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Reutilização da Água da ChuvaProjeto de Química Ambiental
Universidade Federal FluminenseProfessor Airton Bodstein de BarrosNiterói, 29 de Junho de 2012
Projeto de Reutilização da Água da Chuva para Fins Não Potáveis no
Instituto de Química da Universidade Federal Fluminense
Equipe:
Allan Phelipe de Souza Cruz Luiza Coelho Lopes e SilvaAna Carolina Preciso de Morais Marcella de Andrade Zeitune
Ana Carolina Prudencio Costa Mariana Teixeira MendesAna Clara Reis da Silva Natália Aguiar Brittes Tinoco
André Luís de Souza Adami Santos Paola Gaspar CoutinhoArlindo Leoni Hartz Rayssa Hitomi Magalhães Katayama
Bruno Rocha Silva Setta Rayza Mitraud PimentaCamila Novo de Rocha Amaral Rebecca Voss Damasceno
Felipe Augusto Neves e Souza Regina Pereira de Oliveira Gabriela da Cruz Mello Rennan Carriço Payer
Julia Rodrigues Barreto Rodrigo Alves dos Santos PereiraKarla Saboya da Matta Vanessa Sampaio Zanon
Lívia Bretas Bittencourt Eric Bastos.
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Sumário
1. Contextualização............................................................................ pág. 04
2. Introdução...................................................................................... pág. 05
3. Justificativa.................................................................................... pág. 07
4. Objetivo do projeto........................................................................ pág. 07
5. Objetivo superior............................................................................ pág. 08
6. Análise de problemas..................................................................... pág. 08
7. Metodologia.................................................................................... pág. 13
8. Análise técnica............................................................................... pág. 20
9. Análise de viabilidade financeira.................................................... pág. 22
10. Parcerias......................................................................................... pág. 26
11. Resultados esperados.................................................................... pág. 28
12. Cronograma de atividades............................................................. pág. 29
13. Bibliografia...................................................................................... pág. 29
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ContextualizaçãoA água é um componente indispensável a vida e representa o
constituinte inorgânico mais abundante da matéria viva e da superfície do
planeta em si. Cerca de 2/3 da superfície do planeta Terra são dominados
pelos oceanos. O volume total de água na Terra é estimado em torno de 1,35
milhões de quilômetros cúbicos, sendo que 97,5% deste volume são de água
salgada, encontrada em mares e oceanos e 2,5% são de água doce, porém
localizada em regiões de difícil acesso, como aqüíferos (águas subterrâneas) e
geleiras. Portanto, apenas 0,007% da água doce encontra-se em locais de fácil
acesso para o consumo humano, como lagos, rios e na atmosfera (UNIÁGUA,
2006). Embora a Hidrosfera recubra 7/10 do Globo terrestre, sabe-se que
menos de 1% dessa água encontra-se disponível para o consumo.
No Brasil, a descarga média de longo período nos rios (182.633 m3/s),
dividida pela população de 170 milhões de habitantes (IBGE, 2000), resulta em
um potencial da ordem de 34.000 m3 por habitante por ano, o que coloca o país
na classe dos países ricos de água doce das Nações Unidas. Entretanto,
nossas cidades enfrentam crises de abastecimento, das quais não escapam
nem mesmo as localizadas na Região Norte, onde estão perto de 80% das
descargas de água dos rios do Brasil.
Esse é um dos motivos pelos quais em 1972, a preocupação com o
meio ambiente obteve um maior enfoque, quando em Estocolmo foi organizada
a primeira Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente. Foi a
partir dela que a humanidade passou a reconhecer a magnitude de seus atos
sobre a natureza e suas relações, e assim compreender melhor o processo de
conservação. Por ser um recurso natural e essencial para todas as formas de
vida, a água doce passou a adquirir um maior grau de importância através do
reconhecimento de todos seus benefícios, os quais não são usufruídos por
todos, visto que sua distribuição não é uniforme.
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Existe uma correlação clara entre o acesso à água potável e o PIB per
capita de uma região. No entanto, alguns pesquisadores estimaram que em
2025 mais de metade da população mundial sofrerá com a falta de água
potável.
IntroduçãoUm programa de conservação da água constitui-se de medidas e
incentivos. Medidas, por sua vez, são as tecnologias e mudanças de
comportamento, chamados de práticas, que resultam no uso mais eficiente da
água. Incentivos de conservação da água são a educação pública, as
campanhas, a estrutura tarifária e os regulamentos motivam o consumidor a
adotar medidas específicas (Amy Vickers,2001).
O aumento da eficiência do uso da água irá libertar os suprimentos de
água para outros usos, tais como crescimento da população, estabelecimento
de novas indústrias e a melhora do meio ambiente.
A conservação da água está sendo feita na América do Norte, Europa e
Japão. As principais medidas são o uso de bacias sanitárias de baixo consumo,
isto é, 6L por descarga; torneiras e chuveiros mais eficientes quanto a
economia da água; diminuição das perdas de água nos sistemas públicos de
maneira que o tolerável seja menor que 10%; reciclagem; reuso da água e
informações públicas.
Porém existem outras tecnologias não convencionais tais como o
reaproveitamento de águas de usos residenciais (grey water), muito comum na
Califórnia, e a captação de água de chuva.
No Brasil há um projeto de norma da ABNT10844, dezembro 1989, para
o aproveitamento da água da chuva, que fixa exigências e critérios necessários
aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais,visando a garantir
níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade
e economia.
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Em regiões como o Nordeste brasileiro, onde é difícil conseguir água,
seja para o uso doméstico ou para o consumo humano, a população se vê
obrigada a usar e consumir água de qualidade duvidosa, o que vem associado
a uma série de doenças, tendo muitas vezes que andar quilômetros para
conseguir água. Uma alternativa que resolve esse conflito é a captação de
água de chuva, algo relativamente fácil de se fazer e que com um tratamento
adequado pode ser utilizada inclusive para o consumo humano.
Em algumas metrópoles brasileiras, como São Paulo e Rio de Janeiro, a
coleta da água da chuva tornou-se obrigatória para alguns empreendimentos,
visando a redução das enchentes. Existem também empresas especializadas
como a 3P Technik com filial no Brasil que fabrica e fornece soluções para o
aproveitamento da água da chuva.
É importante salientar, também, que o uso de águas pluviais para a água
não potável evita que seja desperdiçada uma água pura e tratada na limpeza
de jardins, gramados, descargas de banheiros e outras aplicações dentro da
universidade, que não necessitam de águas potáveis.
Pesquisas feitas no Japão mostraram que com a reutilização da água da
chuva, conseguiu-se reduzir o consumo de 30% da água potável. O uso de
fontes alternativas de suprimento para o abastecimento dos pontos de
consumo de água não potável é uma importante prática na busca da
sustentabilidade hídrica. Dentre as fontes alternativas pode-se citar o
aproveitamento da água da chuva, o reúso de águas servidas e a
dessalinização da água do mar. Destaca-se o aproveitamento da água da
chuva como fonte alternativa de suprimento pela sua simplicidade.
O aproveitamento da água da chuva como fonte alternativa para fins não
potáveis vem sendo amplamente utilizado tanto em países desenvolvidos como
nos sub-desenvolvidos, tanto como fonte principal quanto como fonte
suplementar de água, tornando-se uma contribuição descentralizada
importante.
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JustificativaA busca de fontes alternativas de recursos hídricos é uma estratégia de
gestão ambiental indispensável para evitar uma possível escassez, visto que a
demanda vem aumentando progressivamente. Uma forma de conservar a água
é aproveitar a água da chuva para consumo não potável em edificações e é,
portanto, o assunto que será abordado neste trabalho.
A viabilidade do uso de água de chuva em edificações é caracterizada
pela diminuição da demanda de água fornecida pelas companhias de
saneamento, tendo como consequência a diminuição de custos com água
potável.
A reutilização de água pluvial traz também como vantagem a retirada
desse volume de água do sistema de drenagem urbana, o que em larga escala
permitiria a diminuição da ocorrência de enchentes em caso de chuvas fortes.
O projeto também permite que a Universidade seja vista como um órgão
que se preocupa com o meio ambiente e possibilita que alunos, professores,
servidores e a comunidade em geral tenham contato maior com atividades de
preservação, gerando uma maior disseminação da consciência ambiental.
Objetivo do projetoO presente projeto tem como objetivo geral a reutilização de água da
chuva pela Universidade Federal Fluminense, permitindo uma diminuição do
consumo de água tratada (que é disponibilizada pela rede de abastecimento
local) para fins não potáveis (como descargas, pias, limpeza, etc), acarretando
também uma redução nos custos.
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Objetivo superiorCom a execução do projeto será possível aumentar a conscientização
da população através da criação de cartazes sobre a importância da
reutilização da água da chuva bem como panfletos com a mesma mensagem,
de forma a difundir as vantagens desta prática. Promover palestras com a
finalidade de alertar ao público usuário do prédio da química (alunos,
professores e funcionários) sobre as vantagens do reaproveitamento da água
da chuva para fins não potáveis, como a diminuição do consumo e desperdício
da água, este bem natural que em breve se tornará escasso para todos nós.
Essa prática permite ainda que a Universidade se torne uma referência
local de conscientização ambiental, gerando visibilidade positiva para sua
imagem, que pode incentivar a comunidade local e também demais
universidades, difundindo a atitude.
Análise de problemas๏ Estiagem ou períodos sem chuva.
Solução- Criação de um sistema interligado que une a tubulação da
cisterna, onde a água da chuva é armazenada, com a da caixa d’água.
Assim, em períodos de estiagem, ou quando a água da chuva acabar na
cisterna, automaticamente a água a ser utilizada é a água proveniente
da caixa d’água. A função do sistema de captação de água de chuva
seria, dentre outras, complementar o sistema convencional.
๏ Destino de resíduos filtrados da água da chuva.
Solução- Os resíduos obtidos a partir da filtração da água da chuva
proveniente do telhado, como galhos, folhas secas e outros resíduos
orgânicos podem ser destinados para a produção de húmus, através da
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compostagem em locais apropriados dentro do campus do Valonguinho.
O objetivo da compostagem é transformar o material orgânico em
húmus, concentrando, de forma equilibrada, nutriente para as plantas,
além de dar estrutura e vida ao solo. A aplicação de composto orgânico
no solo possibilita a criação de microrganismos que irão fornecer
nutrientes que as plantas necessitam.
๏ Contaminação da água da chuva por microrganismos (fungos, bactérias,
etc.).
Solução- O controle da potencial presença de agentes patogênicos na
água, a exemplo de protozoários, deve ser efetuado antes da sua
utilização. Os métodos mais comuns são: a filtração, o tratamento
químico e a fervura da água. O tratamento da água mais comumente
utilizado em sistemas de captação e armazenamento de água de chuva
e que será adotado nesse projeto é a cloração, por ser um método
simples e barato. Este proporciona a desinfecção da água e o controle
de surtos de doenças de veiculação hídrica.
Para evitar a contaminação que vem do telhado é aconselhado evitar a
entrada das primeiras águas escoadas do telhado na caixa, desviando
os tubos de condução para fora do orifício de entrada do reservatório.
Em alguns sistemas é utilizado dispositivo desviador das primeiras
águas de chuva.
๏ Monitoramento da qualidade da água como composição (Óxido de
enxofre e nitrogênio) e pH.
Solução- Sabendo-se que a despeito da acidez natural das chuvas,
este fator não chega a ser significativo para o consumo não potável, de
resto, todos os componentes, os quais incluem os sistemas de filtragem,
bombas, área de captação e pavimentação, devem ser monitorados e
bem conservados. Inclusive a qualidade da água armazenada que deve
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ser monitorada em vários pontos: i) antes de atingir o solo; ii) após
escorrer pelo telhado; iii) dentro do reservatório; iv) no ponto de uso.
๏ Ausência de dados de precipitação o que inviabilizaria o cálculo das
estruturas.
Solução- O problema da ausência de dados estatísticos de precipitação,
bem como de estações de monitoramento do índice pluviométrico
podem ser resolvidos com a utilização de dados da mesma latitude na
cidade mais próxima, ou seja, Rio de Janeiro. A partir desses dados
pode-se dar continuidade ao cálculo do dimensionamento do sistema de
captação de água, o qual é formado basicamente por: um tanque de
armazenamento (Ta), um sistema de filtragem (Sf) e área de captação
(Ac) que usualmente é o telhado das construções (desde que possua
área suficiente para coletar água em quantidade e qualidade
necessárias à finalidade que se propôs), materiais disponíveis para a
sua construção, calhas e tubulações responsáveis por conectar estes
componentes e regulamentos e códigos de construção estabelecidos
por legislação específica, a NBR 10884/89.
Brito & Porto (1997) apresentam o dimensionamento do sistema
de captação no qual o volume total de água necessário (Vt) em m3, é
função do número de pessoas e/ou animais (N), do consumo por pessoa
e/ou animal (S) em litros e do período de uso da água armazenada, isto
é, o período (U) em dias estimado para o recomeço das chuvas. A área
de captação (Ac) corresponde ao tamanho do telhado e o volume
captado é função do escoamento e da precipitação média anual, sendo
esta importante para o cálculo das estruturas do projeto.
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๏ Espaço escasso para implantação de reservatório seja ele subterrâneo ou
apoiado.
Solução- Segundo May (2004), os sistemas de coleta e aproveitamento
de água de chuva em edificações são formados por quatro componentes
básicos: áreas de coleta; condutores; armazenamento e tratamento. Em
áreas para captação de água de chuva, comumente utiliza-se materiais
como: telhas galvanizadas pintadas ou esmaltadas com tintas não
tóxicas, superfícies de concreto, cerâmicas, policarbonato e fibra de
vidro. As calhas também devem ser fabricadas com materiais inertes,
como PVC ou outros tipos de plásticos, evitando assim, que partículas
tóxicas provenientes destes dispositivos venham a ser levadas para os
tanques de armazenagem (MACOMBER, 2001).
A escassez referente ao espaço para a construção do reservatório
pode ser resolvido com o estudo e análise do entorno do prédio, para
analisar onde há espaço suficiente para a construção da cisterna, sendo
necessário também analisar um espaço adequado dentro do prédio para
a construção do reservatório superior (podendo ser construído na laje do
prédio). Deve-se procurar, também, um local afastado de árvores ou
arbustos cujas raízes possam provocar rachaduras e consequente
vazamento na parede do reservatório.
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๏ Tubulação interna do prédio já existente.
Solução- As tubulações e calhas são utilizadas para transportar a
chuva coletada, podendo ser encontradas em diversos materiais,
porém os mais utilizados são em PVC e metálicos (alumínio e aço
galvanizado).Toda a tubulação que fizer parte desse sistema deve
estar destacada com cor diferente e avisos de que essa conduz água
de chuva evitando, assim, conexões cruzadas com a rede de água
potável. Assim, torna-se necessário verificar se é possível utilizar a
coluna para a construção dessas tubulações que transportarão as
águas pluviais ou se a substituição é necessária.
๏ Quais são os fatores necessários para avaliar o custo da implantação
do sistema de captação de água.
Solução- O custo de implantação (Ci), em uma primeira e mais
superficial análise é proporcional: ao volume de reservação (Vr); à
quantidade ou comprimento total das calhas (Ca), condutores (Co), e
tubulação (Ct); à quantidade de dispositivos (singularidades) usados
para filtrar e limpar a água captada (ralos, filtros entre outros) (Cs);
ao incremento de dispositivos que impeçam a contaminação da água
tratada pela água de chuva; à área de captação (A), à oferta de
chuva – índice pluviométrico (i); à demanda de água (Da); à
instalação de dispositivos de recalque – bombas de recalque (Bo)
entre outros.
É importante observar que cada item descrito acima contribui em
maior ou menor grau para aumentar ou diminuir o custo de
implantação do sistema de captação de água de chuva.
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MetodologiaOs sistemas de aproveitamento de água da chuva usualmente possuem
os seguintes componentes:
✓ Área de captação: Geralmente são os telhados. Podem ser telhas
cerâmicas, de fibrocimento, de zinco, de ferro galvanizado, de concreto
armado, de plásticos, entre outros.
✓ Calhas e condutores: São necessárias calhas e coletores de águas
pluviais que podem ser de PVC ou metálicos. Para dimensionamento das
calhas a NBR 10844/89 adota a fórmula de Manning.
✓ By pass: A primeira chuva, que contém muita sujeira dos telhados pode ser
removida manualmente com uso de tubulações, as quais podem ser
desviadas de reservatórios ou automaticamente através de dispositivos de
autolimpeza em que o homem não precisa fazer nenhuma operação.
✓ Peneira: Para remover o material em suspensão, usam-se peneiras com
telas de 0,2mm a 1,0mm (p. 91 The Rainwater Technology Handbook, 2001,
Alemanha).
✓ Reservatório: Podem estar apoiado, enterrado ou elevado. Podem ser de
concreto armado, alvenaria de tijolos comuns, alvenaria de bloco armados,
plásticos, poliéster, etc. Foi escolhido para o dimensionamento o método de
Rippl, ou diagrama de massas.
✓ Extravasor: Deverá ser instalado no reservatório um extravasor. O
extravasor deverá possuir dispositivos para evitar a entrada de pequenos
animais.
Devendo cada parte ser dimensionada individualmente, segundo as
características de precipitação da região onde o sistema deseja ser implantado.
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I. Dimensionamento das calhas e condutores
As calhas e condutores verticais deverão obedecer ao solicitado nas
normas brasileiras de instalações de esgoto pluvial (NBR 10844/89).
Dependendo da região onde será alocado o projeto devemos adotar os
seguintes períodos de retorno:
T=1 ano para regiões pavimentadas onde empoçamento possa ser tolerado;
T=5 anos para coberturas e⁄ou terraços;
T=25 anos para coberturas e áreas onde o empoçamento ou extravasamento
não possa ser tolerado.
II. Vazão da calha
Para o cálculo da vazão a NBR 10844⁄89 sugere o uso da seguinte fórmula:
Onde:
Q = Vazão de projeto (L/min)
I = Intensidade pluviométrica (mm/h)
A = Área de contribuição (m²)
Fórmula de Manning
Para dimensionamento das calhas a NBR 10844/89 adota a fórmula de
Manning:
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Onde:
Q = Vazão de projeto (L/min)
A = Área da seção molhada (m²)
P = Perímetro molhado (m)
= AP = Raio Hidráulico (m)
n = Coeficiente de rugosidade de Manning (Tabelado)
S = Declividade (m/m)
Os condutores horizontais são calculados para lâmina de água máxima
de 2 3 do diâmetro, ou seja, 0,66D. A Tabela a seguir fornece as vazões em
litros por minuto, de acordo com os diâmetros dos condutores horizontais de
seção circular e da declividade.
Tabela 1 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões em
L/min.) Fonte: ABNT 10.844/89
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III. Declividade das calhas
As calhas, condutores e superfícies horizontais deverão ter declividades
mínimas de 0,5%. Quando uma calha é muito comprida há o perigo do
entupimento, assim, muitas vezes é necessário dividir a calha em diferentes
condutores verticais.
Segundo NBR 10844⁄89 as calhas de beiral ou platibanda, quando a saída
estiver a menos de 4m de uma mudança de direção, a vazão de projeto deve
ser multiplicada pelos coeficientes da tabela a seguir.
IV. Condutores de águas pluviais
Os condutores verticais, segundo NBR 10844/89, devem possuir
diâmetro mínimo da seção circular de 70mm. Também como recomendação da
norma a drenagem devem ser feita por mais de uma saída, exceto nos casos
em que não houver risco de obstrução.
O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir dos
seguintes dados:
Q = Vazão de projeto, em L/min
H = Altura da lâmina de água na calha, em mm
L = Comprimento do condutor vertical, em m.
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Tipo de curvaCurva a menos
de 2 m da saída
Curva entre 2 e
4 m da saída
Canto reto 1,2 1,1
Canto
arredondado1,1 1,05
Universidade Federal Fluminense
Utilizando os ábacos previstos na norma, mostrados a seguir.
Procedimento: levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas de H
e L correspondentes. No caso de não haver curvas dos valores de H e L,
interpolar entre as curvas existentes. Transportar a interseção mais alta até o
eixo D. Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual
ao valor encontrado.
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V. Coeficiente de Runoff
Para efeito de cálculo, o volume de água de chuva que pode ser
aproveitado não é o mesmo que o precipitado. Para isto, é utilizado o
coeficiente de escoamento superficial, ou coeficiente de runoff, que é o
quociente entre a água que escoa pela superfície e o precipitado.
São consideradas aqui perdas por evaporação, limpeza do telhado, na
autolimpeza, entre outras. O coeficiente usualmente adotado é de 0,8 para
áreas urbanas.
VI. Reservatórios
Os reservatórios podem ser basicamente de concreto armado, plásticos,
aço, fibrocimento ou alvenaria de bloco armada.
Devem ser considerados no projeto dos reservatórios: extravasor,
dispositivo de esgotamento, cobertura, inspeção, ventilação e segurança. Deve
ser minimizado o turbilhonamento, dificultando a ressuspensão de sólidos e o
arraste de materiais flutuantes. A retirada de água do reservatório deve ser feita
próxima à superfície. Recomenda-se que a retirada seja feita a 15 cm da
superfície.
O volume de água a ser aproveitado é dado pela seguinte fórmula:
Onde:
V = é o volume anual, mensal ou diário de água de chuva
aproveitável;
P = é a precipitação média anual, mensal ou diária;
A = é a área de coleta;
C = é o coeficiente de escoamento superficial da cobertura;
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VII. Dimensionamento do reservatório
Foi escolhido para o dimensionamento o método de Rippl, ou diagrama
de massas, por ser um dos métodos mais práticos e simplificados, ainda assim
garantindo bons resultados.
A eficiência e a confiabilidade dos sistemas de aproveitamento de água
de chuva estão ligados diretamente ao dimensionamento do reservatório de
armazenamento reservatório necessitando de um ponto ótimo na combinação
do volume de reserva e da demanda a ser atendida, que resulte na maior
eficiência, com o menor gasto possível. (PROSAB, 2006).
Neste método, o volume de água que escoa pela superfície de captação
é subtraído da demanda de água pluvial em um mesmo intervalo de tempo. A
máxima diferença acumulada positiva é o volume do reservatório para 100% de
confiança. (SCHILLER;LATHAN, 1982).
É um método de cálculo de volume de armazenamento necessário para
garantir uma vazão regularizada constante durante necessário o período mais
crítico de estiagem observado.
A Tabela abaixo mostra o roteiro para cálculo do volume do reservatório.
Sendo que o volume a ser utilizado é o maior valor para a diferença
acumulada.
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Projeto de Química Ambiental
Meses
Precipitação
média mensal
(P)
Área de
coleta
(A)
CES x
Eficiência
do sistema
de captação
(Cxη)
Volume
aproveitável
Demanda
mensal
Volume
aproveitável –
demanda
Diferença
acumulada
mm m² m³ m³ m³ m³JanFev...
Total
Universidade Federal Fluminense
Análise técnica Para a realização do Projeto de Reutilização da Água da Chuva para
Fins Não Potáveis no Instituto de Química da UFF, fez-se um estudo de
viabilidade técnica. Esta consiste em avaliar a infra-estrutura da organização e
compreender se há suporte técnico necessário para as ambições. Será
avaliada a viabilidade técnica através da análise de execução e identificação
da solução técnica, assim como sua implementação.
CRITÉRIO PARÂMETROS PESO
Conhecimento: Sabemos como
identificar e desenhar a solução (ou rota) técnica do projeto?
Certeza de solução com evidências de sucesso; 1Conhecimento:
Sabemos como identificar e desenhar
a solução (ou rota) técnica do projeto?
Evidências da solução (solução existente, porém com baixa maturidade); 0,66
Conhecimento: Sabemos como
identificar e desenhar a solução (ou rota) técnica do projeto? Indícios de solução (solução inovadora,
sem conhecimento internacional). 0,33
Dificuldade: Sabemos quais são as
mudanças necessárias na execução do
projeto, e seu grau de dificuldade?
Grande dificuldade (física ou conceitual) de implementação; 0,33Dificuldade: Sabemos
quais são as mudanças necessárias
na execução do projeto, e seu grau de
dificuldade?
Pequena dificuldade; 0,66
Dificuldade: Sabemos quais são as
mudanças necessárias na execução do
projeto, e seu grau de dificuldade?
Sem dificuldade. 1
Por meio de algumas dessas informações básicas fundamentais,
didaticamente podemos traduzir em números o potencial do projeto. De acordo
com os estudos realizados para elaboração e proposição desse projeto, torna-
se plausível afirmar peso 1 para conhecimento devido a certeza de solução
com evidências de sucesso e, peso 0,66-1 para dificuldade já que observa-se
pequena ou ausente.
Para análise dos dados pluviométricos, se fez necessário o
levantamento da série histórica de chuvas da região desejada. Como exemplo
de cálculo, pode-se pegar como referência um ano com uma precipitação
pluviométrica de 500mm, que pode ser considerado como crítico para as
condições comuns de precipitação e de difícil ocorrência.
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Projeto de Química Ambiental Universidade Federal Fluminense
A análise desse dado pessimista por si só já demonstra potencial
positivo da implantação.
Existem vários aspectos positivos no uso de sistemas de aproveitamento
de água pluvial, pois estes possibilitam reduzir o consumo de água potável
diminuindo os custos de água fornecida pelas companhias de abastecimento;
minimizar riscos de enchentes e preservar o meio ambiente reduzindo a
escassez de recursos hídricos (MAY, 2004).
Finalmente, é importante ressaltar que a experiência de anos de
trabalho das ONGs apoiando a disseminação de projetos como esse tem
demonstrado que o sucesso depende, com raras exceções, diretamente da
metodologia adotada no processo de implantação (WEIERBACHER, 2008).
Nessas circunstâncias, cabe ratificar que a metodologia aplicada no presente
projeto é consagrada além de contar com forte mobilização de ação
participativa e valorização do conhecimento local, uma reflexão e educação
sobre a problemática da água com respectivas soluções passíveis e ainda um
momento de abrir uma porta para um debate local sobre a questão da
convivência com adversidade de escassez de água e conscientização
ambiental na comunidade.
As técnicas de aproveitamento de água pluvial são soluções
sustentáveis que contribuem para uso racional da água, proporcionando a
conservação dos recursos hídricos. Portanto, a implantação um sistema de
captação de água de chuva não será abordada simplesmente como um
processo de uma obra de engenharia civil, será estimulada a visão de uma
perspectiva sustentável de uso desse recurso hídrico.
Como em discussão, há a possibilidade de parceria com empresas a fim
de suprir habilidades complementares, conhecimento técnico, recursos
financeiros bem como outras competências através de parcerias na realização
de ações específicas que podem auxiliar na implementação e no resultado final
do projeto.
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Projeto de Química Ambiental Universidade Federal Fluminense
Ao final desse estudo de viabilidade técnica da captação e
aproveitamento de água da chuva, levando-se em consideração a precipitação
da região e o fato da metodologia a ser aplicada e a equipe envolvida na
execução desse projeto estarem pré-concebidas e consagradas para realizar a
captação e o aproveitamento, constatou-se que há viabilidade técnica na
instalação do sistema estudado.
Análise de viabilidade financeiraRealizou-se uma análise de viabilidade econômica dos sistemas de
aproveitamento de água de chuva dimensionados. Esta análise teve com
objetivo determinar o período de retorno dos gastos com a implantação dos
sistemas de aproveitamento de água de chuva, ou seja, determinou-se o
período de retorno do investimento.
Para realizar a análise de viabilidade econômica do sistema foram
contabilizados os custos de implantação, incluindo material, e custos com
despesas de operação e manutenção do sistema, incluindo custo de energia
elétrica para o bombeamento da água. Contabilizou-se também o benefício
gerado pela economia de água potável na edificação.
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Projeto de Química Ambiental
Telhado Metálico Calhas em PVC
Universidade Federal Fluminense
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Projeto de Química Ambiental
Filtro Autolimpante
Reservatório de Eliminação de Primeira Chuva
Medidor de Vazão
Tela em Nylon
Reservatório de Armazenamento Final
Universidade Federal Fluminense
Para o cálculo do valor da economia de água proporcionada pelo
sistema de água de chuva, utilizaram-se dados encontrados na literatura
referentes a residência padrão, com consumo acima de 30 m³/mês, que é de R
$ 3,38 (três reais e trinta e oito centavos) por m³ de água. Além disso, a taxa de
esgoto em função do volume de água consumido é de R$ 2,71/m³. Portanto, o
custo total por m³ de água economizada é de R$6,09 (seis reais e nove
centavos).
Onde:
P: Valor presente (R$),
A: Custo mensal com operação e manutenção (R$),
n: Vida útil do projeto (anos), correspondente ao período de atendimento das
estruturas físicas projetadas, variando de 10 a 30 anos.
i: Taxa de juros (% aa.).
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Projeto de Química Ambiental
Vista Geral do Sistema
Universidade Federal Fluminense
Os valores adotados para a análise de viabilidade econômica são
provenientes da literatura e foram de n igual a 20 anos, taxa de juros anual (i)
igual 10% aa. e um custo com manutenção (A) de R$100,00 por ano.
A análise de viabilidade econômica do sistema de aproveitamento de
água de chuva do prédio do Núcleo Água localizado na UFES foi realizada
tendo como base os dados utilizados no dimensionamento de reservatório
utilizando a demanda medida de água não potável do prédio em questão.
Para a realização da análise de custo foram utilizados dois volumes de reserva,
sendo um de 3,0 m³ e outro de 1,5 m³, obtidos pelo Modelo Comportamental
PAE, com capacidade para atender a 100% e a 50% da demanda de 3,0 m³/
mês, respectivamente.
O sistema de captação de água de chuva composto pelas calhas,
condutores verticais e horizontais, filtro autolimpante, reservatório de
eliminação de primeira chuva em acrílico com capacidade para 120L e demais
acessórios, teve um custo total de R$1.000,00. Acrescentando-se o custo do
reservatório a esse valor, passa-se a ter um valor de R$ 1.700,00 para o
sistema de 3,0 m³ e de R$ 1.400,00 para o sistema de 1,5 m³.
A Tabela sintetiza os dados utilizados nas duas análises econômicas,
bem como mostra os resultados obtidos pelas mesmas. Os dados são
referentes a sistemas pequenos de aproveitamento de água e estão presentes
na literatura.
Verifica-se que o período de retorno do investimento do sistema de
aproveitamento de água de chuva para o prédio do Núcleo Água é maior que
10 anos para os dois dimensionamentos. No caso de um reservatório menor,
como o de 1,5 m³, o período de retorno é de mais de 20 anos, isso se explica
pelo fato de que com um volume menor de reserva, menor também será a
economia de água potável gerada pelo sistema. Além disso, atualmente, ainda
se paga muito pouco pelo metro cúbico de água.
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ParceriasPara a realização do Projeto de Reutilização da Água da Chuva para
Fins Não Potáveis no Instituto de Química da UFF, avaliou-se a possibilidade
do apoio de algumas empresas a fim de suprir habilidades complementares,
conhecimento técnico, recursos financeiros bem como outras competências
através de parcerias na realização de ações específicas que podem auxiliar na
implementação e no resultado final do projeto. Dentre as possíveis parcerias
selecionadas e o respectivo apoio prestado relativo a cada segmento, estão:
Águas de Niterói – Grupo Águas do Brasil e ONG Água e Cidade: a empresa
Águas de Niterói – Grupo Águas do Brasil, responsável pelos serviços de
distribuição de água, coleta e tratamento de esgoto no município de Niterói e a
ONG Água e Cidade, uma organização não governamental, sem fins
econômicos, com atuação nacional e internacional que visa conscientizar e
mobilizar a sociedade para o uso racional da água de abastecimento e a
conservação dos rios urbanos, podem prestar o apoio referente às ações
ambientais.
Em parceria com a ONG Água e Cidade, a Águas de Niterói
desenvolveu o projeto Água na Escola com o objetivo de educar crianças do
município de Niterói para o uso racional da água. O projeto capacita
professores e alunos das redes públicas e privadas a se tornarem agentes
multiplicadores da causa ambiental, incentivando ainda escolas e organizações
a assumirem o compromisso com o gerenciamento da água.
Com o apoio destas possíveis parcerias, pode-se mobilizar as pessoas
que utilizam as dependências do Instituto de Química da UFF na
conscientização a favor do uso racional da água.
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❖ Laboratórios de Análise
O aproveitamento da água da chuva em áreas urbanas para fins não
potáveis só pode se aplicado após o tratamento adequado desta água captada
e pelo controle de alguns critérios nos sistemas de reuso da água de forma a
evitar riscos do ponto de vista sanitário a saúde pública e danos ao meio
ambiente.
Com o apoio dos laboratórios analíticos que realizam pesquisas e prestação
de serviço nas dependências do Instituto de Química, pode-se criar uma
parceria de viabilidade econômica para a Universidade através do controle de
alguns parâmetros nacionais e internacionais sobre a qualidade da água para
fins não potáveis, como: Coliformes Totais e Termotolerantes, Turbidez, Cor e
pH.
❖ Empresas Acquabrasilis, Acquasave e Harvesting do Brasil
As empresas Acquabrasilis e Acquasave, em relação ao reuso da água da
chuva para fins não potáveis, dimensionam e projetam sistemas de captação,
armazenamento e tratamento da água da chuva. E a empresa Harvesting do
Brasil possui soluções de baixo custo para a captação e utilização de água de
chuva, através de um sistema de fácil instalação e baixo custo, que retira o
primeiro fluxo de água da chuva que desce do telhado, o que causa uma perda
da qualidade da água já que o primeiro fluxo contém muito mais contaminante,
com cisternas que não precisam ser enterradas.
Essas empresas podem, por meio de uma parceria, prestar consultoria na
implementação desses sistemas, assim como na definição de informações de
área de captação das águas, da precipitação pluviométrica local e da demanda
de água não potável do empreendimento a ser executado neste projeto.
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❖ Construtoras Queiroz Galvão e Odebrecht
O apoio de Construtoras de grande porte como a Queiroz Galvão e a
Odebrecht através de uma parceria com a Universidade, poderia viabilizar
financeiramente a implementação da infraestrutura do Projeto de Reutilização
da Água da Chuva para Fins Não Potáveis no Instituto de Química da UFF,
visto que são empresas que possuem operações que prezam pela dimensão
da responsabilidade ambiental do desenvolvimento sustentável.
Resultados esperadosComo resultado da aplicação do projeto, espera-se que a construção
seja a baixo custo e que tenha valoração ambiental, e que possa propiciar aos
estudantes, professores, servidores públicos e a toda comunidade universitária
melhor qualidade de vida.
Além disso, espera-se que haja uma redução na conta de água,
economia de água, conscientização de todos para preservação dos bens
naturais e mudança de atitudes.
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Cronograma de atividades
2012201220122012Abril Maio Junho
Análises de problemas X
Contextualização X
Introdução X
Justificativa X
Metodologia X
Objetivo do projeto X
Objetivo geral (superior) X
Parcerias X
Resultados e produtos esperados X
Viabilidade financeira X
Viabilidade técnica X
Bibliografia− Acquabrasilis. Disponível em: www.acquabrasilis.com.br. Acessado em:
17 de maio de 2012.
− Acquasave. Disponível em: www.acquasave.com.br. Acessado em: 17
de maio de 2012.
− Águas de Niterói – Grupo Águas do Brasil. Disponível em:
www.aguaecidade.org.br. Acessado em: 17 de maio de 2012.
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− Aproveitamento da Água da Chuva Para fins Não Potáveis na Cidade de
Vitória (ES). Karla Ponzo Vaccari Annecchini, dissertação para obtenção
do Grau em Mestre em Engenharia Ambiental, da Universidade Federal
do Espírito Santo, 2005.
− ASSIS, F. N., ARRUDA, H. V., PEREIRA, A. R. Aplicações de estatística
à climatologia: teoria e prática. Pelotas, RS, Ed. Universitária, 1996,
161p.
− BRANCO, Samuel Murgel & ROCHA, Aristides Almeida – Ecologia –
Educação Ambiental, Ciências do Ambiente para Universitários –
CETESB. Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental. São
Paulo, p. 99, 13-15. 1980
− BRESSAN, D. L.; MARTINI, M. Avaliação do potencial de economia de
água tratada no setor residencial da região sudeste através do
aproveitamento de água pluvial. 2005. 117 f. Trabalho de conclusão de
curso (Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Catarina,
Florianópolis.
− Campos, M. A. S. Aproveitamento de água pluvial em edifícios
residenciais multifamiliares na cidade de São Carlos, dissertação de
mestrado em Engenharia Civil- Universidade de São Carlos, São Carlos,
2004.
− Carlon, M. R. Percepção dos atores sociais quanto as alternativas de
implementação de sistemas de captação e aproveitamento de água de
chuva em Joinvelli-SC, dissertação de mestrado em Ciência e
Tecnologia Ambiental, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí-SC 2005
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Projeto de Química Ambiental Universidade Federal Fluminense
− Carvalho, G. S. Análise de uma proposta de um sistema de captação e
aproveitamento de água da chuva para uso em bacias sanitárias com
caixa acoplada em residências unifamiliares, TCC, Universidade
Estadual Paulista, Rio Claro-SP, 2007.
− Construtora Odebrecht. Disponível em: www.odebrecht.com.br.
Acessado em 25 de maio de 2012.
− Construtora Queiroz Galvão. Disponível em: www.queirozgalvao.com.
Acessado em 25 de maio de 2012.
− Kulshreshtha, S.N. (1998). "A Global Outlook for Water Resources to the
Year 2025". Water Resources Management 12 (3): 167–184
− ONG Água e Cidade. Disponível em: www.aguasdeniteroi.com.br.
Acessado em: 17 de maio de 2012.
− MAY, S. Estudo da Viabilidade do Aproveitamento de Água de Chuva
para Consumo. Não Potável em Edificações. Dissertação (Mestrado).
Curso de Pós-Graduação em Engenharia da Construção Civil, Escola
Politécnica, Universidade de São Paulo, 2004.
− PACEY, A. & CULLIS, A. Rainwater harvesting, the collection of rainfall
and runoff in rural areas. London: Intermediate Techonology
Publications. 1999. 216 p. JALFIM, F. T. Considerações sobre a
viabilidade técnica e social da captação e armazenamento da água da
chuva em cisternas rurais na região semi-árida brasileira. In: Simpósio
de Captação de água de chuvas no semi-árido, 30, Campina Grande,
PB, 21 a 23.11.2001. CD-ROOM, 2001.
− REBOUÇAS, Aldo (2003). " Água no Brasil: abundância, desperdício e
escassez", BAHIA ANÁLISE & DADOS, Salvador, v. 13, n. ESPECIAL, p.
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− Série de Cadernos Técnicos do Crea-PR: Uso e Reuso da Água.
Disponível em: www.crea-pr.org.br. Acessado em: 17 de maio de 2012.
− SILVA, A. S et al. Captação e conservação de água de chuva para
consumo humano: cisternas rurais- dimensionamento, construção e
manejo. EMBRAPA-CPTASA, Circular Técnica n. 12, 103p, 1984.
− Weierbacher, L. Estudo de captação e aproveitamento de água da chuva
na indústria moveleira Bento Móveis de Alvorada-RS, TCC, Universidade
Luterana do Brasil, Canoas, 2008
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