Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP Departamento de Engenharia de Construção Civil

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Departamento de Engenharia de Construção Civil

ISSN 0103-9830

BT/PCC/251

Cynthia do Carmo Aranha Freire Racine Tadeu Araújo Prado

São Paulo – 2000

EMPREGO DE DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS

EM APARELHOS SANITÁRIOS

PARA USO RACIONAL DA ÁGUA

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Departamento de Engenharia de Construção Civil Boletim Técnico - Série BT/PCC

Diretor: Prof. Dr. Antônio Marcos de Aguirra Massola Vice-Diretor: Prof. Dr. Vahan Agopyan

Chefe do Departamento: Prof. Dr. Alex Kenya Abiko

Suplente do Chefe do Departamento: Prof. Dr. João da Rocha Lima Junior

Conselho Editorial Prof. Dr. Alex Abiko

Prof. Dr. Francisco Cardoso Prof. Dr. João da Rocha Lima Jr.

Prof. Dr. Orestes Marraccini Gonçalves Prof. Dr. Antônio Domingues de Figueiredo Prof. Dr. Cheng Liang Yee

Coordenador Técnico Prof. Dr. Alex Abiko

O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USP/Departamento de Engenharia de Construção Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade.

Este texto faz parte da dissertação de mestrado, de mesmo título, que se encontra à disposição com os autores ou na biblioteca da Engenharia Civil.

FICHA CATALOGRÁFICA

Freire, Cynthia do Carmo Aranha

Emprego de dispositivos automáticos em aparelhos sanitários para uso racional da água / C.C.A. Freire, R.T.A. Prado. -- São Paulo : EPUSP, 2000.

14 p. -- (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departa- mento de Engenharia de Construção Civil, BT/PCC/251)

1. Água - Uso racional 2. Equipamentos sanitários 3. Evolução tecnológica 4. Mictórios coletivos I. Prado, Racine Tadeu Araújo II. Uni- versidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departamento de Enge- nharia de Construção Civil III. Título IV. Série

ISSN 0103-9830 CDU 628.179 696.14

6 628.6

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O EMPREGO DE DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS EM APARELHOS SANITÁRIOS PARA O USO RACIONAL DA ÁGUA

Cynthia do Carmo Aranha Freire Racine Tadeu Araújo Prado

RESUMO

Este trabalho procura mostrar a importância do uso de dispositivos automáticos no sistema de equipamentos sanitários para o uso racional da água. Em função da problemática existente hoje com relação ao uso racional da água e, consequentemente, a necessidade de soluções economizadoras de água, o trabalho avalia o impacto da automatização da descarga de mictórios tipo calha numa escola, como um ponto de possível readequação tecnológica, enfocando sempre a economia de água e a melhoria das condições de funcionamento do aparelho e operação por parte dos usuários.

ABSTRACT

This work intends to show the automatic devices use importance in plumbing fixtures system to the water rational use. In function of nowadays problem related by water rational use and, consequently, the need of water utilization mode improvement, this research evaluates the automatic devices use to flush slab urinals in a school, like a possible retrofit alternative, searching water economy and fixture utilization mode and dwellers operations improvements.

1 - INTRODUÇÃO

A água é uma fonte natural fundamental para a continuidade, bem-estar e desenvolvimento da sociedade. Por ser essencial ao homem e ter reservas limitadas, o uso da água tem sido debatido no mundo inteiro; discute-se o seu uso racional, a sua temida e inevitável escassez em várias regiões e a degradação dos mananciais hídricos.

Segundo GRAÇA (1985), “um dos fatores que mais influenciam a qualidade de vida é a maneira pela qual o homem se utiliza da água. Como um dos elementos fundamentais para o desenvolvimento da vida, a água tem sido objeto de preocupação da humanidade desde os tempos mais remotos. É notável, na história das civilizações, o progresso tecnológico na utilização racional da água, para as mais diversas finalidades”.

Em função do crescente aprimoramento da maneira pela qual a água é utilizada no interior das habitações, hoje dispõe-se de um sistema bastante desenvolvido que tem por finalidade desempenhar as funções de prover água no interior das edificações, coletar e conduzir dejetos e água servida, e permitir o uso da água pelo homem de maneira adequada. Este sistema pode ser chamado de sistema de suprimento e disposição de água (SSDA).

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Ainda segundo GRAÇA (1985), o sistema de suprimento e disposição de água pode ser decomposto em três outros subsistemas, quais sejam:

− Sistema de suprimento de água;

− sistema de equipamento sanitário; e

− sistema de coleta de esgotos sanitários.

A aplicação da “Teoria dos Sistemas” está cada vez mais incorporada ao dia a dia da concepção e projeto dos sistemas prediais, haja visto que esta aplicação leva a solução de problemas complexos, através da utilização de metodologias adequadas para cada caso, facilitando as suas soluções. Nesta teoria, um “Sistema” é um conjunto de partes que interagem entre si para funcionarem como um todo, ou seja o seu comportamento depende do todo, da sua estrutura e não apenas do comportamento de suas partes.

Logo, seguindo essa teoria, os sistema de suprimento de água, de equipamentos sanitários e de coleta de esgotos devem trabalhar de forma integrada, possibilitando que o usuário disponha de um todo funcionando de forma adequada.

Nas últimas duas década, o homem viu seu dia a dia ser modificado, e até facilitado, em função da incorporação de novas tecnologias às tarefas corriqueiras da vida. Portanto, nada mais natural que essa tecnologia chegasse até o interior dos edifícios e, consequentemente, aos sistemas prediais, proporcionando melhorias na satisfação dos usuários, no modo de utilização dos aparelhos, além do uso racional da água.

Diversos fatores contribuem para a discussão da necessidade de conservação e uso racional da água, tais como:

− a escassez e o comprometimento dos recursos naturais de água nas proximidades de grandes cidades, o que implica em elevados investimentos para novas captações;

− a consciência de que a água é uma necessidade vital do ser humano e um dos insumos básicos para a garantia de higiene, saúde e melhoria das condições de vida;

− o acelerado crescimento populacional; e

− os desperdícios, perdas e uso irracional da água cometidos por grande parte da população, alheia aos fatores acima descritos.

Ao contrário do que muita gente pode pensar, a água é matéria prima e tende a escassear. GLEICK (1993) informa o seguinte sobre a disponibilidade de água no planeta: 97% da água do planeta estão nos oceanos e mares, sendo portanto salgada e imprópria para o consumo humano e para a agricultura; 2,3% estão nas calotas e geleiras, que correspondem à água mais pura da natureza, mas de difícil aproveitamento e distantes; os lençóis subterrâneos, lagos, rios e a atmosfera correspondem aos 0,7%

restantes, sendo esta a quantidade disponível para consumo humano.

GONÇALVES (1995) afirma que “torna-se cada vez mais caro produzir água para consumo humano, principalmente em virtude dos mananciais mais próximos e mais baratos já terem sido explorados, sendo necessário buscar outros mais distantes e mais caros. O consumo de água não depende apenas do nível sócio econômico de um povo e do bem estar associado, mas também da eficiência das tecnologias e processos que a utilizam. É necessário dar ênfase para os usos finais, ou seja, do modo como a água está

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sendo utilizada. Propõem-se para tal, a avaliação de melhorias na eficiência de equipamentos hidráulicos no setor residencial”.

A Norma NBR 5626/98 – Instalação Predial de Água Fria - prevê o uso eficiente da água e energia quando determina: “O projeto da instalação predial de água fria deve ser elaborado de modo a implicar no uso mais eficiente possível de água e energia nela utilizados (valores mínimos necessários e suficientes para o bom funcionamento da instalação e para satisfação das exigências dos usuários)”.

Diante desse panorama, hoje muitas pesquisas estão voltadas para busca de soluções que proporcionem economia de água. No que diz respeito ao sistema hidráulico predial, deve-se buscar soluções para tentar reduzir o consumo de água sem comprometer o atendimento às exigências dos usuários e aos requisitos de desempenho estabelecidos.

No sistema de equipamentos sanitários, o mictório tipo calha, ou mictório coletivo, é um dos aparelhos que apresenta grande consumo, e o mais agravante é que o seu modo de funcionamento não traduz, na maioria dos casos, a necessidade real deste consumo.

Pois, em geral, esses aparelhos funcionam com descarga contínua, principalmente devido às restrições do usuário em acionar a descarga.

Uma das possíveis alternativas para tentar minimizar o problema do consumo de água em mictórios coletivos operados com descarga contínua seria manter o registro do mesmo fechado nos horários de não funcionamento do prédio, necessitando dispor permanentemente de pessoal responsável pelo sistema hidráulico predial, o que seria outro problema principalmente em escolas públicas. A outra alternativa seria então o uso de dispositivos automáticos.

Portanto, esta pesquisa tem o propósito de estudar como os dispositivos automáticos podem ser agregados aos aparelhos sanitários; especificamente avalia o comportamento do consumo de água de aparelhos mictório tipo calha utilizado em escolas através do uso de dispositivos automáticos para acionar sua descarga.

2 - O EMPREGO DE DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS EM APARELHOS SANITÁRIOS: UMA APLICAÇÃO A MICTÓRIOS TIPO CALHA

O uso de dispositivos automáticos em equipamentos sanitários pode ser uma forma de melhorar o funcionamento dos mesmos; em geral possuem como vantagem o aumento da higiene, a facilidade de manutenção e operação, a economia no consumo de água e na diminuição do volume de esgoto gerado, além da melhoria da comodidade e satisfação do usuário. São produtos que têm conquistado usuários no Brasil e no mundo.

Segundo WEBSTER (1985), mictórios instalados em escritórios, fábricas e escolas nos Estados Unidos usam apenas 1,5% do suprimento público de água, mas esses aparelhos podem atingir uma significante proporção se considerarmos o volume consumido pelo edifício comercial, ou seja, cerca de 20%.

A norma NBR 5626/98 afirma que: “Atenção especial deve ser prestada às situações de não utilização, ou de baixa freqüência de utilização de mictórios, evitando-se o desperdício de água através de sistemas de limpeza automáticos ou mistos. Em

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particular, destacam-se os seguintes períodos de não utilização: período noturno, finais de semana, época de férias, faixas de utilização entre horários de pico, entre outros”.

Logo, é aconselhável o uso de dispositivos que garantam que os mictórios só operem nos horários de funcionamento dos respectivos prédios, ou que de alguma forma proporcionem o uso eficiente da água.

2.1 - Funcionamento do aparelho mictório tipo calha

O mictório tipo calha, convencionalmente, funciona com caixa de descarga ou com descarga contínua. No caso do funcionamento com caixa de descarga, esta deve ser acionada após cada uso; mas, nota-se que o usuário possui restrições em tocar qualquer parte do equipamento e dessa forma parte-se para o uso da descarga contínua. A descarga contínua consiste de um tubo perfurado percorrendo toda a extensão do mictório gotejando continuamente, não necessitando da intervenção do usuário para que se tenha a descarga, em contrapartida, permanece gotejando mesmo quando o mictório não está em uso.

Ressalta-se que apesar de não ser usado em diversas partes do mundo, como alguns países da Europa e os Estados Unidos, o uso do mictório tipo calha ainda é muito empregado no Brasil, muitas vezes até o mictório tipo calha artesanal, executado em alvenaria e revestido com material cerâmico, em geral operando com descarga contínua.

3 - ATIVIDADE EXPERIMENTAL

A investigação experimental objetiva avaliar o potencial de redução do consumo de água em mictórios coletivos através do uso de dispositivos automáticos para acionar sua descarga.

3.1 - Descrição das Configurações Propostas

Na escolha das configurações ensaiadas, foram seguidos os pré-requisitos abaixo:

− possibilidade de realizar uma readequação tecnológica em mictórios existentes;

− possibilidade de realizar economia de água em relação à configuração existente; e

− funcionamento que não necessite da intervenção do usuário.

3.1.1 - Configuração com descarga contínua

Nesta configuração, em toda extensão do mictório existe um tubo perfurado ligado a um registro de pressão permanentemente aberto, gotejando água continuamente.

3.1.2 - Configuração com temporizador para acionar a descarga

Neste caso, o temporizador, ou timer, é programado para acionar, em intervalos de tempo pré-definidos, a válvula solenóide que controla a abertura e o fechamento do mictório liberando água na vazão determinada.

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3.1.3 - Configuração com sensor infravermelho para acionar a descarga

O sensor infravermelho tem a função de “detectar” o usuário e acionar a válvula solenóide que dará passagem à água.

3.1.4 - Configuração com sensor de pH para acionar a descarga

Esta configuração utiliza um sensor de pH instalado no sifão do mictório. Quando o pH do líquido contido no sifão atinge valores entre 5 e 6,5, um sinal emitido pelo sistema de aquisição abrirá a válvula solenóide, permitindo a passagem da água.

Baseados em STRASINGER (1996), MILLER (1988) e HAPPER (1977), pode-se dizer que a composição básica da urina é a uréia, que representa quase metade dos corpos sólidos dissolvidos na urina; além de células, cristais, muco e bactérias. Com relação à reação, em geral é acida, com pH em torno de 6, variando de 4,5-8,0.

Portanto, para que a abertura da válvula solenóide seja função do pH da água servida, foram feitas as seguintes considerações:

1. O pH da água utilizado no sistema hidráulico predial do edifício em questão é o pH recomendado pela a Organização Mundial da Saúde - OMS, ou seja o pH 7 é o ideal, sendo tolerável de 6,5 a 8,5;

2. o pH da urina varia de 4,7 a 8,0, mas normalmente é ácido e oscila em torno de 6.

Ressalta-se que de acordo com a análise realizada em 500 amostras de urina escolhidas aleatoriamente no Hospital Universitário da USP, 80% destas possuem pH entre 5 e 6,5. Portanto, foi considerado como ponto crítico, ou indicativo de presença de urina, o pH da água servida menor que 6,5 ou maior que 5.

3.2 - Descrição da Montagem do Experimento

A figura 3.1 abaixo ilustra um esquema geral da configuração dos ensaios.

H

S

BANHEIRO MICTÓRIO TIPO CALHA

110 v Espelho

do IR IR

LEGENDA

IR - Sensor Infravermelho H - Hidrômetro

R – Relé S - Válvula solenóide

R T1 GND GND T0

RL

· COM1

COM2

RS 232

LABORATÓRIO EXPERIMENTER COMPUTADOR

MicroModem

100 metros

Parede divisória Ramal de Água Fria

pH

9v

Sensor pH

MicroModem

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Figura 3.1 - Esquema geral da configuração dos ensaios.

Como ilustra a figura 3.1, foi instalado no Laboratório de Sistemas Prediais da EPUSP, um sistema que consiste de um computador conectado a uma placa de aquisição e controle de dados (EXPERIMENTER), ligados através de cabos de 100 metros aos dispositivos instalados no banheiro da própria escola. Os dispositivos de instrumentação instalados foram:

− um hidrômetro volumétrico com saída de sinal, classe C, da SCHLUMBERGER;

− um medidor de pH, da marca LUTRON;

− uma válvula solenóide;

− um sensor infravermelho, da marca LEUZE;

− um relê; e

− dois micro modem.

3.3 - Descrição dos Ensaios

Para o ensaio da configuração de mictório com descarga contínua, a vazão média da descarga foi de 0,06 L/s, ¼ (um quarto) da vazão recomendada pela NBR 5626/98 para mictórios tipo calha. Para os demais ensaios foi utilizada a vazão da Norma, ou seja, 0,15 L/s.m, que neste caso corresponde a 0,24 L/s.

Com relação à duração das descargas, observou-se que, em geral, o tempo de descarga das válvulas para mictório automáticas varia de 10 a 30 segundos, sendo escolhido utilizar descargas de 15 segundos, o que proporciona 3,6 litros por descarga.

3.3.1 - Ensaio 1 - Configuração com descarga contínua

A obtenção dos dados de volume de água consumido, número de usuários (número de operações do aparelho) e pH da água servida foi realizada, para todos os ensaios realizados, conforme descrição abaixo:

− para a aquisição do volume de água consumido, o hidrômetro envia, a cada 0,01 litros de água consumido, um pulso para o sistema de aquisição;

− para aquisição do número de usuários, quando o usuário se aproxima do mictório e permanece no mínimo por 5 segundos, corta o feixe de infravermelho existente entre o sensor infravermelho e o espelho do sensor infravermelho, ao sair, o feixe é restabelecido e o relê existente na própria unidade do sensor envia um sinal para o EXPERIMENTER, que por sua vez armazena o número de vezes em que o feixe foi interrompido, ou seja, o número de usuários do mictório; e

− para a aquisição dos dados de pH da água servida, realizada nos 4 ensaios, utiliza-se o sensor de pH e seu respectivo aparelho de medição ligado ao sistema de aquisição.

3.3.2 - Ensaio 2 - Configuração com sensor infravermelho para acionar a descarga

Neste caso, quando o EXPERIMENTER recebe o sinal para armazenamento do número de usuários (número de operações do aparelho), emite um sinal em forma de tensão para o relê ativar a válvula solenóide e dar passagem à água por 15 segundos.

3.3.3 - Ensaio 3 - Configuração com temporizador para acionar a descarga

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Neste caso, o programa funciona como se fosse um temporizador; ou seja, para intervalos de tempo pré determinados, o sistema envia um sinal para o relê acionar a válvula solenóide que controla a descarga. Foram utilizados intervalos de tempo de 10 e 15 minutos.

3.3.4 - Ensaio 4 - Configuração com sensor de pH para acionar a descarga

A última configuração utiliza o sensor de pH, localizado no sifão do mictório, para determinar o acionamento da válvula solenóide. Neste caso, quando o pH da água servida atinge valor inferior a 6,5 e superior a 5,0, o EXPERIMENTER envia um sinal para o relê e este aciona a válvula solenóide que dará passagem à água.

4 - APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 4.1 - Dados Referentes ao Número de Usuários do Aparelho

Através da análise dos dados de número de usuários por hora ao longo do dia (dias úteis), no horário de funcionamento da escola, verifica-se que o número de usos diário varia de 53 a 154 usos por dia, com uma média de 98 usos por dia.

4.1.1 - Freqüência de Utilização

A figura 4.1 abaixo apresenta a distribuição da freqüência de utilização do aparelho ensaiado ao longo do dia.

17 9

0 0 0 0 2 5

58 66

21 16

2

37 40 43

54 54

59

35 43 48

69

43

16 8 0 0

0 0

24 21 16

5 28

43

25 35 57

23 24

16 29 43 37

14

0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80

7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 PERÍODO (H)

%

USOS = 0 0 < USOS < 5 5 < USOS <= 10 USOS > 10

Figura 4.1 – Freqüência de utilização (dias úteis).

Observa-se, a partir da análise da figura 4.1, que o horário de pico de utilização dá-se entre 12 e 13 horas, pois neste intervalo o maior percentual de freqüência utilização corresponde a mais de 10 usos/hora, atingindo o valor de 69%.

4.1.2 - Intervalo entre Usos

(10)

A figura 4.2 abaixo ilustra os percentuais de intervalo entre usos do referido aparelho.

21

35

21

10

5 5

3

0 0

5 10 15 20 25 30 35 40

IU <= 1 1 < IU <= 5 5 < IU <= 10 10 < IU <= 15 15 < IU <= 20 20 < IU <= 30 30 < IU <= 60 IU > 60 INTERVALO ENTRE USOS - IU (min.)

%

Onde: IU –Intervalo entre usos

Figura 4.2 – Intervalo entre usos (dias úteis).

De acordo com a figura 4.2, observa-se a maioria dos intervalos entre usos, ou 35 %, corresponde a valores entre 1 e 5 minutos, inclusive este.

4.2 - Comparação dos resultados médios obtidos

Para caracterizar o funcionamento de cada uma das configurações, serão apresentados os resultados médios do consumo per capita e do pH da água servida, obtidos durante o dia e a noite (dias úteis), para cada uma das configurações ensaiadas.

4.2.1 - Configuração com descarga contínua

A figura 4.3 abaixo representa os resultados médios obtidos para a configuração com descarga contínua.

78

23 19 17 15 15 20 41

21 48

66 209

53 142

210* 210*

211* 210*

210* 210*210*

210*210*210*

7,7 7,4

7,5 7,4

7,2

7,5 7,5

7,1 7,4 7,3

7,4 7,4 7,4 7,2

7,1 7,1 7,3 7,1 7,1

7,2 7,3

7,1

0 50 100 150 200 250

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 Horas ao longo do dia (H)

Consumo per capita médio (L/Pessoa Hora)

6,0 6,5 7,0 7,5 8,0

pH

Consumo per capita / Hora pH médio

OBS: * - Representa o volume total consumido para nenhum uso.

Figura 4.3 – Valores médios da configuração com descarga contínua.

Verifica-se, observando a figura 4.3, que:

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− o comportamento do pH médio da água servida não apresenta valores indicativos de presença de urina, o que já era de se esperar em função da descarga ser contínua;

− o consumo per capita varia de 15 a 209 L/pessoa, com uma média de 55 L/pessoa; e

− há períodos de consumo sem uso, ou seja, um desperdício médio de 213L/hora.

Com base nos resultados médios obtidos e considerando o comportamento do consumo noturno como o mesmo para dias de semana e finais de semana, em 4 semanas, o consumo de água mensal estimado desta configuração foi 143.674 L/mês.

4.2.2 - Configuração com temporizador (timer) 4.2.2.1 - Intervalo entre descargas de 15 minutos

A figura 4.4 representa os valores médios obtidos para a configuração com temporizador acionando a descarga a cada 15 minutos.

3,5 4,7

2,0 1,8 1,4

1,0 1,31,5 1,6 1,4 2,4 2,9

7,2

2,9

15,0*

14,4* 14,4* 14,4* 14,4*

14,6*

14,5*

14,4*

14,6 14,4*

7,7 7,4

8,1 8,2 8,3 8,0 8,2 7,8 7,57,5

7,5

6,4 6,0 7,0 7,0

6,9

7,0 7,0 6,8 7,2 7,2 6,9

7,2 7,5

0 4 8 12 16

Consumo per capita médio (L/Pessoa Hora)

5,5 6,5 7,5 8,5

pH

Figura 4.4 – Valores médios da configuração com temporizador acionado a cada 15 minutos.

Analisando a figura 4.4 observa-se que:

− o comportamento do pH médio da água servida apresentou alguns valores indicativos de presença de urina, ou seja, pH com valores entre 5 e 6,5;

− o consumo per capita varia de 1 a 14,6 L/pessoa, com uma média de 3,4 L/pessoa;

− há vários períodos de consumo sem uso, em média 14,6 L/hora e nenhum uso.

Com base nestes resultados, o consumo de água mensal estimado foi de 9.665 L/mês.

4.2.2.2 - Intervalo entre descargas de 10 minutos

A figura 4.5 a seguir ilustra os valores médios obtidos para a configuração de mictório com temporizador acionado a cada 10 minutos.

(12)

7,1

3,1 3,1

2,23,1 4,3

2,7 4,33,6

21,6 21,6*

21,6*

21,9*

21,6* 21,7*

21,6*

22,5*

21,9*

10,8

2,0 1,7

3,6 20,5

7,3

7,1 7,0

6,7 7,1

7,3 7,1

7,5 7,8

8,1

7,7 7,6 8,0 7,9

7,47,4 7,6

6,8 7,0

6,9 6,7

7,4 7,7

8,1

0 5 10 15 20 25

6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5

pH

Figura 4.5 – Valores médios da configuração com temporizador acionado a cada 10 minutos.

De acordo com a figura 4.5, pode-se observar que o consumo per capita nos dias úteis varia de 1,7 L/pessoa a 21,6 L/pessoa, com uma média de 6,3 L/pessoa; e há vários períodos de consumo, em média 21,6 L/hora, sem uso. O consumo de água mensal desta configuração foi estimado em 14.538 L/mês.

4.2.3 - Configuração com sensor infravermelho

A figura 4.6 abaixo representa os valores médios obtidos para a configuração de mictório com sensor infravermelho para acionar a descarga.

3,9 3,9 3,5 3,7

3,53,43,63,7

3,6 3,7 3,6 3,4

4,0 3,6

4,2

0 3,1

0 0 0 0 0 0 0

7,6 7,9

8,3 8,0

8,3 8,5

8,2 8,0

8,2 8,4

8,2

7,3 7,3 7,27,2

7,3 7,5 7,4 7,8 8,0

7,2 7,2 7,2

7,0

0 1 2 3 4 5

6,5 7,0 7,5 8,0 8,5

pH

Figura 4.6 – Valores médios da configuração com sensor infravermelho.

Através da análise da figura 4.6, observa-se que o comportamento do pH médio da água servida não apresentou valores indicativos de presença de urina. Com relação ao consumo per capita, o mesmo varia de 3,1 a 4,2 L/pessoa, com uma média de 3,7 L/pessoa. Nesta configuração não há consumo sem usos, ou seja, não há desperdício; e o consumo de água mensal foi estimado em 8.766 L/mês.

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4.2.4 - Configuração com sensor de pH

A figura 4.7 ilustra os valores médios obtidos para a configuração com sensor de pH para acionar a descarga.

9 14

10 12

7 8

10 11 11 10 11 11 8

3 1

0 7

0 0 0 0 0 0 10 8,0

7,7 8,1

6,9 8,1

7,9 8,0

7,5

7,77,5 7,8

8,1 8,0 8,1

7,7 8,0 8,0

7,8

7,5 7,6 7,6

7,7 7,7 7,7

0 2 4 6 8 10 12 14 16

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 Horas ao londo do dia (H)

5,0 6,0 7,0 8,0

pH

Figura 4.7 – Valores médios da configuração com sensor de pH.

Analisando a figura 4.7, verifica-se que o comportamento do pH médio da água servida não apresentou valores indicativos de presença de urina, o que pode ser justificado pela ocorrência de descarga sempre que o referido pH atinge o limite considerado como indicativo de presença de urina; e o consumo per capita varia de 1 a 14 L/pessoa, com uma média de 8,4 L/pessoa. De acordo com procedimento adotado, o consumo de água mensal para o mictório com sensor de pH foi estimado em 23.873 L/mês.

Ressalta-se que nesta configuração é necessário observar, constantemente, as condições do sensor de pH, pois o mesmo é relativamente frágil e deve estar isento de sujeiras para funcionar adequadamente, como o ambiente no qual o mesmo fica inserido é muito agressivo, facilmente há incrustações; sendo necessário retirá-lo para efetuar a limpeza.

4.3 - Comparação dos resultados por categoria de consumo estabelecida

Para evitar a comparação entre dias de comportamento de uso, e consequentemente consumo, muito divergentes, uma vez que o consumo de algumas configurações depende do número de usuários, foram estabelecidas quatro categorias de uso diário;

assim pode-se chegar a diferentes resultados em função da freqüência de utilização. As referidas categorias de uso são:

− Categoria A, com até 80 usos diários;

− Categoria B, com 80 a 100 usos diários;

− Categoria C, com 100 a 120 usos diários; e

− Categoria D, com mais de 120 usos diários.

A figura 4.8 abaixo apresenta o consumo total diário das configurações ensaiadas em cada uma das configurações estabelecidas.

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5.171 5.175 5.121 5.156

520 347

1.072 410 560

311347515 347347520 347 520

1.157

915 833

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000

A B C D

Categorias

Consumo Diário (L/dia)

Descarga Contínua Sensor infravermelho Timer-15min Timer-10min Sensor pH

Figura 4.8 - Consumo total diário nas categorias A, B, C e D.

Através da análise da figura 4.8, pode-se notar que:

− em todas as categorias o maior consumo foi da configuração com descarga contínua;

− nas categorias A e B (até 100 usos diurnos), o consumo da configuração com sensor infravermelho foi menor, ou igual, ao consumo das configurações com temporizador;

− na categoria C (entre 100 e 120 usos diurnos), o consumo da configuração com sensor infravermelho foi menor que o consumo da configuração com temporizador acionado a cada 10 minutos e maior que o consumo da configuração com temporizador acionado a cada 15 minutos; e

− na categoria D (mais de 120 usos diurnos), o consumo da configuração com sensor infravermelho foi maior que o consumo das configurações com temporizador.

5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

No desenvolvimento deste trabalho foi estudada a importância do uso de dispositivos automáticos no sistema de equipamentos sanitários para contribuir com questões relacionadas com o uso racional da água, melhorias no modo de funcionamento do referido sistema e melhorias na satisfação dos usuários.

Tendo por finalidade avaliar o impacto do uso de dispositivos automáticos em aparelhos sanitários, foram aplicados princípios de funcionamento e dispositivos automáticos já conhecidos num mictório tipo calha, instalado numa escola, para realização de ensaios;

as considerações acerca desta aplicação são comentadas na seqüência.

Com relação aos dados referentes ao número de usuários, ou número de operações do aparelho, destaca-se que o horário de pico de utilização dá-se entre 12 e 13 horas, pois neste período 69% dos usos correspondem a mais de 10 usos/hora; e a maioria dos intervalos entre usos, ou 35 %, corresponde a valores entre 1 e 5 minutos, inclusive este.

Na análise dos dados relativos à configuração com descarga contínua, observa-se que não há valores de pH indicativos de urina, e o consumo per capita foi em geral muito

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alto, em média 55 litros por pessoa. Aponta-se como desvantagem desta configuração o alto consumo de água e o desperdício nos horários de não utilização ou de baixa freqüência de utilização. E ressalta-se a necessidade de determinação, por parte da Norma Brasileira, da vazão a ser utilizada em mictórios tipo calha com descarga contínua, objetivando minimizar o alto consumo destes aparelhos.

Nas configurações com temporizador, os dados indicaram que as mesmas apresentaram um excelente resultado na análise do consumo mensal, mas há diversos períodos com valores de pH da água servida indicativos de presença de urina; bem como há valores de consumo per capita muito baixos, como 1 litro por pessoa. Aponta-se como desvantagem desta configuração, o fato que muitas vezes ocorre o uso, ou usos, e só após alguns minutos a descarga é efetuada com volume de água relativo a apenas um uso; isto significa que, principalmente nos períodos de alta freqüência de utilização, o usuário já encontra o aparelho usado. E ainda, observa-se a ocorrência de desperdícios em períodos sem utilização ou de baixa freqüência de utilização.

Os dados obtidos na configuração com sensor infravermelho indicam que consumo per capita médio foi 3,7 litros por pessoa. Neste caso, aponta-se como vantagem o fato que o aparelho só funciona com a presença do usuário, não havendo desperdício; além disso, pela análise do pH da água servida, não há valores indicativos de presença de urina.

Os dados obtidos indicam que a configuração com sensor de pH também promoveu uma excelente economia no consumo de água, apesar do consumo per capita médio ser 8,4 litros por pessoa, do consumo mensal ser o segundo maior entre as configurações ensaiadas e o maior entre as configurações utilizando dispositivos automáticos.

Considera-se como desvantagem desta configuração a necessidade de observar, constantemente, as condições do sensor de pH; e o fato que muitas vezes o pH ficava entre 5 e 6,5, a descarga era acionada mas não elevava o pH de imediato, havendo então várias descargas para apenas um uso. Como vantagem, ressalta-se que não houve períodos de consumo sem uso.

Analisando o consumo diário juntamente com a freqüência de utilização, observou-se que o maior consumo pertenceu à configuração com descarga contínua, seguido da configuração com sensor de pH, com qualquer freqüência de utilização; destacando-se os seguintes pontos:

− quando a freqüência de utilização é até 100 usos diários, o menor consumo deu-se com a configuração com sensor infravermelho;

− com a freqüência de utilização entre 100 e 120 usos diários, os menores consumos ocorreram com a configuração com temporizador acionado a cada 15 minutos e com a configuração com sensor infravermelho;

− quando a freqüência de utilização é superior a 120 usos diários, o menores consumos foram os das configurações com temporizador; e

− apesar do consumo da configuração com temporizador ter sido o menor quando a freqüência de utilização é superior a 100 usos por dia, nesta configuração diversos valores do pH da água servida indicam a presença de urina no aparelho.

O consumo mensal da configuração com descarga contínua foi estimado em 143,67 m³/mês. Como era de se esperar, este consumo é bastante superior aos consumos das

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outras configurações, comparando os mesmos, observa-se que os consumos das configurações com temporizador atuando a cada 15 minutos, com temporizador a cada 10 minutos, com sensor infravermelho e com sensor de pH foram equivalentes a, respectivamente, 7%, 10%, 6% e 15% do consumo com descarga contínua.

Diante do exposto, pode-se afirmar que a configuração com sensor infravermelho obteve melhor desempenho, pois foi a mais econômica, não apresentou desperdício nos períodos de baixa freqüência de utilização e nos períodos de não utilização, bem como não apresentou valores de pH entre 5 e 6,5.

Portanto, pode-se afirmar que o uso de dispositivos automáticos em mictórios tipo calha nas configurações ensaiadas mostraram-se eficazes na questão do uso racional da água, pois houve economia de água, em relação ao mictório com descarga contínua, em todas as configurações ensaiadas. Isto pode confirmar que as três configurações utilizando dispositivos automáticos propostas mostraram-se adequadas para demonstrar formas mais racionais de acionar a descarga de mictórios tipo calha.

6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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BT/PCC/238 Estudo da Difusão do Oxigênio no Concreto. PAULO FANCINETE JÚNIOR, ENIO J. P.

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BT/PCC/243 Rendimentos Obtidos na Locação e Sublocação de Cortiços – Estudo de casos na área central da cidade de São Paulo. LUIZ TOKUZI KOHARA, ANDREA PICCINI. 14p.

BT/PCC/244 Avaliação do Uso de Válvulas de Admissão de Ar em Substituição ao Sistema de Ventilação Convencional em Sistemas Prediais de Esgotos Sanitários. HELCIO MASINI, ORESTES MARRACCINI GONÇALVES. 12p.

BT/PCC/245 Programações por Recursos: O Desenvolvimento de um Método de Nivelamento e Alocação com Números Nebulosos para o Setor da Construção Civil. SÉRGIO ALFREDO ROSA DA SILVA, JOÃO DA ROCHA LIMA JR. 26p.

BT/PCC/246 Tecnologia e Projeto de Revestimentos Cerâmicos de Fachadas de Edifícios. JONAS SILVESTRE MEDEIROS, FERNANDO HENRIQUE SABBATINI. 28p.

BT/PCC/247 Metodologia para a Implantação de Programa de Uso Racional da Água em Edifícios. LÚCIA HELENA DE OLIVEIRA, ORESTES MARRACCINI GONÇALVES. 14p.

BT/PCC/248 Vedação Vertical Interna de Chapas de Gesso Acartonado: Método Construtivo. ELIANA KIMIE TANIGUTI, MERCIA MARIA BOTTURA DE BARROS. 26p.

BT/PCC/249 Metodologia de Avaliação de Custos de Inovações Tecnológicas na Produção de Habitações de Interesse Social. LUIZ REYNALDO DE AZEVEDO CARDOSO, ALEX KENYA ABIKO. 22p

BT/PCC/250 Método para Quantificação de Perdas de Materiais nos Canteiros de Obra em Obras de Construção de Edifícios: Superestrutura e Alvenaria. ARTEMÁRIA COÊLHO DE ANDRADE, UBIRACI ESPINELLI LEMES DE SOUZA. 23p.

BT/PCC/251 Emprego de Dispositivos Automáticos em Aparelhos Sanitários para Uso Racional da Água.

CYNTHIA DO CARMO ARANHA FREIRE, RACINE TADEU ARAÚJO PRADO. 14p.

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