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1Aluna de Pós-Graduação em Engenharia Urbana da Universidade Federal da Paraíba – e-mail:
sabelleyruska@yahoo.com.br; Prof. Dr., Universidade Federal da Paraíba – Centro de Tecnologia – DEC, 58051-900 João Pessoa PB – Telefax: (83) 3216-7684 – e-mail: celso@ct.ufpb.br; ³Engenherio da Caixa Enconômica Federal, João Pessoa, Paraíba – e-mail: fburity@cabobrancoprive.jpa.com.br.
CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA EM CONDOMÍNIOS HORIZONTAIS Isabelle Yruska de Lucena Gomes da Costa1;
Celso Augusto Guimarães Santos2 e Fernando A. Burity3
RESUMO – O presente artigo aborda sobre a captação de água pluvial em condomínios horizontais na cidade de João Pessoa para usos não-potáveis, tais como jardinagens, lavagem de carros, etc., com a finalidade de reduzir o consumo de água observado nestes empreendimentos. O aproveitamento de água de chuva é uma das alternativas para a redução da escassez de água, conservação dos mananciais e contribuição para uma melhora no sistema de drenagem urbana. Com base num estudo de caso, observou-se que o consumo no condomínio diminui em dias de chuvas, bem como nos dias posteriores, revelando que uma grande parte do consumo de água do condomínio é destinada a usos menos nobres. Assim, propõe-se um dimensionamento de reservatório único para o condomínio a fim de armazenar a água de chuva captada a partir dos telhados de 22 novas edificações com área média de coleta de 50 m².
CAPTURE OF RAINWATER IN HOUSE CONDOMINIUMS
ABSTRACT – The present paper treats about the rainwater capture in house condominium in João Pessoa city for unpotable uses, such as garden, car washing, etc., in order to reduce the water demand observed in those condominiums. The rainwater use is one of the alternatives to reduce the water shortage, river conservation and contribution to improve the urban drainage system. Based on a case study, it was observed that the water demand in the condominium reduced during the rainy days, as well as during the days after rain, which revealed that a great part of the water consume of the condominium is to unpotable uses. Thus, it is proposed the dimension of a single reservoir for the condominium in order to store rainwater from roofs of 22 new houses with a mean capture area of 50 m².
INTRODUÇÃO
Segundo Vendramel (2002), a crescente urbanização na segunda metade do século XX elevou a demanda por recursos hídricos de tal modo que a população mundial está usando mais da metade da água superficial disponível, e estima que, por volta de 2025, essa proporção alcance 70%. Como conseqüência, haverá uma redução da quantidade e da qualidade da água dos ecossistemas aquáticos, responsáveis por variadas funções necessárias à vida. Embora a água existente seja um recurso renovável, ela tende a se deteriorar em função do seu uso indiscriminado, o que compromete conseqüentemente a quantidade de água com qualidade disponível para consumo nas diversas localidades. Segundo Moreira (2001), a importância da água é explicada pelo fato dela ser essencial ao ser humano, ao desenvolvimento econômico e à preservação do meio ambiente.
De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), no Brasil, o percentual de pessoas vivendo em áreas urbanas passou de 36,16% em 1950 para 81,25% em 2000, ao passo que na Paraíba, este percentual passou de 26,66% para 71,06%, para os mesmo anos. Este aumento populacional acarreta problemas de abastecimento, merecendo a atenção e preocupação de populações e autoridades de todo o mundo. E fica evidente a importância da ocorrência de uma gestão integrada do recurso água que incentive o seu uso racional e favoreça o desenvolvimento de sistemas sustentáveis como forma de prevenção contra a escassez.
Atualmente, fala-se mais em economizar a água para contornar o problema da escassez. Segundo Rapoport (2004), a água de reuso é uma opção correta do ponto de vista ambiental, já que contribui para diminuição da captação e conseqüente redução nas vazões de lançamento de efluentes. Entretanto, para que possa ser utilizada deve-se levar em conta a questão da saúde pública. Existem padrões para reuso em alguns países do mundo que fazem do reuso de água, uma prática habitual. Entretanto, aqui no Brasil, estas práticas são preliminares.
O sistema de captação de águas pluviais é uma das alternativas para a redução da escassez de água e conservação das águas dos mananciais. As águas pluviais são captadas e armazenadas para um posterior consumo de usos não-nobres como rega de jardim, lavagens de carro, etc. Sua captação pode ser realizada de diversas formas. O sistema de captação de água de chuva compõe-se por uma área de captação ou área de contribuição (telhado); subsistema de condução (calhas e dutos); dispositivo para desvio das primeiras chuvas (by-pass); reservatório (cisterna); tratamento; meio elevatório (balde com corda, sarilho com manivela, bombas hidráulicas); e reservação (caixa d’água).
Como alternativa para reduzir o consumo de água potável em usos não nobres em condomínios horizontais, propõe-se a captação de água de chuva. Assim, este artigo apresenta um estudo de caso do consumo de água em condomínio horizontal na cidade de João Pessoa, propondo o dimensionamento de um reservatório único para o condomínio em estudo.
MATERIAL E MÉTODOS
Captação de água pluvial e sua qualidade
Países como Austrália, Alemanha, Japão já possuem um grande número de sistemas instalados para o aproveitamento de água de chuva. No Brasil, este aproveitamento está em pleno desenvolvimento, existindo poucos estudos a respeito da captação de água pluvial.
Os elementos que constituem os sistemas para captação de água de chuva são entendidos como área de captação, componentes de transporte (calhas e tubos de quedas) e a cisterna. Segundo Campos (2004), a área de captação é aquela onde ocorre toda a coleta da água pluvial. É um ponto crítico para o dimensionamento correto do sistema, pois, a partir dele é que será determinada a água possível de ser captada e aproveitada.
Devem ser observados alguns fatores importantes para a qualidade da água pluvial, tais como, • A área de captação deve ser conservada limpa, impermeabilizada, feita com material não tóxico e livre de fissuras e vegetações;
• Um sistema de filtragem deverá ser implementado antes da água entrar na cisterna;
• Para evitar entrada de animais na cisterna, deve-se colocar proteções em todas as entradas do tanque;
• O tanque deve ser mantido fechado impedindo a entrada de iluminação para evitar o crescimento de algas e microorganismos e sua proliferação;
• Periodicamente deve-se realizar a limpeza de calhas, telas e outros materiais que compõem o sistema de captação;
• Não deve ser realizado o consumo direto da água do tanque sem qualquer tratamento após a primeira precipitação;
• Deve-se evitar misturar a água captada da chuva com outras fontes de água.
Para uma melhor qualidade da água captada é recomendado o descarte dos primeiros milímetros de água de chuva devido à concentração de poluentes tóxicos na atmosfera de áreas urbanas como o dióxido de enxofre (SO2) e o óxido de nitrogênio (NO), além da poeira e fuligem acumulada nas superfícies coletoras (calhas e cobertura).
Dimensionamento de um reservatório único para o condomínio em estudo
O condomínio horizontal em estudo situa-se na cidade de João Pessoa, Paraíba (Figura 1). Neste condomínio verifica-se a necessidade de dimensionar um reservatório único para o armazenamento de água de chuva e sua posterior utilização para fins não nobres devido ao elevado consumo de água.
Grande parte dos métodos existentes para o dimensionamento de cisternas considera a demanda nos períodos de estiagem e a provável quantidade de água a ser captada. Segundo Tomaz (2003), o método mais utilizado para o dimensionamento de cisterna é o Método de Rippl (conhecido também como Diagrama de Massas), que regulariza a vazão do reservatório permitindo o abastecimento constante de água para períodos úmido ou seco.
Uma das vantagens do uso do Método de Rippl é a possibilidade de resolver problemas de dimensionamento tanto em situações onde a demanda é constante, como em situações onde a demanda é variável (CAMPOS, 2004).
Figura 1. Cidade de João Pessoa, Estado da Paraíba.
Com o diagrama de massas é possível determinar graficamente o volume útil do reservatório para uma determinada vazão regularizada e também verificar a necessidade da construção do reservatório. No caso do Diagrama de Massas não apresentar tangentes com inclinação menor que a vazão a ser regularizada, não será necessária a construção do reservatório.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Atualmente, o condomínio horizontal residencial em estudo possui 391 lotes, 223 casas construídas e 22 casas em construção. Propõem-se a colocação de calhas nos telhados para a captação das águas pluviais nas casas em construção com o intuito de utilizar as águas captadas para usos não nobres esperando a redução do consumo de água.
Os dados apresentados referem-se ao período de maio de 2005 a fevereiro de 2006. De modo que serão analisados os consumos médios diários do condomínio, propondo uma forma de dimensionamento do reservatório para captação de água de chuva para usos não nobres, como rega de jardins, por exemplo.
O aumento da população no condomínio no período em estudo ocasionou um aumento no consumo de água, o qual foi influenciado também pelo aumento crescente de piscinas, além do aumento de áreas verdes nos lotes residenciais, requerendo maior rega dos jardins (Tabela 1).
Tabela 1. Quantidades de casas e piscinas no condomínio Meses habitadas Casas construçãoCasas em
Casas concluídas não habitadas Total de piscinas construídas Piscinas em construção Mai. 2005 162 34 3 69 8 Jun. 2005 164 29 5 77 2 Jul. 2005 164 31 6 79 2 Ago. 2005 167 29 4 79 2 Set. 2005 170 24 7 80 1 Out. 2005 173 24 6 80 1 Nov. 2005 174 24 7 81 2 Dez. 2005 177 22 8 83 0 Jan. 2006 178 23 7 83 1 Fev. 2006 183 22 6 86 4
Para o cálculo do consumo total diário de água, calculou-se a diferença das leituras do woltman do dia atual com o dia anterior. Entre o dia 14 de dezembro e 29 de dezembro de 2005 não foram realizadas as leituras; entretanto, foi calculado o consumo médio do período, subtraindo-se a leitura do dia 29 da do dia 13 de dezembro de 2005 e dividindo por 16 dias.
Foram utilizados as médias de dois postos pluviométricos para a obtenção da precipitação total para a cidade de João Pessoa. A maior precipitação observada ocorreu no dia 11 de maio de 2005, com 30,73 mm, quando foi observado um consumo total no condomínio de 376 m³, enquanto que o menor consumo total observado foi no dia 13 de junho de 2005 com 124 m³. A Tabela 2 apresenta o consumo total mensal e a precipitação mensal nos meses de maio de 2005 a fevereiro de 2006, e a Figura 2 apresenta o hietograma diário em João Pessoa e o consumo total diário no condomínio horizontal. Os períodos menos chuvosos encontram-se entre os meses de outubro 2005 e janeiro de 2006, meses estes em que são observados os maiores consumos de água.
Tabela 2. Consumo mensal (m³) e precipitação (mm) para maio de 2005 a fevereiro de 2006
2005 2006 Meses
Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Jan. Fev. Consumo 314,55 225,00 300,84 320,55 444,13 583,29 650,93 660,94 666,03 650,79 Precipitação 167,28 294,57 103,74 198,88 76,48 12,82 10,53 23,73 16,38 158,49 0 200 400 600 800 1000 1200 1-ma i 1-ju n 1-ju l 1-ag o 1-s e t 1-o u t 1-no v 1-de z 1-ja n 1-fev Período Con s u m o T o tal M e ns a l ( m ³) ) 0 10 20 30 40 50 60 P re c ip ita ç ã o ( m m ) Consumo Precipitação
Figura 2. Consumo total diário no condomínio e precipitação diária em João Pessoa. Dimensionamento do reservatório
Optou-se por fazer um reservatório único para atender a população e as áreas comuns do condomínio em estudo, de modo que as novas edificações sejam construídas com o sistema para captação de águas pluviais. Assim, o sistema é baseado na captação de água de chuva de 22 casas, com área de coberta para captação de 50 m², totalizando uma área de captação de 1.100 m². Para o coeficiente de runoff, considerou o valor igual a 0,8 (Tabela 3).
Tabela 3. Dimensionamento do reservatório pelo Método de Rippl para demanda variável e coeficiente de runoff igual a 0,8.
Meses Chuva média
Demand a não-potável Área de captação Vol. mensal chuva Vol. de chuva acumulada Demanda acumulada Dif. entre volume de chuva e demanda (mm) (m³) (m²) (m³) (m³) (m³) (m³) Janeiro 85,34 13,39 1100 75,10 75,10 13,39 61,71 Fevereiro 94,70 12,10 1100 83,34 158,43 25,49 132,95 Março 198,06 13,39 1100 174,29 332,72 38,88 293,84 Abril 246,47 12,96 1100 216,89 549,62 51,84 497,78 Maio 289,19 13,39 1100 254,49 804,10 65,23 738,87 Junho 319,92 12,96 1100 281,53 1085,64 78,19 1007,44 Julho 236,59 13,39 1100 208,19 1293,83 91,58 1202,25 Agosto 135,99 13,39 1100 119,67 1413,50 104,98 1308,52 Setembro 66,73 12,96 1100 58,73 1472,22 117,94 1354,29 Outubro 26,81 13,39 1100 23,59 1495,81 131,33 1364,49 Novembro 27,96 12,96 1100 24,60 1520,42 144,29 1376,13 Dezembro 38,28 13,39 1100 33,69 1554,11 157,68 1396,43 Para os cálculos do dimensionamento do reservatório considerou-se o valor de 4,5 habitantes por casa. A quantidade de água não-potável foi calculada de acordo com o consumo médio de água de uma residência, considerado 200 ℓ/hab/dia, deste valor 48% é considerado para fins não-potáveis, resultando 96 ℓ/hab/dia. Finalmente, multiplicou-se o valor quantidade de água para fins não-potáveis pelos dias no mês e pela quantidade de habitantes, transformando para m³.
Para determinar o volume útil do reservatório, traçou-se uma reta com inclinação igual à vazão desejada, i.e., a curva de vazões acumuladas de regularização. O maior afastamento entre as tangentes corresponde ao déficit existente na série histórica natural e define o volume útil a ser armazenado no reservatório (Figura 3). Assim, o volume do reservatório único para o condomínio será de 1.195 m³. 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses D if e re n ças d o s vo l. acu m u lad o s (m ³)
Figura 3. Diagrama de Rippl para demanda variável.
CONCLUSÃO
1. Em dias chuvosos a redução do consumo de água é verificada, constatando que os moradores, nesses dias diminuem ou não realizam algumas atividades, tais como rega de jardins, lavagens de carros, etc;
2. Observou-se, em alguns dias, uma redução no consumo de água nos dias posteriores à ocorrência de chuvas, podendo-se concluir que grande parte do consumo de água do condomínio é destinada para rega de jardins;
3. Propõe-se a captação de água de chuva em um reservatório único para os fins de usos não-nobres;
4. O volume encontrado para o dimensionamento do reservatório destinado à captação de água de chuva é viável para atender os condomínios no período indicado.
AGRADECIMENTOS
O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico apoiou este trabalho através de bolsa de mestrado ao primeiro autor.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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MOREIRA, R. M. Alocação de recursos hídricos em regiões semi-áridas. Dissertação de Mestrado em Ciências em Engenharia Civil – Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, 2001.
RAPOPORT, B. Águas cinzas: caracterização, avaliação financeira e tratamento para reuso domiciliar e condominial. Dissertação de Mestrado – Escola Nacional de Saúde Pública do Rio de Janeiro, 2004.
TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis. São Paulo: Navegar, 2003. 180p.
VENDRAMEL, E.; KÖHLER, V. B. A história do abastecimento de água em Maringá, Estado do Paraná. Acta Scientiarum, Maringá, v. 24, n. 1, 2002. 253–260p.
