LEONARDO FELIPE VIECILI
REUSO DE ÁGUAS PLUVIAIS EM UMA HABITAÇÃO DE INTERESSE
SOCIAL
Ijuí/RS 2016
REUSO DE ÁGUAS PLUVIAIS EM UMA HABITAÇÃO DE INTERESSE
SOCIAL
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientadora: Lia Geovana Sala
Ijuí/RS 2016
LEONARDO FELIPE VIECILI
REUSO DE ÁGUAS PLUVIAIS EM UMA HABITAÇÃO DE INTERESSE
SOCIAL
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora.
Ijuí, 22 de dezembro de 2016
Prof. Lia Geovana Sala Mestre pela Universidade Federal de Santa Catarina - Orientadora Prof. Lia Geovana Sala Coordenadora do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ
BANCA EXAMINADORA Prof. Tarcisio Dorn de Oliveira Mestre pela Universidade Federal de Santa Maria - Banca
Dedico esse trabalho para meu pai e minha mãe, que me deram todo o auxílio para chegar onde cheguei.
Aos meus pais e minha família que me deram incentivo para poder realizar esse trabalho; A minha namorada que me incentivou e ajudou a realizar essa pesquisa;
A minha professora orientadora Lia Geovana Sala pela dedicação e os conhecimentos repassados para realização dessa pesquisa;
Ao IRDeR por me disponibilizar materiais e dados para poder realizar essa pesquisa; Ao professor Antônio Corrente por me ajudar a fazer as análises dos dados;
Aos amigos que mesmo de modo indireto me ajudaram a seguir sempre em frente mediante as dificuldades;
A todos os que de alguma maneira me apoiaram e me ajudaram durante a realização desta pesquisa.
A verdadeira medida de um homem não é como ele se comporta em momentos de conforto e conveniência, mas como ele se mantém em tempos de controvérsia e desafio. Martin Luther King
VIECILI, L. F. Reuso de Águas Pluviais em uma Habitação de Interesse Social. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2016.
A sustentabilidade vem cada vez mais direcionando os projetos da arquitetura contemporânea para formulação de propostas de menor impacto ambiental. Dentro disso um dos principais temas é o reuso de águas pluviais, visto que a escassez de água no planeta é uma grande preocupação, e esta pode ser uma boa alternativa para diminuir o impacto ambiental, bem como o consumo desnecessário de água potável. Assim, o objetivo desse estudo foi elaborar um projeto de reuso de águas pluviais em uma habitação de interesse social padrão CAIXA, orçar e comparar o custo entre uma instalação hidráulica convencional e outra com o reuso de águas pluviais, e realizar os cálculos de todos os componentes necessários para a utilização do sistema de reuso de águas pluviais. Foi utilizado como objeto de estudo uma residência com 36,84 m², onde os projetos arquitetônico e hidráulico já estavam definidos de acordo com o caderno da CAIXA. A partir da análise dos dados pluviométrico históricos do município de Ijuí/RS, pode-se estimar a produção média mensal de águas pluviais. Ademais, foi estimada a demanda residencial por água não potável, assim sendo possível dimensionar o volume do reservatório de armazenamento de água pluvial. Após a obtenção do tamanho do reservatório, identificou-se que o modelo de cálculo mais usual para a residência em estudo é o Método Prático Inglês. No comparativo de custos entre os sistemas hidráulico convencional e com reuso de águas pluviais, obteve-se que o custo do sistema de reuso e bem mais oneroso do que o sistema convencional.
VIECILI, L. F. Reuse of Rainwater in a Social Interest Housing. 2016. Completion of Course Work. Civil Engineering Course, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2016.
Sustainability is increasingly directing the projects of contemporary architecture to formulate proposals of lower environmental impact. Within this one of the main themes is the reuse of rainwater, since the scarcity of water on the planet is a major concern, and this can be a good alternative to reduce the environmental impact, as well as the unnecessary consumption of drinking water. Like this, the objective of this study was to elaborate a project of rainwater reuse in a housing of standard social interest CAIXA, budget and compare the cost between one conventional and another with rainwater reuse, and perform calculations of all the components necessary for the use of the rainwater reuse system. The object of study was a residence with 36,84 m², where the architectural and hydraulic projects were already defined according to the CAIXA. From the analysis of historical rainfall data of the municipality of Ijuí/RS, we can estimate the average monthly rainwater production. In addition, was estimated residential demand for non-potable water, so it is possible to size the volume of the rainwater storage tank. After obtaining the size of the reservoir, it was identified that the most usual calculation model for the study residence is the Método Prático Inglês. Comparison of costs between conventional hydraulic and rainwater reuse systems, it has been found that the cost of the reuse system is much more costly than the conventional system.
Figura 1: As cinco dimensões da sustentabilidade ... 18
Figura 2: Estimativa das medidas convencionais para conservação da água ... 21
Figura 3: Consumo de água em um apartamento popular na cidade de São Paulo ... 24
Figura 4: Esquema do aproveitamento de águas pluviais ... 26
Figura 5: Sistema de funcionamento do aproveitamento de água de chuva. ... 27
Figura 6: Área de coleta - telhado ... 29
Figura 7: Área de coleta - laje ... 30
Figura 8: Área de coleta - telhado e pátio ... 30
Figura 9: Condutores horizontais e verticais ... 31
Figura 10: Grade sobre a canha ... 31
Figura 11: Filtro VF1. ... 31
Figura 12: Tonel com reservatório de autolimpeza ... 32
Figura 13: Reservatório de autolimpeza com torneira bóia ... 32
Figura 14: Dispositivo de descarte da primeira chuva ... 33
Figura 15: Reservatório de água de chuva... 33
Figura 16: Delineamento da pesquisa. ... 38
Figura 17: Planta baixa da edificação em estudo. ... 40
Figura 18: Planta de cobertura. ... 48
Figura 19: Gráfico de média mensal de precipitação em Ijuí - RS... 49
Tabela 1: Demanda residencial não potável. ... 27
Tabela 2: Coeficiente de escoamento superficial. ... 28
Tabela 3: Frequência de manutenção dos componentes. ... 34
Tabela 4: Área de captação. ... 48
Tabela 5: Demanda de água não potável na residência. ... 50
Tabela 6: Volume de captação de águas pluviais. ... 51
Tabela 7: Volume do descarte da primeira chuva. ... 52
Tabela 8: Dimensão da calha. ... 52
Tabela 9: Dimensão dos condutores verticais e horizontais. ... 52
Tabela 10: Volume do reservatório usado o Método de Rippl. ... 53
Tabela 11: Volume do reservatório usando o Método Prático Brasileiro (Azevedo Neto). ... 54
Tabela 12: Volume do reservatório usando o Método Prático Inglês. ... 54
Tabela 13: Resumo dos volumes dos reservatórios calculados pelos diferentes Métodos. 54 Tabela 14: Especificações da bomba BCR-2000. ... 56
Tabela 15: Especificações da bomba BCR-2000. ... 57
Tabela 16: Orçamento projeto hidráulico convencional. ... 58
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANA Agência Nacional de Águas
CAIXA Caixa Econômica Federal EUA Estados Unidos da América HIS Habitação de Interesse Social
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IRDer Instituto Regional de Desenvolvimento Rural
L Litros
NBR Associação Brasileira de Normas Técnicas ONU Organização das Nações Unidas
RS Rio Grande do Sul
R$ Real
1 INTRODUÇÃO ... 12 1.1 CONTEXTO ... 13 1.2 PROBLEMA ... 14 1.2.1 Questões de Pesquisa ... 15 1.2.2 Objetivos de Pesquisa ... 15 1.2.3 Delimitação ... 15 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 16 2.1 SUSTENTABILIDADE ... 16 2.2 CONSERVAÇÃO DA ÁGUA ... 20
2.2.1 Importância do aproveitamento de águas pluviais ... 22
2.2.2 Sistema de coleta e utilização de águas pluviais ... 25
2.3 HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL ... 34
3 MÉTODO DE PESQUISA ... 37 3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA ... 37 3.2 DELINEAMENTO ... 37 4 MATERIAIS E MÉTODOS ... 39 4.1 ÁREA DE ESTUDO ... 39 4.2 LEVANTAMENTO DE DADOS ... 39 4.2.1 ÁREA DE CAPTAÇÃO ... 40 4.2.2 DADOS PLUVIOMÉTRICOS ... 41
4.2.3 DEMANDA DO CONSUMO DE ÁGUA PARA FINS NÃO POTÁVEIS .... 41
4.3 ESTIMATIVA DA CAPTAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS ... 43
4.4 DESCARTE DA ÁGUA DA PRIMEIRA CHUVA ... 43
4.8 ORÇAMENTOS E DIFERENÇA DE CUSTO ... 47
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 48
5.1 ÁREA DE CAPTAÇÃO ... 48
5.1.1 Dados Pluviométricos ... 49
5.1.2 Demanda do Consumo de Água para Fins não Potáveis ... 49
5.2 ESTIMATIVA DE CAPTAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS ... 51
5.3 DESCARTE DA ÁGUA DA PRIMEIRA CHUVA ... 52
5.4 CALHAS E TUBULAÇÕES ... 52
5.5 RESERVATÓRIO DE ÁGUA PLUVIAL ... 53
5.5.1 Método de Rippl ... 53
5.5.2 Método Prático Brasileiro (Azevedo Neto) ... 53
5.5.3 Método Prático Inglês ... 54
5.5.4 Escolha do Método a ser Utilizado ... 54
5.6 SISTEMA DE BOMBEAMENTO ... 56
5.7 ORÇAMENTOS E DIFERENÇA DE CUSTO ... 57
6 CONCLUSÃO ... 60
REFERÊNCIAS ... 61
APÊNDICE A – PROJETO HIDRÁULICO DE REUSO DE ÁGUAS PLUVIAIS . 66 ANEXO A – PROJETOS HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL ... 67
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1 INTRODUÇÃO
Conforme Gonçalves (2006), sustentabilidade é um tema que está cada vez mais influenciando as abordagens de projeto na arquitetura atual onde conta com iniciativas e exemplos nas mais diversas condições urbanas e ambientais. Excedendo as questões como conforto ambiental e suas relações com a eficiência energética, recursos para a construção e operação de edificações, como materiais, energia e água, são variáveis que estão sendo exploradas, com atenção principal na formulação de propostas de menor impacto ambiental (GONÇALVES, 2006).
Do ponto de vista de Moitinho (2007), a captação e aproveitamento de águas pluviais é uma alternativa para diminuir o impacto ambiental quanto ao consumo desnecessário de água, onde é comparada esta ação com o próprio ciclo hidrológico da água realizado na natureza. A captação de águas pluviais poderá reduzir a perfuração de novos poços e aliviar o fornecimento de água potável pelas concessionárias responsáveis, assim aliviaria quanto ao consumo da água potável distribuída (MOITINHO, 2007).
De acordo com Costa (2004), tem-se uma preocupação muito grande vinculada a escassez de água, visto assim a importância de se pensar em um sistema de aproveitamento de água da chuva, visto que a captação de águas pluviais caracteriza cerca de 65% de economia. Deve-se pensar nesse sistema desde o início do projeto, uma vez que inclui-lo depois em uma edificação existente poderá ser inviável economicamente. A princípio deve-se saber que é indispensável que as águas reaproveitas sejam separadas da água potável (COSTA, 2004).
O aproveitamento da água da chuva é muito importante, uma vez que pode ser utilizada em diversas tarefas, como: serviços de limpeza, irrigação de jardins, descarga de bacia sanitária e lavagem de roupas.
Esta pesquisa é relacionada à sustentabilidade de uma habitação, tratando especificamente do reuso de águas pluviais para fins não potáveis em uma edificação, e apresenta como um estudo de caso uma análise de projeto de uma habitação de interesse social (padrão CAIXA).
Será analisado o projeto de uma habitação de interesse social com área de 36,84 m², onde os projetos arquitetônico e hidráulico que foram utilizados para a pesquisa já estavam definidos de
acordo com o caderno CAIXA. Será realizado o projeto do sistema hidráulico com reuso de água pluviais, e um orçamento dos dois tipos de instalação hidráulica para se determinar a diferença dos custos.
O sistema de captação da água da chuva será feito por meio de: área do telhado, sistemas de calhas e condutores, filtros, reservatórios de armazenamento, entre outros. Essas águas pluviais terão utilização para fins não potáveis como: regar jardins, limpeza de calçadas e descargas em bacias sanitárias.
1.1 CONTEXTO
De acordo com Santos (2010), há uma grande preocupação da humanidade em relação à conservação dos recursos naturais. Dentre estes, um dos mais preciosos é a água, já que é um bem essencial para a vida de todos os seres vivos (SANTOS, 2010).
Segundo UNIÁGUA (2010), aproximadamente 2/3 da superfície do planeta Terra são dominados pelos oceanos. Ainda conforme o autor, o total do volume de água na Terra é determinado em torno de 1,35 milhões de quilômetros cúbicos, já a água salgada que são encontradas em mares e oceanos, totalizam um volume de 97,5 %. Contendo apenas 2,5% de água doce, que, no entanto, estão localizadas em lugares de difícil acesso, como: águas subterrâneas (aquíferos) e geleiras. Somente 0,007% da água doce encontra-se em regiões de fácil acesso para o consumo humano, como: lagos, rios e na atmosfera (UNIÁGUA, 2010).
O problema da falta de água já é uma realidade em vários locais do planeta, o desperdício e degradação das reservas hídricas está causando preocupações para os cientistas e autoridades públicas, assim fazendo com que adotem medidas para diminuir o consumo excessivo da água. Com auxílio de leis mais voltadas à importância dessa questão, é o primeiro passo na busca por um consumo mais sustentável da água na Terra (FIORIN, 2005).
Diante destas constatações, houve interesse em desenvolver uma investigação para aprofundar o conhecimento sobre essa temática. Como estudo de caso foi escolhido um projeto de uma habitação de interesse social, onde será elaborado: projeto hidráulico com reuso de águas pluviais. E uma pesquisa de campo para levantar custos dos materiais para instalação dos dois
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sistemas hidráulicos (convencional e com reuso). E será realizado um comparativo de custos entre a instalação convencional e a com reuso de águas de pluviais.
1.2 PROBLEMA
Segundo Ghisi (2006), o quadro atual evidencia a carência de água potável para o consumo e, vem ganhando contornos preocupantes. A demanda por água potável vem em uma crescente devido ao aumento da população mundial e o desenvolvimento das cidades e dos centros industriais, porem o uso não racional e sustentável da água, vem causando sua escassez, sendo um ponto negativo no seu ciclo hidrológico (GHISI, 2006).
De acordo com a Agência Nacional de Águas no Brasil (ANA, 2013), quanto aos recursos hídricos o Brasil apresenta uma situação estável, em termos globais. No entanto, apesar desse aparente conforto no território brasileiro existe uma distribuição desigual de recurso hídricos. Pois, aproximadamente 80% da bacia hidrográfica está concentrada na região Amazônica, onde se apresenta um menor contingente populacional e valores reduzidos de consumo, isto é, utilizam uma quantidade menor de água das fontes naturais (ANA, 2013).
Conforme May (2004), o sistema de aproveitamento de água pluvial tem inúmeros aspectos positivos, onde possibilitam reduzir o consumo de água potável e diminuir os custos para as companhias de abastecimento de água potável, assim minimizando o problema de enchentes e ainda preservando o meio ambiente.
A falta de água está cada mais presente em vários países do mundo, por causa da utilização da mesma ser feita de forma equivocada e não sustentável. A água apresenta grande importância no desenvolvimento da humanidade, além de ser um recurso vital insubstituível para todos os seres vivos. A partir daí, surgiu a ideia de reutilizar a água da chuva, porque a sua escassez é um grande problema para a sociedade. O reuso de água pluviais fara com que se diminua a utilização de água potável na residência, pois a água da chuva na maioria das residências vai direto para o esgoto, assim causando enchentes, por isso o reuso de águas pluviais é muito importante para diminuir o consumo de água potável e preservar o meio ambiente.
1.2.1 Questões de Pesquisa Questão principal:
Qual a diferença de custo (materiais) entre o sistema hidráulico convencional e o com reuso de águas pluviais?
Questão secundaria:
Como calcular o sistema e os equipamentos utilizados no reuso de águas pluviais?
1.2.2 Objetivos de Pesquisa Objetivo Geral:
Elaborar um projeto de reuso de água pluviais em uma habitação de interesse social padrão CAIXA;
Objetivos específicos:
Orçar e comparar o custo entre uma instalação hidráulica convencional e outra com o reuso de águas pluviais;
Realizar os cálculos de todos os componentes necessários para a utilização do sistema de reuso de águas pluviais.
1.2.3 Delimitação
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2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 SUSTENTABILIDADE
De acordo com Capobianco (1992), a preocupação com as questões ambientais vem se estruturando desde a Conferência das Nações Unidas sobre o Homem e o Meio Ambiente, denominada como Reunião de Estocolmo, realizada em 1972, onde realizaram uma reunião para discutir sobre problemas de poluição e degradação ambiental entre os países industrializados. Em resumo, onde de um lado tinha os países ricos (industrializados), que queriam estabelecer normas internacionais de controle ambiental e restrições ao crescimento econômico, para evitar qualquer acréscimo em termos de fonte de poluição, do outro lado tinha os países pobres tentando se industrializar (CAPOBIANCO, 1992).
Após Estocolmo começou um processo de exportação da degradação ambiental do Norte e do Sul, pois as indústrias poluidoras estavam se transferindo para os países com uma legislação menos rígidas, que estavam dispostos a recebê-las (CAPOBIANCO, 1992). Ainda conforme o autor, assim começaram a serem detectados os primeiros problemas globais de poluição entre fronteiras, com uma forte degradação ambiental. Desta maneira ficou claro que não adiantava um país adotar rígidos controles ambientais se o país vizinho não adotava (CAPOBIANCO, 1992).
Foi criada em 1983 a Comissão das Nações Unidas sobre Meio Ambiente, denomina como Comissão de Brundtland, seu principal objetivo era investigar o mundo com a missão de perceber as dificuldades ambientais que cada país enfrentava e desenvolver um relatório para custear as futuras iniciativas da ONU (CAPOBIANCO, 1992). Ainda conforme o autor, depois de quatro anos em funcionamento a comissão anunciou o relatório Nosso Futuro Comum, apontando a necessidade urgente do estabelecimento de uma forma de integração internacional para tentar diminuir o quadro assustador da degradação do meio ambiente dos países pobres e que se tornava uma ameaça mundial. A principal contribuição da Conferência de Brundtland foi à definição do termo desenvolvimento sustentável, onde está estabelecida a vinculação entre a economia e ecologia, pois esse sendo o objetivo a ser obtido tanto pelas nações em desenvolvimento como pelas industrializadas (GONÇALVES, 2006).
Conforme Gonçalves (2006), nas décadas seguintes, foram realizadas grandes conferências mundiais, como a Rio-92, no Rio de Janeiro, em 1992, e a Rio+10, em Johannesburgo, em 2002. Ainda conforme o autor, nessas conferências, protocolos internacionais foram firmados, a fim de rever as metas e elaborar mecanismos para o desenvolvimento sustentável. O principal tema na reunião foi o desafio global de melhorar o nível de consumo da população mais pobre e diminuir a pegada ecológica e o impacto ambiental dos assentamentos humanos no planeta (GONÇALVES, 2006).
Essas conferências foram realizadas para discutir o desenvolvimento dos países frente aos impactos ambientais, onde destas saíram o compromisso de duas convenções muito importante para a sustentabilidade, uma sobre a Mudança do Clima e outra sobre Biodiversidade, e dois avanços: a Agenda 21 e a Declaração do Rio. Estes tendo como objetivo principal o desenvolvimento sustentável (SALA, 2011).
No ano de 1997 foi realizada a Conferência das Mudanças Climáticas, em Kioto, sendo estabelecido o Protocolo de Kioto, um compromisso mundial para reduzir a emissões de gases poluentes na atmosfera que causam o efeito estufa (SALA, 2011). Ainda conforme o autor, esse sendo um dos mais importantes tratados já assinado pelos países, sendo a meta reduzir 5% dos gases emitidos na atmosfera pelos 55% dos países mais poluentes até 2012.
Conforme Bacha, Santos e Schaun (2010), a palavra sustentabilidade refere-se ao vocábulo sustentar onde a dimensão a longo prazo se encontra inserida. Ainda conforme o autor, haverá a necessidade da sociedade humana de encontrar sistemas de interação conjunta em relação com o meio ambiente. “Numa sociedade sustentável, o progresso é medido pela qualidade de vida (saúde, longevidade, maturidade psicológica, educação, ambiente limpo, espírito comunitário e lazer criativo) ao invés de puro consumo material [...]” (FERREIRA, 2005). A humanidade precisa conhecer melhor as características do planeta para poder utilizá-lo por longo período de tempo, assim assegurando a continuidade da própria espécie (SCHWEIGERT, 2007).
Segundo Torres (2003), a nossa sociedade industrial tem um modelo de desenvolvimento que está se esgotando por não ter limites, pois tudo ocorreu de maneira descuidada, sem planejamento e às custas de níveis crescentes da degradação ambiental e poluição. Assim estes problemas causaram impactos negativos significantes, no início de forma localizada, mas que logo
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adquiriu importância global, dos quais os sintomas são percebidos no desgaste dos recursos naturais, na desigualdade social e no excesso de conflitos pelo planeta (TORRES, 2003).
Conforme Santos (2010), desenvolvimento sustentável e o modelo mais adequado para a humanidade, ambientalmente, socialmente, e é onde o desenvolvimento economicamente viável. Porém, isto não significa impedir o progresso econômico, mas de optar por um caminho que garanta o desenvolvimento participativo e integrado onde se considere a valorização e o uso coerente dos recursos naturais (SANTOS, 2010).
Figura 1: As cinco dimensões da sustentabilidade
Fonte: Tinoco e Kraemer (2004, p.136)
Conforme Tinoco e Kraemer (2004, p. 137), a figura 1 apresenta as cinco dimensões da sustentabilidade, conceituada a baixo:
- A Sustentabilidade Social – que se entende como a criação de um processo de
desenvolvimento sustentado por uma civilização com maior eqüidade na distribuição de renda e de bens, de modo a reduzir o abismo entre os padrões de vida dos ricos e dos pobres.
- A Sustentabilidade Econômica – que deve ser alcançada através do gerenciamento e
alocação mais eficientes dos recursos e de um fluxo constante de investimentos públicos e privados.
- A Sustentabilidade Ecológica – que pode ser alcançada através do aumento da
capacidade de utilização dos recursos, limitação do consumo de combustíveis fósseis e de outros recursos que são facilmente esgotáveis, redução da geração de resíduos e de poluição, através da conservação de energia, de recursos e da reciclagem.
- A Sustentabilidade Espacial – que deve ser dirigida para a obtenção de uma
configuração rural-urbana mais equilibrada e uma melhor distribuição territorial dos assentamentos humanos e das atividades econômicas.
- A Sustentabilidade Cultural – incluindo a procura por raízes endógenas de processos
de modernização e de sistemas agrícolas integrados, que facilitem a geração de soluções específicas para o local, o ecossistema, a cultura e área.
De acordo com Csillag (2007), a preocupação com as três dimensões do tripé da sustentabilidade deve estar sempre presente ao longo de todo o ciclo do empreendimento, conceituado a baixo:
Desempenho social: requer o desenvolvimento de sociedades mais juntas e que proporcione o desenvolvimento humano com uma boa qualidade de vida, gerando satisfação do morador e do usuário, e trabalhando juntamente com clientes, fornecedores, funcionários e comunidades locais.
Desempenho econômico: é fundamental que tenha um sistema econômico que facilite a aquisição de recurso e oportunidades e o aumento de prosperidade para todos, dentro do limite do que é ecologicamente possível sem prejudicar os direitos humanos, buscando aumentar a lucratividade e o desenvolvimento através do uso mais eficaz dos recursos, como mão de obra, materiais, água e energia.
Desempenho ambiental: é fundamental que se tenha um equilíbrio entre proteção do ambiente físico e seus recursos e o usar esses recursos de forma a permitir que o planeta continue a resistir a uma qualidade de vida aceitável. É necessário evitar efeitos danosos e potencialmente irreversíveis no ambiente através do uso responsável dos recursos naturais, diminuindo os resíduos e a proteção e a melhoria do ambiente.
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2.2 CONSERVAÇÃO DA ÁGUA
De acordo com Kubota (2004), entende-se que a água é primordial para a vida, é um recurso limitado e de valor econômico. Ainda conforme o autor, pode ocorrer a escassez do recurso por diversos motivos, como condições climáticas, hidrológicas, hidrogeológicas e pelo seu uso de forma excessiva e descontrolada. Sendo assim, é recomendável a economia no seu uso em vista de uma demanda crescente associada à poluição deste recurso (KUBOTA, 2004).
Santos (2002) define a “conservação de água” como um agrupamento de fatores que possibilita a economia de água em mananciais, no sistema público de abastecimento de água ou ainda em moradias.
A conservação da água está definida como qualquer fator que diminua a quantidade de água retirada de fontes de abastecimento, que reduza o uso de água, que melhore a eficiência do uso da água ou ainda que aumente a reciclagem e o reuso de água (SINDUSCON, 2005).
Tomaz (2001), conceitua o uso coerente da água como um conjunto de ações, medidas e incentivos que têm como principais objetivos:
diminuir a demanda de água;
otimizar o uso da água e reduzir as perdas e desperdícios da mesma; estabelecer práticas e tecnologias para economizar água;
informar e conscientizar os usuários.
Conforme Tomaz (2001), para se ter a redução do consumo de água diversas ações são necessárias, como percepção e reparos de vazamentos, campanhas educativas, substituição de equipamentos convencionais por equipamentos economizadores de água, e por fim o aproveitamento de águas pluviais e reuso de águas cinzas.
De acordo com Tomaz (2001), a conservação da água para uso urbano pode ser classificada em convencionais e não convencionais.
A figura 2 mostra as medidas convencionais implantadas na cidade de Providence, EUA.
Figura 2: Estimativa das medidas convencionais para conservação da água
Fonte: Tomaz (2001).
As medidas convencionais para conservação da água incluem (TOMAS, 2001): correção de vazamentos nos sistemas de distribuição de água;
mudanças nas tarifas residências; redução de pressão nas redes; reciclagem e reuso de água; leis sobre aparelhos sanitários; educação pública.
Já as medidas não convencionais para conservação da água são (TOMAS, 2001): uso de águas cinzas;
uso da água de chuvas;
vasos sanitários com câmara para compostagem; dessalinização da água do mar ou salobra;
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Segundo Oliveira (2007), a execução do uso racional da água baseia-se em sistematizar as intervenções que podem ser efetuadas em uma edificação, de tal forma que as ações de diminuição do consumo sejam resultantes de um amplo conhecimento do sistema, dessa forma garantindo sempre a qualidade necessária para a realização das atividades consumidoras, com o mínimo de desperdício. Portanto, o conceito de uso racional da água tem como objetivo principal a atuação na demanda de água em edificações (OLIVEIRA, 2007).
ANA (2013), o uso racional dos recursos hídricos é obtido pela redução do consumo, reutilização e reciclagem. A redução do consumo de água está voltada a uma simples economia da mesma, eliminando vazamentos e diminuindo o consumo domiciliar, industrial e agrícola; a reutilização é o uso da água já utilizada para uma determinada função, a reutilização é feita antes que a água chegue à rede de esgoto; a reciclagem é o reaproveitamento da água que já foi utilizada e passou pela rede de esgoto e por uma estação de tratamento (ANA, 2013).
2.2.1 Importância do aproveitamento de águas pluviais
Segundo Hespanhol (2006), o nosso país tem um grande potencial em termos de reuso da água, onde as industrias poderiam reutilizar cerca de 60% de toda a água que ela consome, sem grandes investimentos. O autor também garante que a aplicação do reuso da água em nosso país poderá angariar benefícios imediatos ao ambiente, pois irá diminuir o consumo, através da conservação e também efetuando lançamento de efluentes de forma responsável, tanto doméstico como industrial. Assim garantindo uma redução na poluição dos recursos hídricos (HESPANHOL, 2006).
Segundo Silva e Tassi (2005), o tratamento e distribuição da água potável e feita por uma empresa pública ou privada, para fins domésticos, comercias e industriais, essa água chega ao consumidor com qualidade para atender todos os tipos de usos, como para o consumo humano. No entanto, nem toda a água utilizada por esses usuários precisa ter um alto grau de qualidade, pois alguns usos não exigem a mesma qualidade que o consumo de água potável, tais como irrigação, lavagem de carros, limpeza de calçadas, descarga de bacia sanitária, máquina de lavar roupa, esses podendo utilizar outros tipos de abastecimento tais como: aproveitamento de águas pluviais (SILVA E TASSI, 2005).
Conforme Soares et al. (1997), a utilização da água da chuva traz inúmeras vantagens, tais como simplicidade e facilidade de manutenção e controle, e tem baixo custo inicial. Ainda conforme o autor, a água é tratada de forma simples, tento vantagens quando comparada com outros sistemas de reutilização de águas, mas possui a desvantagem de que em tempo de falta de chuva diminuirá o volume de água coletado. Nas áreas urbanas apresenta aspectos positivos, tais como a redução do consumo de água potável e também a contribuição ao controle de enchentes, pois a água captada não vai diretamente para a rede de drenagem (SOARES, et al., 1997).
De acordo com Silva e Tassi (2005), a água da chuva pode fornecer água limpa e segura, desde que os sistemas para coleta sejam instalados e mantidos de forma adequada e a água seja tratada de forma correta, conforme o uso previsto. Ainda conforme o autor, tudo depende para que fins se quer utilizar essa água, se é para uso potável ou não potável, pois para usos menos exigentes uma simples filtração e desinfecção podem trazer os indicadores de qualidade para níveis adequados, no uso para irrigação o tratamento necessário é mínimo, normalmente necessitando apenas de filtragem.
Goldenfum (2006), sistema de utilização da água da chuva podem ser usados para fins domésticos, comerciais e industriais. Uso doméstico: descarga de vasos sanitários, lavagem de carros, lavagem de calçadas, irrigação de jardins e sistema de combata a incêndio; uso industrial e comerciais: para climatização, resfriamento de maquinários, lavagem industrial de roupas, lavagem de veículos e limpeza industrial e comercial (GOLDENFUM, 2006).
Em cidades com a parte urbana bastante populosa e com abastecimento de água potável deficiente, as águas pluviais se tornam uma atraente fonte de utilização, embora ocorra em muitos casos em áreas com a atmosfera muito poluída (GOLDENFUM, 2006). Continuando com o autor, dessa maneira a utilização de águas pluviais torna-se atraente nos casos de áreas de precipitação elevada durante boa parte do ano, em áreas com escassez de abastecimento e regiões com alto custo de extração de água subterrânea.
A figura 3, demostra a distribuição do consumo de água em um apartamento popular na cidade de São Paulo (ANA, 2005).
_____________________________________________________________________________________________ Figura 3: Consumo de água em um apartamento popular na cidade de São Paulo
Fonte: ANA (2005).
Segundo Golçalves (2006), um percentual de 40% do total de água consumida em uma habitação é destinado ao uso não potável. Ele estabelece um modelo de abastecimento de rede dupla de água, uma rede de água potável e outra de aproveitamento de água da chuva ou de reuso; seguindo esse modelo a conservação e redução do consumo da água potável seria garantida.
A água é um elemento essencial que contribui para a promoção do desenvolvimento e da qualidade de vida, porém é um recurso finito e vulnerável que deve ser utilizado racionalmente. O uso de fontes alternativas e de estratégias de uso racional de água em edificações é uma forma de amenizar os problemas de disponibilidade de água potável e diminuir a sua demanda. Dentre estas estratégias pode-se citar o aproveitamento de água pluvial, o reuso de água cinza e a instalação de componentes economizadores de água (LABEEE, 2014).
Santos (2002), a água da chuva e uma fonte muito importante principalmente para as regiões onde a precipitação é abundante em termos quantitativos e bem distribuído ao longo do ano. Um sistema de captação de água da chuva e composto por: área de captação (telhado, laje e piso), sistemas de condutores (calhas, condutores verticais e horizontais), unidade de tratamento (reservatório de autolimpeza, filtros de desinfecção) e do reservatório de acumulação, pode ser necessário um sistema de recalque, o reservatório superior a rede de distribuição (SANTOS, 2002).
2.2.2 Sistema de coleta e utilização de águas pluviais
Segundo a NBR 15527 (ABNT, 2007), que trata do aproveitamento de água de chuva de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis (que não atendem a portaria n°518 do Ministério da Saúde), podem ser utilizadas após tratamento adequado em: descargas das bacias sanitárias, irrigação de jardins, lavagem de veículos, limpeza de pisos e ruas, limpeza de pátios e usos industriais.
A NBR 15527 (ABNT, 2007), informa ainda as condições gerais sobre: concepção do sistema de aproveitamento de águas pluviais, calhas e condutores, reservatórios de descarte (chuva inicial) e reservatório de águas pluviais (armazenamento da água da chuva), instalações prediais, qualidade da água, bombeamento e manutenção do sistema.
De acordo com Oliveira et al. (2007), os sistemas de coleta de água de chuva em habitações consistem basicamente, na captação, armazenamento e posterior utilização da água precipitada em superfícies impermeáveis, tais como: telhado, lajes e pisos. A sua aplicação é limitada a atividades que não necessitam da utilização de água potável (OLIVEIRA et al., 2007).
Segundo Marinoski (2007), a água coletada é canalizada até o local de armazenamento através de calhas, condutores horizontais e verticais, passando por equipamentos de filtragem e descarte de impurezas, é utilizado um dispositivo que descarta as águas das primeiras chuvas. A água é armazenada na maioria das vezes em reservatório enterrado no solo, e bombeada a um segundo reservatório que fica na parte superior, do qual as tubulações próprias para água da chuva irão distribuí-la para o consumo não potável (MARINOSKI, 2007).
Conforme Jó (2011), métodos de segurança para se obter uma água chuva de melhor qualidade, não se destinam apenas a retirada de poeira, galhos e folhas, fazem também o descarte de água da primeira chuva, filtragem e desinfecção, objetivando a garantia sanitária, obtendo água de boa qualidade. A coleta e aproveitamento de água de chuva, feitos de maneira correta, proporcionam uma água de boa qualidade para usos previstos, preservando os recursos hídricos.
A utilização de um sistema de aproveitamento de água da chuva deve ser prevista já no início do projeto de uma edificação, sendo necessários ter alguns cuidados como, o reservatório deve ser independente, assim a água da chuva (não potável) não se misturando com a água potável;
_____________________________________________________________________________________________
a água da chuva pode ser levada diretamente para bacias sanitárias, regas de jardim, lavagem de carro, entre outros, conforme mostra a figura 4 (GONÇALVES, 2011).
Figura 4: Esquema do aproveitamento de águas pluviais
Fonte: Oliveira et al (2007).
O Manual da ANA/FIESP & SindusCon (2005), apresenta um modelo básico para projeto de sistema de coleta, tratamento e uso de água da chuva que contém as seguintes etapas:
Caracterização dos usos da água pluvial;
Determinação da precipitação média local (mm/mês); Determinação da área de coleta;
Determinação do coeficiente de escoamento; Escolha do sistema de tratamento necessário; Identificação dos usos da água.
Projeto dos sistemas complementares (grades, filtros, tubulações, entre outros); Projeto do reservatório de descarte;
A figura 5, mostra como funciona um sistema de aproveitamento de água de chuva.
Figura 5: Sistema de funcionamento do aproveitamento de água de chuva.
Fonte: Portal Casa e Cia (2010).
Conforme Gonçalves (2006), a estimativa da demanda é fundamental para se obter o tamanho do reservatório. Diversos fatores devem ser analisados: população residencial, hábitos de usos e tipos de consumo aos quais será designada a água de chuva. Os valores mais usuais para fins não potáveis em uma residência são apontados na tabela 1.
Tabela 1: Demanda residencial não potável.
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Determina-se a área de coleta pela quantidade de água que pode ser captada em função da área disponível para captação. Para telhados, que são normalmente inclinados em projeção horizontal, deve ser conforme descreve a NBR 10844 (ABNT, 1989): Instalações prediais de águas pluviais (ANA, 2005).
Segundo Tomaz (2003), o coeficiente de escoamento superficial é definido em função do material e do acabamento da área de captação. Ele descreve que o melhor valor a ser adotado como coeficiente de escoamento superficial para o Brasil é (C=0,80). A tabela 2 mostra que o valor do C é encontrado de acordo com o material utilizado no projeto.
Tabela 2: Coeficiente de escoamento superficial.
Fonte: GONÇALVES (2006).
De acordo com Gonçalves (2006), o reservatório de descarte terá que fazer a captura temporária e em seguida o descarte da água coletada na fase inicial da chuva. O autor descreve que, para definir os volumes leva-se em conta a qualidade da água durante o início da precipitação, que acontece após o período de estiagem, e recomenda o descarte de 1mm de água. A NBR 15527 (ABNT, 2007), recomenda que na falta de dados, se descarte 2mm da precipitação inicial.
O dimensionamento das calhas deve seguir as determinações da NBR 10.844 (ABNT, 1989): Instalações Prediais de Águas Pluviais, assim como os condutores verticais e horizontais que fazem parte do sistema de instalação pluvial(ANA, 2005).
Cohim, Garcia e Kiperstok (2008) mencionam que o reservatório de armazenamento se destina a armazenar as águas pluviais coletadas, sendo o item mais caro do sistema de captação,
devendo ser dimensionado de forma bastante cuidadosa e prudente, pois seu custo representa em torno de 50 a 85% do valor total do sistema de captação.
A NBR 15527 (ABNT, 2007), apresenta as condições para aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins não potáveis, demonstrando métodos para dimensionamento de reservatório para água pluvial, como: Método de Rippl, Métodos empíricos (Brasileiro, Alemão e Inglês) e Simulações.
De acordo com May (2009), o sistema de coleta e aproveitamento de águas pluviais em habitações é formado pelos seguintes elementos:
Área de coleta: a quantidade de águas pluviais a ser depositada depende da área de coleta, da precipitação do local, do coeficiente de escoamento superficial da cobertura e do fator de captação. Principais meios de coleta de águas pluviais é, telhado, laje e piso de uma edificação. Conforme mostra as figuras 6,7,8.
Figura 6: Área de coleta - telhado
_____________________________________________________________________________________________ Figura 7: Área de coleta - laje
Fonte: Waterfall (2002) apud May (2009).
Figura 8: Área de coleta - telhado e pátio
Fonte: Waterfall (2002) apud May (2009).
Condutores: sistema de condutores horizontais (calhas) e verticais que levam as águas pluviais até o sistema de armazenamento, figura 9. Para que não ocorra entupimentos nos condutores que transportam as águas pluviais que vem do telhado e vão para o reservatório de autolimpeza, deve-se instalar peneiras para a retirada de folhas e galhos, figura 10. O filtro VF1, é um equipamento de descarte de água de limpeza do telhado, funciona da seguinte maneira: a água da chuva passa pelo condutor horizontal e desce pelo condutor vertical, passa pelo filtro onde ocorre a separação dos componentes como folhas e galhos e outros resíduos. As entradas e saídas do filtro são facilmente conectadas aos tubos de PVC comuns, figura 11.
Figura 9: Condutores horizontais e verticais
Fonte: www.engormix.com.
Figura 10: Grade sobre a canha
Fonte: Waterfall (2002) apud May (2009).
Figura 11: Filtro VF1.
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Sistema de descarte da água da área de coleta: para coletar as águas pluviais é necessário ter áreas impermeáveis, conforme foi descrito acima na área de coleta. Como na área de coleta ocorre o acesso de animais como: gatos, ratos, pássaros, insetos, entre outros, pode-se ter fazes despode-ses animais ou animais mortos. Essas áreas podem conter também, poeira, galhos, folhas de árvores que vem pelo vento. Por isso, é necessário o descarte da precipitação inicial, pois ela faz a limpeza da área de coleta, principalmente após longo período de estiagem. Algumas técnicas para fazer o descarte da água da primeira chuva, como: tonéis, reservatórios de autolimpeza com torneira boia e dispositivos automáticos, como exemplificado nas figuras 12, 13 e 14.
Figura 12: Tonel com reservatório de autolimpeza
Fonte: Dacach (1990) apud May (2009).
Figura 13: Reservatório de autolimpeza com torneira bóia
Figura 14: Dispositivo de descarte da primeira chuva
Fonte: May (2009).
Armazenamento: sistema composto por reservatório com objetivo de armazenar águas pluviais. Se são conhecidas a precipitação media da região a demanda mensal e a área de captação da chuva, pode-se calcular o volume mínimo do reservatório. Normalmente, o reservatório de armazenamento é o componente mais caro do sistema de coleta de aproveitamento de águas pluviais. Por esse motivo, o seu dimensionamento requer uma grande atenção na hora do projeto, pois se for dimensionado errado pode tornar o sistema inviável. A figura 15 mostra um exemplo de reservatório de água.
Figura 15: Reservatório de água de chuva
Fonte: www.culturamix.com.
Tratamento: o sistema de tratamento das águas pluviais depende principalmente da qualidade da água coleta e onde vai se dar o seu uso. O sistema de coleta e tratamento de águas pluviais é de fácil manuseio, o custo depende da tecnologia que se quer adotar, é viável economicamente em regiões onde a precipitação anual é relativamente elevada.
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A tabela 3 mostra a frequência de manutenção dos componentes do sistema de captação de águas pluviais.
Tabela 3: Frequência de manutenção dos componentes.
Fonte: Adaptado da NBR 15527 (ABNT, 2007).
2.3 HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL
De acordo com Abiko (1995), a função primordial da habitação é o abrigo, que com o passar do tempo o homem desenvolveu suas habilidades e passou a utilizar materiais disponíveis no seu meio, deixando-a cada vez mais elaborada. No entanto, mesmo com a evolução tecnológica sua função primordial permaneceu a mesma: proteger o ser humano das intempéries e de intrusos (ABIKO, 1995).
Santos (1999) afirma que a habitação é uma necessidade básica e uma aspiração do ser humano. A casa própria, juntamente com a alimentação e o vestuário é o principal investimento para a constituição de um patrimônio, além de ligar-se, subjetivamente, ao sucesso econômico e a uma posição social mais elevada (SANTOS, 1999).
A habitação é um bem de consumo de características únicas, é um produto potencialmente muito durável onde frequentemente são observados tempos de vida útil superior a cinquenta anos (ORNSTEIN, 1992).
Por ser um produto caro, as classes menos privilegiadas constituem a maior demanda imediata por habitação no Brasil. De acordo Abiko (1995), o termo Habitação de Interesse Social define uma série de soluções de moradia voltada à população de baixa renda. O termo tem
Dispositivos de descarte do escoamento inicial Calhas, condutores verticais e horizontais
Limpeza e desinfecção anual Dispositivos de desinfecção
Componente Freqüência de manutenção
Bombas Reservatório
Dispositivos de descarte de detritos Inspeção mensal / Limpeza trimestral
Limpeza mensal Semestral
Mensal Mensal
prevalecido nos estudos sobre gestão habitacional e vem sendo utilizado por várias instituições e agências, ao lado de outros equivalentes, como apresentado abaixo (ABIKO, 1995):
Habitação de Baixo Custo (low-cost housing): termo utilizado para designar habitação barata sem que isto signifique necessariamente habitação para população de baixa renda; Habitação para População de Baixa Renda (housing for low-income people): é um
termo mais adequado que o anterior, tendo a mesma conotação que habitação de interesse social; estes termos trazem, no entanto, a necessidade de se definir a renda máxima das famílias e indivíduos situados nesta faixa de atendimento;
Habitação Popular: termo genérico envolvendo todas as soluções destinadas ao atendimento de necessidades habitacionais.
A repercussão do problema da habitação de interesse social vai além da construção da mesma. Sua solução está ligada a fatores como a estrutura de renda das classes sociais mais pobres, dificuldades de acesso aos financiamentos concedidos pelos programas oficiais e a deficiências na implantação das políticas habitacionais (BRANDÃO, 1984 apud DOMISGUES 2013).
Na conceituação de gestão habitacional, Abiko (1995) defende que “[...] a habitação popular não deve ser entendida meramente como um produto e sim como um processo, com uma dimensão física, mas também como resultado de um processo complexo de produção com determinantes políticos, sociais, econômicos, jurídicos, ecológicos, tecnológicos”. Assim o autor propõe que a habitação não se limite apenas à unidade habitacional, para cumprir suas funções, tendo que conter um espaço confortável, seguro e salubre, é necessário que seja considerada de forma mais ampla (ABIKO, 1995).
Segundo Larcher (2005), a Habitação de Interesse Social (HIS), no Brasil, é definida como uma série de soluções de moradia voltadas à população de baixa renda, das quais a necessidade dessa classe social é alta e imediata. Ainda conforme o autor, a HIS é necessariamente induzida pelo poder público, onde a obra é financiada por ele, mas não necessariamente produzida pelos governos, podendo a sua produção ser realizada por empresas, associações e outras formas instituídas de atendimento à moradia.
De acordo com Larcher (2005), são destinadas principalmente para as faixas de população de baixa renda que são objeto de ações inclusivas, especialmente as faixas até três salários mínimos,
_____________________________________________________________________________________________
no Brasil. Embora o interesse social da habitação seja principalmente em relação ao aspecto de inclusão das populações de menor renda, pode também manifestar-se em relação a outros aspectos, como situações de risco, preservação ambiental ou cultural (LARCHER, 2005).
A habitação de interesse social e suas variáveis relacionam-se com uma série de fatores sociais, econômicos e ambientais, e é garantida constitucionalmente como direito e condição de cidadania (DOMINGUES, 2013).
3 MÉTODO DE PESQUISA
3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA
Do ponto de vista dos procedimentos técnicos, a pesquisa pode ser classificada como bibliográfica, estudo de campo, estudo de caso e análise dos dados.
A pesquisa contou primeiramente comrevisão bibliográfica. Essa modalidade de pesquisa inclui materiais já publicados, impressos como livros, revistas, jornais, teses, dissertações e anais de eventos científicos, bem como materiais disponíveis pela internet (GIL, 2010).
Depois da revisão bibliográfica será realizou-se um estudo de caso, pois, conforme Gil (2010), a experiência acumulada nas últimas décadas mostra que é possível a realização de estudos de caso em períodos mais curtos com resultados passiveis de confirmação por outros estudos. De acordo com Bell (2008), mesmo num período curto de tempo como um projeto de 100 horas, por um período de 3 meses, pode ser uma pesquisa apropriada para pesquisadores individuais, pois possibilita que um determinado ponto de um problema seja estudado com alguma profundidade.
Após o estudo de caso realizou-se uma pesquisa de campo para levantar custos de materiais. Conforme Souza et al (2013), no estudo de campo a pesquisa é feita no lugar de origem onde ocorrem os fenômenos. Usando procedimentos de coleta de dados, observações, entrevistas, entre outros. É menos amplo, mas tem maior profundidade.
Finalizada a pesquisa de campo fez-se uma análise dos dados para se verificar qual a diferença de custo entre os dois tipos de sistemas hidráulicos (convencional e de reuso). Através de análise das informações coletadas, cálculos, simulações, apresentação de gráficos e planilhas. 3.2 DELINEAMENTO
Conforme a figura 16, a pesquisa está dividida em quatro etapas:
primeira etapa: sendo de revisão bibliográfica, onde abordou-se assuntos como sustentabilidade, conservação da água e habitação de interesse social;
_____________________________________________________________________________________________
segunda etapa: tem-se um estudo de caso onde analisou-se um projeto de uma habitação de interesse social (padrão CAIXA), e para essa residência irei realizar um projeto de reuso de águas pluviais;
terceira etapa: fez-se uma pesquisa de campo para averiguar custos de materiais para a instalação dos projetos hidráulicos convencional e de reuso de águas pluviais;
quarta etapa: será analítica, onde fez-se os cálculos do dimensionamento de todo o sistema de reuso de águas pluviais, e posteriormente será comparado os custos dos dois sistemas (convencional e de reuso).
Figura 16: Delineamento da pesquisa.
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 ÁREA DE ESTUDO
O estudo foi realizado no município de Ijuí/RS, que possui uma área de 689.387 km² e aproximadamente 78.461 habitantes, de acordo o último censo IBGE (2010). A densidade demográfica é de 114,51 hab/km².
Está localizada a 328 metros de altitude, com as coordenadas geográficas do município sendo Latitude 28º23'16" sul e Longitude 53º54'53" oeste.
4.2 LEVANTAMENTO DE DADOS
De acordo com a empresa GIDUR/VT (2006), a proposta arquitetônica, especificações e métodos construtivos adotados foram definidos a partir do conjunto de edificações comumente executadas nos programas operados pela CAIXA. A área mínima necessária para o terreno onde a edificação será implantada será função dos limites municipais para o parcelamento imobiliário da área de intervenção e os afastamentos mínimos necessários para a implantação da residência.
Ainda conforme o autor acima citado, a edificação ocupa uma área de 52,90m² (incluído a calçada), deve-se levar em consideração a existência de aberturas em todos os lados da residência, sendo de área construída 36,84m² e de área útil 33,54m². Na residência tem, dois quartos com área de 7,93 m² cada, cozinha com área de 5,54m², sala com área de 8,88m², banheiro com área de 2,10m², circulação com 1,04m² e calçadas com área de 16,05m². Especificações básicas: fundação direta tipo baldrame; alvenaria de bloco de concreto; esquadrias de madeira; cobertura de telhas cerâmicas (barro) e estrutura de madeira sem tesouras; piso de cimento liso; instalações hidráulicas reservatório de 500 litros e tubos de PVC; instalações elétricas com eletrodutos de PVC e condutores em cobre.
O objeto de estudo é a residência acima descrita, onde será feita a análise da captação de água da chuva. Para a análise da captação de água pluviais foram utilizados os projetos da edificação, como: projeto arquitetônico (planta baixa), planta de cobertura, corte, fachada e projeto hidrosanitário. A figura 17 mostra a planta baixa da edificação em estudo.
_____________________________________________________________________________________________ Figura 17: Planta baixa da edificação em estudo.
Fonte: GIDUR/VT (2006).
4.2.1 Área de captação
O cálculo da área de captação de água da cobertura foi efetuado conforme recomendado pela NBR 10844 (ABNT, 1989), analisando a planta de cobertura da edificação e a inclinação do telhado.
4.2.2 Dados pluviométricos
Os dados pluviométricos foram obtidos junto ao IRDeR (Instituto Regional de Desenvolvimento Rural), é um espaço para realização de pesquisas, trabalhos, dissertações e teses de doutorado, que faz parte da Unijuí. Onde são medidas as chuvas, por meio de pluviômetros. Obtiveram-se os dados referentes às séries históricas de chuva no município de Ijuí/RS. Com isso, através de uma planilha no Excel, pode-se determinar a precipitação mensal e anual.
4.2.3 Demanda do consumo de água para fins não potáveis
A estimativa do consumo de água não potável na residência foi obtida através da soma do consumo total diário, tanto para ambiente interno como externo, considerando um determinado número de moradores ou usuários da habitação. Os valores mais usuais do consumo nas residências podem ser obtidos na tabela 1.
Objetivando calcular as demandas internas, dentro de uma residência pode-se substituir a água potável pela água da chuva em alguns locais com: vaso sanitário e máquina de lavar roupa. A quantidade de água a ser considerada varia de acordo com o tipo de equipamento usado e conforme especificação do fabricante e a frequência da utilização dos habitantes, onde os valores mais usuais são obtidos na tabela 1 e o consumo interno é obtido através da equação 1.
( 1 )
𝑄𝐼𝑁𝑇= 𝑄𝑉𝑆 + 𝑄𝑀𝐿 Em que:
QINT- Somatório das demandas internas (L dia-1);
QVS- N x vol. de água do vaso sanitário x nº de descargas (L dia-1);
QML- N x volume de água máquina x frequência de lavagem x coeficiente de carga (L dia-1); N - Número de habitantes da edificação.
Foi considerado na demanda interna somente o vaso sanitário, assim desconsiderando a máquina de lavar roupa. Considerou-se 2 pessoas por dormitório, e quando se tem 2 dormitórios considera-se a sala como mais um, assim totalizando 3 dormitórios com 2 pessoas cada, assim
_____________________________________________________________________________________________
tendo 6 pessoas na residência. Para o vaso sanitário utiliza 6 litros por descarga e 5 descargas por habitante dia.
Demandas externas, utiliza-se a água da chuva para vários fins, como: rega de jardins, lavagem de área impermeabilizadas, lavagem de carros e na manutenção da piscina. Para se calcular as demandas externas deve se considerar, além da área e do volume de água, a frequência que os moradores costumam fazer as atividades, assim o somatório dos volumes de cada uso fornece o valor da demanda externa de acordo com a equação 2.
( 2 )
𝑄𝐸𝑋𝑇 = 𝑄𝐽𝐷+ 𝑄𝐴𝐿 + 𝑄𝑃𝐼𝑆𝐶+ 𝑄𝐿𝐶 Onde:
QEXT - Somatório das demandas externas (L dia-1);
QJD - Área do jardim x volume de água x frequência de uso (L dia-1); QAL - Área impermeável x volume de água x frequência de uso (L dia-1); QPISC -Área da piscina x volume de água x frequência de uso (L dia-1);
QLC - Volume de água x nº de vagas de garagem ocupadas x frequência de lavagem (L dia-1). Para demanda externa foi considerado somente rega de jardim e a lavagem da área impermeabilizada, sendo desconsiderado lavagem de carro e manutenção de piscina. Assim o cálculo das demandas para a utilização de águas pluviais para fins não potáveis, foi realizado através na equação 3.
( 3 )
𝑄𝑁𝑃 = 𝑄𝐼𝑁𝑇+ 𝑄𝐸𝑋𝑇 Em que:
QINT - Somatório das demandas internas de uma residência (vaso sanitário, máquina de lavar roupa) (L dia-1);
QEXT - Somatório das demandas externas de uma residência (rega de jardins, lavagem de carros, piso, calçadas) (L dia-1).
4.3 ESTIMATIVA DA CAPTAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS
Em seguida da coleta de dados, foi necessária fazer uma estimativa da quantidade de água de chuva que será captada, que se dá a partir da área de telhado, do coeficiente de escoamento superficial e os índices pluviométricos da região em estudo. Para se saber a estimativa da captação de águas pluviais aplicou-se a equação 4.
( 4 )
𝑄𝐴𝐶 = 𝐴 𝑥 𝑃 𝑥 𝐶 1000 Onde:
QAC - Volume anual, mensal ou diário de água pluvial a ser captada (m³); A - Área do telhado (m²);
P - Precipitação anual, mensal ou diária na região (mm); C - Coeficiente de escoamento.
Para a estimativa da captação de água pluvial adotou-se o coeficiente de escoamento 0,80, valor condizente com a tabela 2.
4.4 DESCARTE DA ÁGUA DA PRIMEIRA CHUVA
Mesmo que o sistema de filtração seja capaz de reter partículas solidas dos mais diversos tamanhos, a água da chuva ainda tem sujeira bem fina que consegue passar pela tela. Quanto mais tempo sem chuva, mais sujo será o primeiro volume de água, assim prejudicando toda a água armazenada. Por isso é essencial o descarte da primeira chuva.
_____________________________________________________________________________________________
Geralmente recomenda-se fazer o descarte do primeiro milímetro de chuva. Mas em grandes cidades a quantidade de poluentes e poeiras no ambiente e bem maior, assim aumentando também o volume de água a ser descartada, para melhorar a qualidade da mesma. De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007), recomenda-se o descarte de dois milímetros de chuva.
Para o cálculo do volume de descarte da água da primeira chuva foi utilizada a equação 5, adotando-se um descarte de dois milímetros de chuva.
( 5 )
𝑉𝐷𝐸𝑆 = 𝐴 𝑥 𝐷𝐸𝑆 1000 Em que:
VDES - Volume de água a descartar (m³); A - Área da superfície (m²);
DES - Descarte de chuva por metro quadrado de telhado, ficando a critério a escolha da quantidade de descarte (mm).
4.5 CALHAS E TUBULAÇÕES
O dimensionamento das calhas e tubulações seguiu as determinações da NBR 10.844 (ABNT, 1989): Instalações Prediais de Águas Pluviais, assim como os condutores verticais e horizontais que fazem parte do sistema de instalação pluvial.
4.6 RESERVATÓRIO DE ÁGUA PLUVIAL
O reservatório de armazenamento de água pluvial é o componente mais importante do sistema de aproveitamento de água de chuva. Devendo ser dimensionado considerando principalmente os seguintes fatores: áreas de captação, precipitação pluviométrica, demanda de água pluvial e custos de implantação (MAY, 2009).
Com o objetivo de determinar o volume ideal do reservatório de armazenamento de água pluvial para o presente estudo, estimou-se na área de cobertura da edificação, consumo diário de
água por pessoa, na precipitação da região, no coeficiente de perdas e na proporção de água potável usada para fins não potáveis, podendo-se substituir por água pluvial.
De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007), para obtenção do volume dos reservatórios foi utilizado os seguintes Métodos: Rippl, Prático Brasileiro (Azevedo Neto) e Prático Inglês; para poder verificar qual método será mais eficiente.
O Método de Rippl, pode-se utilizar as séries históricas mensais ou diárias, conforme mostra a equação 6.
( 6 )
𝑆𝑇 = 𝑄𝑁𝑃− 𝑄𝐴𝐶 Onde:
ST - Volume de água no reservatório no tempo (L); QNP - Somatório das demandas não potáveis mensal (L); QAC - Volume de água pluvial a ser captada mensal (L);
O Método de Rippl calcula-se a diferença entre a demanda total (externa e interna) da residência e os volumes captados de precipitações. Sendo realizado um somatório dessa diferença, porem somando somente os valores negativos, pois é o que sobra da água captada dentro do reservatório no tempo, assim encontrando o volume do reservatório.
O Método Prático Brasileiro (Azevedo Neto), não é considerado a demanda residencial, considerando apenas o volume captado e o período de estiagem (pouca chuva ou seca). Assim o volume do reservatório é calculado de acordo com a equação 7.
( 7 )
𝑉 = 0,042 𝑥 𝑃 𝑥 𝐴 𝑥 𝑇 Onde:
P - Precipitação média anual, (mm);
_____________________________________________________________________________________________
A - Área de captação, (m²); V - Volume do reservatório, (L).
O Método Prático Inglês, é desconsiderado no cálculo a demanda, pois é considerado somente a precipitação média anual e a área de captação. Assim o volume do reservatório é calculado através da equação 8.
( 8 )
𝑉 = 0,05 𝑥 𝑃 𝑥 𝐴 Onde:
P - Precipitação média anual, (mm). A - Área de captação, em (m²). V - Volume do reservatório, (L).
4.7 SISTEMA DE BOMBEAMENTO
De acordo com a vazão de projeto foi dimensionado a instalação elevatória, que se baseia no bombeamento de água do reservatório inferior (cisterna) para o reservatório superior (distribuidor). Utilizou-se a Equação de Forchheimer (equação 9), para obter-se a o diâmetro do encanamento de recalque, em seguida a escolha do encanamento de recalque determinou-se o de sucção, que é o comercial superior ao selecionado para o recalque.
( 9 ) 𝐷𝑟 = 𝐾 𝑥 (√𝑋 24 4 ) 𝑥 √𝑄 Onde: Dr - Diâmetro de recalque (m);
K - Constante;
X - Número de horas funcionando (horas); Q - Vazão (m³/s).
De acordo com Porto (2006), a constante K depende dos custos de vários fatores como: matérias, transporte, mão-de-obra, energia elétrica, operação e manutenção do sistema, entre outras coisas. Em vista disso, a constante pode não ser fixa, variando de local para local e no tempo, especialmente em modos econômicos inflacionários. Normalmente especialistas estão adotando o valor de K que varia de 0,7 a 1,3, e no Brasil adota-se K igual a 1,3.
Com a finalidade de determinar a bomba a ser utilizada no projeto de uso de água pluvial, foi calculado a altura manométrica, referente a altura geométrica de elevação, mais as perdas de cargas nominais e localizadas na sucção e no recalque. Depois de determinados os valores, selecionou-se a bomba mais apropriada de acordo com os catálogos dos fabricantes.
4.8 ORÇAMENTOS E DIFERENÇA DE CUSTO
Foram realizados dois orçamentos, um para o projeto hidráulico convencional que foi realizado em duas lojas de materiais na cidade de Ijuí/RS, já para o projeto de reuso de águas pluviais foram obtidos valores em empresas especializadas nesse sistema. Foi desconsiderada a mão de obra para os dois tipos de instalação. Assim a diferença de custo será calculada pela equação 10.
( 10 )
𝐷𝑐 = 𝐶𝐻𝐶− 𝐶𝐻𝑅𝑃 Onde:
Dc = Diferença de custo, R$;
CHC = Custo projeto hidráulico convencional, R$;
_____________________________________________________________________________________________
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 ÁREA DE CAPTAÇÃO
Para a área de captação considerou-se somente o telhado (figura 18), pois é uma área mais limpa. Caso a água da chuva fosse coletada em outros locais, como calçadas ou lajes, necessitaria de um tratamento, mesmo a água sendo usada para fins não potáveis, já que contem maior número de poeira, galhos, folhas, insetos, entre outros resíduos. A tabela 4 apresenta o levantamento da área do telhado da residência em estudo, considerando a inclinação do mesmo.
Figura 18: Planta de cobertura.
Fonte: GIDUR/VT (2006). Tabela 4: Área de captação.
Fonte: Autoria Própria (2016).
Área de Captação (m²) 53,88
Tipo de cobertura
5.1.1 Dados Pluviométricos
A figura 19 apresenta os valores de precipitação média mensal para o município de Ijuí – RS, sendo os anos de análise de 2005 a 2015, de acordo com o IRDeR/Unijuí.
Figura 19: Gráfico de média mensal de precipitação em Ijuí - RS.
Fonte: Autoria Própria (2016).
5.1.2 Demanda do Consumo de Água para Fins não Potáveis
Na demanda interna (vaso sanitário) obteve-se um valor de 180 litros de água utilizados por dia. Já na demanda externa foi considerado a rega de jardins e a limpeza de área impermeabilizada da residência, que apresentou um consumo total de 31,05 litros de água por dia. O jardim apresenta área de 15 m², sendo utilizados para sua rega 3 litros de água por metro quadrado, com uma frequência de uso de 10 vezes ao mês, assim o gasto diário de 15 litros. A área impermeabilizada (calçada) apresenta 16,05 m², sendo utilizados para sua limpeza 3 litros de água por metro quadrado, com uma frequência de uso de 10 vezes ao mês, assim o gasto diário de 16,05 litros.
Para calcular a demande interna e externa mensal, multiplicou-se o número de litros gastos por dia na residência pelo número de dias do mês. Já para obter a demanda total mensal foi feita a soma das demandas externa e interna da residência. A tabela 5 apresenta as demandas de água não
