METODOLOGIA PARA IMPLEMENTAÇÃO DE AÇÕES VISANDO
REDUÇÃO DE CONSUMO DE ÁGUA EM EDIFÍCIOS ESCOLARES
Lúcia Helena de Oliveira(1)
Profa Enga Civil 1981. Mestre em Engenharia Civil pela EPUSP 1991.
Sônia M. Nogueira e Silva
Eng. Civil 1972 Univers. Federal do Pará. Coord. do PURA/SABESP.
Paulo Massato Yoshimoto
Engo Civil 1975, Faculdade de Engenharia de Lins. Superintendente. de Planejamento e Apoio da Distribuição da RMSP - SABESP.
Orestes Marraccini Gonçalves
Engo Civil 1974. Prof. Dr. em Engenharia Civil da EPUSP em 1986.
Endereço(1): Av. Prof. Almeida Prado Travessa 02 Cidade Universitária São Paulo SP
-CEP: 05508-900 - Brasil - Tel: (011) 818-5408 - Fax: (011) 818-5206 - e-mail:
lho@pcc.usp.br
RESUMO
Órgãos Governamentais, vem promovendo encontros com dirigentes, técnicos e profissionais ligado à área de Saneamento e Meio Ambiente, para discutir formas de melhorar o aproveitamento de recursos de água potável no mundo. O Brasil, sendo possuidor de fartas reservas de Recursos Hídricos, já sofre a sua escassez em algumas regiões. A mmaaiioorr reresseerrvvaa dede áágguuaa dodoccee dodo papaííss concentrado na Região NNoorrttee,, susuaass ágáguuaass e
essttããoo aaffeettaaddaass pepelloo memerrccúúrriioo uuttiilliizzaaddoo nono gagarriimmppoo clclaannddeessttiinnoo.. Segundo padrões estabelecidos pelo Banco Mundial, quando a disponibilidade de água da região chega à média de dois mil metros cúbicos/habitante/ ano, pode-se estar diante do primeiro alerta da falta de água num futuro próximo. Em alguns Estados das Regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste, já estão abaixo da média, informação da ONU. Na Região Sudeste, citamos o caso da Grande São Paulo que estará condenada a escassez da água, se os dirigentes governamentais, consumidores não se conscientizarem para uma mudança cultural, adotando procedimentos que levem a economia da água nas suas atividades diárias. A SABESP como prestadora de serviços de Saneamento vem desenvolvendo várias tecnologias para redução de consumo de água, inclusive utilizando metodologias por tipologias de edifícios dentro do Programa do Uso Racional da Água – PURA.
PALAVRAS-CHAVE: Metodologia, Redução de Consumo, Economia de Água,
Tecnologia de Ponta.
INTRODUÇÃO
preocupação com a qualificação e a redução das demandas de água, associadas ao melhor entendimento dos usos finais e ao desenvolvimento de tecnologias que promovam economias através do emprego de produtos mais eficientes, tem motivado a implantação de Programas de Uso Racional da Água em Edifícios, de âmbito nacional/regional, em diversos países considerando a economia proveniente da redução dos volumes de água a serem fornecidos aos consumidores urbanos.
Dentro do PURA para a RMSP, apresentamos uma metodologia desenvolvida em um Projeto Piloto em Escola Pública , com o objetivo de reduzir o consumo de água através de ações tecnológicas e social, que poderá ser estendido a outros edifícios semelhantes componde-se de: levantamento de dados; detecção e correção de vazamentos; avaliação do potencial de diminuição do volume de água através da redução de Perdas e do Uso Racional da Água; substituição/adição de componentes hidráulicos convencionais por economizadores ou de baixo consumo; campanhas educacionais para sensibilização e conscientização dos usuários para evitar o desperdício de água nas suas atividades diárias; caracterização de hábitos e vícios quanto ao mau uso da água.
METODOLOGIA PARA IMPLEMENTAÇÃO DE PROGRAMA DE USO RACIONAL DA ÁGUA EM ESCOLAS
(vide fluxograma - figura 01)
Levantamento de Dados
Ao planejar a intervenção do PURA, é necessário o conhecimento do sistema por parte da equipe de trabalho. O planejamento deve ter como base o conhecimento dos documentos e levantamento de dados aqui descritos: projeto arquitetônico; projeto hidráulico; histórico do consumo de água; número de funcionários, alunos e turnos.
Histórico do Consumo de Água
Antes de iniciar os trabalhos, solicitar à direção da escola ou à Concessionária de serviços de água/esgoto que presta serviços ao município, os consumos mensais de água dos últimos doze meses. Verificar se existe uma diferença muito grande entre os valores de consumo de um mês para outro, exceto nos meses de julho, dezembro e janeiro, que são meses de férias e o consumo é menor, a não ser que tenha ocorrido algum evento especial na escola, como uma ampliação, cursos extras, etc. Caso haja um aumento significante de consumo de água de um mês para outro, sem justificativa, pode ser indício de vazamento. Se os valores de consumo forem aproximadamente iguais, calcule a média aritmética dos doze meses:
Cm = Soma dos consumos dos doze meses (m3/mês) 12
Cadastrar o consumo de água dos últimos doze meses, pois estes valores servirão de parâmetro para a avaliação de cada uma das ações a serem implementadas.
Cálculo do Consumo Diário “per capita”
Para obtenção deste valor, levantar o número total de alunos do mesmo ano - somatória do número de alunos de todos os turnos. Calcular o consumo diário “per capita” para todos os meses do período, fazendo-se as seguintes considerações:
• para o mês de janeiro - mês de férias para os alunos, considerar no cálculo somente a população de funcionários e um período de 22 dias. É importante ressaltar que este valor não entra no cálculo da média anual; para os meses de julho e dezembro, considerar somente a população de alunos e um período de 15 dias; para os demais meses considerar somente a população de alunos e um período de 22 dias.
O consumo diário “per capita” para um determinado mês, é calculado da seguinte forma: C = Consumo de água do mês x 1000 (L/aluno/dia)
(no. de alunos x 22 dias)
Observa-se que os períodos são considerados em função do cronograma de atividades da escola. Os números aqui propostos são os praticados por escolas estaduais de primeiro e segundo graus. Determinado o consumo médio diário “per capita” compará-lo com o valor de 20 L/aluno/dia que é um valor médio obtido de levantamentos preliminares de escolas estaduais da cidade de São Paulo, realizado pela SABESP em abril/97. Se o “per capita” diário for maior que este valor, é indicio de desperdício no sistema, e portanto, é necessária as ações que visem redução do consumo de água. Se o “per capita” diário for menor que este valor, considera-se que o sistema está em boas condições, mas poderá reduzir ainda mais o consumo com a implementação das ações.
Campanhas de Conscientização
Realizar campanhas educativas para sensibilização e conscientização do usuário para evitar o desperdício, abordando:
• Panorama sobre a escassez dos recursos, disponibilidade de água, limitações de retirada de água de outras bacias, taxação das retiradas dessas águas, lei usuário / poluidor / pagador, conflitos pela falta d’água. A campanha deve ser realizada de forma suave e agradável para que o usuário se sinta estimulado e não obrigado a economizar água. A campanha compõe-se de palestras; fitas de vídeo e CD-ROM; peças de teatro; gincanas escolares dentro do tema PURA; distribuição de brindes como: bonés, adesivos, quebra-cabeças, divulgação do assunto no jornal interno; distribuição de folhetos com dicas de economia de água, cursos de pesquisa de vazamentos, etc.
O usuário deve participar do PURA para colaborar e facilitar os trabalhos de levantamento. Após o diagnóstico e antes do Plano de Intervenção, recomenda-se iniciar a campanha de conscientização.
Levantamento do Sistema
O conhecimento do sistema hidráulico predial bem como as atividades desenvolvidas é necessária para a realização de levantamento geral do edifício como: histórico do consumo de água relativo aos últimos doze meses; características do edifício; população do edifício.
Não sendo possível adquirir os projetos, obter informações do sistema através de funcionários antigos da manutenção, elaborar croquis das áreas ou do edifício completo.
Caracterização do Edifício
Os dados são interessantes para um melhor conhecimento das características físicas e das atividades desenvolvidas no edifício, como: área de construção; área de construção da casa do zelador; área de pavimentação externa; área verde; relação de ambientes; horários das atividades dos sistema.
Sistema Hidráulico
Dados da fonte de suprimento de água da escola se há intermitência no fornecimento, qual o destino final do esgoto sanitário-público, fossa séptica/outro. Para facilitar a realização dos trabalhos propomos o levantamento do sistema hidráulico conforme os itens seguintes.
Sistema de Medição
Caso a água seja proveniente da rede pública cadastrar o número do hidrômetro, bem como a vazão nominal e diâmetro do ramal de entrada e material do ramal.
Sistema de Reservação
Quantidade, tipo e capacidade dos reservatórios e planta de localização.
Sistema Hidráulico Externo
Levantamento do sistema hidráulico externo é realizado em conjunto com o de reservação.
Ramal de Alimentação
Vistoriar o ramal de alimentação do medidor até os reservatórios. Verificar e monitorar a pressão dinâmica por no mínimo três dias neste trecho.
Detecção de Vazamento
Para realização de uma verificação rápida e eficiente da possibilidade de vazamento neste trecho, utilizar os testes do hidrômetro e de sucção.
Procedimentos
• Utilizar o método convencional elaborado pelas prestadora de serviços de água e esgoto (companhia de saneamento)
Exemplo ilustrativo:
Tabela 1 - Teste do Hidrômetro - Seja um teste do hidrômetro realizado no período das 9h e 15min às 9h e 45min.
Horário (1) Leitura (2) Consumo (m3) (3) Perda de Água (L/s) (4) 9:15 123,9842 --- ---9:20 123,9988 0,0146 0,049 9:25 124,0148 0,0160 0,053 9:30 124,0310 0,0162 0,054 9:35 124,0458 0,0148 0,049 9:40 124,0610 0,0152 0,051 9:45 124,0768 0,0158 0,052 Média --- --- 0,0513
(1) horário a cada 5 minutos; (2) leitura no dial do hidrômetro; (3) Consumo = 123,9988 - 123,9842 = 0,0146 m3
(4) Perda de água = 0,0146 x 1000 = 0,049 L/s 300
Média = 0,049 + 0,053 + 0,054 + 0,049 + 0,051 + 0,052 6
Média = 0,0513 L/s, que é o valor médio da perda de água por vazamento.
Este teste poderá ser realizado no período noturno, com apenas duas leituras, exemplo uma às 22 h e a outra às 6 h , permitindo detectar com maior precisão o vazamento. Neste período a pressão da rede pública é maior, portanto, os vazamentos serão maiores. Alguns casos não se consegue detectar o vazamento através destes testes, ou então o vazamento já foi detectado mas não se determinou o local. Deve-se recorrer aos serviços de empresas especializadas em detecção de vazamentos que utilizam equipamentos especiais.
Reservatórios
Os reservatórios enterrados e elevados também devem ser vistoriados e realizado detecção de vazamentos utilizando a metodologia convencional elaborada pelas empresas de Saneamento, podendo ser detectados os seguintes problemas:
• infiltração em reservatórios enterrados; torneira de bóia ou sistema automático de bóia desregulado ou danificado e permitindo a perda de água através do extravasor; registro de limpeza semi-aberto e permitindo a perda de água.
Sistema Hidráulico Interno
O levantamento do sistema hidráulico interno deve-se detectar vazamentos visíveis em todos os pontos de consumo dos ambientes sanitários, elencando-os com recurso de planilha, indicando também as condições de funcionamento, características dos componentes hidráulicos. Observar também manchas de umidade em paredes e tetos, as quais são indicativas de vazamentos em tubulações embutidas, como também registrar o volume de perdas dos vazamentos observados nesta etapa.
Torneiras
Para estimar o volume diário de água perdida contar o número de gotas em 1 minuto e utilizar a tabela 1 para quantificar aproximadamente o volume perdido de água.
Tabela 2 - Estimativa da perda diária de água de torneiras em função da freqüência do gotejamento.
Gotejamento Freqüência Volume Médio Diário (L/dia)
Lento até 40 gotas/min 08
Médio 40 < no gotas/min ≤ 80 08 a 15
Rápido 80 < no gotas/min ≤ 120 15 a 24
Muito rápido impossível de contar maior que 44
Filete φ≈ 2 mm escoamento contínuo maior que 137 Filete φ≈ 4 mm escoamento contínuo maior que 441
Assim, durante o levantamento pode-se cadastrar o volume estimado de perda de todas as torneiras que apresentem vazamento.
Chuveiros
Verificar se há manchas amareladas na parede abaixo do registro do chuveiro, indicando vazamento. Observar gotejamento na cabeça do chuveiro. Cadastrar estes dados.
Bacias Sanitárias
Os vazamentos em bacias sanitárias, tanto com válvulas de descarga quanto com caixa de descarga, ocorrem com muita freqüência e muitas vezes são difíceis de serem percebidos (não-visíveis). Utilizar os testes convencionais. Observar também a existência de vazamento no engate flexível, no botão acionador de válvulas de descarga, no conjunto de entrada de água, etc. As bacias sanitárias com válvula de descarga podem “disparar” e isto provoca grande perda em pouco tempo. Os usuários/responsável pela manutenção devem ter essas informações, cadastrar as mesmas de forma simples facilitando sua utilização.
Mictórios
Verificar se os mictórios são coletivos ou individuais. Observar os vazamentos e ainda se o registro permanece aberto 24h. Este tipo de funcionamento causa grande desperdício.
Outros Componentes
Cadastrar outros componentes existentes no edifício, como: equipamentos especiais de laboratório, sistemas de irrigação, etc. Observar funcionamento e vazamentos. Após o levantamento do sistema hidráulico interno, processar as informações e apresentar quadros resumos com todos os tipos de componentes, com ou sem vazamentos, no caso de torneiras, com ou sem arejador , conforme tabela 3. As informações podem ser agrupadas por ambientes, em pequenos sistemas ou por pavimento em grandes sistemas.
Tabela 3 - Quadro resumo de informações a serem apresentadas após o levantamento
Sistema hidráulico interno.
Ambiente/Pavimento LvAF Ar. Vaz. PAF Ar. Vaz. VD Vaz. CD Vaz. Ch Vaz. BB Vaz. Sanitário Feminino 1 Sanitário Masculino 2 Cozinha Copa Outros TOTAL onde:
LvAF - torneira de lavatório (água fria); Ar - arejador Vaz - vazamento PAF - torneira de pia (água fria); VD - bacia sanitária com válvula de descarga; Ch - chuveiro; Bb - bebedouro; CD - bacia sanitária com caixa de descarga; Aumentar o número de colunas à medida que surgirem componentes hidráulicos diferentes como lavatórios com torneira de água quente, ducha, tanque, etc; No item vazamento, colocar o valor estimado de vazamento diário, esta informação ajudará no momento do diagnóstico.
População do Edifício
Considera-se as populações fixa e flutuante. População fixa é aquela constituída de funcionários, professores e alunos, e população flutuante a que não tem horário fixo de permanência na escola. É usual a disponibilização de quadras de esportes em finais de semana para a comunidade, e também instalações internas para a realização de concursos. Apesar do controle populacional, para esta tipologia considera-se no cálculo do consumo diário “per capita” somente o número total de alunos, uma vez que o número de professores e funcionários é muito menor que o número de alunos, conforme descrito no item 1.2.1.
Procedimentos dos Usuários
O levantamento dos procedimentos relacionados ao uso da água deve ser realizado com a maior discrição, para que o usuário não mude de comportamento e mascare as informações que serão repassadas ao profissional da campanha educativa. Estas observações devem ser realizadas quando do levantamento dos componentes de utilização e através de visitas ao local com outra finalidade como, verificar o funcionamento de alguns componente ou equipamento. Os principais ambientes que devem ser observados quanto aos usos da água são: cozinha, lanchonete, laboratórios e sanitários.
Alguns procedimentos inadequados que freqüentemente são observados nos locais são: • Cozinha e Lanchonete: deixar torneira aberta enquanto realiza outras atividades ou conversa;
• Laboratórios: lavar vidraria com torneira liberando água somente em algumas peças durante várias horas; não fechar adequadamente a torneira após o uso.
• Sanitários: deixar mal fechada torneiras dos lavatórios; jogar lixo nos sanitários, jogar ou varrer o lixo para caixa sifonada, o que causa entupimento do esgoto, e portanto, aumentando o consumo de água para a desobstrução da tubulação.
• Jardins: irrigação do jardim em horário inadequado - horário de muita insolação, o que provoca maior evaporação e, consequentemente, maior desperdício.
Estas informações são importantes para a campanha educativa direcionada àqueles usuários específicos. Alguns procedimentos para higienização de alimentos, ambientes e utensílios foram desenvolvidos por especialistas da área (manual da ABERC/São Paulo).
Sistemas Especiais
Havendo sistema especial que consuma água, como ar condicionado, sistema de destilação em laboratório ou outros, levantar as características técnicas dos equipamentos, como vazão, período diário de funcionamento e perdas de água no processo. As informações devem ser cadastradas para se obter uma estimativa percentual do volume de água absorvida pelos equipamentos no sistema. Estas informações são importantes para avaliar o reaproveitamento da água para outros fins, exceto o sistema de ar condicionado, que há perdas por evaporação. O sistema de ar condicionado deve ser vistoriado regularmente para manter o funcionamento adequado e evitar perdas, como a extravasão de água das bacias das torres.
Diagnóstico
Após a conclusão dos levantamentos elaborar o diagnóstico do sistema, para uma melhor compreensão das condições de funcionamento do mesmo, sobretudo das perdas de água; as seguintes informações são de suma importância:
• consumo médio mensal de água - média dos últimos doze meses (m3/mês); consumo médio diário “per capita” (L/aluno/dia); estimativa mensal do volume de água perdido em vazamentos (m3/mês)
• índice de vazamento = no de componentes com vazamento x 100 (%) no. total de componentes;
• índice de perda mensal = volume de água perdido em vazamentos x 100 (%) volume de água mensal consumido
Plano de Intervenção
Com base no Diagnóstico realizado elaborar o plano de intervenção, cujas ações devem ser iniciadas pelo ponto crítico do sistema. Caso o sistema esteja em ótimas condições deve-se implementar as campanhas de conscientização e as campanhas educativas.
Campanha Educativa
A campanha é realizada através de palestras e cursos diretamente relacionados aos usuários que desenvolvem determinadas tarefas tais como: funcionários de laboratórios; de cozinha e lanchonete; da limpeza; de manutenção predial; jardineiros.
Atividades que podem ser desenvolvidas na campanha: curso de pesquisa de vazamento, ministrado pelas concessionárias ou outras entidades; palestras de procedimentos para higienização de utensílios de cozinha e preparação de alimentos; palestras que abordem procedimentos de limpeza geral, limpeza de reservatórios e irrigação de jardins.
Esta etapa poderá ser aplicada desde o início da implementação do PURA, podendo-se motivar os usuários com prêmios e comendas pela participação efetiva na redução do consumo de água.
Manutenção do Sistema
A manutenção do sistema é fundamental para a redução do consumo de água. Propomos que a manutenção seja realizada em duas etapas. A primeira deve ser realizada no sistema hidráulico externo - ramal de alimentação, reservatórios e sistema de irrigação de jardim. A segunda, após um período de avaliação da primeira, iniciar nos pontos de utilização.
Substituição dos Componentes
O objetivo desta ação é reduzir o consumo de água independentemente da vontade do usuário. Ela deve ser implementada quando o sistema estiver completamente estável, ou seja, sem nenhum vazamento.
Avaliação Econômica da Substituição de Componentes
Antes da substituição dos componentes recomenda-se uma avaliação econômica das ações para a alteração do sistema. Verificar com antecedência, os componentes que se pretende utilizar, seus respectivos custos, inclusive de mão-de-obra e ainda verificar a necessidade de obras civis.
Especificações Técnicas
A especificação dos componentes eficientes que irão substituir ou dos dispositivos em torneiras e chuveiros que irão ajudar na redução do consumo de água deve ser realizada com base em observações das atividades relacionadas ao uso da água dos usuários e da avaliação técnico - econômica e ainda a pressão dos pontos de usos.
Tabela 04 - Especificação de equipamentos hidráulicos economizadores.
PONTO DE USO EQUIPAMENTOS
Pia de cozinha Arejador vazão constante AP/BP
Chuveirinho dispersante AP/BP
Lavatório p/mãos Válvula de acionamento com pé AP/BP
Lavatório Torneira hidromecânica fecho automático com ciclo de 6
segundos AP/BP
Torneira hidromecânica fecho automático com ciclo de 6 segundos AP/BP anti-vandalismo
Torneira eletrônica de banca com sensor a pilha ou 110/220V, AP/BP
Registro regulador de vazão (metal)
Registro regulador de vazão (plástico/metal)
PONTO DE USO EQUIPAMENTOS
Mictório Mictório com sensor a pilha
Mictório com sensor 110/220 V
Válvula de mictório hidromecânica com fecho automático com ciclo de 6 segundos AP/BP – alternativa anti-vandalismo
Chuveiro
Válvula hidromecânica de fecho automático para chuveiro elétrico ou aquecedores de acumulação – alternativa
anti-vandalismo
Bacia Sanitária Válvula Salient Flux (deve ser acoplada a uma bacia VDR)
Bacia VDR com caixa acoplada com acionamento de 6 litros/descarga
Outros Torneira de acionamento restrito plástico
Torneira de acionamento restrito cromado Registro de pressão de acionamento restrito
Obs.: As caixas de descarga deverão vir com a marca d’água (water line) para regulagem da bóia, as mesmas deverão ser acoplada à uma bacia de Volume de Descarga Reduzido – VDR
AP – Alta pressão BP - Baixa pressão
Chuveiros e duchas
Para os chuveiros e duchas recomenda-se instalação de restritor de vazão, com pequeno investimento obtém-se uma redução considerável na vazão, e portanto a redução do consumo será representativa, há casos em que o restritor de vazão não se adapta ao chuveiro existente, substituir o chuveiro convencional pelo chuveiro com restritor de vazão. Alternativa: utilização de chuveiros hidromecânicos em banheiros de funcionários.
Figura 1 - Estrutura da metodologia para a redução e avaliação do consumo de água em edifícios. DETECÇÃO DE VAZAMENTO COMPONENTED E UTILIZAÇÃO SISTEMAS ESPECIAIS LEVANTAMENTO DO SISTEMA INICIO
HISTÓRICO DO CONSUMO DE ÁGUA DOS ÚLTIMOS DOZE MESES
CÁLCULO DO CONSUMO MÉDIO DE ÁGUA POR ALUNO POR DIA
SISTEMA BOM, MAS PODE SER MELHORADO
CAMPANHA DE CONSCIENTIZAÇÃO
PROCEDIMENTOS DOS USUÁRIOS CONSUMO DIÁRIO “ PER CAPITA” ≤ 20 L/ALUNO/DIA • o porquê do PURA • etapas do PURA • metas do PURA • como participar do PURA S N DIAGNÓSTICO
• consumo médio mensal de água
• consumo médio diário “ per capita”
• índice de vazamento
• estimativa do volume mensal de perda
• índice de perda mensal
PLANO INTERVENÇÃO LOCALIZAÇÃO E CORREÇÃO DE VAZAMENTOS NA REDE EXTERNA LOCALIZAÇÃO E CORREÇÃO DE VAZAMENTOS NA REDE INTERNA
SUBSt. E/OU ADEQUAÇÃO DE COMPONENTES CONVENCIONAIS POR ECONOMIZADORES CAMPANHA EDUCATIVA PARA USUÁRIOS ESPECÍFICOS AVALIAÇÃO DO IMPACTO DEREDUÇÃO -IR (%)
IR = consumo médio mensal após PURA x 100
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. KONEN, T.P. The impact of water conserving plumbing fixtures on residential water use
characteristics: a case study in Tampa- Fla. Stevens Institute of Technology, Feb. 1993.
2. GONÇALVES, O M. et. al Programa de economia de água nos edifícios – Uso Racional da
