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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Relatório de Iniciação Científica

USO RACIONAL DE ÁGUA EM EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS: AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS

PARA A REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA POTÁVEL

Lúcio Costa Proença

Orientador: Enedir Ghisi, PhD

Florianópolis, Agosto de 2008

Resumo A crise ambiental vivida atualmente reflete-se, em parte, na crescente escassez de recursos necessários à manutenção da sociedade. Neste contexto, o uso racional dos recursos, principalmente água e energia, vem se impondo como uma necessidade ao desenvolvimento da sociedade. Os objetivos gerais deste trabalho são: estimar o potencial de economia de água potável por meio de três alternativas de redução de consumo em dez edifícios de escritórios localizados em Florianópolis; e estimar a energia embutida nos principais componentes constituintes destas alternativas. As alternativas de redução do consumo de água potável consideradas foram: aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de aparelhos economizadores de água. As análises foram feitas com base nas estimativas dos usos finais de água para os edifícios considerados. Para o dimensionamento de reservatórios e cálculo do potencial de economia de água potável pelo aproveitamento de água pluvial, fez-se uso do programa Netuno. O reuso de águas cinzas considerou que o efluente proveniente das torneiras de lavatórios, após tratamento simples, poderia ser reutilizado nas descargas de bacias sanitárias. As reduções decorrentes da instalação de equipamentos economizadores foram avaliadas para bacias sanitárias e torneiras. Para estimar a energia embutida nos principais componentes das alternativas, foi realizado um dimensionamento simplificado dos sistemas de cada edifício. Foram usados indicadores de energia embutida para materiais de construção e equipamentos necessários em cada alternativa. Verificou-se que a instalação de bacias sanitárias com descarga dual representa, individualmente, a alternativa mais eficiente para redução do consumo de água potável, apresentando potenciais de economia entre 21,6% e 57,4%. O reuso de águas cinzas apresentou um potencial de redução no consumo de água potável entre 6,8% e 53,8%, e o aproveitamento de água pluvial apresentou potenciais entre 6,1% e 21,2%. As estimativas de energia embutida apontaram a instalação de bacias sanitárias com descarga dual como a alternativa com menor custo energético, seguida do aproveitamento de água pluvial e do reuso de águas cinzas. Os resultados alcançados neste trabalho indicam que, para a tipologia de edificações estudada, a instalação de bacias sanitárias com descarga dual pode ser a alternativa de redução de consumo de água potável mais eficiente e racional, tanto em relação ao consumo de água, quanto de energia. Palavras-chave: uso racional de água; redução do consumo de água potável; edifícios de escritórios.

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Sumário RESUMO ............................................................................................................................................................... I

LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................................................ IV

LISTA DE TABELAS ....................................................................................................................................... IV

AGRADECIMENTOS ....................................................................................................................................... V

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................ 1

1.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................................................................... 1 1.2. OBJETIVOS .................................................................................................................................................. 2

1.2.1. Objetivo geral ..................................................................................................................................... 2

1.2.2. Objetivos específicos .......................................................................................................................... 2

1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO ......................................................................................................................... 3

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................................ 4

2.1. USO RACIONAL DE ÁGUA ............................................................................................................................. 4 2.1.1. Aproveitamento de água pluvial ......................................................................................................... 4

2.1.2. Reuso de águas cinzas ........................................................................................................................ 8

2.1.3. Equipamentos economizadores de água ........................................................................................... 10

2.1.4. Conjugação de alternativas visando o uso racional da água........................................................... 11 2.2. ENERGIA EMBUTIDA EM MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ............................................................................... 13

3. METODOLOGIA .......................................................................................................................................... 16

3.1. LEVANTAMENTO DE DADOS ...................................................................................................................... 16 3.2. APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL....................................................................................................... 16

3.2.1. Dados de entrada do Programa Netuno ........................................................................................... 17

3.2.2. Dados de saída do programa ........................................................................................................... 18

3.2.3. Correlação entre a relação consumo de água dividido pela área de cobertura com o potencial de economia de água potável .......................................................................................................................... 18

3.3. REUSO DE ÁGUAS CINZAS .......................................................................................................................... 20 3.4. EQUIPAMENTOS ECONOMIZADORES .......................................................................................................... 20

3.4.1. Instalação de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido ................................................. 21 3.4.2. Instalação de torneiras economizadoras .......................................................................................... 22

3.4.3. Instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras ........................................................... 23 3.5. CONJUGAÇÃO DE ALTERNATIVAS PARA O USO RACIONAL DE ÁGUA .......................................................... 23

3.5.1. Aproveitamento de água pluvial e reuso de águas cinzas combinados ............................................ 23 3.5.2. Aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores combinados ...................................................................................................................... 24

3.6. ENERGIA EMBUTIDA NAS ALTERNATIVAS DE REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA ....................................... 24

3.6.1. Energia embutida em sistemas de aproveitamento de água pluvial ................................................. 24 3.6.2. Energia embutida em sistemas de reuso de águas cinzas................................................................. 25 3.6.3. Energia embutida em equipamentos economizadores ...................................................................... 25 3.6.4. Dimensionamento dos componentes dos sistemas ............................................................................ 25

4. RESULTADOS .............................................................................................................................................. 27

4.1. LEVANTAMENTO DE DADOS ...................................................................................................................... 27 4.2. APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL....................................................................................................... 28 4.3. REUSO DE ÁGUAS CINZAS .......................................................................................................................... 31 4.4. INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS ECONOMIZADORES ................................................................................ 32

4.4.1. Instalação de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido ................................................. 33 4.4.2. Instalação de torneiras economizadoras .......................................................................................... 35

4.4.3. Instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras ........................................................... 35 4.5. CONJUGAÇÃO DE ALTERNATIVAS PARA O USO RACIONAL DE ÁGUA .......................................................... 36

4.5.1. Aproveitamento de água pluvial e reuso de águas cinzas combinados ............................................ 36 4.6. ENERGIA EMBUTIDA NAS ALTERNATIVAS DE REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA ....................................... 43

5. CONCLUSÕES .............................................................................................................................................. 50

5.1. LIMITAÇÕES DO TRABALHO ....................................................................................................................... 51 5.2. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................................................................................... 52

III

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................. 53

APÊNDICE I – ENERGIA EMBUTIDA NOS SISTEMAS DE APROV EITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL ........................................................................................................................................................... 59

APÊNDICE II – ENERGIA EMBUTIDA NOS SISTEMAS DE REUS O DE ÁGUAS CINZAS .............. 65

APÊNDICE III – ENERGIA EMBUTIDA EM EQUIPAMENTOS ECO NOMIZADORES..................... 71

Lista de Figuras FIGURA 3. 1. INTERFACE DE ENTRADA DO PROGRAMA NETUNO ........................................................................... 19 FIGURA 3. 2. INTERFACE DE SAÍDA DO PROGRAMA NETUNO ................................................................................ 19

FIGURA 4. 1. PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA DIÁRIA EM FLORIANÓPOLIS ENTRE 2000 E 2006 ............................ 28

FIGURA 4. 2. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL EM FUNÇÃO DO VOLUME DO RESERVATÓRIO INFERIOR

DE ÁGUA PLUVIAL NOS DEZ EDIFÍCIOS ESTUDADOS ..................................................................................... 29

FIGURA 4. 3. CORRELAÇÃO ENTRE A RELAÇÃO “CONSUMO DIÁRIO DE ÁGUA/ÁREA DE COBERTURA” E O

POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL DOS DEZ EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS .................................... 30

FIGURA 4. 4. CORRELAÇÃO ENTRE A RELAÇÃO “DEMANDA DIÁRIA DE ÁGUA PLUVIAL /ÁREA DE COBERTURA” E O

POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL DOS DEZ EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS .................................... 31

FIGURA 4. 5. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL PARA DIFERENTES VOLUMES DE RESERVATÓRIO

INFERIOR CONSIDERANDO O APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL ISOLADAMENTE E EM CONJUGAÇÃO COM

O REUSO DE ÁGUAS CINZAS NO EDIFÍCIO TRAJANUS .................................................................................... 38

FIGURA 4. 6. ÍNDICE DE ECONOMIA DE ÁGUA POR UNIDADE DE ENERGIA EMBUTIDA NOS DEZ EDIFÍCIOS DE

ESCRITÓRIOS ESTUDADOS ............................................................................................................................ 47 FIGURA 4. 7. CORRELAÇÃO ENTRE OS PARÂMETROS ENERGIA EMBUTIDA E REDUÇÃO NO CONSUMO DE ÁGUA

POTÁVEL ..................................................................................................................................................... 48

FIGURA 4. 8. CORRELAÇÃO ENTRE OS POTENCIAIS DE REDUÇÃO NO CONSUMO DE ÁGUA POTÁVEL E A ENERGIA

EMBUTIDA DE CADA ALTERNATIVA ............................................................................................................. 48 FIGURA 4. 9. CORRELAÇÃO ENTRE O ÍNDICE DE ECONOMIA DE ÁGUA POR UNIDADE DE ENERGIA EMBUTIDA E O

POTENCIAL DE REDUÇÃO NO CONSUMO DE ÁGUA POTÁVEL ......................................................................... 49

Lista de Tabelas TABELA 2. 1. PRECIPITAÇÃO MENSAL MÉDIA NAS CIDADES DE HAMBURGO E BERLIM (ALEMANHA ) ..................... 5 TABELA 2. 2. CLASSES DE ÁGUA DE REUSO SEGUNDO SEUS USOS PREPONDERANTES .............................................. 8

TABELA 4. 1. USOS FINAIS DE ÁGUA POTÁVEL NOS DEZ EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS ............................................. 27

TABELA 4. 2. ÁREA DE TELHADO, ÍNDICE DE CONSUMO, NÚMERO DE OCUPANTES E ÍNDICE DE UTILIZAÇÃO DE

ÁGUA PLUVIAL NOS DEZ EDIFÍCIOS DE ESCRITÓRIOS .................................................................................... 27

TABELA 4. 3. PRECIPITAÇÕES MÉDIAS ANUAIS NA CIDADE DE FLORIANÓPOLIS (DE 2000 A 2006) ........................ 28

TABELA 4. 4. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL PELA UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL E VOLUMES

IDEAIS DE RESERVATÓRIOS SUPERIOR E INFERIOR ....................................................................................... 30

TABELA 4. 5. USOS FINAIS DE ÁGUA POTÁVEL E REDUÇÃO DO CONSUMO COM REUSO DE ÁGUAS CINZAS ............. 32 TABELA 4. 6. IMPACTO DA INSTALAÇÃO DE BACIAS SANITÁRIAS COM DESCARGAS DE 6 LITROS E COM DISPOSITIVO

DUAL DE DESCARGA (3 E 6 LITROS) ............................................................................................................. 34 TABELA 4. 7. IMPACTO DA INSTALAÇÃO DE TORNEIRAS ECONOMIZADORAS NO CONSUMO DE ÁGUA DOS EDIFÍCIOS

.................................................................................................................................................................... 36 TABELA 4. 8. IMPACTO DA INSTALAÇÃO DE BACIAS SANITÁRIAS COM DESCARGA DUAL E TORNEIRAS

ECONOMIZADORAS NO CONSUMO TOTAL DE ÁGUA DOS EDIFÍCIOS .............................................................. 37 TABELA 4. 9. POTENCIAL DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL CONSIDERANDO PRIORITARIAMENTE O REUSO DE

ÁGUAS CINZAS PARA SUPRIR A DEMANDA POR ÁGUA NÃO POTÁVEL ........................................................... 38 TABELA 4. 10. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL ATRAVÉS DE REUSO DE ÁGUAS CINZAS E

APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL COMBINADOS ................................................................................... 39

TABELA 4. 11. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL ATRAVÉS DE REUSO DE ÁGUAS CINZAS E

APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL COMBINADOS (CONTINUAÇÃO) ........................................................ 40 TABELA 4. 12. POTENCIAL DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL CONSIDERANDO PRIORITARIAMENTE A INSTALAÇÃO

DE EQUIPAMENTOS ECONOMIZADORES E O REUSO DE ÁGUAS CINZAS PARA SUPRIR A DEMANDA POR ÁGUA

NÃO POTÁVEL .............................................................................................................................................. 41

TABELA 4. 13. POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL ATRAVÉS DA INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS

ECONOMIZADORES, REUSO DE ÁGUAS CINZAS E APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL COMBINADOS ......... 42 TABELA 4. 14. ENERGIA EMBUTIDA EM UM SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL NO EDIFÍCIO

ALIANÇA ..................................................................................................................................................... 44

TABELA 4. 15. ENERGIA EMBUTIDA EM UM SISTEMA DE REUSO DE ÁGUAS CINZAS NO EDIFÍCIO ALIANÇA ........... 44 TABELA 4. 16. ENERGIA EMBUTIDA EM EQUIPAMENTOS ECONOMIZADORES NO EDIFÍCIO ALIANÇA ..................... 45 TABELA 4. 17. ENERGIA EMBUTIDA EM ALTERNATIVAS DE REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA POTÁVEL .............. 45

Agradecimentos

Gostaria de agradecer a algumas pessoas que tornaram a realização deste trabalho

possível:

A minha família, pelo apoio incondicional aos meus estudos.

Ao povo brasileiro, por ter financiado toda a educação formal que eu tive até a

conclusão deste trabalho.

Ao Professor Enedir Ghisi, por todo o aprendizado que me proporcionou através da

orientação deste trabalho.

Ao Conselho Nacional de Pesquisa Científica (CNPq) e à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) pelo financiamento desta pesquisa por meio do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC).

1. Introdução 1.1. Considerações iniciais A crise ambiental vivida atualmente reflete-se, em parte, na crescente escassez de recursos necessários à manutenção da sociedade. De acordo com o relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, sigla em inglês) de 2007, enfrenta-se atualmente um período de mudanças climáticas. O aumento da temperatura média global está sendo causado, segundo os autores, principalmente pelo aumento antropogênico da emissão de gases do efeito estufa, notadamente o CO2. Estas emissões, por sua vez, decorrem, sobretudo, da queima de combustíveis fósseis para a obtenção de energia. A diminuição da emissão de gases do efeito estufa tem sido considerada imprescindível para a diminuição dos efeitos do aquecimento global no planeta (IPCC, 2007). As mudanças climáticas possuem também implicações diversas quanto à disponibilidade de recursos hídricos nas diferentes regiões do planeta, tornando a questão do acesso à água cada vez mais complexa. Estima-se, por exemplo, que regiões áridas e semi-áridas enfrentem ainda mais escassez de água, enquanto o aumento do nível do mar provavelmente aumentará a salinidade de águas subterrâneas, diminuindo a disponibilidade de água doce (KUNDZEWICZ et al., 2007). No Brasil, algumas políticas públicas têm sido instituídas visando à conservação e manejo adequado dos recursos hídricos. A Política Nacional de Recursos Hídricos, por exemplo, considera a água um recurso natural de domínio público e dotado de valor econômico. Um dos fundamentos da Lei 9.433/97 é de que ”a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas” (BRASIL, 1997). Apesar dos programas instituídos, o acesso à água no Brasil ainda é uma questão preocupante. Estimativas de crescimento populacional relacionadas com a disponibilidade de água atual indicam que a disponibilidade de água no Brasil tende a diminuir drasticamente ao longo deste século. A disponibilidade de água nas cinco regiões brasileiras, que no ano 2000 variava entre 3.900 e 307.603 m³/pessoa por ano, tende a chegar a menos de 1.000 m³/pessoa por ano em duas das regiões (Nordeste e Sudeste), índice considerado catastroficamente baixo pela Organização das Nações Unidas (GHISI, 2006b). Este cenário de escassez de água potável, não só no Brasil, mas em todo o mundo, tem levado organizações internacionais, governos e sociedade civil a tomarem medidas para racionalizar o uso dos recursos hídricos e tornar sua gestão o mais sustentável possível. Com este intuito, no ano de 1997, o Governo Federal instituiu o Plano Nacional de Combate ao Desperdício de Água (PNCDA), contribuindo para o desenvolvimento, transferência e divulgação tecnológica do setor. Uma das principais linhas de ação do PNCDA é o uso racional de água em edificações (SAUTCHÚK, 2004). No âmbito das edificações, as reduções dos consumos tanto de água quanto de energia são importantes parâmetros indicativos da sustentabilidade de empreendimentos. No contexto das mudanças climáticas, a redução no consumo de energia de edificações implica também na redução da emissão de gases do efeito estufa na construção civil (SILVA, 2003). Pela grande demanda por energia e recursos naturais, a construção civil pode ser considerada a atividade humana com maior impacto ao meio ambiente (TAVARES; LAMBERTS, 2006).

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A preocupação com a sustentabilidade de edificações durante todo o seu ciclo de vida (desde a fase de planejamento e projeto até sua demolição) tem sido objeto de inúmeros trabalhos e publicações. Atualmente, já existem algumas ferramentas e metodologias consolidadas para avaliar e classificar edificações quanto a sua sustentabilidade. No Brasil, alguns pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento de uma metodologia adequada à realidade do País (FOSSATI et al., 2006; YWASHIMA et al., 2007; VILHENA; ANDERY, 2006; SILVA, 2003). No primeiro semestre de 2008 foi lançada, pela Fundação Vanzolini, a certificação de empreendimentos ambientais AQUA (Alta Qualidade Ambiental). Esta certificação, segundo a Fundação, é a primeira certificação do gênero adaptada à realidade do Brasil, e consiste em uma adaptação da certificação francesa Haute Qualité Environnementale (GRACIELA, 2008). Para o IPCC, as medidas de redução da emissão de gases do efeito estufa em edificações podem ser classificadas em três categorias: uso de combustíveis com baixa emissão de carbono, controle da emissão de gases do efeito estufa e redução do consumo de energia e de energia embutida em edificações. Para as edificações residenciais e comerciais, estima-se um potencial de redução de emissão de gases do efeito estufa de 29% até o ano de 2020. Considerar a energia embutida na fabricação de equipamentos e materiais utilizados em edificações faz parte da análise de ciclo de vida energético e, consequentemente, da análise da sustentabilidade da edificação (LEVINE et al., 2007; TRELOAR et al., 1999). Este trabalho pretende contribuir com a avaliação do potencial de economia de água potável em edifícios de escritórios, considerando as alternativas de aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores. Pretende-se, igualmente, analisar a energia embutida dos materiais de construção necessários para a implementação das medidas analisadas, objetivando obter uma aproximação do custo energético inerente a estas medidas. Proença (2007) estimou os usos finais de água potável em dez edifícios de escritórios localizados em Florianópolis. Os usos finais estimados indicaram um grande potencial de diminuição da demanda por água potável, pois as atividades que não necessitam de água potável representam entre 56% e 86% do consumo total de água em todos os dez edifícios pesquisados. Este trabalho tomará como base os dados de usos finais de água dos dez edifícios pesquisados no estudo de Proença (2007). 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo geral O objetivo deste trabalho é estimar o potencial de economia de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores de água em dez edifícios de escritórios localizados em Florianópolis. Pretende-se, igualmente, estimar o impacto ambiental por meio do cálculo da energia embutida das alternativas de redução de consumo estudadas. 1.2.2. Objetivos específicos Este trabalho apresenta como objetivos específicos: - Dimensionar os reservatórios inferiores e superiores de armazenamento de água pluvial para os dez edifícios de escritórios considerados;

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- Estimar o potencial de economia de água potável em dez edifícios de escritórios pelo aproveitamento de água pluvial com auxílio do programa computacional Netuno, visando avaliar a viabilidade desta alternativa nesta tipologia de edificação; - Levantar índices de energia embutida nas principais peças e equipamentos utilizados em sistemas de aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e equipamentos economizadores; - Estimar o impacto ambiental por meio do cálculo da energia embutida de sistemas de aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e equipamentos economizadores. 1.3. Estrutura do trabalho Este trabalho encontra-se dividido em cinco capítulos. No capítulo 1 está apresentada uma breve introdução ao tema do uso racional da água, bem como os objetivos do trabalho. O capítulo 2 apresenta uma revisão bibliográfica dos temas abordados no trabalho, divididos em uso racional da água e energia. Sobre o uso racional da água são apresentadas pesquisas, legislação e experiências sobre o aproveitamento de água pluvial, o reuso de águas cinzas e a instalação de equipamentos economizadores, além de outras questões relacionadas ao uso sustentável da água em edificações, como as certificações de sustentabilidade de empreendimentos. São apresentados estudos disponíveis na literatura sobre energia embutida em materiais e equipamentos presentes em edificações. O capítulo 3 apresenta a metodologia adotada no trabalho. Descreve-se como são estimados os potenciais de economia de água potável através das alternativas estudadas: aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores. Descreve-se também a metodologia utilizada para estimar a energia embutida nos principais componentes constituintes das alternativas de redução do consumo de água potável. O capítulo 4 expõe os resultados encontrados, apresentando os potenciais de economia de água potável de cada uma das alternativas consideradas e correlações verificadas entre alguns dos parâmetros estudados. São também apresentados dados utilizados no trabalho, tais como valores de usos finais de água potável e outras informações referentes aos dez edifícios de escritórios selecionados. A energia embutida estimada para as alternativas de redução do consumo de água potável de cada edifício é apresentada. O capítulo 5 é dedicado às conclusões e considerações finais do estudo, descrevendo também as limitações do trabalho e sugestões para trabalhos futuros.

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2. Revisão bibliográfica 2.1. Uso racional de água De acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA), a sustentabilidade do desenvolvimento econômico e social depende do equilíbrio entre demanda e oferta de água. Para restabelecer este equilíbrio, práticas como reuso, reciclagem, gestão da demanda, redução de perdas e minimização da geração de efluentes despontam como alternativas disponíveis. A ANA destaca ainda que:

O crescimento das atividades econômicas e a manutenção das condições de qualidade de vida da população dependem da conscientização da importância desse insumo estratégico e respectivamente de seu uso de forma racional por todos os setores. (ANA et al., 2005, p. 8).

Uma pesquisa de opinião encomendada pela WWF-Brasil e realizada pelo Ibope (Instituto Brasileiro de Pesquisa de Opinião e Estatística) em dezembro de 2006 revelou que 90% da população brasileira acredita que o Brasil terá problemas com o abastecimento de água e que 55% dos brasileiros acreditam que o consumo de água em residências poderia ser menor (IBOPE, 2006). O Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB), iniciativa da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), tem o uso racional de água como uma das cinco áreas temáticas abordadas. Esta área temática apresenta, entre seus objetivos, o desenvolvimento de pesquisas sobre utilização de fontes alternativas de água, tendo como meta principal “a supressão do uso de água potável da rede pública nas descargas sanitárias das edificações”. Os objetivos do projeto evidenciam a importância que a utilização de fontes alternativas de água tem conquistado perante a sociedade brasileira (PROSAB, 2007). As pesquisas científicas sobre uso racional de água têm abordado principalmente as alternativas de aproveitamento de água pluvial, o reuso de águas cinzas e a diminuição na demanda de água pela utilização de aparelhos economizadores. Estes temas serão abordados em mais detalhes nos próximos tópicos. 2.1.1. Aproveitamento de água pluvial O aproveitamento de água pluvial já é utilizado pela humanidade há muitos séculos. No México, há ruínas de cisternas utilizadas para armazenar água pluvial por povos pré-colombianos, como na cidade zapoteca de Monte Albán, no estado de Oaxaca (GNADLINGER, 2003). Atualmente, alguns países têm incentivado a adoção de sistemas de coleta de água pluvial. Em Hamburgo, na Alemanha, a utilização de água pluvial é estimulada pela prefeitura, que oferece auxílio financeiro entre US$1500 e US$2000, como forma de diminuir a demanda por água potável e aliviar o pico das vazões de enchentes. Também na Alemanha, na cidade de Berlim, um sistema de aproveitamento de água pluvial para um bairro de 213 habitantes fornece, em média, 35 litros/pessoa por dia de água pluvial filtrada e desinfetada com a utilização de raios ultravioleta. Espera-se que 24% da água utilizada neste país seja coletada diretamente da chuva até o ano de 2010 (TOMAZ, 2001). A Tabela 2. 1 apresenta as precipitações mensais médias nas cidades de Hamburgo e Berlim.

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Tabela 2. 1. Precipitação mensal média nas cidades de Hamburgo e Berlim (Alemanha)

Mês Hamburgo Berlim

Precipitação média (mm) Precipitação média (mm) jan 61,0 43,2 fev 40,6 38,1 mar 55,9 38,1 abr 50,8 43,2 mai 55,9 55,9 jun 73,7 71,1 jul 81,3 53,3 ago 71,1 66,0 set 71,1 45,7 out 63,5 35,6 nov 71,1 50,8 dez 71,1 55,9

média anual 767,1 596,9 Fonte: WEATHER (2008)

Nos últimos anos, o aproveitamento de água pluvial tem sido tema de pesquisas em diversos países. Estas pesquisas têm avaliado o aproveitamento de água pluvial tanto sob aspectos quantitativos (demanda de água pluvial, volumes médios de precipitação pluviométrica, etc.) quanto sob aspectos qualitativos (qualidade da água pluvial, atividades em que pode ser aplicada, tratamento de água pluvial, etc.). Herrmann e Schmida (2000) avaliaram o aproveitamento de água pluvial na Alemanha considerando eficiência dos sistemas utilizados e aspectos hidrológicos e ambientais. Os autores deram grande atenção ao fato do armazenamento e aproveitamento de água pluvial diminuir o escoamento superficial de cidades durante chuvas intensas, contribuindo também para o bom funcionamento do sistema de drenagem. Observou-se que quanto maior o consumo de água pluvial, menor a intensidade do escoamento superficial. Concluiu-se que, considerando o aspecto de drenagem urbana, o aproveitamento de água pluvial é mais eficiente quando aplicado em edifícios multifamiliares e em distritos mais populosos, onde a área de cobertura por pessoa é menor, facilitando o consumo de toda a água armazenada. Chilton et al. (2000) monitoraram o funcionamento de um sistema de aproveitamento de água pluvial em um supermercado localizado na Inglaterra. O sistema consiste em captação da água pluvial que escorre pelos telhados, filtração, armazenamento, desinfecção por raios ultravioleta e utilização no abastecimento das descargas de bacias sanitárias da edificação. Dois medidores de vazão foram instalados, de modo a quantificar o volume de água pluvial armazenada e o volume de água pluvial consumida nas bacias sanitárias. Um monitoramento do sistema, por um período de oito meses, indicou uma eficiência de 51% em relação à precipitação do período e quantidade de água armazenada. A partir dessa eficiência, estimou-se um tempo de retorno do investimento igual a 12 anos. Observou-se, entretanto, que o preço do reservatório equivalia a 65% do investimento e que, na maior parte do tempo, o reservatório se encontrava com sua capacidade mínima de armazenamento (em torno de 25%), evidenciando superdimensionamento. A utilização de um tanque 1/3 menor apresentaria uma eficiência apenas 4,3% menor, e um tanque 2/3 menor apresentaria uma eficiência 12,8% menor. Os autores destacam que o dimensionamento correto do reservatório é essencial na diminuição do período de retorno do investimento que, no caso estudado poderia ser reduzido para quatro anos.

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Em um dos documentos técnicos do Plano Nacional de Combate ao Desperdício de Água (PNCDA), Sautchúk (2004) analisa o potencial de redução da demanda de água potável de um edifício de escritórios. De acordo com a autora, a otimização do consumo de água no edifício (pela instalação de equipamentos economizadores e medição individualizada do consumo) apresenta uma expectativa de redução de 30% no consumo de água potável. Se além da otimização do consumo, água pluvial for aproveitada em bacias sanitárias, lavação de áreas externas e irrigação, o potencial de redução no consumo de água potável sobe para 34%. Ghisi (2006a) avaliou a influência dos parâmetros demanda de água potável e pluvial, área de captação, precipitação pluviométrica e número de moradores na estimativa do volume de reservatórios de água pluvial para residências unifamiliares utilizando dados pluviométricos de três cidades paulistas. Verificou-se que, embora todos os parâmetros analisados influenciem na estimativa do volume do reservatório, não há boa correlação entre os parâmetros e o volume do reservatório. Desta forma, a estimativa do volume de um reservatório de água pluvial de uma edificação não deve considerar parâmetros isolados, nem deve tomar como base volumes já aplicados em edificações semelhantes, visto que isso só faria sentido se todos os parâmetros entre as duas edificações fossem iguais, situação improvável de ocorrer na prática. Ghisi et al. (2006) estimaram o potencial de economia de água potável através do aproveitamento de água pluvial em 62 cidades localizadas no estado de Santa Catarina. A estimativa foi feita considerando os dados de população de cada cidade, histórico pluviométrico, demanda por água potável e área de captação de água pluvial (área de cobertura das residências). Obteve-se um potencial de economia de água potável médio de 69%, podendo variar de 34% a 92%, dependendo da demanda por água potável. Ressalta-se no trabalho que os cenários de disponibilidade hídrica estimados apresentaram um decréscimo de 80% na disponibilidade hídrica de Santa Catarina para os próximos 100 anos, passando dos atuais 10.000m³/pessoa por ano a menos de 2.000m³/pessoa por ano, considerado um índice muito baixo pela Organização das Nações Unidas (ONU). Marinoski (2007) avaliou o potencial de economia de água pelo aproveitamento de água pluvial em uma instituição de ensino em Florianópolis (SENAI/Florianópolis). Por meio de entrevistas com os usuários e medição de vazões de aparelhos sanitários, estimaram-se os usos finais de água, consumo médio diário e consumo per capita na instituição. A partir destes dados, com auxílio do programa computacional Netuno (desenvolvido para auxiliar no dimensionamento de reservatórios de água pluvial) determinou-se o volume de reservatório de água pluvial a ser considerado. O potencial de economia de água potável estimado foi de 45,8%, com um custo total de implantação do sistema estimado em R$17.615,56 e um período de retorno do investimento de 4 anos e 10 meses. Dias et al. (2007) verificaram os custos de implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial e a avaliação da aceitação, por parte da população de João Pessoa, quanto à adoção desta fonte alternativa de água. Três padrões de residência foram estudados: popular, médio e alto. Para avaliação da aceitação do aproveitamento de água pluvial, aplicaram-se questionários em uma amostra de 800 domicílios. Verificou-se que dois terços da população têm conhecimento de utilização de água pluvial em residências, sendo que, destes, mais da metade a utiliza, mesmo que eventualmente. As análises de custo/benefício de implantação do sistema, considerando uma vida útil de 20 anos e as tarifas atualmente cobradas pela água em João Pessoa, classificaram o sistema como economicamente inviável para os padrões de

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residência popular e médio. No padrão de residência alto, por possuir uma maior área de cobertura, maior demanda de água não potável e tarifa mais elevada, o custo inicial do sistema se encontra entre R$ 1.278,17 e R$ 2.254,00, apresentando períodos de retorno entre 8,2 e 10,2 anos. Pesquisadores no Brasil também citam o armazenamento de água pluvial como forma de diminuir o escoamento superficial de água em ambientes urbanos. De acordo com Kobiyama et al. (2007), o crescimento urbano reduz a capacidade de armazenamento de uma bacia hidrográfica, aumentando o escoamento superficial. Para os autores, sistemas descentralizados de armazenamento de água pluvial (em cada edificação) melhoram o controle de enchentes e diminuem o impacto hidrológico da urbanização. Coombes et al. (2000) apresentam o caso de Figtree Place, um conjunto experimental de 27 unidades residenciais na Austrália que desenvolve o manejo de água pluvial tanto para consumo quanto para diminuição do escoamento superficial. Quatro reservatórios armazenam a água pluvial que escorre dos telhados durante as chuvas. Destes reservatórios, com capacidade entre 9 e 15m³, a água é bombeada para as residências para ser utilizada em descargas de bacias sanitárias. A água que escorre pelas ruas é direcionada para uma bacia de detenção que recarrega o aqüífero local. Do aqüífero, retira-se água para lavação de ônibus e irrigação. Durante o monitoramento do sistema de água, por um período de dois anos, verificou-se ausência de enchentes e uma economia de água em torno de 60%. Quanto aos aspectos da qualidade da água pluvial, Gould (1999) cita como principais causas de contaminação de água pluvial a poluição atmosférica (notadamente metais pesados em zonas urbanas e de grande volume de tráfego), produtos químicos ligados a agricultura (herbicidas e pesticidas) e, principalmente, o contato com superfícies de captação, armazenamento e abastecimento de água pluvial. Segundo o autor, a maioria dos trabalhos sobre qualidade de água pluvial tem apresentado a contaminação microbiológica como a principal causa de poluição desta fonte de água. De acordo com o autor, água pluvial escoada de telhados tem sido amplamente utilizada para consumo humano há muitos anos, com poucos registros de complicações sérias para a saúde humana. Para o autor, a água pluvial coletada de coberturas com limpeza e manutenção regular geralmente apresenta boas características para consumo humano, mesmo sem tratamento. Handia et al. (2003) realizaram uma investigação sobre o aproveitamento de água pluvial em Zâmbia. Foi analisada a qualidade da água de dois tanques de armazenamento de um sistema de aproveitamento de água pluvial de uma escola básica, localizada no sul do país. A água era armazenada diretamente nos reservatórios (um de concreto com capacidade de 10m³ e outro de tijolos com capacidade de 75m³), sem qualquer tipo de tratamento. Dez parâmetros de qualidade da água foram analisados e comparados com os limites para água potável estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde (OMS). Verificou-se que, no reservatório de tijolos, a qualidade da água atendia aos padrões da OMS, enquanto o reservatório de concreto apresentou os parâmetros de coliformes totais e fecais fora dos padrões, embora a água pudesse ser consumida após ser fervida, evidenciando boa qualidade de água pluvial na região, inclusive para fins potáveis. Jaques (2005) avaliou a qualidade da água pluvial do município de Florianópolis, tomando como referência a Portaria no 518/04, do Ministério da Saúde. Foram coletadas quatro amostras distintas: diretamente da chuva, passando por telhados de cimento amianto, passando por telhados cerâmicos e de reservatórios inferiores (cisternas). Coletaram-se

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amostras no início das chuvas e nos 10, 30 e 60 minutos seguintes. Foram coletadas amostras de oito precipitações distintas para os telhados e cinco outras precipitações para a cisterna. Os resultados apontaram a necessidade de descarte dos 10 primeiros minutos de chuva, visto que a concentração da maioria dos parâmetros físico-químicos analisados apresenta decréscimo com o tempo, diminuindo consideravelmente após 10 minutos. Observou-se que, embora os resultados das análises apontem a água pluvial como inadequada para consumo humano, os parâmetros estudados mostraram que ela é adequada para utilização em atividades não potáveis, sem necessidade de tratamento. 2.1.2. Reuso de águas cinzas De acordo com ANA et al. (2005), as águas cinzas destinadas ao reuso são efluentes domésticos não contaminados por efluentes provenientes de bacias sanitárias ou pias de cozinha. ANA et al. (2005) apresenta também padrões de qualidade para as águas de reuso, divididos em quatro classes, segundo os diferentes usos que se pode fazer deste tipo de água. As quatro classes estão apresentadas na Tabela 2.2.

Tabela 2. 2. Classes de água de reuso segundo seus usos preponderantes Classe Área de aplicação Atividades

1 Edificações Descarga de bacias sanitárias, lavagem de pisos e fins ornamentais (ex.:

chafarizes)

2 Construção civil Lavagem de agregados, preparação de concreto, compactação do solo,

controle de poeira

3 Irrigação Irrigação de áreas verdes, rega de jardins, etc.

4 Climatização de

edificações Resfriamento de equipamentos de ar condicionado

Em 2005, o Conselho Nacional de Recursos Hídricos publicou a Resolução no 54, com o objetivo de “estabelecer modalidades, diretrizes e critérios gerais que regulamentem e estimulem a prática de reuso direto não potável de água em todo o território nacional”. A resolução prevê reuso de água não potável em cinco modalidades distintas: urbana, agrícola e florestal, ambiental, industrial e aqüicultura. O reuso para fins urbanos compreende: irrigação paisagística, lavagem de logradouros públicos e veículos, desobstrução de tubulações, construção civil, edificações, combate a incêndio dentro da área urbana. A Resolução no 54 institui ainda o dever dos Comitês de Bacia Hidrográfica em incentivar a prática de reuso através dos mecanismos e recursos de cobrança, além de integrar a prática de reuso de água com as ações de saneamento ambiental e de uso e ocupação do solo no Plano de Recursos Hídricos da Bacia (CNRH, 2005). Tomaz (2001) define grey water (águas cinzas) como o esgoto proveniente de torneiras de banheiro, chuveiros, banheiras e máquinas de lavar roupas. De forma geral, é o esgoto doméstico não contaminado com dejetos humanos (águas negras) nem com óleos e gorduras (esgoto da cozinha; proveniente de lavação de louça, por exemplo). De acordo com o autor, na Califórnia, a utilização de águas cinzas para irrigação é regulamentada e representa uma redução no consumo de água entre 15% e 25%. A Agência de Proteção Ambiental estadunidense (EPA, sigla em inglês) reúne, em um manual publicado em 2004, diretrizes para o reuso de água nos Estados Unidos e experiências de reuso de água em ambientes urbanos e rurais em mais de 35 países. Nos

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Estados Unidos, quatro estados (Flórida, Califórnia, Texas e Arizona) são responsáveis pelo reuso de 5,83 milhões de m³/dia de água, sendo que 27 estados já promovem o reuso de água. Sobre o Brasil, cita-se o caso de São Paulo, que tem estudado duas fontes de água para reuso: esgoto municipal e água pluvial retida nos reservatórios contra enchente do município. Identificaram-se três potenciais atividades a receberem a água de reuso: uso industrial (refrigeração, aquecimento, processos metalúrgicos, limpeza, entre outros), usos urbanos restritos (descargas de bacias sanitárias, limpeza, irrigação, fontes e outras funções decorativas) e usos urbanos irrestritos (irrigação de áreas sem acesso ao público, irrigação de áreas industriais e pastagens) (EPA, 2004). Algumas leis brasileiras prevêem o reuso de águas cinzas, como a Lei Estadual 4956/06, da Assembléia Legislativa do Estado do Rio de Janeiro, que dispõe sobre a obrigatoriedade de instalação de unidades de tratamento de águas servidas. Segundo seu artigo 1o, “Os prédios de unidades imobiliárias destinados ao uso residencial e/ou empresarial, construídos a partir da entrada em vigor desta Lei, deverão dispor de unidade de tratamento para as águas servidas que,[sic] serão reaproveitadas no esgotamento sanitário” (RIO DE JANEIRO, 2006). Embora a Lei não especifique o que seria o “reaproveitamento no esgotamento sanitário”, pode-se presumir que se trate do reuso de águas cinzas. Alguns estudos sobre reuso de águas cinzas em edificações residenciais podem ser encontrados na literatura. Nolde (2000) descreve dois sistemas de tratamento de águas cinzas destinadas à descarga de bacias sanitárias na Alemanha no fim dos anos 80. As principais etapas dos dois sistemas estudados são sedimentação, tratamento biológico, clarificação e desinfecção (por raios ultravioleta). Foram analisadas as características microbiológicas das águas cinzas e a eficiência do sistema de tratamento. Relatou-se uma boa eficiência de desinfecção pela utilização de raios ultravioleta, descartando a necessidade de utilização de produtos químicos (como o cloro) para este fim. Verificou-se, igualmente, que eventuais contaminações de águas cinzas por produtos de limpeza, medicamentos, fezes ou bactérias patogênicas não exercem influência significativa na eficiência do sistema de tratamento, embora recomende-se que todo sistema de tratamento de águas cinzas deva ser testado sobre diversas condições antes de entrar em operação. Com o objetivo de diminuir a demanda de água potável e a geração de esgoto doméstico, Bazzarella (2005) monitorou o funcionamento de um sistema de aproveitamento de águas cinzas em um edifício da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) durante 44 dias. O sistema existente recolhia água dos lavatórios e chuveiros, que passava por uma ETAC (Estação de Tratamento de Águas Cinzas, com reator anaeróbio, filtro biológico aerado, filtro terciário e desinfecção com cloro) e abastecia as bacias sanitárias e mictórios da mesma edificação. Para aumentar a produção de águas cinzas (de forma a aproximá-la da produção de uma residência), uma máquina de lavar roupas foi instalada junto a um dos lavatórios, sendo acionada quase diariamente. Observou-se que, durante o período de monitoramento, em sete dias a quantidade de águas cinzas produzida não foi suficiente para abastecer o sistema. Observou-se também que a água proveniente da máquina de lavar roupas foi essencial no suprimento da demanda de águas cinzas do sistema. Sem a utilização da máquina de lavar roupas, o número de dias em que a demanda superaria a oferta de águas cinzas passaria de sete para 27 dias. A implantação do sistema diminuiu em torno de 42% a demanda de água potável (demanda total de 7.675 litros no período analisado), desconsiderando o consumo da máquina de lavar roupas. Considerando o consumo da

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máquina de lavar roupas, a redução na demanda de água potável foi igual a 37% (demanda total de 9.775 litros no período analisado). O maior projeto de reuso de água do Brasil, denominado Aquapolo Ambiental, prevê o fornecimento de água de reuso proveniente de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) da SABESP para o Pólo Petroquímico de Capuava, localizado no estado de São Paulo. O projeto, que já obteve a Licença Ambiental Prévia e a Licença de Instalação em 2007, consiste no transporte do efluente líquido tratado da ETE no ABC por dutos de aço carbono ao longo de 16,5km até o Pólo Petroquímico de Capuava, com uma vazão de 600 litros/segundo, podendo chegar a 1.000 litros/segundo. O início do fornecimento de água de reuso está previsto para o segundo semestre de 2009 (SABESP, 2008a). 2.1.3. Equipamentos economizadores de água O desenvolvimento de equipamentos com menor consumo de água tem sido objeto tanto de estudos acadêmicos quanto de desenvolvimento de produtos por empresas fabricantes de aparelhos sanitários. No âmbito do Plano Nacional de Combate ao Desperdício de Água, alguns documentos técnicos foram produzidos descrevendo as tecnologias economizadoras de água disponíveis no mercado, como o documento técnico de Gonçalves et al. (1999) e sua posterior revisão por Schmidt (2004). As tecnologias aplicadas a equipamentos sanitários englobam basicamente bacias sanitárias, torneiras e lavatórios, mictórios e chuveiros. Para bacias sanitárias, existem atualmente diversos modelos com volume de descarga reduzido (3 a 6 litros) e com sistema dual de descarga (3 litros para efluentes líquidos e 6 litros para efluentes sólidos), além de outras tecnologias que tornam o processo da descarga mais eficiente. Um sistema largamente utilizado no Japão consiste em um lavatório que é instalado sobre a caixa de descarga, provendo diretamente águas cinzas para utilização na descarga. As tecnologias em torneiras baseiam-se na diminuição da vazão (através de arejadores ou pulverizadores, por exemplo) e diminuição do tempo de uso da água (acionamento por sensor infravermelho ou mecanismos que limitam o tempo de fluxo de água). Em mictórios, as opções mais difundida no mercado são sensores que acionam a descarga após o uso. Para chuveiros, as alternativas mais indicada são os dispositivos limitadores de vazão, que estrangulam a seção de passagem de água, limitando seu fluxo (GONÇALVES et al., 1999; SCHMIDT et al., 2004). Uchida e Oliveira (2006) compararam o desempenho de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido (6 litros) e bacias com sistema dual de descarga (de 3 e 6 litros/descarga), através de monitoramento do consumo de água por hidrômetros instalados nos pontos de consumo. O consumo de oito residências multifamiliares foi monitorado durante um ano, sendo que o monitoramento nos pontos de consumo (bacias sanitárias) foi realizado durante dois meses. Verificou-se que o sistema dual de descarga apresentou um consumo 19% menor do que o sistema de descarga com volume reduzido. Hamzo e Barreto (2007) verificaram a eficiência e economia de água da instalação de dispositivo seletivo de descarga (tipo dual). Foram testados em ensaios laboratoriais bacias sanitárias equipadas com um dispositivo seletivo importado, um protótipo com dispositivo seletivo desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e uma bacia sanitária sem dispositivo seletivo. Medições em campo também foram

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conduzidas, monitorando o funcionamento de quatro bacias sanitárias de um banheiro público, equipadas com o mesmo dispositivo durante aproximadamente 60 dias, quando se trocava o dispositivo nas quatro bacias sanitárias (até serem testadas as três situações ensaiadas em laboratório). Verificou-se uma redução média de 42,4% no consumo de água das bacias sanitárias com a utilização do dispositivo seletivo de descarga importado e de 45,9% utilizando o dispositivo desenvolvido pelo IPT, comparados com as bacias sanitárias sem dispositivo. A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP), através de seu Programa de Uso Racional de Água (PURA), promoveu a redução do consumo mensal de água em oito diferentes tipologias de edificações. No Edifício Sede da SABESP (edifício de escritórios), por exemplo, a instalação de arejadores e a substituição de torneiras e bacias sanitárias por modelos mais econômicos resultaram em uma redução de 32% no consumo mensal de água. Na Escola Vera Cruz, a instalação de torneiras de fecho automático reduziu o consumo mensal de água em 25%. Nas outras seis tipologias de edificação a instalação de aparelhos economizadores foi acompanhada por detecção de vazamentos e utilização de fontes alternativas de água, além de campanhas educacionais, proporcionando reduções de consumo entre 20% e 65%. Todas as ações do PURA da SABESP são precedidas de um levantamento do perfil de consumo da edificação e avaliação do potencial de redução do consumo de água potável, seguindo uma metodologia desenvolvida pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas em parceria com a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (SABESP, 2008b). 2.1.4. Conjugação de alternativas visando o uso racional da água As alternativas de redução do consumo de água potável são atualmente indicadores de sustentabilidade em edificações. Ywashima et al. (2007) analisaram os critérios de avaliação da sustentabilidade de edificações quanto ao uso da água em ferramentas internacionais de classificação de edificações. Fossati et al. (2006) realizaram estudo semelhante com foco maior em edifícios de escritórios, comparando os parâmetros encontrados com a realidade brasileira. Alguns métodos de avaliação ambiental para edifícios de escritórios são citados nestes trabalhos, como o BREEAM (Reino Unido), CASBEE (Japão), HQE (França), Green Building Tool-GBTool (consórcio internacional), Green Star (Austrália), LEED (EUA) e NABERS (Austrália). Fossati et al. (2006) citam formas de gestão do uso da água em edificações baseadas no controle do desperdício e na redução do volume consumido que são condizentes com o contexto brasileiro, tais como: medição individualizada, incentivos fiscais para redução do consumo e diminuição da demanda de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e adoção de materiais e tecnologias “secas”. No Brasil, Faria et al. (2006) descrevem um projeto de revitalização de uma área urbana degradada (ocupada até a década de 1970 por uma indústria de armamentos) na cidade de Santo André, para implementação de um condomínio habitacional sustentável. O projeto do condomínio prevê o reuso de água pelo tratamento biológico das águas cinzas geradas e posterior utilização em irrigação de jardins, limpeza de áreas comuns e descargas de bacias sanitárias. Entre outras medidas sustentáveis previstas estão o aquecimento de água por energia solar, eficiência energética da edificação, reciclagem de resíduos e compostagem orgânica. As medidas sustentáveis correspondem a aproximadamente 9% do custo total da obra.

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Hafner (2007) fez um levantamento sobre medidas para a conservação de água em edificações utilizadas nacional e internacionalmente. Uma hierarquização das medidas levantadas foi proposta, tomando como base, principalmente, aspectos qualitativos inerentes às medidas. As medidas levantadas, em ordem decrescente de importância, segundo a hierarquização proposta foram:

1. conscientização e informação sobre uso racional de água; 2. correção de vazamentos; 3. troca de equipamentos sanitários convencionais por equipamentos economizadores; 4. aproveitamento de água pluvial; 5. medição individualizada de água; 6. reuso de águas cinzas.

Peters (2006) desenvolveu um trabalho, integrando o PROSAB, sobre o potencial de utilização de fontes alternativas de água em descargas de bacias sanitárias. Realizou-se um estudo de caso em uma residência unifamiliar localizada em Florianópolis, considerando o aproveitamento de águas cinzas e de água pluvial. Um sistema de tratamento de águas cinzas e de armazenamento de água pluvial foi instalado na residência, bem como um tanque em que se misturavam águas cinzas tratadas com a água pluvial, posteriormente abastecendo as descargas de bacias sanitárias da residência. Monitorou-se a quantidade e qualidade de águas cinzas geradas e da água pluvial por um período de 12 meses, através da instalação de hidrômetros nos pontos de consumo, instalação de um pluviômetro na residência e de análises físico-químicas e bacteriológicas em laboratório. Verificou-se que a oferta de água por fontes alternativas supera a demanda para descarga de bacias sanitárias. As duas alternativas estudadas apresentaram capacidade de, sozinhas, suprir a demanda de água das descargas. Somente em um mês a demanda de água das descargas superou a oferta de água pluvial, devido a um período de estiagem. Quanto aos aspectos qualitativos, tanto águas cinzas, quanto água pluvial e a mistura dos dois tipos apresentaram qualidade satisfatória para utilização em descargas. A água pluvial apresentou uma qualidade superior, podendo ser utilizada na lavação de roupas pelo fato de apresentar baixa dureza. Ghisi e Oliveira (2007) analisaram o potencial de economia de água potável considerando a utilização de água pluvial e reuso de águas cinzas em duas residências unifamiliares localizadas em Palhoça-SC. Os usos finais de água das duas residências foram estimados objetivando estabelecer a demanda diária de água não potável de cada residência (água destinada às descargas de bacias sanitárias e máquinas de lavar roupas), encontrando-se os valores de 36,6% (residência A) e 33,8% (residência B). Considerando o histórico pluviométrico da região, demanda diária de água não potável e área de cobertura, através do programa Netuno, estimaram-se os potenciais de utilização de água pluvial das duas residências, iguais a 35,5% na residência A e 33,6% na residência B. Quanto à utilização de águas cinzas (água proveniente de chuveiros, torneiras e máquina de lavar roupas), considerou-se que poderiam ser utilizadas nas descargas de bacias sanitárias após passar por um sistema de tratamento tipo wetland. Verificou-se que o volume diário de águas cinzas foi suficiente para abastecer as descargas de bacias sanitárias de ambas residências, correspondendo a 30,4% e 25,6% do consumo total de água das residências A e B, respectivamente. Considerando-se as duas alternativas combinadas (utilização de águas cinzas em descargas de bacias sanitárias e água pluvial em máquinas de lavar roupas), verificou-se que poderiam vir a suprir 36,4% (residência A) e 33,8% (residência B) da demanda total de água das residências estudadas. Uma análise da viabilidade econômica das alternativas consideradas concluiu que os períodos de retorno do investimento são muito

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altos (acima de 17 anos), evidenciando a necessidade de estímulos governamentais para a adoção destas estratégias em edificações residenciais unifamiliares em larga escala. Ghisi e Ferreira (2007) realizaram estudo com metodologia semelhante para três blocos de um condomínio residencial multifamiliar localizado em Florianópolis-SC. Consideraram-se como atividades que não necessitam de água potável as descargas de bacias sanitárias, máquinas de lavar roupas e limpeza. Verificou-se que o potencial de economia de água potável considerando a utilização de água da chuva variou de 14,7% a 17,7% entre os blocos residenciais estudados. Considerando a utilização de águas cinzas, o potencial de economia variou entre 28,7% e 34,8%. Considerando a utilização de água da chuva e águas cinzas combinadas, o potencial de economia variou entre 36,7% e 42,0%. Uma análise econômica da implantação dos três sistemas indicou períodos de retorno do investimento menores do que oito anos para qualquer das alternativas consideradas, sendo a implantação de um sistema de aproveitamento de águas cinzas a mais favorável (período de retorno variando entre 2,1 e 5,0 anos). Destaca-se o fato de que a implementação do sistema em um dos blocos residenciais estudados não é economicamente viável para nenhuma das alternativas consideradas, pois o consumo mensal médio de água por apartamento neste bloco é menor do que 10m³, consumo mínimo cobrado pela concessionária de água local. Os resultados das análises econômicas apresentadas em Ghisi e Oliveira (2007) e Ghisi e Ferreira (2007) indicam que sistemas alternativos de utilização de água em edificações multifamiliares tendem a apresentar períodos de retorno do investimento mais favoráveis do que em residências unifamiliares. 2.2. Energia embutida em materiais de construção Devido à crescente preocupação pelas questões ambientais, a International Organization for Standardization (ISO) iniciou na década de 1990 discussões sobre padrões ambientais internacionais, culminando com a publicação da série ISO 14000. Entre os temas ambientais abordados pela série ISO 14000 está a análise de ciclo de vida, abordada pelas normas ISO 14041, ISO 14044, entre outras. Estas normas dispõem sobre os procedimentos metodológicos a serem seguidos na análise de ciclo de vida, desde a extração da matéria prima para fabricação do produto até sua disposição final (ISO, 2008). No âmbito das edificações, metodologias para análise do ciclo de vida energético têm sido desenvolvidas pelo meio científico em alguns países, de modo a quantificar a energia gasta com produção de materiais, fase de construção, operação e demolição de edificações. Tavares (2006) desenvolveu uma metodologia de Análise do Ciclo de Vida Energético (ACVE) de edificações residenciais brasileiras. Em seu trabalho, Tavares (2006) calculou, como parte da ACVE, a energia embutida nos materiais e equipamentos utilizados durante a fase pré-operacional de cinco residências modelo estudadas. São apresentados valores de energia embutida (em MJ/kg e MJ/m³) para materiais de construção brasileiros, bem como planilhas explicitando os valores de energia embutida calculados e as variáveis consideradas. Concluiu-se que a energia embutida em materiais de construção e processos correlatos (ex.: transporte) representa entre 29% e 49% do ciclo de vida energético da edificação. Em quatro dos cinco modelos estudados, a energia elétrica representa menos de 1/3 do ciclo de vida energético da edificação. Treloar et al. (1999) estimaram a energia embutida em móveis e aparelhos presentes em edifícios de escritórios, na Austrália. Foram estudados 91 tipos de móveis e aparelhos,

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divididos em 13 categorias. Para estimativa da energia embutida, considerou-se o material constituinte das peças e sua quantidade, assim como valores de energia embutida encontrados na literatura. A análise também levou em conta a reposição destas peças ao longo da vida útil de uma edificação. Verificou-se que, em um edifício de escritórios com vida útil de 40 anos, a energia embutida em móveis e aparelhos (incluindo reposição destes) representou cerca de 31% da energia consumida pela edificação, de acordo com seu ciclo de vida energético, evidenciando a importância de considerar a energia embutida de equipamentos no ciclo de vida energético de edificações. Pullen (1999) levanta em seu trabalho questões ambientais que devem ser levadas em conta quando se pretende substituir equipamentos, citando como exemplo a infra-estrutura de saneamento urbana. Neste trabalho, analisou-se a demanda de energia (energia operacional e embutida) da infra-estrutura sanitária de um bairro de 450 domicílios, localizado em Adelaide, Austrália. Foram consideradas as estruturas de abastecimento de água, sistemas de esgoto e de drenagem pluvial. As informações sobre a energia operacional foram fornecidas pela empresa fornecedora de energia elétrica local, enquanto a energia embutida foi calculada com base nos tipos e quantidade de materiais constituintes dos sistemas, conjugados com coeficientes de energia para cada material. Comparando a energia embutida de reservatórios de água pluvial para residências, por exemplo, com a energia embutida no sistema de abastecimento de água do local, verificou-se que o custo energético de sistemas individuais de água pode ser maior ou menor do que o custo do sistema público. Isso porque o reservatório de água apresentou uma energia embutida variando entre 0,3 e 1,0 GJ/ano (dependendo do material e da capacidade do tanque), enquanto o sistema público apresentou uma energia embutida de 0,7 GJ/ano por domicílio. Este tipo de comparação demonstra uma forma de comparar alternativas levando em consideração parte do custo ambiental das mesmas. Winther e Hestnes (1999) compararam o ciclo de vida energético (exceto demolição) de cinco edificações unifamiliares localizadas na Noruega: uma edificação “solar” (projetada para operar com baixo consumo energético), duas edificações seguindo o código de construção norueguês, uma edificação tradicional norueguesa e uma edificação utilizando materiais “verdes” (prioriza o uso de matéria prima renovável, em detrimento de materiais sintéticos). A energia embutida nos materiais de construção foi estimada. A energia de operação das residências foi simulada com auxílio do programa computacional SUNCODE. Verificou-se que, considerando-se uma vida útil de 50 anos, a maior energia embutida da residência “solar” foi compensada pelo baixo consumo energético, apresentando-se como a residência com menor uso de energia. Já a residência tradicional norueguesa apresentou a menor energia embutida, porém a maior energia operacional, resultando na residência com maior uso de energia entre as cinco estudadas. Neste estudo, a energia operacional se demonstrou mais significativa do que a energia embutida das edificações, embora os autores ressaltem que a melhor edificação seria aquela que combinasse baixa energia de operação, baixa energia embutida e materiais renováveis. Sartori e Hestnes (2007) analisaram 60 estudos sobre ciclo de vida energético em edificações de nove países e compararam os resultados. Os autores verificaram que a energia operacional das edificações é a mais significativa ao longo do seu ciclo de vida, concluindo que a energia embutida de uma edificação desempenha papel secundário. O estudo, no entanto, não considerou a reciclagem de materiais na construção, sendo destacado pelos autores o grande potencial de redução da energia embutida de uma edificação pela utilização de materiais reciclados.

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Outros pesquisadores analisaram a energia embutida em materiais de construção, mas com um foco mais voltado para componentes estruturais e envelope de edificações (COLE; KERNAN, 1996; CHEN et al.; 2001).

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3. Metodologia Este capítulo descreve a metodologia utilizada no trabalho. Inicialmente, são apresentados os dados utilizados e suas respectivas fontes. Em seguida é apresentada a metodologia de estimativa do potencial de redução do consumo de água potável através de três alternativas principais e da conjugação de alternativas: - aproveitamento de água pluvial (com auxílio do programa Netuno); - reuso de águas cinzas; - instalação de equipamentos economizadores (bacias sanitárias e torneiras); - aproveitamento de água pluvial e reuso de águas cinzas combinados; - aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores combinados. A metodologia para estimativa da energia embutida nas alternativas de redução de consumo é então apresentada, juntamente com a metodologia adotada para o dimensionamento simplificado dos sistemas de aproveitamento de água pluvial e de reuso de águas cinzas. 3.1. Levantamento de dados Este trabalho utilizou dados de duas fontes principais. Os dados relacionados com características construtivas dos edifícios, como número de banheiros, planta baixa e área dos pavimentos tipo (que foi considerada neste trabalho como a área de cobertura) foram obtidos através do relatório de Minku (2005), que fez o levantamento de tipologias construtivas de 47 edifícios localizados em Florianópolis, incluindo os dez edifícios de escritórios considerados neste trabalho. Estes dados são importantes principalmente para o cálculo do potencial de economia de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial, que necessita do valor da área de cobertura da edificação para estimar o volume de captação de água pluvial. Os dados relacionados com o perfil de consumo do edifício (ex.: usos finais de água potável, consumo per capita) foram obtidos do relatório de Proença (2007), que levantou os usos finais de água potável em dez edifícios de escritórios localizados em Florianópolis. Outros dados relacionados com a ocupação dos edifícios (ex.: número de ocupantes) foram obtidos na mesma fonte. Todos os dados destas fontes utilizados neste trabalho estão apresentados no início do Capítulo 4 (item 4.1). 3.2. Aproveitamento de água pluvial Para estimar o potencial de economia de água potável pela captação e utilização de água pluvial, considerou-se que a água pluvial seria destinada a abastecer as descargas de bacias sanitárias. Utilizou-se o programa computacional Netuno (GHISI; TAVARES, 2008) para simular o funcionamento diário de um sistema de aproveitamento de água pluvial em cada edifício. O sistema simulado funciona da seguinte forma:

1. A precipitação pluviométrica diária é obtida pelo histórico pluviométrico da cidade; o volume de água escoado pela área de cobertura é calculado e considera-se que ele é armazenado em uma cisterna (reservatório inferior);

2. A cisterna, por meio de uma bomba hidráulica, recalca, uma vez ao dia, água para o

reservatório superior. O volume recalcado corresponde ao volume armazenado na

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cisterna, ou, no caso do volume de água presente na cisterna ser maior do que a capacidade de armazenamento do reservatório superior, o volume recalcado corresponde à capacidade do reservatório superior, sendo o volume excedente acumulado na cisterna.

3. O reservatório superior distribui a água para os pontos de consumo, de acordo com a

demanda diária de água pluvial das descargas de bacias sanitárias. 3.2.1. Dados de entrada do Programa Netuno Os dados de entrada para o programa são: histórico pluviométrico, área de captação disponível, demanda de água potável, número de moradores/ocupantes da edificação, porcentagem de água potável a ser substituída por água pluvial, volume do reservatório superior e volume do reservatório inferior. Há ainda a opção de simular uma demanda de água variável ao longo da semana. a) Histórico pluviométrico para o período desejado: O histórico pluviométrico foi obtido através de dados fornecidos pela Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (EPAGRI) para um período de sete anos, de 2000 a 2006. A inserção do histórico pluviométrico como dado de entrada no programa Netuno é realizada organizando os valores diários de precipitação (em milímetros) em uma única coluna em uma planilha do programa Excel. Para os dias em que a precipitação não foi medida (106 dias), ou foi inferior a um milímetro, foi considerada precipitação zero. b) Área de captação disponível (m²): Foi considerada a área do pavimento tipo, disponível em Minku (2005). c) Demanda de água potável (litros per capita/dia): A demanda de água potável consiste na razão entre o consumo diário de água da edificação e o número de ocupantes. Estes dados são apresentados por Proença (2007). d) Número de ocupantes da edificação: O número de ocupantes das edificações foi levantado por Proença (2007). e) Demanda diária de água pluvial (em porcentagem): Considerou-se que a água utilizada em descargas de bacias sanitárias dos escritórios poderia ser substituída por água pluvial, utilizando-se os valores de usos finais de água potável levantados por Proença (2007). f) Coeficiente de aproveitamento: O coeficiente de aproveitamento adotado para a água que atinge a cobertura foi de 0,8 (20% de perdas). g) Volume do reservatório superior de água: O programa simula o funcionamento de um sistema de captação e aproveitamento de água pluvial baseado em dois reservatórios de armazenamento: um inferior (armazena diretamente a água captada) e um superior (que recebe a água do reservatório inferior e distribui para os pontos de consumo). Adotou-se para o reservatório superior uma capacidade igual à demanda diária de água pluvial da edificação. Calculou-se inicialmente o volume da demanda diária de água pluvial, arredondando o volume calculado para volumes múltiplos de 500 litros;

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h) Volume do reservatório inferior de água: Para o reservatório inferior, o programa Netuno possui a opção de simular o consumo para um intervalo de volumes de reservatórios, previamente definido pelo usuário. Para estas simulações, adotaram-se volumes em intervalos de 1000 litros (de zero a 10.000 litros). i) Volume ideal de reservatório: Para a determinação do volume ideal do reservatório inferior de água, o programa Netuno utiliza a metodologia apresentada por Ghisi (2006a). As simulações de consumo de água foram realizadas para uma faixa de volumes de reservatórios inferiores, em intervalos de 1.000 litros. O volume ideal foi determinado quando um aumento de 1.000 litros na capacidade do reservatório inferior de água resultou em um aumento igual ou inferior a 0,5% no potencial de economia de água potável. Para o reservatório superior adotou-se inicialmente um volume igual à demanda diária de água pluvial da edificação. Após a primeira simulação, obteve-se o volume ideal de reservatório inferior bem como um potencial de economia de água potável. Fixou-se então o volume ideal de reservatório inferior indicado pelo programa Netuno, reduzindo o volume do reservatório superior (adotando-se sempre volumes múltiplos de 500 litros) até que o potencial de economia de água potável calculado fosse no máximo 0,5% menor do que o potencial de economia calculado inicialmente. Este procedimento foi adotado com o objetivo de reduzir os custos do sistema através da redução do volume do reservatório superior. j) Demanda variável: No caso da edificação apresentar demanda variável de água (variação do consumo de acordo com o dia da semana), no programa Netuno há a opção de especificar os diferentes consumos em cada dia. Para os edifícios estudados, considerou-se que só há consumo de água durante os dias úteis da semana, adotando-se consumo zero de água nas edificações durante os finais de semana. A Figura 3.1 apresenta a interface de entrada do Programa Netuno. 3.2.2. Dados de saída do programa Os dados de saída do programa são: potenciais de economia de água potável para diferentes volumes de reservatório inferior, volume ideal de reservatório inferior e potencial de economia de água potável para o volume ideal de reservatório inferior. Neste trabalho, os volumes ideais dos reservatórios inferior e superior e o respectivo potencial de economia de água potável com a utilização destes reservatórios serão calculados com o auxílio do programa Netuno para os dez edifícios. A Figura 3.2 apresenta a interface de saída do Programa Netuno. 3.2.3. Correlação entre a relação consumo de água dividido pela área de cobertura com o potencial de economia de água potável Com o intuito de verificar o grau de influência dos parâmetros “consumo de água” e “área de cobertura” no potencial de economia de água potável, o consumo diário de água potável de cada edifício foi dividido pela respectiva área de cobertura. Este índice foi então correlacionado com o potencial de economia de água potável obtido através das simulações com o programa Netuno.

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Figura 3. 1. Interface de entrada do Programa Netuno

Figura 3. 2. Interface de saída do Programa Netuno

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3.3. Reuso de águas cinzas O potencial de economia de água potável nos edifícios, através do reuso de águas cinzas, foi calculado considerando-se a utilização do efluente das torneiras dos lavatórios (águas cinzas) nas bacias sanitárias. Para esta análise, utilizaram-se os dados de usos finais de água estimados por Proença (2007) para cada um dos edifícios. Nos dez edifícios considerados neste estudo a demanda de águas cinzas (descarga de bacias sanitárias) é maior do que a oferta (água proveniente de torneiras). O consumo de água potável considerando o reuso de águas cinzas em cada edifício foi calculado conforme a Equação 3.1.

torneirastr CCC −= Eq. 3.1

Onde: Cr representa o consumo de água potável no edifício considerando a implantação do sistema de reuso de águas cinzas, em litros/dia; Ct representa o consumo de água potável no edifício sem a implementação do sistema de reuso de águas cinzas, em litros/dia; Ctorneiras representa o consumo de água nas torneiras do edifício (ou a oferta de águas cinzas do edifício), em litros/dia. O potencial de economia de água potável através do reuso de águas cinzas corresponde, portanto, ao consumo de água das torneiras. 3.4. Equipamentos economizadores A descarga de bacias sanitárias representa entre 52,0% e 84,6% do consumo de água potável nos dez edifícios de escritórios considerados, sendo que nove dos dez edifícios encontravam-se equipados com bacias sanitárias com válvulas de descarga. Apenas um edifício possuía bacias sanitárias com caixa acoplada de descarga. As torneiras de lavatórios representam entre 6,8% e 38,4% do consumo total de água dos edifícios estudados. Para avaliação do potencial de economia de água pela instalação de aparelhos economizadores, optou-se por analisar a opção de instalação de bacias sanitárias e torneiras com baixo consumo de água. Para as bacias sanitárias, as opções mais econômicas existentes no mercado consistem em equipamentos com volume de descarga reduzido (VDR), com capacidade para 6 litros por descarga, e bacias sanitárias com descarga do tipo dual (descargas de 3 litros para resíduos líquidos e de 6 litros para resíduos sólidos). As bacias sanitárias com dispositivo dual podem ser equipadas tanto com válvula de descarga quanto com caixa acoplada. A estimativa da redução no consumo de água potável por meio da instalação de bacias sanitárias com VDR foi realizada considerando os hábitos de consumo de água dos ocupantes dos edifícios de escritórios, levantados por Proença (2007) e referentes à utilização das bacias sanitárias (número de utilizações diárias e tempo de utilização das descargas). Apesar de Proença (2007) apresentar os valores de usos finais de água para as bacias sanitárias, estes não foram calculados diretamente através das respostas sobre os hábitos de consumo, pois sofreram uma correção após a aplicação de uma análise de sensibilidade. O item 3.4.1 descreve a metodologia utilizada por Proença (2007) para estimar os usos finais de água das bacias sanitárias, bem como a metodologia adotada no presente trabalho para estimar a redução no consumo de água potável por meio da instalação de bacias sanitárias com VDR.

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3.4.1. Instalação de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido

Em Proença (2007), o consumo diário de água das bacias sanitárias de cada edifício foi calculado através do somatório dos consumos individuais dos ocupantes, obtidos através de entrevistas e questionários. A Equação 3.2 demonstra o cálculo do consumo mensal de água das bacias sanitárias em um edifício.

∑=

⋅⋅⋅=n

iibs DVTNC

1

)( Eq. 3.2

Onde: Cbs representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias no edifício (litros/mês); N representa o número de utilizações diárias da bacia sanitária do ocupante “i” (no de utilizações/dia); T representa o tempo de utilização da descarga das bacias sanitárias do ocupante “i” (segundos/utilização); V representa a vazão das bacias sanitárias no edifício (litros/segundo); D representa o número de dias de trabalho do ocupante “i” em um mês (dias/mês); n representa o número de ocupantes do edifício. No entanto, o consumo estimado através das respostas dos ocupantes não corresponde ao histórico do consumo real de água, fornecido pela concessionária de água de Florianópolis para um período de dois anos. O consumo estimado para cada um dos edifícios foi então corrigido através de uma análise de sensibilidade, que verificava qual(is) aparelho(s) sanitário(s) possuía(m) maior influência na estimativa dos usos finais de água. Foi atribuída a estes aparelhos a diferença entre o consumo estimado e o medido, aumentando ou diminuindo seu consumo para que o consumo total de água estimado para o edifício se igualasse à média histórica medida pela concessionária de água. Desta forma, o consumo de água das bacias sanitárias, estimado pela Equação 3.2, foi corrigido após a análise de sensibilidade (Equação 3.3).

bsbsbsc DCC ±= Eq. 3.3

Onde: Cbsc representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias corrigido no edifício (litros/mês); Cbs representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias estimado no edifício (litros/mês); Dbs representa a diferença entre o consumo mensal de água estimado e o medido, atribuída às bacias sanitárias no edifício, podendo ser positiva ou negativa (litros/mês). Para a estimativa do consumo das bacias sanitárias VDR utilizou-se uma adaptação da Equação 3.2, substituindo as variáveis T e V por 1 segundo e 6 litros/segundo, respectivamente. Esta substituição forneceu um resultado que representa o consumo específico de água das bacias sanitárias sem a correção da análise de sensibilidade (C6L). Visando corrigir este consumo, verificou-se qual a diferença percentual entre o consumo das bacias sanitárias convencionais e das bacias sanitárias VDR (com caixa acoplada de 6 litros). Considerando esta diferença percentual, o consumo de água das bacias sanitárias com VDR foi corrigido, conforme explicitado na Equação 3.4.

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bs

LbscbscLc C

CCCC 6

6 ⋅−= Eq. 3.4

Onde: C6Lc representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias com VDR corrigido (litros/mês); Cbsc representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias convencionais corrigido (litros/mês); C6L representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias com VDR (litros/mês); Cbs representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias convencionais estimado no edifício (litros/mês). Para avaliação do potencial de economia de água potável através da instalação de bacias sanitárias com dispositivo dual de descarga, a Equação 3.5 foi utilizada. Foram calculados três cenários distintos de utilização da descarga dual, considerando-se que a utilização da descarga de 3 litros é mais freqüente do que a utilização da descarga de 6 litros: 90%, 70% e 50% de utilizações da descarga de 3 litros. 2/6366 LcLcdual CCC ⋅+⋅= αα Eq. 3.5

Onde: Cdual representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias com dispositivo dual (litros/mês); C6Lc representa o consumo mensal de água das bacias sanitárias com VDR corrigido (litros/mês); α6 representa a porcentagem de utilizações da descarga de 6 litros (%/100);

α3 representa a porcentagem de utilizações da descarga de 3 litros (%/100).

3.4.2. Instalação de torneiras economizadoras

Visando comparar o impacto da instalação de bacias sanitárias economizadoras com o impacto da instalação de torneiras de lavatórios economizadoras, fez-se também uma estimativa da redução do consumo de água em torneiras economizadoras. Segundo ANA et al. (2005), as principais alternativas de redução no consumo de água das torneiras são os registros reguladores de vazão, arejadores e dispositivos de acionamento automático de torneiras. Estas alternativas são capazes de reduzir o consumo de água em torneiras entre 24% e 58%, com uma média em torno de 40% de economia. Considerando estes potenciais, analisou-se o impacto da substituição das torneiras existentes nos lavatórios dos edifícios de escritórios por torneiras mais eficientes. Levando em conta os potenciais de economia apresentados por ANA et al. (2005), considerou-se que torneiras mais eficientes seriam capazes de reduzir em 40% o consumo de água das torneiras convencionais existentes nos edifícios. A redução no consumo de água potável foi então calculada, para cada edifício, segundo a Equação 3.6.

TCTE CC ×= 4,0 Eq. 3.6

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Onde: CTE representa o consumo de água nas torneiras economizadoras, em porcentagem; CTC representa o consumo de água nas torneiras convencionais existentes nos edifícios, em porcentagem.

3.4.3. Instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras

Uma análise do potencial máximo de economia de água através da instalação dos equipamentos economizadores considerados foi realizada. O potencial de economia de água potável da instalação de torneiras mais eficientes foi somado ao potencial correspondente a instalação das bacias sanitárias com descarga dual (considerando o cenário mais favorável testado, ou seja, 90% das utilizações com descargas de 3 litros e 10% com descargas de 6 litros). 3.5. Conjugação de alternativas para o uso racional de água A combinação de alternativas de redução no consumo de água potável tende a aumentar a eficiência no uso da água. Dois cenários de conjugação de alternativas foram avaliados: 1- implementação do reuso de águas cinzas; a demanda por água não potável remanescente pode ser suprida com o aproveitamento de água pluvial. 2- instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras (item 3.4.3) seguida da implementação do reuso de águas cinzas; a demanda por água não potável remanescente pode ser suprida com o aproveitamento de água pluvial.

3.5.1. Aproveitamento de água pluvial e reuso de águas cinzas combinados

O potencial de economia de água potável considerando o aproveitamento de água pluvial e o reuso de águas cinzas combinados foi calculado comparando-se a demanda de água não potável e a oferta de águas cinzas e água pluvial para cada edifício. Dá-se preferência à utilização de água de reuso para suprir as descargas de bacias sanitárias. Assim, o sistema de água pluvial funciona como um complemento ao sistema de reuso de água. A oferta de água de reuso foi, portanto, reduzida da demanda de água não potável, de acordo com a Equação 3.7.

reusoof ODD −= Eq. 3.7

Onde: Df representa a demanda de água não potável do edifício a ser suprida com água pluvial, em porcentagem; Do representa a demanda de água não potável do edifício (descargas de bacias sanitárias), em porcentagem; Oreuso representa a oferta de águas cinzas do edifício (efluentes das torneiras dos lavatórios), em porcentagem. Para o cálculo do potencial de economia de água potável através do aproveitamento de água pluvial, utilizou-se Df como dado de entrada do programa Netuno.

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3.5.2. Aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores combinados Para avaliação do potencial de economia de água potável considerando todas as alternativas de redução de consumo em conjunto, adotou-se a seguinte seqüência de prioridades: 1o- Instalação de equipamentos economizadores (bacias sanitárias com descarga dual e torneiras economizadoras, correspondentes ao potencial de economia apresentado em 3.4.3); 2o- A demanda remanescente de água não potável (descargas de bacias sanitárias) é então atendida pelo reuso de águas cinzas; 3o- Caso o reuso de águas cinzas não seja suficiente para suprir toda a demanda por água não potável, faz-se o aproveitamento de água pluvial. 3.6. Energia embutida nas alternativas de redução do consumo de água Visando comparar as alternativas de redução do consumo de água potável sob a ótica de seu impacto ambiental, uma estimativa da energia embutida nos componentes das alternativas foi realizada. As estimativas foram feitas tomando como base os índices de energia embutida (em MJ/kg) e peso (em kg) de materiais de construção brasileiros, apresentados por Tavares (2006). Os pesos de reservatórios de água pluvial e bombas hidráulicas foram extraídos de Acqualife (2008) e Schneider (2008), respectivamente. Os sistemas de aproveitamento de água pluvial e de reuso de águas cinzas foram dimensionados de forma simplificada, considerando apenas os componentes mais significativos de cada sistema (tubulações, reservatórios, bombas hidráulicas, concreto e aparelhos sanitários). Para comparar mais facilmente as alternativas, a economia mensal de água (em m³/mês) foi dividida pelo custo energético da alternativa (em GJ), obtendo-se como resultado um índice de economia de água por unidade de energia embutida. Quanto maior este índice, mais eficiente a alternativa (maior a economia de água por cada GJ de energia embutida nos componentes da alternativa em questão). 3.6.1. Energia embutida em sistemas de aproveitamento de água pluvial Para a aplicação de um sistema de aproveitamento de água pluvial, foi considerada a energia embutida nos seguintes componentes: - reservatórios superior e inferior de água pluvial, em fibra de vidro; - tubulações de água para distribuição da água pluvial nos pontos de consumo, em PVC; - duas bombas hidráulicas para recalcar a água do reservatório inferior ao reservatório superior.

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3.6.2. Energia embutida em sistemas de reuso de águas cinzas Para a aplicação de um sistema de reuso de águas cinzas, foi considerada a energia embutida nos seguintes componentes: - reservatórios superior e inferior de água, em fibra de vidro; - tubulações de esgoto para recolhimento das águas cinzas, em PVC; - blocos de concreto, utilizados para construir um filtro de brita para tratamento das águas cinzas geradas; - duas bombas hidráulicas, para recalque da água do reservatório inferior para reservatório superior; - tubulações de água para distribuição da água a ser reutilizada nos pontos de consumo, em PVC. 3.6.3. Energia embutida em equipamentos economizadores Para a instalação de bacias sanitárias com descarga dual e de torneiras economizadoras, foi considerado que todos estes aparelhos seriam trocados em cada edifício. Assim, a energia embutida desta alternativa corresponde à energia embutida no número de bacias sanitárias e torneiras de cada edifício. 3.6.4. Dimensionamento dos componentes dos sistemas A quantidade de tubulações de água e esgoto foi estimada tomando-se como base as dimensões da planta baixa do pavimento tipo, a localização dos banheiros e a altura da fachada dos edifícios, apresentadas por Minku (2005). A altura da fachada foi considerada como a altura das colunas de distribuição da água (água pluvial e água de reuso) para os pontos de consumo de cada andar. O comprimento da tubulação de recalque das águas pluvial e de reuso também foi adotado como sendo igual ao da altura da fachada. O sistema de reuso necessita ainda de uma coluna de esgoto (tudo de queda) que coleta as águas cinzas (efluentes das torneiras de lavatórios) para posterior tratamento, onde também foi adotada a altura da fachada como comprimento da tubulação. Um coeficiente de majoração foi adotado, visando minimizar um possível subdimensionamento do sistema, já que a utilização de válvulas e conexões foi desconsiderada no dimensionamento. Assim, considerou-se no dimensionamento um comprimento 10% maior de tubulações do que o comprimento inicialmente calculado. A capacidade dos reservatórios superior e inferior de água pluvial foi calculada com a utilização do programa Netuno, conforme explicado no item 3.2.1. A adoção de duas bombas hidráulicas segue a recomendação da NBR 5626 (ABNT, 1998), que prevê a instalação de duas unidades independentes para garantir o abastecimento no caso de falha de alguma das unidades. A potência das bombas hidráulicas foi calculada segundo Ghisi (2004), para um funcionamento de 4 horas diárias, segundo a Equação 3.8.

R

QHP man

75= Eq. 3.8

Onde: P representa a potência necessária para a bomba hidráulica, em cv;

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Q representa a vazão de recalque, em l/s; Hman representa a altura manométrica dinâmica, em metros (considerou-se como altura manométrica a altura da fachada da edificação, acrescida de 2m de altura de sucção e de 25% da altura da fachada representando a perda de carga); R representa o rendimento da moto-bomba (adimensional), onde foi adotado 0,4, conforme recomendação para a faixa de potências trabalhada. O sistema de tratamento de águas cinzas foi escolhido de acordo com recomendações da NBR 13969 (ABNT, 1997), que aponta como características do tratamento de filtro de areia (ou de brita) a simplicidade na operação e manutenção e médio custo operacional e área para implantação. O dimensionamento do filtro de britas foi realizado segundo PROSAB (2006), que apresenta a Equação 3.9 para o cálculo da área de filtração.

TAS

QA = Eq. 3.9

Onde: A representa a área superficial, em m²; Q representa a vazão de águas cinzas, em m³/dia; TAS representa a taxa superficial aplicada, igual a 0,2m³/m².dia, segundo recomendação da NBR 13969 (ABNT, 1997). A altura adotada para a camada filtrante foi de 70cm e o meio filtrante adotado foi a brita no 2, de acordo com PROSAB (2006). Adotaram-se volumes iguais para os reservatórios superiores e inferiores de águas cinzas de cada edifício, equivalentes ao volume total de águas cinzas geradas em um dia.

27

4. Resultados Este capítulo apresenta os resultados completos das análises de potencial de economia de água potável através do aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e utilização de bacias sanitárias VDR. Apresenta também as estimativas da energia embutida nas alternativas de redução do consumo de água potável consideradas. 4.1. Levantamento de dados Os dados utilizados neste estudo foram obtidos dos trabalhos de Minku (2005) e Proença (2007). Os dados sobre usos finais de água potável obtidos estão resumidos na Tabela 4. 1. Observa-se que as bacias sanitárias representam mais da metade do consumo de água em todos os edifícios, variando entre 52,0 e 84,6%. A área do telhado (considerada igual a área do pavimento tipo), demanda per capita de água potável, número de ocupantes e demanda de água pluvial de cada edifício (porcentagem de água potável a ser substituída por água pluvial) estão apresentados na Tabela 4. 2.

Tabela 4. 1. Usos finais de água potável nos dez edifícios de escritórios

Edifício

Consumo mensal de água

Torneiras Bacia sanitária Limpeza Outros Total

(m)³ (%) (m)³ (%) (m)³ (%) (m)³ (%) (m)³ (%) Aliança 23,0 8,4 148,0 54,0 7,0 2,6 96,0 35,0 274,0 100,0 Ewaldo Moritz 8,9 6,8 110,2 84,6 2,1 1,6 9,2 7,0 130,3 100,0 Granemann 29,3 27,3 69,4 64,6 2,3 2,1 6,5 6,0 107,5 100,0 Ilha de Santorini 23,9 14,5 130,4 79,1 2,5 1,5 8,0 4,9 164,8 100,0 Ilha dos Ventos 7,4 13,4 44,7 81,0 1,2 2,1 1,9 3,5 55,1 100,0 Manhattan 22,1 19,4 81,2 71,5 4,8 4,3 5,4 4,8 113,6 100,0 Olmiro Faraco 24,5 17,0 113,2 78,5 2,6 1,8 3,7 2,6 144,1 100,0 Pedro Xavier 62,4 23,8 143,4 54,8 7,1 2,7 48,9 18,7 261,9 100,0 Trajanus 56,6 38,4 82,1 55,8 1,8 1,2 6,7 4,5 147,1 100,0 Via Venneto 12,4 14,4 44,6 52,0 3,3 3,9 25,5 29,7 85,7 100,0

Tabela 4. 2. Área de telhado, índice de consumo, número de ocupantes e índice de utilização de água

pluvial nos dez edifícios de escritórios

Edifício Área de

telhado (m²) Demanda de água potável

(litros/ocupante.dia) Número de ocupantes

Demanda de água pluvial (%)

Aliança 233,6 84,1 157 54,0 Ewaldo Moritz

158,6 65,4 96 84,6

Granemann 145,6 101,6 51 64,6 Ilha de Santorini

150,5 53,7 148 79,1

Ilha dos Ventos

133,6 34,9 76 81,0

Manhattan 220,7 39,7 138 71,5 Olmiro Faraco

312,4 48,6 143 78,5

Pedro Xavier 288,2 51,9 243 54,8 Trajanus 299,3 55,4 128 55,8 Via Venneto 154,6 53,6 100 52,0

28

A demanda per capita de água potável entre os dez edifícios apresenta grande variação, entre 34,9 e 101,6 litros/ocupante.dia, causada sobretudo pela diversidade de atividades comerciais desenvolvidas em cada edifício e por sua população flutuante. Para a obtenção da demanda de água pluvial, considerou-se que a água destinada às descargas de bacias sanitárias pode ser substituída por água pluvial. 4.2. Aproveitamento de água pluvial A primeira opção de redução do consumo de água potável analisada foi o aproveitamento de água pluvial. Com a utilização do programa Netuno, o funcionamento de um sistema de captação e aproveitamento de água pluvial, com dois reservatórios (um superior e um inferior), foi simulado. As simulações levaram em consideração o histórico pluviométrico da cidade de Florianópolis no período compreendido entre os anos de 2000 e 2006 (com medições de 01/01/2000 a 31/12/2006, conforme apresentado na Figura 4. 1).

Figura 4. 1. Precipitação pluviométrica diária em Florianópolis entre 2000 e 2006

Pode-se observar que Florianópolis possui precipitação ao longo de todo o ano, com maior volume de chuvas nos primeiros e últimos meses do ano, o que corresponde à estação de verão. O ano de 2001 apresentou o maior valor de precipitação acumulada da série (Tabela 4. 3), equivalente a 2214mm precipitados no ano. Já o ano de 2003 apresentou menos da metade da precipitação do ano de 2001. A média de precipitação anual nesta série é igual a 1595mm.

Tabela 4. 3. Precipitações médias anuais na cidade de Florianópolis (de 2000 a 2006) Ano Precipitações médias anuais (mm)

2000 1408 2001 2214 2002 1611 2003 1095 2004 1780 2005 1697 2006 1361

Média 1595

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Os volumes ideais dos reservatórios inferiores e superiores de água pluvial foram calculados de acordo com o critério descrito na metodologia e estão apresentados na Tabela 4. 4. Por meio de simulações com o programa Netuno foi possível estabelecer o potencial de economia de água potável para diferentes volumes de reservatórios inferiores. A título ilustrativo, um gráfico representando as simulações para diferentes volumes de reservatórios inferiores está apresentado na Figura 4. 2. Para gerar este gráfico, os valores de reservatório superior ideal para cada edifício foram previamente calculados (de acordo com a metodologia apresentada no item 3.2.1) e adotados nas simulações. No edifício Ilha dos Ventos, por exemplo, foi obtido o maior potencial de economia de água potável. As variações no potencial de economia de água potável entre os edifícios estão relacionadas sobretudo com a relação entre área de telhado e a demanda de água pluvial. Esta influência será melhor analisada mais adiante, com o estabelecimento de uma correlação entre os parâmetros apresentada na Figura 4.3. Com adoção de um reservatório inferior de 6000 litros, o potencial de economia de água potável encontrado equivale a 21,2%.

Figura 4. 2. Potencial de economia de água potável em função do volume do reservatório inferior de água

pluvial nos dez edifícios estudados Os volumes ideais de reservatórios superior e inferior estão apresentados na Tabela 4.4. Os volumes foram calculados segundo a metodologia apresentada no item 3.2.1, adotando-se inicialmente o volume do reservatório superior como igual a demanda diária de água pluvial. Após a determinação do volume ideal do reservatório inferior, diminuiu-se gradativamente (em intervalos de 500 litros) o volume do reservatório superior, de forma a otimizar seu tamanho. Considerou-se que o volume superior do reservatório poderia ser diminuído até um volume que apresenta-se uma redução máxima no potencial de economia de água potável de 0,5%. Assim, no edifício Pedro Xavier, por exemplo, a adoção de um reservatório superior com 4000 litros de volume apresenta um potencial de economia de água potável de 7,9%. Caso se adotasse a demanda diária de água pluvial (7000 litros) como volume do reservatório superior, o potencial de economia de água potável apresentaria um aumento inferior a 0,5%. O consumo diário de água, bem como a demanda diária de água pluvial foram calculados com base nos índices de consumo diário de água e número de ocupantes de cada edifício. O potencial de economia de água potável variou entre 6,1% e 21,2%. No edifício Aliança, por exemplo, foram obtidos, como volumes ideais de reservatórios, 5000 litros para o inferior e 3000 litros para o superior. Para estes volumes de reservatório, o potencial de economia de

30

água potável encontrado foi de 6,1% (equivalente a 0,81m³/dia). Destaca-se que os baixos potenciais de economia encontrados, levando em consideração as altas demandas de água pluvial, devem-se sobretudo à pequena área de cobertura das edificações.

Tabela 4. 4. Potencial de economia de água potável pela utilização de água pluvial e volumes ideais de reservatórios superior e inferior

Edifício

Consumo diário de

água potável

Demanda diária de água

pluvial

Potencial de economia de água potável

Volume ideal do

reservatório inferior

Volume do reservatório

superior utilizado

(m³) (m³) (%) (m³/dia) (%) (litros) (litros) Aliança 13,2 7,1 54,0 0,81 6,1 5000 3000 Ewaldo Moritz 6,3 5,3 84,6 0,62 9,9 5000 2500 Granemann 5,2 3,3 64,6 0,58 11,1 5000 2000 Ilha de Santorini

7,9 6,3 79,1 0,56 7,0 4000 2000

Ilha dos Ventos 2,7 2,2 81,0 0,56 21,2 6000 2000 Manhattan 5,5 3,9 71,5 0,85 15,6 7000 3000 Olmiro Faraco 6,9 5,5 78,5 1,19 17,1 9000 4500 Pedro Xavier 12,6 6,9 54,8 1,00 7,9 6000 4000 Trajanus 7,1 4,0 55,8 1,07 15,1 8000 3000 Via Venneto 5,4 2,8 52,0 0,60 11,2 5000 2000

Visando verificar-se o grau de influência dos parâmetros “consumo de água” e “área de cobertura” no potencial de economia de água potável, dividiu-se o consumo diário de água potável pela área de cobertura da edificação, correlacionando este índice com o potencial de economia de água potável obtido através das simulações (Figura 4.3). Obteve-se um coeficiente de determinação de 0,9538 para uma função exponencial.

Figura 4. 3. Correlação entre a relação “consumo diário de água/área de cobertura” e o potencial de

economia de água potável dos dez edifícios de escritórios Observa-se que não há uma correlação perfeita entre os parâmetros, embora se possa observar uma clara tendência de aumento no potencial de economia de água potável à medida que a relação entre consumo diário de água e área de cobertura diminui. Este resultado indica que o potencial de economia de água potável pelo aproveitamento de água pluvial tende a aumentar à medida que a área de captação aumenta em relação ao consumo diário de água.

31

Em outras palavras, à medida que o índice “consumo/área” diminui, o potencial de economia de água potável aumenta. Verificou-se também a mesma correlação, substituindo o consumo diário de água potável pelo consumo diário de água pluvial, mas não se obteve boa correlação (coeficiente de correlação igual a 0,6223, conforme apresentado na Figura 4.4).

Figura 4. 4. Correlação entre a relação “demanda diária de água pluvial/área de cobertura” e o potencial

de economia de água potável dos dez edifícios de escritórios 4.3. Reuso de águas cinzas O potencial de economia de água potável por meio do reuso de águas cinzas considerou que a água utilizada nas torneiras de lavatórios seria reutilizada nas descargas de bacias sanitárias. O potencial de diminuição do consumo de água potável nos edifícios estudados está apresentado na Tabela 4. 5. Observa-se que o potencial de economia de água potável variou entre 6,8 e 53,8m³/mês, representando entre 6,8 e 38,4% do consumo mensal de água dos edifícios estudados. Estes potenciais de economia de água potável foram obtidos através da Equação 3.1, apresentada na metodologia, que considera que a água proveniente das torneiras é reutilizada nas descargas de bacias sanitárias. No edifício Aliança, por exemplo, as descargas de bacias sanitárias (demanda de águas cinzas) possuem um consumo de 121,9m³/mês de água. No mesmo edifício, os efluentes das torneiras de lavatórios representam 19m³/mês de águas cinzas, podendo suprir as descargas de bacias sanitárias na mesma quantidade. O potencial de economia de água potável para este edifício é, portanto, igual a 19m³/mês (equivalente a 8,4% do consumo total de água). Nos dez edifícios considerados neste estudo a demanda de águas cinzas (descarga de bacias sanitárias) é maior do que a oferta (água proveniente de torneiras). O reuso de águas cinzas apresentou um potencial de economia de água potável maior do que o aproveitamento de água pluvial em oito dos dez edifícios (somente nos edifícios Ewaldo Moritz e Ilha dos Ventos o aproveitamento de água pluvial mostrou-se mais vantajoso, devido principalmente ao baixo consumo de água nas torneiras destes edifícios).

32

4.4. Instalação de equipamentos economizadores Neste item são analisados os resultados da instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras, através da estimativa do impacto destas alternativas no consumo total de água dos edifícios de escritórios.

Tabela 4. 5. Usos finais de água potável e redução do consumo com reuso de águas cinzas

Edifício Parâmetros Torneiras Bacia sanitária Limpeza Outros Total

Aliança

Usos finais (%) 8,4 54,0 2,6 35,0 100,0

Consumo mensal (m³) 19,0 121,9 5,9 79,0 225,8

Demanda de águas cinzas (m³) - 121,9 - - 121,9

Oferta de águas cinzas (m³) 19,0 - - - 19,0

Economia com reuso (m³) 19,0

Ewaldo Moritz

Usos finais (%) 6,8 84,6 1,6 7,0 100,0 Consumo mensal (m³) 6,8 84,5 1,6 7,0 99,9 Demanda de águas cinzas (m³) - 84,5 - - 84,5 Oferta de águas cinzas (m³) 6,8 - - - 6,8 Economia com reuso (m³) 6,8

Granemann

Usos finais (%) 27,3 64,6 2,1 6,0 100,0 Consumo mensal (m³) 23,1 54,7 1,8 5,1 84,7 Demanda de águas cinzas (m³) - 54,7 - - 54,7 Oferta de águas cinzas (m³) 23,1 - - - 23,1 Economia com reuso (m³) 23,1

Ilha de Santorini

Usos finais (%) 14,5 79,1 1,5 4,9 100,0 Consumo mensal (m³) 27,2 148,6 2,8 9,2 187,8 Demanda de águas cinzas (m³) - 148,6 - - 148,6 Oferta de águas cinzas (m³) 27,2 - - - 27,2 Economia com reuso (m³) 27,2

Ilha dos Ventos

Usos finais (%) 13,4 81,0 2,1 3,5 100,0 Consumo mensal (m³) 7,7 46,5 1,2 2,0 57,4 Demanda de águas cinzas (m³) - 46,5 - - 46,5 Oferta de águas cinzas (m³) 7,7 - - - 7,7 Economia com reuso (m³) 7,7

Manhattan

Usos finais (%) 19,4 71,5 4,3 4,8 100,0 Consumo mensal (m³) 16,9 62,1 3,7 4,2 86,9 Demanda de águas cinzas (m³) - 62,1 - - 62,1 Oferta de águas cinzas (m³) 16,9 - - - 16,9 Economia com reuso (m³) 16,9

Olmiro Faraco

Usos finais (%) 21,0 74,6 1,8 2,6 100,0 Consumo mensal (m³) 24,8 88,3 2,1 3,1 118,3 Demanda de águas cinzas (m³) - 88,3 - - 88,3 Oferta de águas cinzas (m³) 24,8 - - - 24,8 Economia com reuso (m³) 24,8

Pedro Xavier

Usos finais (%) 23,8 54,8 2,7 18,7 100,0 Consumo mensal (m³) 53,8 123,8 6,1 42,2 225,9 Demanda de águas cinzas (m³) - 123,8 - - 123,8 Oferta de águas cinzas (m³) 53,8 - - - 53,8 Economia com reuso (m³) 53,8

33

Tabela 4. 5. Usos finais de água potável e redução do consumo com reuso de águas cinzas (continuação)

Edifício Parâmetros Torneiras Bacia sanitária Limpeza Outros Total

Trajanus

Usos finais (%) 38,4 55,8 1,2 4,5 99,9

Consumo mensal (m³) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Demanda de águas cinzas (%) - 55,8 - - 55,8

Oferta de águas cinzas (%) 38,4 - - - 38,4

Economia com reuso (%) 38,4

Via Venneto

Usos finais (%) 14,4 52,0 3,9 29,7 100,0

Consumo mensal (m³) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Demanda de águas cinzas (%) - 52,0 - - 52,0

Oferta de águas cinzas (%) 14,4 - - - 14,4

Economia com reuso (%) 14,4

4.4.1. Instalação de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido

A Tabela 4.6 apresenta o impacto, no consumo total de água, da substituição das bacias sanitárias existentes nos edifícios por bacias sanitárias do tipo caixa acoplada, com volume de 6 litros de água. Avaliou-se igualmente a alternativa de instalação de bacias sanitárias com dispositivo dual de descarga (3 litros para efluentes líquidos e 6 litros para resíduos sólidos), considerando três cenários distintos quanto à distribuição das utilizações entre as descargas de 3 e de 6 litros. A avaliação de cenários de utilização das descargas foi adotada pelo fato do trabalho de Proença (2007) não descriminar o uso das descargas de bacias sanitárias entre resíduos líquidos e sólidos. Observou-se que a adoção de bacias sanitárias com caixa acoplada de descarga de 6 litros aumentou o consumo de água de dois edifícios (Aliança e Trajanus), pois nestes edifícios a média de consumo de água por descarga é menor do que 6 litros. Já a adoção de bacias sanitárias com descarga dual apresentou reduções expressivas no consumo de água dos edifícios nos três cenários analisados. O cenário mais desfavorável em relação ao uso de água (com utilização da descarga de 3 litros em 50% das vezes) apresentou reduções no consumo de água dos edifícios entre 9,2% e 49,0%. O cenário intermediário (com utilização da descarga de 3 litros em 70% das vezes) apresentou reduções entre 15,4% e 53,0%. O cenário mais favorável (com utilização da descarga de 3 litros em 90% das vezes) apresentou reduções no consumo de água potável entre 21,6% e 57,4%. No edifício Aliança, por exemplo, as descargas de bacias sanitárias são responsáveis por 148m³/mês de água. Caso bacias sanitárias com descargas de 6 litros fossem instaladas, este consumo aumentaria para 153,8m³/mês (aumento de 2,1% no consumo de água da edificação). Já a instalação de bacias sanitárias com descarga dual resultaria em uma redução no consumo total de água entre 11,9% e 23,1%, dependendo da distribuição das utilizações entre as descargas de 3 e 6 litros.

34

Tabela 4. 6. Impacto da instalação de bacias sanitárias com descargas de 6 litros e com dispositivo dual de descarga (3 e 6 litros)

Edifício Consumo de

água

Bacia sanitária

convencional

Descarga de 6 litros

Descarga dual (90%

dos usos com descarga de 3

litros)

Descarga dual (70%

dos usos com descarga de 3

litros)

Descarga dual (50%

dos usos com descarga de 3

litros)

Aliança

Consumo mensal de água (m³) 148,0 153,8 84,6 100,0 115,4

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- 2,1 -23,1 -17,5 -11,9

Ewaldo Moritz

Consumo mensal de água (m³) 110,2 64,3 35,4 41,8 48,2

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- -35,2 -57,4 -52,5 -47,5

Granemann

Consumo mensal de água (m³) 69,4 52,1 28,7 33,9 39,1

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- -16,1 -37,9 -33,1 -28,2

Ilha de Santorini

Consumo mensal de água (m³) 130,4 66,1 36,4 43,0 49,6

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- -39,0 -57,0 -53,0 -49,0

Ilha dos Ventos

Consumo mensal de água (m³) 44,7 35,9 19,7 23,3 26,9

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- -15,9 -45,2 -38,7 -32,2

Manhattan

Consumo mensal de água (m³) 81,2 79,1 43,5 51,4 59,3

Diferença no consumo

total de água do edifício

(%)

- -1,9 -33,2 -26,3 -19,3

35

Tabela 4.6. Impacto da instalação de bacias sanitárias com descargas de 6 litros e com dispositivo dual de descarga (3 e 6 litros) – continuação

Edifício Consumo de água

Bacia sanitária

convencional

Descarga de 6L

Descarga dual (90% dos usos com descarga

de 3 litros)

Descarga dual (70% dos usos com descarga

de 3 litros)

Descarga dual (50% dos usos com descarga

de 3 litros)

Olmiro Faraco

Consumo mensal de água (m³) 113,2 69,7 38,3 45,3 52,3

Diferença no consumo total

de água do edifício (%)

- -30,2 -52,0 -47,1 -42,3

Pedro Xavier

Consumo mensal de água (m³) 154,2 158,0 86,9 102,7 118,5

Diferença no consumo total

de água do edifício (%)

- 1,4 -25,7 -19,7 -13,7

Trajanus

Consumo mensal de água (m³) 82,1 91,3 50,2 59,4 68,5

Diferença no consumo total

de água do edifício (%)

- 6,3 -21,6 -15,4 -9,2

ViaVenneto

Consumo mensal de água (m³) 44,6 32,3 17,8 21,0 24,3

Diferença no consumo total

de água do edifício (%)

- -14,3 -31,2 -27,5 -23,7

4.4.2. Instalação de torneiras economizadoras Para avaliação do impacto da instalação de torneiras economizadoras no consumo de água dos edifícios, considerou-se uma redução média de 40% no consumo de água em relação às torneiras convencionais, segundo dados de ANA et al. (2005). Os resultados estão apresentados na Tabela 4. 7. Pode-se observar que o consumo de água dos edifícios, com a substituição das torneiras, apresenta reduções entre 2,7% e 15,4%. Pode-se observar que a instalação de torneiras economizadoras não representa uma alternativa tão atrativa para a redução no consumo de água quanto a adoção de bacias sanitárias com dispositivo dual de descarga (Tabela 4.6).

4.4.3. Instalação de bacias sanitárias e torneiras economizadoras

A situação de máxima economia de água com instalação de equipamentos economizadores foi avaliada.

36

Tabela 4. 7. Impacto da instalação de torneiras economizadoras no consumo de água dos edifícios

Edifício Parâmetro Consumo de água

(m³/mês) (%)

Aliança Consumo atual das torneiras 23,0 8,4 Consumo das torneiras economizadoras 9,2 3,4 Redução no consumo total de água do edifício (%) 3,4

Ewaldo Moritz Consumo atual das torneiras 8,9 6,8 Consumo das torneiras economizadoras 3,6 2,7 Redução no consumo total de água do edifício (%) 2,7

Granemann Consumo atual das torneiras 29,3 27,3 Consumo das torneiras economizadoras 11,7 10,9 Redução no consumo total de água do edifício (%) 10,9

Ilha de Santorini Consumo atual das torneiras 23,9 14,5 Consumo das torneiras economizadoras 9,6 5,8 Redução no consumo total de água do edifício (%) 5,8

Ilha dos Ventos Consumo atual das torneiras 7,4 13,4 Consumo das torneiras economizadoras 3,0 5,4 Redução no consumo total de água do edifício (%) 5,4

Manhattan Consumo atual das torneiras 22,1 19,4 Consumo das torneiras economizadoras 8,8 7,8 Redução no consumo total de água do edifício (%) 7,8

Olmiro Faraco Consumo atual das torneiras 24,5 17,0 Consumo das torneiras economizadoras 9,8 6,8 Redução no consumo total de água do edifício (%) 6,8

Pedro Xavier Consumo atual das torneiras 62,4 23,8 Consumo das torneiras economizadoras 25,0 9,5 Redução no consumo total de água do edifício (%) 9,5

Trajanus Consumo atual das torneiras 56,6 38,4 Consumo das torneiras economizadoras 22,6 15,4 Redução no consumo total de água do edifício (%) 15,4

Via Venneto Consumo atual das torneiras 12,4 14,4 Consumo das torneiras economizadoras 4,9 5,8 Redução no consumo total de água do edifício (%) 5,8

Considerou-se a instalação de bacias sanitárias com descarga dual no cenário mais favorável (acionamento da descarga de 3 litros em 90% das utilizações) e a instalação de torneiras economizadoras. Os resultados estão apresentados na Tabela 4. 8. O potencial de economia de água foi superior a 25% em todos os edifícios, variando entre 26,5% e 62,9% (representando economias mensais de água entre 27,9m³ e 103,9m³). 4.5. Conjugação de alternativas para o uso racional de água A conjugação de diferentes alternativas de redução no consumo de água potável foi verificada para dois cenários, detalhados no item 3.5 da metodologia. 4.5.1. Aproveitamento de água pluvial e reuso de águas cinzas combinados Para avaliação do potencial de economia de água potável considerando o reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados, considerou-se como prioritário o reuso de águas cinzas, pois estas são geradas na própria edificação. Parte da descarga das bacias sanitárias seria então suprida pelo reuso de águas cinzas, diminuindo a demanda por água não

37

potável. Esta nova demanda de água não potável foi utilizada no cálculo do potencial de economia de água potável através do aproveitamento de água pluvial, com auxílio do programa Netuno (Tabela 4. 9). Tabela 4. 8. Impacto da instalação de bacias sanitárias com descarga dual e torneiras economizadoras no

consumo total de água dos edifícios

Edifício Parâmetro Redução no consumo total de água

m³/mês %

Aliança Redução com descarga dual 63,4 23,1 Redução com torneiras economizadoras 9,2 3,4 Redução com as duas alternativas combinadas 72,6 26,5

Ewaldo Moritz Redução com descarga dual 74,8 57,4 Redução com torneiras economizadoras 3,6 2,7 Redução com as duas alternativas combinadas 78,4 60,1

Granemann Redução com descarga dual 40,8 37,9 Redução com torneiras economizadoras 11,7 10,9 Redução com as duas alternativas combinadas 52,5 48,8

Ilha de Santorini Redução com descarga dual 94,0 57,0 Redução com torneiras economizadoras 9,6 5,8 Redução com as duas alternativas combinadas 103,6 62,9

Ilha dos Ventos Redução com descarga dual 24,9 45,2 Redução com torneiras economizadoras 3,0 5,4 Redução com as duas alternativas combinadas 27,9 50,6

Manhattan Redução com descarga dual 37,7 33,2 Redução com torneiras economizadoras 8,8 7,8 Redução com as duas alternativas combinadas 46,6 41,0

Olmiro Faraco Redução com descarga dual 74,9 52,0 Redução com torneiras economizadoras 9,8 6,8 Redução com as duas alternativas combinadas 84,7 58,8

Pedro Xavier Redução com descarga dual 67,3 25,7 Redução com torneiras economizadoras 25,0 9,5 Redução com as duas alternativas combinadas 92,3 35,3

Trajanus Redução com descarga dual 31,8 21,6 Redução com torneiras economizadoras 22,6 15,4 Redução com as duas alternativas combinadas 54,4 37,0

Via Venneto Redução com descarga dual 26,8 31,2 Redução com torneiras economizadoras 4,9 5,8 Redução com as duas alternativas combinadas 31,7 37,0

Os potenciais de economia de água potável referentes às duas alternativas em conjunto estão apresentados na Tabela 4.10. Pode ser observado que a economia de água potável, devido ao aproveitamento de água pluvial, é levemente menor quando há reuso de águas cinzas (Tabela 4. 9) do que quando há somente o aproveitamento de água pluvial (Tabela 4. 4). Isto ocorre por conta da metodologia de cálculo dos volumes de reservatórios que, devido a menor demanda por água pluvial, resulta em adoção de reservatórios até 1,5m³ menores. A Figura 4.5 exemplifica a diferença entre os potenciais de economia de água potável para diferentes volumes de reservatório inferior. Duas linhas de potenciais são traçadas: a linha superior corresponde aos potenciais referentes à implementação do aproveitamento de água pluvial isoladamente; a linha inferior representa os potenciais de utilização de água pluvial correspondentes à implementação do sistema conjugado (pluvial e reuso de águas cinzas).

38

Tabela 4. 9. Potencial de utilização de água pluvial considerando prioritariamente o reuso de águas cinzas para suprir a demanda por água não potável

Edifício

Demanda de água

não potável

(%)

Oferta de águas cinzas (%)

Demanda de água pluvial

(%)

Potencial de utilização de água pluvial

(%)

Volume ideal do reservatório

inferior (litros)

Volume do reservatório

superior utilizado (litros)

Aliança 54,0 8,4 45,6 6,1 5000 3000 Ewaldo Moritz 84,6 6,8 77,7 9,9 5000 2500 Granemann 64,6 27,3 37,3 10,8 5000 1500 Ilha de Santorini 79,1 14,5 64,6 7,0 4000 2000 Ilha dos Ventos 81,0 13,4 67,6 21,2 7000 1500 Manhattan 71,5 19,4 52,1 15,8 8000 2500 Olmiro Faraco 78,5 17,0 61,5 16,6 9000 3500 Pedro Xavier 54,8 23,8 30,9 7,0 5000 2500 Trajanus 55,8 38,4 17,3 11,8 7000 1500 Via Venneto 52,0 14,4 37,6 10,8 5000 1500

Figura 4. 5. Potencial de economia de água potável para diferentes volumes de reservatório inferior considerando o aproveitamento de água pluvial isoladamente e em conjugação com o reuso de águas

cinzas no edifício Trajanus O potencial de economia de água potável considerando as duas alternativas em conjunto apresentou valores entre 14,5% e 50,2% (Tabela 4.10). O edifício Aliança, por exemplo, possui uma demanda por água não potável (descargas de bacias sanitárias) igual a 148m³/mês e uma oferta de águas cinzas (efluente de torneiras de lavatórios) igual a 23m³/mês. Diminuindo-se a oferta de águas cinzas da demanda por água não potável, obtém-se a demanda de água pluvial, utilizada como dado de entrada no programa Netuno (Tabela 4. 9). Assim, a oferta de água não potável corresponde a soma de águas cinzas com a água pluvial disponível (calculada utilizando-se o programa Netuno). No caso do edifício Aliança, a economia mensal corresponde a 39,7m³/mês, ou 14,5% do consumo de água.

39

Tabela 4. 10. Potencial de economia de água potável através de reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados

Edifício Consumo mensal de água Torneiras Bacia

sanitária Limpeza Outros Pluvial Total

Aliança

Usos finais (%) 8,4 54,0 2,6 35,0 - 100,0

Consumo mensal (m³) 23,0 148,0 7,0 96,0 - 274,0 Demanda de água não potável (m³)

- 148,0 - - - 148,0

Oferta de água não potável (m³)

23,0 - - - 16,7 39,7

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

39,7

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

14,5

Ewaldo Moritz

Usos finais (%) 6,8 84,6 1,6 7,0 - 100,0 Consumo mensal (m³) 8,9 110,2 2,1 9,2 - 130,3 Demanda de água não potável (m³)

- 110,2 - - - 110,2

Oferta de água não potável (m³)

8,9 - - - 12,9 21,8

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

21,8

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

16,8

Granemann

Usos finais (%) 27,3 64,6 2,1 6,0 - 100,0 Consumo mensal (m³) 29,3 69,4 2,3 6,5 - 107,5 Demanda de água não potável (m³)

- 69,4 - - - 69,4

Oferta de água não potável (m³)

29,3 - - - 11,6 40,9

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

40,9

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

38,1

Ilha de Santorini

Usos finais (%) 14,5 79,1 1,5 4,9 - 100,0 Consumo mensal (m³) 23,9 130,4 2,5 8,0 - 164,8 Demanda de água não potável (m³)

- 130,4 - - - 130,4

Oferta de água não potável (m³)

23,9 - - - 11,5 35,5

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

35,5

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

21,5

Ilha dos Ventos

Usos finais (%) 13,4 81,0 2,1 3,5 - 100,0 Consumo mensal (m³) 7,4 44,6 1,2 1,9 - 55,1 Demanda de água não potável (m³)

- 44,6 - - - 44,6

Oferta de água não potável (m³)

7,4 - - - 11,7 19,1

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

19,1

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

34,6

40

Tabela 4. 11. Potencial de economia de água potável através de reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados (continuação)

Edifício Consumo mensal de água Torneiras Bacia

sanitária Limpeza Outros Pluvial Total

Manhattan

Usos finais (%) 19,4 71,5 4,3 4,8 - 100,0 Consumo mensal (m³) 22,1 81,3 4,8 5,4 - 113,6

Demanda de água não potável (m³)

- 81,3 - - - 81,3

Oferta de água não potável (m³)

22,1 - - - 17,9 40,0

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

40,0

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

35,2

Olmiro Faraco

Usos finais (%) 17,0 78,5 1,8 2,6 - 100,0 Consumo mensal (m³) 24,5 113,2 2,6 3,7 - 144,1

Demanda de água não potável (m³)

- 113,2 - - - 113,2

Oferta de água não potável (m³)

24,5 - - - 23,9 48,5

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

48,5

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

33,6

Pedro Xavier

Usos finais (%) 23,8 54,8 2,7 18,7 - 100,0 Consumo mensal (m³) 62,4 143,4 7,1 48,9 - 261,9

Demanda de água não potável (m³)

- 143,4 - - - 143,4

Oferta de água não potável (m³)

62,4 - - - 18,3 80,7

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

80,7

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

30,8

Trajanus

Usos finais (%) 38,4 55,8 1,2 4,5 - 100,0 Consumo mensal (m³) 56,6 82,1 1,8 6,7 - 147,1

Demanda de água não potável (m³)

- 82,1 - - - 82,1

Oferta de água não potável (m³)

56,6 - - - 17,4 73,9

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

73,9

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

50,2

Via Venneto

Usos finais (%) 14,4 52,0 3,9 29,7 - 100,0

Consumo mensal (m³) 12,4 44,6 3,3 25,5 - 85,7

Demanda de água não potável (m³)

- 44,6 - - - 44,6

Oferta de água não potável (m³)

12,4 - - - 9,3 21,6

Economia com águas cinzas e pluvial (m³)

21,6

Economia com águas cinzas e pluvial (%)

25,2

41

4.5.2. Aproveitamento de água pluvial, reuso de águas cinzas e instalação de equipamentos economizadores combinados A estratégia de redução de consumo considerando todas as alternativas em conjunto priorizou a instalação de equipamentos economizadores (resultados apresentados no item 4.4.3). A Tabela 4. 12 apresenta os resultados de potencial de economia de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial, já considerando a redução na demanda de água não potável decorrentes da instalação de equipamentos economizadores e do reuso de águas cinzas. No edifício Aliança, por exemplo, a instalação de bacias sanitárias com descarga dual reduziu a demanda de água não potável em 21,3% (Tabela 4. 8), passando de 54,0 para 30,9% do consumo total de água do edifício. Já a instalação de torneiras economizadoras reduziu em 3,4% a oferta de águas cinzas (Tabela 4. 8), passando de 8,4 para 5,0% do consumo total de água do edifício. A demanda de água pluvial, portanto, corresponde a água consumida nas descargas de bacias sanitárias (30,9%) diminuída da oferta de águas cinzas (5,0%). Os resultados completos de redução de consumo desta estratégia encontram-se naTabela 4.23.

Tabela 4. 12. Potencial de utilização de água pluvial considerando prioritariamente a instalação de equipamentos economizadores e o reuso de águas cinzas para suprir a demanda por água não potável

Edifício

Demanda de água

não potável

(%)

Oferta de águas cinzas (%)

Demanda de água pluvial

(%)

Potencial de economia de água potável

(%)

Volume ideal do

reservatório inferior (litros)

Volume do reservatório

superior utilizado (litros)

Aliança 30,9 5,0 25,9 5,4 4000 2000 Ewaldo Moritz 27,2 4,1 23,1 9,3 5000 1500 Granemann 26,7 16,4 10,3 7,5 4000 500 Ilha de Santorini 22,1 8,7 13,4 6,3 4000 1000 Ilha dos Ventos 35,8 8,0 27,7 19,1 7000 1000 Manhattan 38,3 11,6 26,6 14,7 8000 1500 Olmiro Faraco 22,6 14,2 8,5 5,9 3000 500 Pedro Xavier 29,1 14,3 14,8 6,3 5000 1500 Trajanus 34,2 23,0 11,1 8,7 5000 1000 Via Venneto 20,8 8,6 12,1 8,5 4000 1000

O potencial de economia de água potável considerando todas as alternativas em conjunto apresentou valores entre 36,9% e 78,9%. O edifício Olmiro Faraco apresentou o maior potencial de economia de água potável. Neste edifício, a instalação de equipamentos economizadores reduziu em 58,8% o consumo de água potável. As águas cinzas disponíveis para reuso correspondem ao volume de efluentes das torneiras economizadoras (14,2% do consumo total de água potável). O aproveitamento de água pluvial apresentou um potencial de economia igual a 5,9%, para este edifício.

42

Tabela 4. 13. Potencial de economia de água potável através da instalação de equipamentos economizadores, reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados

Edifício Parâmetros (%) Torneiras Bacia

sanitária Limpeza Outros Pluvial Total

Aliança

Usos finais 8,4 54,0 2,6 35,0 - 100,0 Economia com equipamentos economizadores

3,4 23,1 - - - 26,5

Demanda de água não potável

- 30,9 - - - 30,9

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

5,0 - - - 5,4 10,4

Economia total 36,9

Ewaldo Moritz

Usos finais 6,8 84,6 1,6 7,0 100,0 Economia com equipamentos economizadores

2,7 57,4 - - - 60,1

Demanda de água não potável

- 27,2 - - - 27,2

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

4,1 - - - 9,3 13,4

Economia total 73,5

Granemann

Usos finais 27,3 64,6 2,1 6,0 100,0 Economia com equipamentos economizadores

10,9 37,9 - - - 48,8

Demanda de água não potável

- 26,7 - - - 26,7

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

16,4 - - - 7,5 23,9

Economia total 72,8

Ilha de Santorini

Usos finais 14,5 79,1 1,5 4,9 100,0 Economia com equipamentos economizadores

5,8 57,0 - - - 62,9

Demanda de água não potável

- 22,1 - - - 22,1

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

8,7 - - - 6,3 15,0

Economia total 77,9

Ilha dos Ventos

Usos finais 13,4 81,0 2,1 3,5 100,0 Economia com equipamentos economizadores

5,4 45,2 - - - 50,6

Demanda de água não potável

- 35,8 - - - 35,8

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

8,0 - - - 19,1 27,1

Economia total 77,7

43

Tabela 4.13. Potencial de economia de água potável através da instalação de equipamentos economizadores, reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados (continuação)

Edifício Parâmetros (%) Torneiras Bacia

sanitária Limpeza Outros Pluvial Total

Manhattan

Usos finais 19,4 71,5 4,3 4,8 100,0

Economia com equipamenos economizadores

7,8 33,2 - - - 41,0

Demanda de água não potável - 38,3 - - - 38,3

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

11,6 - - - 14,7 26,3

Economia total 67,3

Olmiro Faraco

Usos finais 21,0 74,6 1,8 2,6 100,0

Economia com equipamenos economizadores

6,8 52,0 - - - 58,8

Demanda de água não potável - 22,6 - - - 22,6

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

14,2 - - - 5,9 20,1

Economia total 78,9

Pedro Xavier

Usos finais 23,8 54,8 2,7 18,7 100,0

Economia com equipamenos economizadores

9,5 25,7 - - - 35,3

Demanda de água não potável - 29,1 - - - 29,1

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

14,3 - - - 6,3 20,5

Economia total 55,8

Trajanus

Usos finais 38,4 55,8 1,2 4,5 99,9

Economia com equipamenos economizadores

15,4 21,6 - - - 37,0

Demanda de água não potável - 34,2 - - - 34,2

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

23,0 - - - 8,7 31,7

Economia total 68,7

Via Venneto

Usos finais 14,4 52,0 3,9 29,7 100,0

Economia com equipamenos economizadores

5,8 31,2 - - - 37,0

Demanda de água não potável - 20,8 - - - 20,8

Oferta de água não potável (reuso e pluvial)

8,6 - - - 8,5 17,1

Economia total 54,1

4.6. Energia embutida nas alternativas de redução do consumo de água Com o objetivo de comparar as alternativas de redução do consumo de água potável sob a ótica de seu impacto ambiental, estimou-se a energia embutida nos principais componentes de cada alternativa. Os sistemas de aproveitamento de água pluvial e de reuso de águas cinzas foram dimensionados de forma simplificada, considerando apenas os componentes mais significativos de cada sistema (tubulações, reservatórios, bombas hidráulicas, concreto e aparelhos sanitários). A título de exemplo, as estimativas do edifício Aliança estão apresentadas nas Tabela 4. 14 a 4.15. O reuso de águas cinzas mostrou-se a alternativa com maior custo energético (38GJ), seguido do aproveitamento de água pluvial (28GJ) e da instalação de equipamentos economizadores (26GJ). Os resultados de todos os edifícios estão apresentados nos Apêndices I, II e III. Observa-se que as tubulações de PVC correspondem a

44

87% da energia embutida no sistema de água pluvial e a 80% no sistema de reuso de águas cinzas. Por esta razão, um dimensionamento mais detalhado das tubulações de PVC se faz necessário em trabalhos futuros, de forma a se obter resultados mais precisos.

Tabela 4. 14. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Aliança

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso (kg/un)

Energia embutida (MJ/kg)

Energia embutida no

material (MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 7

Reservatório de água de fibra de vidro 3000 litros

1 un 47,3 24 1136 4

Tubulação de PVC de 25 mm para água

33 m 0,7 80 1696 6

Tubulação de PVC de 50 mm para água

137 m 1,1 80 12286 44

Tubulação de PVC de 65 mm para água

74 m 1,7 80 10110 37

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 2

Total - - - - 27698 100

Tabela 4. 15. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Aliança

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1000 litros

2 un 20,0 24 960 3

Tubulação de PVC de 25 mm para água

33 m 0,7 80 1696 4

Tubulação de PVC de 50 mm para água

137 m 1,1 80 12286 32

Tubulação de PVC de 65 mm para água

74 m 1,7 80 10110 27

Tubulação de PVC de 40 mm para esgoto

137 m 0,4

80 3839 10

Tubulação de PVC de 50 mm para esgoto 65

m 0,4

80 2087 5

Tubulação de PVC de 75 mm para esgoto 15

m 0,5

80 601 2

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 1

Bloco de concreto 437 un 12,2 1 5307 14 Brita 3 m³ 1650,0 0,15 792 2

Total - - - - 38113 100

45

Tabela 4. 16. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Aliança

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso (kg/un)

EE (MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

42 un 15,0 25 15750 60

L avatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

42 un 10,0 25 10500 40

Total - - - - 26250 100

Os resultados principais das estimativas estão apresentados na Tabela 4.17. Observa-se que o reuso de águas cinzas é a alternativa com maior energia embutida em todos os edifícios, seguida do aproveitamento de água pluvial em nove edifícios. Somente um edifício apresentou a instalação de bacias sanitárias economizadoras como a segunda alternativa com maior energia embutida, devido ao maior número de bacias sanitárias presentes neste edifício. Para comparar mais facilmente as alternativas, dividiu-se a economia mensal de água (em m³/mês) pelo custo energético da alternativa (em GJ), obtendo-se como resultado um índice de economia de água por unidade de energia embutida. O cálculo deste índice apontou a instalação de bacias sanitárias economizadoras como a alternativa mais eficiente quanto ao uso de água e energia em todos os edifícios, apresentando uma maior redução do consumo de água potável por GJ de energia embutida nesta alternativa. A Figura 4.6 permite uma melhor comparação entre os índices das quatro alternativas nos dez edifícios estudados.

Tabela 4. 17. Energia embutida em alternativas de redução do consumo de água potável

Edifício Alternativa de

redução do consumo de água potável

Redução no consumo

total de água (%)

Energia embutida

(MJ)

Redução no consumo de

água (m³/mês)

Índice de economia de água por unidade de energia embutida

(m³/mês.GJ)

Aliança

Aproveitamento de água pluvial 6,1 27.691 16,7 0,60 Reuso de águas cinzas 8,4 38.113 23,0 0,60 Instalação de bacias sanitárias economizadoras 23,1 15.750 63,4 4,03 Instalação de torneiras economizadoras

3,4 10.500 9,2 0,87

Ewaldo Moritz

Aproveitamento de água pluvial

9,9 9.834 12,9 1,31

Reuso de águas cinzas

6,8 13.196 8,9 0,67

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

57,4 6.750 74,8 11,08

Instalação de torneiras economizadoras

2,7 4.500 3,6 0,79

46

Tabela 4.16. Energia embutida em alternativas de redução do consumo de água potável (continuação)

Edifício Alternativa de

redução do consumo de água potável

Redução no consumo

total de água (%)

Energia embutida

(MJ)

Redução no consumo de

água (m³/mês)

Índice de economia de água por unidade de

energia embutida (m³/mês.GJ)

Granemann

Aproveitamento de água pluvial

11,1 12.834 11,9 0,93

Reuso de águas cinzas

27,3 22.476 29,3 1,31

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

37,9 4.875 40,8 8,36

Instalação de torneiras economizadoras

10,9 3.250 11,7 3,61

Ilha de Santorini

Aproveitamento de água pluvial

7,0 11.212 11,5 1,03

Reuso de águas cinzas

14,5 20.311 23,9 1,18

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

57,0 6.750 94,0 13,93

Instalação de torneiras economizadoras

5,8 4.500 9,6 2,13

Ilha dos Ventos

Aproveitamento de água pluvial

21,2 15.097 11,7 0,77

Reuso de águas cinzas

13,4 20.163 7,4 0,37

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

45,2 12.000 24,9 2,08

Instalação de torneiras economizadoras

5,4 8.000 3,0 0,37

Manhattan

Aproveitamento de água pluvial

15,6 25.423 17,7 0,70

Reuso de águas cinzas

19,4 42.391 22,0 0,52

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

33,2 21.375 37,7 1,77

Instalação de torneiras economizadoras

7,8 14.250 8,8 0,62

Olmiro Faraco

Aproveitamento de água pluvial

17,1 19.262 24,6 1,28

Reuso de águas cinzas

21,0 27.440 30,3 1,10

Instalação de bacias sanitárias economizadoras

52,0 12.000 74,9 6,24

Instalação de torneiras economizadoras

6,8 8.000 9,8 1,23

47

Tabela 4.16. Energia embutida em alternativas de redução do consumo de água potável (continuação)

Edifício Alternativa de

redução do consumo de água potável

Redução no consumo

total de água (%)

Energia embutida

(MJ)

Redução no consumo de

água (m³/mês)

Índice de economia de água por unidade de

energia embutida (m³/mês.GJ)

Pedro Xavier

Aproveitamento de água pluvial

7,9 24.776 20,7 0,84

Reuso de águas cinzas 23,8 42.042 62,3 1,48 Instalação de bacias sanitárias economizadoras

25,7 28.125 67,3 2,39

Instalação de torneiras economizadoras

9,5 18.750 25,0 1,33

Trajanus

Aproveitamento de água pluvial

15,1 18.774 22,2 1,18

Reuso de águas cinzas 38,4 32.834 56,5 1,72 Instalação de bacias sanitárias economizadoras

21,6 13.500 31,8 2,36

Instalação de torneiras economizadoras

15,4 9.000 22,6 2,51

ViaVenneto

Aproveitamento de água pluvial

11,2 17.542 9,6 0,55

Reuso de águas cinzas 14,4 25.701 12,3 0,48 Instalação de bacias sanitárias economizadoras

31,2 9.750 26,8 2,75

Instalação de torneiras economizadoras

5,8 6.500 4,9 0,76

Figura 4. 6. Índice de economia de água por unidade de energia embutida nos dez edifícios de escritórios

estudados

48

A correlação entre os parâmetros energia embutida e redução no consumo de água potável foi verificada e está apresentada na Figura 4. 6. A correlação entre os parâmetros demonstrou-se baixa, sendo a função polinomial de segundo grau a que apresentou melhor correlação (R²= 0,1957).

Figura 4. 7. Correlação entre os parâmetros energia embutida e redução no consumo de água potável A Figura 4.8 apresenta a correlação entre os potenciais de redução no consumo de água potável e a energia embutida de cada alternativa. Para as alternativas “reuso de águas cinzas” e torneiras economizadoras” pode-se observar uma tendência de aumento da energia embutida conforme a redução no consumo de água potável torna-se mais importante. Já na alternativa de “aproveitamento de água pluvial”, observa-se uma tendência oposta, com os sistemas mais econômicos demandando menos energia embutida. A alternativa de bacias sanitárias economizadoras não apresenta tendência clara, com R2=0,1261.

Figura 4. 8. Correlação entre os potenciais de redução no consumo de água potável e a energia embutida

de cada alternativa

49

A correlação entre o índice de economia de água por unidade de energia embutida e o potencial de redução no consumo de água potável também foi verificada (Figura 4.9) e apresentou uma correlação razoável (R2=0,70).

Figura 4. 9. Correlação entre o índice de economia de água por unidade de energia embutida e o

potencial de redução no consumo de água potável

50

5. Conclusões Este trabalho teve como objetivos avaliar o potencial de economia de água potável em dez edifícios de escritórios localizados na cidade de Florianópolis e estimar a energia embutida nas alternativas de redução de consumo avaliadas. As análises foram feitas com base nos usos finais de água potável dos edifícios. As alternativas de redução de consumo consideradas foram o reuso de águas cinzas, o aproveitamento de água pluvial e a instalação de equipamentos economizadores (bacias sanitárias e torneiras mais eficientes). Foram também avaliadas duas opções de conjugação de alternativas: reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados; instalação de equipamentos economizadores, reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial combinados. O sistema de reuso de águas cinzas considerou a utilização dos efluentes provenientes das torneiras de lavatórios nas descargas de bacias sanitárias. Esta opção apresentou um potencial de redução no consumo de água potável entre 6,8% e 38,4% nos dez edifícios estudados. Para implementação do reuso de águas cinzas, seriam necessárias diversas intervenções nos edifícios, como a instalação de reservatórios, construção de filtros de brita, adaptação das tubulações de água e esgoto já existentes no edifício, o que torna esta opção de redução do consumo de água praticamente inviável para edifícios já construídos. Estes resultados, no entanto, visam servir como base para a incorporação deste tipo de sistema no projeto de novos edifícios de escritórios. Para o cálculo do potencial de economia de água potável por meio do aproveitamento de água pluvial, fez-se uso do programa computacional Netuno. Embora os edifícios apresentassem uma demanda por água não potável entre 52,0 e 84,6% do consumo total de água, as simulações indicaram que a água pluvial poderia suprir entre 6,1% e 21,2%, considerando sistemas compostos por reservatórios superiores e inferiores de água pluvial. O volume dos reservatórios inferiores variou entre 4000 e 9000 litros, enquanto os reservatórios superiores variaram entre 2000 e 4500 litros. Verificou-se que a pequena área de captação disponível nos edifícios resultou em baixos potenciais de economia de água potável pelo aproveitamento de água pluvial, indicando que esta alternativa de redução de consumo de água potável pode ser menos eficiente para esta tipologia de edificação se comparada com edificações residenciais, por exemplo. A utilização combinada do reuso de águas cinzas com o aproveitamento de água pluvial foi também analisada. Considerou-se que o sistema de água pluvial atenderia a demanda remanescente de água não potável, após a implementação do reuso de águas cinzas. Esta alternativa apresentou potenciais de economia de água potável entre 14,8% e 51,1%, representando potenciais de economia de água potável significativamente maiores do que a adoção de apenas uma das alternativas isoladamente. A instalação de bacias sanitárias com volume de descarga reduzido foi avaliada para duas alternativas distintas: bacias sanitárias com descarga de 6 litros ou bacias sanitárias com descarga dual (3 e 6 litros). Para as bacias sanitárias com descarga dual, três cenários foram avaliados: uso da descarga de 3 litros (para efluentes líquidos) em 50%, 70% e 90% das utilizações das bacias sanitárias, e de 6 litros no restante das utilizações. A adoção de bacias sanitárias com descarga de 6 litros representou um aumento no consumo de água (entre 1,4 e 6,3%) em três edifícios, uma vez que estes já possuíam um consumo médio de água em descargas de bacias sanitárias inferior a 6 litros. Nos outros sete edifícios, as reduções representam entre 1,9 e 39,0% do consumo total de água. Já as bacias sanitárias com

51

dispositivo dual de descarga apresentaram reduções significativas no consumo de água nos dez edifícios, para os três cenários de utilização analisados. Para os cenários de uso da descarga de 3 litros em 50%, 70% e 90% das utilizações, os potenciais de redução do consumo variaram, respectivamente, entre 9,2 e 49,0%; 15,4 e 53,0%; 21,6 e 57,4%. A instalação de torneiras economizadoras apresentou potenciais de redução do consumo de água potável entre 2,7% e 15,4%. Esta alternativa apresentou-se como a menos eficiente quanto à redução no consumo de água potável. A adoção de todas as alternativas em conjunto também foi avaliada. Considerou-se prioritariamente a instalação de equipamentos economizadores (torneiras e bacias sanitárias com dispositivo dual de descarga). O reuso de águas cinzas seria então implementado e a demanda por água não potável remanescente seria suprida pelo aproveitamento de água pluvial. O potencial de economia de água potável considerando todas as alternativas em conjunto apresentou valores entre 36,9% e 78,9%. Ressalta-se que mesmo adotando todas as alternativas de redução do consumo de água potável, as demandas por água não potável não foram inteiramente supridas (entre 52,0 e 84,6%). Uma estimativa da energia embutida nas alternativas de redução do consumo de água foi realizada com base em índices de energia embutida em materiais de construção brasileiros. Verificou-se que o reuso de águas cinzas é a alternativa com maior energia embutida (entre 13 e 42GJ), seguida do aproveitamento de água pluvial (entre 10 e 28GJ), instalação de bacias sanitárias economizadoras (entre 5 e 28GJ) e instalação de torneiras economizadoras (entre 3 e 19GJ), indicando que o uso de torneiras poderia ser a estratégia de redução do consumo de água mais adequada. Observa-se, no entanto, que embora possua a menor energia embutida, o potencial de redução no consumo de água com a instalação de torneiras economizadoras é o menor entre as alternativas analisadas. Verificou-se que a instalação de bacias sanitárias com descarga dual pode ser considerada a alternativa de redução do consumo de água potável mais eficiente e menos ambientalmente impactante, visto que apresenta o maior potencial de redução do consumo de água potável e a segunda menor energia embutida em seus componentes. Destaca-se também que esta alternativa não consome energia em sua operação, diferentemente dos sistemas de reuso de águas cinzas e do aproveitamento de água pluvial, que necessitam deste insumo para operar as bombas hidráulicas. Este trabalho verificou o grande potencial de redução do consumo de água potável entre os edifícios de escritórios estudados. Concluiu-se que a adoção de descargas de bacias sanitárias mais eficientes (como as equipadas com dispositivo dual) pode ser a medida mais eficiente na redução do consumo de água potável para esta tipologia de edificação. Embora as alternativas de redução de consumo apresentadas neste trabalho sejam de difícil implementação em edifícios já existentes, a incorporação destas medidas na fase de projetos de novos edifícios pode reduzir significativamente o consumo de água potável durante sua vida útil, agregando valor à obra e diminuindo o impacto da edificação sobre o meio ambiente. 5.1. Limitações do trabalho Este trabalho apresenta algumas limitações, tais como:

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- a estimativa do impacto ambiental das alternativas de redução do consumo de água potável considerou somente os principais componentes dos sistemas, dimensionados de uma forma simplificada, não levando em consideração a energia de operação dos sistemas de recalque de água (presentes no reuso de águas cinzas e aproveitamento de água pluvial) e a energia embutida nos materiais utilizados na instalação do sistema (argamassa, formas de madeira, etc...); - a avaliação de torneiras economizadoras visou somente comparar o impacto da redução deste consumo específico com a implementação de outras alternativas, considerando a utilização de uma torneira economizadora teórica e não de uma alternativa real disponível no mercado; - a avaliação da instalação de bacias sanitárias com dispositivo dual considerou cenários de utilização da descarga para efluentes líquidos e sólidos, que podem não corresponder com a realidade; - o dimensionamento do tratamento das águas cinzas não incluiu análises de caracterização do efluente a ser tratado, adotando-se o tratamento unicamente com base em recomendações da literatura; - para uma avaliação mais completa do impacto ambiental da implementação das alternativas de redução de consumo, uma análise de ciclo de vida poderia ser feita, visando incorporar, além do custo energético de produção, o consumo de outros insumos (ex.: água) e o impacto da disposição final dos aparelhos sanitários a serem substituídos. 5.2. Sugestões para trabalhos futuros Sugere-se que sejam investigados em trabalhos futuros: - análises mais detalhadas da energia embutida nas alternativas de redução do consumo de água, considerando, por exemplo, a energia de instalação e operação das alternativas; - estimativas do potencial de aproveitamento de água pluvial em edifícios de escritórios localizados em outras regiões, com maior índice pluviométrico e chuvas mais homogeneamente distribuídas ao longo do ano; - avaliação dos potenciais de economia de água potável e custo energético das alternativas para outras tipologias de edificações; - análises econômicas da implementação das alternativas estudadas.

53

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APÊNDICE I – Energia embutida nos sistemas de aproveitamento de água pluvial

60

Tabela I. 1. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Aliança

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un)

Energia embutida (MJ/kg)

Energia embutida

no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 7

Reservatório de água de fibra de vidro 3000 litros

1 un 47,3 24 1136 4

Tubulação de PVC de 25 mm para água

33 m 0,7 80 1696 6

Tubulação de PVC de 50 mm para água

137 m 1,1 80 12286 44

Tubulação de PVC de 65 mm para água

74 m 1,7 80 10110 37

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 2

Total - - - - 27698 100

Tabela I. 2. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Ewaldo

Moritz

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 19

Reservatório de água de fibra de vidro 2500 litros

1 un 47,0 24 1129 11

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 1012 10

Tubulação de PVC de 32mm para água

16 m 0,8 80 1051 11

Tubulação de PVC de 50mm para água

39 m 1,1 80 3489 35

Tubulação de PVC de 65mm para água

5 m 1,7 80 683 7

Bomba hidráulica de recalque (1 cv) 2 un 10,4 31 645 7

Total - - - - 9834 100

61

Tabela I. 3. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Granemann

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 14

Reservatório de água de fibra de vidro 2000 litros

1 un 35,0 24 840 7

Tubulação de PVC de 25mm para água

32 m 0,7 80 1659 13

Tubulação de PVC de 32mm para água

13 m 0,8 80 845 7

Tubulação de PVC de 50mm para água

78 m 1,1 80 7021 55

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 5

Total - - - - 12834 100

Tabela I. 4. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Ilha de

Santorini

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 4000 litros

1 un 67,9 24 1630 15

Reservatório de água de fibra de vidro 2000 litros

1 un 35,0 24 840 7

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 972 9

Tubulação de PVC de 32mm para água

11 m 0,8 80 676 6

Tubulação de PVC de 50mm para água

37 m 1,1 80 3351 30

Tubulação de PVC de 65mm para água

23 m 1,7 80 3098 28

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 6

Total - - - - 11212 100

62

Tabela I. 5. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Ilha dos Ventos

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 6000 litros

1 un 86,1 24 2065 14

Reservatório de água de fibra de vidro 2000 litros

1 un 35,0 24 840 6

Tubulação de PVC de 25mm para água

24 m 0,7 80 1258 8

Tubulação de PVC de 32mm para água

40 m 0,8 80 2591 17

Tubulação de PVC de 65mm para água

57 m 1,7 80 7697 51

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 4

Total - - - - 15097 100

Tabela I. 6. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Manhattan

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 7000 litros

1 un 106,1 24 2545 10

Reservatório de água de fibra de vidro 3000 litros

1 un 47,3 24 1136 4

Tubulação de PVC de 25mm para água

30 m 0,7 80 1544 6

Tubulação de PVC de 32mm para água

59 m 0,8 80 3802 15

Tubulação de PVC de 50mm para água

119 m 1,1 80 10644 42

Tubulação de PVC de 65mm para água

38 m 1,7 80 5106 20

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 3

Total - - - - 25423 100

63

Tabela I. 7. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Olmiro Faraco

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 9000 litros

1 un 133,4 24 3201 17

Reservatório de água de fibra de vidro 4500 litros

1 un 78,9 24 1893 10

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 1004 5

Tubulação de PVC de 32mm para água

20 m 0,8 80 1267 7

Tubulação de PVC de 65mm para água

83 m 1,7 80 11252 58

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 3

Total - - - - 19262 100

Tabela I. 8. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Pedro Xavier

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 7

Reservatório de água de fibra de vidro 2500 litros

1 un 47,0 24 1129 5

Tubulação de PVC de 25mm para água

28 m 0,7 80 1457 6

Tubulação de PVC de 32mm para água

32 m 0,8 80 2028 8

Tubulação de PVC de 65mm para água

56 m 1,7 80 7624 31

Tubulação de PVC de 100mm para água

34 m 3,7 80 10069 41

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 3

Total - - - - 24776 100

64

Tabela I. 9. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Trajanus

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 8000 litros

1 un 121,1 24 2905 15

Reservatório de água de fibra de vidro 3000 litros

1 un 47,3 24 1136 6

Tubulação de PVC de 25mm para água

22 m 0,7 80 1127 6

Tubulação de PVC de 32mm para água

25 m 0,8 80 1577 8

Tubulação de PVC de 65mm para água

84 m 1,7 80 11384 61

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 3

Total - - - - 18774 100

Tabela I. 10. Energia embutida em um sistema de aproveitamento de água pluvial no edifício Via

Venneto

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 5000 litros

1 un 76,1 24 1825 10

Reservatório de água de fibra de vidro 2000 litros

1 un 35,0 24 840 5

Tubulação de PVC de 25mm para água

44 m 0,7 80 2273 13

Tubulação de PVC de 32mm para água

32 m 0,8 80 2028 12

Tubulação de PVC de 50mm para água

87 m 1,1 80 7832 45

Tubulação de PVC de 65mm para água

15 m 1,7 80 2100 12

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 10,4 31 645 4

Total - - - - 17542 100

65

APÊNDICE II – Energia embutida nos sistemas de reuso de águas cinzas

66

Tabela II. 1. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Aliança

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso (kg/un)

EE (MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1000 litros

2 un 20,0 24 960 3

Tubulação de PVC de 25 mm para água

33 m 0,7 80 1696 4

Tubulação de PVC de 50 mm para água

137 m 1,1 80 12286 32

Tubulação de PVC de 65 mm para água

74 m 1,7 80 10110 27

Tubulação de PVC de 40 mm para esgoto

137 m 0,4

80 3839 10

Tubulação de PVC de 50 mm para esgoto 65

m 0,4

80 2087 5

Tubulação de PVC de 75 mm para esgoto 15

m 0,5

80 601 2

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 1

Bloco de concreto 437 un 12,2 1 5307 14 Brita 3 m³ 1650,0 0,15 792 2 Total - - - - 38113 100

Tabela II. 2. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Ewaldo Moritz

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 500 litros

2 un 11,0 24 527 4

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 1012 8

Tubulação de PVC de 32mm para água

16 m 0,8 80 1051 8

Tubulação de PVC de 50mm para água

39 m 1,1 80 3489 26

Tubulação de PVC de 65mm para água

5 m 1,7 80 683 5

Tubulação de PVC de 40mm para esgoto

33 m 0,4

80 920 7

Tubulação de PVC de 75mm para esgoto 39

m 0,5

80 1558 12

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 5

m 0,7

80 261 2

Bomba hidráulica de recalque (1 cv) 2 un 7,0 31 434 3 Bloco de concreto 245 un 12,2 1 2978 23 Brita 1 m³ 1650,0 0,15 284 2 Total - - - - 13196 100

67

Tabela II. 3. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Granemann

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1500 litros

2 un 22,7 24 1089 5

Tubulação de PVC de 25mm para água 32 m 0,7 80 1659 7 Tubulação de PVC de 32mm para água 13 m 0,8 80 845 4 Tubulação de PVC de 50mm para água 78 m 1,1 80 7021 31 Tubulação de PVC de 40mm para esgoto

21 m 0,4

80 591 3

Tubulação de PVC de 75mm para esgoto 78

m 0,5

80 3134 14

Bomba hidráulica de recalque (1 cv) 2 un 7,0 31 434 2 Bloco de concreto 540 un 12,2 1 6564 29 Brita 5 m³ 1650,0 0,15 1140 5

Total - - - - 22476 100

Tabela II. 4. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Ilha de Santorini

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1500 litros

2 un 22,7 24 1089 5

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 972 5

Tubulação de PVC de 32mm para água

11 m 0,8 80 676 3

Tubulação de PVC de 50mm para água

37 m 1,1 80 3351 16

Tubulação de PVC de 65mm para água

23 m 1,7 80 3098 15

Tubulação de PVC de 40mm para esgoto

21 m 0,4

80 591 3

Tubulação de PVC de 75mm para esgoto 60

m 0,5

80 2407 12

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 2

Bloco de concreto 539 un 12,2 1 6554 32 Brita 5 m³ 1650,0 0,15 1137 6 Total - - - - 20311 100

68

Tabela II. 5. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Ilha dos Ventos

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 500 litros

2 un 11,0 24 527 3

Tubulação de PVC de 25mm para água

24 m 0,7 80 1258 6

Tubulação de PVC de 32mm para água

40 m 0,8 80 2591 13

Tubulação de PVC de 65mm para água

57 m 1,7 80 7697 38

Tubulação de PVC de 40mm para esgoto

64 m 0,4

80 1782 9

Tubulação de PVC de 75mm para esgoto 48

m 0,5

80 1936 10

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 8

m 0,7

80 426 2

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 2

Bloco de concreto 262 un 12,2 1 3189 16 Brita 1 m³ 1650,0 0,15 321 2 Total - - - - 20163 100

Tabela II. 6. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Manhattan

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1000 litros

2 un 20,0 24 960 2

Tubulação de PVC de 25mm para água

30 m 0,7 80 1544 4

Tubulação de PVC de 32mm para água

59 m 0,8 80 3802 9

Tubulação de PVC de 50mm para água

119 m 1,1 80 10644 25

Tubulação de PVC de 65mm para água

38 m 1,7 80 5106 12

Tubulação de PVC de 50mm para esgoto

79 m 0,4

80 2534 6

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 119

m 0,7

80 6178 15

Tubulação de PVC de 150mm para esgoto 38

m 1,8

80 5527 13

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 1

Bloco de concreto 408 un 12,2 1 4957 12 Brita 3 m³ 1650,0 0,15 704 2

Total - - - - 42391 100

69

Tabela II. 7. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Manhattan

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1500 litros

2 un 22,7 24 1089 4

Tubulação de PVC de 25mm para água

19 m 0,7 80 1004 4

Tubulação de PVC de 32mm para água

20 m 0,8 80 1267 5

Tubulação de PVC de 65mm para água

83 m 1,7 80 11252 41

Tubulação de PVC de 50mm para esgoto

26 m 0,4

80 845 3

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 83

m 0,7

80 4302 16

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 2

Bloco de concreto 511 un 12,2 1 6209 23 Brita 4 m³ 1650,0 0,15 1037 4 Total - - - - 27440 100

Tabela II. 8. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Pedro Xavier

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 4000 litros

2 un 47,3 24 2272 5

Tubulação de PVC de 25mm para água

28 m 0,7 80 1457 3

Tubulação de PVC de 32mm para água

32 m 0,8 80 2028 5

Tubulação de PVC de 65mm para água

56 m 1,7 80 7624 18

Tubulação de PVC de 100mm para água

34 m 3,7 80 10069 24

Tubulação de PVC de 50mm para esgoto 42

m 0,4

80 1352 3

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 90

m 0,7

80 4679 11

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 1

Bloco de concreto 813 un 12,2 1 9883 24 Brita 9 m³ 1650,0 0,15 2244 5 Total - - - - 42042 100

70

Tabela II. 9. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Trajanus

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 2500 litros

2 un 47,0 24 2257 7

Tubulação de PVC de 25mm para água

22 m 0,7 80 1127 3

Tubulação de PVC de 32mm para água

25 m 0,8 80 1577 5

Tubulação de PVC de 65mm para água

84 m 1,7 80 11384 35

Tubulação de PVC de 50mm para esgoto 28

m 0,4

80 901 3

Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 84

m 0,7

80 4353 13

Bomba hidráulica de recalque (1 cv)

2 un 7,0 31 434 1

Bloco de concreto 733 un 12,2 1 8906 27 Brita 8 m³ 1650,0 0,15 1895 6 Total - - - - 32834 100

Tabela II. 10. Energia embutida em um sistema de reuso de águas cinzas no edifício Via Venneto

Componente do sistema/material Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Reservatório de água de fibra de vidro 1000 litros

2 un 20,0 24 960 4

Tubulação de PVC de 25mm para água 44 m 0,7 80 2273 9 Tubulação de PVC de 32mm para água 32 m 0,8 80 2028 8 Tubulação de PVC de 50mm para água 87 m 1,1 80 7832 30 Tubulação de PVC de 65mm para água 15 m 1,7 80 2100 8 Tubulação de PVC de 40mm para esgoto 37 m 0,4 80 1035 4 Tubulação de PVC de 75mm para esgoto 87 m 0,5 80 3496 14 Tubulação de PVC de 100mm para esgoto 15

m 0,7

80 803 3

Bomba hidráulica de recalque (1 cv) 2 un 7,0 31 434 2 Bloco de concreto 347 un 12,2 1 4213 16 Brita 2 m³ 1650,0 0,15 529 2 Total - - - - 25701 100

71

APÊNDICE III – Energia embutida em equipamentos economizadores

72

Tabela III. 1. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Aliança

Componente do sistema/material Quantidade Unidade

Peso (kg/un)

EE (MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

42 un 15,0 25 15750 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

42 un 10,0 25 10500 40

Total - - - - 26250 100 Tabela III. 2. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Ewaldo Moritz

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

18 un 15,0 25 6750 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

18 un 10,0 25 4500 40

Total - - - - 11250 100

Tabela III. 3. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Granemann

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

13 un 15,0 25 4875 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

13 un 10,0 25 3250 40

Total - - - - 8125 100

Tabela III. 4. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Ilha de Santorini

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

18 un 15,0 25 6750 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

18 un 10,0 25 4500 40

Total - - - - 11250 100

73

Tabela III. 5. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Ilha dos Ventos

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

32 un 15,0 25 12000 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

32 un 10,0 25 8000 40

Total - - - - 20000 100

Tabela III. 6. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Manhattan

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso (kg/un)

EE (MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

57 un 15,0 25 21375 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

57 un 10,0 25 14250 40

Total - - - - 35625 100

Tabela III. 7. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Olmiro Faraco

Componente do sistema/material Quantidade Unidade

Peso (kg/un)

EE (MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

32 un 15,0 25 12000 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

32 un 10,0 25 8000 40

Total - - - - 20000 100

Tabela III. 8. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Pedro Xavier

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

75 un 15,0 25 28125 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

75 un 10,0 25 18750 40

Total - - - - 46875 100

74

Tabela III. 9. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Trajanus

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

36 un 15,0 25 13500 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

36 un 10,0 25 9000 40

Total - - - - 22500 100

Tabela III. 10. Energia embutida em equipamentos economizadores no edifício Via Venneto

Componente do sistema/material

Quantidade Unidade Peso

(kg/un) EE

(MJ/kg)

EE no material

(MJ)

Participação na energia

embutida do sistema (%)

Bacia sifonada de louça branca com acessórios

26 un 15,0 25 9750 60

Lavatório de louça branca sem coluna com torneira e acessórios

26 un 10,0 25 6500 40

Total - - - - 16250 100


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