Download - Casa Eco Eficiente
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UNIVERSIDADE DA AMAZNIA UNAMA
CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CCET CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PROPOSTA DE UMA CASA AUTO-SUSTENTVEL COM USO DE TECNOLOGIAS ECO-EFICIENTES
FRANCEMILDO CONCEIO COSTA FERREIRA LEONARDO PANTOJA LOPES JNIOR
BELM - PA 2008
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UNIVERSIDADE DA AMAZNIA UNAMA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CCET
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PROPOSTA DE UMA CASA AUTO-SUSTENTVEL COM USO DE TECNOLOGIAS ECO-EFICIENTES
FRANCEMILDO CONCEIO COSTA FERREIRA
LEONARDO PANTOJA LOPES JNIOR
Trabalho de Concluso de Curso submetido banca
examinadora do Curso de Graduao em Engenharia Civil
do Centro de Cincias Exatas e Tecnologia da
Universidade da Amaznia, como requisito para a
obteno do ttulo de Engenheiro Civil.
BELM - PA 2008
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FRANCEMILDO CONCEIO COSTA FERREIRA LEONARDO PANTOJA LOPES JNIOR
PROPOSTA DE UMA CASA AUTO-SUSTENTVEL COM USO DE TECNOLOGIAS ECO-EFICIENTES
Trabalho de Concluso de Curso submetido banca
examinadora do Curso de Graduao em Engenharia Civil
do Centro de Cincias Exatas e Tecnologia da
Universidade da Amaznia, como requisito para a
obteno do ttulo de Engenheiro Civil.
Banca Examinadora: ___________________________________________ Prof Dr. Alberto Carlos de Melo Lima (Orientador) Professor Titular/CCET-Unama Engenheiro Civil Doutor em Hidrulica e Saneamento Pesquisador do Ncleo de Qualidade de Vida e Meio Ambiente ___________________________________________ Prof. Elzelis de Aguiar Muller (Co-Orientadora) Professora Adjunta/CCET-Unama Engenheira Civil e Sanitarista Especialista em Engenharia Ambiental ___________________________________________ Prof Dr. Benedito Coutinho Neto Professor Titular/CCET-Unama Engenheiro Civil Doutor em Engenharia de Transportes Pesquisador do Ncleo de Qualidade de Vida e Meio Ambiente Julgado em: ____/____/_____
Conceito: ________________
BELM - PA 2008
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DEDICATRIA
Aos nossos amigos, famlia, e mestres pelo incentivo e compreenso. E em especial aos nossos pais que, com tanto esforo, dedicao e abdicaes lutaram para que ns alcanssemos os nossos objetivos, a estes a eterna gratido de seus filhos.
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AGRADECIMENTO
Universidade da Amaznia;
Ao nosso orientador professor Dr. Alberto Carlos de Melo Lima, que nos ajudou na
elaborao deste Trabalho de Concluso de Curso, com contribuio de seus
conhecimentos e tempo.
A nossa co-orientadora professora Elzelis de Aguiar Muller, que se disps anlise
crtica e orientao deste trabalho;
E a todos que contriburam na elaborao deste trabalho.
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Os que confiam no SENHOR sero como o monte de Sio, que no se abala, mas permanece para sempre.
Salmo 125:1
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RESUMO
O presente trabalho teve como objetivo principal desenvolver um projeto de uma casa auto-sustentvel que pudesse ser til a pequenas comunidades rurais e/ou urbanas de nossa regio que no so atendidas totalmente pelas concessionrias de energia eltrica e de abastecimento de gua para consumo humano. Dessa forma, dentro da tendncia mundial de desenvolvimento sustentvel, o projeto da casa auto-sustentvel visou o aproveitamento da energia solar e das guas de chuva como forma de manter-se independente das concessionrias. Como a energia solar e da chuva so abundantes na regio norte e disponveis o ano inteiro, o projeto apresenta em suas instalaes de gua fria o uso de gua de poo e da chuva e o uso sol como forma de gerao de energia. No caso do abastecimento da gua de poo, foi apresentado um sistema de bombeamento ligado a painis solares que captam a energia do sol e a convertem em energia eltrica. Para o aproveitamento da gua de chuva, que tem altos ndices pluviomtricos na regio norte, um sistema de coleta foi desenvolvido para armazenar gua de chuva em um reservatrio e abastecer a caixa de descarga do vaso sanitrio. Uma anlise de custos compara o fornecimento de energia convencional (concessionrias de energia eltrica) para o funcionamento de uma instalao de recalque convencional com a que usa a energia solar, mostrando que a economia bastante significativa ao longo de 20 anos, que o tempo de vida til dos painis solares. PALAVRAS-CHAVE: Casa auto-sustentvel; Eficincia energtica, Energia solar, gua de chuva.
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ABSTRACT The present work had as main goal to develop a project of an auto-sustainable house that could be useful the small rural communities and/or urban of our region that are not attended totally by the electric power carriers and of water supply to consume human. Thus, inside the world tendency of sustainable development, the project of the auto-sustainable house aimed the utilization of the solar energy and of the rainy waters as form of keeping itself independent of carriers. Like the solar energy and of the rain are abundant in the Northern region and available the whole year, the project introduces in their facilities of cold water the well water use and of the rain. In the case of the supply of the well water, it was introduced a pump system linked for solar panels that captivate the energy of the sun and convert her in electric power. For the utilization of the rainy water, which has high indices rain in the Northern region, a collection system was developed to store rainy water in a reservoir and to supply the box of discharge of the sanitary vase. A costs analysis compares the supply of conventional energy (electric power carriers) for the operation of an installation of emphasizes conventional with to what uses the solar energy, showing that the economy is very significant along 20 years, which is time of useful life for solar panels. KEY-WORDS: Support House; Energetic Efficiency; Sun Energy, Water Rain.
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LISTA DE FIGURAS FIGURA 3.1: Maquete do Projeto................................................................................. FIGURA 3.2: Sistema de Coleta e Tratamento da gua de Chuva.............................. FIGURA 3.3: Tipos de Turbinas Elicas de Eixo Horizontal......................................... FIGURA 3.4: Tipos de Turbinas Elicas do Eixo Vertical............................................. FIGURA 3.5: Detalhe de um Aerogerador.................................................................... FIGURA 3.6: Esquema de um Sistema Elico de Energia............................................ FIGURA 3.7: Sistema Trmico de Gerao de Energia Eltrica (Califrnia-EUA)..............................................................................................................................
FIGURA 3.8: Mapa Solarimtrico do Brasil Apresentando as Mdias Dirias de Insolao no Brasil........................................................................................................
FIGURA 3.9: Parmetros Utilizados na Determinao da Radiao no Plano do Coletor........................................................................................................................... FIGURA 3.10: Esquema de um Sistema Fotovoltaico.................................................. FIGURA 3.11: Sistema Fotovoltaico de Bombeamento de gua para Irrigao (Capim Grosso - BA).....................................................................................................
FIGURA 3.12: Sistema de Bombeamento Fotovoltaico Santa Cruz I (Mirante do Paranapanema - SP).....................................................................................................
FIGURA 3.13: Esquema de Funcionamento de Sistema de Aproveitamento de gua de Chuva.......................................................................................................................
FIGURA 3.14: Esquema Geral de Caixa ou Reservatrio com Utilizao de Crivo para Filtrar a gua e Sistema Manual de Retirada da Mesma.....................................
FIGURA 3.15: Esquema Geral da Caixa ou Reservatrio para gua de Chuva com Escada de Acesso para Limpeza..................................................................................
FIGURA 3.16: reas de Captao de gua de Chuva................................................. FIGURA 3.17: Desenho Esquemtico do Sistema de Coleta de gua de Chuva............................................................................................................................
FIGURA 3.18: Sistema de Coleta de gua de Chuva: I Calha de Conduo, II Calha de Conduo Vertical....................................................................................................
FIGURA 3.19: Sistema de Desvio dos Primeiros Estantes de Chuva.......................... FIGURA 3.20 Filtro Vortex (WFF)................................................................................. FIGURA 3.21: Filtros de Descida.................................................................................. FIGURA 3.22: Montagem do Filtro de Descida............................................................
19 20 24 25 25 26
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FIGURA 3.23: 3P Filtro Volumtrico............................................................................. FIGURA 3.24: 3P Sifo Ladro - Dado Tcnicos......................................................... FIGURA 3.25: 3P Quebra Presso............................................................................... FIGURA 3.26: 3P Quebra Presso............................................................................... FIGURA 3.27: 3P Sifo Ladro (Montagem)................................................................ FIGURA 3.28: Representao Esquemtica da Instalao Piloto de Tratamento de gua de Chuva..............................................................................................................
FIGURA 3.29: Volume de gua em Circulao na Terra............................................. FIGURA 3.30: Tipos de Aqferos Quanto Porosidade.............................................. FIGURA 4.1: Localizao Geogrfica do municpio em relao ao Estado do Par...............................................................................................................................
FIGURA 4.2: Limites Municpio de Benevides.............................................................. FIGURA 4.3: Placa Solar KC 85 T................................................................................ FIGURA 4.4: Instalao de Recalque que usa bomba injetora.................................... FIGURA 5.1: Planta baixa da casa auto-sustentvel.................................................... FIGURA 5.2: Detalhes da instalao de gua fria mostrando as modificaes necessrias para instalao dos reservatrios..............................................................
FIGURA 5.3: Esquematizao da instalao da bomba submersa e dos painis solares...........................................................................................................................
GRFICO 4.1: Precipitao de 1989 a 1999................................................................ GRFICO 4.2: Umidade Relativa do Ar de 1989 a 1999................... .......................... GRFICO 4.3: Mdia de Insolao de 1989 a 1999................................................... GRFICO 5.1: Comparao de Custo de Instalao de Bombas Convencional x Fotovoltaico para um ano ............................................................................................
GRFICO 5.2: Comparao de Custo de Energia da Bomba Convencional x Fotovoltaico em um ano............................................................................................
64 65 65 66 66
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LISTA DE TABELAS
TABELA 3.1: Refere-se s Usinas Elicas em Operao no Brasil............................ TABELA 3.2: Vantagens e desvantagens do uso da Energia Elica.......................... TABELA 3.3: Calculo de Energia................................................................................ TABELA 3.4: Modelos de Mdulos Solares - Latitudes Aproximadas das Capitais Brasileiras e Inclinaes Sugeridas para Coletores Solares Planos
ENSOL..........................................................................................................................
TABELA 3.5: Modelos de Placas Fotovoltaicas........................................................... TABELA 3.6: Produo Hdrica no Mundo por Regio................................................ TABELA 3.7: Produo Hdrica entre os pases da Amrica do Sul............................ TABELA 3.8: Valores Mdios dos Parmetros da Chuva, Coletados nos Diversos Tipos de Coberturas.......................................................................................................
TABELA 3.9: Padres de Potabilidade, Estabelecidos pela Portaria n. 518/2004, do Ministrio da Sade.................................................................................................
TABELA 3.10: Padres de Potabilidade da gua....................................................... TABELA 3.11: Estimativa do Consumo de gua........................................................ TABELA 3.12: Valores Usuais de C............................................................................ TABELA 4.1: Dados da mdia mensal de Precipitao.............................................. TABELA 4.2: Tabela com a mdia mensal da Umidade Relativa do Ar ..................... TABELA 4.3: Tabela da mdia mensal da Insolao.................................................. TABELA 4.4: Tabela com as especificaes das placas solares................................ TABELA 5.1: Descrio da Edificao......................................................................... TABELA 5.2: Descrio de Consumo.......................................................................... TABELA 5.3: Descrio do Custo do sistema convencional........................................ TABELA 5.4: Descrio do Custo do sistema fotovoltaico...........................................
23 27 27
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SUMRIO
RESUMO....................................................................................................................... ABSTRACT................................................................................................................... LISTA DE FIGURAS..................................................................................................... LISTA DE TABELAS.................................................................................................... 1 INTRODUO........................................................................................................... 2 OBJETIVOS............................................................................................................... 2.1 OBJETIVO GERAL.................................................................................................
2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS...................................................................................
3 REVISO BIBLIOGRFICA...................................................................................... 3.1 CASA AUTO-SUSTENTVEL................................................................................
3.2 EFICINCIA ENERGTICA....................................................................................
3.3 ENERGIA ELICA..................................................................................................
3.3.1 Energia Elica no Mundo.....................................................................................
3.3.2 Energia Elica no Brasil.......................................................................................
3.3.3 Converso da Energia Elica...............................................................................
3.3.4 Tipos de Turbinas Elicas....................................................................................
3.4 ENERGIA SOLAR...................................................................................................
3.4.1 Radiao Solar.....................................................................................................
3.4.2 ngulo de Incidncia dos Recursos Solares de Inclinao de um Dispositivo
Solar..............................................................................................................................
3.4.3 Componentes do Sistema Fotovoltaico................................................................
3.4.4 Dimensionamento de Sistemas de Gerao Fotovoltaicos e de Bancos de
Baterias.........................................................................................................................
3.4.5 Modelos de Painis..............................................................................................
3.5 APROVEITAMENTO DA GUA DE CHUVA..........................................................
3.5.1 Disponibilidade de Recursos Hdricos em Nvel Mundial..................................... 3.5.2 Recursos Hdricos no Brasil.................................................................................
3.5.3 Aproveitamento de gua Pluvial..........................................................................
3.5.4 Captao..............................................................................................................
3.5.5 Anlise Fsico-Qumicas e Bacteriolgicas..........................................................
3.5.6 Anlise Fsica da gua da Chuva........................................................................
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3.5.7 Caractersticas Qumicas......................................................................................
3.5.8 Anlise Bacteriolgica da gua da Chuva............................................................
3.5.9 Estimativa de consumo..........................................................................................
3.5.10 Coeficiente de Runoff.........................................................................................
3.5.11 Precipitao Pluviometrica..................................................................................
3.5.12 rea de Captao...............................................................................................
3.5.13 Tecnologias de Aproveitamento..........................................................................
3.5.14 Filtros Vortex (WFF)............................................................................................
3.5.15 Filtros de Descida................................................................................................
3.5.16 Filtro Volumtrico.................................................................................................
3.5.17 3P Sifo Ladra....................................................................................................
3.5.18 Tratamento de gua de Chuva..........................................................................
3.6 GUA SUBTERRNEA..........................................................................................
3.6.1 Qualidade das guas Subterrneas......................................................................
3.6.2 Aqferos...............................................................................................................
3.6.3 Mananciais Subterrneos......................................................................................
3.6.4 Vantagens da Utilizao das guas Subterrneas...............................................
4 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS.................................................................. 4.1 Localizao.............................................................................................................
4.2 Dados Climatolgicos..............................................................................................
4.3 O Projeto da casa auto-sustentvel.........................................................................
4.3.1 Painis Solares.....................................................................................................
4.4DIMENSIONAMENTO DA INSTALAO DE GUA
FRIA...............................................................................................................................
5 RESULTADOS.......................................................................................................... 5.1 PLANTA BAIXA DA CASA AUTO-SUSTENTVEL...............................................
5.2 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE CAPTAO DE GUA DE
CHUVA.........................................................................................................................
5.3 DIMENSIONAMENTO DE BOMBA INJETORA.....................................................
5.4 CALCULO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA BOMBEAMENTO DE GUA
DE POO.....................................................................................................................
5.5 CONSUMO DE ENERGIA DO SISTEMA CONVENCIONAL X
FOTOVOLTAICO..........................................................................................................
5.6 COMPARAO DE CUSTO...................................................................................
50 53 54 55 56 57 58 60 61 63 64 66 68 69 70 71 72 73 73 75 80 80
82 83 83
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5.7 COMPARAO DE CUSTO DE IMPLANTAO DO SISTEMA CONVENCIONAL E FOTOVOLTAICO X TEMPO........................................................ 6 CONCLUSO..............................................................................................................REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.............................................................................. ANEXOS.........................................................................................................................
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________________________________________CAPTULO 1
1 INTRODUO
Atualmente um assunto que vem se destacando em diversas reas o
Desenvolvimento Sustentvel que de um modo geral visa utilizar os recursos
naturais de forma racional sem agredir o meio ambiente e principalmente preservar o
futuro das geraes.
A regio amaznica rica em recursos naturais tornou-se facilmente alvo
da cobia alheia. Preservar este patrimnio uma questo de sobrevivncia, j que
os recursos naturais do planeta esto se esgotando. A humanidade tem utilizado
diversas fontes de energia, que poluem o meio ambiente, particularmente, a que
utiliza a queima de combustveis fsseis, carvo, eletricidade, etc. Esta ltima
merece destaque, pois a mais empregada, quer seja nos sistemas mais simples
(lmpadas, motores eltricos) como os mais complexos (computadores, geladeiras,
automveis, fbricas, etc.).
Atualmente, existem programas voltados a racionalizar o uso desta fonte
de energia principalmente, junto s comunidades e rgos pblicos, de forma
eficiente, combatendo o desperdcio e preservando o meio ambiente, da surge o
conceito de eficincia energtica.
Mas, a eficincia energtica, no est restrita somente, a reduo do
consumo de energia eltrica, por meio de sua utilizao mais racional, mas, tambm,
nos servios pblicos de abastecimento de gua e tratamento de esgoto e na
aplicao de processos e equipamentos de maior rendimento energtico para
reduzir o consumo e aumentar a produtividade. Tambm se faz presente, na
preservao do meio ambiente, buscando novas tecnologias, voltadas ao uso
inteligente e eficiente.
Frente a essa nova tendncia, buscou-se neste trabalho, contribuir na
preservao dos recursos naturais, apresentando um modelo de habitao que
viesse a empregar o conceito de eficincia energtica. A idia inicial seria de
apresentar um projeto de uma casa auto-sustentvel, que seria capaz de se auto-
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sustentar, ou no mximo de conseguir resolver todas as suas necessidades
econmicas e scio-culturais. A reciclagem de materiais de construo civil uma
das opes mais significativas na construo, pois, a construo emprega diversos
materiais na construo que favorece de certa forma a degradao do meio
ambiente, assim, desenvolver projetos que empreguem materiais reciclados na
construo de casas trar benefcios a mdio ou longo prazo.
Como alternativa de fornecimento de energia eltrica e gua casa auto-
sustentvel, tem-se como melhores opes o aproveitamento da energia solar e as
guas de chuva.
Desta forma, este trabalho apresenta uma proposta de uma casa auto-
sustentvel que aproveite a energia solar como fonte de energia eltrica e a gua de
chuva no consumo no-potvel.
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_______________________________CAPTULO 2
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Esse trabalho teve como alvo principal a elaborao de uma casa auto-
sustentvel que fosse til s pequenas comunidades que vivem em reas rurais ou
urbanas, adaptando em suas instalaes de gua fria tcnicas de aproveitamento de
gua de chuva e da energia solar, visando torn-la independente de concessionrias
de abastecimento de gua para consumo.
2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
1) Levantamento bibliogrfico sobre casas auto-sustentveis, energia
solar, e de aproveitamento da gua de chuva;
2) Elaborao de um projeto arquitetnico de uma casa auto-sustentvel;
3) Dimensionar as instalaes de gua fria aproveitando a gua de chuva;
4) Dimensionar sistema de bombeamento que usa a energia solar como fonte de energia;
5) Comparao entre os custos envolvidos no caso de bombeamento por energia eltrica (centrfuga) e por bombas movidas a energia solar.
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_______________________________CAPTULO 3
3 REVISO BIBLIOGRFICA
3.1 CASA AUTO-SUSTENTVEL
Um dos conceitos mais abordados atualmente que visam uma arquitetura
ecolgica o da casa auto-sustentvel que tem como objetivo construir uma casa
utilizando estratgias que levem sustentabilidade para que ela fique como
referncia e modelo para usurios em potencial (Sattler, 2008). Segundo o autor, no
Brasil, existe um modelo igual para todo o pas, como se fosse padro, afirmou que
isso pode ser diferente, pois temos condies climticas muito diferentes em todo o
territrio.
Segundo Ribeiro (2008) um projeto de uma casa auto-sustentvel foi
desenvolvido por alunos de uma escola. A casa toda feita com materiais
reciclveis e madeiras reflorestadas. As janelas foram projetadas para aproveitar ao
mximo a luz natural, fazendo com que dessa forma, a luz eltrica seja usada o
mnimo possvel. As luminrias da casa so espelhadas aumentando assim o efeito
de iluminao sem que sejam necessrias mais luzes acesas durante a noite. Um
outro projeto de casa auto-sustentvel ser desenvolvida em Porto Alegre, segundo
Sattler (2008). A casa, segundo o autor, a primeira fase desse projeto e, por isso
funciona como piloto. Ela ser construda no municpio de Alvorada, na regio
metropolitana de Porto Alegre, e ficar pronta dentro de quatro meses a partir de seu
nicio. A rea, doada pela prefeitura de Alvorada, fica junto ao horto local e servir
como uma unidade j batizada pelos pesquisadores de Centro Experimental de
Tecnologias Habitacionais Sustentveis.
Viggiano (2008) desenvolveu um projeto de uma casa auto-sustentvel a
partir da holstica de auto-suficincia de energia (figura 3.1). O autor buscou em
seu projeto a urgente necessidade de solues para alguns problemas emergentes,
como a carncia de abastecimento de gua das regies urbanas, o dficit de
gerao de energia, alm das constantes crises de abastecimento e o impacto
ambiental dos sistemas de esgoto.
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A casa possui arquitetura bioclimtica para dar conforto ambientais aos
mais diversos rigores do clima, alm da utilizao de materiais de construo
adequados, inclusive estudo da ventilao e da insolao, do impacto ambiental, da
vegetao e de aspectos culturais. Quanto eficincia energtica, visando
reduo de energia eltrica o autor optou pela utilizao de gerao de energia
elica iluminao natural e o aquecimento solar da gua do chuveiro. Viggiano
(2008) optou pela captao das guas de chuva (figura 3.2) por meio do telhado e
calhas que direcionaram as guas at reservatrios com capacidade de 7.500 litros
e dois de 2.000 litros que davam autonomia de gua por at 25 dias.
FIGURA 3.1: Maquete do Projeto, em madeira. FONTE: Viggiano (2008)
Sistema de ventilao e iluminao
Gerao de energia elica
Captao de gua da chuva
Paredes com madeiras reflorestadas.
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As guas de chuva eram com fins no-potveis devido ao pH elevado e
contaminao por fezes de roedores, aves e sujeiras nos telhados tendo que excluir
a primeira guas. O projeto teve a participao de diversas empresas que
consideraram o projeto como uma soluo para alguns problemas emergentes.
3.2 EFICINCIA ENERGTICA
Os recursos naturais no planeta esto escasseando e uma das metas
atuais de preservao dos recursos naturais a utilizao racional destes recursos.
Da surgiu o conceito de eficincia energtica que tem como meta usar menos
energia para fornecer a mesma quantidade de valor energtico. A principal fonte de
energia utilizada pelo homem a energia eltrica. Por conta disto, a industria tem
desenvolvido equipamentos, motores eltricos, lmpadas eficientes
Para se ter uma idia uma lmpada incandescentes comum tem uma
eficincia de 8% (ou seja, 8% da energia eltrica usada transformada em luz e o
restante aquece o meio ambiente), enquanto que, a eficincia de uma lmpada
fluorescentes compacta, que produz a mesma iluminao, da ordem de 32% INEE
(2008).
A utilizao abusiva das fontes de energia de origem de combustveis
fsseis, como o petrleo (que representa 37% do consumo), o carvo (27%), o gs
natural e o urnio, contribuem grandemente para a libertao de dixido de carbono
FIGURA 3.2: Sistema de Coleta e Tratamento da gua de Chuva FONTE: Viggiano (2008)
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para a atmosfera trazendo conseqncias desastrosas para o nosso planeta, como
as chuvas cidas, o aquecimento global e a reduo da camada de oznio Wikipdia
(2008).
De acordo com a Agncia Internacional de Energia, se forem construdos
edifcios energeticamente eficientes, processos industriais e de transporte podem
reduzir as necessidades energticas do mundo em 2050 por um tero, e ser
essencial no controle das emisses globais de gases com efeito de estufa.
Inclusive adotar medidas nos servios de abastecimento de gua e
tratamento de esgoto, que na aplicao de processos e equipamentos de maior
rendimento energtico que possam refletir na reduo de consumo e aumentar a
produtividade (CPFL, 2008).
A utilizao das energias renovveis como fonte de energia para
consumo das necessidades energticas, tem grandes potencialidades no meio rural,
mas, pode ser empregada no meio urbano, com uso de tecnologias apropriadas
como climatizao, aquecimento de guas de piscinas uma das formas mais
eficientes de reduzir o consumo de energias de combustveis fsseis.
Fedrizzi (1997) afirmou que a reduo de energia eltrica com o uso de
painis solares uma opo vantajosa, com reduo de at 60% no consumo de
energia para aquecimento de guas sanitrias.
As principais fontes de energias renovveis so a energia solar, a elica
(ventos), a hidrulica (correntes de rios), biomassa (biodigestores) e a geotrmica
(calor da Terra).
Os programas de eficincia energtica no pode deixar de levar em
considerao as energias renovveis. As duas esto intimamente ligadas quando a
questo sustentabilidade.
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3.3 ENERGIA ELICA
3.3.1 A Energia Elica no Mundo
No mundo, a energia elica vem apresentando um grande avano
tecnolgico. Esse avano por conta de questes ambientais, incentivadas pelo
atendimento s metas do protocolo de Kyoto, EWEA apud Kleber Freire, 2006.
Durante a ltima dcada a capacidade instalada no mundo aumentou rapidamente
de 2,5 GW em 1991, para 58,4 GW no final de 2005.
O continente europeu lidera em capacidade instalada, favorecidos pelas
boas condies de vento adequado em alguns pases, seguido pelo continente
americano, com os parques elicos instalados nos EUA, principalmente na Califrnia
SLOOTWEG; KLING, 2003.
Freire (2006) atenta que em pases densamente povoados, prximos a
mares de guas rasas, observa-se a construo de vrios parques elicos offshore
como o caso de muitos pases no noroeste da Europa.
Como toda tecnologia tem suas vantagens e desvantagens a energia
elica no diferente, as principais vantagens e desvantagens esto expressas na
tabela 3.2. Segundo Freire (2006), na Europa, atualmente, a Alemanha com uma
potncia instalada de 16,65 GW o primeiro pas do mundo na utilizao da energia
elica.
Segundo EWEA apud Kleber Freire (2006) a Alemanha tem como meta
ampliar a participao da energia elica para 25% da sua necessidade de energia
eltrica at o ano de 2010.
A Espanha aparece como segundo pas do mundo com maior capacidade
instalada, totalizando 8,27 GW de gerao elica, em terceiro vem os Estados
Unidos com uma potncia instalada de 6,74 GW. Em quarto lugar encontra-se a
Dinamarca com uma potncia instalada de 3,08 GW.
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3.3.2 A Energia Elica no Brasil
Segundo Freire (2006). Atualmente no Brasil, existem 10
empreendimentos de gerao elica em operao, num total de 28,55MW de
potncia instalada. Entretanto, j foram outorgados, pela ANEEL, 128 novos
empreendimentos, totalizando 5642,34 MW de capacidade, a serem instalados em
diversos estados, aguardando o incio da construo.
TABELA 3.1: Refere-se s Usinas Elicas em Operao no Brasil
USINA ELICA DE: POTNCIA (KW) LOCALIZAO PROPRIETRIO
Fernando de Noronha - PE 225 PE CBEE/FADE/UFPE
Prainha 10.000 Aquirraz - CE Wobben Wind Power
Taba 5.000 So Gonalo do
Amarante - CE Wobben Wind Power
Morro do Carmelinho 1.000 Gouveia - MG CEMIG
Palmas 2.500 Palmas - PR Centrais Elica do
Paran
Mucuripe 2.400 Fortaleza - CE Wobben Wind Power
Bom Jardim 600 Bom Jardim da
Serra - SC Parque Elico do Santa
Catarina
Olinda 225 Olinda - PE CBEE/FADE/UFPE
Horizonte 4.800 gua Doce - SC Central Nacional de
Energia Elica
FONTE: ANEEL Banco de Informao de Gerao (BIG)
A quantidade de energia disponvel no vento varia de acordo com as
estaes e as horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo tambm so de
suma importncia na distribuio de freqncia de ocorrncia de velocidade do
vento em um local. Alm disso, a quantidade de energia elica extravel numa regio
depende das caractersticas de desempenho, altura de operao e espaamento
horizontal dos sistemas de converso de energia elica instalados.
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24
3.3.3 Converso de Energia Elica
Segundo Vitruvius (2008), um aero-gerador consiste num gerador eltrico
movido por uma hlice, que por sua vez movida pela fora do vento. A hlice pode
ser vista como um motor a vento, cujo nico combustvel o vento. Segundo o
autor, quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro
fatores: da quantidade de vento que passa pela hlice, do dimetro da hlice, a
dimenso do gerador e o rendimento de todo o sistema.
O gerador ligado por um conjunto acionador a um rotor constitudo de
um cubo, e duas ou trs ps. O vento aciona o rotor que faz girar o gerador at
produzir eletricidade.
3.3.4 Tipos de Turbinas Elicas
As turbinas podem ser de dois tipos: Turbinas elicas com eixo horizontal
e Turbinas elicas com eixo vertical.
Turbinas elicas de eixo horizontal: podem ser de uma, duas, trs, quatro
ps ou multips. A de uma p requer um contrapeso para eliminar a vibrao. As de
duas ps so mais usadas por serem fortes, simples e mais baratas do que as de
trs ps. As de trs ps, no entanto, distribuem as tenses melhor quando a
mquina gira durante as mudanas de direo do vento. As multips no so muito
usadas, pois so menos eficientes.
FIGURA 3.3: Tipos de Turbinas Elicas de Eixo Horizontal.
FONTE: VITRUVIUS, 2008.
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Turbinas elicas do eixo vertical: no so muito usadas, pois o
aproveitamento do vento menor. As mais comuns so trs: SAVONIUS,
DARRIEUS E MOLINETE.
FIGURA 3.4: Tipos de Turbinas Elicas do Eixo Vertical.
FONTE: VITRUVIUS, 2008.
FIGURA 3.5: Detalhe de um Aerogerador.
FONTE: VITRUVIUS, 2008.
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26
FIGURA 3.6: Esquema de um Sistema Elico de Energia. FONTE: CRESESB, 2008.
Segundo VITRUVIUS (2008), a potncia mxima das turbinas no
ultrapassa 59,3% de eficincia. Este valor tambm chamado de limite de BETZ e
j foi provado cientificamente.
Exemplo de alguns aero-geradores construdos:
1890-1910 Dinamarca / 23m de dimetro / 3 ps / 200kw
1931 Rssia / 30m de dimetro / 3 ps / 100kw
1941 Estados Unidos / 54m de dimetro /2 ps / 1.250kw
1959 Alemanha / 34m de dimetro / 2 ps / 100kw
1978 Estados Unidos (NASA) / 50m de dimetro / 2 ps / 200kw
1979 Boeng USA /100m
1980 Growian (Alemanha) / 100m de dimetro / 3mv
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TABELA 3.2: Vantagens e desvantagens do uso da Energia Elica
VANTAGENS DESVANTAGENS
uma fonte de energia segura e renovvel; Impacto visual: sua instalao gera uma grande modificao da paisagem;
No polui;
Impacto sobre as aves do local: principalmente pelo choque delas nas ps, efeitos desconhecidos sobre a modificao de seus comportamentos habituais de migrao;
Suas instalaes so mveis, e quando retirada, pode-se refazer toda a rea utilizada;
Impacto sonoro: o som do vento batendo nas ps produz um rudo constante (43dB(A)). As casas do local devero estar pelo menos, a 200m de distncia.
Tempo rpido de construo (menos de 6 meses);
Recurso autnomo e econmico;
Cria-se mais emprego.
FONTE: VITRUVIOS, 2008.
3.4 ENERGIA SOLAR
O Sol a nossa principal fonte de energia e pelo fato de ser 334.000
vezes maior do que a Terra e tambm pela energia radiante se dispersar medida
que se afasta da fonte radiante, a Terra acaba por receber somente dois
milionsimos de toda a energia emitida por esta estrela. Essa energia radiante
apresenta aproximadamente 173x1015 W, onde utilizamos o raio da circunferncia
da Terra e calculamos com a constante solar at que encontramos a energia
recebida na Terra. Que pode ser calculada da seguinte forma (tabela 3.3):
TABELA 3.3: Calculo de Energia
rea projetada da Terra = 2xrp =(6.3x106)2 x 3,14 = 124x1012 m2; Constante Solar = 1395 W/m2; Energia recebida = 124x1012 x 1395 = 173x1015 W
FONTE: MODIFICADO DE ARAJO - 2004
-
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Essa quantidade de energia solar nos permite aproveit-la basicamente
de dois modos: a produo de energia eltrica e de energia trmica.
A energia eltrica pode ser obtida atravs de painis fotovoltaicos que so
um conjunto de clulas fotoeltricas juntas, onde cristais de silcio estimulados pelos
ftons da luz solar geram energia eltrica Ider (2008). No caso da energia trmica a
energia solar aquece determinadas superfcies, e pode ser usada para aquecer gua
ou alimentos em cmaras escuras como em fornos solares.
Segundo Arajo (2004), descreve em seu trabalho sobre aproveitamento
da energia solar que existem trs tecnologias diferentes empregadas para capturar a
energia solar que so assim distribudas:
Solar trmica: usando energia solar para aquecer lquidos;
O efeito fotovoltaico: a eletricidade gerada pela luz solar;
Solar passiva: o aquecimento de ambientes pelo design consciente
de suas construes.
O autor comentou que usar construes para coletar o calor do sol era
uma tcnica aplicada desde o tempo da Grcia antiga. Outras formas de arquitetura
que visavam o aproveitamento da energia solar tambm foram desenvolvidas pela
arquitetura muulmana, que usaram os minaretes de mesquitas como chamins
solares. Atualmente, segundo Arajo (2004) a tecnologia de energia solar passiva
a que est sendo mais comercialmente desenvolvida, entre todas as tecnologias
solares, e compete muito bem em condies de custo com as fontes de energia
convencionais.
3.4.1 Radiao Solar
O Brasil por estar prximo da linha do equador no se observa grandes
variaes na durao solar do dia. Entretanto, devido aos grandes centros
produtores estarem distantes da linha do equador com o caso de Porto Alegre,
capital brasileira mais meridional (cerca de 30 S), a durao solar do dia varia de 10
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horas e 13 minutos a 13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e
22 de dezembro, respectivamente (ANEEL, 2008).
Segundo o autor, para maximizar o aproveitamento da radiao solar,
deve ser ajustado posio do coletor ou painel solar de acordo com a latitude local
e o perodo do ano em que se requer mais energia. No Hemisfrio Sul, por exemplo,
um sistema de captao solar fixo deve ser orientado para o Norte, com ngulo de
inclinao similar ao da latitude local.
A mdia diria de insolao solar no Brasil pode ser observada no Mapa
Solarimtrico (figura 3.7) do Brasil (Atlas Solarimtrico do Brasil, 2000).
FIGURA 3.7: Sistema Trmico de Gerao de Energia Eltrica (Califrnia-EUA); FONTE: National Renewable Energy Laboratory (EUA) Apud Aneel (2008).
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30
Apesar de obter isenes de impostos como IPI e ICM, o mercado de
coletores solares no pas, hoje em 500 mil m, ainda pequeno se comparado ao de
pases como Estados Unidos e Canad e, ainda, muito distante de Israel, onde o
uso da energia solar obrigatrio e faz parte do projeto de construo das casas.
Especialistas no setor apontam o Brasil como privilegiado, com uma
mdia anual de 280 dias de sol, possibilitando um retorno de investimento garantido
e rpido quanto maior for necessidade do uso desta fonte energtica FEDRIZZI
(2007).
3.4.2 ngulo de Incidncia dos Recursos Solares de Inclinao de um Dispositivo Solar
Segundo FEDRIZZI (2007), a energia solar captada por uma superfcie
varia em funo de inmeros parmetros como a orientao da superfcie em
FIGURA 3.8: Mapa Solarimtrico do Brasil apresentando as Mdias Dirias de Insolao no Brasil. FONTE: Atlas Solarimtrico do Brasil (2000).
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31
relao ao sol, hora do dia, o dia do ano, a latitude e as condies atmosfricas.
Para uma maior captao da irradiao solar, os coletores devem ter certa
orientao em relao ao azimute g do local e certa inclinao , em relao
horizontal. Esta inclinao em geral se reduz proporcionalmente latitude do local
de tal forma que para pequenas latitudes a melhor inclinao pode ser at mesmo
de 0 (zero) graus.
g - ngulo entre a projeo da normal superfcie do coletor no plano
horizontal e o meridiano local, sendo 0o para o sul, 180o para o norte e leste positivo,
oeste negativo. (-180 g 180).
- ngulo entre a superfcie em questo (neste caso o coletor) e a horizontal.
Graus - Mesmo que a inclinao ideal seja de 0 graus, aconselhvel na prtica uma inclinao mnima de 5 graus para evitar acmulo de material slido na
superfcie do coletor.
FIGURA 3.9: Parmetros Utilizados na Determinao da Radiao no Plano do Coletor.
FONTE: FEDRIZZI (2007).
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Na tabela 3.4 abaixo, temos as latitudes e os ngulos de inclinao no
plano dos painis solares, das capitais brasileiras facilitando o calculo.
TABELA 3.4: Modelos de Mdulos Solares - Latitudes Aproximadas das Capitais Brasileiras e Inclinaes Sugeridas para Coletores Solares Planos ENSOL.
FONTE: ENSOL. Energia Solar (2007)
3.4.3 Componentes do Sistema Fotovoltaico
O sistema fotovoltaico apresenta dois tipos de correntes conhecidos como
corrente continua que tem capacidade de potencia de 12V que utiliza painis ou
mdulos de clulas fotovoltaicas, suportes para os painis, controlador de cargas de
baterias e banco de baterias, j na corrente alternada para potencias de 110/220V
que utiliza alm dos elementos anteriores da corrente continua tambm utilizado
entre as baterias e o consumidor um inversor de corrente com potncia adequada.
Este inversor converte a corrente continua (DC) das baterias em corrente alternada
(AC). A maioria dos eletrodomsticos utiliza a corrente alternada.
Cidade Latitude Inclinao Cidade Latitude Inclinao Aracaju/SE 1055' S 21 Manaus/AM 0308' S 13 Belm/PA 0128' S 11 Natal/RN 0545' S 16
Belo Horizonte/MG 19 28' S 30 Palmas/TO 0810' S 20
Boa Vista/RR 0249' N 13 Porto Alegre/RS 3002' S 40
Braslia/DF 15 47' S 26 Porto Velho/RO 0845' S 19
Campo Grande MS 2134' S 32 Recife/PE 0810' S 18 Cuiab/MT 15 35' S 26 Rio Branco/AC 0958' S 20
Curitiba/PR 2525' S 35 Rio de Janeiro/RJ 2254' S 33 Florianpolis/SC 2735' S 38 Salvador/BA 1255' S 23
Joo Pessoa/PB 0706' S 17 Teresina/PI 0505' S 15 Macap/AP 00 02' N 10 N ou S Vitria/ES 2018' S 30 Macei/AL 09 40' S 20
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33
3.4.4 Dimensionamento de Sistemas de Gerao Fotovoltaicos e de Bancos de Baterias
FEDRIZZI (2008) afirmou que para obter o clculo do nmero de mdulos
necessrios deve-se conhecer os nveis de radiao solar tpicos da regio,
capacidade de produo dos mdulos variarem com a radiao.
Segundo o autor devemos seguir os seguintes passos, para obter a
quantidade de mdulos necessria:
1) Calcular o Consumo Total da Instalao em Ah (Amper hora).
2) Determinar em que local se realizar a instalao;
3) Com base nos valores da tabela de radiao identificar qual das cidades mais se aproxima do local de sua instalao. Identificar qual
a radiao mdia anual desta localidade em kWh/m dia (ltima coluna
da tabela);
4) Multiplicar o valor encontrado pela corrente nominal do mdulo solar escolhido. Para isto recorrer tabela do fabricante do mdulo solar;
FIGURA 3.10: Esquema de um Sistema Fotovoltaico FONTE: Solarterra, 2008 adaptado de FEDRIZZI (2007).
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34
5) Supondo que a localidade da instalao seja em Teresina e o mdulo solar escolhido seja o modelo com corrente nominal de 4.4A, teremos:
gerao do mdulo = radiao x corrente nominal = 5.49 x 4.4 = 24.15
Ah/dia;
6) O nmero de mdulos solares para este sistema ser: no mdulos = Consumo Total / Gerao Mdulo = 23.21 / 24.15 = 0.96 = 1;
7) Arredonda-se o valor encontrado para um mltiplo inteiro. Portanto um mdulo de 4.4 A de corrente nominal suficiente para esta instalao;
8) Para o clculo do banco de baterias de acumuladores deve-se obter a capacidade na seguinte frmula:
Cap.= 1,66 x Dtot x Aut.
Onde:
1,66: fator de correo de bateria de acumuladores que leva em conta a profundidade de descarga admitida, o envelhecimento e um fator de
temperatura.
Dtot: Consumo total de energia da instalao em Ah/dia (amper. Hora/dia).
Aut: dias de autonomia.
No exemplo adotado ser: Cap. Bat. = 1.66 x 23.21 x 5 dias = 192 Ah
Escolhe-se o modelo de bateria com valor normalizado imediatamente
superior ao que resulte deste clculo. Caso a capacidade encontrada seja superior
ao maior modelo comercial disponvel ento o banco de baterias dever ser
montado com elementos mltiplos ligados em paralelo. Recomenda-se nestes casos
que o no de baterias conectadas em paralelo no exceda 6 elementos
(SOLARTERRA, 2008).
3.4.5 Modelo de Painis
Na Tabela 3.4 abaixo est representado os painis comercializado pela
empresa RF COM, onde ser utilizado como base para proposta deste trabalho.
-
TABELA 3.5: Modelos de Placas Fotovoltaicas Modelo e Tipo
V S25 S36 ST40 Power Max
Plus 50 Power Max Ultra 70-P
PowerMax Ultra 75-P PowerMax Ultra 80-P
PowerMax Ultra 85-P
Tenso do Sistema W 12 12 12 12 70 75 80 85 Potncia Mxima W 24 36 40 50 70 75 80 85 Potncia de Pico Mnima (STC) A 22,5 33,5 36 45 66,5 71,25 76 80,75 Corrente @ Potncia Mxima V 1,45 2,18 2,41 2,94 4,29 4,52 4,73 4,94 Tenso @ Potncia Mxima A 16,5 16,5 16,6 17 16,3 16,6 16,9 17,2 Corrente de curto-circuito V 1,5 2,3 2,7 3,26 5,15 5,25 5,35 5,45 Tenso em circuito aberto Ah/d 21,4 21,4 23,3 21,5 21 21,4 21,8 22,2 Capacidade de carga diria* - 7,3 10,9 12,1 14,7 21,5 22,6 23,7 24,7 Tecnologia - Poli poli CIS Poli mono mono mono mono Comprimento - 9,70% 10,30% 9,40% 10,80% 11,1 11,9 12,7 13,9 Caixa de Terminais
12mm dia
ext 4mm bitola
Largura Mm 550 635 1293 861 1200 1200 1200 1200 Espessura (c/caixa de conexo) Mm 449 550 328 536 527 527 527 527 Espessura (frame de alumnio). Mm 45 45 35 34 56 56 56 56 Peso Mm 38 38 35 34 34 34 34 34 Cdigo Kg 3,4 4,4 7,0 5,5 7,6 7,6 7,6 7,6
29691 19692 15845 31975 31976 31977 31978 31979 FONTE: RF COM Sistemas Ltda. 2008.
35
-
A figura 3.11 apresenta um exemplo de sistema flutuante de bombeamento
de gua para irrigao, instalado no Aude Rio dos Peixes, Municpio de Capim
Grosso BA. O sistema formado por 16 painis M55 da Siemens e uma bomba
centrfuga de superfcie Mc Donald de 1 HP DC. Em poca de cheia, o sistema fica a
15 m da margem do aude e bombeia gua a uma distncia de 350 m, com vazo de
12 m3 por dia.
Trata-se de uma parceria entre o National Renewable Energy Laboratory
NREL, o Centro de Pesquisas de Energia Eltrica CEPEL e a Companhia de
Eletricidade do Estado da Bahia COELBA, tendo ainda a participao da Secretaria
de Agricultura e Irrigao do Estado da Bahia e da Associao de Moradores de Rio
do Peixe ZILLES, FEDRIZZI, TRIGOSA, SANTOS (2000).
Outro exemplo de bombeamento fotovoltaico de gua, regio do Pontal
do Paranapanema (Extremo-Oeste do Estado de So Paulo), apresentado na
Figura 3.12. O reservatrio tem capacidade de armazenamento de 7.500 litros e altura
manomtrica de 86 metros, abastecendo 43 famlias. O sistema fotovoltaico
constitudo de 21 mdulos MSX 70, com potncia nominal de 1.470 Wp USP; IEE,
(2000). Entre novembro de 1998 e janeiro de 1999, cerca de 440 famlias foram
beneficiadas em todas as sociedades, ZILLES, FEDRIZZI, TRIGOSA, SANTOS
(2000).
FIGURA 3.11 Sistema Fotovoltaico de Bombeamento de gua Para Irrigao (Capim Grosso - BA) FONTE: Centro de Referncia para a Energia Solar e Elica Srgio de Salvo Brito - CRESESB. 2000. Disponvel em: www.cresesb.cepel.br/cresesb.htm.
36
-
37
A Figura 3.11 e 3.12 exemplifica um sistema de atendimento domiciliar
instalado no mbito do projeto Ribeirinhas. Esse projeto constitui uma ao
estratgica do Programa Nacional de Eletrificao Luz no Campo e tem como
objetivo a implantao, em localidades ribeirinhas na regio amaznica, de sistemas
baseados em fontes alternativas para gerao de energia eltrica. O projeto
conduzido pelo CEPEL e pela ELETROBRAS, em colaborao com a Universidade
Federal do Amazonas ZILLES, FEDRIZZI, TRIGOSA, SANTOS (2000).
3.5 APROVEITAMENTO DA GUA DE CHUVA
3.5.1 Disponibilidade de Recursos Hdricos em Nvel Mundial
UNIGUA (2006) apud Marinoski (2007) em seus estudos mostram que a
disponibilidade de recursos hdricos compreende todos os recursos de gua, tanto
FIGURA 3.12 Sistema de Bombeamento Fotovoltaico Santa Cruz I (Mirante do Paranapanema -SP). FONTE: UNIVERSIDADE DE SO PAULO USP. Instituto de Eletrotcnica e Energia IEE. Formao Tcnica. So Paulo: 2000.
-
38
superficiais quanto subterrneas em uma determinada regio ou bacia hidrogrfica,
para qualquer uso.
Do volume total de gua existente no planeta, estimado que apenas 2,5%
sejam de gua potvel ou simplesmente gua doce, sendo que grande parte deste
volume no est facilmente acessvel. Apenas 0,266% deste total se encontra em
lagos, rios e reservatrios, estando o restante distribudo na biomassa e na atmosfera
sob a forma de vapor. Deste modo, estima-se que somente 0,007% de toda a gua
doce do planeta encontra-se em locais de simples acesso para o consumo humano.
Tomaz (2001) apud Marinoski (2007), nos informa que o percentual de
68,9% de gua doce esto congelados nas calotas polares do rtico, Antrtida e nas
regies montanhosas. J a gua subterrnea compreende em torno de 29,9% do
volume de gua doce no planeta.
Segundo o autor, a gua no planeta encontra-se distribuda de forma no
uniforme, sendo que na sia e na Amrica do Sul se concentram os maiores volumes
disponveis. A sia detm a maior parcela mundial deste recurso, totalizando
aproximadamente 31,6%, e alcanando vazes de 458.000 km/ano. Os menores
potenciais so encontrados na Oceania, Austrlia e Tasmnia. Os valores de
produo hdrica por regio do mundo esto apresentados na Tabela 3.6.
TABELA 3.6: Produo Hdrica no Mundo por Regio Regio do Mundo Vazo (km/ano) Porcentagem (%)
sia 458.000 31,6
Amrica do Sul 334.000 23,1
Amrica do Norte 260.000 18
frica 145.000 10
Europa 102.000 7
Antrtida 73.000 5
Oceania 65.000 4,5
Austrlia e Tasmnia 11.000 0,8
Total 1.448.000 100
FONTE: TOMAZ, 1998 apud Marinoski 2007
-
39
3.5.2 Recursos Hdricos no Brasil
No Brasil podemos encontrar abundncia de recursos hdricos estimada
em 35.732 m/hab/ano, sendo considerado um pas rico em gua. Alm disso, em
relao ao potencial hdrico mundial, o Brasil conta com 12% da quantidade total de
gua doce no mundo (TOMAZ, 2001apud Marinoski 2007).
Entre os pases da Amrica do Sul, o Brasil se destaca por possuir uma
vazo mdia de gua de 177.900 km/ano, o que corresponde a 53% da vazo mdia
total da Amrica do Sul, conforme apresentado na Tabela 3.7.
TABELA 3.7: Produo Hdrica entre os pases da Amrica do Sul.
Amrica do Sul Vazo (km/ano) Porcentagem (%) Brasil 177.900 53
Outros pases 156.100 47 Total 334.000 100
FONTE: Marinoski (2007).
Segundo Aneel (2007) apud MARINOSKI (2007), a disponibilidade hdrica
do Brasil encontra-se, na maior parte, distribuda em bacias hidrogrficas. As
principais bacias hidrogrficas do Brasil so do Rio Amazonas, do Tocantins-
Araguaia, do So Francisco, do Atlntico Norte Nordeste, do Uruguai, do Atlntico
Leste, do Atlntico Sul e Sudeste, dos Rios Paran e Paraguai.
Verificam-se no Brasil, que as regies mais populosas so justamente as
que possuem menor disponibilidade de gua, por outro lado onde h muita gua
ocorre baixo ndice populacional. A exemplo disso pode-se citar a Regio Sudeste do
Brasil, que dispe de um potencial hdrico de apenas 6% do total nacional, porm
conta com 43% do total de habitantes do pas, enquanto a Regio Norte, que
compreende a Bacia Amaznica, apresenta 69% de gua disponvel, contando com
apenas 8% da populao brasileira GHISI (2006) apud Marinoski (2007).
-
40
3.5.3 Aproveitamento de gua Pluvial
MAY, (2004) ao estudar o aproveitamento das guas de chuva apontou a
existncia de vrios aspectos positivos no uso de sistemas para aproveitamento de
gua pluvial, que possibilitam reduzir consideravelmente o consumo de gua potvel
diminuindo os custos de gua fornecida pelas companhias de abastecimento e
minimizam riscos de enchentes e preservar o meio ambiente.
Com isso, podemos citar outras vantagens do aproveitamento de gua de
chuva SIMIONI et al, (2004) apud Marinoski (2007):
Utiliza estruturas existentes na edificao (telhados, lajes e rampas);
Baixo impacto ambiental;
gua com qualidade aceitvel para vrios fins com pouco ou nenhum
tratamento;
Complementa o sistema convencional;
Reserva de gua para situaes de emergncia ou interrupo do
abastecimento pblico.
Para pensarmos em um sistema de abastecimento de gua pluvial,
pensamos primeiro na sua viabilidade dependendo essencialmente dos seguintes
fatores: precipitao, rea de captao e demanda de gua.
Alm disso, para projetar tal sistema devem-se levar em conta as
condies ambientais locais, clima, fatores econmicos, finalidade e usos da gua,
buscando no uniformizar as solues tcnicas.
A gua de chuva pode ser utilizada em vrias atividades com fins no
potveis no setor residencial, industrial e agrcola. No setor residencial, pode-se
utilizar gua de chuva em descargas de vasos sanitrios, lavao de roupas, sistemas
de controle de incndio, lavagem de automveis, lavagem de pisos e irrigao de
jardins. J no setor industrial, pode ser utilizada para resfriamento evaporativo,
climatizao interna, lavanderia industrial, lavagem de maquinrios, abastecimento de
-
41
caldeiras, lava jatos de veculos e limpeza industrial, entre outros. Na agricultura, vem
sendo empregada principalmente na irrigao de plantaes MAY & PRADO (2004).
Segundo MAY (2004) os sistemas de coleta e aproveitamento de gua de
chuva em edificaes so formados por quatro componentes bsicos: reas de
coleta; condutores; armazenamento e tratamento.
O funcionamento de um sistema de coleta e aproveitamento de gua de
pluvial consiste de maneira geral, na captao da gua da chuva que cai sobre os
telhados ou lajes da edificao. A gua conduzida at o local de armazenamento
atravs de calhas, condutores horizontais e verticais, passando por equipamentos de
filtragem e descarte de impurezas. Em alguns sistemas utilizado dispositivo
desviador das primeiras guas de chuva. Aps passar pelo filtro, a gua
armazenada geralmente em reservatrio enterrado (cisterna), e bombeada a um
segundo reservatrio (elevado), do qual as tubulaes especficas de gua pluvial iro
distribu-la para o consumo no potvel onde mostram na Figura 3.13.
.
Em reas para captao de gua de chuva, comumente utiliza-se materiais
como: telhas galvanizadas pintadas ou esmaltadas com tintas no txicas, superfcies
FIGURA 3.13: Esquema de Funcionamento de Sistema de Aproveitamento de gua de Chuva. FONTE: Marinoski (2007)
-
42
de concreto, cermicas, policarbonato e fibra de vidro. As calhas tambm devem ser
fabricadas com materiais inertes, como PVC ou outros tipos de plsticos, evitando
assim, que partculas txicas provenientes destes dispositivos venham a ser levadas
para os tanques de armazenagem MACOMBER (2001) apud MARINOSKI (2007).
3.5.4 Captao
O sistema de capitao de gua de chuva a maneira mais rpida de se
obter grandes volume de gua em um perodo de tempo bastante reduzido, e de
razovel qualidade. Existem duas maneiras que so as mais conhecidas de se captar:
a primeira utilizando o telhado e calhas da casa, e a segunda revestindo o subsolo
de uma rea de encosta com plstico e canalizando a gua, pr-filtrada pelo solo, at
uma caixa ou reservatrio, apresentado na Figura 3.14 e 3.15.
A sua armazenagem poder ser feita em uma caixa separada ou
diretamente na cisterna, caixa central (SOECOMG, 2008).
FIGURA 3.14: Esquema Geral da Caixa ou Reservatrio para gua de Chuva com Escada de Acesso para Limpeza. FONTE: Soecomg (2008).
-
43
3.5.5 Qualidade da gua de Chuva
Tomaz (2003) apud Martins e Nascimento (2006) em seus estudos sobre
aproveitamento da gua de chuva assegurou que para se ter conhecimento da
qualidade da gua de chuva devem-se diferenciar as analises em quatro formas
distintas, quais sejam:
Antes de atingir o solo;
Aps escorrer pelo telhado;
Dentro do reservatrio;
No ponto de uso.
Cada uma dessas quatro formas apresenta peculiaridades distintas nos
elementos qumicos e bacteriolgicos encontrados nas analises e dependem muito da
localizao geogrfica da rea de precipitao, do tipo de atividades exercidas no
entorno, etc., em fim vrios fatores podem influenciar nessas analises dependendo da
rea a ser analisada.
FIGURA 3.15: Esquema de Caixa ou Reservatrio com Utilizao de Crivo para Filtrar a gua e Sistema Manual de Retirada da Mesma. FONTE: Soecomg (2008).
-
44
Vrios estudos foram realizados por Gould 2003 apud Tordo 2004 e
mostram que, devido ao contato com a superfcie do telhado, a gua coletada de
chuva no apresenta os padres de potabilidade da OMS para gua potvel,
principalmente quanto aos critrios da qualidade microbiolgica. Outra preocupao
se deve poluio por metais pesados ou outros produtos qumicos.
Segundo estudos realizados por Tordo, 2004, Na regio de Blumenau (SC),
para avaliar a qualidade da gua em trs diferentes tipos de cobertura, quais sejam:
fibrocimento, cermica e metlica; com relao aos parmetros - pH, alcalinidade total,
cloretos, cor aparente, dureza total, ferro total, slica, turbidez e coliformes - e cujos
resultados demonstraram que o telhado de fibrocimento apresenta uma capacidade
de neutralizar os cidos e, presentes na gua da chuva, maior que as outras duas
coberturas estudadas, cujo valor mdio, encontrado, foi 6,99, e uma alcalinidade total
mdia de 37,06 ppm. Quanto ao aspecto bacteriolgico, s amostras apresentaram
elevada quantidade de organismos patognicos e, em algumas amostras, a turbidez e
a cor aparente no alcanaram o padro de portabilidade e, portanto, no
recomendada para consumo humano, sem prvio tratamento por filtrao e
desinfeco. Tais valores constam da Tabela 3.8.
TABELA 3.8: Valores Mdios dos Parmetros da Chuva, Coletados nos Diversos Tipos de Coberturas.
FONTE: Cipriano, 2004
Fibrocimento Cermica Metlica (Zinco) Parmetros Valor
Mdio Valor
Mximo Valor
Mnimo Valor Mdio
Valor Mximo
Valor Mnimo
Valor Mdio
Valor Mximo
Valor Mnimo
PH 6,99 8,63 5,57 5,73 6,82 5,21 4,70 6,82 4,13 Alcalinidade Total (ppm) 37,06 55,96 18,00 11,73 16,00 8,00 9,71 16,00 8,00
Cloretos (ppm) 5,09 11,28 1,41 3,72 5,64 2,82 6,85 5,64 2,82 Cor Aparente (uH) 17,33 95,00 4,00 18,45 43,00 7,00 18,71 43,00 4,00 Dureza Total (ppm) 60,44 108,00 20,00 21,91 48,00 3,00 35,14 48,00 20,00
Ferro Total (ppm) 0,35 2,85 0,068 0,32 2,02 0,026 0,23 2,02 0,073
Slica (ppm) 3,18 16,74 0,00 2,92 13,21 0,212 1,70 13,21 -
Temperatura (C) 25,22 27,00 25,00 25,09 27,00 24,00 25,00 27,00 25,00
Turbidez (uT) 2,34 1,79 0,28 1,70 5,00 0,20 2,13 5,00 0,24
Escherichia coli
(NMP/100mL) 280,79 1299,70 0,00 236,93 900,00 2,00 269,00 >1600,00 Ausente
Coliformes totais
(NMP/100mL) 1453,85 >2419,60 1,00 1054,45 >1600,00 39,50 934,40 >1600,00 140,80
-
45
Segundo Cipriano, 2004, o padro de potabilidade da gua, para consumo
humano, vigente no Brasil, consta da Portaria n. 518, de 25 de maro de 2004, do
Ministrio da Sade, publicada no Dirio Oficial da Unio, e discorre sobre
procedimentos e responsabilidades, inerentes ao controle e vigilncia da qualidade
da gua, para consumo humano. Nele estabeleceu-se o padro de potabilidade da
gua, para o consumo humano, e constam outras providncias. Ainda, ali,
estabeleceram-se os limites mximos, permitidos, para dezenas de parmetros, os
quais precisam ser respeitados para toda a gua que se destine para consumo
humano. Pois, toda gua, destinada ao consumo humano, deve obedecer ao Padro
de Potabilidade e ao Padro de Aceitao para Consumo Humano e est sujeita
vigilncia em nome da qualidade da gua. Os parmetros da tabela 3.9 so
apontados na Portaria 518/2004.
TABELA 3.9: Padres de Potabilidade, Estabelecidos pela Portaria n. 518/2004, do Ministrio da Sade.
Parmetros Limites Mximos
PH 6,0 a 9,5 Alcalinidade total (ppm) --
Cloretos (ppm) 250 Cor Aparente (ppm PtCo) 15
Dureza Total (ppm) 500 Ferro Total (ppm) 0,3
Slica (ppm) -- Temperatura 1
Eucherichia coli (NMP/100ml) Ausncia Coliformes Totais (NMP/100ml) Ausncia
. FONTE: Cipriano, 2004.
Cipriano (2004) ao estudar formas de tratamento para as guas de chuva
com diferentes tipos de coberturas, concluiu o seguinte:
1) Coberturas de Fibrocimento e Amianto - Embora no sejam mais usadas em telhados de residncias, ainda se encontram em muitas
residncias antigas. As fibras de amianto so perigosas sade
quando inaladas em quantidades suficientes. O telhado deve ser
-
46
deixado intocvel at que as fibras e vestgios do amianto sejam
eliminados, devido ao corte ou perfurao. Os mtodos de limpeza
com alta presso tambm devem ser evitados e as reas ou placas
que estiverem deterioradas devem ser substitudas por amiantos-
livres;
2) Cobertura de Telha Cermica ou de Concreto - A superfcie da telha de cimento ou da cermica colorida oxida-se com o tempo, e
detritos dessa oxidao podem ser escoados para os tanques de
armazenamento colorindo a gua. A gua pode tornar-se txica,
devido pintura das telhas. Pinturas base de chumbo (incluindo
primer) so txicas e no apropriadas para uso potvel. A gua
proveniente de ambientes com pintura acrlica em cuja composio
entram produtos qumicos e detergentes - no deve ser coletada no
primeiro fluxo. Materiais derivados do betume (piche) geralmente no
so recomendados, por conter substncias perigosas e por causar
gosto na gua;
3) Cobertura com Madeira Tratada - Os produtos qumicos usados para tratamento ou preservao das telhas de madeira utilizadas na
Austrlia so a base de gua com cobre, cromo, arsnio e boro,
base de leo com alcatro, ou solventes orgnicos, como o
pentaclorofenol;
4) Folhas Metlicas de Chumbo - O chumbo um veneno cumulativo que provoca vrios efeitos sade, principalmente ao sistema
nervoso central, no se recomendando a utilizao desse material em
reas de captao de gua de chuva para fins potveis.
3.5.5 Anlise Fsico-Qumicas e Bacteriolgicas
A qualidade da gua determinada por sua composio fsica, qumica e
bacteriolgica. Para o consumo humano necessrio que gua seja potvel, isto ,
livre de mataria suspenso visvel, cor, sabor e odor, de quaisquer organismos capazes
de provocar enfermidades ou de quais quer substncia orgnicas ou inorgnicas que
-
47
possam produzir efeitos fisiolgicos prejudiciais (MINISTERIO DA SADE,
PORTARIA N 1469).
Segundo Netto (2000), as caractersticas principais para anlise fsica da
gua so as seguintes: cor, turbidez, pH, sabor, odor, temperatura e condutibilidade
eltrica. J as principais caractersticas qumicas so: pH, alcalinidade, dureza, ferro,
magnsio, cloretos, sulfatos, slidos totais, impurezas orgnicas, nitratos, oxignio
dissolvido, demanda de oxignio, fenis, detergentes e substncias txicas, so
mostradas na tabela 3.10. No que diz respeito s caractersticas biolgicas so
coliformes fecais, coliformes totais, entre outros e so determinados atravs de
exames bacteriolgicos e hidrobiolgicos.
TABELA 3.10: Padres de Potabilidade da gua
Padro de Potabilidade (ppm) ou mg/l Caractersticas
Mxima recomendada Mxima tolerada Fsica
Turbidaz (slica) 1 5 Cor (esc. Cobalto) 10 15
Odor inobjetvel (ausncia de odor objetvel) Sabor inobjetvel (ausncia de odor objetvel)
Qumicas
Mangans (em Mn) 0,1 Chumbo (em Pb) 0,1
Cobre 3 Zinco 5
Ferro (em Fe) 0,3 Arsnico (em Se) 0,05 0,1 Selnio (em Se) 0,05
Cromo Hexavalente 0,05 Fluoretos 1 1,5
Cloretos (Cl) 250 Compostos de Fenol 0,001
Sulfatos (SO4) 250 Dureza (CO3Ca) 100 500
Cloro livre 0,2 0,5 Slidos totais 500 1000
pH pHs (ph de saturao) 6 e iseno de alcalinidade custica
90% tempo inferior a 1 Bacteriolgica N.m.p. (n mais provvel de coliformes por 100 ml) guas tratadas 100% tempo inferior a 10
FONTE: Segundo portaria n 518. - 2004.
-
48
3.5.6 Anlise Fsica da gua da Chuva
Segundo OLIVEIRA E AMARAL (2004), as principais anlise fsica da gua
so: cor, turbidez, sabor, odor, temperatura. Essas caractersticas envolvem
praticamente aspecto de ordem esttica e psicolgica, exercendo uma influncia no
consumidor, pois que, dentro de determinados limites, no tem relao com
inconvenientes de ordem sanitria. Contudo, sendo perceptveis pelo consumidor,
independentemente de um exame, o seu acentuado teor pode causar certa
repugnncia a consumidores mais ou menos exigentes; pode tambm favorecer uma
tendncia para a utilizao de guas de melhor aparncia, porm de m qualidade
sanitria, com prejuzo para a segurana.
Segundo o autor, os exames fsico o menos importante dos exames e
anlises que caracterizam a qualidade de uma gua: seu resultado no deve ser
interpretado separadamente de outros exames e anlises. O mesmo mostra as
seguintes caractersticas:
Cor: determinada pela alterao na aparncia da gua atravs de substancias dissolvidas ou em suspenso, dependendo da qualidade do material
presente. A cor pode ser facilmente removida da gua por coagulao fsica. Sento
sensvel ao pH, a sua remoo torna-se mais acessvel em pH baixo, ou seja, em
meio cido.
Turbidez: uma caracterstica decorrente de presena de substncia em suspenso, ou seja, de slidos suspensos, finalmente divididos em estado coloidal, e
de organismos microscpicos.
A turbidez uma caracterstica prpria das guas correntes, sendo em
geral baixa nas guas dormentes. Foi inicialmente medida determinando-se na
espessura da camada de gua necessria para que desaparea da vista a chama de
uma vela padronizada; os padres de medida so constitudos por suspenses de
slica ou formazina em gua destilada, expressas em mg/l ou em ppm da denominada
UTJ (Unidade Jackson de Turbidez) ou OFT (Unidade Formazina de Turbidez),
respectivamente. Praticamente so utilizados aparelhos que operam pelo princpio da
comparao entre o efeito Tyndall produzido por iluminao lateral da amostra e o
feixe de luz obtido por transparncia, a partir da mesma fonte luminosa. O sistema
-
49
atual de medio aquele que emprega o processo de nefelometria, ou seja, atravs
de uma fotoclula mede-se a quantidade de luz que emerge perpendicularmente de
um feixe luminoso que passa pela amostra.
Segundo o Ministrio da Sade, Portaria n 1469 de 29 de dezembro de
2000, artigo 16, o valor o valor mximo permitido para o parmetro turbidez de 5
UNT (Unidade Nefelomtrica de Turbidez).
Sabor e Odor: as caractersticas do sabor e do odor so consideradas em conjunto, pois geralmente a sensao de sabor decorre da combinao de gosto mais
odor; so caractersticas que provocam sensaes subjetivas nos rgos sensitivos
do olfato e do paladar, causadas pela existncia de substncias como matria
orgnica em decomposio, resduos industriais, gases dissolvidos, algas, etc. No
caso particular de sais dissolvidos em concentraes elevadas, o gosto sentindo,
sem que se sinta o odor ou o sabor, como por exemplo, cloreto de sdio. Os gostos
so quatro, a saber: doce, amargo, cido e salgado. Da combinao destes com os
vrios tipos de odor, resultam os sabores.
O sabor e odor so caractersticas que podem estar presentes nas guas
correntes ou dormentes. As guas subterrneas raramente possuem caractersticas
de sabor e odor perceptveis, a no ser o decorrente de sais dissolvidos em excesso.
Quanto ao odor assinala-se mtodos americanos (Standar Mehods for the
Eamination of Water and Sewage) que estabelecem um padro de medida baseados
na determinao da mxima diluio da amostra em que o operador treinado capaz
de perceber algum cheiro. Quanto ao sabor no existe nenhum processo de medida.
Levando em conta estas dificuldades os padres de potabilidade em geral
estabelecem que as guas, quanto ao sabor e odor, devem ser inobjetveis, ou seja,
deve haver ausncia de sabor e de odor.
Temperatura: particularmente para uso domstico a gua deve ter temperatura refrescante.
-
50
3.5.7 Caractersticas Qumicas
Segundo AMARAL E OLIVEIRA (2004) as caractersticas qumicas das
guas so devidas presena de substancias dissolvidas, geralmente avaliveis
somente por meios analticos.
So de grande importncia, tendo em vista as conseqncias sobre o
organismo dos consumidores, ou sob o aspecto higinico, bem como sob o aspecto
econmico; assinale-se ainda a utilizao de certos elementos como cloretos, nitritos
e nitratos bem como o teor de oxignio consumido como indicadores de poluio,
permitindo-se concluir se a poluio recente ou remota, se macia ou tolervel.
As caractersticas qumicas das guas so determinadas por meio de
anlises qumicas, seguindo mtodos adequados e padronizados para cada
substncia. Os resultados so fornecidos em concentrao da substncia em mg/l
(miligrama por litro).
Na determinao das caractersticas qumicas das guas, os principais
aspectos a serem considerados, so:
pH: o pH utilizado universalmente para analisar as caractersticas cidas ou alcalino de uma soluo. O parmetro pH mede a concentrao do on hidrognio,
podendo ser analisado colorimetricamente ou eletrometricamente. Com a anlise do
potencial hidrogeninico da gua possvel verificar a ocorrncia de corrosividade
quando o pH baixo ou incrustaes nas tubulaes do sistema de distribuio com o
pH alto.
Segundo o CONAMA, 1986 apud May, 2004 na resoluo n 20 de junho
de 1986, artigo 26, o parmetro pH pode variar entre 6 e 9. Segundo USEPA 1992 e
Hespanhol 2003, o pH dever estar entre 6-9. O Ministrio da Sade, portaria n 1469
de 29 de dezembro de 2000, artigo 16 recomenda que o pH da gua esteja entre 6 e
9,5.
Alcalinidade: a alcalinidade devida presena de bicarbonatos, carbonatos e hidrxidos, quase sempre de alcalinos ou alcalino terrosos (sdio,
potssio, clcio, magnsio etc.).
-
51
Agressividade: A tendncia da gua a corroer os metais pode ser conferida pela presena de cidos minerais (casos raros) ou pela existncia em
soluo de oxignio, gs carbnico e gs sulfdrico.
De modo geral, o oxignio fator de corroso dos produtos ferrosos, o gs
sulfdrico dos no ferrosos e o gs carbnico dos materiais base de cimento.
Salinidade: o conjunto de sais normalmente dissolvidos na gua, formado pelos bicarbonatos, cloretos, sulfatos e, em menor quantidade, pelos demais sais,
pode como j foi dito, conferir gua um sabor salino, j focalizado, e uma
propriedade laxativa (sulfatos).
O teor de cloretos pode ser indicativo de poluio por esgotos domsticos
(prxima ou remota); verifica-se pela comparao de vrias anlises, aps estudos de
condies e situaes locais.
De modo geral a salinidade excessiva mais prpria das guas profundas
que das superficiais, sendo, porm, sempre influenciada pelas condies geolgicas
dos terrenos banhados ou lixiviados.
Dureza: uma caracterstica conferida gua pela presena de sais alcalino-terrosos (clcio, magnsio, etc) e alguns metais, em menor intensidade.
Quando os sais so bicarbonatos (de clcio, de magnsio, etc.), a dureza
denominada temporria, pois pode ser eliminada quase totalmente pela fervura.
Quando devida a outros sais denominada permanente.
Uma nomenclatura mais lgica, e que deve ser adotada, a que denomina
as durezas em: devidas aos carbonatos e aos no-carbonatos.
A dureza caracterizada pela extino de espuma formada pelo sabo,
ndice visvel de uma reao mais complexa, o que dificulta o banho e a lavagem de
utenslios domsticos e roupas, criando problemas higinicos.
As guas duras, em funo das condies desfavorveis de equilbrio
qumico, podem incrustar as tubulaes.
Ferro e Mangans: O ferro, com certa freqncia, associado ao mangans, confere gua um sabor, ou melhor, uma sensao de adstringncia e colorao
avermelhada, decorrente da precipitao do mesmo.
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52
As guas ferruginosas mancham as roupas, durante a lavagem, os
aparelhos sanitrios e podem provocar deposies em tubulaes.
O mangans semelhante ao ferro, porm menos comum, e a sua
colorao caracterstica marrom, e, quando na forma oxidada preto.
Impurezas Orgnicas e Nitratos: O termo impurezas orgnicas aplicvel a um nmero de constituintes de origem animal ou vegetal, que podem
indicar uma poluio recente ou remota. Incluem-se neste item: a matria orgnica,
em geral, e o nitrognio sob as diversas formas (orgnico, amonical, albominide,
nitroso e ntrico).
Seguindo o nitrognio um ciclo que o conduz mineralizao total, sob a
forma de nitratos, possvel avaliar o grau e a distncia de uma poluio, pela
quantidade e forma de apresentao dos derivados azotados.
Independente de sua origem, que tambm pode ser mineral, os nitratos
presentes na gua, em quantidades maiores, provocam em crianas o estado
mrbido denominado cianose ou metemoglobinemia.
Toxidez Potencial: Certos elementos ou compostos txicos por natureza podem estar presentes na gua. Geralmente constituem o produto de lanamentos
industriais poluidores ou de atividades humanas.
Podem ser citados cianetos, cromo hexavalente (cromatos) e cdmio
resultado de cromaes e eletro-deposies; arsnico, resultado de usos agrcolas;
cobre, zinco e chumbo pelo uso de tubulaes com guas solventes;
Fenis e Detergentes: O progresso industrial moderno vem incorporando os compostos fenlicos e os detergentes entre as impurezas encontradas em soluo
na gua.
Sempre decorrente de fatores poluidores, esto constituindo problemas
numa fase em que est se tornando comum o termo reuso da gua.
O fenol txico, mas muito antes de atingir teores prejudiciais sade j
constitui inconveniente para guas que tenham que ser submetidas ao tratamento
pelo cloro, pois combina com o mesmo, provocando o aparecimento de gosto e cheiro
desagradveis.
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53
Os detergentes, em mais de 75% dos casos, constitudos de Alkyl benzeno
sulfonatos (ABS) so indestrutveis naturalmente, e, por isso, sua ao perdura em
abastecimento de gua a jusante de lanamentos que os contenham.
O mais visvel inconveniente reside na formao de espuma quando a
gua agitada; nas concentraes maiores trazem conseqncias fisiolgicas;
Radioatividade: O desenvolvimento da indstria nuclear trar certamente problemas de radioatividade ambiente e as guas de chuva podero carrear a
contaminao, quando esta j no for por lanamento direto.
O assunto est sob controle das entidades oficiais especializadas. Nas
regies sul-americanas ainda no se constitui motivo de preocupao. Contudo,
existem vrios tipos de indstrias (no-nucleares), que lanam subprodutos
radioativos na gua, como, por exemplo, tintas fosforescentes, o que pode vir a
constituir um problema.
3.5.8 Anlise Bacteriolgica da gua da Chuva
Segundo Expolador, 2002 apud May, 2004, coliformes fecais so bactrias
permanentes ao grupo de coliformes totais. So caracterizadas pela presena de
enzima -galactosidade e pela capacidade de fermentar a lactose com produo de
gs em 24 horas temperatura de 44-45C, em meios contendo sais biliares ou
outros agentes tenso-ativos com propriedades inibidoras semelhantes.
Alm da presena de fazes humanas e de animais podem, tambm, podem
ser encontradas em solos, plantas ou quaisquer efluentes contendo matria orgnica.
Segundo Expolador, 2002 apud May, 2004, o mtodo utilizado para verificar a presena de coliformes fecais baseia-se na filtrao de volumes adequado
de gua, atravs de uma membrana filtrante com porosidade de 0,45 m. Com a
contagem das colnias permite-se calcular a densidade de bactrias presente na
atmosfera da gua. A contagem dos coliformes fecais (colnia) serve para determinar:
Avaliao e controle da qualidade bacteriolgica da gua mineral e
potveis de mesa, na origem, no processo e no produto de mesa;
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Avaliao e controle de gua tratada;
Avaliao e controle de qualidade de mananciais e corpos dgua;
Avaliao e controle das condies de sistema industriais.
Segundo Expolador (2002) apud May (2004), o grupo dos coliformes totais inclui todas as bactrias na forma de bastonetes gram-negativos, no esporognicos,
aerbios ou anaerbios facultativos, capazes de fermentar o lactose com produo de
gs, em 24 a 48 horas a 35C.
O ndice de coliformes totais avalia as condies higinicas, j o ndice de
coliformes fecais empregado como indicador de contaminao fecal, avaliando as
condies higinico-sanitria deficientes visto presumir-se que a populao deste
grupo e constituda de uma alta proporo de E. Coli. (Escherichia coli). Bactria que
pertence ao grupo coliformes tm como habitat o trato intestinal do homem e de
outros animais.
3.5.9 Estimativa de Consumo
Para Feitosa e Filho (2003), o consumo mdio de gua por pessoa por dia,
conhecido por consumo per capta" de uma comunidade obtido, dividindo-se o total
de seu consumo de gua por dia pelo nmero de pessoas servidas. O consumo de
gua depende de vrios fatores, sendo complicada a determinao do gasto mais
provvel por consumidor. No Brasil, costuma-se adotar quotas mdias "per capta"
dirias de 120 a 200 litros por pessoa.
Vickers (2001) apresentou em seus estudos a estimativa de consumo de
gua para o uso interno e externo, conforme mostra a tabela 3.11.
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TABELA 3.11: Estimativa do Consumo de gua Uso interno % do Consumo gua de Chuva
Descargas na bacia sanitrias 20 a 25% Sim Chuveiros e banheiras 15 a 20% No
Mquinas de lavar roupas 10 a 15% Sim Mquinas de lavar pratos 2 a 5% No
Torneiras internas 5 a 10% No Uso externo
Jardim 25 a 30% Sim Piscina 0 a 5% Sim
Lavagem de carro 0 a 5% Sim Lavagem de rea externa 0 a 2% Sim
FONTE: Tomaz 2003.
Deve-se adotar 80 litros dgua por pessoa/dia. No caso de bacia sanitria
com caixa de descarga deve-se acrescentar mais 40 litros, ou seja, 120 litros (em
mdia 2 descargas por dia).
Nos projetos de abastecimento pblico de gua, o "per capita" adotado,
varia de acordo com a natureza da cidade e o tamanho da populao. A maioria dos
rgos oficial adota 200 litros/habitante/dia para as grandes cidades, 150
litros/habitante/dia para mdias e pequenas. A Fundao Nacional de Sade acha
suficiente 100 litros/habitante/dia para vilas e pequenas comunidades. Em caso de
abastecimento de pequenas comunidades, com carncia de gua e de recursos
admissvel at 60 litros/habitante/dia.
3.5.10 Coeficiente de Runoff
Para Tomaz (2003) apud May (2004) para efeito de clculo, o volume de gua
de chuva que pode ser aproveitado no o mesmo do precipitado. Assim so
estimadas que vo de 10% a 33% do volume precipitado. O Coeficiente de Runoff a
perda de gua por evaporao, vazamentos, lavagem do telhado, etc. Utiliza-se a
letra C para indicar o coeficiente de Runoff.
Segundo Azevedo Netto (1998) afirmou que do volume total de gua
precipitado sobre o solo, apenas uma parcela escoa sobre a superfcie constituindo as
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56
enxurradas, os crregos, os ribeires, os rios e os lagos. O restante interceptado
pela cobertura vegetal e depresso do terreno, infiltra e evapora. A proporo entre
essas parcelas, a que escoa e a que fica retida ou volta atmosfera, depende das
condies fsicas do solo declividade, tipo da vegetao, impermeabilizao,
capacidade de infiltraes, depresses. A tabela 3.12 apresenta as faixas de valores
do coeficiente de Runoff (C) para diferentes superfcies.
TABELA 3.12: Valores Usuais de C
Natureza da bacia C Telhados 0,70-0,95 Superfcies asfaltadas 0,85-0,90 Superfcies pavimentadas e paraleleppedos 0,75-0,85 Estradas macadamizadas 0,25-0,60 Estradas no pavimentadas 0,15-0,30 Terrenos descampados 0,10-0,30 Parques, jardins, campinas 0,50-0,20
FONTE: Azevedo Neto - 1998
Segundo Tomaz (2003), apud Martins e Nascimento (2006), cita que o
valor do coeficiente de Runoff, de acordo com a literatura, varia entre 0,70 a 0,90.
3.5.11 Precipitao Pluviomtrica
A precipitao a quantidade de chuva que cai do cu, sendo um dos
fatores que atuam diretamente no potencial de captao. O ndice anual de chuva do
local onde se deseja instalar o sistema uma informao fundamental. O ndice
pluviomtrico mede quantos milmetros chove por ano em um m.
Esta precipitao deve ser estabelecida em funo de dados mdios
mensais publicados em nvel nacional, regional ou local e tambm em funo da srie
histrica de chuvas na regio de implantao do sistema Peters (2006).
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3.5.12 rea de Captao
A rea de captao aquela onde ocorre toda a coleta da gua de chuva
que ser armazenada. um dos pontos principais que so levados em considerao
no dimensionamento, pois a partir desta, que ser determinada a quantidade de
gua de chuva que poder ser captada e aproveitada. Comumente, estas reas so
as superfcies dos telhados, as reas impermeabilizadas (lajes, reas de
estacionamentos, ptios) ou drenagem do solo Figura 3.16. Geralmente a gua
captada dos telhados das residncias e das indstrias. A captao da gua de chuva
atravs dos telhados considerada mais simples e em sua maioria produz uma gua
de melhor qualidade comparada aos outros sistemas Peters (2006).
a) Telhado b) rea impermeabilizada - Laje
c) Telhado e Ptio
FIGURA 3.16: reas de Captao de gua de Chuva