MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
ANÁLISE DA VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
DE MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADO DE ÁGUA – ESTUDO DE
CASO: EDIFÍCIO RESIDENCIAL NEW YORK, CUIABÁ/MT
WALTER CORRÊA CARVALHO JUNIOR
CUIABÁ – MATO GROSSO Fevereiro de 2008
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
ANÁLISE DA VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
DE MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADO DE ÁGUA – ESTUDO DE
CASO: EDIFÍCIO RESIDENCIAL NEW YORK, CUIABÁ/MT
WALTER CORRÊA CARVALHO JUNIOR
Monografia submetida à Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia da Universidade Federal de Mato Grosso, como requisito para obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia Sanitária.
Orientador: Prof. Dr. Alexandre Silveira
CUIABÁ – MATO GROSSO Fevereiro de 2008
WALTER CORRÊA CARVALHO JUNIOR
ANÁLISE DA VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA
DE MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADO DE ÁGUA – ESTUDO DE
CASO: EDIFÍCIO RESIDENCIAL NEW YORK, CUIABÁ/MT
Monografia submetida à Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia da Universidade Federal de Mato Grosso, como requisito para obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia Sanitária.
Banca Examinadora
Prof°. Dr. Alexandre Silveira Orientador
Prof°. Dr. Luiz Airton Gomes Examinador
Prof°. Gonçalo Santana Baicere Examinador
DEDICATÓRIA
À Deus pela saúde que me concedeste, pelo ânimo nos momentos de cansaço e pelo dom da vida, fé e superação.
A meus queridos e amados pais e minha irmã Núbia Luiza, que não mediram esforços e dedicação na luta para me ofertarem o estudo, o aprendizado e o amor incondicional.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para que este trabalho fosse realizado: professores, colegas, amigos e moradores do edifício.
AGRADECIMENTOS
À Deus primeiramente, pela vida, pela minha família, pela graça concedida da participação e concretização deste trabalho.
Aos meus pais, Walter Corrêa Carvalho e Maria Luiza de Queiroz Carvalho, pelo apoio dispensado em meu favor e aos meus estudos, pelos gestos de amizade e compreensão nos momentos de dificuldades, pelo carinho e amor concedidos.
Ao orientador Prof.° Dr. Alexandre Silveira pela ajuda, dedicação, incentivo e conhecimento oferecido, que foram de grande valia no decorrer deste estudo e como lição para a vida.
À colega Aryadne Aquino que não mediu esforços em oferecer ajuda no decorrer deste trabalho, sendo receptiva no acesso ao seu lar, que sem isso, dificultaria muito o andamento do estudo.
A sindica e demais moradores do edifício New York, que direta ou indiretamente contribuíram para o avanço da pesquisa e proporcionaram a conclusão deste estudo. À Solange da Silva Corrêa pelo apoio oferecido em todas as horas, buscando entender minhas dificuldades e dedicando palavras amigáveis e afáveis que foram de grande conforto em momentos oportunos.
A todos os colegas de sala e de faculdade, professores, técnicos, servidores, amigos (as) e minha querida irmã, pois me fortaleceram a buscar crescimento, melhoria e dedicação na trajetória ao futuro profissional.
EPÍGRAFE
“Aqueles que param esperando as coisas melhorarem acabam descobrindo mais tarde que aqueles que não pararam estão tão na frente que não podem mais ser alcançados”.
SUMÁRIO
Pág. DEDICATÓRIA AGRADECIMENTOS EPÍGRAFE SUMÁRIO LISTA DE QUADROS ... i LISTA DE FIGURAS ... ii RESUMO ... iii ABSTRACT ... iv 1. INTRODUÇÃO ... 1 2. OBJETIVOS ... 2 2.1 – Objetivo Geral ... 2 2.2 – Objetivos Específicos ... 2 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 3
3.1 – Medição Individualizada de Água ... 3
3.2 – Hidrômetros ... 4
3.3 – Características do Consumo de Água em Edifícios ... 7
3.4 – Cálculos Hidráulicos ... 9
4. METODOLOGIA ... 14
4.1 – Consulta aos projetos do Edifício ... 15
4.2 – Caracterização do consumo de água no edifício ... 15
4.3 – Proposta para medição individualizada ... 15
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 17
5.1 – Dados de caracterização dos habitantes do edifício ... 17
5.1.1 Período de maior consumo no apartamento ... 17
5.1.2 Grau de Escolaridade ... 18
5.1.3 Modos de utilização da água ... 18
5.2 – Histórico de Consumo ... 21
5.3 – Projeto Hidráulico ... 23
6. CONCLUSÕES ... 35
ANEXOS
ANEXO 1. PLANTA COBERTURA E CX. D’ÁGUA (ORIGINAL) ANEXO 2. CORTE ESQUEMÁTICO – ÁGUA FRIA (ORIGINAL) APÊNDICES
APÊNDICE A. Questionário para Caracterização do consumo de água no Edifício New York.
APÊNDICE B. PLANTA BAIXA ARQUITETURA E ÁGUA FRIA – PAVIMENTO TIPO (3° PROPOSTA)
APÊNDICE C. PLANTA BAIXA DE COBERTURA – AGUA FRIA (3° PROPOSTA)
APÊNDICE D. DETALHES HIDRÁULICOS DOS AMBIENTES – (3° PROPOSTA)
i
LISTA DE QUADROS
Pág. Quadro 01: Pesos relativos nos pontos de utilização em função do aparelho
sanitário e da peça de utilização. Fonte: A.B.N.T. NBR 5626/98 ... 10
Quadro 02: Dimensionamento das tubulações ... 11
Quadro 03: Comprimentos equivalentes (m), peças de PVC rígido ... 11
Quadro 04 – Dimensionamento do hidrômetro individual para 1° Proposta ... 26
Quadro 05 – Orçamento de Hidrômetros para a 1° Proposta ... 26
Quadro 06 – Dimensionamento da vazão estimada no apartamento... 27
Quadro 07 – Dimensionamento das instalações hidráulicas ... 31
Quadro 08 – Verificação da Pressão no ponto mais desfavorável do Edifício ... 32
Quadro 09 - Verificação da Pressão Mínima na Válvula Redutora de Pressão ... 32
Quadro 10 – Cotação de preço de hidrômetros para 3° Proposta ... 34
ii
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 01 – Curva de Erros ... 05
Figura 02: Distribuição do consumo de água em unidade residencial unifamiliar. Fonte: Adaptado de ROCHA et al. 1999... 08
Figura 03: Sistema predial de água – edifício com mais de quatro pavimentos. FONTE: GONÇALVES (s.d.)... 08
Figura 04: Localização do Edifício New York, Cuiabá/MT. FONTE: Google Earth, 2007 ... 14
Figura 05: Tempo Médio de ausência dos condôminos por dia em seu apartamento... 17
Figura 06: Hábito dos condôminos de almoçar e/ou jantar em seu apartamento. 17 Figura 07: Hábito dos condôminos de viajar nas férias, feriados prolongados e/ou fins de semana... 18
Figura 08: Grau de escolaridade dos habitantes do edifício... 18
Figura 09: Número de banhos diários por pessoa... 19
Figura 10: Tempo de duração do banho por pessoa... 19
Figura 11: Utilização da água para lavagem de roupa pelos condôminos ... 20
Figura 12: Locais onde se verificou vazamento no apartamento ou no edifício. 20 Figura 13: Porcentagem de aprovação da mudança para o sistema de medição individualizada... 21
Figura 14: Consumo de água mensal no Edifício... 22
Figura 15: Indicador de Consumo por mês no Edifício pesquisado... 23
Figura 16: Configuração da válvula redutora de pressão do edifício ... 24
Figura 17: Shaft no banheiro de um dos apartamentos tipo ... 25 Figura 18: Configuração do esquema da derivação da coluna AF3 – 2° proposta ...
29 Figura 19: Traçado da tubulação pela aresta superior da parede no apartamento e posterior recobrimento com roda teto. Fonte: COELHO, 2004 ...
29 Figura 20: Esquema de adaptação das colunas de distribuição nos edifícios. Fonte: COELHO, 2004 ...
iii
RESUMO
CARVALHO JR., W.C. Análise da Viabilidade de Implantação do Sistema de Medição Individualizada de Água – Estudo de Caso: Edifício Residencial New York. Cuiabá, MT: 2008, 50p. Monografia para obtenção do Grau de Bacharel em Engenharia Sanitária. Universidade Federal de Mato Grosso.
O presente trabalho tem como objetivo apresentar e analisar propostas para implantação do sistema de medição individualizada de água em edifício residencial localizado na cidade de Cuiabá-MT, visando a economia e redução no consumo, democratização e maior justiça na cobrança e rateio das contas de água. Foi realizada a caracterização do consumo de água dos moradores através de questionário aplicado aos condôminos com o intuito de conceber os aspectos funcionais do edifício, hábitos e costumes dos moradores e foram propostas modificações no sistema hidráulico predial de modo a melhor adaptar o novo sistema de medição de água. Foram apresentadas três propostas. A primeira é implantar um hidrômetro em cada ramal de alimentação dos apartamentos. Esta proposta não apresentou viabilidade, pois há dificuldade na leitura dos medidores por parte da companhia de saneamento, não obstante seria a alternativa de menor custo e menores intervenções na estrutura do edifício. A segunda proposta é realizar uma derivação de coluna de água existente, conectá-la a um hidrômetro instalado no Hall e abastecer os cômodos do apartamento. Esta proposta não se apresenta viável pelo fato de que a coluna de água escolhida não suporta a vazão requerida para o apartamento. A terceira proposta, executar uma nova coluna de alimentação para abastecer cada apartamento com um hidrômetro medindo sua vazão consumida, esta última proposta é viável tecnicamente, pois atende as exigências hidráulicas estabelecidas pela Norma ABNT NBR 5626/98 – Instalação Predial de Água Fria porém, seu custo de implantação é mais oneroso.
PALAVRAS-CHAVE: Medição Individualizada de água, uso econômico e racional de água, instalações prediais de água fria.
iv
ABSTRACT
CARVALHO JR., W.C. Analysis of the Feasibility of Implementation of the System of Individual Measurement Water - Case Study: Residential Building New York. Cuiabá, MT: 2008, 50p. Monograph for obtaining Degree of Bachelor of Sanitary Engineering. Federal University of Mato Grosso.
This paper aims to present and examine proposals for deployment of the measurement system of individualized water in residential building located in the city of Cuiaba-MT, targeting the economy and reduction in consumption, democratization and greater justice in the collection of accounts and division of water. It held the characterization of water consumption of the residents through a questionnaire applied to residents with the aim of designing the functional aspects of the building, habits and customs of the residents and were proposed changes in the hydraulic system in order to land better adapt the new system of measurement of water. Three proposals were submitted. The first is to establish a meter in each branch of feeding the apartments. This proposal has not submitted viability, as there are difficulties in reading the meters by the company of sanitation, despite the alternative would be of lower cost and smaller interventions in the structure of the building. The second proposal is to carry out a derivation of the water column existing, connect it to a meter installed in the Hall in the supply rooms of the apartment. This proposal is not viable presents for the fact that the water column chosen does not support the flow required for the apartment. The third proposal, perform a new column of food to supply each apartment with a meter measuring their flow consumed this last proposal is technically feasible, since hydraulic meets the requirements established by ABNT – Brasilian Standards NBR 5626/98 - Installation of Water Cold Predial however, its cost of deployment is more costly.
KEYWORDS: Measurement individualized of water, economical and rational use of water, land facilities of cold water.
1. INTRODUÇÃO
O uso racional da água, nosso bem mais precioso, muito debatido por especialistas de gestão de recursos hídricos que procuram novas tecnologias, de baixo custo e soluções alternativas para sua preservação, esbarram na concepção cultural de esbanjamento e inesgotabilidade deste recurso que, se usado em excesso e de forma irracional há de se cogitar a ameaça de escassear de vez.
A água utilizada em condomínios verticais verificada por COELHO (2004), por vezes é desperdiçada tanto por vazamentos como pela má utilização da mesma, levando ao consumo excessivo e elevação dos custos da taxa condominial.
O MINISTÉRIO DAS CIDADES (2004) relata que apesar da medição do consumo de água visando à cobrança remontar aos tempos dos faraós egípcios e do império romano, o uso intensivo de medição individual para cobrança só se generalizou no início do século XX com o advento de medidores individuais compactos mais confiáveis, os hidrômetros.
Os principais Edifícios já construídos têm seu sistema de medição de água do modo coletivo, aonde a água chega da rede pública, passa pelo hidrômetro principal e segue em direção aos reservatórios, a conta é rateada entre os condôminos. Esse sistema, além de cooptar com a não preocupação em economizar água gera um custo injusto já que um apartamento onde habita oito pessoas paga a mesma quantia de um apartamento em que habita apenas duas. Isto justifica a procura cada vez maior por parte dos próprios moradores de edifícios pelo sistema de medição individualizada de água.
De acordo com COELHO (2004) para restabelecer o equilíbrio entre oferta e demanda de água e garantir a sustentabilidade do desenvolvimento econômico e social, é necessário que métodos e sistemas alternativos modernos sejam convenientemente desenvolvidos e aplicados em função de características de sistemas e centros de produção específicos. Neste sentido, a medição individualizada de água é uma prática conservacionista de excelente aplicabilidade, onde estudos apontam para uma redução de consumo entre 25% a 35%.
A medição é uma ferramenta de gestão do consumo de água segundo ANA (2005) que, uma vez estabelecida, permite monitorar o comportamento dessa grandeza e as tendências do usuário ao longo da vida útil da edificação, permitindo estabelecer projeções e formular cenários visando à otimização da utilização.
Por todos estes motivos, avaliou-se a possibilidade da aplicação deste sistema de medição de água alternativa, como forma de combate ao desperdício de água em edifícios verticais construídos com o sistema coletivo de medição, a fim de promover maior justiça na cobrança do consumo de água e colaborar com o desenvolvimento urbano sustentável.
2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral
Pesquisar a viabilidade da implantação do sistema de medição individualizada de água em Edifício Residencial Multifamiliar localizado na cidade de Cuiabá-MT, visando a redução no consumo e economia de água e maior justiça no rateio do dispêndio com a conta de água.
2.2 Objetivos Específicos
1. Elaborar um levantamento do perfil do consumo de água dos moradores do Edifício, identificando os possíveis pontos de maior consumo, através de questionário aplicado in loco;
2. Realizar análise e propor as possíveis modificações no projeto hidráulico para implantação do sistema de medição individualizada de água;
3. Analisar qual medidor de vazão melhor se aplica ao tipo de sistema predial de água em estudo;
4. Verificar se as modificações propostas no projeto estarão adequadas a Norma ABNT NBR 5626/98 – Instalação Predial de Água Fria;
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 Medição Individualizada de Água
A medição de água individualizada pode ser definida como sendo a apuração do consumo de forma individualizada (por economia residencial / comercial), realizada através de hidrômetro instalado no ramal de alimentação de cada unidade. (DESO, 2005)
Assim, de acordo com COELHO (2004), a conta de água/esgoto será estabelecida para cada apartamento com base no consumo registrado no hidrômetro individual, somado ao volume referente ao consumo comum do edifício (rateado). Este último é obtido pela diferença do volume registrado no medidor principal e o somatório dos volumes registrados nos medidores individuais.
Quanto aos objetivos da medição individual de água em apartamentos, o mesmo autor destaca estes, obtidos pelo mesmo através de estudo de caso, como sendo:
Redução do desperdício de água;
Redução do consumo de energia elétrica pela redução do volume bombeado para o reservatório superior;
Identificação de vazamentos de difícil percepção; Redução do volume efluente de esgotos;
Redução das contas de água/esgotos dos apartamentos.
A tarifa de água/esgoto sendo cobrada proporcionalmente ao consumo de cada apartamento provavelmente inibe o desperdício, já que cada condômino paga efetivamente pelo seu consumo, também possibilita a interrupção do fornecimento em caso de viagens longas ou não e, ainda, favorece o exercício da cidadania, pois cada um irá se preocupar com seu gasto.
Também se verificam algumas desvantagens na implantação do sistema de medição individualizada já que para modificação das instalações em qualquer edifício, primeiramente deve-se realizar votação em assembléia geral onde, pelo menos 51% dos condôminos devem estar a favor da mudança; o projeto das instalações de água deverá ser redimensionado, pois as mudanças realizadas nas tubulações e a implantação dos hidrômetros em cada apartamento certamente causarão impacto na perda de carga (perda de pressão na tubulação) e nas pressões dos pontos de utilização de água.
Um dos maiores inconvenientes é o fato de o tempo médio de execução da obra de reforma das instalações citado por COELHO (2004) ser de aproximadamente 20 (vinte) dias, dependendo da complexidade do sistema predial de água e do tamanho do edifício.
Tem-se verificado o crescente número de legislações pertinentes à medição individualizada de água, obrigando as edificações verticais a adaptarem hidrômetros individuais nas habitações, por exemplo, a Resolução Nº 162, de 11 de Maio de 2006 da Agencia Reguladora de Águas e Saneamento do Distrito Federal (ADASA),
4
estipula um prazo até o ano de 2010 para que todas as edificações verticais implantem hidrômetros individuais nas habitações do Distrito. Também é crescente o número de trabalhos acadêmicos a respeito deste tema que pode possibilitar maior proteção aos recursos hídricos e que são envolvidos no estudo desde fatores culturais, econômicos e financeiros dos indivíduos afins, tanto quanto o aspecto técnico dos profissionais envolvidos nesta área.
Em outros paises, como na Alemanha, a Norma DIN N. 1998 obriga todas as edificações residenciais a possuírem hidrometração individualizada. Nos países latino-americanos, devido a crescente preocupação com a disponibilidade de recursos hídricos, esta obrigatoriedade de hidrometração individualizada em edificações verticais surgirá inevitavelmente, espera-se.
3.2 Hidrômetros
Os sistemas de medição se constituem, segundo MINISTÉRIO DAS CIDADES (2004), num instrumento indispensável à operação eficaz de sistemas públicos de abastecimento de água, pois o conhecimento das diversas variáveis envolvidas, proporcionada pela medição permite explorar as melhores formas de operação do sistema de abastecimento em todas as suas partes: captação, adução de água bruta, tratamento, adução de água tratada, reservação e distribuição.
Ainda segundo o mesmo autor, entende-se por micromedição a medição do consumo realizada no ponto de abastecimento de um determinado usuário, independente de sua categoria ou faixa de consumo. Basicamente a micromedição compreende a medição permanente do volume de água consumido e que é registrado periodicamente por meio da indicação propiciada pelos hidrômetros.
Micromedidor é o termo usado em saneamento para o medidor que totaliza o volume fornecido aos usuários, base para a cobrança e faturamento, sendo normalmente denominado de hidrômetro. (MINISTÉRIO DAS CIDADES, 2004)
E ainda a medição do volume e da vazão de certa quantidade de água pode ser feita de dois modos:
- Direto: quando determinada quantidade de água é medida lançando-a em um reservatório cuja capacidade foi previamente determinada. Nesse procedimento de medição atribui-se à quantidade de água que se pretende medir um valor de volume obtido por comparação ao volume do reservatório, previamente conhecido, como exemplo deste tipo de medidor é o volumétrico;
- Indireto: quando a vazão (volume por unidade de tempo) e o volume são feitos por inferência ou a partir de medições de outras grandezas que são influenciadas pela passagem do fluxo de água, como exemplo os medidores velocimétricos ou de turbina.
Segundo MINISTÉRIO DAS CIDADES (2004), o hidrômetro é designado pela vazão porque seu desempenho quanto à sua função primordial, isto é, a medição do volume, é vinculada principalmente aos valores de vazão que por ele escoam.
Dentre as características que descrevem os hidrômetros, o autor citado julga ser de importância central conhecer o erro na indicação de volumes a que estão sujeitos. Esse fenômeno ocorre porque ao se fazer escoar por um hidrômetro certo volume previamente medido de água, obtém-se no mostrador do instrumento uma
5
indicação de volume diferente daquele previamente medido. Os erros de medição de um determinado hidrômetro não são, no entanto, uma função, somente do seu tipo ou modelo. Diversas outras variáveis também têm influência nos erros de medição. Podem ser citadas: o tempo de uso do hidrômetro, o volume já totalizado pelo instrumento, a qualidade da água que escoou pelo hidrômetro, os valores máximos de vazão a que esteve submetido, etc. A despeito do número e da relevância de cada variável, importa saber a cada momento, qual é o desempenho do instrumento quanto aos erros na sua indicação, ou seja, o erro na medição do volume, a figura 01 demonstra a curva de erros de um hidrômetro.
Figura 01 – Curva de Erros
Os campos inferior e superior de medição são definidos em função das vazões características do micromedidor que são associados a erros máximos admissíveis, conforme deixa claro o item 6.4.4.6 da Portaria 246/00. “Os erros máximos admissíveis na indicação do volume escoado dos hidrômetros são:
a. ± 5% entre Qmin, inclusive e Qt, exclusive; e
b. ± 2% entre Qt, inclusive e Qmax, exclusive.”
No total a Portaria 246/00 estabelece cinco vazões características, expressas em m³/h: Vazão nominal (Qn), Vazão máxima (Qmax), Vazão de transição (Qt), Vazão mínima (Qmin) e Vazão de início de movimento.
A vazão nominal (Qn) é a maior vazão em que o medidor deve funcionar, nas condições usuais de utilização, de maneira que a indicação do volume por ele escoado situe-se dentro dos erros máximos admissíveis estabelecidos pela Portaria 246/00. Observa-se na figura 01 que na vazão nominal os limites de erro admissíveis na medição do volume estão entre +2% e -2%. Segundo MACINTYRE (s.d.) esta vazão nominal é a descarga horária em escoamento uniforme expressa em metros cúbicos, sob a carga de 10 metros de coluna de água (100 kPa) e que indica, portanto, a capacidade do hidrômetro.
6
A vazão máxima (Qmax) é a maior vazão em que o medidor deve funcionar, em um curto período de tempo, de maneira que a indicação do volume por ele escoado situe-se dentro dos erros máximos admissíveis estabelecidos pela Portaria 246/00. O hidrômetro submetido à sua vazão máxima, em um curto período de tempo, deve manter seu desempenho metrológico quando posteriormente for empregado dentro de suas condições de uso. A vazão máxima é ainda usada na verificação da perda de carga do hidrômetro que não deve ultrapassar os valores estabelecidos na Portaria 246/00. Observa-se na figura 01 que na vazão máxima os limites de erro admissíveis na medição do volume estão entre +2% e -2%. Sendo as Vazões máximas (Qmax) mais utilizadas para as ligações prediais individuais são de 1,5 m³/h, 3 m³/h e 5 m³/h, segundo COELHO (2004).
A vazão de transição (Qt) corresponde àquela acima do qual o medidor deve funcionar, nas condições usuais de utilização, de maneira que a indicação do volume por ele escoado situa-se dentro dos erros máximos admissíveis estabelecidos pela Portaria 246/00. Embora a vazão de transição esteja na fronteira entre limites de erro distintos, a Portaria 246/00 explicita que na vazão de transição os limites de erro admissíveis na medição do volume estão entre +2% e -2%.
A vazão mínima (Qmin) corresponde àquela acima da qual o medidor deve funcionar, nas condições usuais de utilização, de maneira que a indicação do volume por ele escoado situa-se dentro dos erros máximos admissíveis estabelecidos pela Portaria 246/00. Conforme se observa na figura 01 os erros admissíveis na faixa de vazões que da Qmin, inclusive, até a Qt, exclusive, os limites de erro admissíveis na medição do volume estão entre +5% e -5%.
A vazão de início de movimento é aquela a partir do qual o hidrômetro começa a dar indicação de volume. A essa vazão característica não é associada nenhuma condição exigível quanto ao valor do erro. Em outras palavras, à observação do valor da vazão de início de movimento de um determinado hidrômetro não corresponde nenhuma faixa determinada.
Os hidrômetros são classificados pela sua classe metrológica. A Portaria 246/00 e a NBR 212/99 estabelecem três classes: A, B e C. A Portaria 246/00 estabelece a fabricação de hidrômetros para água fria de vazão nominal até 15 m³/h nas seguintes vazões: 0,6 – 0,75 – 1,0 – 1,5 – 2,5 – 3,5 – 5,0 – 6,0 – 10,0 e 15,0 m³/h. O entendimento do significado das classes requer o conhecimento do conceito apresentado pela Portaria 246/00, segundo o qual de maneira geral os hidrômetros apresentam erros de medição mais elevados quando medem sob vazões muito pequenas comparativamente a sua vazão nominal. Este conceito pode se tornar precioso e útil para o entendimento das classes de hidrômetros se expresso da seguinte forma: em geral os hidrômetros apresentam erros de medição tão mais elevados quanto menores forem as vazões sob as quais eles medem. A classificação dos hidrômetros decorre dessa propriedade e permite ordena-los de A para C, de forma que a exigência de erro máximo admissível em Qmin e Qt se aplique a valores cada vez menores dessas vazões características (Qmin, Qt). Assim, para uma mesma vazão nominal, um hidrômetro de classe A tem Qmin e Qt maiores que um de classe B e este, por sua vez, têm Qmin e Qt maiores que o de classe C. Ou seja, para os mesmos erros máximos admissíveis de ± 5% e ± 2% as vazões características Qmin e
7
Qt, respectivamente, são cada vez menores no sentido de classe A para a classe C, considerando hidrômetros de mesma vazão nominal.
Segundo MACINTYRE (s.d.) os hidrômetros volumétricos, quando novos, possuem maior sensibilidade e menor limite inferior de exatidão que os taquimétricos ou velocimétricos. Existe certa descontinuidade no consumo de água da linha de distribuição e mesmo no próprio suprimento de água, de modo que a pressão com a qual a água penetra no prédio, vinda do ramal e também do barrilete superior, também varia, o que afeta o valor da descarga real ou efetiva, uma vez que a pressão atuante seria diferente daquela prevista na calibragem do hidrômetro e que proporcionava a Vazão Nominal (Qn).
Existem hidrômetros de mostrador seco e hidrômetros de mostrador submerso ou molhado. Devido aos problemas que nos surgem do segundo tipo quando a água não é muito limpa, preferem-se os de mostrador seco na maioria dos casos.
Segundo MACINTYRE (s.d.) são dois os tipos empregados em instalações prediais:
– Hidrômetros volumétricos: Usados geralmente em pequenas descargas, como é o caso da hidrometração individualizada. Baseiam-se na medição direta do número de vezes que uma câmara de volume conhecido é cheia e esvaziada pela ação de um êmbolo dotado de movimento alternativo, ou de um disco rotativo de forma especial, ou, ainda, um disco oscilante. Exigem água sem detritos ou substâncias estranhas.
– Hidrômetros taquimétricos (de velocidade): Baseiam-se na dependência que existe entre a descarga e a velocidade de rotação do eixo de um rotor dotado de palhetas, ou de um molinete (hélice axial) colocado numa câmara de distribuição. Essa dependência é traduzida por um coeficiente obtido experimentalmente. Geralmente, é mais simples, de construção mais fácil, menor custo que os volumétricos, não obstante possuem menor sensibilidade e maior limite inferior de exatidão (Qmin e Qt), sendo mais indicado para o ramal de abastecimento dos prédios. Porém, é verificada a melhora na sua tecnologia de medição e fabricação, mostrando ótimas performances em baixas vazões como no caso da medição individualizada, e ainda, pelo preço mais acessível e larga escala de produção nacional está sendo atualmente o mais utilizado.
3.3 – Características do Consumo de Água em Edifícios
A ANA (2005) ressalta que é importante para a implantação do sistema de medição individual de água se ter o conhecimento da distribuição do consumo de água, que varia por tipologia de edificação e também entre as edificações de mesma tipologia, de acordo com especificidades dos sistemas e usuários envolvidos. A Figura 02 apresenta a distribuição do consumo de água num apartamento de um conjunto habitacional de interesse social, localizado na cidade de São Paulo. Vale ressaltar que os valores de consumo apresentado nesta figura são apenas ilustrativos e não representam, necessariamente, a realidade de toda e qualquer edificação habitacional.
8 Chuveiro 55% Lavatório 8% Bacia Sanitária 5% Lavadora de roupas 11% Pia 18% Tanque 3%
Figura 02: Distribuição do consumo de água em unidade residencial unifamiliar. Fonte: Adaptado de ROCHA et al. 1999.
Em edificações residenciais, os usos de água internos distribuem-se principalmente em atividades de limpeza e higiene, enquanto os externos ocorrem devido à irrigação, lavagem de veículos e piscinas, entre outros. Para a aplicação da medição setorizada ou individualizada em edifícios, é de suma importância compreender os aspectos físicos, funcionais e temporais das edificações, e suas relações com os sistemas prediais. (ANA, 2005)
De acordo com YAMADA et. al.(2001) as características dos usuários, tanto no contexto social e cultural, mas também no financeiro e econômico, tem grande importância em aplicações de metodologias de conservação de água. No caso da medição individualizada de água o pagamento da conta se torna restrito e individual e a variação do consumo se torna dependente do poder aquisitivo (renda) do usuário. O usuário com padrão de vida elevado pode, inconscientemente, ignorar as ações e metodologias de economia de água, ao contrário daquele que possui menor poder aquisitivo, que, na sua grande maioria, implementa ao máximo ações e hábitos que reduzam gastos.
Nas edificações existentes, a setorização ou individualização da medição do consumo é normalmente difícil de implantar, pois o sistema predial de água é usualmente concebido de forma verticalizada, com colunas de distribuição abastecendo pontos de consumo em ambientes similares sobrepostos, estando as tubulações quase sempre embutidas nas paredes (ver esquema típico de sistema predial com medição individualizada de água em um edifício com mais de quatro pavimentos na figura 03).
Figura 03: Sistema predial de água – edifício com mais de quatro pavimentos. FONTE: GONÇALVES (s.d.).
9
3.4 – Cálculos Hidráulicos
O MINISTÉRIO DAS CIDADES (2004) sugere para os cálculos de medidores em edificações verticais se utilizarem os procedimentos tradicionais de dimensionamento de instalações prediais de água fria citado na NBR 5626/98 em seu Anexo A, que serve para escolha do hidrômetro para residências unifamiliares com consumos mensais de no máximo 90 m³, a partir dos dados obtidos por MONTENEGRO (1987) em medições de consumo realizados na Região Metropolitana de São Paulo. Este método é denominado de “Dimensionamento por Vazão Estimada”.
A norma NBR 5626/98 estabelece, por questões de economia, como provável uma demanda simultânea de água menor do que a máxima possível, a partir da experiência acumulada na observação de instalações similares, que é o método dos pesos relativos. Os pesos relativos são estabelecidos empiricamente em função da vazão de projeto mostrado na tabela A.1 da norma, representada no Quadro 01. A quantidade de cada tipo de peça de utilização alimentada pela tubulação, que está sendo dimensionada, é multiplicada pelos correspondentes pesos relativos e a soma dos valores obtidos nas multiplicações de todos os tipos de peças de utilização constitui a somatória total dos pesos (ΣP). Usando a equação 1, esse somatório é convertido na demanda simultânea total do grupo de peças de utilização considerado, que é expressa como uma estimativa da vazão máxima (em litros por segundo) a ser usada no dimensionamento das tubulações e dos hidrômetros. Nos hidrômetros considera-se a vazão nominal como a metade dessa vazão máxima.
P
Q 0,3 (1) PORTO (2004) relata que em um escoamento de água em tubulações, por princípio da aderência, as partículas imediatamente adjacentes às fronteiras sólidas da tubulação ficam imóveis, o que resulta em um diferencial de velocidade entre elas e as vizinhas, que se propaga para toda massa fluida em escoamento, criando tensões tangenciais e dissipação de energia por atrito ou geração de turbulências.
Em outras palavras significa dizer que em escoamento de líquidos por tubulações, é causada uma agitação nas moléculas da água gerando choques entre as partículas que produz uma resistência ao movimento e faz com que o escoamento perca energia ou tenha “perda de pressão”, a este fenômeno é chamado “perda de carga”. Ainda há outros fatores que interferem neste processo como a rugosidade da tubulação e a sua dimensão, a velocidade do escoamento e a distância percorrida pelo líquido.
A seqüência de cálculos citado no Anexo A da Norma NBR 5626/98 recomenda que a perda de carga deva ser calculada através da Fórmula de Fair– Whipple–Hsiao, demonstrada abaixo, adaptada por PORTO (2004) para obter o resultado em metros de coluna d’água (mca):
75 , 4 75 , 1 0008695 , 0 D Q J (2) Onde,
10
Q é a vazão dada em m³/s;
D é o diâmetro interno da tubulação dado em metros (m).
Quadro 01: Pesos relativos nos pontos de utilização em função do aparelho sanitário e da peça de utilização. Fonte: A.B.N.T. NBR 5626/98
Aparelho Sanitário Peça de Utilização Vazão de projeto
(L/s) Peso Relativo Bacia Sanitária Caixa de descarga 0,15 0,3 Válvula de descarga 1,70 32
Banheira Misturador (Água Fria) 0,30 1,0
Bebedouro Registro de Pressão 0,10 0,1
Bidê Misturador (Água Fria) 0,10 0,1
Chuveiro ou Ducha Misturador (Água Fria) 0,20 0,4
Chuveiro Elétrico Registro de Pressão 0,10 0,1
Lavadora de Pratos ou de Roupas Registro de Pressão 0,30 1,0
Lavatório Torneira ou Misturador (Água Fria) 0,15 0,3
Mictório Cerâmico Com sifão integrado Válvula de descarga 0,50 2,8 Sem sifão integrado
Caixa de descarga, registro de pressão ou válvula de descarga para mictório.
0,15 0,3
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de
pressão
0,15 por metro de
calha 0,3
Pia
Torneira ou misturador (água fria) 0,25 0,7
Torneira elétrica 0,10 0,1
Tanque Torneira 0,25 0,7
Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 0,20 0,4
A escolha do diâmetro da tubulação, relatada na prática, deve ser calculada para perdas de carga de no máximo 8 % (0,08 mca/m) e a velocidade não superior a 2,5 m/s de forma a evitar ruídos que possam perturbar o sono das pessoas conforme citado por COELHO (2004), e pressões estáticas e dinâmicas nas tubulações e nos pontos de utilização conforme NBR 5626/98. As dimensões das tubulações utilizadas em água fria devem estar de acordo com a ABNT EB – 892/77. Para simplificar os
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cálculos foi montado o Quadro 02 para dimensionamento de tubulações, onde para uma determinada vazão têm-se o diâmetro relativo de forma a atender as especificações citadas:
Quadro 02: Dimensionamento das tubulações
Quadro Diâmetros Vazões Máximas para até 8% de perda de carga e velocidade máxima de 2,5 m/s
DE(mm) DI (mm) Øint (m) V (m/s) J (m/m) Qmax(m³/s) Q (l/s)
25 21,6 0,0216 1,09 0,0799 0,000399 0,40 32 27,8 0,0278 1,31 0,0804 0,000795 0,80 40 35,2 0,0352 1,55 0,0804 0,001508 1,51 50 44 0,044 1,81 0,0798 0,002752 2,75 60 53,4 0,0534 2,08 0,0799 0,004658 4,66 75 65,4 0,0654 2,41 0,0802 0,008096 8,10 85 75,6 0,0756 2,50 0,0714 0,011222 11,22 110 97,8 0,0978 2,50 0,0517 0,018781 18,78
Em que DE é o diâmetro externo da tubulação utilizado como referência para venda, DI e Øint é o diâmetro interno da tubulação em mm e m, respectivamente, utilizado para o cálculo da perda de carga, V é a velocidade do escoamento, J é a perda de carga unitária e Qmax e Q é a vazão máxima de projeto que atende as especificações para determinado diâmetro.
É utilizado o método dos comprimentos equivalentes para se calcular a perda de carga nas conexões das tubulações através do quadro 03 a seguir, adaptada da A.B.N.T. (1998, apud. PORTO,2004):
Quadro 03: Comprimentos equivalentes (m), peças de PVC rígido.
Diâmetro externo mm-ref. Joelho 90° Joelho 45° Curva 90° Curva 45° Te 90° Direto Te 90° Lateral Registro globo aberto Registro gaveta aberto 25 – ¾” 1,2 0,5 0,5 0,3 0,8 2,4 11,4 0,2 32 – 1” 1,5 0,7 0,6 0,4 0,9 3,1 15,0 0,3 40 – 1 ¼” 2,0 1,0 0,7 0,5 1,5 4,6 22,0 0,4 50 – 1 ½” 3,2 1,3 1,2 0,6 2,2 7,3 35,8 0,7 60 – 2” 3,4 1,5 1,3 0,7 2,3 7,6 37,9 0,8 75 – 2 ½” 3,7 1,7 1,4 0,8 2,4 7,8 38,0 0,9 85 – 3” 3,9 1,8 1,5 0,9 2,5 8,0 40,0 0,9 110 – 4” 4,3 1,9 1,6 1,0 2,6 8,3 42,3 1,0
A A.B.N.T. cita que os registros de fechamento (gaveta), por serem de passagem plena da vazão e apresentarem pequena perda de carga, podem ser desconsiderados, porém nos cálculos deste trabalho consideraram-se os registros.
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Para realizar o cálculo da Pressão disponível no ponto mais desfavorável é utilizada a seguinte equação:
Hf Hg P
PJUSANTE MONTANTE (3) Onde:
PJUSNTE é a Pressão disponível a jusante do trecho considerado; PMONTANTE é a Pressão disponível a montante do trecho considerado;
Hf é a perda de carga no trecho considerado;
Hg é o desnível geométrico entre o ponto a montante e a jusante que é considerado negativo se for contrário ao fluxo da água e positivo se a favor do fluxo.
A NBR 5626/98 em seu item n°. 5.3.5 dita que em qualquer ponto de utilização e peça do aparelho sanitário a pressão não deve ser inferior a 10 KPa (1,0 mca), exceto o ponto da caixa de descarga que pode ter o mínimo de 5 KPa (0,5 mca). Em condições estáticas (sem escoamento) a pressão da água em qualquer ponto de utilização da rede predial não deve ultrapassar a 400 KPa (40,0 mca) e em condições dinâmicas (com escoamento) não deve ser inferior a 5 KPa (0,5 mca).
A perda de carga total num trecho de tubulação de água, como recomenda a Norma A.B.N.T. – NBR 5626/98, deve ser calculada através da seguinte equação:
J L
Hf (4) Onde:
Hf é a perda de carga total no trecho de tubulação considerado;
L é o comprimento total (comprimento real da tubulação somado aos comprimentos equivalentes das conexões) em metros;
J é a perda de carga unitária (m/m), calculada pela equação 2.
A velocidade do escoamento também deve ser verificada e a norma estabelece que a velocidade máxima da água em qualquer trecho de tubulação deve ser inferior a 3 m/s, ressaltando que neste estudo utilizou-se a recomendação prática de calculo para velocidade máxima de 2,5 m/s. A velocidade do escoamento é dada através da Equação 5: 2 4 D Q V (5)
Em que: V é a velocidade de escoamento do líquido em m/s; Q é a vazão em m³/s; é o número pi e D é diâmetro interno da tubulação em m.
Pela Norma ABNT 5626/98 a perda de carga em hidrômetro pode ser estimada empregando-se a seguinte expressão:
2 . 2 . 36 h Qest QMAX (6) Em que:Δh é a perda de carga no hidrômetro, em quilopascal (KPa), salientando que 1,0 mca vale aproximadamente 10 KPa;
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Q
esté a vazão estimada na seção considerada, em litros por segundo (l/s);QMAX. é a vazão máxima especificada para o hidrômetro, em metros cúbicos por hora (m³/h).
Os fabricantes de hidrômetros realizam testes para levantar a Curva de Erros e Curva de Perda de Carga de seus equipamentos, portanto, a perda de carga no hidrômetro pode ser obtida através da curva oferecida pelo vendedor que é válida para os cálculos.
4. METODOLOGIA
Esta pesquisa teve como local de estudo o Edifício Residencial New York, localizado na Rua Marechal Deodoro, nº 1055, Centro – Cuiabá/MT, nas coordenadas geográficas 15° 35’ 24,5”S e 56° 05’ 48,0”W, como mostra a figura 04. Este estudo de caso teve intermediação da síndica do edifício que facilitou o acesso aos projetos e demais ambientes do edifício. Este Edifício possui 19 pavimentos com 2 apartamentos por andar, sendo os dois últimos um duplex (inferior e superior), resultando num total de 34 apartamentos tipo e 2 apartamentos duplex. Cada apartamento tipo possui os seguintes ambientes: 2 suítes; 3 dormitórios; 1 banheiro e 1 lavatório; 1 cozinha; 1 área de serviço; 1 depósito; 1 espaço multiuso e 1 sala de estar/jantar, ressaltando que esta é a composição original e que alguns condôminos modificaram seus apartamentos; a planta baixa do pavimento tipo encontra-se no APENDICE B. Para simplificação dos cálculos e pela dificuldade de acesso aos apartamentos duplex, estes foram considerados como apartamentos tipo, ou seja, para efeito de cálculo das instalações de água fria são 36 apartamentos tipo. Cada pavimento tipo possui aproximadamente 310 m².
Figura 04: Localização do Edifício New York, Cuiabá/MT. FONTE: Google Earth, 2007.
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A metodologia deste trabalho obedeceu a seguinte seqüência:
Consulta aos projetos do Edifício, para analise e entendimento;
Elaboração e aplicação de questionário para caracterização do consumo de água do edifício;
Avaliação das contas do consumo de água;
Elaboração de propostas para implantação da medição individual de água e escolha do hidrômetro a ser utilizado no sistema proposto;
E análise de adequação das propostas à Norma NBR 5626/98 – Instalação Predial de Água Fria.
4.1 – Consulta aos projetos do Edifício
Foi realizada consulta aos projetos do edifício, onde se constatou que faltavam projetos de importância para o estudo, como: parte do projeto hidráulico - não foram encontradas as vistas ou perspectivas em isometria das tubulações nos apartamentos, planta baixa do pavimento tipo, térreo e subsolo, cortes e fachada do Edifício. Foi apenas encontrada a Planta de Cobertura com detalhe do Reservatório Superior e o Esquema Vertical Hidráulico, ANEXO 1 e 2, respectivamente. Por este fato, teve-se que produzir a planta do pavimento tipo, que se encontra no APÊNDICE B, tendo sido realizado através do Software AUTO CAD, com base em planta esquemática do apartamento oferecido por um dos moradores do edifício, analisada através de visita in loco em 2 (dois) apartamentos tipo para verificação do local e no registro fotográfico dos ambientes. Na visita in loco utilizou-se uma trena de 5 (cinco) metros para medir as dimensões do apartamento, comparar com a planta obtida e verificar sua veracidade. O traçado da tubulação de água fria no interior dos apartamentos foi confeccionado a sentimento com base apenas na visualização dos registros dos banheiros e na analise das possibilidades de traçado das tubulações. 4.2 – Caracterização do consumo de água no edifício
Foi elaborado e aplicado questionário (APÊNDICE A) para caracterizar o consumo de água no edifício, em que são realizadas perguntas diretas quanto aos hábitos, costumes e formas de utilização da água.
Esta pesquisa realizou-se em janeiro de 2007 e foi utilizada para caracterizar o perfil do consumo de água dos moradores do edifício, que possuía em média 3,55 habitantes por apartamento. Dos 36 (trinta e seis) apartamentos, 2 (dois) encontravam-se desabitados. O total de condôminos residentes no Edifício era de 121 (cento e vinte e uma) pessoas.
Junto com esta caracterização do perfil verificou-se o consumo de água no edifício através de consulta e análise das contas de água de janeiro de 2005 a janeiro de 2007, utilizada para levantar o Indicador de Consumo (IC) do edifício.
– Proposta para medição individualizada
Para implantar a medição individualizada no edifício buscou-se propor adaptações no projeto hidráulico de modo que causasse menos transtornos aos moradores, ou seja, que tivesse menores intervenções possíveis nas estruturas do edifício e que fosse de fácil aplicação.
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Visando isto, tiveram-se três propostas:
1° Proposta, a que causaria menos intervenção na estrutura do edifício, seria implantar um hidrômetro em cada ramal de alimentação dos apartamentos, sendo aplicado um hidrômetro em cada ambiente que possua instalações de água fria;
2° Proposta seria utilizar uma coluna já existente, tomando-se uma derivação nesta e implantando um hidrômetro por apartamento para abastecer seus ambientes hidráulicos. Foi escolhido a coluna AF 3 e AF 4, lado direito e lado esquerdo do edifício, respectivamente, que abastece o Filtro Geral junto com a cozinha e desce do barrilete superior com uma tubulação de diâmetro nominal de 40 mm.
3° Proposta, adequar uma nova coluna partindo dos barriletes de distribuição (superior e inferior), de modo a atender todos os apartamentos com um hidrômetro locados no Hall de entrada para facilitar a leitura.
Para escolha do tipo de hidrômetro utilizou-se uma recomendação prática dos projetistas, onde se somou os pesos relativos de todos os aparelhos e calculou-se a vazão máxima estimada no trecho (Qest) através da equação 1. A vazão máxima do
hidrômetro (Qmax.) é considerada o dobro da vazão estimada no trecho, escolhendo-se o hidrômetro de vazão máxima equivalente ou o de valor logo acima.
A escolha do hidrômetro na 1° proposta foi modificada de modo a diminuir a possibilidade de erro dos medidores de vazão, já que nesta proposta seria medido o consumo de água em cada ambiente, sendo assim, foram somadas as vazões dos aparelhos sanitários com maior probabilidade de uso simultâneo.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 – Dados de caracterização dos habitantes do edifício
Em janeiro de 2007, o edifício possuía em média 3,55 habitantes por apartamento. Dos 36 (trinta e seis) apartamentos, 2 (dois) encontravam-se desabitados, chegando-se a encontrar até o máximo de 6 (seis) moradores e mínimo de 2 (dois) moradores em um apartamento. O total de condôminos residentes no edifício era de 121 (cento e vinte e uma) pessoas.
Foi elaborado e aplicado um questionário para caracterizar o consumo de água no edifício, em que são realizadas perguntas diretas quanto aos hábitos, costumes e formas de utilização da água.
5.1.1 Período de maior consumo no apartamento
Foi perguntado o tempo médio que os condôminos se ausentam de seus apartamentos. O resultado é apresentado na Figura 05.
Tempo Médio de ausencia no apto/dia
19% 52% 24% 5% Até 04h 04h - 08h Mais de 08h não respondeu
Figura 05: Tempo médio de ausência dos condôminos por dia em seu apartamento.
Verifica-se que a maior parte dos moradores (cerca de 50%), ficam de 04h a 08h ausentes de seu apartamento. Foi perguntado se os condôminos têm o costume de almoçar ou jantar no apartamento, o resultado é apresentado na Figura 06.
Tem o Costume de almoçar/jantar no apto?
21% 5% 64% 5% 5% Só almoçar Só jantar Almoçar e jantar nenhum variado
Figura 06: Hábito dos condôminos de almoçar e/ou jantar em seu apartamento.
Verifica-se que a maioria dos moradores do edifício, 64%, tem o costume de realizar as refeições nos apartamentos, enquanto 31% dos moradores realizam ao
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menos uma das refeições no apartamento. Perguntou-se também se possuem o costume de viajar nos fins de semana e feriados. Este resultado é apresentado na Figura 07.
Costuma viajar nos fins de semana, férias e/ou feriados? 36% 32% 11% 21% sim não/às vezes fins de semana férias/feriados
Figura 07: Hábito dos condôminos de viajar nas férias, feriados prolongados e/ou fins de semana.
Cerca de 70% dos condôminos costuma viajar nos feriados, fins de semana e/ou férias, concluindo-se assim que o período em que pode ocorre maior consumo de água no edifício é durante a semana, quando a maioria dos moradores encontra-se em seus apartamentos.
5.1.2 Grau de Escolaridade
A Figura 08 a seguir retrata o grau de escolaridade dos habitantes do edifício pesquisado, na qual EFI significa Ensino Fundamental Incompleto, EFC – Ensino Fundamental Completo, EMI – Ensino Médio Incompleto, EMC – Ensino Médio Completo, ESI – Ensino Superior Incompleto, ESC – Ensino Superior Completo.
Figura 08: Grau de escolaridade dos habitantes do edifício.
Verifica-se que mais da metade dos habitantes do edifício possuem o Ensino Superior Completo (58%). A porcentagem de 14% com ensino fundamental incompleto é devido as crianças moradoras do edifício.
5.1.3 Modos de utilização da água
Foram levantados dados referentes as mais diversas formas de utilização da água, as quais representam as principais características dos hábitos de consumo de água dos habitantes, retratando as ações e tarefas diárias comuns. Foi perguntado
Grau de escolaridade 14% 2% 6% 12% 8% 58% EFI EFC EMI EMC ESI ESC
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qual o número médio de banho diário por morador, o resultado é apresentado na Figura 09. Nº de Banhos Diários/Pessoa 64% 26% 5% 5% 1 a 2 2 a 3 3 ou mais não respondeu
Figura 09: Número de banhos diários por pessoa.
Verifica-se uma freqüência de 1 (um) a 2 (dois) banhos diários por pessoa (64%), fazendo-se uma média ponderada dos dados obtidos na Figura 09 acima chega-se ao valor médio de 1,853 banhos por pessoa ao dia. Levando em consideração que o total de moradores no Edifício é de 121 (cento e vinte e uma) pessoas, tem-se um valor médio de 224,17 banhos por dia no Edifício. Para saber se este valor é significativo, deve-se calcular o consumo de água que o chuveiro impõe ao condomínio por tempo de banho. Para isso foi perguntado aos condôminos qual o tempo médio de demora no banho por pessoa, o resultado é apresentado na Figura 10.
Tempo Médio de Banho/Pessoa
73% 11% 5% 11% 5 a 10 min. 10 a 15 min. 15 a 20 min. não respondeu
Figura 10: Tempo de duração do banho por pessoa.
Verificando-se que a maior porcentagem (73%) dos moradores, demora de 5 a 10 minutos no banho. Fazendo-se a média ponderada dos resultados apresentados na Figura 10 acima, chega-se a um valor médio de 8,68 minutos por banho.
A NBR 5626/98 recomenda uma vazão de 0,20 l/s em chuveiros para cálculo no dimensionamento das instalações prediais de água fria, que é a vazão máxima provável do aparelho. O fabricante de chuveiros Corona apresenta na “homepage” da empresa (www.corona.com.br) valores de vazões específicas dos chuveiros entre 3,0 a 5,1 l/min. Para efeito de cálculo de consumo nesta pesquisa, serão utilizados os dois valores extremos encontrados de vazões em um chuveiro.
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Considerando o valor médio de 224,17 banhos por dia no edifício e que a média de demora no banho é de 8,68 minutos ou 520,8 segundos, chegam-se as seguintes conclusões:
Para o valor de vazão mínimo nos chuveiros de 3,0 l/min ou 0,05 l/s, o consumo de água no edifício é 5837,38 litros/dia ou 5,837 m3/dia ou ainda 175,12 m3/mês.
Para o valor de vazão média máxima nos chuveiros de 0,20 l/s ou 12 l/min, o consumo de água no edifício é 23349,54 litros/dia ou 23,35 m3/dia ou ainda 700,5 m3/mês.
Os valores de consumo de água no chuveiro são comparados com o consumo total do edifício no item 5.2.
Foi perguntado aos condôminos como é realizada a utilização da água para lavagem da roupa em cada apartamento, o resultado é apresentado na Figura 11.
Como é realizada a lavagem de roupa?
5% 79% 11% 5% 0% Tanque - a mão máquina de lavar roupa
roupa lavada fora tanque e máquina os 3 tipos
Figura 11: Utilização da água para lavagem de roupa pelos condôminos. A lavagem de roupa é toda realizada no próprio edifício e 79% dos condôminos o fazem utilizando máquina de lavar.
Para se investigar as perdas no sistema de água, foi perguntado no questionário se os condôminos já tinham averiguado vazamentos em algum ambiente do edifício, os resultados são apresentados na Figura 12.
Onde se verificou vazamento
53% 21% 21% 5% Vaso Sanitário Chuveiro - Torneira Não se Verificou ou Não Respondeu Tubulações
Figura 12: Locais onde se verificou vazamento no apartamento ou no edifício. Verificou-se que 53% dos entrevistados já viram algum tipo de vazamento no vaso sanitário, os condôminos disseram que já haviam sanado o vazamento logo após
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a constatação, vale ainda ressaltar que todos os banheiros dos apartamentos possuem bacia sanitária com caixa de descarga. De acordo com COELHO (2005), os vazamentos na caixa de descarga são devido a quatro problemas:
Bóia quebrada: quando ocorre colapso no dispositivo de fechamento; Bóia com má regulagem: o nível dinâmico da bóia, ou seja, codificado ou está abaixo do ideal;
Comporta ressecada: é o problema mais freqüente, a comporta de fechamento se resseca devido ao ataque do cloro ou envelhecimento natural da borracha;
Comporta ou sedes sujas: devido a matéria em suspensão trazida pela água e que vai aderindo às paredes chegando a causar vazamento constante.
Como última questão foi perguntado aos entrevistados se eles aprovariam a mudança do sistema de medição coletiva para o de medição individualizada mesmo sabendo que implicaria em um custo, o resultado é apresentado na figura 13 a seguir.
Você aprovaria a medição individualizada de água mesmo sabendo que implicaria num custo
74% 5% 21% Sim Não Dependo do Custo
Figura 13: Porcentagem de aprovação da mudança para o sistema de medição individualizada.
Dos entrevistados, 74% responderam que aprovariam a mudança, pois a cobrança da taxa condominial seria mais justa que o atual sistema de medição – sistema coletivo – cada um pagaria de acordo com seu consumo. E 21% dos entrevistados responderam que para aprovação desta mudança, ficam na dependência dos custos que a mesma implicará.
5.2 – Histórico de Consumo
De acordo com a Agência Nacional de Águas a análise do consumo permite o conhecimento da utilização da água no sistema, porém, deve ser realizado com planejamento adequado para realizar o levantamento documental das características físicas e funcionais do edifício.
O levantamento do consumo no edifício foi feito a partir das contas de água de janeiro de 2005 a janeiro de 2007, que é administrada pela Companhia de Saneamento da Capital (SANECAP). O resultado deste levantamento é apresentado na Figura 14.
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Variação do Consumo de Água
1511 1498 1484 1390 1228 1637 1710 1560 1444 1464 1446 1346 1424 1342 1056 1019 1228 1756 1690 1223 1509 1485 1669 1495 1319 1437,32 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 ja n /0 5 fe v /0 5 m a r/ 0 5 a b r/ 0 5 m a i/ 0 5 ju n /0 5 ju l/ 0 5 a g o /0 5 s e t/ 0 5 ou t/ 0 5 n o v /0 5 d e z /0 5 ja n /0 6 fe v /0 6 m a r/ 0 6 a b r/ 0 6 m a i/ 0 6 ju n /0 6 ju l/ 0 6 a g o /0 6 s e t/ 0 6 ou t/ 0 6 n o v /0 6 d e z /0 6 ja n /0 7 C o n su m o ( m ³)
Figura 14: Consumo de água mensal no Edifício.
A média de consumo mensal do edifício foi de 1437,32 m3/mês, de janeiro de 2005 a janeiro de 2007 em quinze meses esta média foi superada chegando ao consumo máximo de 1756 m3 registrado no mês de julho de 2005. Durante dez meses o consumo ficou abaixo da média, sendo registrado o consumo mínimo de 1019 m3 no mês de janeiro de 2005. Analisando este gráfico pode-se perceber que os picos de consumo acontecem entre os meses de junho a setembro que são os meses de estiagem (seca), onde realmente ocorre maior consumo de água devido à umidade relativa do ar estar baixa e as altas temperaturas do ar. Os consumos mínimos ocorrem nos meses entre novembro e fevereiro, que são os meses chuvosos e que pelos resultados obtidos na Figura 07, ocorre o maior número de viagens devido às férias.
A partir destes valores pode-se calcular a representação do consumo de água nos chuveiros do edifício, considerando o consumo mensal do chuveiro para os dois extremos calculados no item 5.1.3 que são de no mínimo 175,12 m3/mês e de no máximo 700,5 m3/mês. Sendo a média de consumo de água no edifício 1437,32 m3/mês, o consumo para vazão mínima no chuveiro representa 12,18% e a vazão máxima no chuveiro representa 48,73% do consumo no edifício. Na figura 02 tem-se que o chuveiro pode representar até 55% do consumo de água, sendo o item que mais consome em um edifício. Se considerar o maior consumo registrado nas contas de água que foi de 1756 m3 o consumo no chuveiro representaria de 9,97% a 39,89% do consumo total neste mês.
A ANA (2005) propõe o levantamento do Indicador ou Índice de Consumo (IC), que é a relação entre o volume de água consumido em um determinado período, denominado período histórico, e o número de agentes consumidores nesse mesmo período como forma de avaliar o consumo de água, sendo o agente consumidor a variável mais representativa do consumo em uma determinada tipologia de edificação. Na Figura 15 é apresentado Indicador de consumo do edifício.
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CURVA INDICADOR DE CONSUMO (l/hab.dia)
341,80 341,80 283,63 429,75 420,57 471,07 488,76 411,51 465,56 386,88 408,82 407,49 340,41 402,48 420,01 374,64 386,89 392,29 423,20 450,96 459,78 441,26 382,45 367,13 300,94 250 300 350 400 450 500 550 ja n -0 5 fe v -0 5 m a r-0 5 a b r-0 5 m a i-0 5 ju n -0 5 ju l-0 5 a g o -0 5 s e t-0 5 o u t-0 5 n o v -0 5 d e z -0 5 ja n -0 6 fe v -0 6 m a r-0 6 a b r-0 6 m a i-0 6 ju n -0 6 ju l-0 6 a g o -0 6 s e t-0 6 o u t-0 6 n o v -0 6 d e z -0 6 ja n -0 7 In d ic a d o r d e C o n s u m o ( l/h a b .d ia )
Indicador de Consumo Média de Consumo = 400,06 l/hab.dia
Figura 15: Indicador de Consumo por mês no Edifício pesquisado. Verifica-se que em catorze meses o consumo superou a média que é de 400,06 l/hab/dia. COELHO (2004) apresenta uma tabela de estimativa de consumo onde para apartamentos residenciais com 100 a 200 m2 de área, o consumo estimado é de 200 l/hab/dia. O consumo no edifício é o dobro do estimado. O autor faz uma estimativa do consumo de um edifício de 32 apartamentos, com área de 120 m2 e taxa de ocupação de 5 (cinco) pessoas por apartamento, onde o consumo estimado ficou sendo 960 m3/mês. Em dois anos de histórico de consumo no edifício o consumo mínimo ficou sendo 1019 m3 no mês, um pouco acima do citado.
5.3 – Projeto Hidráulico
Para efeito de cálculo, o duplex foi considerado como sendo um apartamento tipo e o desnível geométrico entre o barrilete superior e o início do ramal de alimentação do 18° pavimento como tendo 6 (seis) metros bem como da saída da válvula redutora de pressão até o abastecimento do ramal do 1° pavimento, pois no térreo e no subsolo julgou-se como o mesmo traçado e mesma concepção hidráulica do reservatório superior e duplex que é apresentada na Planta de Cobertura original, ANEXO 1. Com base na visita in loco, medindo-se a altura da parede com uma trena e analisando o esquema vertical hidráulico, ANEXO 2, arbitrou-se o pé-direito do edifício em 3,00 metros. Este procedimento estimado teve que ser realizar pelo fato de não haver plantas suficientes que facilitassem a visualização do projeto e ao difícil acesso ao interior dos apartamentos e do duplex.
No esquema hidráulico é verificado que do 18° pavimento até o 8° pavimento o abastecimento se dá de forma descendente e para o abastecimento do 1° pavimento até o 7° pavimento, desce uma tubulação de ferro galvanizado de diâmetro ø50mm até a Válvula Redutora de Pressão que então, retorna até um barrilete inferior e segue abastecendo as colunas de forma ascendente. Ainda foi verificado que todas as bacias sanitárias dos apartamentos possuem caixa de descarga, sendo um fator imprescindível para a implantação do sistema de medição individualizado de água.
Cada apartamento possui uma cozinha que é abastecida pelas colunas AF3 e AF4, dois banheiros nas suítes abastecidas provavelmente pelas colunas AF5A e AF6A, um banheiro social abastecido pela coluna AF7B e AF8B e um lavatório e
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área de serviço abastecido pelas colunas AF1A e AF2A, estas verificações foram realizadas in loco e com base na planta de cobertura do prédio e na Planta do Pavimento tipo, ANEXO 1 e APÊNDICE B, respectivamente, totalizando 4 (quatro) colunas por apartamento ou 8 (oito) colunas para cada pavimento tipo.
É identificado um sistema predial de água quente no edifício, porém não sendo utilizada atualmente, portanto não foi caracterizada por não fazer parte do tema do trabalho, não obstante, considerou-se o desenho da tubulação de cobre nos ambientes, pois sua concepção tem influência na forma e configuração do desenho das tubulações de água fria. Ressaltando-se que por não haver desenho do projeto hidráulico, este foi reconstituído a sentimento.
Não foi encontrado o desenho da válvula redutora de pressão, que se localiza no subsolo do edifício e é constituída por tubulação de ferro galvanizado com diâmetro de 1 ½” até o barrilete inferior localizado no piso térreo, onde se divide para abastecer o restante dos apartamentos, sua configuração é mostrada na Figura 16, relatado in loco. A configuração do reservatório superior e seu barrilete pode ser visualizada no detalhe da planta de cobertura original do prédio, ANEXO 1.
Figura 16: Configuração da válvula redutora de pressão do edifício. As propostas para modificação das instalações hidráulicas levaram em consideração o tipo de sistema do edifício, vale destacar que a pressão na saída da válvula, medida visualmente, é de aproximadamente 4,0 Kgf/cm² (40 mca). O resultado das propostas é apresentado a seguir.
1° Proposta
Primeiramente foi proposto realizar a instalação de 1 (um) hidrômetro em cada ramal de alimentação de modo que fosse medida a vazão consumida em todos os ambientes com instalação de água fria. Como não há os detalhes hidráulicos dos apartamentos, recorreu-se a solução de medir com uma trena as dimensões dos ambientes.
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O ponto onde locar o hidrômetro foi escolhido de modo a facilitar a leitura e causar menos intervenções nas paredes dos apartamentos. Foi proposta a implantação dos hidrômetros nos shafts dos banheiros e no caso da cozinha embaixo da pia, é apresentada na Figura 17 uma ilustração do shaft localizado no banheiro social do apartamento.
Figura 17: Shaft no banheiro de um dos apartamentos tipo.
Pelo fato de existir 8 (oito) colunas por pavimento, têm-se a necessidade da aquisição de 144 (cento e quarenta e quatro) hidrômetros para instalar um em cada ramal do apartamento. Nesta proposta são verificadas vantagens e desvantagens de suma importância para aplicabilidade do sistema:
Vantagens
Poucas intervenções na estrutura do edifício, pois foi proposto instalar os hidrômetros no shaft já existente como no caso do banheiro ou em outro local de fácil acesso;
Despertaria uma conscientização ambiental nos moradores, pois eles poderiam acompanhar o consumo de água em cada ambiente e buscariam formas de otimizar o gasto excessivo;
Facilitaria a percepção de vazamentos nas tubulações ou peças sanitárias.
Desvantagens
Dificuldade para a empresa de saneamento realizar a leitura dos hidrômetros dentro dos apartamentos;
Deixaria o sistema de medição mais oneroso, já que seriam muitos hidrômetros a serem adquiridos e instalados;
Difícil manutenção de vários hidrômetros;
Para escolha do tipo de hidrômetro utilizou-se uma recomendação prática, onde se somou a vazão dos aparelhos que tem maior probabilidade de uso simultâneo e escolheu-se o hidrômetro de vazão máxima igual ao dobro da vazão estimada para o ambiente, como mostrado no Quadro 04:
