Tecnologias para uso racional e reúso de água em edificações

(1)

Ricardo Franci Gonçalves

Eng. Civil e Sanitarista, D. Ing.

Universidade Federal do Espírito Santo

Tecnologias para uso racional e reúso de

água em edificações

(2)

2

(3)

(4)

4

Consumo de água em áreas urbanas

9 O consumo de água residencial > 50% consumo

total de água.

9 R.M. São Paulo Æ consumo de água residencial

> 84% do consumo total urbano (incluindo

também o consumo em pequenas indústrias).

9 Vitória ~ 85% desse total (dados da CESAN de

(5)

“Edifícios verdes”

9 Reduz consumo de

recursos naturais

9 Aumenta saúde e

comodidade

9 Diminui a pressão sobre a

infra-estrutura local

9 Melhora da qualidade de

vida

9 Reduz gasto operacional

9 Valoriza o imóvel

(6)

6

Ecohouse

Urca

(7)

Leadership in Energy and Environmental

Design (LEED)

- Novas construções

Área

Pontos

Possíveis

Sítios sustentáveis

14 Eficiência da água

5 Energia e atmosfera

17 Materiais e recursos

13 Qualidade interior

15 Inovação e design

5 TOTAL = 69

(8)

8

Eficiência do uso da água

Créditos

Pontos

Redução de 50% na irrigação

1 Não utilização de água potável ou

não-irrigação

1 + anterior

Tecnologias inovadoras para

esgoto

1 Redução no Uso da água: 20%

1 Redução no Uso da água: 30%

1 + anterior

(9)

Certificação no Brasil

• Agência Banco Real – Cotia, SP

– Primeiro “green building” da América do Sul

– Classificação LEED - Prata (33 / 69 pts)

(10)

10

Sede da PETROBRAS - Vitória

(11)

(12)

(13)

• Queda dos juros

• Ampliação da oferta de crédito

• Aumento dos recursos públicos pelo FGTS

• Consolidação da segurança jurídica

• Redução da carga tributária

• Aumento dos investimentos externos

• Mais receptividade pública p/ questões

ambientais

(14)

14

PERSPECTIVAS PARA OS PRÓXIMOS 4

ANOS

Fonte FGV - União Nacional Da Construção

• Contribuição ao acréscimo do PIB de 1,32%

• Abertura de 877 mil postos de trabalho

• Arrecadação de 10,1 bilhões em impostos e

contribuições

• Melhora do IDH de 0,792 (2003) para 0,815

(2010)

Acréscimo de investimentos anuais da ordem de 30 bilhões

A CONSTRUÇÃO CIVIL NO PANORAMA AMBIENTAL

(15)

A CONSTRUÇÃO CIVIL NO PANORAMA AMBIENTAL

Fonte FGV - União Nacional Da Construção

• 40% dos Recursos naturais extraídos são

destinados a industria da construção civil

• 50% dos Resíduos sólidos urbanos são

provenientes de construções e demolições

• 50% do Consumo de energia elétrica é destinada

para operação das edificações

• 80% do Custos de um edificio de ciclo de vida de

50 anos são referentes ao Uso e Ocupação.

• Na etapa de projeto é definido 80% dos custos

de uma obra.

(16)

16

Novas edificações:

9 Micromedição

9 Peças economizadoras

9 Controle de perdas

9 Água de chuva

9 Água cinzas

(17)

Situação atual no Brasil

Reúso nas edificações:

Normatização

P&D

(18)

18

Legislações brasileiras que regulamentam a

utilização de fontes alternativas de água

Água de Chuva Água cinza Esgoto Sanitário Contenção Lei Nº 13.276/2002 -São Paulo/SP -

-Uso predial

Lei Nº 10.785/2003 -Curitiba/PR Lei Nº 13.276/2002 -São Paulo/SP Lei Nº 6.345/2003 - Maringá/PR

Lei Nº 10.785/2003 -Curitiba/PR

Lei Nº 6.345/2003 - Maringá/PR NBR 13.969/1997

Urbano -

-Lei Nº 6.076/2003 -Maringá/PR Lei Nº 13.309/2002 -São Paulo/SP NBR 13.969/1997

(19)

Ambiente institucional

• ABNT?

• Grande maioria dos municípios não

regulamentou o reúso

• Aprovação do projeto do sistema sanitário

difícil

• Funcionamento dos sistemas de reúso

sem fiscalização

(20)

20

Limites estabelecidos para reúso em

descarga de vasos sanitários – Brasil

Manual de "Consevação e reúso de água em edificações " Classe 1 (FIESP, 2005) NBR 13.969/97 item 5.6.4 Classe 3 6,0 - 9,0 -≤ 10 -≤ 2 < 10 ≤ 1 -≤ 10 -Não detectáveis < 500 Ausentes -≤ 10 -≤ 20 -≤ 1 -≤ 0,1 -≤ 5 -≤ 500 -Nitrito (mg/L) Fósforo Total (mg/L) SST (mg/L) SDT (mg/L) Nitrato (mg/L) Nitrogênio Amoniacal (mg/L) DBO (mg/L) Parâmetros Turbidez (NTU) pH Cor (UH) Óleos e Graxas (mg/L) Coliformes Fecal (NMP/100mL) Compostos Orgânicos Voláteis

1 a 2 20 100 30 6 a 9 5 30 200 30 5 10 10 6 a 9

(21)

(22)

22

As cores das águas nas residência

Agricultura

Lodo Lodo Suprimento de água convencional, a partir da rede pública

2

3

4

5

1

Coleta, tratamento e reúso das águas

cinzas

Coleta, tratamento e reúso de águas

amarelas (urina)

Coleta, tratamento e reúso das águas

negras

Coleta e aproveitamento de água de chuva (águas

(23)

Distribuição das águas residuárias em

uma residência

ÁGUA CINZA

Urina

ÁGUA NEGRA

Fezes

(24)

24

Gordura

(25)

Conceito: Águas amarela e negra

Fezes

(26)

26

Águas residuárias / Fontes Alternativas

Águas negras

Pia de

cozinha Tanque Lavatório Máquina de lavar Água cinza Esgoto Chuveiro Mistura Banheiro Água de chuva Urina Fezes Rede Esgoto Rede Drenagem

Reúso (perene)

Aproveitamento (intermitente)

(27)

Bacia Sanitaria 5% Outros_3% Torneiras 26% Maq Lavar roupas 11% Chuveiro 55%

Distribuição do consumo de água

PNCDA (Rocha et al., 1998) Casa populares Chuveiro 20% Maq Lavar Roupas 15% Lavatorio 10% Pia de Cozinha 5% Maq Lavar Louças 20% Lavagem de carro 10% Bacia Sanitaria 20% _Dinamarca (Jensen, 1991 apud Tomaz, 2000) Lavatorio 6% Pia de Cozinha 17% Maq Lavar Chuveiro 28% Bacia Sanitaria 29% Prédio USP Lavatorio 5% Pia de Cozinha 7% Chuveiro/ banheira 33% Bacia Sanitaria 32%

(28)

28

Hidro-sanitário

(29)

(30)

30

Águas cinzas

• Caracterização

• Tratamento

(31)

Microrganismos

Produtos

químicos

Matéria

orgânica

Material

inerte

COMPOSIÇÃO

Necessita de

Tratamento

para que possa

ser reutilizada

(32)

32

Caracterização de águas cinzas

(33)

Esgoto sanitário

Esgoto sanitário:

200 a 400 mg/L

0

200

400

600

800 1000

1200

Lavatório Chuveiro Tanque

Máq.

Lavar

Cozinha Misturada

DBO

5

(

m

g/L)

25% 50% 90% 10% Mín Máx 75%

(34)

34

Concentrações de sulfato elevadas, podendo gerar algum tipo de problema no

tratamento e na estocagem dessa água.

Em ambiente anaeróbio, os sulfatos geram sulfetos que são responsáveis

principalmente, pela emissão de odor desagradável.

0

200

400

600

800 1000

1200

Lavatório Chuveiro Tanque

Máq.

Lavar

Cozinha Misturada

S

u

lf

a

to (

m

g/L)

25%

50%

90%

10%

Mín

Máx

75%

(35)

1,0E+00

1,0E+01

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

Lavatório Chuveiro

Tanque

Máq.

Lavar

Cozinha Misturada

E

. co

li

(

N

M

P

/1

00mL

)

_25% 50% 90% 10% Mín Máx 75%

Esgoto sanitário

10

6

_{– 10}

8

_NMP/100mL

(36)

36

Características Æ ETAC

• Tratamento anaeróbio Æ estratégico Æ

remoção de DBO5 e economia de energia

• Tratamento aeróbio se impõe Æ remoção

de cor, turbidez, DBO5 e sulfetos

• Desinfecção

• Compacidade Æ não ocupar áreas

importantes na edificação

• Reduzida demanda operacional e de

manutenção

(37)

Água

cinza

Efluente

Anaeróbio

Efluente

aeróbio

Efluente

filtrado

Efluente

clorado

Vaso

sanitário

(38)

38 Reúso Potável

2

1

3 ₄

5

6 Fluxograma reúso

(39)

Águas negras

• Caracterização

• Tratamento

(40)

40

Mictório feminino!!!

Mictório masculino

1 pessoa:

Æ1,5 L urina/dia

Æ

24 a 60 L água /dia (descarga)

(41)

0 20

M. Orgânica

kg DQO/ (Pessoa/ano) 12,3 3,6 14,1

Volume

Litros/(Pessoa/ano) 1 0 .0 0 0 – 2 0 0 .0 0 0 L 500 L 50 L 0 6

Nutrientes

kg N, P, K / (Pessoa/ano) N P K 0,8 5,3 1,0

águas cinza

urina

fezes

(42)

42 6 5 4 3 2 1 1 4 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 0 C o n cen tr aç ão ( m g / L) D B O 5 6 5 4 3 2 1 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0 C o n cen tr ação ( m g / L) N T K

Esgoto bruto (Desc

= 6L)

Esgoto bruto (Desc

= 15L)

Esgoto bruto (Desc

= 6L)

Esgoto bruto (Desc

= 15L) A. Negras (Desc = 6L) A. Negras (Desc = 6L) A. Marrons (Desc = 6L) A. Marrons (Desc = 6L) A. Negras (1 L) A. Negras (1/2 L)

(43)

(44)

44

• 126 apartamentos (28 m²/ apartamento)

• 2 salas de convenções (80 m²/ cada)

• 2 restaurantes,

• fitness center com vista p/ o mar

• sala de descanso

• sala de reuniões

• piscina na cobertura

PAES ERLACHER

(45)

Água =

39.260 L

Águas cinzas

= 13.704 L

Águas negras

= 17.704 L

Esgoto =

31.408 L

(46)

46

ESCALA: 1/200

(47)

Introdução

CLORADOR DE PASTILHA RL1 RL2 RR2 COMPRESSOR RR1 FILTRO DE ESPUMA

(48)

48

ETAC – Hotel Comfort Suítes / Macaé

RAC FBAS DECANT. FT CL

Bomba Recirculação de Lodo

CESTO

(49)

Caixa reguladora de vazão

Sumidouro

garagem

ETAC

Água cinza

(50)

50 105 12 ₇ 0 3 283 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Afluente RAC FBAS FT Cloro Vaso

DBO 5 ( m g/L) 3 1 2 3 55 168 0 100 200 300 400 500 600 700

Afluente RAC FBAS FT Cloro Vaso

Tur bi de z ( N TU ) Texas – 5 mg/L Canadá– 30 mg/L FIESP– 2 NTU NBR 13.969 – 10 NTU

(51)

Reúso x Água Potável

(52)

52

(53)

Consumo mensal de água - Comfort Suítes

Macaé/RJ

200

400

600

800 1000

1200

1400

1600

1800

2000

fev-06

mar-06 mai-06

jul-06

ago-06

out-06

nov-06

C

o

ns

um

o m

e

ns

a

l de

á

gua

(

m

³/m

ê

s

)

Com reúso

Sem reúso

(54)

54 R$ -R$ 5.000,00 R$ 10.000,00 R$ 15.000,00 R$ 20.000,00 R$ 25.000,00 R$ 30.000,00 R$ 35.000,00 R$ 40.000,00 R$ 45.000,00 1 5 9 ₁₃ ₁₇ ₂₁ ₂₅ ₂₉ ₃₃ ₃₇ ₄₁ ₄₅ ₄₉ Meses Valor Aplicado Saldo a Amort. Econômia

(55)

9Sistema de Tratamento de Águas

Cinzas para Reúso

9 Praia do Canto (4 quartos, 2

suítes, 3 garagens, 170m², área de

lazer completa)

9 Capacidade: 260 pessoas

ETAC Ed. Royal Blue / Vitória (ES)

(56)

56

Fluxograma do Sistema de

Tratamento

RAC FBAS DEC FT

Reservatório Compressor Reservatório de Água p/ Reúso V1 L odo Recirculação de Lodo Eflu ente Final Aeração V2 R1 B2 B1 Águas Cinzas Clorador

RAC - Reator Anaeróbio Compartimentado FBAS - Filtro Biológico Aerado Submerso DEC - Decantador Secundário

FT - Filtro Terciário V1 - Válvula Solenóide V2 - Válvula Solenóide Recirculação de Lodo Água de lavagem do FT Fluxograma do Processo Sistema de Aeração ETAC - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS CINZAS

Gradeamento Fino

C.P.

Biogás

Superior p/ Re Vai para Reservató

de Lodo

B1 - Bomba centrífuga auto-escorvante B2 - Bomba centrífuga auto-escorvante

(57)

(58)

58 ACRÉSCIMO COM O REÚSO GRUPO DE SERIÇOS R$ % R$ % % Projetos 224.340,00 4,08% 1.190,00 1,39% 0,02% Instalações provisórias e máquinas 229.380,00 4,17% - - -Adm canteiro de obras e escritório 556.270,00 10,12% - - -Transporte / limpeza permanente 117.847,00 2,14% - - -Infra-estrutura 411.830,00 7,49% - - -Supra-estrutura e paredes 1.322.513,00 24,06% 14.456,00 16,85% 0,26% Esquadrias e vidro 531.834,00 9,68% 1.045,00 1,22% 0,02% Coberturas/impermebilizações 78.587,00 1,43% 1.732,00 2,02% 0,03% Revestimento paredes 1.421.009,00 25,86% 3.340,00 3,89% 0,06% Instalação elétrica / telefônica 126.844,00 2,31% 857,00 1,00% 0,02% Inst. hidro-sanitário - água/esgoto 92.996,00 1,69% 4.668,00 5,44% 0,08% Instalação de gás /incêndio 20.458,00 0,37% - - -Instalações mecânicas 165.904,00 3,02% 2.280,00 2,66% 0,04% Instalação da ETAC - - 55.000,00 64,12% 0,99% Louças/metais e bancadas 180.410,00 3,28% 1.182,00 1,38% 0,02% Revisão/decoração 15.494,00 0,28% 32,00 0,04% 0,00% TOTAL 5.495.716,00 100,00% 85.782,00 100,00% 1,54% CUSTO DE IMPLANTAÇÃO SEM REÚSO ACRÉSCIMO DO CUSTO DEVIDO A IMPLANTAÇÃO DO REÚSO

Fonte: Lorenge Construtora e Incorporadora Ltda, 2004 Obs: Valores sem BDI e o custo de terreno.

(59)

Distribuição do custo final com o sistema de reúso

0,00% 2,50% 5,00% 7,50% 10,00% 12,50% 15,00% 17,50% 20,00% 22,50% 25,00% 27,50% proje tos insta laçõ es p rovisó rias e máq uinas adm cant eiro de obr as e e scritór io trans porte / lim peza per man ente in fra-estru tura supra -est rutu ra e par edes esqu adrias e v idro cobe rtura s/im perm ebiliz açõe s reve stim ento par edes insta lação elétr ica / te lefôni ca inst. hidro -sani tário - ág ua/e sgoto insta lação de gá s /incê ndio insta laçõ es m ecân icas instal ação da E TAC Louç as/m etais e b ancad as Rev isão /deco ração Sem reúso Com reúso

(60)

60

Pecentual de acréscimo no custo devido ao sistema de reúso

0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% 1,60% projet os instal ações prov isór ias e máqu inas adm c anteir o de o bras e es critó rio trans porte / lim peza per manen te infra -estr utura supr a-es trutur a e parede s esqua drias e vi dro cober tura s/im permeb iliza ções reves timent o par edes instal ação el étric a / te lefô nica inst. hi dr o-sanitár io - água /esgot o instalaç ão de gás / incêndi o instal ações mecâ nicas instal ação da E TAC Louç as/m etais e banc adas Revis ão/de coraç ão TOTA L

(61)

CUSTO OPERACIONAL ETAC

UND.

QUANT/MÊS R$/UNT

R$/MÊS

Despesas com energia

Energia bomba de lodo (1/4 CV)

Kwh/mês

2,85

0,38

1,08

Energia compressor (1,5 CV)

Kwh/mês

650,88

0,38

247,33

Sub- total 1 (energia)

248,42

Despesas material consumo

Pastilhas de cloro

Und.

4 5,00

20,00

Produtos de limpeza, EPIs

vb

1 20,00

20,00

Sub- total 2 (material consumo)

40,00

Despesas operacionais

Remoção de lodo

vb

1 65,00

65,00

Manutenção equipamentos

vb

1 30,00

30,00

Sub- total 3 (operação)

95,00

Despesas com mão-de-obra

MO

h

30 6,00

180,00

Sub- total 2 (material consumo)

180,00

Total geral

563,42

• Economia:

• R$ 2.100,00 /mês

Água de reúso: 432 m³/mês Æ Custo: R$ 1,30/m³

Tarifa Água + esgoto = 3,50 + 2,66 = R$ 6,16/m³

(62)

62

Cálculo do tempo de retorno do investimento

9 Custo de implantação;

9 Custo operacional e

9 Economia gerada com o reúso

Cenário 1

Cenário 2

BDI de 80% (terceiriza

ç

ão)

Sem BDI (opera

ç

ão pr

ó

pria)

• Poupança: 0,65% ao mês • Inflação: 5% ao ano

(63)

Cenário 1 – Tempo de Retorno para a implantação do sistema de reúso

com BDI

TEMPO DE RETORNO: 103 MESES OU 8,5 ANOS

(64)

64

Cenário 2 – Tempo de Retorno p/ a implantação do sist. de reúso

sem influência do BDI

TEMPO DE RETORNO: 55 MESES OU 4,5 ANOS

Economia gerada pelo reúso de águas cinzas

(65)

Estudo de Caso – Ed. Royal Blue, Vitória/ES

• Acréscimo no custo da construção Æ sistema de

reúso Æ 1,54%.

• Retorno ecológico Æ imediato

• Retorno do investimento Æ 5 a 8,5 anos.

• O período de retorno é pequeno quando comparado

ao tempo mínimo de vida útil de um edifício que é de

50 anos e que o tempo médio de moradia do

(66)

66

9 17 pavimentos, 1 por

andar, 4 quartos, suítes

9 Sistema de Tratamento

de Águas Cinzas para

Reúso

9Capacidade: 150

pessoas

(67)

População atendida

160 pessoas/dia

Consumo de água

24 m³/d

Produção de águas cinzas (55%)

11,22

m³/d

Produção de águas negras (45%)

9,18

m³/d

Economia de água potável

30%

ED. LUIZ NOGUEIRA

(68)

68

Conclusão

• Os primeiros edifícios com sistema de

reúso de águas cinza no Brasil.

• Ambiente institucional ainda

desorganizado.

• Tecnologia em desenvolvimento.

• Real opção para gestão da demanda

de água e da produção de esgoto

(69)

(70)

70

(71)

(72)

(73)

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