UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
P
ROGRAMA DE
P
ÓS
-
GRADUAÇÃO EM
S
ANEAMENTO
,
M
EIO
A
MBIENTE E
R
ECURSOS
H
ÍDRICOS
VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DE
ÁGUA DE CHUVA EM ZONAS URBANAS:
ESTUDO DE CASO NO MUNICÍPIO DE BELO
HORIZONTE - MG
Manuelle Prado Cardoso
VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE
CHUVA EM ZONAS URBANAS: ESTUDO DE CASO
NO MUNICÍPIO DE BELO HORIZONTE - MG
Manuelle Prado Cardoso
VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE
CHUVA EM ZONAS URBANAS:
ESTUDO DE CASO NO
MUNICÍPIO DE BELO HORIZONTE - MG
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos.
Área de concentração: Saneamento
Linha de pesquisa: Qualidade e tratamento de água
para consumo humano.
Orientador: Valter Lúcio de Pádua
Belo Horizonte
AGRADECIMENTOS
À Deus e à Nossa Senhora, em primeiro lugar, por estarem sempre ao meu lado e de minha família, iluminando os nossos caminhos.
Aos meus amados pais, Helenice e Manuel, pelo apoio incondicional, dedicação, amor, companheirismo e por me incentivarem, estando sempre ao meu lado. Amo muito vocês dois.
Ao meu grande amor, meu marido Júlio César, pelo amor, incentivo, ajuda e paciência. Sem a sua constante presença seria muito difícil a conclusão dessa etapa da minha vida. Muito obrigada, te amo.
Ao meu querido irmão, Manuel Fellipe, pela grande amizade, amor, consideração e ajuda na pesquisa. Muito obrigada, Lipe. Te amo.
Ao professor Valter, pelo carinho e incentivo, durante toda a Iniciação Científica e Mestrado. Foi um excelente orientador e amigo durante todos esses anos.
Ao Henrique, pela ajuda nas análises de laboratório. Muito obrigada pelo interesse e dedicação.
À Lucilaine e estagiárias do laboratório de espectofotometria, pelas análises de metais.
À professora Sílvia, pela paciência e disponibilidade em me ajudar nas análises estatísticas.
À Dayse, por me ajudar a enxergar alguns pontos importantes da pesquisa qualitativa, fundamentais para o meu trabalho, e à Gisele, pela disponibilidade e pelas sugestões.
À FAPEMIG, pelo financiamento do projeto.
Á Poente Engenharia e Consultoria, pela compreensão e apoio.
À Norma, Olívia e estagiárias do laboratório 801, pela atenção e ajuda.
Aos professores e funcionários do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG, pelos ensinamentos e carinho.
RESUMO
A presente pesquisa teve como objetivo geral avaliar a qualidade da água de chuva captada em Belo Horizonte - MG - Brasil, e verificar a percepção de moradores da cidade em relação ao aproveitamento dessa água para fins não potáveis. A pesquisa quantitativa, sobre a qualidade da água de chuva, foi realizada em duas regiões da cidade, Centro e Pampulha. Foram instalados dois sistemas pilotos em cada região, um apresentava superfície de captação constituída por telhas cerâmicas e o outro por telhas metálicas. Foram realizadas análises físico-químicas (pH, turbidez, cor aparente, alcalinidade, dureza, sulfato, ferro, manganês e
chumbo) e microbiológicas (coliformes totais e Escherichia coli), de acordo com o Standard
Methods. As coletas ocorreram entre março de 2008 e janeiro de 2009. Os parâmetros coliformes totais, cor aparente, turbidez e ferro não atingiram o padrão recomendado pela Norma Brasileira nº 15.527/2007 da ABNT e Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde
quando foi descartado o volume de 2,0 L de água de chuva por m2 de telhado, indicados na
ABSTRACT
This research aims to evaluate the quality of the rain water collected in Belo Horizonte – MG – Brazil, and verify the city inhabitant’s perception over the utilization of this water for non-potable uses. The quantitative research about the rain water quality was carried out in two parts of the city, Downtown and Pampulha. Two pilot systems were installed in each region, one of them had the surface built with ceramics tiles and the other with metallic tiles. Physics and chemistry analysis were carried out (pH, turbidity, apparent color, alkalinity, hardness,
sulfate, iron, manganese and lead) and microbiologic (total coliforms and Escherichia coli).
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS... VII LISTA DE TABELAS ...XVI LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ... XVII
1. INTRODUÇÃO... 1
2. OBJETIVOS... 3
2.1.OBJETIVO GERAL... 3
2.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS... 3
3. REVISÃO DA LITERATURA ... 4
3.1.DISPONIBILIDADE HÍDRICA NO BRASIL... 4
3.2.A CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA NA ANTIGUIDADE... 5
3.3.SUPERFÍCIES DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA... 6
3.4.RESERVATÓRIOS PARA O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA... 9
3.5.MÚLTIPLAS BARREIRAS PARA PROTEÇÃO DA ÁGUA DE CHUVA CAPTADA... 16
3.6.EXPERIÊNCIAS COM A IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAS DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA... 21
3.7.LEIS DE INCENTIVO À CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA... 24
3.7.1. Legislações municipais e estaduais brasileiras ... 24
3.7.2. Legislação Federal Brasileira... 27
3.7.3. Legislação estrangeira ... 28
3.8.PRINCIPAIS PORTARIAS E NORMAS SOBRE QUALIDADE DE ÁGUA NO BRASIL... 28
3.9.QUALIDADE DA ÁGUA DE CHUVA... 30
3.10.INFLUÊNCIA DA POLUIÇÃO DO AR NA QUALIDADE DA ÁGUA DE CHUVA... 33
3.11.VIABILIDADE ECONÔMICA DO APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA EM ÁREAS URBANAS... 35
3.12.PERCEPÇÃO DOS SUJEITOS... 36
3.13.PESQUISA QUALITATIVA... 38
3.13.1. Seleção de amostras... 39
3.13.2. Método de coleta de dados ... 40
3.13.3. Método de análise de dados ... 42
3.14.DISCURSO DO SUJEITO COLETIVO... 42
4. MATERIAL E MÉTODOS ... 44
4.1.QUALIDADE DA ÁGUA DE CHUVA EM FUNÇÃO DO VOLUME DESCARTADO... 44
4.1.1. Sistema de coleta e armazenamento de água de chuva na primeira fase da pesquisa... 45
4.1.2. Sistema de coleta e armazenamento de água de chuva na segunda fase da pesquisa... 49
4.1.3. Parâmetros monitorados ... 50
4.1.3.1. Parâmetros físico-químicos. ... 50
4.1.3.2. Parâmetros microbiológicos. ... 54
4.1.4. Coletas e análises ... 55
4.1.6. Análise estatística ... 58
4.2.INVESTIGAÇÃO DA PERCEPÇÃO DOS SUJEITOS... 59
4.2.1. Elaboração de tópico-guia ... 60
4.2.2. Submissão do projeto ao Comitê de Ética ... 64
4.2.3. Realização do pré-teste... 65
4.2.4. Seleção dos entrevistados ... 65
4.2.5. Análise das entrevistas... 66
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 68
5.1.QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA CAPTADA EM BELO HORIZONTE... 68
5.1.1. Comparação entre diferentes superfícies de captação localizadas em uma mesma região... 69
5.1.1.1. pH ... 69
5.1.1.2. Turbidez ... 70
5.1.1.3. Cor aparente ... 72
5.1.1.4. Alcalinidade ... 74
5.1.1.5. Coliformes totais... 75
5.1.1.6. Escherichia coli... 76
5.1.1.7. Sulfato ... 78
5.1.1.8. Ferro ... 79
5.1.1.9. Manganês ... 80
5.1.1.10. Chumbo ... 81
5.1.2. Comparação entre duas regiões considerando um mesmo ponto de coleta ... 82
5.1.2.1. pH ... 82
5.1.2.2. Turbidez ... 83
5.1.2.3. Cor aparente ... 84
5.1.2.4. Alcalinidade ... 85
5.1.2.5. Coliformes totais... 86
5.1.2.6. Escherichia coli... 88
5.1.2.7. Sulfato ... 88
5.1.2.8. Ferro ... 89
5.1.2.9. Manganês ... 90
5.1.2.10. Chumbo ... 91
5.2.PERCEPÇÃO DE ALGUNS SUJEITOS RESIDENTES EM BELO HORIZONTE... 92
5.2.1. Discurso do Sujeito Coletivo ... 92
5.2.2. Considerações sobre os Discursos do Sujeito Coletivo... 132
6. CONCLUSÕES... 134
7. RECOMENDAÇÕES... 137
8. REFERÊNCIAS... 138
9. APÊNDICES ... 146
9.2.APÊNDICE B–PRECIPITAÇÃO MEDIDA PELO PLUVIÔMETRO, TIPO CUNHA, IMPLANTADO NAS DUAS REGIÕES DE ESTUDO,PAMPULHA E CENTRO... 166 9.3.APÊNDICE C–RESULTADOS DA PRIMEIRA ETAPA DA PESQUISA QUANTITATIVA – MÁXIMOS E MÍNIMOS.. 167
9.4.APÊNDICE D–PROTOCOLO PARA COLETA DE DADOS... 168
9.5.APÊNDICE E–TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO... 170
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 - Layout de um sistema simplificado de captação de água de chuva em telhados... 7
Figura 3.2 - Implantação de um telhado verde em uma residência ... 9
Figura 3.3 - Exemplo de sistema que bombeia água da cisterna para a caixa d’água... 14
Figura 3.4 - Sistema de armazenamento de água de chuva em garrafas PET ... 15
Figura 3.5 - Dispositivo de desvio... 17
Figura 3.6 - Retirada do tampão... 17
Figura 3.7 - Filtro tipo vórtex... 18
Figura 3.8 - Filtro de descida... 18
Figura 3.9 - Filtro flutuante ... 18
Figura 3.10 - “Kit” de interligação automático ... 18
Figura 3.11 - Filtro flutuante ... 19
Figura 3.12 - Exemplo de bombeamento da água armazenada na cisterna... 20
Figura 3.13 - Coleta utilizando recipiente ... 21
Figura 3.14 - Coleta com bomba manual ... 21
Figura 3.15 - Sistema de aproveitamento de água de chuva em edifício comercial... 22
Figura 3.16 - Sistema de aproveitamento de água de chuva em fábrica de refrigerantes ... 23
Figura 3.17 - Telhado verde implantado em fábrica alemã... 24
Figura 3.18 - Forças de atuação nas mudanças de conduta... 38
Figura 3.19 - Possibilidades de discursos em função de semelhanças de pensamentos... 43
Figura 4.1 - Layout de Belo Horizonte mostrando locais de implantação dos sistemas piloto... 44
Figura 4.2 - Sistema piloto de captação/armazenamento de água de chuva implantado nas duas regiões de Belo Horizonte (Centro e Pampulha)... 46
Figura 4.3 - Ilustração das etapas de coleta e armazenamento nos sistemas piloto ... 47
Figura 4.4 - Fluxograma da disposição dos tubos (pontos de coleta) em função do tipo de telha . 48 Figura 4.5 - Sistema de minimização de mistura das águas ... 49
Figura 4.7 - Fluxograma dos pontos de coleta em função do tipo de superfície de captação – amostras dependentes ... 58
Figura 4.8 - Fluxograma dos pontos de coleta em função do tipo de superfície de captação – amostras independentes... 59
Figura 5.1 - Comparação entre o pH da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e
metálica, região da Pampulha... 69
Figura 5.2 - Comparação entre o pH da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e
metálica, região do Centro... 69
Figura 5.3 - Comparação entre a turbidez da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 71
Figura 5.4 - Comparação entre a turbidez da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 71
Figura 5.5 - Comparação entre a cor aparente da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 73
Figura 5.6 - Comparação entre a cor aparente da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 73
Figura 5.7 - Comparação entre a alcalinidade da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 74
Figura 5.8 - Comparação entre a alcalinidade da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 74
Figura 5.9 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 75
Figura 5.10 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 75
Figura 5.11 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do segundo tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 77
Figura 5.12 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do segundo tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 77
Figura 5.13 - Comparação entre sulfato presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região da Pampulha... 78
Figura 5.14 - Comparação entre sulfato presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 78
Figura 5.15 - Comparação entre o ferro presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região da Pampulha... 79
Figura 5.16 - Comparação entre o ferro presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas
Figura 5.17 - Comparação entre o manganês presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 80
Figura 5.18 - Comparação entre o manganês presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 80
Figura 5.19 - Comparação entre o chumbo presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 81
Figura 5.20 - Comparação entre o chumbo presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 81
Figura 5.21 - Comparação entre o pH presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 82
Figura 5.22 - Comparação entre o pH presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 82
Figura 5.23 - Comparação entre a turbidez presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 83
Figura 5.24 - Comparação entre a turbidez presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 83
Figura 5.25 - Comparação entre cor aparente presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 84
Figura 5.26 - Comparação entre cor aparente presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 84
Figura 5.27 - Comparação entre a alcalinidade presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 86
Figura 5.28 - Comparação entre a alcalinidade presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 86
Figura 5.29 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 87
Figura 5.30 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 87
Figura 5.31 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do segundo tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 88
Figura 5.32 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do segundo tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 88
Figura 5.33 - Comparação entre o sulfato presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 89
Figura 5.35 - Comparação entre o ferro presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e
Centro, telha cerâmica ... 90
Figura 5.36 - Comparação entre o ferro presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 90
Figura 5.37 - Comparação entre o manganês presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 91
Figura 5.38 - Comparação entre o manganês presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 91
Figura 5.39 - Comparação entre o chumbo presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 92
Figura 5.40 - Comparação entre o chumbo presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 92
Figura 5.41 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 1 ... 94
Figura 5.42 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 2 ... 97
Figura 5.43 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 3 ... 99
Figura 5.44 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 4 ... 101
Figura 5.45 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 5 ... 104
Figura 5.46 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 6 ... 107
Figura 5.47 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 7 ... 111
Figura 5.48 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 8 ... 113
Figura 5.49 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 9 ... 117
Figura 5.50 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 10 ... 119
Figura 5.51 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 11 ... 121
Figura 5.52 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 12 ... 123
Figura 5.53 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 13 ... 125
Figura 5.54 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 14 ... 127
Figura 5.55 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 15 ... 129
Figura 5.56 - Resultado quantitativo relativo à pergunta 16 ... 131
Figura 9.2 - Comparação entre o pH da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e
metálica, região da Pampulha... 146
Figura 9.3 - Comparação entre o pH da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e
metálica, região do Centro... 146
Figura 9.4 - Comparação entre o pH da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e
metálica, região do Centro... 146
Figura 9.5 - Comparação entre a turbidez da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 147
Figura 9.6 - Comparação entre a turbidez da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 147
Figura 9.7 - Comparação entre a turbidez da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 147
Figura 9.8 - Comparação entre a turbidez da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 147
Figura 9.9 - Comparação entre a cor aparente da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 148
Figura 9.10 - Comparação entre a cor aparente da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 148
Figura 9.11 - Comparação entre a cor aparente da água do primeiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região do Centro ... 148
Figura 9.12 - Comparação entre a cor aparente da água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 148
Figura 9.13 - Comparação entre a alcalinidade da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 149
Figura 9.14 - Comparação entre a alcalinidade da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 149
Figura 9.15 - Comparação entre a alcalinidade da água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 149
Figura 9.16 - Comparação entre a alcalinidade da água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro... 149
Figura 9.17 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do primeiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 150
Figura 9.18 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 150
Figura 9.20 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 150
Figura 9.21 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do primeiro tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 151
Figura 9.22 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do terceiro tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha ... 151
Figura 9.23 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do primeiro tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 151
Figura 9.24 - Comparação entre Escherichia coli presentes na água do terceiro tubo de coleta:
telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 151
Figura 9.25 - Comparação entre sulfato presentes na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 152
Figura 9.26 - Comparação entre sulfato presentes na água do terceiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região da Pampulha... 152
Figura 9.27 - Comparação entre sulfato presentes na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 152
Figura 9.28 - Comparação entre sulfato presentes na água do terceiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região do Centro ... 152
Figura 9.29 - Comparação entre o ferro presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região da Pampulha... 153
Figura 9.30 - Comparação entre o ferro presente na água do segundo tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região da Pampulha... 153
Figura 9.31 - Comparação entre o ferro presente na água do primeiro tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região do Centro ... 153
Figura 9.32 - Comparação entre o ferro presente na água do segundo tubo de coleta: telhas
cerâmica e metálica, região do Centro ... 153
Figura 9.33 - Comparação entre o manganês presente na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 154
Figura 9.34 - Comparação entre o manganês presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região Pampulha ... 154
Figura 9.35 - Comparação entre o manganês presente na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 154
Figura 9.36 - Comparação entre o manganês presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 154
Figura 9.38 - Comparação entre o chumbo presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região da Pampulha... 155
Figura 9.39 - Comparação entre o chumbo presente na água do segundo tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 155
Figura 9.40 - Comparação entre o chumbo presente na água do terceiro tubo de coleta: telhas cerâmica e metálica, região do Centro ... 155
Figura 9.41 - Comparação entre o pH presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 156
Figura 9.42 - Comparação entre o pH presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 156
Figura 9.43 - Comparação entre o pH presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 156
Figura 9.44 - Comparação entre o pH presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 156
Figura 9.45 - Comparação entre a turbidez presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 157
Figura 9.46 - Comparação entre a turbidez presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 157
Figura 9.47 - Comparação entre a turbidez presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 157
Figura 9.48 - Comparação entre a turbidez presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 157
Figura 9.49 - Comparação entre cor aparente presente na água do primeiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 158
Figura 9.50 - Comparação entre cor aparente presente na água do segundo tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 158
Figura 9.51 - Comparação entre cor aparente presente na água do primeiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 158
Figura 9.52 - Comparação entre cor aparente presente na água do segundo tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 158
Figura 9.53 - Comparação entre a alcalinidade presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 159
Figura 9.54 - Comparação entre a alcalinidade presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 159
Figura 9.56 - Comparação entre a alcalinidade presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 159
Figura 9.57 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 160
Figura 9.58 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 160
Figura 9.59 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 160
Figura 9.60 - Comparação entre coliformes totais presentes na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 160
Figura 9.61 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do primeiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 161
Figura 9.62 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 161
Figura 9.63 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do primeiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 161
Figura 9.64 - Comparação entre Escherichia coli presente na água do terceiro tubo de coleta:
Pampulha e Centro, telha metálica ... 161
Figura 9.65 - Comparação entre sulfato presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 162
Figura 9.66 - Comparação entre sulfato presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 162
Figura 9.67 - Comparação entre sulfato presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 162
Figura 9.68 - Comparação entre sulfato presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 162
Figura 9.69 - Comparação entre ferro presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 163
Figura 9.70 - Comparação entre ferro presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 163
Figura 9.71 - Comparação entre ferro presente na água do primeiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 163
Figura 9.72 - Comparação entre ferro presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica... 163
Figura 9.74 - Comparação entre manganês presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 164
Figura 9.75 - Comparação entre manganês presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 164
Figura 9.76 - Comparação entre manganês presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 164
Figura 9.77 - Comparação entre o chumbo presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 165
Figura 9.78 - Comparação entre o chumbo presente na água do terceiro tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha cerâmica ... 165
Figura 9.79 - Comparação entre o chumbo presente na água do segundo tubo de coleta: Pampulha e Centro, telha metálica ... 165
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 - Tipos de cisternas e suas vantagens e desvantagens ... 11
Tabela 3.2 - Parâmetros de qualidade de água para usos restritivos não potáveis ... 29
Tabela 3.3 - Classificação das águas quanto ao padrão de balneablidade... 30
Tabela 3.4 - Qualidade das primeiras águas de chuva... 32
Tabela 4.1 - Resumo das datas de coletas e parâmetros monitorados... 56
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
A – Alcalinidade
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
CA – Cor aparente
CEP – Comitê de ética em pesquisa
COEP/ UFMG – Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Minas Gerais
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
CONEP – Comissão Nacional de Ética em Pesquisa
CT – Coliformes totais
D – Dureza
DESA – Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental
DSC – Discurso do sujeito coletivo
EC – Escherichia coli
F – Ensino fundamental incompleto
IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
L/ m² – Litro por metro quadrado
mL – mililitro
mm – milímetro
MS – Ministério da Saúde
m² – metro quadrado
n – Número
NBR – Norma Brasileira
NMP – Número Mais Provável
ONG – Organização não-governamental
PET – Politereftalato de etileno
PNUD – Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
PVC – Policloreto de vinila
S – Ensino superior completo
SODIS – Solar disinfection
T – Turbidez
TCLE – Termo de Consentimento Livre Esclarecido
UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais
uH – Unidade Hazen
uT – Unidade de Turbidez
1. INTRODUÇÃO
Segundo Setti et al. (2001), estima-se que no ano 2025, cerca de 5,5 bilhões de pessoas em
todo o mundo estarão vivendo em áreas com moderada ou séria falta de água. Entretanto, existe água suficiente para atendimento de toda a população, o que acontece é que a distribuição dos recursos hídricos no planeta não é uniforme, o que causa cenários adversos em determinadas regiões.
O Brasil possui disponibilidade hídrica privilegiada, entretanto, cerca de 70% da água doce disponível no país encontra-se na região amazônica, que é habitada por menos de 5% da
população (SETTI et al., 2001). Ainda segundo os mesmos autores, a ideia de que existe água
em abundância no país pode ter servido, por algum tempo, como suporte à cultura do desperdício, à pouca valorização da água como recurso natural e ao adiamento de investimentos necessários ao seu uso otimizado.
Segundo IBGE (2000), o volume de água distribuído à população residente na região sudeste
brasileira, no ano 2000, alcançou 0,36 m3 per capita, enquanto que na região norte esse valor
era de 0,19 m3 per capita. Considerando que maior parte da população brasileira está
localizada na região sudeste, tem-se um grande consumo de água potável nessa região.
Segundo o Programa de Uso Racional de Água da Universidade de São Paulo (2006), o consumo de água em residências no Brasil é distribuído em aproximadamente 29% para descargas de bacias sanitárias, ou seja, aproximadamente 1/3 de toda água potável consumida nas residências brasileiras poderia ser economizada caso fossem utilizadas águas de fontes alternativas para essa finalidade. A água de chuva, por exemplo, poderia ser empregada em usos que não exigem potabilidade da água.
enchentes, para a economia de água potável, para a contribuição para o meio ambiente, entre outras vantagens.
A utilização do sistema de captação de água de chuva é amplamente difundida em regiões semi-áridas brasileiras devido à escassez hídrica que ocorre nesses locais, atingindo principalmente a zona rural. O sistema consiste, basicamente, de quatro etapas: captação (geralmente realizada nos telhados), transporte (onde a água é conduzida através das calhas e tubulações), armazenamento (cisternas) e tratamento (geralmente realizado com cloro). Em relação à utilização de água de chuva em áreas urbanas, pode-se dizer que esse não é um fato frequente no Brasil. Segundo Tomaz (1998), em países desenvolvidos como Canadá, Japão e Alemanha, são oferecidos financiamentos ou doações em dinheiro para as pessoas que se interessam em aproveitar a água de chuva.
Os possíveis usos para a água de chuva estão relacionados à sua qualidade, a qual depende das condições de poluição atmosférica da região; do tipo, materiais e frequência de limpeza da superfície de captação, da calha e da tubulação que transporta a água até o reservatório e dos cuidados no manuseio e armazenamento da água.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo geral
Avaliar a qualidade da água de chuva captada em Belo Horizonte-MG e investigar a percepção dos moradores da capital mineira em relação ao aproveitamento dessa água para fins não-potáveis.
2.2. Objetivos específicos
• Comparar a qualidade da água de chuva coletada em duas regiões de Belo Horizonte -
MG;
• Avaliar o volume mínimo de água que deve ser descartado para a limpeza dos telhados
destinados à captação de água de chuva em Belo Horizonte - MG;
• Avaliar a influência do tipo de superfície de captação na qualidade da água de chuva;
•
Investigar aspectos favoráveis e empecilhos sócio culturais associados ao aproveitamento3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1. Disponibilidade hídrica no Brasil
A escassez de água de boa qualidade é de conhecimento de todos e aumenta ano a ano, devido a irregularidades climáticas, ao crescimento populacional e à degradação dos mananciais. O volume total de água globalmente retirado dos rios, aquíferos e outras fontes aumentou cerca de nove vezes, enquanto que o consumo per capita dobrou e a população triplicou, desde o ano 1950 até o ano 2000. Aproximadamente 8% da população mundial está vulnerável à falta frequente de água e cerca de 25% está caminhando para isso (BRASIL, 2006).
No passado, antes dos processos de industrialização e urbanização, quando as cidades eram menores e o esgoto era lançado a jusante, poluindo os cursos d’água, pensava-se sempre que a natureza recuperaria a qualidade da água. Os impactos eram menores tendo em vista o menor volume de esgoto despejado em comparação com a capacidade de diluição dos rios. Entretanto, quando a urbanização tornou-se acelerada, o lançamento de despejos industriais e domésticos tornou-se muito maior, superior à capacidade natural de recuperação dos rios. Como consequência disso, tem-se a deterioração de mananciais e a redução do número de fontes de águas de superfície seguras para a população.
Demandoro e Mariotoni (2001) apud Francisco e Carvalho (2004) analisaram a
No Brasil, a perda de água é enorme em muitas localidades onde há disponibilidade hídrica
regular. Segundo Setti et al. (2001), as vazões efetivamente consumidas no Brasil são apenas
52% de toda a vazão retirada dos rios e lagos.
Considerando o volume de água disponível na Terra e a degradação acelerada dos cursos d’água, é muito provável que no futuro a obtenção de água seja dificultada. Serão necessários métodos de tratamento de água complexos, como dessanilização das águas dos mares, tratamento de esgoto, entre outros, para tornar a água potável para consumo. Essa situação provavelmente vai dificultar ainda mais o acesso de pessoas carentes à água de boa qualidade, uma vez que o seu custo será elevado.
Segundo Oliveira (2009), para reverter essa situação é necessário o investimento na gestão de demanda de água em edifícios, residências, comércio e indústrias, com a instalação de componentes que visem o uso racional de água, tais como bacia de volume reduzido de descarga, torneiras economizadoras, arejadores e fontes alternativas de abastecimento de água, com qualidade compatível com o seu uso.
Uma alternativa para abastecimento de água em áreas urbanas, para fins menos nobres, é a captação de água de chuva. O sistema consiste de uma superfície de captação, que geralmente é o telhado da edificação ou um piso calçado impermeável próximo à edificação, de uma calha e de uma tubulação para o transporte da água até o local de armazenamento. A seguir serão apresentadas algumas informações que irão facilitar o entendimento sobre a captação de água de chuva e o seu aproveitamento.
3.2. A captação de água de chuva na antiguidade
Algumas investigações arqueológicas revelam que a utilização de água de chuva foi muito realizada na antiguidade, em todo o mundo. Foram descobertos reservatórios com tecnologia do povo maia e grandes reservatórios enterrados em áreas hoje pertencentes à Bolívia. Além disso, foram descobertas barragens de acumulação nos Emirados Árabes, datados de 15.000
anos atrás (PANDEY et al., 2003).
Na Grécia, há histórico de captação de água de chuva de 3.500 a 1.200 anos antes de Cristo
(KOUTSOYIANNIS et al., 2008). Cinco cisternas dessa época foram encontradas na
2007). Houve uma época em que o abastecimento de água dependia somente da precipitação, sendo que a captação da água de chuva era realizada em telhados, pisos e outros espaços
(ANTONIOU et al., 2006).
Em Java, deserto Negro, localizado ao norte da Jordânia, foram construídos sofisticados
reservatórios de água de chuva, datados de 3.000 anos antes de Cristo (CHANAN et al.,
2007).
Segundo Abdelkhaleq e Alhaj Ahmed (2007), há evidências que a Jordânia também fazia uso dessa forma de obtenção de água. Um exemplo disso são as inscrições na Pedra Moabita, datadas de 850 anos antes de Cristo, onde o Rei Mesha Moab sugere que seja construída uma cisterna em cada residência para aproveitar a água das chuvas.
Como exemplificado anteriormente, o aproveitamento de água de chuva sempre foi utilizado em todo o mundo, desde a antiguidade, mas perdeu um pouco de sua importância devido ao avanço da tecnologia. Com o surgimento de sistemas coletivos de abastecimento de água, a maioria dos indivíduos não sente necessidade de utilizar outra fonte de água, usando somente a advinda do sistema público de abastecimento, para qualquer atividade. Entretanto, em algumas localidades o aproveitamento de água de chuva está se tornando uma realidade, devido ao não acesso à água potável (principalmente áreas rurais) ou à conscientização da população.
3.3. Superfícies de captação de água de chuva
Principalmente em áreas urbanas, as águas que anteriormente infiltravam pelo solo, hoje escoam pelas ruas, causando enchentes. A situação ideal seria que o próprio solo, permeável, absorvesse parte da água da chuva e abastecesse os lençóis subterrâneos. Dessa maneira o ciclo da água se completaria e minimizaria a dificuldade de se encontrar água doce em um futuro próximo.
A captação de água de chuva nos telhados é simples e muito utilizada. A estrutura de captação já se encontra implantada nas edificações, o que facilita a implantação de um sistema de aproveitamento de água de chuva. Devido à exposição da estrutura às intempéries, é necessário sempre descartar as primeiras chuvas, dessa maneira minimiza-se a possibilidade de entrada de sujeira no reservatório. Um sistema simplificado é constituído de um telhado que realiza a captação, em seguida a água é encaminhada para uma calha, para os condutores verticais e horizontais e finalmente para o reservatório ou cisterna, conforme ilustrado na Figura 3.1.
Figura 3.1 - Layout de um sistema simplificado de captação de água de chuva em telhados
Alguns fatores podem influenciar a qualidade da água captada, entre eles pode-se citar o tipo de telha. Existem diversos materais e modelos disponíveis no mercado, como telhas cerâmicas, metálicas, fibrocimento, concreto, fibra de vidro, fibra vegetal, PVC, entre outros tipos. Muitas das residêncais brasileiras apresentam telhados constituídos por telhas cerâmicas, enquanto que muitas indústrias apresentam telhas metálicas.
A implantação da calha e dos condutores verticais para recolhimento e transporte das águas é realizado de maneira semelhante para todos os tipos de telhas, sendo que o diferencial entre eles consiste basicamente na inclinação dos telhados. Geralmente telhados que possuem telhas cerâmicas apresentam, em média, inclinação entre 20 e 35%. Já os telhados com telhas metálicas apresentam em média inclinação entre 3% e 10% (RODRIGUES, 2003). Ressalta-se que as calhas e os condutores verticais devem Ressalta-ser dimensionados corretamente, pois estruturas mal dimensionadas podem causar um aproveitamento de água inferior ao pretendido. Indica-se como referência a Norma Brasileira para Instalações Prediais de Águas Pluviais, NBR 10.844/1989.
Em relação aos materiais constituintes das telhas tem-se algumas considerações. As telhas cerâmicas são mais permeáveis do que as telhas metálicas, ou seja, parte da água é absorvida pela telha e parte é escoada. Dessa maneira, sistemas que apresentam esse tipo de telha na
Reservatório de água de
estrutura de captação, reservam um volume de água inferior aos que possuem telhas metálicas, para uma mesma precipitação. Além disso, o escoamento das águas pluviais sobre a cobertura de telhas cerâmicas pode superar a resistência à abrasão do material e transportar sedimentos para o reservatório, tanto das partículas de sujeira depositadas superficialmente, quanto do próprio material cerâmico (BOULOMYTIS, 2007). Estudos realizados na Malásia,
por Yaziz et al. (1989), sobre a influência do tipo de telha na qualidade da água da chuva,
mostraram que a turbidez e a concentração de coliformes termotolerantes na água captada pelo telhado de concreto são aproximadamente duas vezes superiores à captada pelo telhado metálico. Os autores explicam que a luz do sol incidindo sob o telhado metálico proporciona um aquecimento da estrutura, eliminando de maneira eficaz muitos microrganismos, fato que proporciona contaminação microbiológica geralmente inferior nas coberturas metálicas em comparação a outros tipos de coberturas.
Outra maneira de se captar água de chuva pela cobertura são os chamados telhados verdes, que são pequenos jardins posicionados sobre a laje de cobertura das edificações. Segundo Tomaz (2007), busca-se, com a instalação de telhados verdes, melhoria da qualidade do ar, detenção de enchentes, melhoria na temperatura do ar e melhoria na paisagem. Ainda segundo o mesmo autor, telhados verdes diminuem os custos com refrigeração na época de calor e podem ser aplicados para todos os tipos de construções, desde prédios residenciais e comerciais a indústrias. Os projetos de telhados verdes buscam agregar tecnologia à estética, utilizando água de chuva para conforto e equilíbrio térmico, ocasionando redução de custos de
refrigeração (PINHEL et al., 2007).
Figura 3.2 - Implantação de um telhado verde em uma residência Fonte: http://www.institutoelosbr.org.br/UserFiles/Image/ecotelhado_2.jpg
Segundo Tomaz (2007), edificações com telhados verdes apresentam, em média, retenção de 15% a 70% das águas pluviais, possibilitando redução nos picos de enchentes; redução da temperatura do telhado no verão em mais de 40%; redução dos extremos de temperatura e minimização das “ilhas de calor” causadas pela quantidade excessiva de prédios que impermeabilizam as áreas que antes eram permeáveis. Além disso, o custo de implantação de um telhado verde também é um incentivo, pois varia de 30 a 50% do custo de uma estrutura sem vegetação (telhado comum, com a implantação de telhas), variando de US$ 80,00/m² a US$ 150,00/m² (TOMAZ, 2007).
Considerando a situação atual de impermeabilização nas grandes cidades, a captação de água de chuva pelos pisos também pode ser uma alternativa, dependendo do uso. O método é semelhante à captação pelos telhados, sendo necessário impedir que as primeiras águas de chuva sejam reservadas. O piso deve ser impermeável, possuir uma declividade que encaminhe as águas para um reservatório e não deve haver tráfego de automóveis na área de captação. Dessa maneira, busca-se evitar ao máximo a contaminação da área com a queda de óleos e combustíveis.
3.4. Reservatórios para o armazenamento de água
As cisternas são uma excelente alternativa para quem busca utilizar racionalmente a água, uma vez que é um reservatório com custo relativamente baixo, mantém a água geralmente fresca e é de fácil execução. Geralmente, as cisternas possuem custo inferior aos reservatórios pré-fabricados com mesmo volume.
• Cisternas
Na região do semi-árido brasileiro são muito utilizadas cisternas, devido à escassez hídrica que atinge principalmente a zona rural. Essa região é muito carente e a maioria da população rural não é abastecida com água canalizada. Tradicionalmente a água consumida é proveniente de rios ou lagos, muitas vezes localizados a quilômetros de distância. A água de chuva armazenada é então utilizada somente para beber, cozinhar e higiene pessoal.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 11
Tabela 3.1 -Tipos de cisternas e suas vantagens e desvantagens
Tipos de cisternas Definição Vantagens Desvantagens
Placas São formadas por placas
pré-moldadas de cimento, envolvidas por anéis de arame e revestidas interna e externamente com argamassa de cimento, ficando semi-enterradas no chão, até mais ou menos dois terços da sua altura.
• Facilidade de construção em pequenas localidades, uma vez que as ferramentas necessárias são muito simples e de baixo custo; • facilidade no treinamento das pessoas que irão construir as cisternas; • possui baixo custo de construção; e • a água armazenada mantém-se fresca, uma vez que a maior parte da cisterna fica debaixo da terra.
• A parte subterrânea não pode ser examinada para detectar vazamentos e caso esses sejam verificados, há dificuldades no conserto;
• é necessária escavação de terra para profundidade de aproximadamente 1,60 metros; e
• deve-se ter cuidado especial durante as duas semanas seguintes à construção, pois as paredes da cisterna não podem ressecar.
Tela e arame
Normalmente é construída sobre a superfície, possuindo altura de, aproximadamente dois metros. Para a sua construção são necessárias chapas de aço planas e finas que são seguradas por cantoneiras e parafusadas umas nas outras em forma cilíndrica. A forma levantada é primeiramente envolta com tela de arame e em seguida com arame de aço galvanizado, e, sobre este, é colocada uma camada de argamassa de cimento.
• Apropriado tanto para pequenos como para grandes projetos de construção de cisternas; • não exige trabalho pesado de escavação, uma vez que a cisterna fica localizada sobre a superfície; e
• muito difícil ocorrerem vazamentos e, caso esses sejam detectados, são facilmente visualizados e consertados.
• Deve-se ter cuidado especial durante as duas semanas seguintes à construção, pois as paredes da cisterna não podem ressecar; e • não deve haver interrupções no andamento da obra, caso contrário as subsequentes camadas de reboco não serão aderidas suficientemente entre si.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 12
Continuação da Tabela 3.1
Tipos de cisternas Definição Vantagens Desvantagens
Tijolos
A parede circular de tijolos é levantada em uma base concretada e é rebocada pelo lado de dentro e de fora. É semi-enterrada, ficando cerca de dois terços de sua altura total abaixo do chão. Em relação ao teto da cisterna, deve ser nivelado, de concreto de armação simples ou de vigas de madeira com uma laje fina de concreto. A parede externa deve ser enrolada com arame galvanizado.
• Adequada para construções individuais ou em mutirão;
• todos os materiais são facilmente encontrados; e
• a água armazenada mantém-se fresca, uma vez que a maior parte da cisterna fica debaixo da terra.
• Tempo de construção demorado; • elevado risco de vazamentos entre o fundo cimentado e a parede;
• exige trabalho de escavação adicional; e
• em cisternas maiores, o teto de concreto apresenta custo relativamente alto devido ao grande diâmetro.
Ferro-cimento É construída sobre um fundo
cimentado onde uma armação de arame de aço é enrolada várias vezes com telas de arame. Em seguida a tela é cimentada por dentro e por fora.
• Adequada para construções individuais;
• não necessita de escavação, pois é construída sobre a superfície; e
• os vazamentos não são muito constantes.
• Exige bastante habilidade dos pedreiros, tanto para levantar o esqueleto de arame, quanto para a aplicação da argamassa.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 13
Continuação da Tabela 3.1.
Tipos de cisternas Definição Vantagens Desvantagens
Cal Apresenta toda a sua estrutura abaixo
da terra. Na maioria das vezes apenas a cúpula superior permanece sobre a superfície. A terra é escavada na medida exata do tamanho da cisterna e seu fundo é côncavo. A cisterna tem a forma de uma casca de ovo, sendo que sua parede é de tijolos. Para o levantamento dessas paredes, usa-se em geral argamassa de cal pura e para o reboco interno usa-se camadas de argamassa de cal com pouco cimento. Já o teto pode ser feito de tábuas, porém bem vedado contra a entrada de pequenos animais, ou, mais simples, pode ser uma cúpula feita de tijolos.
• A técnica de construção é muito conhecida, pois é parecida com as construções de fornos de carvão e de cal do interior do Brasil;
• a construção não precisa ser terminada de uma vez; e
• as paredes levantadas com cal são mais resistentes a tensões, porque a argamassa de cal é mais elástica do que a argamassa de cimento.
• São necessários trabalhos de escavação;
• a argamassa de cal só se torna impermeável com o uso de aditivos; e • a argamassa de cal precisa de mais tempo para curar do que a de cimento.
• Reservatórios pré-fabricados
A variedade de reservatórios pré-fabricados no mercado é enorme, entre eles podem ser destacados os reservatórios feitos de fibras de vidro e polietileno. Para o armazenamento de água de chuva, pode-se utilizar tanto caixas d’água, desde que essas não sejam enterradas, quanto cisternas ou reservatórios pré-fabricados, que são construídos para resistir ao empuxo do solo. Geralmente utiliza-se cisternas enterradas para receber a água diretamente das tubulações que descem da calha. Já as caixas d’água geralmente recebem as águas bombeadas das cisternas. Na maioria dos sistemas essas caixas ficam localizadas sobre as lajes da edificação, permitindo que a água desça por gravidade até os pontos de utilização (Figura 3.3). O funcionamento é muito parecido com o sistema de abastecimento indireto de água potável, com a diferença que a água não vem da rede pública e sim da calha ligada ao telhado ou ao piso.
Figura 3.3 - Exemplo de sistema que bombeia água da cisterna para a caixa d’água Fonte: www.saplei.eesc.usp.br/tgi2005
• Garrafa PET como reservatório alternativo
poços de água salobra, pois não têm outra escolha. Entretanto, a captação de água de chuva poderia ser uma alternativa para o seu abastecimento.
Em outubro de 2008, o site da internet “www.yankodesign.com” criou o concurso ”Design for Poverty International Contest”, que promovia ideias que contribuissem para melhorar a vida de pessoas carentes. “Rain Drops” foi o sistema desenvolvido por um americano que ganhou a medalha de ouro, trata-se de uma alternativa para pessoas que não têm condições de comprar um reservatório para armazenar água de chuva. A ideia é utilizar garrafas PET para armazenar a água da chuva coletada nos telhados.
O sistema de aproveitamento é igual aos usualmente adotados no Brasil, em relação ao telhado é à calha, se diferenciando apenas nas tubulações e reservatório. O sistema consiste em posicionar garrafas PET junto ao condutor vertical, que possui vários orifícios para encaixar as garrafas. Esses orifícios seriam vedados por uma peça, como ilustra a Figura 3.4. A estrutura desenvolvida suporta até 21 garrafas de 1,5L. Em relação ao descarte das primeiras chuvas, não foi possível verificar, na reportagem, como ela seria realizada.
Figura 3.4 - Sistema de armazenamento de água de chuva em garrafas PET Fonte: http://www.yankodesign.com/2008/10/30/design-for-poverty-winners
Uma das principais vantagens desse sistema é a possibilidade da água armazenada ser desinfetada pela técnica do SODIS (do inglês Solar Disinfection), uma vez que o seu armazenamento será em garrafas PET. Essa técnica utiliza a combinação de raios solares e o calor para inativar alguns microrganismos, como os patogênicos, por exemplo.
Em relação à desvantagem, tem-se a necessidade de que a água de chuva armazenada na garrafa PET seja encaminhada para um reservatório de volume maior. Caso contrário, o volume de água armazenado estará restrito a 31,5 L (volume das 21 garrafas PET). Dessa maneira, locais onde as chuvas são concentradas em determinados períodos do ano, não seriam indicados para a sua implantação, uma vez que não haveria volume de água armazenada suficiente para posterior utilização.
3.5. Múltiplas barreiras para proteção da água de chuva captada
volume de água superior ou inferior ao necessário para limpar o telhado. A segunda consideração diz respeito à vigilância requerida aos moradores quando da ocorrência da primeira chuva, uma vez que eles precisam ficar atentos para retirar o tampão ou a calha móvel e descartar a água.
Figura 3.5 - Dispositivo de desvio. Figura 3.6 - Retirada do tampão Fonte: Andrade Neto (2004)
Entre os filtros existentes no mercado, pode-se destacar o filtro tipo vórtex (Figura 3.7) que é geralmente instalado a jusante dos condutores verticais e a montante da entrada da cisterna e possui a função de separar a água de chuva de impurezas como folhas, galhos e insetos. Existe o filtro de descida (Figura 3.8), que é instalado diretamente no conduto vertical e possui praticamente as mesmas funções do filtro anterior. Os filtros flutuantes (Figura 3.9) são geralmente instalados dentro de reservatórios que possuem sua água bombeada. O flutuador esférico permite que a água seja captada logo abaixo da superfície, filtrando as impurezas que porventura estejam no reservatório, melhorando a qualidade da água e evitando problemas para o funcionamento da bomba.
Figura 3.7 - Filtro tipo vórtex Figura 3.8 - Filtro de descida
Fonte: www.engeplas.com.br Fonte: www.engeplas.com.br
Figura 3.9 - Filtro flutuante Figura 3.10 - “Kit” de interligação automático
Fonte: www.engeplas.com.br Fonte: www.engeplas.com.br
Figura 3.11 - Filtro flutuante Fonte: www.engeplas.com.br
Em relação ao volume de água a ser descartado, existem alguns valores que são citados na literatura, variando desde 0,4 L/m² a 2,0 L/m² de área de telhado. A NBR 15.527/2007 (ABNT, 2007) indica que o dispositivo de descarte de água deve ser dimensionado pelo projetista e que na falta de dados, o recomendado é que se descarte 2 mm da precipitação inicial, ou seja, 2 litros de água por 1 metro quadrado de telhado.
O segundo ponto a se considerar é com relação ao reservatório, que deve ficar completamente fechado, impedindo a entrada de luz. Dessa maneira minimiza-se a proliferação de algas no seu interior e a entrada de animais. É importante ressaltar que não se deve deixar nenhum reservatório aberto, sendo de água pluvial ou potável, pois além dos problemas citados anteriormente existe a questão da proliferação de alguns mosquitos em água parada.
Ainda com relação ao reservatório, para a saída do excesso de água é necessário prever um extravasor, que deverá estar posicionado próximo à superfície. Esse extravasor deve ser tamponado com uma tela ou grade para impedir a entrada de animais.
sistemas pré-fabricados, onde um filtro localizado a montante do reservatório impede que os resíduos grosseiros adentrem na cisterna. Além disso, dependendo do uso ao qual a água de chuva se destina, é importante promover a sua desinfecção, que pode ser realizada com cloro (mais utilizada), luz solar, entre outros mecanismos.
Em relação à desinfecção solar, segundo Aristanti (2007), esse método está sendo otimizado e utilizado em diversos países, uma vez que esse tratamento é eficiente, além de ser barato e de simples manuseio. Segundo a mesma autora, a Indonésia é um país cujos habitantes possuem dificuldade imensa em obter água potável para consumo, principalmente os que habitam a zona rural. Baseado nisso algumas organizações, como a UNICEF, e algumas companhias, como a Coca-Cola e a Georg Fischer, estão colaborando para que essa técnica seja efetivamente implantada no país. Segundo Aristanti (2007), o número de casos de diarréia
diminuiu até 100% em algumas localidades. Amaral et al. (2006) estudaram o uso da radiação
solar na desinfecção da água de poços rasos no Brasil, com o objetivo de verificar a redução
de coliformes totais e Escherichia coli presentes nas águas após a desinfecção solar. O
resultado foi uma redução de 99,9% para o primeiro parâmetro e 100,0% para o segundo parâmetro, após 12h de exposição ao sol.
A retirada de água da cisterna ou reservatório é o quarto ponto a ser abordado, essa deve ser realizada de maneira a minimizar ao máximo a sua contaminação. Sempre que possível é interessante que essa água seja bombeada e encaminhada diretamente para o ponto de consumo. Um exemplo dessa situação pode ser visualizado na Figura 3.12, onde a água armazenada na cisterna é bombeada para os pontos de utilização.
Na zona rural do semi-árido brasileiro, por exemplo, a maioria das pessoas retira a água da cisterna com um balde ou panela (Figura 3.13). Nesses locais o risco de contaminação é elevado pois muitas vezes esses recipientes não são higienizados corretamente. Algumas ONG’s estão apresentando bombas manuais aos moradores da zona rural, trata-se de uma técnica simples e que aparentemente consegue exercer a função desejada (Figura 3.14).
Figura 3.13 - Coleta utilizando recipiente Figura 3.14 - Coleta com bomba manual
3.6. Experiências com a implantação de sistemas de aproveitamento de
água de chuva
O aproveitamento de água de chuva é algo muito frequente em áreas onde o acesso à água não é facilitado, como o semi-árido brasileiro. Nas áreas urbanas este fato está ganhando espaço, mas ainda de maneira muito tímida. No mundo em geral, existem proprietários de residências, comércios e indústrias que estão adotando esse sistema, buscando, principalmente, economizar na conta de água, contribuir para o meio ambiente e minimizar a frequência de enchentes nas cidades. A seguir serão apresentados alguns casos que exemplificam essa situação.
• Reservatórios localizados na frente de residências no Japão
No distrito de Ichitera-Kototoi, na cidade de Sumida, Japão, existe uma rua chamada Eco-Roji (Rua Ecológica) onde reservatórios subterrâneos são localizados na frente de algumas
residências. Esses tanques possuem capacidade de 10m3 para armazenamento de águas
• Edifício comercial de uma editora no Japão
O edifício principal da Editora Toppan está localizado em Tóquio, Japão. Um projeto de ampliação do edifício incluiu um sistema de utilização de águas pluviais no projeto de construção (Figura 3.15). Foram investidos US$150.000 no sistema de aproveitamento, que possui como diferencial um sensor de chuva e neve que elimina automaticamente as primeiras precipitações (FENDRICH e OLIYNIK, 2002). As águas de chuva são coletadas nos telhados, armazenadas em um reservatório subterrâneo e bombeadas para utilização na descarga dos vasos sanitários. Nesse edifício os vasos sanitários são ligados às duas redes, potável e pluvial, sendo que, quando há falta de uma água, a outra abastece o aparelho automaticamente.
Figura 3.15 - Sistema de aproveitamento de água de chuva em edifício comercial Fonte: Fendrich e Oliynik (2002)
• Fábrica de refrigerantes localizada no estado do Paraná – Brasil
Figura 3.16 - Sistema de aproveitamento de água de chuva em fábrica de refrigerantes Fonte: http://www.spaipa.com.br/captacaodaagua.htm
• Fábrica de equipamentos de aquecimento solar localizada em Freiburg –
Alemanha
A fábrica de equipamentos de aquecimento solar, SAG Eletricidade Solar, localizada na cidade de Freiburg, Alemanha, realiza a captação de água de chuva por meio de um telhado verde (Figura 3.17). O telhado de aproximadamente 1500m² de área realiza a captação, sendo parte da água armazenada alí mesmo e parte encaminhada para um reservatório inferior. A água localizada no reservatório inferior é aproveitada nas descargas dos vasos sanitários da
fábrica (400m3 de água pluvial por ano). Uma consideração que deve ser realizada é que
devido a água passar pelo telhado verde antes de ser utilizada nos vasos sanitários, ela apresenta uma cor levemente amarronzada, fato que não impediu os funcionários de aprovarem a ideia (KÖNIG, 2007).
1º- A água de chuva é coletada
nas calhas 2º-cisterna exclusiva A água é armazenada na
3º- A água passa por um filtro para remoção de partículas
4º- A água de chuva é misturada com a água advinda de um poço
e da rede pública
5º- A água passa por um tratamento
(A) Telhado verde (B) Layout do sistema
Figura 3.17 - Telhado verde implantado em fábrica alemã Fonte: König (2007)
3.7. Leis de incentivo à captação de água de chuva
A captação e o aproveitamento de água de chuva estão se tornado cada vez mais difundidos. Durante a presente revisão bibliográfica foram encontradas algumas leis que incentivam a implantação desse sistema no Brasil e em outros países.
3.7.1. Legislações municipais e estaduais brasileiras
No Brasil, existem algumas leis de incentivo ao aproveitamento de água de chuva, tanto municipais quanto estaduais. A elaboração dessas leis foi realizada com a intenção de minimizar o desperdício de água potável para atividades que efetivamente não necessitem dessa qualidade. A seguir serão apresentadas algumas dessas leis.
1) Lei Municipal Nº 13.276/2002 – São Paulo - estado de São Paulo
2) Lei Municipal Nº 10.785/2003 – Curitiba - estado do Paraná
Possui como objetivos instituir medidas visando induzir à conservação, uso racional e utilização de fontes alternativas para captação de água nas novas edificações. O não cumprimento da lei implica na negativa de concessão do alvará de construção para novas edificações. No texto são citadas as possíveis atividades para utilização de água de chuva, como rega de jardins e hortas, lavagem de roupas, veículos, vidros, calçadas e pisos.
3) Lei Municipal Nº 6.345/2003 – Maringá - estado do Paraná
Lei aprovada em 2003 que institui o Programa de Reaproveitamento de Águas de Maringá e que possui como objetivos diminuir a demanda de água potável no município e aumentar a capacidade de atendimento à população. Os munícipes são incentivados a instalarem sistema para recolhimento de águas pluviais, além de sistema de reaproveitamento de águas servidas. São citadas utilizações na descarga de vasos sanitários, lavagem de pisos, entre outros usos. Pessoas interessadas em instalar esses sistemas devem procurar especificações durante a elaboração do projeto de construção ou reforma. As residências e estabelecimentos comerciais que aderirem ao Programa farão parte de um estudo para concessão de incentivos.
4) Lei Municipal Nº 2.349/2004 – Pato Branco - estado do Paraná
Essa lei cria o Programa de Conservação e Uso Racional da Água e objetiva instituir medidas que induzam à conservação, ao uso racional e à utilização de fontes alternativas para a captação de água nas novas edificações. São consideradas como fontes alternativas a captação, o armazenamento e a utilização de água de chuva e de águas servidas. As atividades indicadas para uso são as que não necessitam de água tratada, assim como a irrigação de jardins e hortas, a lavagem de roupa, a limpeza de veículos, vidros, calçadas e pisos, além de descarga nos vasos sanitários. O não cumprimento da lei implica na negativa de concessão do alvará de construção para as novas edificações. Estão obrigados a cumprirem a Lei edificações residenciais com área acima de 200m², edificações comerciais com área acima de 100m², edificações industriais com qualquer área, edificações públicas e educacionais com qualquer área.
5) Lei Estadual Nº 4.393/2004 - estado do Rio de Janeiro
armazenamento e distribuidores de água de chuva para as edificações (residências) que abriguem mais de 50 famílias e empresas comerciais com mais de 50m² de área construída. A Lei recomenda ainda que os reservatórios de água de chuva sejam separados dos reservatórios de água potável. Além disso, indica alguns usos para a água de chuva, como a lavagem de áreas comuns de prédios e automóveis, rega de jardins, limpeza de banheiros, entre outros, e alerta que não deve haver mistura de água potável com pluvial nas canalizações.
6) Lei Estadual Nº 5.722/2006 - estado de Santa Catarina
Lei aprovada em 2006 que obriga edifícios com um número igual ou superior a 3 pavimentos e área superior a 600m² a instalarem sistema de captação, tratamento e aproveitamento de água de chuva. Enquadram-se nessa lista também os hotéis, motéis, pousadas e similares com número igual ou superior a 8 apartamentos dotados de toaletes. Recomenda-se a utilização dessa água em ambientes externos, como para jardinagem, lavagem de pisos, garagem e irrigação de hortas.
7) Lei Municipal Nº 12.474/2006 – Campinas - estado de São Paulo
Essa lei faz parte do Programa Municipal de Conservação, Uso Racional e Reutilização de Água em Edificações. Possui como objetivos a conscientização dos moradores sobre a importância da conservação da água potável, além de incentivar os moradores da cidade de Campinas a utilizarem águas pluviais e servidas. Esse incentivo está relacionado à implantação de um sistema com captação, reservação, tratamento, monitoramento da qualidade e distribuição para usos menos nobres da água de chuva, como irrigação e lavagem de pisos. A lei incentiva também o uso das águas servidas e a implantação de medidores de água individualizada nos apartamentos, além de equipamentos economizadores de água, como bacias sanitárias com caixas acopladas e arejadores nas torneiras.
8) Lei Estadual Nº 12.526/2007 - estado de São Paulo
Lei aprovada em 2007 que torna obrigatório em todo o estado de São Paulo o uso de sistemas
que captem as águas pluviais contidas em áreas descobertas com mais de 500 m2, onde
consumo direto e o uso no preparo de alimentos e na higiene pessoal. O objetivo da Lei é prevenir enchentes e inundações, além de contribuir para a racionalização do uso da água tratada.
9) Projeto de Lei Municipal Nº 68/2009 – Belo Horizonte - estado de Minas Gerais
O projeto de Lei busca a minimização da ocorrência de enchentes na cidade de Belo Horizonte - MG. Prevê-se a implantação de coletor de águas pluviais e reservatórios em edificações com área impermeabilizada superior a 500m². O projeto determina, também, que imóveis destinados às atividades de estacionamento de veículos devem apresentar, no mínimo, 30% de sua área total como sendo permeável. Além disso, o projeto de Lei cita a concessão da Certidão de Baixa de Construção e Habite-se condicionada à adoção desse sistema. Os usos indicados para a água de chuva são a infiltração no solo, irrigação e limpeza de passeios ou áreas de uso comum das edificações.
3.7.2. Legislação Federal Brasileira
Não foi encontrada nenhuma Lei Federal, aprovada, que incentive o aproveitamento de água de chuva nas áreas urbanas brasileiras. O que existem são Normas e Portarias que estabelecem padrões de qualidade da água.
Existe também um apoio do Ministério das Cidades à promoção da gestão sustentável da
drenagem urbana nos municípios brasileiros. São estimuladas ações estruturais e não
estruturais dirigidas à prevenção, ao controle e à minimização dos impactos provocados por enchentes urbanas e ribeirinhas. As intervenções estruturais consistem em obras que devem preferencialmente privilegiar a redução, o retardamento e o amortecimento do escoamento das águas pluviais. Essas intervenções incluem reservatórios de amortecimento de cheias,
adequação de canais para a redução da velocidadedeescoamento, sistemas de drenagempor
infiltração, implantação de parques lineares, recuperação de várzeas e a renaturalização de
cursos de água. As intervenções não-estruturais incluem a elaboração de estudos, projetos,
