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USO RACIONAL DA ÁGUA PROGRAMA DE ECONOMIA DE ÁGUA EM EDIFÍCIOS

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USO RACIONAL DA ÁGUA

PROGRAMA DE ECONOMIA DE ÁGUA EM EDIFÍCIOS

Paulo Massato Yoshimoto(1)

Eng. Civil 1975, Faculdade de Engenharia de Lins, Superintendente de Planejamento e Apoio da Distribuição da RMSP - SABESP.

Orestes Marraccini Gonçalves

Eng. Civil 1974, Prof. Dr.da EPUSP 1986. Sônia M Nogueira e Silva

Eng. Civil 1972 Universidade Federal do Pará, Coordenadora PURA/SABESP.

Lúcia Helena de Oliveira

Eng. Civil 1981, Mestre Engenharia. pela EPUSP 1991.

Endereço(1) - Rua do Sumidouro, 448 - São Paulo - SP - CEP: 05428-010 - Tel: (011) 815-3081 - Res. (011) 212-5091.

RESUMO

A redução significativa de consumo de água em edifícios, através da implantação de programas regionais ou nacionais de uso racional da água tem sido alcançada em alguns países. Neste trabalho é apresentada a estrutura do PURA - Programa de Uso Racional da Água desenvolvido pela SABESP a partir de 1996 para a área da Região Metropolitana de São Paulo.

PALAVRAS -CHAVE: Uso Racional da Água, Instalações Hidráulicas, Controle de Perdas de Água.

INTRODUÇÃO

No final deste século, caracterizado pelo surgimento de mega-metrópolis, torna-se evidente a necessidade da formulação de novos modelos de desenvolvimento compatíveis com o equilíbrio do meio ambiente. Em particular, o recurso natural água torna-se cada vez mais escasso para atender as crescentes demandas das cidades em função não só do aumento populacional urbano como também do paradigma convencional de que o incremento no bem-estar social está diretamente relacionado com o aumento do consumo individual.

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Podemos observar que a preocupação com a qualificação e a redução das demandas de água, associadas ao melhor entendimento dos usos finais e ao desenvolvimento de tecnologias que promovam economias através do emprego de produtos mais eficientes, tem motivado a implantação de Programas de Uso Racional da Água em Edifícios, de âmbito nacional ou regional, em diversos países considerando a economia proveniente da redução dos volumes de água a serem fornecidos aos consumidores urbanos.

Benefícios

? a redução do consumo enfocada como alternativa à expansão da oferta, aumentando o número de usuários atendidos;

? a diminuição dos investimentos na captação de água em mananciais cada vez mais distantes das concentrações urbanos;

? a prorrogação da vida útil dos mananciais existentes, ou seja preservando os recursos hídricos disponíveis;

? a diminuição das demandas horárias de água, e na conseqüente otimização dos sistemas - equipamentos e redes - implantados ou a serem implantados;.

? a diminuição da geração de esgotos com necessidade de investimentos em redes e estações de tratamento.

? a diminuição da demanda de energia elétrica para operação dos sistemas de abastecimentos, coleta e tratamento de água que tem na matriz energética uma participação de aproximadamente 3%, implicando na otimização e redução dos investimentos na infra-estrutura energética.

Como exemplo podemos citar o programa de uso racional da água que está sendo implementado no EUA a partir do “ Energy Policy Act “ - de 1992, que estabeleceu padrões de máximo uso de água para equipamentos hidráulicas - que foram implantados pela indústria americana a partir de janeiro de 1994 - e que recomendou a promoção de programas de incentivo de troca voluntária, nos níveis municipal e estadual.

Com esta motivação é que a SABESP, com o apoio da Escola Politécnica da USP/IPT, está sendo desenvolvido na RMSP o Programa do Uso Racional da Água abrangendo vários projetos entre eles o Programa de Economia de Água em edifícios enfocando os aspectos tecnológicos e de planejamento, buscando a redução dos volumes de água demandados nos edifícios e evitando desperdício.

OBJETIVOS DO PROGRAMA

Os principais objetivos do Programa de Economia de Água em Edifícios, em sua linha tecnológica, são os seguintes:

? promover o desenvolvimento e disponibilização de tecnologia de produtos e processos, que possibilitem o uso eficiente da água;

? desenvolver modelos que permitam avaliar o impacto na demanda, em função da implantação de equipamentos eficientes em edifícios;

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Com este enfoque, a SABESP, em convênio com o Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP e o IPT, deu início ao programa em fevereiro de 1996, tendo como meta da etapa inicial a estruturação do mesmo. Nesta etapa inicial foram desenvolvidas as seguintes atividades:

? levantamento de material documental e de produtos e processos economizadores de água;

? levantamento de entidades de fomento e financiamento de programas de uso racional da água;

? implantação de programa preliminar de medição em banheiros da SABESP, visando a estudar a adequação de metodologia e instrumentação;

? realização de alguns estudos de caso de programa de uso racional da água, envolvendo edifício de escritório, cozinha e escola.

Após esta etapa inicial foi possível estruturar o programa em 6 macro-projetos e a denominação final ficou sendo Programa de Uso Racional da Água em Edifícios - PURA

PROJETOS DO PROGRAMA DE USO RACIONAL DE ÁGUA EM EDIFÍCIOS - PURA

Os seis projetos que constituem o PURA são os seguintes

Projeto 1: Banco de dados de tecnologias, documentação técnica e estudos de casos; Projeto 2: Laboratório Institucional do Programa de Uso Racional da Água - LIPURA; Projeto 3: Programa de Avaliação e Adequação de Tecnologias - PAAT;

Projeto 4: Caracterização da demanda e impacto das ações de economia no setor habitacional; Projeto 5: Documentação relacionada a leis, regulamentos e programas setoriais da qualidade; Projeto 6: Programas específicos de economia de água em diferentes tipos de edifícios (não habitacionais).

Projeto 1: Banco de Dados de Tecnologias, Documentação Técnica e Estudos de Casos - http://www.lsi.usp.br/poli/civil/pcc/sabesp.

A necessidade deste subprograma é viabilizar a divulgação, no âmbito nacional e internacional, à todos os usuários envolvidos direta e indiretamente com a questão, ou seja, pesquisadores, projetistas, fabricantes, concessionárias e órgãos públicos, dentre outros.

Este banco de dados é desenvolvido na linguagem HTML - Hypertext Markup Language, e exibido através da World Wide Web.

objetivo de uma Home Page exclusiva para o PURA-BR é dispor todas as informações, via Internet, considerando os seguintes aspectos:

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? tecnologias e produtos que possibilitem o uso eficiente da água, tanto em edifícios novos quanto em edifícios em operação;

? modelos existentes à definição de demanda de água em edifícios;

? normalização, regulamentos e leis, nacionais e internacionais;

? produtos e fabricantes do mercado nacional;

? estudos de casos.

O banco de dados compõe-se de cinco “páginas” principais com possibilidade de acessar outras, através dos links disponíveis, conforme ilustra a figura 1.

Figura 1: Estrutura do banco de dados.

Estudos de Casos Normalização Regulamentos e Leis Produtos e Fabricantes Documentação Técnica

? Tecnologia de sistemas e componentes

?

Processos de detecção de vazamentos ? Modelos de projeto e dimensionamento

Página principal Início

?

Modelos de avaliação técnico-econômica

?

Desenvolvimento de programas de economia de água

?

Instrumentação para medição

?

Aspectos da economia de água e impactos de conservação

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Projeto 2: Laboratório Institucional do Programa de Uso Racional da Água - LIPURA.

O Laboratório Institucional do Programa de Uso Racional da Água constitui-se de uma rede de laboratórios institucionais e privados, onde são realizados ensaios para a avaliação da eficiência de produtos e processos, componentes e sistemas que são concebidos para reduzir o consumo de água.

A concepção e criação de uma rede laboratorial para atender ao Programa de Uso Racional da Água foi realizada visando os seguintes objetivos:

? descentralização da atividade laboratorial, implicando o aprimoramento da qualidade das medições, o estímulo da criatividade nas metodologias de ensaio, e ainda, a agilidade do processo;

? intercâmbio entre as diversas instituições que realizam medições relativas à racionalização da água utilizada em edifícios;

? controle da coordenação deste intercâmbio.

Ao LIPURA cabe as funções de gestão desta rede de laboratórios e de suporte tecnológico do Programa de Avaliação e Adequação de Tecnologias - PAAT, a ser descrito no item 3.3. Assim, é responsável por um conjunto de atividades, destacando-se as seguintes:

? estabelecer metodologias de ensaio;

? preparar procedimentos de amostragem;

? planejar, conduzir e controlar programas de ensaios;

? desenvolver e implementar a tipologia de documentos emitidos;

? padronizar a forma de relatórios e outros documentos emitidos;

? conduzir programas inter-laboratoriais;

? implantar e conduzir programas de auditoria da qualidade aos laboratórios da rede. Projeto 3 - Programa de Avaliação e Adequação de Tecnologias - PAAT. Os produtos e processos empregados nos sistemas hidráulicos prediais, concebidos com o objetivo de reduzir o consumo de água devem ser controlados, de tal forma que se impeça a introdução ou a permanência no mercado daqueles considerados tecnologicamente insatisfatórios. A otimização deste controle depende de uma ampla divulgação dos novos produtos e processos prospectados e avaliados positivamente.

O Programa de Avaliação e Adequação de Tecnologias - PAAT é concebido com o objetivo de controlar as novas e velhas tecnologias. Para isto, o seu sistema operacional conta com o apoio técnico do Laboratório Institucional do Programa de Uso Racional da Água - LIPURA. Para controlar efetivamente produtos e processos economizadores de água ao PAAT são atribuídas as seguintes funções:

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? adequação de produtos e processos;

? avaliação de produtos e processos;

? sistemas de homologação;

? divulgação.

Todo este processo é realizado tendo-se em vista a redução do consumo de água, mas sem o prejuízo do conforto e da segurança, a eliminação de vazamentos.

O diagrama da figura 2 ilustra o fluxograma de avaliação de um produto ou processo ao ser analisado pelo PAAT.

Figura 2: Fluxograma do PAAT.

Novas Tecnologias (Produtos e

Processos)

Prospecção

Favorável Não Favorável

Introdução Imediata Processos de Adequação Documentação Avaliaçã Positiva Negativa Sistema de Garantia da Qualidade Banco de Dados Homologação Divulgação Acervo Tecnológico

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A caracterização da demanda é um dos principais subsídios para o planejamento de um programa de conservação de água. As projeções de demanda para sistemas públicos de água, obtidas da combinação de valores de consumo “per capita” normalizados com projeções demográficas, não retratam as variações de consumo existentes entre subgrupos da sociedade, quanto ao seu perfil de consumo.

Desta forma, a necessidade do conhecimento do contexto físico e sócio -econômico regional ou local para o estabelecimento de projeções de demanda de água levaram ao desenvolvimento deste subprograma que tem por objetivos caracterizar a demanda e elaborar um modelo de avaliação de impactos provenientes das ações a serem implementadas.

Metodologia e Plano de Trabalho

Uma série de levantamentos são realizados quantificando e descrevendo os parâmetros de interesse sobre amostras estratificadas locais ou regionais. A estratificação é obtida com base em três variáveis: econômica, geográfica e tipologia do edifício.

A amostra global, objeto de programa piloto, é obtida de acordo com a estratificação estabelecida e sobre esta amostra, três níveis de levantamento de dados são realizados para a caracterização de parâmetros relativos ao consumo de água:

? caracterização geral da amostra;

? caracterização mais profunda de sub-amostra, através de questionário;

? caracterização detalhada de sub -amostra reduzida, através de instrumentação, para a determinação de consumo residencial e de componentes e de usos associados.

A análise conjunta destes elementos permite o estabelecimento do perfil de consumo.

Caracterizada a situação atual, um programa piloto de economia de água é empreendido em sub-amostras típicas visando obter os dados diferenciais relativos à situação presente.

O conjunto de informações obtidas é organizado, analisado e descrito de forma sistemática permitindo a elaboração do modelo de demanda.

Caracterização da Demanda

O entendimento do fenômeno do consumo doméstico de água é fundamental para a caracterização da demanda.

O consumo doméstico deve ser avaliado em duas etapas. Inicialmente, os perfis de consumo ou hidrogramas de consumo de um determinado sistema hidráulico, como por exemplo, uma residência. Em seguida, é necessário determinar o consumo dos componentes deste sistema - os equipamentos sanitários e os usos a eles associados. Isto possibilita a verificação dos hábitos de consumo, ou seja, a influência dos aspectos sócio-econômico e cultural na demanda.

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O conhecimento dos hábitos de consumo é denominado perfil de consumo. Estudo de caso realizado na cidade de Tampa, nos Estados Unidos, conforme KONEN (1993), identifica uma participação de 26% do consumo interno de água pelas bacias sanitárias e de 18,6% para os chuveiros. No México, segundo CORTÉS (1993), 35% do uso interno de água pode ser atribuído às bacias sanitárias e 30% aos chuveiros. Na Suécia, conforme HOLMBERG et al (1980), o consumo de água atribuído às bacias sanitárias é de 27% e aos chuveiros 19%. Devido a estes resultados, os programas de conservação de água destes países têm priorizado a redução do consumo em bacias sanitárias.

Portanto, é essencial o conhecimento do perfil de consumo para o estabelecimento das ações que visam a redução do consumo. No caso brasileiro, seria imprudente empregar os mesmos padrões de consumo dos Estados Unidos, México, ou Suécia, pois os aspectos climáticos, sócio- econômicos e culturais têm grande influência no perfil de consumo, e também, porque o tipo de sistemas prediais e públicos destes apresentam diferenças significativas.

O perfil de consumo segundo estratificações necessárias, é obtido através da caracterização dos hábitos dos usuários em relação ao uso da água, o que requer abordagens específicas resultantes do trabalho integrado de equipe multidisciplinar de conhecimento.

b) Avaliação da Reação dos Participantes do Programa Piloto

Através do programa piloto de conservação de água obtém-se dados para formulação de modelo de demanda e de impacto. Ele é desenvolvido após a caracterização de amostras e sub-amostras a fim de que os resultados possibilitem uma comparação segura em relação à situação atual.

As observações e análise dos participantes do programa piloto são realizadas considerando-se os seguintes aspectos:

? comportamento individual e coletivo;

? técnicos - funcionamento de peças e aparelhos, economia de água, questões de ordem sanitária, variações econômicas e financeiras e possíveis alterações ao longo do tempo.

c) Descrição Quantitativa da Demanda Bruta de Água em Habitações antes e após a Instalação de Componentes e Economizadores

Os hidrogramas globais de consumo são levantados ininterruptamente durante quatros semanas no inverno e quatro no verão, através de instrumentação e equipamento de registro para duas

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d) Perfil de Consumo de Componentes Sanitários em Edifícios

A realização desta atividade é de grande importância para a avaliação econômica de programas de conservação. O consumo per capita, consumo per capita por aparelho e consumos específicos de aparelhos são parâmetros imprescindíveis para uma análise consistente.

As etapas para a realização desta atividade são:

? estabelecimento da amostra e dos trabalhos de comunicação social;

? articulação para a instalação e controle da instrumentação;

? repetição da segunda etapa após a substituição dos componentes e equipamentos convencionais por economizadores.

e) Modelo de Determinação da Demanda

O modelo de determinação de demanda é desenvolvido utilizando-se os resultados das etapas anteriores, e também, outros elementos necessários à montagem de um modelo que descreva a demanda segundo diversos níveis de estratificação combinados.

Desenvolvimento da Participação da Comunidade

A informação, conscientização e envolvimento dos diversos setores da comunidade em programas de economia de água é fator indispensável para o seu desenvolvimento consistente e duradouro. Não se trata aqui de propagandas ou campanhas promocionais.

Esta etapa é desenvolvida por técnicos especializados e experimentados, tais como psicólogos e cientistas sociais atuantes em comunicação social, que em conjunto com os demais técnicos do programa definem as diversas ações que visam a participação da comunidade nas etapas do programa.

Avaliação do Impacto Econômico de Programa de Substituição de Equipamentos

A avaliação do impacto econômico dos programas de substituição piloto é um dos principais instrumentos que facilitam as tomadas de decisões na implementação de ações, bem como, no fornecimento de projeções sobre a evolução de tais medidas.

O modelo de determinação de demanda, obtido através da consideração dos usos finais da água, com a finalidade de avaliar o impacto econômico das ações de substituição de equipamentos, é aplicado a diferentes cenários em função dos dados obtidos nas fases anteriores deste subprograma. A simulação deste modelo visa a obtenção de subsídios para a implementação de programas de substituição de equipamentos em edifícios, nas regiões que se mostrarem atrativas do ponto de vista econômico e social.

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Projeto 5: Documentação relacionada a Leis, Regulamentos e Programas Setoriais da Qualidade.

Com o objetivo de estabelecer a base institucional e documental necessária à implantação do PURA-BR é concebido o subprograma 5, considerando a integração das entidades governamentais e privadas e associações de consumidores envolvidos na questão de economia de água nos edifícios para:

? elaborar um conjunto de leis e regulamentos que embasem a questão e criando um Conselho/Fórum permanente com representantes das instituições envolvidas;

? implantar programas setoriais da qualidade.

As atividades a serem desenvolvidas pelo Conselho / Fórum PURA são:

? elaboração de documentos apresentando diretrizes para a definição de parâmetros hidráulicos e de requisitos de desempenho de componentes e sistemas eficientes e de prazos para implantação e adaptação da indústria nacional;

? elaboração de documentação base para a criação de leis complementares ou regulamentos que estabeleçam limites para parâmetros técnicos dos sistemas e componentes;

? elaboração de documentação base para o estabelecimento de políticas regionais (bacias) ou municipais que conduzam à implantação do uso de sistemas e componentes em edifícios em operação.

Programas Setoriais da Qualidade

A principal atividade desta etapa é a elaboração de documentação base para a implementação de programas setoriais de garantia da qualidade, envolvendo cadeias produtivas desde a matéria prima até os consumidores, e assim, aumentando a confiabilidade de que os produtos - sistemas e componentes economizadores de água sejam eficazes.

As atividades a serem desenvolvidas ao longo dos trabalhos podem ser divididas em três grupos, assim definidos:

a) Coordenação

Cabe à coordenação a gestão do Programa da Qualidade empreendendo as seguintes funções:

? coordenar as atividades técnicas e laboratoriais do programa;

? coordenar o programa de normalização brasileira, MERCOSUL e ISO;

? desenvolver atividades institucionais, divulgando o programa junto aos órgãos governamentais, associações setoriais e usuários.

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? normas técnicas de serviços, incluindo procedimentos de projeto, execução e manutenção;

? documentos funcionais do programa da qualidade, incluindo documentos de encargos de responsabilidades, de auditoria e de credenciamento de participantes.

c) Auditorias

São implementados programas de auditoria da qualidade com entidades independentes, e de terceira parte, em concordância com processos de homologação e certificação, visando que a produção de equipamentos economizadores de água ocorra conforme as normas técnicas, combatendo assim a não conformidade intencional.

Projeto 6: Programas Específicos de Economia de Água em Diferentes tipos de Edifícios (não habitacionais)

Considerando-se que em certas regiões a participação do consumo de água de outras tipologias de edifícios, que não residenciais, é representativa para o sistema público local, propomos este subprograma. O objetivo é verificar a redução do consumo de água através da implementação de ações que visam o seu maior aproveitamento, tais como: detecção e correção de vazamentos de redes externas e internas, correção de vazamentos em pontos de utilização, substituição de equipamentos convencionais por economizadores, e ainda, caracterização de hábitos e racionalização de atividades que consomem água.

As tipologias de edifícios a serem avaliadas são: hospitalar, escolar e edifícios de escritórios. Ressaltamos que o edifício hospitalar fornece dados de lavanderia, laboratório e cozinha industrial.

A metodologia empregada envolve as seguintes etapas: a) Dignóstico Geral

Nesta etapa, realiza-se um levantamento global do sistema hidráulico visando diagnosticar os usos da água e as condições de funcionamento do sistema para estabelecer o plano de intervenção das etapas posteriores.

b) Plano de Intervenção

Durante todo o tempo da implementação das ações do plano de intervenção o sistema é monitorado, através de duas leitura diárias dos hidrômetros, para a determinação do impacto de redução de cada uma das ações implementadas. As etapas deste plano são:

? detecção e correção de vazamentos nas redes externas - do medidor ao reservatório inferior;

? manutenção corretiva do sistema atual, realizada através de regulagem de comandos hidráulicos - válvulas de descarga, registros de gaveta, registros de pressão, torneiras e torneiras de bóia;

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? substituição de componentes convencionais por componentes economizadores de água - torneira hidro-mecânicas, torneiras eletrônicas, arejadores, redutores de pressão e bacias sanitárias de volume de descarga reduzido;

? campanhas educativas através de palestra dirigidas aos usuários específicos de diversos setores do sistema - cozinha, lavanderia, laboratórios, limpeza em geral e demais setores do sistema.

Após a implementação de cada uma das ações, o sistema é avaliado durante um período compatível com o tempo de resposta necessário a cada uma delas, ou seja, maior tempo para a ação que demandar maior adaptação do usuário ou acomodação do sistema.

Os resultados obtidos e a metodologia empregada serão apresentados em folhetos técnicos com a intenção de divulgá-los em larga escala.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Para a implementação de um programa institucional de conservação de água em um país onde os problemas de escassez são visíveis somente em algumas regiões dispersas, as ações que visam a redução do consumo devem ser sistêmicas e acompanhadas de ato mandatório, para que haja formação de cultura de conservação.

Consideramos que a participação da sociedade, sensibilizada pelo problema e estimulada pelos benefícios globais de preservação da natureza, e até mesmo, de subsistência do homem, aliados às inovações tecnológicas de componentes e sistemas disponibilizados através de incentivos econômicos, preservação de mananciais, controle de perdas nos sistemas públicos e prediais, controles de consumo e tarifas preservando a igualdade social, informação e educação continuada abordando a necessidade de evitar desperdícios são as melhores alternativas para a eficácia de um programa de conservação.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. CORTÉS, F.A. Water conservation in cities. In: CONSERV 93, Las Vegas, Nevada, USA, 1993. Proceedings . December 1993. p.31-42.

2. GONÇALVES, O.M. et al. Programa de economia de água de consumo doméstico - uso racional da água . São Paulo, LSP/EPUSP, novembro,1996. (Relatório final, vol. III - Projeto de Pesquisa Sabesp).

3. HOLMBERG, S.; LINDVAL, L.; OLSSON, E. Save water- save energy. In: CIBW62 SEMINAR, England. Proceedings. Sep. 1980. 10 p.

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