I-034 – CARACTERIZAÇÃO DO USO DA ÁGUA EM SHOPPING CENTERS
DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO
Giovanni do Espírito Santo1
Engenheiro Mecânico pela Escola de Federal de Engenharia de Itajubá, pesquisador do Laboratório de medição de Vazão do Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT. Graduado em Mecânica Plena, cursa mestrado pela Universidade de São Paulo em Energia e Fluidos.
Jorge Gomez Sanchez
Engenheiro mecânico pela escola Politécnica da USP, pesquisador do Laboratório de Vazão do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), atua na área de medição de líquidos e instrumentação para saneamento há mais de 15 anos. Mestrando em Energia e Fluidos pela UNICAMP – SP.
Endereço(1): Av. Irerê 2030, Apart. 102 Planalto Paulista – CEP 04064-005 - São Paulo. Telefone Comercial:
(0XX11) 3767-4593 e-mail : giovanni@ipt.br
RESUMO
Foram feitos estudos visando a parametrização e a caracterização do consumo de água em Shopping Centers da RMSP . Obtiveram-se dados que demonstram grande homogeneidade entre os estabelecimentos estudados. Foram feitas medições de vazão de água em lojas, banheiros, ar condicionado e esgotos fornecendo dados para a previsão de consumo horário e ao longo da semana.
Por meio do estudo do cadastro do consumo mensal ao longo de vários anos, pôde-se concluir que:
◊ Houve aumento do uso de água de poços artesianos;
◊ A variação do consumo médio por shopping de água suprida pela empresa fornecedora de água é decrescente, reflexo do aumento do uso de água oriunda de poços e/ou compra de água de terceiros;
◊ Há também um efeito sazonal, indicado pelo aumento de consumo de água no período de dezembro a fevereiro.
Foi realizada uma pesquisa com lojistas levantando-se a variação horária de consumo de água, que foram cruzadas e ao longo da semana buscando algo semelhante a medição com data loggers.
Foi deduzida uma equação que estima o consumo de um shopping a partir de dados como número de cinemas, área construída e número de lojas, cuja aplicação foi considerada adequada quando comparada com diversos consumos de shoppings da RMSP.
O trabalho foi executado dentro do projeto “Parametrização do Consumo de Água na RMSP”, executado pelo Laboratório de Vazão do IPT para a SABESP – Saneamento Básico do Estado de São Paulo.
PALAVRAS-CHAVE:Shopping Center, consumo de água, parametrização, abastecimento de água.
INTRODUÇÃO
A categoria Shopping Centers na cidade de São Paulo é uma categoria importante com respeito ao consumo de água, não só devido ao seu crescente número (existem hoje mais de 30 estabelecimentos em São Paulo, segundo informações da ABRASCE - Associação Brasileira de Shopping Centers), mas também devido ao seu grande consumo unitário, uma vez que a SABESP trata um Shopping como consumidor comercial individual, freqüentemente o maior em sua região.
A instalação de um estabelecimento do porte de um Shopping sem uma estimativa adequada do consumo de água, acaba por criar problemas de subdimensionamento do ponto de abastecimento e dos reservatórios e mesmo de sobrecarga do sistema de esgotos, principalmente quando em regiões com redes consolidadas e de difícil ampliação.
METODOLOGIA
Foram utilizados para o estudo:
• dados de consumo dos shoppings ao longo dos anos;
• dados de consumo de estabelecimentos dentro dos shoppings;
• dados de aquisição com data loggers destes estabelecimentos;
• dados de pesquisa com indicação de movimento de pessoas no shopping;
• dados de monitoração da vazão de esgoto ao longo do dia.
Foram utilizados também dados cadastrais disponíveis para a cidade de São Paulo e outros municípios da RMSP.
Os parâmetros de consumo de água analisados foram: número de lojas, público, número de funcionários, consumo de água por loja, critérios utilizados para rateio da conta de água, consumo de ar condicionado, volume de água comprada da SABESP, de terceiros, e de poços artesianos.
Devido à complexidade desse tipo de consumidor, onde ocorrem dezenas de pontos de monitoração de consumo, foi selecionado um Shopping Center para a monitoração detalhada.
COMPORTAMENTO DE CONSUMO DA CATEGORIA
A partir dos registros de água e esgoto tarifados, e informações diretas dos Shoppings, foram separados os volumes comprados da SABESP e de água oriunda de poços.
Na figura 1 é apresentada a distribuição da variação dos volumes de água comprados da companhia distribuidora de água, e da água oriunda de poço artesiano de um determinado Shopping.
0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000
Abril-97 Maio-97 Junho-97 Julho-97 Agosto-97 Setembro-97 Outubro-97 Novembro-97 Dezembro-97 Janeiro-98 Fevereiro-98 Março-98 Abril-98 Maio-98 Junho-98 Julho-98
Volume consumido (m
3)
Poço Sabesp Total
Figura 1: Variação mensal do consumo de água de um determinado Shopping
Pode-se verificar que para o Shopping da figura 1 não houve variação do volume consumido por poços artesianos durante todo o ano, mesmo com a variação do consumo de água no mês de dezembro.
0 2000 4000 6000 8000 Consumo mensal (m 3) Poço Sabesp 0 2000 4000 6000 8000 Consumo mensal (m 3) Poço Sabesp
Figura 2: Variação do consumo em vários Shoppings
O gráfico da figura 3 foi elaborado a partir dos dados do cadastro de compra de água e água medida por poços. O número de Shoppings varia mês a mês, sendo que antes do ano de 96 encontrou-se apenas um shopping no cadastro de água medida dos poços.
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
fev/93 abr/93jul/93 out/93 jan/94 abr/94jul/94 out/94 dez/94mar/95jun/95 set/95 dez/95mar/96jun/96 ago/96nov/96fev/97 mai/97ago/97nov/97fev/98 abr/98jul/98 out/98 jan/99 abr/99jul/99 out/99
Volume consumido mensa médio (m
3)
(dos gráficos indicando a média)
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
Volume consumido mensal total (m³) ( dos gráficos indicando a soma)
Média Total Média Poço Média Rede pública Soma Poço
Soma da Rede Pública Soma Total
Figura 4: Variação do consumo por fontes de abastecimento de Shopping Centers em vários anos
Nota-se o aumento da água consumida por poços e a diminuição da água consumida da empresa de água.
CARACTERIZAÇÃO DO USO DE ÁGUA EM SHOPPING CENTERS
A cobrança de água das lojas em Shoppings é feita ou por medição do consumo de cada loja e/ou por meio de rateio do consumo total do Shopping, utilizando fatores como área do estabelecimento e/ou o tipo de estabelecimento (alimentação, vestuário, etc.).
Formas de consumo
Público, funcionários área construída, Cinemas Ar condicionado Funcionários e Público Âncora pia Cafés post mix Fast Food
Por quilo Pizzaria
Massas
Restaurantes Sorveteria
Doces
Alimentação
Geralmente estas lojas não tem consumo Vestuário, acessórios Bancos Chuveiros, Sauna Academias, cabelereiros Lojas Público e funcionários, cinemas
Banheiros Limpeza Geral
Água da Cia de água ou comprada
Água de Poços artesianos
(tratamento)
Figura 4: Distribuição de consumo de Shoppings por categoria
A partir do consumo e da divisão das categorias foi levantado o volume totalizado para cada grupo citado na figura 4. Na figura 5 está apresentada essa divisão para um shopping de grande porte.
P r a ç a d e A l i m e n t a ç ã o 3 8 % A r C o n d i c i o n a d o 1 4 % P ú b l i c o + L a v a g e m g e r a l 3 2 % L o j a s  n c o r a s 5 % C i n e m a 2 % P l a y l a n d 2 % L a v a n d e r i a 1 % L o j a s e m G e r a l + B a n c o s 1 % A c a d e m i a s 3 % C a b e l e r e i r o s 1 % M e r c a d o 1 %
Figura 5: Divisão de consumo por categoria
PARÂMETROS RELATIVOS AO CONSUMO DE ÁGUA EM UM SHOPPING
Alguns parâmetros que as empresas de saneamento podem obter dos Shopping Centers são os seguintes: área construída, nº de economias (por tipo), nº de funcionários e o tipo do sistema de ar condicionado.
Embora se imagine que o movimento do Shopping possa ser correlacionado com o número de funcionários, não foi possível, para este trabalho, a aplicação desse parâmetro, pela dificuldade de obtenção de dados confiáveis, pois o efeito sazonal impõe uma grande variação no número de funcionários, que não são controlados pelas administrações dos Shoppings.
Segundo observações tomadas com a administração do shopping e com as pesquisas feitas, adotou-se que certas variáveis poderiam ser utilizadas para estudo das fontes de consumo.
Portanto os parâmetros para os seguintes itens foram sugeridos: 1 Banheiros:
ü Variação de público (pesquisa – horário e diário). 2 Ar condicionado:
ü Área construída;
ü Tipo de sistema. 3 Limpeza:
ü Variação do público. 4 Lojas:
ü Análise do consumo pelo tipo da economia;
ü Variação do público( pesquisa – horário, ao longo da semana).
RESULTADOS OBTIDOS
Foram obtidos dados registrados de consumo de fast food, cafés, sorveteria, quiosques, cabeleireiros e banheiros. Para os banheiros foi feita uma medição específica por apresentar mais importância para este trabalho.
BANHEIROS
Para levantamento de dados relativos ao consumo de banheiro foi feito monitoramento de um banheiro, com a instalação de medidores nas linhas de abastecimento.
Os dados levantados nestas medições foram extrapolados para os outros banheiros do Shopping. Comparou-se a variação de consumo devido ao público utilizando-se os dados da pesquisa previamente realizada no Shopping.
Neste Shopping em que foi realizado o estudo do consumo de lavatórios e sanitários, apenas o banheiro estudado apresentou um consumo de 480 m3/mês (350 devido aos sanitários e 130 devido as pias).
O Shopping possui 8 banheiros, sendo que este é o mais utilizado por estar na saída da praça de alimentação.
0 % 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 6 % 7 % 8 % 9 % 0 % 2 % 4 % 6 % 8 % 10% 12% 14% 16% 18% 20%
Figura 6: Variação do consumo nos lavatórios no Shopping estudado – horária e ao longo da semana
0 % 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 6 % 7 % 8 % 9 % 10% 0 % 2 % 4 % 6 % 8 % 10% 12% 14% 16% 18% 20%
Figura 7: Variação do consumo de descarga no Shopping estudado – horária e ao longo da semana
Verifica-se que há diferença no consumo da descarga em relação a variação encontrada em pias, permitindo considerar os consumos nos banheiros homogêneos e diretamente relacionados à população circulante no Shopping.
PARAMETRIZAÇÃO DE CONSUMO
O consumo de água em um Shopping Center pode ser caracterizado por:
• Uma parcela de comportamento médio estável, previsível por parâmetros e indicada pelo consumo mensal médio;
• Uma parcela variável, que caracteriza a vazão de pico e pode variar ao longo do dia, na semana e mesmo da época do ano.
A parcela de consumo média depende de fatores fixos da instalação, tais como área, equipamentos de ar condicionado, entre outros.
A variação do consumo depende principalmente do público. O público influi no consumo dos banheiros, das lojas (pias) e do ar condicionado.
No caso do ar condicionado outros fatores, como clima insolação e época do ano, podem influir, em maior ou menor escala.
Sugere-se es seguintes parâmetros para estimar a parcela estável do consumo de água de Shopping:
• n.º de lojas de alimentação ( fast food e restaurante );
• n.º de lojas âncora;
• n.º de lojas;
• n.º de funcionários;
• Áreas (locação, terreno, construída);
• n.º de vagas para carros;
• n.º de cinemas;
• n.º de pisos;
O preço do ponto comercial foi testado e descartado por expressar pouca relação com o consumo de água, podendo ser visto na figura 8.
0 2000 4000 6000 8000 10000 0 5000 10000 15000 20000 25000 Volume consumido (m3) Preço / m 2
Figura 8: Variação do preço do ponto comercial
Para levantamento da curva que se adapta melhor à relação “parâmetro-consumo” partiu-se do gráfico da figura 9. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 5000 10000 15000 20000 25000
Volume Consumido Total (m3)
Parâmetro/Maior Valor do Parâmetro
Área Bruta Locável Área Total do Terreno Área Total Construída Vagas para Carros Lojas Satélite
Figura 9: Variação de alguns parâmetros com o consumo total
Os valores dos parâmetros foram adimensionalizados como “parâmetro/maior valor do parâmetro”, assim podendo representar todas as variações no mesmo gráfico.
Como a relação entre o volume consumido e os parâmetros apresentam um comportamento linear, que pode ser visualizado na figura 9, escolheu-se este tipo de aproximação para a relação entre o volume consumido como função do parâmetro apresentado. A relação seria dada pela equação:
... Param.3 3 â Param.2 2 â Param.1 1 â 0 â Total Volume = + × + × + × + equação (1)
Utilizando-se todos os parâmetros, isto é, sem análises de dependências entre eles, que excluiria um ou outro parâmetro, para os Shopping Centers encontrados no cadastro da SABESP obteve-se a equação de regressão:
Volume_Total = -1292 + 0,3831 ×× Área Locável – 0,03459 ×× Área do Terreno
+ 0,05201 ×× Área Construída + 13,1 ×× Pisos + 0,0321 ×× Vagas para Carros
-5,476 ×× Lojas Satélite - 67 ×× Lojas Âncora – 477,6 ×× Cinemas
equação (2) Analisando-se a dependência daqueles parâmetros com o consumo verificou-se que podem ser excluídos da equação os parâmetros: Lojas Âncora, Vagas de carro, Lojas Satélite e Pisos.
Excluindo-os então, obtém-se a seguinte equação:
Volume_Total = - 1692 + 0,348 ×× Área Bruta Locável - 0,0325 ×× Área Total do Terreno
+ 0,0493 ×× Área Total Construída - 468 ×× Cinemas
• O número de lojas obviamente varia com a área locável. E o número de lojas é um parâmetro associado com o número de pessoas que visitam o Shopping, assim como o número de funcionários;
• O consumo do Sistema de ar condicionado depende da área locável e do número de Cinemas. Esta seria a razão do número de cinemas aparecer como um parâmetro importante;
• O número de vagas de carro pode ser dependente ou da área do terreno ou da diferença entre a área bruta locável e a área construída;
• O número de lojas âncora tem pouca dependência, pois a loja âncora pode possuir ou não consumos internos;
• O número de pisos é um fator irrelevante.
Assim, após estas considerações, verifica-se como variáveis realmente importantes para a caracterização de consumo de Shoppings: Área locável, Área do terreno e o número de cinemas. Estas variáveis são de muito fácil acesso.
Na figura 10, onde cada ponto representa um Shopping Center, pode-se verificar o erro causado pela equação ajustada, verificando erros de até 80% do valor estimado. Assim pode-se tentar ajustar duas retas indicativas de consumidores com consumo fora do modelo e que justificariam uma auditoria. Na curva apresentada escolhe-se uma faixa arbitrária de ± 20% do valor real.
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 0 5000 10000 15000 20000 25000
Volume calculado pela Equação (m3)
Diferença entre Volume Real e da
Equação (%)
Figura 10: Erro encontrado pela adoção da fórmula ajustada nos Shopping Centers analisados
A partir do gráfico acima a aproximação considerando a faixa de ± 20% da equação tomada. Isto é, a equação para um comportamento normal de um Shopping seria:
Volume Total = - 1692 ( ±± 338 )+ 0,348 ×× Área Bruta Locável – 0,0325 ×× Área Total do
Terreno + 0,0493 ×× Área Total Construída – 468 ×× Cinemas
PESQUISA DA VARIAÇÃO DE PÚBLICO
Dos dados obtidos de lojas através de pesquisa direta pode-se avaliar a influência da quantidade de público nos consumos: por tipo de loja, por horário e por dia da semana.
A principal finalidade desse estudo seria indicar em estima o consumo de um Shopping durante o dia. Para tanto, tomou-se o estudo feito em banheiros como que seria um indicador de variação de público.
A partir das curvas obtidas da pesquisa nos shoppings, onde o lojista apresentava curvas para a variação de pessoas ao longo do dia e ao longo da semana, inicialmente fez-se uma tentativa de análise de freqüência resultando nos seguintes gráficos:
0 10 20 30 40 50 60 % das Lojas noveamdezamdozeamumapmtrespmquatropmseispmsetepmnovepmdezpm MB B M A MA 0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 7,00% 8,00% 9,00% 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00
Porcentage do consumo horário
Figura 11: Distribuição de “freqüência X variação de consumo” de público horária
0 10 20 30 40 50 60 70 80 % das Lojas
segunda terça quarta quinta sexta sábado domingo MB B M A MA 0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00%
segunda terça quarta quinta sexta sábado domingo
Porcentagem do consumo diário
Figura 12: Distribuição de “freqüência X variação de consumo” de público ao longo da semana
Os termos MA, A, M, B e MB indicam um movimento muito alto, alto, médio, baixo e muito baixo respectivamente.
O gráfico da figura 12, por exemplo, indica que 35 % das lojas pesquisadas apresentaram uma freqüência alta às três da tarde. Isso pode ser utilizado para análise da influência no consumo de água ou no despejo de água no esgoto.
Os gráficos a esquerda demonstram a representação pontual para cada dia ou horário e os gráficos a direita a curva estimada que representa o comportamento durante o período.
A influencia da variação do público pode ser obtida tomando-se a variação do consumo no banheiro durante um período e o público durante este mesmo período através do consumo per capita.
No mês de março de 1999 o shopping estudado apresentou um público de 931622 pessoas e um consumo de água de 9 166 m3. Somando-se com a população fixa diária: 70 pessoas na administração, 158 pessoas terceirizados e 1168 lojistas totalizando um número de funcionários diário de 1388 e mensal de 41640, temos um número de pessoas de: 973262. Assim o consumo per capita seria de 9,4 litros por pessoa.
Considerando que a variação do publico de semana a semana é pequena, isto representa para uma semana de sete dias um consumo de 2 070 m3 e um público de 210 366 pessoas.
Assim, estimando um “peso” para os termos MB, B, M, A e MA, pode-se estimar uma curva para a distribuição de público.
Alimentação l o j a T o t a l G l o b a l
terça
segunda quarta quinta sexta sábado domingo
Muito Alta Alta Média Muito Baixa Baixa 8 : 0 0 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 2 0 : 0 0 2 2 : 0 0 Alimentação loja Total Global Alta Muito Alta Média Baixa Muito Baixa
Figura 13: Estimativa da distribuição de público tomado pela pesquisa
Assim, dado que o público acompanha esta curva, pode-se estimar as distribuições em períodos como dias da semana ou durante o dia. É interessante verificar que a forma da curva apresentada do consumo no banheiro horário – ver figura 11 – segue a mesma curva apresentada pela pesquisa.
É interessante citar que da análise feita em categorias diferentes – alimentação e lojas - foi tomada uma mesma distribuição de público, muito semelhante apesar de haver lojas que não possuem o mesmo movimento A tabela 1 foi feita partindo-se da curva obtida no gráfico anterior e estimando uma curva para a distribuição de pessoas.
Tabela 1: Distribuição de pessoas por consumo em banheiro
Dia segunda terça quarta quinta sexta sábado domingo
Público 18 474 13 290 17 943 28 023 39 117 46 814 46 701
Pode-se fazer algo semelhante para um dia da semana acima determinando-se uma estimativa para o público horário usando o gráfico da figura 13.
Assim, verifica-se a possibilidade de utilização de pesquisas para definir uma distribuição de consumo horário, podendo substituir estudos de consumo através de medição, o que muitas vezes é complicado.
ESTIMATIVA DE VOLUME DESCARTADO EM ESGOTOS
Acredita-se que futuramente os Shoppings apresentarão um grande interesse na estimativa realista ou mesmo medição direta do volume de esgoto descartado com intenção de reduzir o valor cobrado, atualmente erroneamente considerado como igual à água consumida, pois está sendo discutida uma nova lei que impõe uma carga térmica no sistema de ar condicionado acima da atual. Isto implicaria em um aumento do consumo de água devido às torres de resfriamento, água esta que não é descartada no esgoto mas perdida por evaporação.
Como a área construída é um parâmetro fortemente associado com o consumo de água devido ao ar condicionado, seria interessante um estudo mais profundo em uma amostra de Shoppings maior com a finalidade de se levantar um parâmetro do tipo:
P = k [(m3 de consumo de água)/ m2 de área construída]
Com isso, poderia se simplificar o critério para se obter o desconto na cobrança de esgotos e mesmo avaliar o custo da operação do ar condicionado tradicional frente a alternativas utilizando ciclo de refrigeração em circuito fechado ou uso de água menos nobre em torres de resfriamento, como reuso de água de ETE.
Deve-se ainda ressaltar que com o atual custo da água fornecida agregado ao custo do esgoto, há um grande incentivo ao uso de água proveniente de fontes alternativas como caminhões pipas e poços, o que acarreta dificuldades para a SABESP, não só com a cobrança do esgoto, mas também com fiscalização e mesmo problemas a médio prazo com o uso indiscriminado da água do subsolo e de mananciais não controlados.
CONCLUSÕES
O critério de separar o consumo médio estável e o consumo caracterizado por variações e picos se mostrou bastante útil, pois simplificou o equacionamento para a previsão do consumo de Shopping Centers.
Dados de variação fornecendo picos de consumo diários ou horários devem ser obtidos por pesquisas e dados de público, associando ao volume consumido per capita.
A utilização de poços artesianos é crescente na RMSP. Isto acarreta em perda de faturamento e efluentes não medidos, caso não ocorra o cadastramento do poço artesiano.
Deduziu-se uma equação com boa margem de previsão do consumo de água, indicando shoppings que ou compram água ou utilizam poços artesianos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Relatório IPT número 38 597 Parametrização do consumo de água na região metropolitana de São Paulo
- Estabelecimento de metodologia e classificação de consumidores.
