüíferos subterrâneos (CLARKE; KING, 2005).
As águas no Mundo
97,50%
2,50%
água doce água salgada
Fontes de água doce
0,40%
30,10%
69,50%
disponível: lagos, rios, plantas, umidade do solo e do ar,zonas úmidas e animaiságuas de subsolo
geleiras, neves, gelos e subsolos congelados
Figura 1 : Disponibilidade dos Recursos Hídricos no Mundo Fonte: CLARKE; KING, 2005
A distribuição no mundo dessa pequena fração de água doce e de fácil acesso é
irregular, seja devido a fatores geográficos, demográficos, hidrográficos, geológicos,
climáticos, entre outros.
Segundo a Agência Nacional das Águas - ANA, em um dos Componentes da
Série de Relatórios sobre o Estado e Perspectivas do Meio Ambiente no Brasil - GEO
BRASIL (2007) a distribuição da água doce superficial no mundo ocorre da seguinte
forma: as Américas possuem 46% do total (12% é pertence ao Brasil), a Europa 7%, a
Austrália e Oceania 6%, a Ásia 32%, a África 9% .
Os recursos hídricos renováveis internos podem ser classificados em vazões
anuais per capta. Através dessa classificação verifica-se que mais de um terço da
população mundial não dispõe de água.
Classificação dos Recursos Hídricos no ano 2000
7,80%
24,50%
34,70%
16,70%
16,30%
escassez de água: < 1000 m³/pessoa
água no limite: 1000-1699 m³/pessoa
insuficiência hídrica:1700-2999m³/pessoa
suficiência relativa: 3000-9999m³/pessoa
abundância de suprimento:10000 oumais m³/pessoa
Figura 2 : Classificação dos Recursos Hídricos Fonte: CLARKE; KING, 2005.
O Brasil se encontra em posição privilegiada, sendo considerado rico em
termos de vazão média por habitante, porém essa vazão apresenta uma grande
variação temporal e espacial. (GEO Brasil, 2007)
Um exemplo da variação de vazão média por habitante ocorre no semi-árido
brasileiro caracterizado pela escassez de recursos hídricos, com precipitação média
anual de 900 mm, chegando próxima a 400 mm no interior da Paraíba. (GEO Brasil,
2007)
Outro exemplo dessa variação encontra-se na Região Hidrográfica Amazônica
a qual detêm 74% dos recursos hídricos superficiais para suprir apenas 5% da
população brasileira que nela se concentra. (GEO Brasil, 2007)
Assim também ocorre com a Região Sudeste, onde se localiza 42,73% da
população brasileira para abastecer com somente 6,0% dos recursos hídricos
superficiais que possui. (MACÊDO, 2007)
3.2. Usos da Água e Qualidade Requerida
A água possui múltiplos usos, dos quais podemos citar: agricultura,
abastecimento público, usos industriais diversificados, transporte e navegação,
recreação, turismo, mineração, hidroeletricidade, pesca e aquacultura.(TUNDISI,
2003).
Dentre os usos da água, a agricultura e a criação de animais são as atividades
que mais consomem água, representando algo em torno de 70% de toda a água
utilizada no mundo. (HAYDEN, 2007)
No Brasil o uso da água com índice mais alto é a irrigação agrícola, sendo 69%
do consumo de água destinado a essa finalidade. O uso para abastecimento urbano
representa 11%, o consumo animal 11%, o consumo industrial 7% e o abastecimento
rural 2%. (BRAGA; 2008)
O uso para consumo residencial (residências unifamiliares e edifícios
multifamiliares) pode constituir mais que a metade do consumo total de água nas áreas
urbanas. ( Uso Racional de Água em Edificações, 2006)
A água para uso doméstico pode ser utilizada em diferentes utilizações: para
bebida, preparo de alimentos, lavagem de roupas, higiene pessoal, limpeza em geral,
rega de jardins, piscinas, lavagem de carros, etc. ( TSUTIYA, 2006)
O consumo doméstico de água varia muito conforme o país em estudo. O
padrão típico em um país industrializado no ano de 2003 é o seguinte: 30% descarga
em vaso sanitário, 5% limpeza, 10% cozinha e água de beber, 20% lavagem de roupa e
35% higiene pessoal. (CLARKE; KING, 2005)
Vários estudos foram feitos para se estimar o consumo da água de acordo com
suas utilizações. Em um deles o consumo de água se distribui da seguinte maneira:
Tabela 1 – Média de consumo de água interno de uma casa nos Estados Unidos
Tipos de uso da água Porcentagem Descargas na bacia sanitária 27% Chuveiro 17% Lavagem de Roupa 22% Vazamentos em geral 14% Lavagem de pratos 2% Consumo nas torneiras 16% Outros 2% Total 100%
Fonte:Amy Vickers,2001 apud Tomaz,2003
Cada uso está associado a uma qualidade de água requerida, quanto mais nobre
o uso maior a qualidade da água requerida. Como exemplo de uso nobre cita-se o
abastecimento de água doméstico, e como uso menos nobre a diluição de despejos.
(SPERLING, 2005)
Segundo Sperling (2005) a relação entre os requisitos de qualidade e alguns
usos da água ocorre conforme tabela abaixo:
Tabela 2 – Relação entre usos de água e qualidade requerida
Uso Geral Uso Específico Qualidade Requerida Abastecimento de Água Doméstico
-isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde -isenta de organismos prejudiciais à saúde -adequada para serviços domésticos -baixa agressividade e dureza -esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, sabor e odor, ausência de macroorganismos)
Irrigação Plantações exceto hortaliças e produtos ingeridos crus ou com casca
-isenta de substâncias químicas prejudiciais ao solo e às plantações -salinidade não excessiva
Recreação e Lazer
Contato primário ( contato direto com o meio líquido, ex: natação, etc.) Contato secundário( não há contato direto com o meio líquido, ex: pesca, navegação, etc.)
- isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde -isenta de organismos prejudiciais á saúde - baixos teores de sólidos em suspensão e óleos e graxas -aparência agradável
Fonte: SPERLING, 2005
Apesar do abastecimento residencial de água exigir uma qualidade de água
alta, não são todas as atividades domésticas que necessitam de água potável.
Segundo Terpstra (1999 apud Uso Racional de Água em Edificações, 2006) a
água para consumo humano possui usos potáveis e não potáveis. Os usos potáveis são:
higiene pessoal, para beber e preparação de alimentos e os usos não potáveis são:
lavagem de roupas, carros, irrigação de jardins, descarga de vasos sanitários, piscinas,
etc.
Nas atividades onde não se exigem necessariamente o uso de água potável,
podem-se utilizar fontes alternativas de água, dentre as quais podemos citar o
aproveitamento de águas pluviais e o reuso de águas cinza.
Um exemplo da melhor utilização da água é visto no Aeroporto de Frankfurt,
onde seu telhado coleta 1,6 milhões de litros de água de chuva por ano que é utilizado
para limpeza, jardinagem e descarga dos vasos sanitários. (CLARKE; KING, 2005)
Outro exemplo ocorreu na China, em sua Região Semi-Árida. Através do
Programa: Providenciando água para uso humano e para animais, desenvolvendo a
economia agricultural e melhorando o meio ambiente através do uso da água de
chuva, denominado Programa 1-2-1, foram construídas 2.500.000 cisternas de água até
o final de 2004, somente no Estado de Gansu. (GNADLINGER, 2004)
O aproveitamento de águas pluviais como fonte alternativa de suprimento de
água requer gestão qualitativa e quantitativa da mesma.
A qualidade da água é normalmente representada por parâmetros que traduzem
suas principais características físicas, químicas e biológicas.( SPERLING, 2005)
Os parâmetros das características físicas da água são: Cor, Sabor e Odor,
Turbidez e Temperatura. Os parâmetros das características químicas são: pH,
Alcalinidade, Acidez, Dureza, Ferro e Manganês, Cloretos, Nitrogênio, Fósforo,
Oxigênio Dissolvido, Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de
Oxigênio, Micropulentes Orgânicos e Micropulentes Inorgânicos. Quanto às
características microbiológicas devem-se analisar os seguintes parâmetros: organismos
indicadores de carga orgânica e de contaminação fecal e algas. (SPERLING, 2005)
De acordo com a publicação Conservação e Reuso de água em edificações
(2005), as características da água de chuva coletada e armazenada segundo pesquisa
realizada na Universidade de São Paulo são as seguintes:
Propriedades de água mole;
pH entre 5,8 e 7,6;
DBO5,20 : menor que 10;
Presença de bactérias como:
Coliformes fecais em mais de 98% das amostras realizadas;
Clostrídio sulfito redutor (91% das amostras)
Enterococos (98% das amostras)
Pseudomonas (em 17% das amostras)
Os clostrídios conforme suas espécies podem causar infecção alimentar,
gangrena gasosa, tétano, botulismo, entre outros; os enterococos podem causar
infecções do trato urinário e a espécie Enterococcus faecalis se tornou um dos agentes
mais importantes da infecção hospitar; as pseudomonas podem causar vários tipos de
infecções: do trato respiratório superior (otites externas, sinusite, conjutivite); do trato
respiratório inferior (pneumonia); infecções superficiais ( foliculite, necrose,
gangrena) ; trato urinário; etc. (TRABULSI,2008)
Logo se evidencia que a água de chuva pode ser utilizada desde que sua
qualidade seja controlada e seja verificada a necessidade de tratamento específico de
tal modo que não seja comprometida a saúde de seus usuários nem a vida útil do
sistema.
Segundo Yagamata (2002, apud TOMAZ, 2008) a região metropolitana de
Tóquio estabeleceu algumas regras para o uso de água pluvial em seu ponto de uso
que normalmente é a bacia sanitária. As exigências são as seguintes: valores de pH
entre 5,8 e 8,6; cloro residual ≤ 0,5 mg/L; Coliformes Totais ≤ 1000 /100 mL e
Sólidos em Suspensão ≤ 30 mg/L, sendo que o limite de Coliformes é o mesmo
utilizado para ás águas de banhos públicos em piscinas.
3.3. Doenças de veiculação hídrica
Nos países em desenvolvimento 80% das doenças são disseminadas pela água.
A água contaminada é responsável por 1,7 milhões de mortes a cada ano, o que
equivale á queda de dez aviões Jumbo todos os dias, sendo 90% das passageiras
crianças. ( CLARKE; KING, 2005)
A contaminação fecal é a origem da maioria das doenças onde a água é seu
meio de veículo. As principais doenças encontram-se na tabela abaixo:
Tabela 3: Doenças transmitidas e veiculadas pela água
Doenças transmitidas por veiculação hídrica
Doença Agente infeccioso Tipo de organismo
Cólera Vibrio cholerae Bactéria
Disenteria Shigella dysenteriae Bactéria
Enterite Clostridium perfringens ou outra bactéria
Bactéria
Febre tifóide Salmonella Typhi Bactéria
Hepatite Infecciosa Hepatovírus, Hepevírus Vírus
Poliomelite Enterovírus Vírus
Criptosporidiose Cryptosporidium Protozoário
Desinteria amebiana Entamoeba hystolitica Protozoário
Esquistossomose Schistosoma sp. Verme
Ancilostomíase Ancylostoma sp. Verme
Malária Febre amarela Dengue
Plasmodium Flavivírus Flavivírus
Protozoário Vírus Vírus
Fontes: RAVEN et al (1998 apud TUNDISI, 2003); TRABULSI, 2008; TORTORA, 2005
As doenças de veiculação hídrica propriamente dita são aquelas causadas pela
ingestão do agente patogênico juntamente com a água. Também se relacionam á água
as doenças passíveis de serem transmitidas durante as atividades de higiene pessoal
através do contato com a água contaminada. (Processos de Desinfecção e
Desinfetantes Alternativos na Produção de água Potável, 2001)
Segundo Macêdo (2007) a água serve de veículo para transmissão de uma série
de doenças que são resultantes da ingestão de água contaminada ou do emprego de
água poluída para irrigação, pesca e recreação.
Dentre os vários tipos de agentes patogênicos encontrados na água, alguns
tipos merecem maior atenção devido á sua capacidade de induzir infecções externas no
corpo pelo simples contato com a água contaminada. Um exemplo desse tipo é a
Pseudomonas aeruginosa que é altamente resistente ao tratamento habitual de águas
recreacionais. Segundo pesquisas recentes ficou evidenciado a relação entre a presença
de Pseudomonas aeruginosa nas águas de piscinas e a alta incidência de otite externa
nos nadadores. (LEITÃO, HAGLER et al.,1988 apud MACEDO, 2007).
A Giardia lamblia é um protozoário patogênico encontrado na água. Sua
transmissão pode ocorrer pela ingestão de água contaminada proveniente de água de
piscina, fontes, banheiras e reservatórios de água contaminados por fezes de animais
e/ou seres humanos infectados. É um agente patogênico resistente às concentrações de
cloro utilizadas para tratamento de água e no meio ambiente pode sobreviver por
meses na água fria. ( MACEDO, 2007).
Outro protozoário patogênico encontrado na água é o Cryptosporidium
parvum. Ele é um parasito intracelular intestinal o qual possui uma camada protetora
que permite sua sobrevivência fora do hospedeiro por muito tempo, além de protegê-lo
contra a ação de desinfetantes. Sua transmissão ocorre pela água de piscinas, fontes,
banheiras e outros reservatórios de água que possam estar contaminados com fezes de
animais e/ou seres humanos infectados. (BEL, et al., 1999; BLACK, et al., 1996 apud
MACEDO, 2007)
A Escherichia coli é um microorganismo encontrado na água e é usada como
indicação de contaminação fecal da água devido a ela ser constante no intestino
humano e de animais de sangue quente e ser abundante nas fezes dos mesmos (95%
dos coliformes presentes nas fezes são E. coli). A Escherichia coli faz parte de um
grupo de microorganismos denominados Coliformes, que inclui os gêneros
Enterobacter, Klebsiella e Citrobacter. (SILVA FILHO, 2007)
Enfim, são inúmeros os microorganismos patogênicos que podem ser
transmitidos pela água, por essa razão a qualidade microbiológica da água é decisiva
sobre os possíveis usos da água (irrigação de lavouras, recreação, criação de animais,
etc). (SILVA FILHO, 2007)
3.4. Sistemas de Aproveitamento de água de chuva
Os sistemas residenciais de aproveitamento de água de chuva variam conforme
o grau de complexidade. Entre os extremos dessa complexidade, temos o sistema
típico formado basicamente pelos componentes da coleta superfícial: área de captação
(telhado); calhas e condutores; reservatório de acumulação. Além desses componentes
há equipamentos periféricos que podem ser adicionados como o sistema de first-flush
que separa as primeiras águas sujas do telhado; equipamento de filtração e câmara de
sedimentação que remove contaminantes e sujeiras antes do seu armazenamento na
cisterna.
Figura 3: Sistema Típico de aproveitamento de água de chuva
Fonte: www. eng.warwick.ac.uk/DTU/
→ Área de captação: Geralmente é o telhado da residência ou edifício. De
acordo com o uso final da água de chuva e de seu posterior tratamento, as áreas de
captação podem ser superfícies impermeabilizadas tais como: pátios, calçadas e
estacionamentos. ( MAY, 2004)
Os materiais mais comuns usados no telhado são: cerâmica, plástico, concreto
armado, ferro galvanizado, zinco, fibrocimento, etc. ( PLINIO, 2003)
A quantidade de água de chuva que pode ser coletada está relacionada a três
fatores: á área de captação, a precipitação atmosférica do local e ao coeficiente de
Runoff ( quociente entre a água que escoa superficialmente pelo total da água
precipitada). ( MAY, 2004)
Na área de captação, o tipo de textura do telhado é em parte responsável pela
quantidade de água de chuva captada, sendo que quanto mais lisa a textura melhor. Por
esse motivo as telhas metálicas são comumente usadas, já as telhas de barro e de
concreto são muito porosas, o que possibilita perdas devidas á textura, escoamento
ineficiente e evaporação. (The Texas Manual on Rainwater Harvesting, 2005)
Outro ponto negativo das telhas de barro ou de cimento é que sua superfície
colorida se oxida pelo desgaste natural dos agentes atmosféricos, fazendo assim com
que essa camada oxidada caia lentamente com a lavagem do telhado pela chuva e vá
para a cisterna tornando a água colorida. ( CUNLIFFE, 1998)
As telhas que tem um coeficiente de Runoff maior são as que
preferencialmente devem ser utilizadas nos sistemas de aproveitamento de água de
chuva. (Uso Racional da Água em Edificações, 2006)
→ Calhas e Condutores: As calhas e os condutores pluviais sob o ponto de
vista da engenharia são condutos livres também denominados canais, pois em pelo
menos um ponto de sua seção de escoamento estão sujeitos á pressão atmosférica.
Esses condutos que conduzem água com uma superfície livre podem ter seção fechada
( ex: condutores) ou aberta ( ex: calhas). (AZEVEDO NETTO, 1998)
As calhas coletam as águas de chuva que caem sobre o telhado e as conduzem
aos condutores verticais que irão transportá-las até a parte inferior das edificações.
As seções das calhas podem ser de formas variadas ( retangular, ”U”, “V”,
circular, semicircular, etc ) e confeccionadas com diferentes materiais, dos quais
podemos citar: chapas de aço galvanizado, folhas-de-flandres, chapas de cobre, PVC
rígido, fibra de vidro, concreto ou alvenaria. (CARVALHO JUNIOR, 2007)
Os condutores verticais são compostos por tubos e conexões que podem ser dos
seguintes materiais: PVC rígido, ferro fundido, fibrocimento, fibra de vidro, aço
galvanizado, cobre, chapas de aço galvanizado ou de cobre, aço inoxidável, folhas de
flandres, alumínio ou fibra de vidro. ( ABNT NBR 10844, 1989)
Figura 4: Tipos de calhas Fonte: WORM; HATTUM, 2006
De acordo com a ABNT NBR 10844 (1989), as calhas podem ser, conforme
suas localizações, divididas em três tipos: calha de água-furtada ( instalada na linha de
água-furtada do telhado), de beiral ( instalada no beiral da cobertura) e de platibanda (
instalada na linha de encontro da cobertura com a platibanda).
Alguns fatores influenciam na eficiência das calhas de beiral ou de platibanda.
Dentre eles estão a interação calha-condutor ( condição hidráulica de inserção da água
no condutor) e a distância da tomada de água do condutor ao início ou mudança de
direção da calha, sendo que este último pode reduzir a capacidade de escoamento em
até 17%. (GNIPPER, 2009)
Outro fator que compromete a eficiência das calhas é a ocorrência de deposição
de folhas, gravetos e materiais grosseiros que podem ocasionar entupimentos. Segundo
a ABNT NBR 15527 devem ser instalados dispositivos para a remoção de detritos,
podendo ser telas ou grades. Esses dispositivos podem variar bastante, tanto em
localização quanto em tipo, estando alguns ilustrados abaixo:
Fonte: WATERFALL Fonte: Adaptado do Guide for Texas Haversting (2002 apud MAY, 2004) (1997 apud Uso Racional da Água em Edificações, 2006)
Figura 5: Dispositivos de remoção de detritos
→ Sistema de Descarte do Escoamento Inicial:
Conforme artigo da Revista Téchne, estudos mostram a presença nas
coberturas das edificações de materiais grosseiros como folhas, gravetos, sementes,
sólidos suspensos e dissolvidos originados de fezes de pássaros, gatos e roedores, além
de material particulado fino sedimentado. Há ainda a presença de microrganismos
patogênicos presentes em águas de coberturas. (ALVES, W.C.; ZANELLA, L.;
SANTOS, M. F. L., 2008)
A água de chuva ao passar pela atmosfera e pela superfície de captação
(coberturas ou superfícies de solo) faz uma lavagem das mesmas, se tornando assim
uma água mais poluída. (Uso Racional da Água em Edificações, 2006)
O descarte das primeiras águas escoadas das coberturas é altamente
recomendado segundo pesquisas em cursos no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do
Estado de São Paulo - IPT, principalmente após vários dias sem chuva como ocorre no
inverno nos períodos de estiagem, devido à concentração de poluentes e
microorganismos. (ALVES, W.C.; ZANELLA, L.; SANTOS, M. F. L., 2008)
Segundo Amorim; Hernandes (2006) em estudo realizado numa edificação
residencial familiar de Ribeirão Preto, o dispositivo de descarte demonstrou-se
importante quanto à melhoria da qualidade da água, devido a todos os parâmetros
analisados ter seus valores reduzidos após a passagem da água pelo mesmo.
Várias são as técnicas utilizadas para se desviar as primeiras águas da limpeza
das coberturas, dentre as quais podemos citar: tonéis, reservatórios de auto-limpeza
com torneira de bóia, dispositivos automáticos, etc. (Conservação e Reuso de água em
edificações, 2005)
Fonte: www.eng.warwick.ac.uk/DTU/ Fonte: Dacach, L.N.(1990 apud May,2004)
Fonte: WORM, J; HATTUM, T.V., 2006.
Figura 6: Dispositivos de descarte do escoamento inicial
Segundo a ABNT NBR 15527, é recomendável que o dispositivo de descarte da água
de escoamento inicial seja automático, devendo ser dimensionado pelo projetista. Na
falta de dados o descarte recomendado é de 2mm da precipitação inicial.
→ Reservatório de Acumulação: Após a água de chuva ser coletada e tratada,
seja pelo simples sistema de first-flush ou por processos de filtração mais complexos,
ela é direcionada para o reservatório de acumulação ou cisterna como é comumente
chamada no Brasil. (Uso Racional da Água em Edificações, 2006)
Os reservatórios podem segundo sua localização estarem apoiados, elevados ou
ainda serem enterrados. Os materiais usados em sua construção são diversos: concreto
armado, alvenaria de tijolos comuns, alvenaria de blocos armados, plásticos, poliéster,
etc. (TOMAZ, 2003)
Fonte:www.eng.warwick.ac.uk/DTU
Fonte: The Texas Manual on Rainwater Harvesting, 2005. Fonte: GNADLINGER
Figura 7: Tipos de reservatórios
Os reservatórios estão intimamente ligados á qualidade de sua água armazenada, logo
todos seus componentes (extravasor, inspeção, dispositivo de esgotamento, etc) devem
ser projetados para que a qualidade dessa água seja garantida e mantida.
Conforme ABNT NBR 15527 os reservatórios devem ser construídos de tal forma que
a água de chuva reservada fique protegida tanto da incidência da luz solar quanto do
calor, assim como de animais que entrem no reservatório pela tubulação de extravasão.
Outra recomendação dada pela norma citada que visa à garantia da qualidade da água
é que a retirada de água seja feita próxima á superfície, minimizando assim o
turbilhonamento e dificultando a ressuspensão de sólidos e o arraste dos materiais
flutuantes.
O reservatório é geralmente o componente mais dispendioso do sistema de
aproveitamento de água de chuva, logo seu dimensionamento deve ser feito com base
em critérios técnicos, econômicos e ambientais além de levar em conta as boas
práticas da engenharia.
Há uma ligação direta entre o dimensionamento do reservatório de
armazenamento a eficiência e a confiabilidade do sistema de aproveitamento de água
de chuva também conhecida como a margem de segurança, a qual não leva á sub ou
superdimensionar o sistema. Ao se dimensionar o reservatório, deve-se achar o ponto
ótimo que combina o volume de reservação com a demanda a ser atendida, resultando
numa maior eficiência com o menor gasto possível. (Uso Racional da Água em
Edificações, 2006 )
Os métodos mais utilizados para o dimensionamento de reservatório são: o
Método de Rippl ( método interativo que considera os períodos de dias consecutivos
sem chuva), o Método de Análise de Simulação de um Reservatório com Capacidade
Suposta, baseado na equação apresentada por McMahone e os métodos práticos, como
o brasileiro, o inglês, o alemão, o australiano, dentre outros. ( AMORIM; PEREIRA,
2008)
Segundo estudo de caso do edifício denominado AT6 localizado na área norte
do Campus São Carlos da UFSCar onde se pesquisou os diferentes métodos para
determinação do volume do reservatório de acumulação, verificou-se que há métodos
que apresentam resultados relativamente conservadores e métodos que levam a um
superdimensionamento. ( AMORIM; PEREIRA, 2008)
Tabela 4: Métodos para determinação do volume do reservatório de acumulação.
Métodos Conservadores Métodos que levam ao superdimensionamento Rippl - Desvios padrão Rippl - Pior ano com dados mensais Rippl-Médias mensais Rippl-médias diárias Ripp-Pior ano com dados diários Rippl-Melhor ano com dados mensais Rippl-Ano típico com dados mensais Rippl-Melhor ano com dados diários Rippl - Ano típico com dados diários Rippl-Modo gráfico Rippl-Medianas mensais Consideração dos dias consecutivos sem chuva Prático alemão
Prático brasileiro
Prático australiano Prático inglês Fonte: ( AMORIM; PEREIRA, 2008)
Logo a escolha do método de dimensionamento do reservatório deve estar de
acordo com os interesses finais de implantação de um sistema de aproveitamento de
água de chuva e com a região de implantação. Por exemplo, devem-se escolher
métodos mais conservadores em regiões com altos índices pluviométricos, enquanto
que em regiões com baixos índices o ideal é utilizar métodos que superdimensionem o
reservatório. ( AMORIM; PEREIRA, 2008)
→ Sistemas de Tratamento: Após o descarte do escoamento inicial algumas
substâncias ainda permanecem na água da chuva coletada fazendo-se às vezes
necessário a utilização de dispositivos de tratamento para a sua eliminação. (Uso
Racional da Água em Edificações, 2006)
Segundo Gould, Nissen-Petersen (1999 apud AMORIM; HERNANDES,
2006), nenhuma fonte de água alternativa é 100% segura, o que torna ainda mais
evidente a necessidade de avaliação entre uso requerido e a qualidade da água captada.
Conforme o uso a que se destina á água será o tipo de tratamento aplicado. Na tabela a
seguir alguns usos são correlacionados á qualidade de água requerida:
Tabela 5: Usos da água x Tratamento requerido
Uso requerido pela água Tratamento necessário
Irrigação de jardins Nenhum tratamento
Prevenção de incêndio, condicionamento de ar Cuidados para manter o equipamento de estocagem e distribuição em condições de uso
Fontes e lagoas, descargas de banheiros, lavação de roupas e lavação de carros
Tratamento higiênico, devido o possível contato do corpo humano com a água
Piscina/banho, consumo humano e no preparo de alimentos
Desinfecção, para a água ser consumida direta ou indiretamente
Fonte: Group Raindrops (1995 apud Uso Racional da Água em Edificações, 2006)
Para os usos não potáveis mais comuns em edifícios ( irrigação de áreas verdes,
lavagens de pisos, descarga em toaletes etc.) são utilizados sistemas de tratamento
compostos de unidades de sedimentação simples, filtração simples e desinfecção com
cloro ou com radiação ultravioleta. (Conservação e Reuso de água em edificações,
2005).
Segundo The Texas Manual on Rainwater Harvesting (2005), vários são as
técnicas de tratamento para a melhora da qualidade da água, conforme tabela abaixo:
Tabela 6: Métodos de tratamento de água e seus resultados
Adaptado do Texas Guide to Rainwater Harvesting, Second Edition, Texas Water Development Board, 1997.
Método Local Resultado Tratamento
Gradeamento Folhas de telas e filtros
Calhas e coletores verticais
Prevenção da entrada na cisterna de folhas e sujeiras
Deposição Sedimentação Carvão ativado
Dentro da cisterna Antes do registro
Sedimenta matéria particulada Remove cloro
Filtração Lavagem do telhado Em linha/ multi-cartuchos Carvão ativado Lento de areia
Antes da cisterna Depois da bomba Depois do filtro de sedimentação Tanque separado
Elimina material suspenso Separa sedimentos Remove cloro, melhora o gosto. Captura material particulado
Tratamento microbiológico-desinfecção Fervura/destilação Tratamento químico (cloro/iodo) Radiação ultravioleta Ozonização Nanofiltração Osmose reversa
Antes do uso Antes da cisterna ou na bomba (líquido, tabletes ou granular) Antes do filtro de carvão ativado/antes do registro Antes do filtro de carvão ativado/antes do registro Antes do uso; membrano polymera (poros de 10-³ a 10-6) Antes do uso; membrano polymera (poros de 10-9)
Mata microorganismos Mata microorganismos Mata microorganismos Mata microorganismos Remove moléculas Remove íons (contaminantes e microorganismos)
4. METODOLOGIA
4.1. Caracterização do Comportamento Climático da Região em Estudo.
O local onde se encontra o sistema de aproveitamento de água de chuva objeto
deste estudo é a cidade de Votorantim. Ela situa-se á sudoeste do Estado de São Paulo
e localiza-se a uma latitude 23º32'48" sul e a uma longitude 47º26'16" oeste. Faz
divisa com os municípios: Sorocaba, Piedade, Ibiúna, Salto de Pirapora e Alumínio.
Figura 8: Localização de Votorantim dentro do Estado de São Paulo Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Votorantim
A residência onde se encontra o sistema em estudo está localizada num
condomínio localizado na região oeste da cidade conforme figuras abaixo:
Fonte:adaptado do http://maps.google.com.br/ Fonte:Núcleo de Planejamento Urbano de Sorocaba
Figura 9: Localização da Residência dentro do município de Votorantim
O município de Votorantim não possui posto pluviométrico, logo para esta
pesquisa adotou-se o posto E4-056 de Sorocaba devido as suas coordenadas ( latitude
23º30’ e longitude 47º26’) serem as mais próximas da cidade em estudo. Os Índices de
chuva mensal utilizados foram obtidos no Banco de Dados Pluviométricos do Estado
de São Paulo, disponível na base digital do Sistema de Informações para o
Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo (SIGRH). A série
histórica adotada foi entre 1962 a 1992, devido a esse período possuir dados
consistentes.
A partir dos índices levantados no período, foram calculadas as médias mensais
de precipitação do município de Votorantim, elaborando-se, com tais resultados, o
gráfico abaixo:
LOCAL
196164 147
65 73 61 45 3473
117 125
200
050
100150200250
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
(meses)
(mm
)
Figura 10: Precipitação média mensal do município de Votorantim entre os anos de 1962 e 1992
Através da análise dos índices mensais de chuva no município, evidenciam-se
precipitações mais elevadas nos meses de outubro a março (período úmido), e
precipitações menores no período de abril a setembro (período seco).
O período onde foram feitas as coletas da água está compreendido pelos meses
de maio, junho e julho (período seco) onde as precipitações são menores e os períodos
de estiagem maiores.
4.2. Descrição do Sistema
O sistema de aproveitamento de água de chuva objeto desse estudo está
localizado em uma edificação do tipo residencial familiar e foi projetada para atender
a demanda de oito bacias sanitárias, uma piscina de 70000 litros, lavagem de
114,27m² de pisos externos, lavagem de quatro carros e rega de 320,57m² de jardim.
A área utilizada para captação compreende quase toda a área de cobertura da
residência, cerca de 255m², conforme mostra a figura abaixo:
Figura 11: Cobertura da residência Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Distribuição Pav.Sup. HI/ES-AP/folha 02/04 Junho de 2005
Toda a cobertura da residência é feita com telhas cerâmicas. No projeto há a
existência de um protetor de calha que tem por finalidade evitar o arraste de folhas e
material particulado para o interior das calhas, porém esse protetor não havia sido
instalado na residência até o término das coletas.
Figura 12: Detalhes do Sistema de Captação Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Distribuição Pav.Sup. HI/ES-AP/folha 02/04 Junho de 2005
O dispositivo de descarte de escoamento inicial existente é denominado no
projeto como Caixa de Inspeção/Limpeza de águas pluviais.
Esse dispositivo que é em sistema de bóia, funciona da seguinte maneira:
conforme a água enche a caixa, o nível d’agua sobe até o ponto onde uma bola plástica
obstrui a passagem da água, redirecionando seu escoamento para o reservatório
inferior. Através desse mecanismo a água do escoamento inicial (“ lavagem do
telhado”) é separada da água que será utilizada no sistema de aproveitamento.
Figura 13: Detalhes da Caixa de Inspeção/Limpeza Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Detalhes esc1:20 HI/ES-AP/folha 04/04 Junho de 2005
A capacidade de reservação é de 31000 litros, sendo 30000 litros no
reservatório inferior (cisterna) e 1000 litros no reservatório superior. O reservatório
inferior do tipo enterrado foi construído em alvenaria de tijolos revestida de argamassa
e o reservatório superior é do tipo apoiado e em PVC.
Figura 14a: Cisterna
A transferência de água da cisterna para o reservatório superior é feita por
bombeamento, conforme figura abaixo:
Figura 14b: Detalhe do Reservatório Inferior (cisterna) e Casa de Máquinas Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Águas Pluviais HI/ES-AP/folha 03/04 - Junho de 2005
O reservatório inferior (cisterna) além de abastecer o reservatório superior,
abastece também uma torneira externa utilizada para lavagem do piso da garagem e
dos carros.
O reservatório superior abastece as oito bacias sanitárias existentes na
residência sendo cinco das suítes, uma do lavabo, uma do banheiro da empregada e
uma do banheiro da sauna. Ele pode ser abastecido tanto pela água de chuva da
cisterna quanto pelo sistema público de abastecimento de água potável.
4.3. Coleta e Processamento das Amostras
Semanalmente foi feita amostragem da água de chuva em dois pontos
distintos, no Reservatório Inferior (Cisterna) e no Reservatório Superior. Foram
retiradas duas amostras da tubulação da cisterna e duas amostras do reservatório
superior, sendo cada amostra de 500 mililitros.
Na Cisterna foi feita a coleta junto á saída da tubulação localizada ao lado e em
mesmo nível da tubulação de sucção do conjunto moto-bomba que recalca água para o
reservatório superior. Durante a coleta houve fluxo contínuo de água, porém
turbulento devido à alta pressão na saída da tubulação.
Antes do procedimento de coleta, a saída da tubulação foi limpa com gaze
esterilizada embebida em álcool etílico hidratado 92,8º INPM. Após a limpeza, o
registro de controle foi aberto por um minuto para que durante esse período a água da
cisterna escoasse livremente e permitisse a limpeza de qualquer resíduo de álcool
deixado na tubulação de saída.
Figura 15: Ponto de coleta da cisterna Figura 16: limpeza da tubulação da cisterna
No reservatório elevado a coleta foi feita próximo á tubulação de
abastecimento das bacias sanitárias.
Figura 17: Ponto de coleta do reservatório superior
Todo o material de vidraria utilizado nas coletas foi previamente lavado e
esterilizado em autoclave por um período de 15 minutos.
Durante todo o procedimento de coleta foram utilizadas luvas esterilizadas e
máscara cirúrgica descartável para a não contaminação da água coletada.
Antes de cada coleta foi realizada a medida do parâmetro Temperatura in situ.
Após a coleta as amostras tiveram seus recipientes fechados hermeticamente e
foram acondicionadas em uma caixa de isopor para manter a temperatura. As amostras
foram separadas em dois pares, cada par contendo uma amostra da cisterna e uma do
reservatório superior.
Um par de amostras foi transportado até a Estação de Tratamento de Esgoto de
Votorantim (Unidade Votocel) para a realização das seguintes análises:
*pH - medidas de pH através de pH-metro digital LOGEN modelo
LS-4
*Turbidez - determinação através de turbidímetro digital
POLYCONTROL modelo AP-2000.
*DBO5,20 – Demanda Bioquímica de Oxigênio (quantidade de
oxigênio necessária para oxidar biologicamente a matéria orgânica
biodegradável em 5 dias a 20°C)
*DQO – Demanda Química de Oxigênio (quantidade de oxigênio
necessária para oxidar quimicamente a matéria orgânica biodegradável e
não biodegradável)
O outro par foi transportado até o laboratório da Estação de
Tratamento de água de Votorantim – ETA Central para a realização da
análise de presença/ausência de coliformes.
5. RESULTADOS
5.1. Parâmetros físico-químicos e microbiológicos.
Para cada parâmetro de qualidade foi construída uma tabela que mostra os
valores obtidos no período de 19/05/2009 a 04/08/2009.
Tabela 07- pH da água de chuva coletada Data Cisterna Reservatório Superior NBR 15527 RES.35705
19/5/2009 7,2 7,5 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 27/5/2009 7 6,7 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 3/6/2009 6,8 6,9 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 12/6/2009 7,4 ------- 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 22/6/2009 7,0 7,3 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 1/7/2009 7,3 6,9 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 8/7/2009 6,7 6,1 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 15/7/2009 7,2 7,2 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 22/7/2009 7,4 7,4 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 04/08/2009 8,2 8,0 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0
média 7,22 7,11 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0
Tabela 08 - Temperatura em ºC da água de chuva coletada
DATA Cisterna Reservatório Superior 19/5/2009 --------- -------- 27/5/2009 19 21 3/6/2009 20 14 12/6/2009 18 19 22/6/2009 18,5 16,5 1/7/2009 19 19,5 8/7/2009 19 20 15/7/2009 18 16,5 22/7/2009 18 18 04/08/2009 18 19
Tabela 09- Turbidez em NTU da água de chuva coletada
DATA Cisterna Reservatório Superior NBR 15527 RES.35705 19/5/2009 2,56 2,89 < 2,0 uT * até 40 NTU 27/5/2009 2,72 3,7 < 2,0 uT * até 40 NTU 3/6/2009 2,79 1,88 < 2,0 uT * até 40 NTU 12/6/2009 1,38 ----- < 2,0 uT * até 40 NTU 22/6/2009 1,45 1,57 < 2,0 uT * até 40 NTU 1/7/2009 1,39 1,80 < 2,0 uT * até 40 NTU 8/7/2009 2,06 2,09 < 2,0 uT * até 40 NTU 15/7/2009 0,98 1,21 < 2,0 uT * até 40 NTU 22/7/2009 1,05 0,84 < 2,0 uT * até 40 NTU 04/08/2009 0,91 0,61 < 2,0 uT * até 40 NTU
* uT é a unidade de turbidez ou unidade nefelométrica de turbidez (NTU)
Tabela 10- D.B.O. em mg/L da água de chuva coletada
DATA Cisterna Reservatório Superior RES.35705 19/5/2009 96 72 até 3,0 mg/L O2 27/5/2009 48 48 até 3,0 mg/L O2 3/6/2009 8 18 até 3,0 mg/L O2 12/6/2009 10 ------- até 3,0 mg/L O2 22/6/2009 11,3 5,7 até 3,0 mg/L O2 1/7/2009 12,5 12,5 até 3,0 mg/L O2 8/7/2009 36 24 até 3,0 mg/L O2 15/7/2009 44 30 até 3,0 mg/L O2 22/7/2009 49 49 até 3,0 mg/L O2 04/08/2009 71 73 até 3,0 mg/L O2
Tabela 11- D.Q.O. em mg/L da água de chuva coletada
DATA Cisterna Reservatório Superior 19/5/2009 159 186 27/5/2009 83 83 3/6/2009 48 48 12/6/2009 ----- ------ 22/6/2009 24 24 1/7/2009 24 72 8/7/2009 48 120 15/7/2009 24 24 22/7/2009 120 72 04/08/2009 24 48
Tabela 12 - Determinação de bactérias do grupo Coliformes na água de chuva coletada
DATA Cisterna Reservatório Superior NBR 15527 19/5/2009 ausente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 27/5/2009 ausente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 3/6/2009 ausente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 12/6/2009 ausente ------------------ Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 22/6/2009 ausente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 1/7/2009 ausente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 8/7/2009 presente presente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 15/7/2009 presente presente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 22/7/2009 presente presente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL 04/08/2009 presente ausente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL
Tabela 13 - Parâmetros da Caixa de Limpeza e Inspeção – 12/06/2009
NBR 15527
pH 7,1 6,0 a 8,0 p/tubo galv.
Temperatura 18,5ºC ----------------------
Turbidez 0,02 NTU < 2,0 uT
D.B.O 3,3 mg/L ----------------------
D.Q.O ----------- ----------------------
Coliformes presente Ausência de coliformes totais e fecais em 100 mL
5.2. Fatos relevantes ocorridos
Aproximadamente dois meses antes do início do período de coleta, foi
adicionado à cisterna hipoclorito de cálcio, que era utilizado na piscina pelo
profissional de limpeza da mesma, a pedido da proprietária. Devido a esse
procedimento o cloro residual permaneceu na cisterna por quase todo o período de
coleta.
A presença de cloro foi descoberta por acaso, quando após se fazer as análises
físicas da primeira coleta, por curiosidade foi adicionado ortotoluidina a amostra,
ficando a mesma com cor amarelada, indicando assim a presença de cloro residual.
A partir da segunda coleta, antes de se iniciar o procedimento de coleta era
adicionado 3 gotas de ortotoluidina para se verificar a existência de cloro na água,
sendo que se fosse confirmado, seria adicionada tiossulfato 10% na amostra coletada
para que o cloro fosse eliminado da amostra.
Os valores de cloro residual obtidos são mostrados na tabela abaixo:
Tabela 14 - Presença de Cloro residual na Cisterna e no Reservatório Superior
DATA Unidade Cisterna Reservatório Superior NBR 15527 19/5/2009 Mg/L ----- ------ 0,5 a 3,0 mg/L 27/5/2009 Mg/L 2,5 1,5 0,5 a 3,0 mg/L 3/6/2009 Mg/L 2,5 1,2 0,5 a 3,0 mg/L 12/6/2009 Mg/L 0,5 ------ 0,5 a 3,0 mg/L 22/6/2009 Mg/L. 0,5 0,5 0,5 a 3,0 mg/L 1/7/2009 Mg/L 0,3 0,3 0,5 a 3,0 mg/L 8/7/2009 Mg/L 0,1 0,2 0,5 a 3,0 mg/L 15/7/2009 Mg/L 0,1 0,1 0,5 a 3,0 mg/L 22/7/2009 Mg/L 0,1 0,1 0,5 a 3,0 mg/L 04/08/2009 Mg/L 0,0 0,0 0,5 a 3,0 mg/L
Após a confirmação da presença de cloro residual na cisterna, houve dias em
que a mesma ficou destampada com o intuito da volatilização do cloro existente na
água.
Durante o período das coletas, as chuvas e os períodos de estiagem ocorreram
conforme tabela abaixo:
Tabela 15 – Dias no período da coleta em que houve precipitação
Dias de estiagem
entre coletas
Data das coletas Datas onde ocorreu precipitação
19/5/2009 25/5/2009-26/05/2009 6 27/5/2009 28/5/2009-30/05/2009 4 3/6/2009 10/6/2009 8 12/6/2009 10 22/6/2009 25/6/2009-27/06/2009-30/06/2009 5 1/7/2009 2/7/2009 6 8/7/2009 11/7/2009 6 15/7/2009 7 22/7/2009 24/7/2009-25/7/2009-26/7/2009-27/7/2009-28/7/2009-29/7/2009-2/8/2009 6 04/08/2009
Houve o fechamento da saída da caixa de inspeção e limpeza em alguns de dias
de ocorrência de precipitação para o desvio de água para a cisterna. Esse procedimento
foi feito visando aumentar a quantidade de água na cisterna, pois pelo sistema natural
somente precipitações de alta intensidade conseguem transferir água para a cisterna.
6. DISCUSSÃO
Os parâmetros qualitativos obtidos não atenderam em sua maioria a os
parâmetros exigidos pela norma de água de chuva - NBR 15527:2007.
Os valores do parâmetro pH variaram de 6,1 a 8,2 tendo um valor médio de
7,22 para a cisterna e 7,11 para o reservatório, demonstrando assim ter a água de
chuva condições básicas. Seus maiores índices (cisterna e reservatório elevado)
ocorreram na coleta do dia 04/08/2009, que ocorreu após uma alta incidência de dias
com precipitação.
O valores do parâmetro turbidez variaram de 0,61 a 3,7 uT, sendo os maiores
valores os observados nas datas iniciais das coletas, quando o sistema entrou em
funcionamento.
Na fase inicial das coletas a cisterna recebeu tampa feita de “maderit” para sua
vedação; sendo também nesta fase a construção do deck de madeira que cobre toda
região da piscina e a cisterna. Após a construção do deck a cisterna teve como vedação
as próprias ripas de madeira do mesmo. Somente no fim de julho foi colocada uma
tampa de metal encaixada na entrada da cisterna. Estando essa entrada muito próxima
do piso sem possuir tampa de vedação apropriada por muito tempo, houve a
possibilidade de entrada de material particulado em seu interior, podendo ser esse um
dos fatores dos elevados índices de turbidez nas coletas iniciais. Sendo a cisterna um
reservatório que pode ter a função de decantação, com o passar do tempo, possibilita
a deposição dos sólidos suspensos em seu fundo. Essa função decantadora pode ter
contribuído para o decréscimo dos índices de turbidez apresentados ao longo do
período analisado.
Opostamente ao parâmetro pH, os menores valores de turbidez (cisterna e
reservatório elevado) ocorreram na coleta do dia 04/08/2009, que ocorreu após uma
alta incidência de dias com precipitação, o que pode ter sido causado pela entrada de
grande quantidade de água na cisterna.
Os índices de D.B.O. obtidos foram muito elevados, demonstrando assim um
alto teor de matéria orgânica presente tanto água da cisterna quanto na do reservatório
superior. Seus valores tiveram uma grande variação, de 5,7 mg\L a 96 mg\L. Seus
índices mais elevados ocorreram na primeira coleta e na última coleta. A diminuição
do cloro residual na cisterna ocorrido a partir do dia 01/07/2009 pode estar relacionada
ao respectivo aumento do índice de D.B.O. no período. Outro fator que pode ter
contribuído foi a existência de uma tubulação que interligava o fundo do ralo existente
ao redor da piscina e a cisterna. Essa tubulação foi feita a pedido da proprietária com o
intuito de reaproveitar a água da piscina e a da chuva que ali fosse depositada. Essa
tubulação foi inutilizada algumas semanas após o início das coletas.
Após o cloro residual apresentar valores abaixo de 0,5 mg/L ocorreu a presença
de coliformes tanto na cisterna quanto no reservatório elevado, com exceção da última
coleta onde houve ausência no reservatório elevado, o que pode ter sido causado pela
grande quantidade de água depositada no sistema pelas precipitações ocorridas antes
da data da coleta. Como a análise de presença e ausência de coliformes não informou o
tipo dos mesmos, foi feito na última coleta o teste dos tubos múltiplos, tendo como
resultado um tubo positivo, o que corresponde a 4 coliformes totais/100mL de água
segundo o Standard Methods Americano.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A cisterna teve 40% dos seus índices de turbidez acima os índices exigidos
pela NBR 15527:2007, e o reservatório elevado 33,3%. Com essas porcentagens
medidas para a melhora desse índice são recomendadas, como por exemplo, a
colocação de telas nas calhas ou no interior da caixa de inspeção/limpeza. Também há
filtros comerciais com telas de 0,28mm que podem ser colocados nas tubulações de
descida de água pluvial; outros com telas de 0,26mm podem ser instalados na
tubulação anterior á cisterna, eliminando assim folhas e materiais particulados. Essas
medidas farão com que o sistema atenda a exigência da instalação de dispositivos para
remoção de detritos da NBR 15527:2007.
Outra exigência da NBR 15527:2007 que não está sendo atendida pelo sistema
diz respeito à minimização de turbilhonamento, dificultando a ressuspensão dos
sólidos decantados e o arraste dos materiais flutuantes. A mudança da altura de
retirada de água da cisterna, atualmente próxima ao fundo, para uma altura próxima á
superfície e a colocação de peças anti-turbilhonamento existentes no comércio na
entrada de água podem adequar o sistema à exigência.
Setenta por cento dos valores de D.B.O. obtidos na cisterna tiveram valores
iguais ou maiores a quatro vezes o valor permitido na Resolução 357 ( para corpos
d’água classe 1) e para o reservatório superior foram oitenta e nove por cento, com
isso, o uso do método de desinfecção da água por meio da cloração torna-se
desaconselhável, devido a possível formação de subprodutos como os trialometanos,
que são reconhecidamente cancerígenos.
Apesar de não estar incluído nas exigências da NBR15527: 2007, o índice de
D.B.O. na água de chuva aponta como um possível meio de indicação ao uso ou não
do método de desinfecção da água por produtos a base de cloro.
No que diz respeito à contaminação da água, apesar do baixo índice de
coliformes encontrados, o sistema não atende ao índice zero exigido pela NBR
15527:700, necessitando assim serem tomadas medidas que eliminem essa
contaminação. Uma delas pode ser a colocação de barreiras que impeçam o
adentramento de animais no interior da cisterna através da tubulação de extravasão.
Outra medida seria o uso de métodos de desinfecção que não utilizem cloro, como por
exemplo, a aplicação de raio ultravioleta.
Devido ao grande número de intervenções ocorridas no sistema estudado
sugere-se que outras pesquisas sejam realizadas em sistemas de aproveitamento de
água de chuva em funcionamento, para que a eficiência desses sistemas seja analisada
e novas idéias de aprimoramento dos mesmos sejam descobertas.
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