ESTUDO DE CASO: PROJETO DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA A ESCOLA MUNICIPAL NOSSA Senhora APARECIDA DO MUNICÍPIO. Os sistemas de captação de água da chuva são ferramentas de grande capacidade para mitigar enchentes, combater a escassez de água e reduzir gastos econômicos, além de contribuir significativamente para a preservação do meio ambiente. Este trabalho tem como objetivo apresentar um projeto de aproveitamento de água da chuva para a escola municipal Nossa Senhora Aparecida, localizada na zona rural do município de Três Pontas-MG, destinada à descarga de bacia e lavagem de terreiros.
Uma das soluções pesquisadas para aumentar o abastecimento de água das edificações é o aproveitamento da água da chuva. Questões como o uso de equipamentos economizadores de água e a conscientização do usuário para reduzir o consumo também são muito valorizadas. Dessa forma, além de apresentar o projeto completo de um sistema de captação de água da chuva para a escola municipal Nossa Senhora Aparecida, este trabalho pode tornar o local mais sustentável e reduzir o consumo de água potável.
No capítulo 2 deste trabalho, serão abordados os objetivos do presente estudo com uma proposta de projeto de sistema de aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis, e as metas concretas que serão abordadas. No Capítulo 3 será demonstrado o memorial descritivo do projeto, tratando de toda a metodologia utilizada para o dimensionamento do sistema de captação de água pluvial e as etapas a serem seguidas para os cálculos.
Objetivo geral
Objetivos específicos
PROJETO TÉCNICO
Memorial descritivo
- Caracterização do local em estudo
- Aproveitamento de água pluvial
- Elementos que compõem um sistema para captação de água pluvial
- Áreas de captação
- Vazão de projeto
- Calhas
- Condutores Verticais
- Condutores Horizontais
- Coeficientes de runoff
- Filtros
- Reservatórios
- Descartes da primeira água ou first flush
- Extravasor
- Bombas
- Sistema de distribuição
- Estimativa de precipitação média mensal
- Definição da intensidade de precipitação
Já os sistemas complexos são indicados para grandes empreendimentos, pois requerem ajuda profissional, investimento e reservatórios maiores ou interligados para armazenar grandes quantidades de água (WATERFALL, 2002). A NBR 10844 (ABNT, 1989) discute três tipos diferentes de calhas, a saber: calha de sótão, calha de telhado e calha de platibanda. Por exemplo, Tomaz (2009b) defende que para desenvolver cálculos, o volume de água pluvial que pode ser aproveitado é diferente do volume de água depositado, pois há perdas de volume por evaporação, limpeza de telhados, em processos de autolimpeza e outros .
Segundo Tomaz (2010a), ele diz que dentre todos os tipos de filtros que podem ser encontrados no mercado, o melhor a ser utilizado, que possui alto grau de eficiência, é o filtro volumétrico, pois independente da quantidade de água que passa pelo filtro, elimina toda a sujeira do tempo. De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007), as cisternas podem utilizar seis métodos diferentes em seu dimensionamento, cabendo ao projetista definir o melhor método a ser utilizado para o tipo de projeto que está sendo executado. E embora existam poucos estudos sobre a primeira descarga em superfícies impermeáveis como avenidas e ruas, estes ainda são maiores do que os estudos desenvolvidos para as coberturas dos sistemas de captação e aproveitamento de águas pluviais (TOMAZ, 2010b).
O vertedouro é geralmente um tubo de projeção de 75 mm ou 100 mm que é colocado na calha acima do nível máximo de água calculado. E, na maioria das vezes, as bombas utilizadas para o transporte de água são centrífugas acionadas por motores elétricos, podendo ser fabricadas em diversos modelos (Netto, 1998). Para realizar o dimensionamento do sistema de captação de água pluvial, é importante analisar os dados históricos referentes à precipitação no local da pesquisa, onde podem ser encontrados dados anuais, mensais, diários ou mesmo horários.
Memorial de calculo
- Informações sobre a Escola
- Estimativa de precipitação média mensal
- Área de cobertura contribuinte
- Definição da vazão de projeto
- Estimativa da demanda de água não potável
- Dimensionamento das calhas
- Dimensionamento dos condutores verticais
- Dimensionamento dos condutores horizontais
- Determinação do volume aproveitável da precipitação média mensal
- Dimensionamento dos reservatórios
- Dimensionamento do sistema elevatório
- Dimensionamento do sistema de distribuição
- Elaboração do projeto técnico
- Quantitativo de materiais e estimativa de custos
Após estabelecer a intensidade da chuva e o valor da área contributiva, será possível definir a vazão de projeto, onde este parâmetro possibilitará obter a quantidade de litros de água que pode ser captada pela cobertura, além a , pode ser utilizado no dimensionamento de calhas e condutores, ver item (3.1.3.2). Para desenvolver um projeto de captação de água da chuva que atenda a demanda das edificações, o consumo será considerado de acordo com o número de pessoas que utilizam o local. A frequência de uso das pias sanitárias será considerada duas vezes/dia/pessoa, e a lavagem do pátio será realizada duas vezes por semana.
Após atingir a vazão de projeto, a quantidade de água encontrada é direcionada para as calhas, que é calculada conforme NBR 10844 (seção 3.1.3.3). Com a equação 4 para dimensionamento de condutores verticais (ver seção 3.1.3.4), pode-se iniciar a determinação dos diâmetros dos condutores verticais. Dessa forma, será determinado o diâmetro necessário para direcionar a vazão de projeto canalizada por cada calha, utilizando um diâmetro comercial igual ou superior ao diâmetro encontrado na equação.
Para o dimensionamento dos condutores horizontais neste projeto, será utilizada a Tabela 3 (ver ponto 3.1.3.5), com as vazões para tubos de diferentes materiais e as tendências usuais. Através da equação do volume útil (ver ponto 3.2.3.6) é possível desenvolver uma estimativa do volume útil de água da chuva em cada mês do ano. A cisterna será dimensionada para atender a demanda de água não potável da edificação, visando atender aproximadamente 2 dias de uso sem a necessidade de acionar o sistema de elevação.
Para transportar o volume armazenado no tanque inferior para o tanque superior, será implementado um sistema elevatório composto por tubos de sucção, tubos de descarga e conjunto motobomba com potência suficiente para empurrar a água, para que ela suba e ultrapasse todas as geometrias. altura do sistema. O dimensionamento da rede de distribuição da escola será realizado de acordo com as diretrizes da NBR 5626 (ABNT, 1998), atendendo todos os limites mínimos e máximos de pressão, velocidade máxima permitida e queda de pressão nas tubulações. Este será desenvolvido no software AutoCad e posteriormente apresentado no Anexo B, permitindo uma visão mais detalhada do projeto, mostrando toda a dimensão do sistema e seus componentes, como o posicionamento de calhas, condutores, tanques e elementos de outros participantes do projeto. o sistema de captação e aproveitamento de água da chuva da Escola Municipal Nossa Senhora Aparecida.
Após a conclusão dos cálculos e elaboração do projeto hidráulico com todos os detalhes do sistema, a quantidade de material será aumentada de acordo com os elementos a serem implementados em sua execução.
Local de Estudo
Caracterização das edificações
Análises do sistema atual de edificação
Estimativa de precipitação média mensal
Analisando a Tabela 8, nota-se que os valores de precipitação no mês de janeiro tendem a ser os maiores entre todos os meses, resultando na maior precipitação média mensal para o mês de janeiro.
Cálculo da intensidade de precipitação
O valor da intensidade de precipitação obtido é fundamental para determinar a vazão de projeto para a cobertura do edifício em estudo.
Cálculo da área contribuinte
O valor da área contributiva é fundamental para estabelecer o fluxo de projeto para a cobertura das edificações sob investigação.
Cálculo da vazão de projeto
Cálculo da demanda de água não potável
A Tabela 9 abaixo foi compilada com base na operação de cinco dias da escola e do pátio, que serão lavados duas vezes por semana. Com os valores apresentados na Tabela 9, foi possível estimar a demanda mensal, levando em consideração os vinte e três dias de uso da escola de segunda a sexta e a lavagem do terraço duas vezes por semana por um período de trinta dias. .
Dimensionamento das calhas
Dimensionamento dos condutores verticais
Dimensionamento dos condutores horizontais
A partir daqui, os condutores horizontais são colocados e as vazões são controladas em cada seção de acordo com a entrada dos condutores verticais. Dessa forma, foi elaborada a Tabela 11 com declividades, comprimentos, correntes e diâmetros das mesmas, determinados a partir dos dados da Tabela 4.
Volume aproveitável da precipitação média mensal
Dimensionamentos dos reservatórios
- Dimensionamento do reservatório inferior
- Dimensionamento do Reservatório Superior
A seguir, desenvolveu-se a Tabela 14, que apresenta o dimensionamento com o método Azevedo Netto e determina o volume total do reservatório pelo número de meses com pouca chuva, a área de abrangência e a soma dos valores médios mensais de precipitação. Dessa forma, mostra que quando são utilizados dois métodos diferentes para o dimensionamento do reservatório, as Tabelas apresentaram resultados diferentes, pelo método Rippl levando em consideração o consumo total das edificações, obteve-se um volume igual a 120,08 m³ de água e pelo método Azevedo Netto, um volume de 180,99 m³ de água. Portanto, para favorecer o processo construtivo e garantir um abastecimento de água eficiente, será utilizado o dimensionamento segundo o método Ripll.
O tanque será enterrado no solo e construído em concreto armado, com dimensões internas de 6,0 m x 6,0 m x 3,40 m (comprimento x largura x altura), com um metro de altura para tubulações e dois de quarenta metros de altura destinados ao armazenamento. de água. Com o objetivo de suprir aproximadamente 2 dias de uso de água não potável sem a necessidade de acionar o sistema de bombeamento, será utilizada uma cisterna elevada com capacidade para armazenar 5 mil litros de água não potável.
Dimensionamento do Sistema Elevatório
Através da potência obtida e da tabela de dimensionamento Scheineider, foi possível propor a utilização de uma bomba centrífuga elétrica Schneider, modelo BCS-C5 com altura manométrica máxima de 12,00 m.
Dimensionamento do Sistema de Distribuição
ESTIMATIVA DE CUSTOS
A proposta de instalação de um sistema de aproveitamento de água da chuva surge da necessidade de preservação do meio ambiente em que vivemos, mostrando que a água da chuva, que muitas vezes é jogada fora sem nenhum aproveitamento, tem a possibilidade de ser reaproveitada para usos não potáveis, gerando economia no prédio. orçamento em um período estimado. O presente trabalho visa um estudo sobre o aproveitamento da água da chuva para a Escola Municipal Nossa Senhora Aparecida localizada na zona rural de Três Pontas - MG, que atende alunos de 4 a 12 anos, num total de 87 alunos por escola prazo e 11 funcionários. Para o efeito foram feitas análises e alguns cálculos que permitiram ao presente trabalho cumprir os objetivos propostos para dimensionar o sistema de captação e aproveitamento de águas pluviais.
As informações sobre a intensidade da precipitação na região e a área de abrangência da edificação possibilitaram o dimensionamento do sistema. Com base na demanda atual do prédio, foram propostos pontos de aproveitamento de água da chuva, dimensionamento dos sistemas de elevadores e distribuição de água não potável. Captação residencial de água de chuva, para fins não potáveis, em Porto Alegre: aspectos básicos da viabilidade técnica e vantagens do sistema.
Análise do potencial de economia de água tratada por meio do aproveitamento de água de chuva em Santa Catarina. Aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins não potáveis: Capítulo 03 – Previsão de consumo de água não potável. Aproveitamento de águas pluviais em áreas urbanas para fins não potáveis: Capítulo 05 – Coeficiente de escoamento superficial.
Aproveitamento de águas pluviais em áreas urbanas para fins não potáveis: Capítulo 21 – Noções de hidrologia [S.l.]: Plínio Tomaz, 2010a. Aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins não potáveis: Capítulo 06 – Bombas e equipamentos utilizados em reservatórios. Aproveitamento de águas pluviais em áreas urbanas para fins não potáveis: Capítulo 09 – Método Rippl.
São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006.
