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Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Jorge Alberto Cecin Aproveitamento de água de chuva em escola municipal de ensino básico - Estudo de caso São Paulo 2012
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Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
Jorge Alberto Cecin
Aproveitamento de água de chuva em escola municipal de ensino básico - Estudo de caso
São Paulo 2012
Jorge Alberto Cecin
Aproveitamento de água de chuva em escola municipal de ensino básico – Estudo de caso
Dissertação de mestrado apresentada ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia.
Data da aprovação __ / __ / ____
________________________________
Prof. Dr. Luciano Zanella (Orientador) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
Membros da Banca Examinadora: Prof. Dr. Luciano Zanella (Orientador) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Prof. Dr. Gilmar da Silva (Membro) UNINOVE – Universidade Nove de Julho Prof. Dr. Wolney Alves Castilho (Membro) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
Jorge Alberto Cecin
Aproveitamento de água de chuva em escola municipal de ensino básico - Estudo de caso
Dissertação de mestrado apresentada ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia.
Área de Concentração: Tecnologia em Construção de Edifícios. Orientador: Prof. Dr. Luciano Zanella
São Paulo Junho/ 2012
Ficha Catalográfica
Elaborada pelo Departamento de Acervo e Informação Tecnológica – DAIT do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT
C388a Cecin, Jorge Alberto
Aproveitamento de água de chuva em escola municipal de ensino básico - Estudo de caso. / Jorge Alberto Cecin. São Paulo, 2012. 110p.
Dissertação (Mestrado em Habitação: Planejamento e Tecnologia) - Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Área de concentração: Tecnologia em Construção de Edifícios.
Orientador: Prof. Dr. Luciano Zanella
1. Aproveitamento de água pluvial 2. Edifício escolar 3. Reservatório de água 4. Economia de água 5. Tese I. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Coordenadoria de Ensino Tecnológico II. Título 12-59 CDU 628.179(043)
DEDICATÓRIA
À minha mãe, Wilma Atui Cecin (in memoriam).
AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador, Prof. Dr. Luciano Zanella, pela parceria, dedicação, incentivo e
bom humor. Pelo conhecimento transmitido, pelo senso de organização e pelo bom
senso.
À banca de qualificação, pelas contribuições para finalização do trabalho.
Aos professores do IPT, pelo incentivo e contribuição nesse trabalho, em especial a
Profª. Drª. Maria Akutsu por suas observações e incentivo no acompanhamento à
dissertação.
À Prof.ª Adriana Camargo de Brito e à Arquiteta Julia Saragoussi Cecin, pela ajuda
nos desenhos e ilustrações.
Aos consultores e ao Prof. Rafael Cunha e Silva, da Secretaria de Educação do
Município de São Bernardo do Campo, pelas informações prestadas e impressões
sobre o tema da sustentabilidade, relacionando-o à questão educacional.
RESUMO
O aumento da população nos grandes centros urbanos vem levando a uma diminuição da disponibilidade de água potável e gerando uma situação de estresse hídrico. A água para o abastecimento das cidades é trazida de regiões cada vez mais distantes, gerando altos custos e causando desequilíbrios tanto na região que fornece a água como na que a recebe. A utilização da água de chuva para fins não potáveis, tomando todos os cuidados que garantam sua salubridade, é uma alternativa para atender essa demanda crescente. O trabalho apresentado estuda a viabilidade do uso da água de chuva para fins não potáveis em uma escola de ensino básico da região metropolitana de São Paulo. O edifício da escola possui 2.419,14 m² de telhado e tem dois andares. A partir dos dados pluviométricos da região, da área da cobertura do edifício e da demanda de água para descargas em bacias sanitárias, foi concebido um sistema de captação, reservação e distribuição da água de chuva. Esse estudo de caso utilizou uma metodologia para avaliação do sistema, baseada no tempo de retorno do investimento necessário para sua implantação. O dimensionamento do reservatório foi feito considerando o máximo aproveitamento da água de chuva, no menor tempo de retorno do investimento, tendo como objetivo reduzir a demanda de água potável. Esse conceito difere dos métodos tradicionais que se baseiam no princípio da regularização de vazões e buscam desenvolver uma nova fonte de abastecimento com alto nível de confiabilidade, muitas vezes gerando reservatórios de grandes dimensões, dificultando assim a viabilização do sistema. Os melhores resultados foram obtidos com reservatórios de 15 m³ e 20 m³ que proporcionaram respectivamente uma economia de 56,89% e 59,62% da água utilizada na demanda proposta.
Palavras chaves: aproveitamento de água de chuva; uso racional da água; escola; dimensionamento de reservatório.
ABSTRACT
Use of rainwater in public elementary school – Case study
The population growth in the large urban centers has led to a decrease in the availability of the drinking water supply, creating, therefore, a water stress situation. The fresh water, used to supply the cities, needs to be transported from more distant regions, which increases its impounding costs and changes the water balance of river basins, both in regions that provide or receiving water. The use of rainwater for non potable purposes, taking all necessary care to ensure its salubrity, is an alternative to meet this growing demand. This presented work studies the feasibility of the rainwater use for non-potable purposes in an elementary school in the metropolitan region of São Paulo. The school building has a roof area of 2,419.14 m² and two floors. Based on the rainfall data for the region, the roof area of the building and the water demand for toilets discharges, was designed a system for rainwater catchment, reservation and distribution. This case study used a methodology to evaluate the system based on payback time. The sizing of the reservoir was established considering the maximum use of rainwater with the shortest payback time, aiming to reduce the demand for potable water. This concept differs from traditional methods, based on the principle of regulation of flows, that seek to develop a new source of supply with high reliability, resulting in large reservoirs, hampering the viability of the system. The best results were obtained with reservoirs of 15 m³ and 20 m³ that provided a reduction in potable water consumption of 56.89% and 59.62,% respectively, in proposed demand.
Key words: rainwater use, water rational use; school, reservoir design.
Lista de Ilustrações
Figura 1 Distribuição da água no mundo 17
Figura 2 Distribuição de água doce no Brasil 18
Figura 3 Distribuição de consumo em peças hidrossanitárias 20
Figura 4 Dispositivo de descarte das primeiras águas 34
Figura 5 Dispositivo de descarte tipo comporta 34
Figura 6 Filtro de descida 36
Figura 7 Filtro de descida para chuvas intensas 36
Figura 8 Filtro de piso 37
Figura 9 Tampa de inspeção e pescoço 37
Figura 10 Filtro flutuante com malha fina 38
Figura 11 Filtro flutuante com malha grossa 38
Figura 12 Dosador de cloro 39
Figura 13 Purificador a base de UV 39
Figura 14 Tanque de armazenamento tradicional 41
Figura 15 Tanque de armazenamento para pequenos espaços 41
Figura 16 Tanque de armazenamento como elemento decorativo 42
Figura 17 Mapa da RMSP 48
Figura 18 Mapa do município de São Bernardo do Campo 49
Figura 19 Construção da EMEB do Parque Esmeralda 52
Figura 20 Ilustração da cobertura em policarbonato 53
Figura 21 Ilustração das estruturas tipo shed 53
Figura 22 Ilustração do telhado com telhas de fibrocimento 54
Figura 23 Estrutura em shed, telhas metálicas e venezianas fixas 54
Figura 24 Telhas metálicas e calha 55
Figura 25 Condutor de águas pluviais e calha de concreto 55
Figura 26 Fachada lateral: calha de concreto e reservatório 56
Figura 27 Fachada lateral da EMEF Maria Rosa Barbosa 56
Figura 28 Banheiro feminino do andar térreo 57
Figura 29 Banheiro feminino do andar superior 59
Figura 30 Caixa de descarga de embutir 60
Figura 31 Bacia sanitária com válvula e caixa embutida 60
Figura 32 Croqui do sistema de armazenamento 67
Figura 33 Tanque tipo slim 67
Figura 34 Média mensal de chuva, máximas e mínimas (1966-2004) 73
Figura 35 Lógica dos cálculos da 3ª coluna 78
Figura 36 Lógica dos cálculos da 4ª coluna da 79
Figura 37 Volume do reservatório x água economizada 83
Figura 38 Fatura de energia elétrica e destaque 109
Figura 39 Conta de serviços de água e esgoto e destaque 110
Quadro 1 Índice de criticidade de recursos hídricos 19
Quadro 2 Distribuição de consumo diário em escola tipo EMEF 21
Quadro 3 Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis
27
Quadro 4 Parâmetros de qualidade para uso não potável das águas pluviais em outros países
27
Quadro 5 Uso da água x riscos potenciais 30
Quadro 6 Distribuição e número das louças sanitárias 58
Quadro 7 Resumo da distribuição das bacias e mictórios 59
Quadro 8 Medições mensais da estação pluviométrica de Rudge Ramos 62
Quadro 9 Medições diárias da estação pluviométrica 63
Quadro 10 Prumadas e ramais dos banheiros 69
Quadro 11 Estrutura das Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25 77
Lista de Tabelas
Tabela 1 Demanda de água para descargas sanitárias 72
Tabela 2 Demanda de água para descarga das bacias sanitárias e dos
mictórios dos banheiros dos alunos
72
Tabela 3 Média mensal de chuva 73
Tabela 4 Volume do reservatório pelo método de Rippl 74
Tabela 5 Volume dos reservatórios - métodos da NBR 15527/07 75
Tabela 6 Balanço do consumo com reservatório de 15 m³ 80
Tabela 7 Balanço do consumo com reservatório de 20 m³ 81
Tabela 8 Balanço do consumo com reservatório de 30 m³ 81
Tabela 9 Volume de reservatório x economia de água potável 82
Tabela 10 Volume do reservatório x potencial de aproveitamento comparado com Rippl
82
Tabela 11 Orçamento para implementação do sistema com reservatório de 15 m³
85
Tabela 12 Acréscimo no orçamento para incremento de 5 m³ no volume de água reservada
86
Tabela 13 Preço das obras para implantação do sistema 86
Tabela 14 Tempo de retorno do investimento 87
Tabela 15 Média diária de chuvas medidas na estação de Rudge Ramos entre 1994 e 2004
94
Tabela 16 Cálculo do volume médio interceptado em cada dia considerando um coeficiente de escoamento superficial de 0,8
95
Tabela 17 Cálculo do volume do reservatório pelo método de Rippl, utilizando médias diárias (jan, fev, mar e abr)
96
Tabela 18 Cálculo do volume do reservatório pelo método de Rippl, utilizando médias diárias (mai, jun, jul e ago)
97
Tabela 19 Cálculo do volume do reservatório pelo método de Rippl, utilizando médias diárias (set, out, nov e dez)
98
Tabela 20 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (jan/fev) 99
Tabela 21 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (mar/abr) 100
Tabela 22 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (mai/jun) 101
Tabela 23 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (jul/ago) 102
Tabela 24 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (set/out) 103
Tabela 25 Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (nov/dez) 104
Tabela 26 Composição de preços unitários para caixa d’ água slim 105
Tabela 27 Composição de preços unitários para reparos nos acabamento 105
Tabela 28 Composição de preços unitários para instalações do sistema de tratamento da água
106
Tabela 29 Composição de preços unitários para instalação de válvula solenoide
106
Lista de Abreviaturas e Siglas
ABC Região que agrupa os municípios de Santo André, São Bernardo do Campo e São Caetano do Sul na RMSP
ABCD Região que agrupa os municípios de Santo André, São Bernardo do Campo, São Caetano do Sul e Diadema na RMSP
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AES ELETROPAULO Eletropaulo Metropolitana Eletricidade de São Paulo AS
ANA Agência Nacional de Águas
BDI Bonificação e Despesas Indiretas
DEA Disponibilidade Específica de Água
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
EMEB Escola Municipal de Ensino Básico
EMEF Escola Municipal de Ensino Fundamental
EMPLASA Empresa Paulista de Planejamento Metropolitano S. A.
FIMEM Filtração em Múltiplas Etapas Modificado
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ICDH Índice de Criticidade de Recursos Hídricos
MS Ministério da Saúde
NBR Norma Brasileira
NTU Unidade Nefelométrica de Turbidez
PROSAB Programa de Pesquisa em Saneamento Básico
PVC Cloreto de Polivinila
PMSBC Prefeitura do Município de São Bernardo do Campo
PMSP Prefeitura do Município de São Paulo
RIGA Revista de Gestão de Água da América Latina
RMSP Região Metropolitana de São Paulo
SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SIRGH Sistema de Gerenciamento Integrado de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo
SP Estado de São Paulo
SST Sólidos Suspensos Totais
SWC The Shire Water Center
TCEQ Texas Commission on Environmental Quality
UFC Unidades Formadoras de Colônias
UV Raios Ultravioletas
Lista de Símbolos
S Somatória
AF prumada de água fria H Hora L Litro
pH potencial hidrogeniônico uT unidade de turbidez uH unidade Hazen
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 14
2 OBJETIVO 16
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 17
3.1 Disponibilidade de água na Terra 17
3.2 Disponibilidade hídrica na RMSP 18
3.3 Uso urbano da água 20
3.4 Utilização de água de chuva ao longo da história 22
3.5 Experiências recentes 23
3.6 Legislação e normalização 24
3.7 Qualidade da água 27
3.8 Sistemas para captação, tratamento, armazenamento e distribuição das águas de chuva
31
3.8.1 Captação 31
3.8.2 Tratamento 32
3.8.2.1 Descarte das primeiras águas 32
3.8.2.2 Sistema de filtração 35
3.8.2.3 Desinfecção 39
3.8.3 Armazenamento 40
3.8.3.1 Métodos de cálculo para dimensionamento de reservatórios 42
3.8.3.1.1 Método de Rippl 43
3.8.3.1.2 Método da simulação 44
3.8.3.1.3 Método Azevedo Neto 44
3.8.3.1.4 Método prático alemão 45
3.8.3.1.5 Método prático inglês 45
3.8.3.1.6 Método prático australiano 45
3.8.4 Distribuição 47
4 DESCRIÇÃO DO OBJETO DE TRABALHO 48
4.1 Contextualização 48
4.2 Descrição física 51
4.3 Demanda de água 57
4.4 Oferta de água: Regime de chuvas 61
5 MÉTODO DO TRABALHO 64
6 CONCEPÇÃO DO SISTEMA 66
6.1 Sistema de captação de água de chuva 66
6.2 Sistema de armazenamento de água de chuva 66
6.3 Sistema de distribuição de água de chuva 68
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES 71
7.1 Consumo 71
7.2 Oferta 73
7.2.1 Dimensionamento por métodos tradicionais 73
7.2.2 Dimensionamento do reservatório conforme potencial de aproveitamento
76
7.3 Os custos para implantação do sistema 83
8 CONCLUSÕES 88
REFERÊNCIAS 89
APÊNDICE A - DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO PELO MÉTODO DE RIPPL, UTILIZANDO MÉDIAS DIÁRIAS – TABELAS DE CÁLCULO
94
APÊNDICE B – DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO CONSIDERANDO O POTENCIAL DE APROVEITAMENTO – TABELAS DE CÁLCULO
99
APÊNDICE C – COMPOSIÇÃO DE PREÇOS UNITÁRIOS 105
ANEXO A – PROJETO DE ARQUITETURA (EM CD) 107
ANEXO B – PROJETO DAS INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS (EM CD) 108
ANEXO C – FATURA DE ENERGIA ELÉTRICA 109
ANEXO D – CONTA DE SERVIÇOS DE ÁGUA E ESGOTO 110
14
1 – INTRODUÇÃO
A escassez de água a partir das últimas décadas do século XX vem sendo
alertada há vários anos. A água doce era considerada um recurso inesgotável e
hoje se sabe que não é. O crescimento populacional e a concentração das
populações nas áreas urbanas vêm aumentando a pressão sobre a demanda de
água para o consumo humano, levando a situações críticas de escassez nos
grandes centros. Outros fatores como desmatamento, poluição e desperdício
pioram o quadro de disponibilidade para atendimento da necessidade crescente
de água de boa qualidade.
Hoje o fornecimento público domiciliar se restringe a água potável, inclusive
para usos que não demandem tal qualidade como descarga de bacias sanitárias,
lavagem de piso, rega de jardins, lavagem de veículos, etc. A continuidade do
atendimento dessa demanda crescente, sem que seja necessária a utilização de
medidas de racionamento ou de rodízio no fornecimento, que muitas vezes já são
utilizadas, passa pela busca de alternativas inovadoras e mudança de cultura em
relação a práticas tradicionalmente utilizadas. A necessidade de água em
quantidade e qualidade compatível com o uso afronta os conceitos estabelecidos
e pressiona a tecnologia tradicionalmente utilizada. Hoje, apresentam-se como
alternativas ao uso universal de água potável, a utilização da água de chuva,
ponto focal deste trabalho, e o reúso de esgoto para fins não potáveis, além de
uma melhor abordagem da manutenção e conservação dos sistemas de
distribuição de água existentes. Passos nessa direção devem diminuir o estresse
hídrico e a sobrecarga nos sistemas de esgoto e drenagem nos grandes centros
urbanos. Um trabalho de educação e conscientização social sobre a necessidade
de conservação, reutilização e potencialização do uso dos recursos naturais é
fundamental. A utilização da água de chuva captada, armazenada e tratada
dentro da própria edificação pode ser uma alternativa para alívio da demanda por
água potável.
A utilização da água de chuva não é uma novidade para a humanidade.
Várias culturas e civilizações já tinham essa prática. Vestígios de ruínas de
reservatórios e sistemas de captação podem ser encontrados em todos os
continentes.
15
Para utilização da água de chuva nos dias de hoje, devem ser tomados
alguns cuidados que garantam sua salubridade e o volume suficiente para
atendimento da demanda proposta, sob o risco de desacreditar essa prática e
oferecer resistência social não somente a um projeto proposto, mas a toda
concepção do sistema.
O sistema proposto deverá garantir a segurança do fornecimento de água de
chuva e proporcionar a diminuição da utilização de água potável, que deverá ter
destino prioritário para o consumo e preparação de alimentos. A implantação
desse sistema deverá ser simples, não exigindo reformas de grande porte, que
poderão ser feitas no período de recesso escolar, sem causar interferência no
desenvolvimento do ano letivo. Esse sistema poderá também ser incorporado no
projeto de construção de novas escolas que apresentem a mesma tipologia do
caso estudado.
Uma abordagem especial foi dada à questão do dimensionamento do volume
do reservatório de água de chuva. Os métodos tradicionalmente usados para a
determinação de seu volume são bastante questionados no meio técnico e
acadêmico.
Avaliou-se a viabilidade técnica e econômica para utilização de sistema de
captação e aproveitamento de água de chuva em uma planta de escola, cuja
tipologia é frequente no município de São Bernardo do Campo – SP. Essa
tipologia padrão estudada vem sendo reproduzida no município em escolas
construídas a partir de 2001. A repetitividade dessa planta aumenta a importância
desse estudo justamente pelo aspecto multiplicador das alternativas propostas
para esse projeto. A opção pela avaliação da possibilidade de incorporação de
sistemas de aproveitamento de água de chuva em escolas públicas visa
familiarizar o contato de novas gerações com essa tecnologia, desde a infância,
de forma a facilitar sua incorporação, de forma natural, no cotidiano dos futuros
cidadãos, aproveitando a maior receptividade a sistemas inovadores,
demonstrada pelos mais jovens, que aceitam melhor a quebra dos conceitos
tradicionais.
A divulgação e implantação de projetos desse tipo dão uma dimensão maior à
questão da busca de soluções alternativas e inovadoras para obtenção de água
em ambiente urbano, e esse trabalho pretende somar-se àqueles colocados
nesse contexto.
16
2 - OBJETIVO
O objetivo principal desse trabalho é propor a incorporação da utilização da
água de chuva em edificações escolares públicas, como fonte de água para usos
não potáveis, substituindo a água potável usada na descarga de bacias
sanitárias.
O objetivo secundário desse trabalho é propor um método alternativo aos
normalmente utilizados para o dimensionamento de reservatórios de água de
chuva, que se adéque a tipologia do objeto estudado e que seja economicamente
atrativo, mesmo que não atenda à demanda total por água não potável.
17
3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1- Disponibilidade da água na Terra
A água é elemento necessário para a geração e preservação da vida. Por
muitos séculos a água foi considerada um recurso renovável, e hoje se sabe que
não é. As preocupações atuais com esgotamento dos recursos hídricos ocorrem
devido a importantes desequilíbrios no ciclo da água na natureza e o ciclo urbano da
água se insere nessa realidade.
Somente uma parcela da água existente no planeta pode ser diretamente
utilizada pelo homem. Como ilustra a Figura 1, 97,5 % da água presente na Terra é
salgada e somente 2,5 % é doce. Além disso, essa água doce também não está
totalmente disponível, pois somente 0,3 % estão presentes em rios e lagos, 30,8%
nos subsolos e 68,9% dessa água está sob a forma de geleiras.
Figura 1 – Distribuição da água no mundo Fonte: Tomaz, 2009
A distribuição da água doce também não é uniforme. Ela não se distribui de
forma igualitária por todo o planeta. Algumas regiões são pródigas no volume de
água enquanto outras se encontram abaixo dos limites de escassez. O Brasil detém
uma quantidade significativa da água doce do planeta. A vazão média dos rios
brasileiros é de 180 mil m³/s o que corresponde a 12% da disponibilidade de
recursos hídricos do mundo que é de 1,5 milhão m³/s (SHIKLOMANOV et al, 2000,
apud MARENGO, 2008). Apesar dessa abundância relativa, também a distribuição
da água no Brasil não é uniforme. Enquanto a bacia amazônica detém a maior
18
reserva de água disponível do planeta, o semiárido do nordeste brasileiro apresenta
índices pluviométricos muito inferiores às necessidades de consumo e também da
agricultura. Algumas regiões metropolitanas, densamente povoadas, apresentam
uma demanda superior à oferta regional. A disponibilidade de recursos hídricos na
Região Metropolitana de São Paulo é crítica e essa situação ainda é agravada pelo
comprometimento da qualidade da água da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê.
(EMPLASA, 2005). A Figura 2 mostra a distribuição de água no Brasil.
Figura 2 – Distribuição de água doce no Brasil Fonte: Tomaz, 2009
3.2 - Disponibilidade hídrica na RMSP
A escassez de água nas grandes aglomerações humanas é um problema que
está colocado na ordem do dia: “A escassez de água não pode mais ser
considerada como atributo exclusivo de regiões áridas. Muitas áreas com recursos
hídricos abundantes, mas insuficientes para atender a demandas excessivamente
elevadas, também experimentam conflitos de usos e sofrem restrições de consumo
que afetam o desenvolvimento econômico e a qualidade de vida” (ANA, 2005).
Segundo Hespanhol (2008), a disponibilidade hídrica da RMSP não é mais
suficiente para atender a demanda. Hoje grande parte da água consumida vem de
norte 68,5%
nordeste 3,3%
sul 6,5%
sudeste 6,0%
centro-oeste 15,7%
19
regiões distantes, da bacia dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí que são
responsáveis pelo fornecimento de 33 m³/s para a RMSP.
Na bacia do Alto Tietê, onde se localiza a RMSP, a disponibilidade específica
de água era, em 2008, de 216,7 m³/hab.ano, com a previsão para 2010 de
179,3m³/hab.ano (HESPANHOL, 2008). O Índice de Criticidade de Recursos
Hídricos (ICRH) relaciona a disponibilidade de água em m³/hab.ano com os
problemas de gestão desses recursos, conforme vê-se no Quadro 1.
ICRH Disponibilidade Específica de Água
(DEA) (m³/hab.ano) Problemas de gestão de recursos
hídricos
1 DEA > 10.000 Sem problemas ou problemas limitados
2 10.000< DEA ≤ 2.000 Problemas gerais de gerenciamento
3 2.000< DEA ≤ 1.000 Grande pressão sobre recursos hídricos
4 1.000 < DEA ≤ 500 Escassez crônica de água
5 DEA < 500 Além do limite da disponibilidade
Quadro 1 - Índice de criticidade de recursos hídricos Fonte: Falkenmark (1992) apud Hespanhol (2008)
Verifica-se que, dentro desses critérios, a situação da RMSP está além do
limite de disponibilidade. A bacia dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, que fornece
para RMSP 33 m³/s, apresentava disponibilidade hídrica específica de 497,4
m³/hab.ano em 2008 com projeção de 347,2 m³/hab.ano para o ano de 2010, ou
seja, está também além do limite de disponibilidade (HESPANHOL, 2008).
Quando determinada região atinge índices limites para atender sua demanda
por água, a prática dominante no mundo moderno é a busca da água de locais cada
vez mais distantes, muitas vezes de outras bacias hidrográficas, para atender as
necessidades de áreas urbanizadas, cada vez mais densamente povoadas. A
prática da transposição de água de outras bacias, via de regra, trouxe consigo um
desequilíbrio hídrico tanto nas regiões que fornecem a água como nas que a
recebem. Os corpos de água das regiões importadoras recebem um volume
adicional de efluentes trazendo prejuízos tanto econômicos como ambientais
(HESPANHOL, 2008).
20
3.3 - Uso urbano da água
O desequilíbrio no ciclo urbano da água leva a uma situação de estresse
hídrico, que tem sua origem tanto no aspecto quantitativo como qualitativo. No
Brasil, em 2006, 93,1% era o índice de cobertura do abastecimento de água potável
e 48,3% o de esgotamento sanitário, sendo que somente 32,2% eram tratados
(GONÇALVES, 2009). Parte do esgoto é lançada nos corpos hídricos sem
tratamento ou apenas com tratamento parcial.
O setor que mais consome água doce no planeta é a agricultura, sendo
responsável por 70% de todo o consumo mundial. Em segundo lugar está o
consumo doméstico com 23%, aumentando numa média de 4% por ano desde
1990, e em terceiro o industrial com 7% (GONÇALVES, 2009).
O consumo doméstico de água na RMSP é da ordem de 84,4%
(GONÇALVES, 2009) e grande parte desse consumo destina-se a fins não potáveis.
Tomando-se como base dados obtidos em pesquisa realizada na UFSC o consumo
de água no interior de uma residência unifamiliar Florianópolis – SC, segue a
distribuição da Figura 3.
Figura 3 – Distribuição de consumo em peças hidrosanitárias Fonte: Gonçalves, 2009
De acordo com o seu uso, cada edificação tem um consumo específico. O
consumo de água numa residência unifamiliar tem características diferentes do
consumo de uma escola de ensino fundamental. A distribuição do consumo de água
cozinha 15% lavatório e
chuveiro 29%
tanque e maquina de lavar roupas
35%
vaso sanitário
21%
21
em escolas de tipologia EMEF na cidade de Campinas, onde frequentam crianças de
7 a 14 anos, foi estudada por Ywashima (2005) em sua dissertação de mestrado
“Avaliação do uso da água em edifícios escolares públicos”. O Quadro 2 demonstra
os locais onde há o maior consumo de água nessa tipologia de edificação.
Ambiente Consumo diário
(L) Parcela do consumo
(%)
Banheiro dos alunos 5.242 52
Banheiro das alunas 2.410 23
Banheiro dos funcionários 117 1
Banheiro das professoras e funcionárias 658 6
Cozinha 1385 13
Área externa 476 5
Refeitório 0 0
TOTAL 10.470 100
Quadro 2 – Distribuição de consumo diário em escola tipo EMEF Fonte: Ywashima, 2005
Considerando-se esses dados, nota-se que grande parte do consumo de
água, tanto na residência como na escola é destinado para o atendimento de usos
não potáveis. Pode-se verificar ainda, que se somando as parcelas consumidas nos
banheiros da EMEF, foram utilizadas, nesses ambientes, 82% (52+23+1+6) do total,
sendo 75% no banheiro dos alunos.
Para todos esses usos é utilizada água potável, quando a qualidade requerida
para descargas de bacias sanitárias, por exemplo, é inferior a qualidade requerida
para a água para ingestão.
Por conta da incidência relativamente alta do consumo urbano observado em
diversos países, a bacia sanitária tornou-se um dos principais exemplos de
aparelhos sanitários para os quais buscam soluções de racionalização de consumo,
trabalhando-se sobre a redução do volume de água descarregada em cada
operação de uso.
A água fornecida pelas concessionárias no meio urbano é pautada pelos
parâmetros de potabilidade, mas a água demandada nem sempre exige esses
padrões. Mudando-se o foco, fazendo o gerenciamento a partir da oferta de novas
fontes, métodos inovadores e alternativos poderão ser utilizados, como o reúso de
22
esgoto e o uso de água de chuva, definindo-se os parâmetros de qualidade da água
necessários para cada demanda e, assim, reservando a água potável, mais nobre,
para ingestão e preparo de alimentos (Hespanhol, 2008). Na linha de criar um novo
paradigma às práticas hoje adotadas, a racionalização do consumo, manutenção do
sistema de abastecimento, reúso de água e utilização de fontes alternativas como
água de chuva estão na linha de frente.
Um conceito a ser difundido e consolidado na sociedade é que, para
diferentes usos da água, diferentes valores de parâmetros físico-químicos e
biológicos definem sua qualidade. Os critérios para avaliar a qualidade da água não
são universais, mas deve ser relacionado com o seu uso. O critério de qualidade da
água a ser utilizada para consumo não precisa obedecer aos mesmos parâmetros
para água utilizada para limpeza de pisos, ou para regas, ou para utilização em
descargas sanitárias, etc. A diminuição do consumo de água potável que é
destinada a fins não potáveis, utilizando em seu lugar águas com qualidade
compatível a esse uso, alivia a demanda por água destinada ao consumo e preparo
de alimentos. O aproveitamento das águas de chuva como uma fonte alternativa de
consumo diminui a demanda de água potável, contribui para o amortecimento das
enchentes urbanas e diminui os custos e impactos ambientais associados a projetos
de transposição de bacias. (AYUB et al, 2005).
3.4 - Utilização da água de chuva ao longo da história
As mais prósperas das primeiras civilizações da antiguidade desenvolveram-
se às margens de cursos d’água como a civilização egípcia, que floresceu às
margens do Rio Nilo, e as civilizações da Mesopotâmia, entre os rios Tigre e
Eufrates. As civilizações mais adiantadas da antiguidade já construíam sistemas de
adução de água potável e condução de esgoto, num primeiro momento atendendo
reis, sacerdotes e a nobreza. Alguns aquedutos romanos até hoje ainda estão em
funcionamento abastecendo cidades européias (LANDI, 1993).
Fazia parte da prática de várias culturas e civilizações a utilização e o
armazenamento de água proveniente das chuvas. O aproveitamento de água de
chuva não é, portanto, uma novidade para o homem. Pesquisadores indicam a
existência de reservatórios escavados desde 3600 aC e diversas sociedades já
utilizaram a água de chuva para suas atividades (TOMAZ, 2009). Os primeiros
23
registros da utilização da água de chuva são do Sul da África onde o “homo sapiens”
armazenava água de chuva em cascas de ovo de avestruz. Vestígios e ruínas de
reservatórios e sistemas de captação de água de chuva foram encontrados em
diversos lugares como no Irã, China, as civilizações Maia e Asteca, no deserto de
Negev, na Grécia e em Roma antiga (TOMAZ, 2009).
3.5 - Experiências recentes
Em várias regiões do mundo, a utilização da água de chuva faz parte da
gestão dos seus recursos hídricos (SILVA, 2007). Em regiões áridas e semiáridas,
inclusive no Brasil, é prática comum o uso da água de chuva. “Cabe ressaltar, no
entanto, que a utilização de águas pluviais, como fonte alternativa ao abastecimento
de água requer a gestão da qualidade e quantidade.” (ANA, 2005).
Várias experiências de utilização das águas de chuva foram bem sucedidas,
inclusive para consumo. No estado de Morelos no México, a água de chuva foi
considerada uma excelente solução alternativa no abastecimento de água para uso
e consumo humano, em zonas onde não existem ou são muito deficientes os
sistemas de abastecimento formal. Para essa finalidade foram adotadas medidas
mais rigorosas para o tratamento da água a ser consumida. Foi desenvolvido e
implantado um “sistema de filtração em múltiplas etapas modificado (FIMEM)”
usando inclusive floculadores nas primeiras etapas de filtração, apresentando
resultados satisfatórios quanto à qualidade da água utilizada inclusive para fins
potáveis. O conceito do sistema FIMEM implica em ter mais de uma etapa de
tratamento eliminando progressivamente os contaminantes (HOYOS et al, 2006).
Na China também foram desenvolvidos programas que são exemplos
positivos da utilização de água de chuva. Nas áreas do semiárido chinês, com
precipitações irregulares e evaporação alta, foi desenvolvido o Programa:
”Providenciando água para uso humano e para animais, desenvolvendo a economia
agricultura e melhorando o meio ambiente através do uso de água de chuva
denominado - Programa 1-2-1“. A proposta era a construção de uma (1) área de
captação de 100 m², duas (2) cisternas subterrâneas de concreto para
armazenamento de água, a primeira para consumo humano e outra para irrigação
(entre 20 e 50 m³), e uma (1) área de pelo menos 700 m² com irrigação suplementar,
destinada à produção suplementar de culturas comercializáveis. Na experiência
24
chinesa, as famílias contribuíram com a mão de obra e, até 2004, 2.500.000 tanques
de água foram construídos somente no Estado de Gansu (GNADLINGER, 2004).
O uso da água de chuva sem práticas, cuidados e projetos adequados que
garantam a qualidade compatível com sua utilização, pode comprometer a saúde do
usuário, como experiência relatada nas Ilhas Maldivas. A água de chuva é uma
importante fonte de água potável nas Ilhas Maldivas. Não é somente a mais barata,
mas é a única fonte sustentável de água. A capital, Male, é provida de água
dessalinizada, porém nos locais mais isolados, a água de chuva é, e continuará
sendo, uma importante fonte de água nos próximos anos. A contaminação dos
telhados por fezes de gatos e pássaros torna alto o índice de doenças que são
causadas pela qualidade inadequada da água que é consumida pela população.
Percebe-se a necessidade de ter cuidado quanto a sua salubridade e assegurar que
boas práticas sejam adotadas para coleta, tratamento e armazenamento da água de
chuva (MALDIVES WATER AND SANITATION AUTHORITY, 2005).
No Brasil é prática comum no semiárido a utilização e armazenamento de
água de chuva (ANA, 2005). Nessas regiões torna-se obrigatório o armazenamento
de água de chuva para atender principalmente às demandas potáveis (SONDA e al,
apud, MAY, 2004). Essas águas são armazenadas em cisternas, mas a sua
qualidade pode não atender aos requisitos de potabilidade, como demonstrado por
Brito (2005) na avaliação da qualidade da água em alguns municípios como
Petronila e Urucuí, em Pernambuco e Canudos e Uauá na Bahia, demonstrando que
as águas, embora atendessem aos padrões físico-químicos exigidos pela Portaria
MS 518/2004, vigente na época, não atendiam em grande parte aos requisitos de
contaminação biológica (BRITO, 2005).
Nos meios urbanos, como na RMSP, a difusão da prática de utilização de
água de fontes alternativas para fins não potáveis diminuiria o estresse hídrico
presente nesses meios.
3.6 – Legislação e normalização
A legislação federal no Brasil define padrões para que a água seja
considerada potável, mas não se refere à qualidade da água para usos não potáveis
ou para água de reúso. Nenhuma esfera governamental define os parâmetros de
qualidade para água que possa ser utilizada em atividades que não exijam
25
potabilidade. Somente a Resolução 54 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos
estabelece modalidades, diretrizes e critérios gerais para o reúso de água.
Os critérios e requisitos para considerar uma água como potável são definidos
na Portaria 2914/2011, do Ministério da Saúde, que substituiu a Portaria 518/2004.
Essa portaria define água para consumo humano como sendo “água potável
destinada à ingestão, preparação e produção de alimentos e à higiene pessoal,
independentemente de sua origem” e água potável “água que atenda o padrão de
potabilidade estabelecido nesta portaria e que não ofereça riscos à saúde” (MS,
2011). A Portaria estabelece também, em seus anexos, um conjunto de valores
microbiológicos, físicos, químicos e radioativos que definem o padrão de
potabilidade.
A utilização de água potável em atividades que não necessitam um produto
dessa qualidade representa desperdício de um recurso cada vez mais raro.
Segundo Hepanhol (2008), “Para universalizar a prática de reúso no Brasil e,
efetivamente, implementar o novo paradigma, deve-se: (i) desenvolver um
arcabouço legal para regulamentar, orientar e promover a prática do reúso de água1,
incluindo normas, padrões de qualidade de água, códigos de práticas e atribuições
institucionais para as diferentes formas de reúso urbano, agrícola, na aquicultura, na
recarga gerenciada de aquíferos e na recreação; e (ii) estimular o reúso de água
pela conscientização dos valores e benefícios da prática, pela criação de programas
de pesquisas e desenvolvimento, pela implementação de programas e projetos de
demonstração, pela introdução de linhas de créditos específicos e pelo
estabelecimento de critérios para subsidiar projetos de reúso. A iniciativa por essas
ações poderia partir da Agência Nacional de Águas (ANA), da Secretaria de
Recursos Hídricos do Ministério do Meio Ambiente, das secretarias estaduais de
recursos hídricos, dos comitês de bacias e das companhias municipais e estaduais
de saneamento.”
Existem legislações estaduais e municipais que estimulam e obrigam a
utilização de sistemas visando principalmente contenção e um eventual uso da água
de chuva, não definindo parâmetros de qualidade para esse uso. No Estado do Rio
de Janeiro a Lei 4.393/04 dispõe sobre a obrigatoriedade das empresas projetistas e
de construção civil a prover em imóveis residenciais que abriguem mais de 50
1 O termo reúso de água refere-se, tecnicamente, ao reúso da água de esgoto tratado. Quando se
trata de aproveitamento de água de chuva não se utiliza o termo reúso.
26
famílias ou empreendimentos comerciais com mais de 50 m² de área construída,
dispositivos para captação, caixas de armazenamento e distribuidores para água de
chuva. No Estado de São Paulo a Lei 12.526/07 estabelece diretrizes para
contenção de enchentes e destinação de águas pluviais obrigando a implantação de
sistemas de captação e retenção de águas pluviais em lotes edificados ou não, com
área impermeabilizada superior a 500 m². No município de São Paulo a Lei
13.276/02, conhecida como “lei das piscininhas”, torna obrigatória a execução de
reservatórios para água de chuva em lotes edificados ou não, com área
impermeabilizada superior a 500 m². Também no Município de São Paulo a Lei
14.018/2005 institui o Programa Municipal de Conservação e Uso Racional da Água
em Edificações, regulamentada pelo Decreto Lei 47.731/06. Esse programa busca
desenvolver ações que promovam a conservação e uso racional da água, a
utilização de fontes alternativas de água, captação, armazenamento e utilização de
águas de chuva e águas servidas para fins não potáveis em edificações e a busca
de soluções técnicas e estímulo para implantação desses sistemas em edificações
existentes.
A contenção e liberação controlada das águas pluviais poderiam diminuir o
problema de enchentes nas áreas urbanas. Ações mais estimuladoras e
contundentes poderão garantir o aproveitamento desse recurso, que já está sendo
armazenado.
Apesar de não existir legislação que estabeleça critérios ou requisitos para
uso de água para fins não potáveis, a ABNT, considera essa hipótese na NBR
5626/98 – Instalação Predial de Água Fria onde ressalva que não deve haver
conexão cruzada com as instalações de água potável e que essa água pode ser
usada para limpeza de bacias sanitárias e mictórios, para combate a incêndios e
para outros usos onde o requisito potabilidade não se faça necessário. A NBR
15.527/07 – Aproveitamento de água de chuva de coberturas em áreas urbanas
para fins não potáveis estabelece parâmetros para usos restritos de águas de chuva.
Essa norma estabelece que os padrões de qualidade devam ser definidos pelo
projetista de acordo com a utilização prevista e, para usos mais restritivos,
recomenda a utilização dos parâmetros indicados no Quadro 3.
Outras referências também podem ser obtidas em documentos internacionais.
Diversos países estabeleceram guias e recomendações para uso dessa água que
também podem ser considerados, como mostra a Quadro 4.
27
Parâmetro Análise Valor
coliformes totais semestral ausência em 100 ml
coliformes termo tolerantes semestral ausência em 100 ml
cloro residual livre (a) mensal 0,5 a 3,0 mg/l
Turbidez mensal < 2,0 uT (b)
cor aparente
(caso não seja utilizado nenhum corante) mensal < 15 uH (c)
deve prever ajuste de pH para proteção das redes de distribuição, (caso necessário)
mensal pH de 6,0 a 8,0 no caso de tubulação de aço carbono ou galvanizado
NOTA 1 - Podem ser utilizados outros processos de desinfecção além do cloro, como aplicação de raio ultravioleta e aplicação de ozônio
(a) No caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfecção (b) uT é a unidade de turbidez (c) uH é a unidade Hazen
Quadro 3 - Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis Fonte: ABNT (2007)
Parâmetro EPA* Austrália Sul da
Austrália Alemanha Japão Brasil
pH - - - 6 – 9 6 – 9 6 – 8
DBO5 (mg/L) 5 – 30 < 10 – 20 < 20 20 10 -
SST (mg/L) 5 – 30 < 10 – 20 < 10 30 - -
Turbidez (NTU) 2 – 5 - 2 – 5 1 – 2 5 2 – 5
Coli. Total (UFC/100 mL)
2,2 – 23 < 1 < 10 500 10 Ausência
Coliformes termotolerantes (UFC/100 mL)
ND – 75 < 10 – 30 - 100 10 Ausência
Cloro livre Cl2 (mg/L)
- 0,5 - 2,0 - - - 0,5 – 3,0
Quadro 4 - Parâmetros de qualidade para uso não potável das águas pluviais em diversos países Fonte: *US Environment Protection Agency (1992) apud Righetto (2009).
3.7 - Qualidade da água
De acordo com o uso a que vai ser dado à água, os riscos apresentam-se de
formas diversas, tanto para saúde humana, para o meio ambiente e para estruturas
que possam entrar em contato com essa água.
Foram levantadas as exigências mínimas de qualidade da água para seus
possíveis usos (ANA, 2005):
28
a) água para irrigação
não deve apresentar mau cheiro
não deve ter componentes que agridam plantas ou proliferem
pragas
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
b) água para lavagem de pisos, calçadas, quadras esportivas
não deve apresentar mau cheiro
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
não deve manchar superfícies
c) água para descarga em bacias sanitárias ou mictórios
não deve apresentar mau cheiro
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
não deve manchar superfícies
não deve deteriorar metais sanitários
d) água para refrigeração, sistema de ar condicionado, reservas de
incêndio
não deve apresentar mau cheiro
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
não deve deteriorar máquinas
não deve formar incrustações
29
e) água para lavagem de veículos
não deve apresentar mau cheiro
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
não deve manchar superfícies
não deve conter sais ou substâncias remanescentes após a
secagem
f) água para usos ornamental
não deve apresentar mau cheiro
não deve ser abrasiva
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
não deve manchar superfícies
não deve ser turva
deve ser incolor
g) água para uso em construção civil em argamassas, concretos,
compactação e controle de poeiras
não deve apresentar mau cheiro
não deve alterar as características de resistência dos materiais
não deve favorecer o aparecimento de eflorescências de sais
não deve propiciar infecções ou contaminações por vírus ou
bactérias
O Quadro 5 apresenta um resumo de alguns usos e potenciais riscos que ele
pode apresentar.
Nas regiões metropolitanas a qualidade das águas de chuva foi estudada e
apresentou qualidade preocupante quando não submetida a tratamento de filtração
e desinfecção (MAY, 2004). A pesquisa realizada na cidade de São Paulo indica a
ocorrência de concentração de bactérias na água de chuva e recomenda a utilização
30
de desinfecção da água para que sua utilização seja segura no consumo não
potável.
Uso
Risco
Saúde pública
Meio ambiente
Materiais Efeitos
estéticos
Resistência de
estruturas
Lavagem de pisos, ruas e veículos
X X X
Irrigação de áreas verdes
X X
Lagos ornamentais X X X
Descargas sanitárias X X X
Resfriamento em sistemas de ar condicionado
X X X
Construção civil X X
Reserva contra incêndio X X
Quadro 5 - Uso da água x riscos potenciais Fonte: adaptação de Cunha, 2008
Para água utilizada em descargas de bacias sanitárias, os requisitos
qualitativos preliminares também foram apresentados por Gonçalves (2009):
a) ter aparência cristalina e incolor;
b) ser inodora;
c) ser sanitariamente segura frente ao fenômeno de respingos no usuário;
d) não facultar o crescimento de algas no selo hídrico ou de biofilme nas
paredes da bacia sanitária em curtos períodos de tempo (< 48 horas)
decorridos entre 2 descargas consecutivas;
e) não dar origem à formação de espuma quando da descarga;
f) não conter materiais particulados em suspensão;
g) não provocar manchas ou abrasão na louça sanitária;
h) não provocar incrustações em louças, tubulações e peças sanitárias;
i) não provocar corrosão ou outro tipo de degradação de metais sanitários e
demais materiais que tiver contato.
31
3.8 - Sistemas para captação, armazenamento e aproveitamento das águas de
chuva.
Toda edificação urbana tem, por mais simples que seja, um sistema de
drenagem das águas pluviais. Não havendo aproveitamento dessa água ela é, em
grande parte, direcionada para uma rede de drenagem para ser descartada.
Dependendo da permeabilidade do pavimento e da área externa do edifício, parte
dessa água infiltra-se no solo, mas a maior parte é direcionada para rede de
drenagem pública. Uma alternativa a esse descarte é o aproveitamento dessa água.
O sistema de aproveitamento da água, para ser considerado de alta qualidade, exige
no mínimo um sistema de filtragem e desinfecção. O sistema deverá garantir a
adequação da qualidade da água, a utilização que ela terá (TOMAZ, 2009).
O sistema necessário para utilização de água de chuva deve atender
basicamente de quatro etapas:
captação;
tratamento;
armazenamento, e
distribuição.
3.8.1 - Captação
As águas de chuva podem ser captadas quando atingem a superfície de uma
cobertura, parede ou piso.
A preferência para o local dessa captação para o uso humano deve ser dada
às coberturas ao invés de pisos, por apresentarem menor risco de contaminação,
visto que não apresentam grande tráfego de pessoas, animais e veículos, como
acontece nas áreas de piso. A captação em paredes tem uma abrangência mais
específica e a captação em pisos não é recomendada pelos maiores riscos de
contaminação. A captação na cobertura possibilita também que grande parte do
transporte da água captada possa ser feito por gravidade, sem eventuais serviços de
escavação de valas, para assentamento de tubulações, o que encareceria o
sistema.
As coberturas podem ser executadas com telhados de diversos materiais
como cerâmica, metais, fibrocimento, vidros, plásticos, ou lajes de concreto
impermeabilizadas. Os telhados são construídos com diferentes declividades, que
32
variam em função dos diferentes tipos de telhas utilizadas. Essa declividade
direciona a água para calhas horizontais, que podem ser metálicas, plásticas ou de
concreto impermeabilizado. As calhas também são construídas com pequenas
declividades e direcionam as águas para condutores verticais, também metálicos ou
plásticos.
Considerando a implantação de um sistema de aproveitamento das águas de
chuva, esse sistema poderá ter componentes ao longo da tubulação dos condutores
ou nas calhas, como grelhas de retenção de sólidos e/ou filtros, ou equipamentos
para desinfecção como cloradores. Antes da entrada no reservatório recomenda-se
um sistema de descarte das primeiras águas da chuva.
O dimensionamento do sistema das calhas e coberturas, que transportarão a
água captada a um reservatório, deverá seguir a norma ABNT NBR 10844/89 –
Instalações prediais de águas pluviais – Procedimentos, devem ser instalados
dispositivos para remoção de detritos atendendo a norma ABNT NBR 12213/92 –
Projeto de captação de água para abastecimento público – Procedimentos, e
atender aos requisitos da norma ABNT NBR 15527/07 – Água de chuva –
Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis –
Requisitos.
3.8.2 Tratamento
O sistema deve dispor de equipamentos que garantam a qualidade da água e
a efetividade do sistema. O sistema básico de tratamento recomendado para a
adequação da qualidade das águas de chuva é composto pelo descarte das
primeiras águas, por um sistema de filtração para remoção de sólidos e, recomenda-
se a utilização de um sistema de desinfecção.
3.8.2.1 – Descarte das primeiras águas
As coberturas são depositárias de diversos poluentes como poeiras, fuligens
e fezes de animais. Quando a água de chuva atinge as coberturas ela se contamina
com todo esse material. A qualidade dessa água é preocupante segundo vários
estudos publicados por (JO et al, 2010), (ZANELLA et al, 2009) e (MAY, 2004). A
prática recomendada para diminuir a influencia dessa contaminação é o descarte
33
das primeiras águas de chuva, responsáveis por “lavar” o telhado e pelo arraste dos
poluentes depositados nas coberturas. Para efetuar esse descarte é necessária a
instalação de um dispositivo que atenda a essa necessidade. A NBR 15.527 indica
que o volume de descarte deve ser dimensionado pelo projetista e, na falta de
dados, recomenda o descarte dos primeiros 2 mm de chuva. Apesar da
recomendação da norma, estudos realizados por Gonçalves (2009) constataram que
o descarte do primeiro milímetro de chuva é adequado para uso em projetos.
Segundo TCEQ (2007), alguns fatores influenciam na efetividade dessa
lavagem:
inclinação do telhado – um telhado com maior inclinação propicia uma
limpeza mais rápida;
porosidade do material das telhas- um material menos poroso propicia
uma limpeza também mais rápida;
tipo de contaminação – embora maiores intervalos de tempo entre as
chuvas propiciem maior concentração de contaminantes, poeira e
detritos são mais fáceis de serem removidos que material fecal;
taxa da chuva – garoas propiciam uma limpeza mais leve que uma
chuva mais forte.
As Figuras 4 e 5 apresentam sistemas capazes de cumprir o papel de
descarte das primeiras águas. Na Figura 4 a esfera flutuante fecha a entrada do
receptáculo quando o volume a ser descartado for completado. Na Figura 5 quando
o volume de água a ser descartado preencher o reservatório destinado para isso é
fechada uma comporta direcionando a água para tratamento e uso.
34
Figura 4-Dispositivo de descarte de primeira água de chuva Fonte: Gonçalves, 2009
Figura 5 – Dispositivo de descarte tipo comporta Fonte: Gonçalves, 2009
35
3.8.2.2 - Sistema de filtração
Os filtros têm como função reter partículas sólidas que são carreadas pelas
águas de chuva. Sua instalação, dependendo do tipo, pode se dar nas calhas, na
tubulação de queda ou na tubulação horizontal antes dos reservatórios (filtros de
piso).
Os filtros disponíveis no mercado apresentam variação muito grande em sua
eficiência, tanto de retenção de material, como de aproveitamento hidráulico. Essa
variação ocorre em função das características utilizadas no projeto do equipamento,
da vazão de escoamento e das condições de aplicação (GONÇALVES, 2009) o que
torna necessária uma atenção especial na especificação desse componente.
As calhas de captação podem ser protegidas por grelhas que impeçam a
passagem de corpos de maiores dimensões como galhos e folhas de árvores. Essas
grelhas podem cumprir a função de uma pré-filtragem.
Os sistemas de filtração instalados em calhas podem ser basicamente de dois
tipos: o primeiro é uma tela fina que recobre toda extensão das calhas. Esse
dispositivo pode suprimir a instalação de outro sistema de filtração, porém apresenta
um risco: ele exige um bom sistema de manutenção preventiva, pois a tela poderá
colmatar e impedir ou dificultar a captação das águas colhidas pela cobertura.
Acontecendo isso, corre-se o risco de que a água captada pela cobertura, não
encontrando vazão na calha, transborde, provocando infiltrações pelo edifício. Outro
sistema é o acoplamento de uma grelha hemisférica flexível, acoplada no bocal da
calha, que fará a retenção dos sólidos de maior dimensão. Esse sistema não
substitui o sistema de filtração.
A filtração pode ocorrer também pela instalação de um dispositivo apropriado
na tubulação vertical do sistema de condução da água. O filtro utilizado dessa forma
fica integrado ao tubo de descida da calha, é chamado de filtro de descida. Podem
ser vistas nas Figuras 6 e 7 as representações de alguns modelos desses filtros
disponíveis no mercado. Esses filtros podem ter tamanhos e configurações diversas
dependendo da modelagem adotada pelo fabricante, adequados às diversas
intensidades de chuva, áreas de captação e mesmo com diferentes aberturas de
malha do elemento filtrante.
36
1- adaptador ao tubo de queda 2- elemento filtrante 3- pote de habitação 4- tubo de saída da água filtrada
Figura 6 – Filtro de descida para chuvas intensas Fonte: Wisy, 2011
1- adaptador ao tubo de queda 2- elemento filtrante 3- pote de habitação 4- tubo de saída da água filtrada
Figura 7 – Filtro de descida Fonte: Wisy, 2011
37
O filtro pode também ser instalado no piso, antes da entrada do reservatório
de armazenamento. O mercado apresenta filtros de diversos tamanhos e
configurações para esse dispositivo, de modo a possibilitar sua adequação a vários
sistemas. A Figura 8 mostra um dos tipos de filtros para ser instalado em pisos. É o
filtro para piso tipo cilindro de adesão, mostrado em três tamanhos, com 100, 150 e
300 mm de diâmetro.
Figura 8 – Filtros de piso Fonte: Wisy, 2011 O filtro de piso, em função de características topográficas do local a ser
instalado, pode ficar numa profundidade tal que necessitará do prolongamento do
pescoço e ter uma tampa resistente a tráfego de automóveis. A Figura 9 mostra
detalhe dessa situação.
1 – Existe possibilidade de prolongamento do pescoço do filtro
2 – A tubulação de entrada e saída pode ser regulada para qualquer direção 3 - Tampa suporta tráfego de caminhão de até 60 t
Figura 9 – Tampa de inspeção e pescoço Fonte: Wisy, 2011
38
Pode-se ter, também, uma filtração adicional no momento da tomada da água
do reservatório com a utilização de filtros flutuantes. O filtro flutuante é instalado
dentro do reservatório, para uma segunda filtragem e toma a água na porção situada
logo abaixo da superfície onde são encontrados menos detritos sólidos, que em
grande parte sedimentaram. Assim como para as demais configurações, os filtros
flutuantes são comercializados com diversas aberturas de malha do elemento
filtrante.
Figura 10 – Filtro flutuante com malha fina Fonte: Wisy, 2011
Figura 11 – Filtro flutuante com malha grossa Fonte: Wisy, 2011
39
3.8.2.3 - Desinfecção
Para desinfecção da água de chuva coletada, a NBR15527/07 recomenda a
utilização de ozônio, raios ultravioletas ou sistemas de cloração.
Em sua tabela 1 “Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos
restritivos não potáveis”, a norma NBR 15527/07 (Quadro 3 supracitado) recomenda
a quantidade mínima de 0,5 mg/L de cloro residual livre na água usada para fins não
potáveis. Pode ser observado na Figura 12 um dos modelos de dosador de cloro
existentes no mercado, no exemplo um dosador de cloro em pastilhas.
Figura 12 – Dosador de cloro Fonte: Hidraulis, 2011
A Figura 13 mostra um equipamento de desinfecção de água à base de
raios UV.
Figura 13 - Reator UV para desinfecção de água
Fonte: Hidraulis, 2011
40
3.8.3 - Armazenamento
A NBR 15527/07 estabelece que na concepção do projeto do sistema de
aproveitamento de água de chuva deve constar a população a ser atingida, a
determinação da demanda e estudos das séries históricas e sintéticas das
precipitações na região onde será feito o projeto de aproveitamento de água de
chuva. Esses elementos fornecem as bases para o dimensionamento do volume
reservatório que deverá ser incorporado ao sistema. A situação considerada ideal é
aquela que permite o uso da água de chuva durante o ano inteiro e, para tanto,
deve-se realizar a compatibilização do volume do reservatório que garantirá o
suprimento da demanda com o regime de chuvas, responsável pela oferta de água.
Devido a limitantes físicos e financeiros essa situação ideal muitas vezes não é
viabilizada.
Utilizando-se reservatórios, eles devem atender a ABNT NBR 12217/94 –
Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público –
Procedimentos, e às recomendações da ABNT NBR 5626/98 – Instalações prediais
de água fria – Projeto e execução, dispondo de extravasor, dispositivo de
esgotamento, cobertura, inspeção, ventilação e segurança. O bombeamento dessa
água para um possível reservatório superior deve seguir as prescrições da NBR
12214/92 - Projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento
público. Deve ser minimizado o problema de turbilhonamento dificultando a
ressuspensão de sólidos e o arraste de materiais flutuantes, conforme a ABNT NBR
15527/07. Quando o reservatório é também alimentado por água potável deve ser
impedida a conexão cruzada.
Os reservatórios podem ser dimensionados com os métodos de cálculo
indicados pela NBR 15527/07. Essa norma sugere os Métodos de Rippl, da
simulação, Azevedo Neto, prático alemão, prático inglês ou prático australiano como
bases para o projetista selecionar o tamanho mais adequado do reservatório.
Pode-se construir o reservatório “in loco” ou utilizar opções que o mercado
oferece. Existe uma profusão de modelos de reservatórios no mercado que podem
ser utilizados em sistemas de aproveitamento de água de chuva. Desde as
tradicionais caixas d’água até modelos desenvolvidos para uso enterrado (Figura
14).
41
Figura 14 - Tanque de armazenamento Fonte: Fortleve, 2012
São também oferecidos pelo mercado opções de reservatórios concebidos
especialmente para utilização em sistemas de aproveitamento de águas de chuva e
que ocupam pequenos espaços como o mostrado na Figura 15. Essa configuração
permite a adaptação do reservatório em edifícios já construídos, onde não foi
realizada uma concepção integrada do sistema de aproveitamento de água de chuva
com a arquitetura, aproveitando-se de eventuais espaços livres para instalação de
do sistema de armazenamento de água.
Alguns reservatórios são utilizados também como elementos decorativos,
como mostra a Figura 16.
Figura 15 - Tanque de armazenamento de perfil estreito
Fonte: SWC, 2012
42
Figura 16 - Tanque de armazenamento como elemento decorativo Fonte: OTTO GRAF, 2012
3.8.3.1- Métodos de cálculo para dimensionamento dos reservatórios
Os métodos tradicionais de dimensionamento baseiam-se no conceito básico
de regularização de vazão, o que leva, em muitos casos, a reservatórios de grandes
dimensões, que podem inviabilizar o sistema. Vem sendo disseminada no meio
técnico e acadêmico a ideia de potencializar o aproveitamento da água de chuva,
tendo como objetivo reduzir a demanda de água potável para usos não potáveis, e
não tentar suprir toda essa demanda por água de chuva.
Em trabalho apresentado no 26º Congresso Brasileiro de Engenharia
Sanitária e Ambiental (FONTANELA et al, 2011), foram dimensionados reservatórios
para quatro padrões de residências, aplicando todos os métodos de
dimensionamento indicados na NBR 15527/07. O trabalho conclui que para os
atendimentos mais elevados são necessários reservatórios com grandes volumes,
que levam a uma relação custo/benefício muito desfavorável. Dessa forma o
trabalho recomenda a utilização da faixa de 50% de atendimento.
Utilizando como variáveis as diversas demandas possíveis, diferentes
volumes e o custo de implantação do sistema, trabalho apresentado na Revista
RIGA (MIERZWA et al, 2007) propõe um método de cálculo para dimensionamento
43
de reservatório, que foi utilizado na implantação do sistema em uma indústria no
ABCD paulista. O método relaciona dois tipos de dados: os fixos (área de cobertura,
precipitação diária e coeficiente de aproveitamento da água interceptada) e as
variáveis (demanda a ser atendida e volume do reservatório). O método compara as
várias demandas de água não potável da indústria, reservatórios de diferentes
volumes e o tempo de amortização do custo de implantação do sistema. A
combinação dessas variáveis que apresentar a melhor relação custo benefício indica
a melhor opção para o reservatório a ser implantado. Uma das conclusões desse
trabalho é que o máximo aproveitamento da água pluvial nos períodos chuvosos,
mesmo em detrimento de um baixo aproveitamento nos tempos de seca, se mostrou
mais adequado.
A NBR 15527/07 indica os métodos de Rippl, da simulação, Azevedo Neto,
prático alemão, prático inglês e prático australiano para o dimensionamento do
reservatório de água de chuva, aceitando também outros métodos, desde que
devidamente justificados.
3.8.3.1.1 – Método de Rippl
O Método de Rippl, utilizado para o cálculo de reservatórios para
abastecimento público, controle de enchentes e/ou aproveitamento hidroelétrico, foi
desenvolvido para garantir a regularização da vazão, incluindo os períodos de
estiagem. O volume do reservatório corresponde ao maior déficit na série histórica
utilizada. Sua utilização é baseada em séries históricas mensais ou diárias.
O volume de água no reservatório no tempo t é dado pelas equações 1 e 2:
S(t) = D(t) – Q(t), (1)
Sendo:
Q(t) = C x precipitação da chuva (t) x área de captação (2)
O volume do reservatório será;
V = SS(t), para valores S(t) > 0, sendo SD(t) < SQ(t),
44
Onde,
S(t) é o volume de água no reservatório no tempo t;
D(t) é a demanda ou consumo no tempo t;
Q(t) é o volume de chuva aproveitável no tempo t;
C é o coeficiente de escoamento superficial;
V é o volume do reservatório.
3.8.3.1.2 - Método da simulação
O Método da simulação contabiliza as entradas e saídas do reservatório não
levando em conta a possível evaporação. Para um determinado mês aplica-se a
equação de continuidade de um reservatório finito conforme a equação 3:
S(t) = Q(t) + S(t-1) – D(t) (3)
Sendo Q(t) = C x precipitação da chuva (t) x área de captação
e, 0< S(t) < V
Onde,
S(t) é o volume de água no reservatório no tempo t;
S(t-1) é o volume de água no reservatório no tempo t-1;
Q(t) é o volume de chuva aproveitável no tempo t;
D(t) é a demanda ou consumo no tempo t;
V é o volume do reservatório;
C é o coeficiente de escoamento superficial.
3.8.3.1.3 - Método Azevedo Neto
É um método empírico e usa o coeficiente 0,042 como multiplicador do valor
da precipitação média anual, da área de captação e do número de meses no ano
que apresentam pouca chuva ou seca, conforme a equação 4:
V = 0,042 x P x A x T, (4)
Onde:
V é o valor numérico do volume de água aproveitável e do reservatório em L;
45
P é o valor numérico da precipitação média anual, expresso em mm;
A é o valor numérico da área de coleta em projeção, expresso em m²;
T é o valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca.
3.8.3.1.4 - Método prático alemão
O método prático alemão é um método empírico que considera, para o
volume do reservatório, o menor valor entre 6% do volume anual do consumo ou 6%
do volume anual de precipitação aproveitável, conforme mostra a equação 5:
V(adotado) = min(V; D) x 0,06, (5)
Onde;
V(adotado) é o valor numérico do volume do reservatório, em L;
V é o valor numérico do volume aproveitável de água de chuva anual, em L;
D é o valor numérico da demanda anual de água não potável, em L;
3.8.3.1.5 - Método prático inglês
O método prático inglês é também um método empírico que considera o
volume de reservação como sendo 5% da precipitação média anual, multiplicada
área de coleta em projeção. Dessa forma tem-se a equação 6:
V = 0,05 x P x A (6)
Onde, V é o valor numérico do volume de água do reservatório, expresso em
L;
P é o valor numérico da precipitação média anual, expresso em mm;
A é o valor numérico da área de coleta em projeção, expresso em m²;
3.8.3.1.6 - Método prático australiano
O método prático australiano, também um método empírico, considera índices
de precipitação mensal, ao contrário dos métodos Azevedo Neto, prático alemão e
prático inglês que utilizam a precipitação média anual. Esse método considera um
balanço mensal entre o volume médio mensal da água de chuva, a demanda mensal
46
e o volume contido no reservatório no início do mês, buscando um reservatório que
atenda a demanda entre 90% e 99%. Para o primeiro mês da verificação, considera-
se o reservatório vazio. O volume de chuva é obtido pela equação 7:
Q = A x C x (P-I) (7)
Onde,
Q é o volume mensal produzido pela chuva;
A é a área de coleta;
C é o coeficiente de escoamento superficial;
P é a precipitação média mensal;
I é a interceptação da água que molha as superfícies e perdas por
evaporação (geralmente 2 mm).
O cálculo do volume do reservatório é realizado por tentativas considerando
os valores otimizados de confiança e o volume do reservatório considerando
(equação 8):
V(t) = V(t-1) + Q(t) – D(t) (8)
Onde,
V(t) é o volume de água no reservatório no final do mês t;
V(t-1) é o volume de água no reservatório no início do mês t;
Q(t) é o volume de chuva produzido no mês t;
D(t) é a demanda mensal.
Quando (V(t-1) + Q(t) – D) < 0, V(t) é zero e, portanto a demanda nesse mês
não foi totalmente atendida. Escolhido um volume do reservatório, considera-se o
cálculo da confiança de atendimento (equação 9), sendo:
P(r) = N(r) / N (9)
Onde,
P(r) é a falha;
N(r) é o número de meses que o reservatório não atendeu a demanda (V(t)
=0);
47
N é o número de meses considerados.
A confiança é dada pela equação 10:
Confiança = 1- P (r) (10)
Recomenda-se entre 90% e 99%. Caso não sejam atingidos esses índices,
recomenda-se a consideração de novo volume para o reservatório.
3.8.4 - Distribuição
As instalações hidráulicas para distribuição da água de chuva devem ser
totalmente independentes e também obedecer a NBR 5626/98 – Instalações prediais
de água fria – Projeto e execução, quanto às recomendações de separação
atmosférica, materiais de construção das instalações, retrossifonagem, dispositivos
de prevenção de refluxo, proteção contra interligação entre água potável e não
potável, dimensionamento das tubulações, limpeza e desinfecção dos reservatórios,
controle de ruídos e vibrações. As tubulações e demais componentes devem ser
claramente diferenciados das tubulações de água potável.
48
4- DESCRIÇÃO DO OBJETO DO TRABALHO
4.1 - Contextualização
O objeto do estudo é uma escola localizada no município de São Bernardo do
Campo, no estado de São Paulo. Localizado na Região Metropolitana de São Paulo,
conforme mostra a Figura 17, São Bernardo teve grande aumento populacional na
década de 60, quando lá se instalaram as grandes montadoras de veículos. Nessa
época a população do município era da ordem de 60.000 habitantes. Hoje a
população do município é da ordem de 770.000 habitantes (765.203 habitantes
segundo o censo de IBGE de 2010).
Figura 17 - Mapa da RMSP Fonte: EMPLASA, 2005
O crescimento populacional ocorrido não foi acompanhado pelo aumento da
infraestrutura urbana. Na periferia da cidade ocorre ocupação irregular de áreas
urbanas, inclusive em áreas de manancial. Existe um esforço para diminuição desse
problema, com programas de recuperação dessas áreas. Estão sendo construídos
conjuntos habitacionais, redes de drenagem, de água e esgoto, recuperação de
áreas degradadas além da implantação de equipamentos urbanos como Unidades
de Saúde, creches e escolas. Apesar desse esforço as novas demandas de água,
saneamento, energia, transporte, saúde e educação não foram ainda totalmente
atendidas.
49
O trabalho proposto foi realizado a partir de uma escola localizada no Parque
Esmeralda, bairro dos Alvarengas, cuja localização pode ser vista na Figura 18.
Essa região tem as características típicas da periferia do município. A ocupação
territorial irregular que é predominante e existe grande carência de infraestrutura e
equipamentos sociais. A escola foi inaugurada em março de 2011 e sua planta
obedece a uma tipologia padrão. Os resultados obtidos a partir desse estudo
poderão ser estendidos para demais escolas que possuem essa tipologia.
Figura 18 - Mapa do município de São Bernardo do Campo Fonte: PMSBC, 2012
A planta estudada é de uma escola com 24 salas de aula e obedece a um
padrão de construção que foi reproduzida nas EMEB’s construídas no município
desde 2001. Essa tipologia se repete em diversas escolas, que podem ser maiores
ou menores, em função das demandas locais e disponibilidade de terrenos,
50
utilizando-se de concepção modular de 7,20 m. Essa tipologia deverá ser mantida na
construção de novas escolas municipais de ensino básico.
A escola de 24 salas tem capacidade de atender 1344 estudantes de 6 a 10
anos, em dois períodos (672 por período). O corpo básico de funcionários e
professores é formado por uma diretora, 48 professores (24 por período), uma
professora de apoio à direção, uma professora de apoio pedagógico, dois oficiais de
escola, três funcionários de limpeza e três funcionários de cozinha. São oferecidas
duas refeições por período (lanche da manhã e almoço, no período da manhã e
lanche da tarde e jantar, no período da tarde).
O edifício tem estrutura em concreto armado moldado “in loco”, apoiada em
estacas de concreto pré-moldado. As alvenarias foram executadas com blocos de
concreto para vedação e foram revestidas com argamassa mista de cimento, sendo
que, nas áreas frias, foram assentados azulejos. O piso é revestido com granilite e
no forro foi executado um revestimento acústico. Possui dois pavimentos e uma
grande área de telhado.
As instalações prediais elétricas e hidrossanitárias obedecem a padrões
convencionais, com tubulações embutidas em alvenarias. As tubulações de
distribuição de água são de PVC rígido soldável marrom e as de esgoto e drenagem
são de PVC branco. A tubulação de recalque de água vem de um reservatório
cilíndrico de concreto e encaminha-se para o vão entre a laje de cobertura e o
telhado. Sob o telhado, essa tubulação é ramificada sofrendo derivações que vão
dar origem às prumadas de água fria, que vão alimentar os vários ambientes de
consumo. A energia elétrica e a água são fornecidas por concessionárias públicas,
assim como a coleta de esgoto, que teve um ramal estendido para esse endereço
justamente em função da inauguração dessa escola.
A água de chuva interceptada no telhado é direcionada para calhas
impermeabilizadas de concreto armado e encaminhada para 22 condutores de PVC
branco, distribuídos ao longo das calhas. Esses condutores são interligados ao
sistema de drenagem dos pisos e toda água pluvial captada é encaminhada para
rede de drenagem urbana.
Não há fornecimento de gás combustível encanado e essa demanda é atendida
por uma bateria de botijões mantidos por uma empresa especializada.
51
4.2 - Descrição física
O estudo foi desenvolvido tomando-se com base uma escola já construída
cujo projeto padrão é chamado como “escola de 24 salas”. O padrão arquitetônico
utilizado é de um edifício com dois pavimentos: térreo e superior. No pavimento
térreo estão localizados os ambientes administrativos e salas de usos específicos.
No pavimento superior estão localizadas 24 salas de aula. O pavimento superior
conta com dois banheiros para os alunos: um masculino e outro feminino. O
pavimento térreo possui banheiros maiores, um masculino e outro feminino, também
para uso dos alunos. Além desses existem na planta padrão mais seis banheiros
menores: dois para administração (masculino e feminino), dois públicos (masculino e
feminino) e dois vestiários para os funcionários (masculino e feminino). Essa planta
está sendo usada na construção das escolas municipais desde 2001, sofrendo
pequenas modificações no uso de suas salas, adaptações de lay out ou integração
de salas ou ambientes. Existem variações também no número de salas de aula. São
construídas escolas com a mesma tipologia e tamanhos diferentes, que possuem 12,
20, 24 ou 36 salas de aula, em função das demandas locais e disponibilidade de
terreno.
O edifício objeto do estudo foi inaugurado em fevereiro de 2011 e abriga a
EMEB do Parque Esmeralda, localizada na Estrada da Cama Patente, s/n, próxima a
Rodovia dos Imigrantes. A Figura 19, extraída do Google Earth, mostra a escola em
sua fase de construção. O Parque Esmeralda é um bairro muito carente, pertence ao
Bairro dos Alvarengas, região de ocupação desordenada, ocorrida a partir da
década de 60, período da implantação das grandes montadoras de veículos na
região do ABC.
52
Figura 19 - Construção da EMEB do Parque Esmeralda Fonte: Google Earth, imagem de 21 dez. 09, acesso em 15 mar. 11 A área da projeção do edifício é 2.409,14 m² e para a cobertura foram
utilizados três tipos de telhas: no centro do prédio existe uma estrutura em arco, com
área de projeção de 40,50 m², coberta por policarbonato alveolar; ao lado dessa
estrutura existem seis estruturas tipo shed, três de cada lado do arco, cada uma com
área de projeção de 44,80 m², cobertas com telhas metálicas trapezoidais
termoacústicas, com manta de lã de rocha, sendo as faces superior e inferior em
chapa galvanizada pintada (telha tipo sanduiche). O restante do prédio é coberto
com telhas de fibrocimento estruturais com largura de 90 cm, com área de projeção
de 2.099,84 m². Os Anexos A e B apresentam, em mídia eletrônica, as plantas do
projeto arquitetônico e das instalações hidráulicas do edifício. As Figuras 20, 21 e 22
mostram desenhos de forma esquemática que possibilitam a visualização
volumétrica da edificação.
53
Figura 20 – Ilustração com indicação da cobertura em policarbonato Fonte: Arquivo do autor (desenho da Profª. Adriana Camargo de Brito)
Figura 21 – Ilustração com indicação das estruturas tipo shed Fonte: Arquivo do autor (desenho da Profª. Adriana Camargo de Brito)
Cobertura de policarbonato
em arco
estruturas tipo shed
54
Figura 22 – Ilustração com indicação das telhas estruturais de fibrocimento Fonte: Arquivo do autor (desenho da Profª. Adriana Camargo de Brito)
As Figuras 23 e 24 mostram a vista interna das telhas metálicas apoiadas nas
estruturas tipo shed e as venezianas com ventilação permanente instaladas na
empena vertical da estrutura.
Figura 23 – Estrutura em shed, telhas metálicas e venezianas fixas Fonte: Arquivo do autor
telhados em fibrocimento
55
Figura 24 – Telhas metálicas e calha Fonte: Arquivo do autor
A água de chuva captada pela estrutura em arco deságua livremente sobre as
estruturas em shed vizinhas. As águas que incidem em cada uma das seis
estruturas em shed são captadas por calhas de seção 25 x 25 cm (ver Figura 24),
que tem em cada uma de suas extremidades um bocal com 150 mm de diâmetro
que deságua livremente na cobertura de fibrocimento. O telhado em fibrocimento
direciona as águas coletadas a calhas de concreto com seção de 50 cm de altura
por 40 cm de largura, impermeabilizadas internamente (ver anexo A e Figura 25).
Figura 25 - Condutor de águas pluviais e calha de concreto Fonte: Arquivo do autor
Calha que recebe
águas das telhas
metálicas
Superfície inferior da calha de concreto
Condutor de águas pluviais
56
A Figura 26 mostra uma vista lateral da fachada onde pode ser vista a calha
de concreto e o reservatório existente, com capacidade de 40 m³, abastecido com
água potável.
Figura 26 – Fachada lateral: calha de concreto e reservatório Fonte: Arquivo do autor
A Figura 27 mostra a fachada da EMEB Maria Rosa Barbosa, localizada na
Estrada dos Alvarengas, em São Bernardo do Campo, que possui planta idêntica a
EMEB do Parque Esmeralda e permite uma visão mais acabada do edifício.
Figura 27 – Fachada lateral da EMEB Maria Rosa Barbosa Fonte: Arquivo do autor
Testeira da calha de concreto
Cobertura em arco
shed
Calha de concreto
Reservatório existente abastecido
com água potável
57
4.3 – Demanda de água
A EMEB do Parque Esmeralda foi construída para atender 1.344 crianças por
dia, em dois turnos (672 por turno), além de contar com 10 funcionários e 24
professores por turno. A demanda hidráulica é baseada no uso de bacias sanitárias,
mictórios, chuveiros, preparação de 1.344 refeições por turno (2688 por dia) e
limpeza da escola. O pavimento térreo é provido:
2 banheiros públicos (masculino e feminino) – PM e PF
2 banheiros para administração (masculino e feminino) – AM e AF
2 vestiários para funcionários (masculino e feminino) – VM e VF
2 banheiros para os alunos (masculino e feminino) – AMT e AFT
A Figura 28 mostra o banheiro das alunas, no andar térreo (AFT).
No pavimento superior existem dois banheiros para os alunos, um masculino
e outro feminino – designados AMS e AFS. A Figura 29 mostra o banheiro dos
alunos no andar superior.
Figura 28 - banheiro feminino do andar térreo Fonte: Arquivo do autor A quantidade de aparelhos sanitários contidos em cada um dos ambientes
está indicada no Quadro 6. O Quadro 7 apresenta um resumo do número de bacias
e mictórios que são as peças que interessam ao presente estudo.
58
Aparelho Quantidade
Banheiro feminino superior (EFS)
bacia sanitária 5
lavatório 4
Banheiro masculino superior (EMS)
bacia sanitária 3
lavatório 4
mictório 3
Banheiro feminino inferior (EFI)
bacia sanitária 9
lavatório 4
Bancada de lavatórios no corredor dos banheiros inferiores lavatório 14
Banheiro masculino inferior (EMI)
bacia sanitária 9
mictório 6
Banheiro feminino da administração (AF)
bacia sanitária 2
lavatório 2
Banheiro masculino da administração (AM)
bacia sanitária 2
lavatório 2
Vestiário feminino (VF)
bacia sanitária 2
lavatório 2
chuveiro 1
Vestiário masculino (VM)
bacia sanitária 1
lavatório 1
mictório 2
chuveiro 1
Banheiro público feminino (PF)
bacia sanitária 2
lavatório 2
Banheiro público masculino (PM)
bacia sanitária 2
lavatório 2
Quadro 6 – Distribuição e número das louças sanitárias Fonte: Elaborado pelo autor
59
Pavimento Bacia Sanitária Mictório
inferior 29 8
superior 8 3
total 37 11
Quadro 7 – Resumo da distribuição das bacias e mictórios Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 29 - banheiro feminino do andar superior (em fase de finalização) Fonte: Arquivo do autor
As caixas de descarga especificadas no projeto são de plástico, embutidas
nas paredes, conforme mostra a Figura 30. Essas caixas podem ser reguladas para
proporcionar descargas de 6 a 9 litros por acionamento.
60
Figura 30 – Caixa de descarga de embutir Fonte: Montana,2011
As caixas foram reguladas para proporcionar descargas de 6 litros. A Figura
31 mostra uma das bacias sanitárias com a caixa de descarga embutida instalada.
Figura 31 - bacia sanitária com válvula e caixa embutida Fonte: Arquivo do autor
61
Externamente à escola existe uma área de piso com 1.277,75 m² e uma
quadra poliesportiva descoberta com 620,97 m². A lavagem de pisos poderia ser
feita também com água não potável, embora essa prática não esteja sendo
considerada no presente trabalho.
4.4 – Oferta de água: Regime de chuvas
A água de chuva disponível para utilização na edificação é função do regime
de chuvas do local onde a edificação está construída e da área de captação
existente. A área de telhado e o índice pluviométrico são os fatores determinantes
para definir a quantidade de água possível de ser captada e podem ser fatores
decisivos para viabilização ou não desse sistema.
O Quadro 8, obtido a partir do Banco de Dados Pluviométricos do Estado de
São Paulo, permite visualizar a série histórica entre 1966 e 2004 da estação
pluviométrica de Rudge Ramos, no município de São Bernardo do Campo, posto
pluviométrico considerado mais adequado para o cálculo da disponibilidade de
chuva.
Além da série histórica baseada no acumulado mensal, o Banco de Dados
Pluviométrico do Estado de São Paulo também permite a obtenção dos valores
diários de precipitação, como os do exemplo transcrito no Quadro 9, onde são
apresentados os valores diários obtidos, na supracitada estação, para o ano de
2001.
62
Chuva mensal - Estação Pluviométrica de Rudge Ramos
município prefixo nome Altitude Latitude Longitude bacia
São Bernardo do Campo E3-50 Rudge Ramos 780 m 23° 40' 46° 34' Meninos
Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
1966 265,7 324,6 117,2 86,3 34,4 6,2 23,7 38,0 125,4 82,6 281,1
1967 206,1 93,8 1,9 4,0 93,5 118,6 145,9 120,2
1968 246,9 106,2 119,2 21,3 67,2 12,9 65,4 24,3 148,0 127,2 212,4
1969 95,5 113,4 79,3 74,9 52,9 62,8 0,4 36,3 64,8 172,7 213,2 112,0
1970 287,9 480,7 109,7 42,0 65,5 53,4 14,9 93,8 97,2 83,4 63,7 95,5
1971 121,9 338,0 240,9 79,7 43,8 90,5 40,9 17,5 57,0 113,4 87,5 115,1
1972 258,8 183,5 66,3 59,1 37,0 4,6 58,7 88,1 84,9 182,8 143,2
1973 196,3 223,0 73,9 43,4 55,2 34,8 53,0 46,5 58,4 249,4 201,9 237,4
1974 231,8 48,7 153,1 107,7 6,2 102,4 1,3 4,7 52,5 145,2 114,7 206,6
1975 119,6 244,3 93,7 13,0 46,2 17,8 68,2 2,4 53,5 101,4 162,0 199,0
1976 202,6 391,4 100,3 162,9 165,2 67,7 132,1 129,0 193,7 59,9 153,1 153,7
1977 289,6 35,8 138,6 132,7 28,8 24,2 8,4 25,3 84,9 69,8 144,1 220,2
1978 161,8 209,8 255,5 14,2 109,7 68,9 79,0 9,4 43,3 95,9 376,7 95,9
1979 77,3 114,5 79,4 104,8 1,2 33,1 51,1 127,2 86,8
1980 303,3 138,4 9,1 47,1 31,0 27,5 56,3 53,9 131,2 282,4
1981 222,4 97,1 118,8 129,6 26,7 55,0 58,1 18,4 20,5 286,9 153,2 167,6
1982 161,2 279,0
1983
1984 352,5 62,2 175,8 84,0 0,0 27,2 125,0 145,4 17,4 55,4
1985 200,8 293,6 157,3 87,5 15,7 2,6 8,2 122,2 52,3 82,1 116,1
1986 153,6 341,3 298,8 63,9 96,9 4,5 34,8 97,5 33,8 38,0 197,6
1987 340,9 104,1 218,0 206,0 11,2 11,8 49,1 113,2 53,6 158,4
1988 278,8 203,0 135,0 219,0 54,7 4,2 5,6 37,9 148,5 89,0
1989 397,5 200,3 233,2 111,8 55,3 44,6 186,4 7,7 112,7 125,6
1990 96,9 199,0 93,6 18,3 38,1 46,4 86,9 44,5 69,4
1991 314,2 190,4 508,2 236,1 58,1 15,3 39,8 85,0
1992 8,9
1993
1994 5,8 151,0 241,5
1995 271,0 432,2 223,8 74,2 42,7 36,1 50,6 23,6 66,3 84,8
1996 376,4 225,7 65,2 45,5 40,3 7,6 20,4 144,8 156,8 164,7
1997 415,6 94,5 65,6 24,7 75,8 88,7 10,2 42,8 89,1 104,1 157,3 160,0
1998 197,8 298,0 232,3 30,2 84,6 16,2 20,5 40,1 88,6 158,5 40,9
1999 84,4 36,0 7,6 74,2 49,9 56,2 53,4
2000 361,7 221,9 10,0 15,0 51,3 44,2 31,7 33,6 67,0
2001 116,4 2,0 200,9 59,6 79,2 21,5 53,4 20,5 42,2 221,0 175,6 171,8
2002 310,6 136,8 158,0 0,0 44,0 2,1 32,0 24,5 70,5 115,1 196,0 139,5
2003 139,5 102,5 87,5 0,0 22,0 14,5 15,0 17,2 6,5 143,0 57,1 92,5
2004 101,0 177,5 60,0 86,5 57,8 79,6 101,5 2,5 24,0
Quadro 8 – Medições mensais da Estação Pluviométrica de Rudge Ramos
Fonte: SIRGH, 2011
63
Município Prefixo Nome Altitude Latitude Longitude Bacia
São Bernardo do Campo E3-150 Rudge Ramos 780 m 23°40' 46°34' Meninos
CHUVA DIÁRIA (MM) - ANO: 2001
Dia Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
1 2,5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10
2 0 1 0 46,1 0 0 0 0 0 98,5 0 0
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 13,5 0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
8 0 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 31,8 0 0 0 0 0 0 0 0 17,9 0 9,7
10 16,3 0 0 0 0 7,1 0 0 0 0 0 89,3
11 0 0 0 0 5,6 0 0 0 0 2,1 23,6 0
12 0 0 10,5 0 5,4 0 5,7 0 0 0 53,6 4,4
13 0 0 0 0 41,2 0 0 0 0 0 1 0,5
14 1,5 0 0 0 2,4 0 0 0 0 0 0 17,3
15 0 0 0 0 7 0 0 0 25,7 0 0 13,6
16 1 0 2 0 2,6 0 0 0 2,3 0 5,3 8,3
17 0 0 0 0 1,5 0 0 0 0 0 2,5 3,2
18 0 0 35,6 0 0 2,7 0 0 0 0 0 0
19 0 0 0 0 0 1,7 0 0 0 0 0 0
20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20,3 0 0
21 0 0 8,5 0 0 0 0 0 0 16,9 0 0
22 0 0 56,5 0 0 0 0 5 0 62,3 0 0
23 0 0 0 0 0 0 0 10 6 3 5,7 0
24 2,8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2,5
25 7,5 0 0 0 0 0 3,7 2,5 0 0 40,5 0
26 19,7 0 0,9 0 0 0 12 0 7,2 0 0 0
27 0 0 5,2 0 0 10 14 0 0 0 0 0
28 22,2 0 5,2 0 11,5 0 18 0 0 0 0 0
29 10 0 66,5 0 0 0 0 0 0 0 43,4 7,1
30 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 5,9
31 1,1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Quadro 9 – Medições diárias da estação pluviométrica de Rudge Ramos - Chuva diária do ano de 2001
Fonte: SIRGH, 2011
64
5 – MÉTODO DO TRABALHO
Para o desenvolvimento desse trabalho, foi tomada como base para o estudo
de caso uma escola localizada no município de São Bernardo do Campo, construída
conforme uma tipologia padrão adotada pelo município. Essa tipologia de planta vem
sendo replicada no município desde 2001, o que potencializa os resultados obtidos
no presente trabalho, e também atinge as escolas que forem construídas a partir
dessa data. Esse fator multiplicador foi um dos elementos da escolha dessa planta
para o estudo.
Os principais passos adotados para o desenvolvimento do presente estudo
foram:
estimar a demanda de água para usos não potáveis possível de ser utilizada
na unidade educacional;
estimar a oferta de água de chuva possível de ser captada para as condições
de implantação do empreendimento;
confrontar os resultados obtidos para as estimativas de consumo e
disponibilidade de água de chuva na região ao longo do ano;
propor um sistema para captação, reservação, tratamento e distribuição da
água de chuva, para usos não potáveis, como forma de abastecimento
complementar alternativo à água fornecida pela concessionária local de
serviços de saneamento.
A partir dos elementos apresentados na revisão bibliográfica foi feita uma
avaliação da demanda de água utilizada na descarga de bacias sanitárias e
mictórios. Foi calculado o volume de água necessário para esse uso nos períodos
de um dia e de um ano com base na escola selecionada para o estudo. Esses
dados foram confrontados com o volume de água de chuva disponível, obtido a
partir de dados pluviométricos da estação de Rudge Ramos, situada no município
de São Bernardo do Campo, estação pluviométrica próxima ao objeto estudado e
com boa disponibilidade de dados.
A partir da demanda e da oferta foi calculado o volume de reservatório
utilizando-se o método de Rippl. Posteriormente foi estudado o potencial de
aproveitamento de água de chuva, simulando a utilização de reservatórios de
diversas capacidades e verificando o potencial de aproveitamento para os vários
65
volumes considerados. Foram confrontados também os resultados obtidos pelo
método de Rippl com o potencial de aproveitamento da água de chuva.
A localização desses reservatórios obedecerá a critérios que minimizem a
execução de obras de grande porte, que possam gerar custos elevados ou alterar
a rotina da escola.
As obras necessárias para implantação desse sistema deverão ser
minimizadas e as instalações previstas no projeto original deverão ser
aproveitadas para alimentação dos aparelhos no novo sistema de abastecimento.
Foi calculado, também, o custo de implantação desses sistemas e verificado
o tempo de retorno do investimento.
66
6 - CONCEPÇÃO DO SISTEMA
6.1 – Sistema de captação da água de chuva
No projeto original da escola a água de chuva é interceptada pelos telhados e
direcionada para as calhas de concreto armado que rodeiam toda a edificação.
Nessas calhas estão instalados 22 condutores de águas pluviais. Esses condutores
estão interligados a duas redes subterrâneas que conduzem, além das águas
captadas no telhado, toda água captada também no piso, para rede pública de
drenagem.
No novo sistema proposto, os condutores verticais serão interligados a duas
novas redes subterrâneas: uma paralela a fachada lateral direita e outra a fachada
lateral esquerda. As redes já existentes ficarão destinadas exclusivamente para
captação das águas dos pisos que serão conduzidas para o sistema de drenagem
pública. As novas redes vão captar exclusivamente a água de chuva interceptada na
cobertura. Essas novas redes conduzirão a água captada do telhado ao sistema de
filtragem, ao dispositivo de descarte das primeiras águas, ao dispositivo de
desinfecção e então, a água já tratada, será armazenada num reservatório inferior
de água de chuva, a ser implantado, e recalcada para um reservatório superior.
6.2 - Sistema de armazenamento da água de chuva
O sistema proposto é composto por um reservatório principal de água de
chuva, ser implantado próximo ao reservatório de água potável existente no projeto
original. Essa água será bombeada para um reservatório de água de chuva auxiliar,
que será instalado sob o telhado. À montante do reservatório inferior de água de
chuva serão instalados os sistemas de filtragem, de descarte das primeiras águas e
de desinfecção da água captada na cobertura. No novo arranjo proposto, as bacias
sanitárias e os mictórios dos banheiros dos alunos serão alimentados por
reservatórios abastecidos com água de chuva. O reservatório inferior terá opção de
abastecimento com água potável em momentos de falta da água de chuva. O
reservatório de água potável alimentará o de água de chuva por gravidade, através
de uma tubulação que terá em sua extremidade uma válvula solenoide, comandada
67
por boias de nível localizadas nos reservatórios de água de chuva (croqui do sistema
na Figura 32).
Figura 32 – Croqui do sistema de armazenamento Fonte: Arquivo do autor (desenho da Arqtª. Julia Saragoussi Cecin).
Isso ocorrerá quando a água de chuva captada for insuficiente para o
abastecimento do edifício. Deverá ser mantida distância segura entre a tubulação
que vem do reservatório de água potável e o nível máximo da água do reservatório
de água de chuva, para impedir conexão cruzada entre o sistema de distribuição de
água de chuva e o de água potável.
Sobre a laje de cobertura deverão ser instalados reservatórios auxiliares
superiores, tipo “slim” (Figura 33), que serão alimentados pelo reservatório de água
de chuva inferior, e essa alimentação deverá ser feita por uma nova prumada de
recalque, que será pressurizada por uma bomba que será acionada por uma boia de
nível instalada nos reservatórios superiores.
Figura 33 – Tanque tipo slim Fonte: WATERPLEX, 2012
68
6.3 – Sistema de distribuição da água de chuva
O sistema de distribuição da água de chuva na edificação se apoiará nas
instalações de água fria existentes. Deverão ser tomadas todas as precauções
necessárias para garantir que não haja nenhuma conexão cruzada nessas
instalações.
O projeto original prevê o armazenamento de água potável em um
reservatório cilíndrico de concreto que recebe a água fornecida pela concessionária.
A água segue por uma prumada de recalque, que alimenta ramais distribuídos no
vão livre entre a laje de cobertura e o telhado, até as prumadas de alimentação de
cada ambiente. A prumada de recalque, de distribuição e os ramais de distribuição
sobre a laje de cobertura podem ser observados na folha HID-04 (Anexo B) do
projeto de instalações hidráulicas. Os detalhes das prumadas de distribuição e os
ramais de cada um dos quatro banheiros que sofrerão intervenções podem ser
observados nos isométricos contidos nas folhas HID-08, 9 e 10 (Anexo B) do mesmo
projeto.
O Quadro 10 identifica as prumadas que alimentam cada um dos banheiros, e
os aparelhos alimentados por cada prumada.
As prumadas que alimentam as bacias dos banheiros feminino e masculino
superiores serão desconectadas da rede alimentadora de água potável e
conectadas à nova rede de água de chuva. As bacias sanitárias destinados a
portadores de necessidades especiais serão desconectados dos ramais que hoje os
alimentam e serão conectados a novos ramais abastecidos com água de chuva.
Para alimentação das bacias do banheiro feminino inferior será necessária
intervenção em dois ramais: o ramal que alimenta quatro bacias e a ducha higiênica
e o outro que alimenta quatro bacias e um lavatório. As bacias sanitárias serão
conectados a nova prumada alimentada por águas de chuva. O lavatório e a ducha
higiênica serão desconectados dos ramais originais e conectados a um novo ramal
ligado à prumada de água potável.
69
Banheiro Prumada* Diâmetro da
prumada (mm) Aparelhos**
Diâmetro do ramal (mm)
Feminino superior
AF- 14 25 3 LV + 1 TL 25
AF – 15 25 1LV+1BS+ 1DH 25
AF – 13 25 2 BS 25
AF - 12 25 2 BS 25
Masculino superior
AF – C 25 3 LV + 1 TL 25
AF – D 25 3 MC 25
AF – B 25 2 BS 25
AF - A 25 1LV+1BS+1 DH 25
Feminino inferior AF – 9 50
4 LV 25
3 LV + 1 TL 25
4 BS + 1 DH 32
1 LV + 4 BS 32
Masculino inferior AF - 10 50
3 LV + 1 TL 25
1LV+4BS+ 1DH 32
5 BS 32
4 LV 32
6 MC 32
Feminino Adm
AF - 6 32
2 LV 25
2 BS 25
Masculino Adm 2 BS 25
2 LV 25
Vestiário feminino
AF – 40
40
1 CH 25
2 LV 25
2 BS 25
Vestiário masculino
1 LV + 2 MC 25
1 BS + 1 CH 25
Feminino público
AF - 5 32
3 LV 25
2 BS 25
Masculino público 2 BS 25
3 LV 25
*conforme referenciado nas plantas originais contidas no Anexo B **LV= lavatório; BS=bacia sanitária; CH= chuveiro; MC= mictório; DH= ducha higiênica. Quadro 10 – Prumadas e ramais dos banheiros Fonte: Elaborado pelo autor
70
Para alimentação das bacias do banheiro masculino inferior será necessária
intervenção em três ramais: o ramal que alimenta cinco bacias, o ramal que alimenta
seis mictórios e aquele que alimenta quatro bacias sanitárias, uma ducha higiênica e
um lavatório. As bacias sanitárias e mictórios serão conectados a nova prumada de
águas de chuva. O lavatório e a ducha higiênica serão desconectados dos ramais
originais e conectados a um novo ramal ligado à prumada de água potável.
71
7 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
7.1 - Consumo
O consumo de água não potável de maior relevância numa EMEF é o das
descargas em bacias sanitárias. Segundo estudo feito por Ywashima (2005), na
região de Campinas, as águas destinadas às descargas de bacias sanitárias
atingem a ordem de 82% do consumo. Nesse trabalho, alunos e funcionários
declararam que fazem uso dos banheiros uma a duas vezes por período e os
funcionários que trabalham em tempo integral declararam que fazem uso do
banheiro duas a três vezes por dia.
As características da escola estudada por Ywashima (2005) são semelhantes
àquelas encontradas nesse estudo de caso, e dessa forma foram utilizados os
mesmos dados para estabelecer os parâmetros de consumo. Foi verificada a
viabilidade de atendimento do consumo de água utilizada em descargas de bacias
sanitárias e mictórios com água de chuva. A utilização de água de chuva para
lavagem de pátios não foi considerada visando reduzir a abrangência das alterações
necessárias para a adequação de alimentação das torneiras de lavagem.
As caixas de descarga instaladas nos banheiros da edificação objeto do
estudo podem ser reguladas para descargas de 6 litros, valor considerado para o
cálculo de consumo. Foi considerado também o consumo de 6 litros de água por
descarga de mictório, superestimando esse consumo. Os padrões e frequência de
uso do banheiro feminino foi considerado como sendo o mesmo do masculino.
Tendo uma população de 672 estudantes e 24 professores por período, além
de 10 funcionários em tempo integral, a população considerada por período será de
706 pessoas. Foi considerada a média de 1,5 descargas por pessoa por período
(YWASHIMA, 2005) e o consumo de 6 litros por descarga. Esses dados podem ser
visualizados na Tabela 1.
A distribuição dos banheiros, conforme a tipologia padrão utilizada na construção
da escola, não favorece a fácil utilização de água de chuva. Os banheiros não são
localizados próximos uns dos outros e não existe correspondência entre os
banheiros do piso térreo e aqueles do piso superior. Devido a essa distribuição em
planta, somente foi considerado o atendimento aos banheiros dos alunos, parcela
72
mais significativa de consumo de água totalizando cerca de 95% da demanda
prevista.
Tabela 1 - Demanda de água para descargas sanitárias
Tipo de Usuário Usuários por
período
Descargas por
período
Períodos de
funcionamento
Demanda diária
de água (L)
estudante 672 1.008 2 12.096
funcionário e
professor 34 51 2 612
total 706 1.059 2 12.708
Fonte: Elaborado pelo autor
Foi considerada uma distribuição linear da demanda para cada aparelho
sanitário, ou seja, o volume de água utilizado em todo aparelho sanitário será o
mesmo. Essa demanda está indicada na Tabela 2 de forma proporcional à
quantidade existente de aparelhos sanitários em cada banheiro.
Tabela 2 - Demanda de água para descarga das bacias sanitárias e dos
mictórios dos banheiros dos alunos
Pavimento Banheiro Quantidade de
aparelhos Demanda
proporcional Demanda de
água (L)
térreo masculino 15 42,86% 5.184
feminino 9 25,71% 3.110
superior masculino 6 17,14% 2.073
feminino 5 14,29% 1.729
total 35 100,00% 12.096
Fonte: Elaborado pelo autor
A demanda até agora considerada refere-se aos dias letivos. Para o período
de férias, finais de semana e feriados a demanda considerada foi zero. Tendo em
média 22 dias letivos por mês, a demanda mensal média será de: 12,096 x 22 =
266,11 m³/mês.
73
7.2 – Oferta
Para o estudo da oferta possível de água de chuva foram adotados, como
referência, os dados obtidos na estação pluviométrica de Rudge Ramos. Essa
estação foi escolhida por apresentar maior regularidade na apresentação dos dados.
No município existem outras estações, mas foi notada inconstância na apresentação
dos dados e também longos períodos de inatividade da maioria delas. Os dados
foram obtidos em SIRGH, 2011.
7.2.1- Dimensionamento por métodos tradicionais
Para dimensionar o reservatório pelo método de Rippl, a partir dos dados da
estação pluviométrica de Rudge Ramos, foram calculadas as médias mensais de
precipitação entre os anos de 1966 e 2004. Foi calculada a média aritmética de
precipitação de cada mês desprezando aqueles que não tiveram os dados
registrados. Os valores médios, máximos e mínimos mensais obtidos podem ser
observados na Tabela 3 e na Figura 34.
Tabela 3 – Média mensal de chuva
mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
máx 415,6 480,7 508,2 236,1 219,0 206,0 186,4 129,0 193,7 286,9 376,7 282,4
méd 234,5 208,5 161,2 81,2 67,0 43,8 39,9 36,3 70,6 114,5 126,5 162,6
mín 77,3 2,0 60,0 0,0 1,9 0,0 0,4 2,4 5,8 17,4 40,9 53,4
Fonte: Elaborado pelo autor
Figura 34- Valores médios, máximos e mínimos de chuva - anos de 1966 a 2004. Fonte: Elaborado pelo autor
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
máximas
médias
mínimas
74
A partir das médias mensais de chuva, da área de telhado considerada para
captação da água de chuva e da demanda, utilizando a Tabela 4 foi calculado o
volume do reservatório pelo método de Rippl, um dos métodos indicados na norma
ABNT 15.527/2007. São observados na Tabela 4:
Coluna 1: o mês de verificação;
Coluna 2: a média de chuvas nesse mês (em mm);
Coluna 3: a demanda mensal de água de descarga estimada (em m³);
Coluna 4: a área de captação (em m²);
Coluna 5: o volume de chuva aproveitável (em m³), obtido pela multiplicação
das 2ª e 4ª colunas, dividido por 1000 e multiplicado por 0,8, que é o
coeficiente de escoamento superficial considerado;
Coluna 6: é a diferença entre a demanda mensal (Coluna 3) e o volume de
chuva aproveitável (Coluna 5);
Coluna 7: é a somatória acumulada dos valores positivos encontrados na 6ª
coluna.
Conforme resultado da Tabela 4, pelo método de RIPPL, utilizando as médias
de chuva mensais, o reservatório deveria ter o volume de 814,33 m³.
Tabela 4 – Volume do reservatório pelo método de Rippl
Áreas totais de telhado e demanda dos banheiros dos alunos
Mês Chuva mensal média (mm)
Demanda mensal média
(m³)
Área de captação
(m²)
Volume de chuva aproveitável, (C=
0,80) (m³)
Diferença entre demanda e
chuva aproveitável (m³)
Diferença acumulada
(m³)
Jan 234,5
2.409,14 451,95 -451,95
Fev 208,5
2.409,14 401,84 -401,84
Mar 161,2 266,11 2.409,14 310,68 -44,57
Abr 81,2 266,11 2.409,14 156,50 109,61 109,61
Mai 67 266,11 2.409,14 129,13 136,98 246,60
Jun 43,8 266,11 2.409,14 84,42 181,70 428,29
Jul 39,9
2.409,14 76,90 -76,90
Ago 36,3 266,11 2.409,14 69,96 196,15 624,44
Set 70,6 266,11 2.409,14 136,07 130,04 754,49
Out 118,6 266,11 2.409,14 228,58 37,53 792,02
Nov 126,5 266,11 2.409,14 243,80 22,31 814,33
Dez 162,6
2.409,14 313,38 -313,38
Fonte: Elaborado pelo autor
75
Segundo a NBR 15527/2007 podem ser usadas também séries históricas
diárias para o cálculo do volume de reservatórios pelo método de Rippl. No Apêndice
A são apresentadas as tabelas de cálculo das médias diárias de chuva entre 1994 e
2004 (Tabela 15), do volume de água interceptada (Tabela 16) e do volume do
reservatório necessário, utilizando o método de Rippl com médias de chuva diárias.
O reservatório a ser construído teria um volume de 1.151,3 m³, conforme Tabelas
17, 18 e 19 do Apêndice A.
Os volumes dos reservatórios obtidos através desse método, considerando a
demanda necessária e a área de telhado disponível, inviabilizam a implantação do
sistema. O local utilizado como objeto de estudo não conta com área disponível para
a construção ou instalação de reservatórios com capacidades dessa ordem. Além
disso, os custos e o porte das obras necessárias para implantação de reservatório
com essa capacidade de armazenamento dificultam a implantação do sistema.
O método de Rippl, que é utilizado para dimensionamento de grandes
reservatórios, baseia-se no conceito de regularização de vazões de uma bacia,
analisando suas séries históricas. Ao utilizar esse método de dimensionamento, para
um reservatório de um sistema que busca o aproveitamento das águas de chuva
com objetivo de diminuir o consumo de água potável em usos que não demandam
tal qualidade, pode-se obter resultados que inviabilizariam esse sistema.
A título de comparação, foi calculado também o volume de reservatórios
utilizando os demais métodos de cálculo indicados na NBR 15527/07 e os resultados
obtidos estão apresentados na Tabela 5. Existem programas computacionais que
calculam tais volumes como o programa Rezz (NASCIMENTO, 2009).
Tabela 5 – Volume dos reservatórios - métodos da NBR 15527/07
Método Volume do reservatório (m³)
Rippl 814,33
Da Simulação 703,20
Azevedo Neto 803,80
Prático alemão 202,89
Prático inglês 169,07
Prático australiano 697,54
Fonte: Elaborado pelo autor
76
Os métodos usualmente utilizados baseiam-se em reservatórios de
acumulação e apresentaram volumes muito grandes que inviabilizam a implantação
do sistema.
7.2.2 - Dimensionamento do reservatório conforme potencial de
aproveitamento
A utilização dos métodos de regularização de vazão para o dimensionamento
de reservatórios para aproveitamento de água de chuva vem sendo alvo de críticas e
cedendo lugar a métodos que levam em conta a relação entre a demanda e a oferta
de água local.
“Atualmente, o dimensionamento desses reservatórios é feito com a utilização
de métodos de regularização de vazão, tradicionalmente utilizados para o dimensionamento de reservatórios para abastecimento público ou geração de energia. Contudo, esta metodologia quando aplicada às indústrias podem conduzir a resultados incompatíveis com as necessidades e condições existentes no local, pois o objetivo principal não é desenvolver uma nova fonte de abastecimento com elevado nível de
confiabilidade, mas sim possibilitar a redução da demanda de outras fontes.” (MIERZWA et al, 2007, p. 30)
Partindo do conceito que o sistema será implantado para diminuir o uso de
água potável, e não criar uma nova fonte de abastecimento, foi utilizado para
dimensionamento do reservatório uma adaptação do método apresentado por
Mierzwa et al (2007), adequando-o às condições físicas e de uso do edifício objeto
desse estudo de caso, buscando otimizar o uso dos recursos. Foram fixados
volumes dos reservatórios, e realizadas comparações entre a oferta diária e a
demanda para a verificação da economia possível de água potável, e a viabilidade
do sistema levando em conta tal economia.
Para determinar a oferta diária de água, foram consideradas as médias
diárias de chuva, calculadas entre 1994 e 2004 (Tabela 15 do Apêndice A), que
multiplicada pela área do telhado (2.409,14 m²) e pelo coeficiente de escoamento
superficial considerado (0,8), fornece a quantidade de água interceptada, conforme
Tabela 16 do Apêndice A.
A aplicação do método proposto teve como principais considerações:
demanda nula nos dias não letivos e 12,1 m³ nos dias letivos, conforme
Tabela 2;
77
volume mínimo de reserva de segurança, fixado em 2m³ (volume adotado), a
ser suprido com água potável caso a água de chuva interceptada não seja
suficiente para garantir o consumo e a reserva de segurança. A reserva de
segurança foi estabelecida para que, em qualquer situação, sempre haja no
reservatório um volume mínimo de água. O volume dessa reserva foi definido
considerando o tamanho do reservatório que poderá ser acondicionado sob o
telhado e, minimizar o consumo de água potável nessa função.
Para verificar o volume de água de chuva utilizado e o volume de água potável
mobilizado, para atender a demanda nos dias que a água de chuva não for
suficiente, foi o conjunto formado pelas Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25, no Apêndice
B. Essas Tabelas simulam o cálculo dos volumes nos reservatórios. Foi feita a
divisão onde cada tabela apresenta os resultados de dois meses para apresentação
em papel formato A4. Assim a Tabela 20 apresenta os resultados dos meses janeiro
e fevereiro, a Tabela 21 dos meses março e abril e assim por diante, onde
finalmente a tabela 25 apresenta os resultados de novembro e dezembro. Foi
escolhido inicialmente um volume de 15 m³, de forma aleatória, para demonstração
dos cálculos nesse trabalho.
As Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25 (Apêndice B) apresentam a estrutura
indicada no Quadro 11.
mês Mês
volume armazenado no
início do dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
volume armazenado no
final do dia dia
1
2
3 4
5
6
7
8
9 10
...
Quadro 11 – Estrutura das Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25 Fonte: Elaborado pelo autor
78
Para cada mês foram criadas quatro colunas:
1ª coluna: indica o volume de água contido no reservatório no início do dia;
2ª coluna: indica a diferença entre o volume de água de chuva interceptado e
a demanda diária;
3ª coluna indica o volume de água potável aportado para atender a demanda;
4ª coluna: indica o volume de água contido no reservatório no final do dia e
que será o mesmo volume contido no reservatório no início do dia seguinte.
A 3ª coluna obedece à lógica do algoritmo representado na Figura 35, e a 4ª
coluna obedece à lógica do algoritmo indicado na Figura 36,
Utilização de água potável para descargas
Figura 35 - Lógica dos cálculos da 3ª coluna das Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25. Fonte: Elaborado pelo autor
início
Vi+Vc-D >M Não será utilizada água potável
Será utilizada água potável
Vp =M-Vi-Vc+D
sim
não
79
Volume do reservatório no final do dia
Onde:
Vi: Volume de água reservada no início do dia
Vc: Volume de água de chuva interceptado
Vp : Volume de água potável recalcado
Vf: Volume de água reservada no final do dia
R: Capacidade do reservatório
D: Volume de água demandado
M: Volume mínimo de água no reservatório
Figura 36 - Lógica dos cálculos da 4ª coluna das Tabelas 20, 21, 22, 23, 24 e 25. Fonte: Elaborado pelo autor
início
Vi+Vc-D>R sim
não
Vi+Vc - D > M
Vf = R
Vf = Vi+Vc-D sim
não
Vf = M
80
Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 6 e indicam que a utilização
de um reservatório com capacidade de 15 m³ permite suprir, com água de chuva, a
demanda de água para descargas sanitárias dos banheiros dos alunos em 56,89%.
Dessa forma podem ser economizados 1.149,6 m³ de água potável ao ano,
considerando-se os valores médios utilizados para a simulação, pela substituição por
água de chuva.
Tabela 6 – Balanço hídrico com reservatório de 15 m³
mês dias letivos demanda
mensal (m³)
água potável mobilizada
(m³)
água de chuva
utilizada (m³)
% de água de chuva utilizada
janeiro* - - - - -
fevereiro* - - - - -
março 23 278,3 25,4 252,9 90,87%
abril 20 242,0 106,8 135,2 55,89%
maio 21 254,1 157,6 96,5 37,97%
junho 21 254,1 179,9 74,2 29,21%
julho* - - - - -
Agosto 21 254,1 190,7 63,4 24,95%
setembro 21 254,1 124,8 129,3 50,87%
outubro 20 242,0 23,3 218,7 90,39%
novembro 20 242,0 62,7 179,3 74,11%
dezembro* - - - - -
TOTAL 167 2.020,7 871,1 1.149,6 56,89%
* férias escolares
Fonte: Elaborado pelo autor
Fazendo o mesmo estudo, utilizando agora um reservatório de 20 m³, são obtidos
os resultados apresentados na Tabela 7.
Pode ser observado na Tabela 7 que, utilizando-se um reservatório de 20 m³, o
uso de água para descargas sanitárias será suprido em 59,62% com água de chuva
o que representa uma economia anual de 1.204,7 m³ de água potável.
81
Tabela 7 – Balanço hídrico com reservatório de 20 m³
mês dias letivos demanda
mensal (m³)
água potável mobilizada
(m³)
água de chuva
utilizada (m³)
% de água de chuva utilizada
janeiro* - - - - -
fevereiro* - - - - -
março 23 278,3 10,4 267,9 96,26%
abril 20 242 94,2 147,8 61,09%
maio 21 254,1 157,6 96,5 37,97%
junho 21 254,1 177,3 76,8 30,22%
julho* - - - - -
agosto 21 254,1 185,7 68,4 26,92%
setembro 21 254,1 124,8 129,3 50,87%
outubro 20 242 13,3 228,7 94,52%
novembro 20 242 52,7 189,3 78,24%
dezembro* - - - - -
TOTAL 167 2020,7 816,0 1204,7 59,62%
* férias escolares
Fonte: Elaborado pelo autor
Repetindo-se o mesmo procedimento utilizando para um reservatório de 30 m³,
obtêm-se os resultados apresentados na Tabela 8.
Tabela 8 – Balanço hídrico com reservatório de 30 m³
mês dias letivos demanda
mensal (m³)
água potável mobilizada
(m³)
água de chuva
utilizada (m³)
% de água de chuva utilizada
janeiro* - - - - -
fevereiro* - - - - -
março 23 278,3 0,0 278,3 100,00%
abril 20 242 84,2 157,8 65,22%
maio 21 254,1 157,6 96,5 37,97%
junho 21 254,1 177,3 76,8 30,22%
julho* - - - - -
agosto 21 254,1 175,7 78,4 30,85%
setembro 21 254,1 124,8 129,3 50,87%
outubro 20 242 0,0 242,0 100,00%
novembro 20 242 36,4 205,6 84,97%
dezembro* - - - - -
TOTAL 167 2020,7 756,0 1264,7 62,59%
* férias escolares
Fonte: Elaborado pelo autor
82
Para a situação apresentada na Tabela 8, 62,59% da água consumida em
descargas sanitárias será suprida por água de chuva, representando uma economia
anual de 1.264,7 m³.
A Tabela 9 traz um resumo dos volumes de água economizados por ano para
volumes de reservação de 5, 10, 15, 20, 25 e 30 m³, calculados com base no mesmo
método utilizado na obtenção dos resultados representados nas Tabelas 5 a 7.
Tabela 9 – Volume do reservatório x economia de água potável
volume do reservatório (m³)
água potável economizada por ano (m³)
porcentagem de água economizada
5 926,1 45,83%
10 1.068,1 52,86%
15 1149,6 56,89%
20 1.204,7 59,62%
25 1.239,0 61,32%
30 1.264,7 62,59%
Fonte: Elaborado pelo autor
Na Tabela 10 são apresentados os percentuais de economia de água potável e o
volume de água potável anual economizado com base na simulação de diversas
capacidades de reservação de água de chuva para o caso em estudo, incluindo os
valores de reservação obtidos a partir do cálculo do reservatório pelo método de
Rippl a partir da série mensal e diária.
Tabela 10 – Volume do reservatório x potencial de aproveitamento em comparação com método de Rippl
volume do reservatório (m³)
água potável economizada (m³/ ano)
porcentagem de água economizada
1.151,3 2.020,7 100,00%
814,33 2.020,7 100,00%
640 1.956,3 96,81%
320 1.636,3 80,98%
160 1.476,3 73,06%
80 1.396,3 69,10%
40 1.298,1 64,24%
20 1.204,7 59,62%
15 1.149,6 56,89%
10 1.068,1 52,86%
5 926,1 45,83%
Fonte: Elaborado pelo autor
83
Pode-se perceber que a variação do aumento do volume do reservatório não leva
a uma variação diretamente proporcional ao volume de água economizada, como
mostra o gráfico da Figura 37, onde no eixo vertical está indicado o percentual de
água economizada e no horizontal o volume do reservatório considerado.
Figura 37 – Volume do reservatório (m³) x % de água economizada Fonte: Elaborado pelo autor
O gráfico da Figura 37 indica que, para a tipologia desse estudo de caso,
pequenos incrementos de volume, quando considerados os reservatórios de menor
capacidade (até cerca de 100L), levam a melhores resultados relativos ao
aproveitamento da água de chuva e à economia de água potável, quando
comparado com aumentos de volume em reservatórios maiores.
7.3 Os custos para implantação do sistema
Para o cálculo dos custos de implantação do sistema foram tomadas como
referência as tabelas de custos e de composição de custos unitários da Prefeitura de
São Paulo (PMSP, 2012).
As seguintes atividades constam da obra proposta para implantação do sistema
de captação e aproveitamento de água de chuvas:
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400
Pe
rce
ntu
al e
con
om
izad
o
Volume do reservatório (m³)
84
Contrapiso armado para apoio dos reservatórios inferiores;
Alambrado em torno da região dos reservatórios;
Fornecimento e instalação de reservatórios em polietileno;
Execução do barrilete inferior interligando os reservatórios entre si e o
reservatório de água potável para abastecimento nos períodos de estiagem;
Fornecimento e instalação de duas bombas de recalque, boias de nível e
válvula solenoide;
Implantação de sistema de descarte das primeiras águas;
Instalação de sistema de filtragem e desinfecção;
Execução de rede para condução das águas de chuvas captadas na
cobertura até os reservatórios inferiores, considerando demolição de piso,
escavação de vala e construção de nova rede para condução das águas de
chuva, independente da condução das águas captadas nos pisos;
Fornecimento e instalação de reservatórios superiores tipo slim a serem
acondicionados sob o telhado de fibrocimento;
Adaptações no sistema de distribuição de água fria do edifício;
Adaptações nas instalações elétricas do edifício;
Retirada e recolocação de parte das telhas para instalação dos reservatórios
superiores e execução das adaptações no sistema de distribuição de água do
edifício;
Reparo em acabamentos danificados durante a obra.
A Tabela 11 resume o orçamento para execução das obras considerando a
utilização de três reservatórios inferiores que somam 15 m³. O orçamento foi
elaborado com base nas tabelas de preços unitários de edificações da Prefeitura de
São Paulo de janeiro de 2011, obtidos do site da Prefeitura da Cidade de São Paulo.
Os preços dos itens que não estavam disponíveis nessas tabelas, devido a sua
especificidade, foram compostos a partir das tabelas de insumos, também da
Prefeitura de São Paulo, ou obtidos na internet através de sites especializados. No
apêndice C as Tabelas 26, 27, 28 e 29 demonstram a composição dos preços
unitários dos itens não disponíveis na tabela de composição de preços unitários da
Prefeitura de São Paulo (PMSP,2012) adotada como parâmetro.
85
Tabela 11- Orçamento para implantação do sistema com reservatório de 15 m³
item descrição unidade quantidade preço
unitário preço total
1 Demolição mecanizada de piso de concreto armado
m³ 7,98 158,81 1.267,30
2 Escavação mecanizada para vala e para área dos reservatórios
m³ 120 6,02 722,40
3 Reaterro de valas m³ 30 16,10 483,00
4 Condutor em tubo de PVC rígido branco, ¢= 100 mm
m 30 20,25 607,50
5 Condutor em tubo de PVC rígido branco, ¢= 150 mm
m 60 33,73 2.023,80
6 Condutor em tubo de PVC rígido branco, ¢= 200 mm
m 72 49,69 3.577,68
7 Condutor em tubo de PVC rígido branco, ¢= 250 mm
m 54 68,32 3.689,28
8 Condutor em tubo de PVC rígido branco, ¢= 300 mm
m 12 90,18 1.082,16
9 Caixas de inspeção e ligação unid 8 235,56 1.884,48
10 Piso de concreto armado, e = 7 cm m² 144,00 50,90 7.329,60
11 Alambrado para proteção da área dos reservatórios
m 26,00 97,55 2.536,30
12 Caixa dágua de 5000 l em polietileno unid 3,00 1.651,25 4.953,75
13 Tubulação em PVC rígido marrom, para água ¢= 25 mm
m 132,00 13,23 1.746,36
14 Tubulação em PVC rígido marrom, para água ¢= 50 mm
m 30 24,66 739,80
15 Conjunto moto-bomba de 1 HP cj 2,00 1.110,16 2.220,32
16 Quadro de comando de bombas, até 5 HP unid 1,00 1.166,20 1.166,20
17 Conjunto válvula solenóide
unid 1 296,16 296,16
18 Sistema de descarte das primeiras águas,filtragem e cloração
cj 1,00 1.680,87 1.680,87
19 Reservatório de água tipo slim de 1000 l unid 2,00 1.616,93 3.233,86
20 Retirada de telhas estruturais m² 250,23 2,96 740,68
21 Recolocação de telhas estruturais m² 250,23 9,01 2.254,57
22 Reparos nos acabamentos vb 1,00 1.496,80 1.496,80
Sub total 45.729,87
Total com BDI(28,3%) 58.671,42
Fonte: Elaborado pelo autor, a partir de PMSP, 2012.
O aumento do volume de água reservado pode ser feito por módulos. Cada
módulo de 5 m³ terá um incremento no orçamento conforme mostra a Tabela 12.
A partir dos dados das Tabelas 11 e 12, foi elaborada a Tabela 13 com os custos
de implantação de sistemas com 5, 10, 15, 20, 25 e 30 m³ de reserva.
86
Tabela 12- Acréscimo no orçamento para incremento de 5 m³ no volume de água reservada
ìtem descrição unidade quantidade preço
unitário preço total
1 Escavação mecanizada para área de reservatórios
m³ 11,25 6,02 67,72
2 Piso de concreto armado, e = 7 cm m² 7,5 50,90 381,75
3 Alambrado para proteção da área dos reservatórios
m 8,0 97,55 780,40
4 Caixa d’água de 5000 l em polietileno unid 1,00 1.651,25 1.651,25
Sub total 2.881,12
Total com BDI(28,3%) 3.696,48
Fonte: Elaborada pelo autor, a partir de PMSP, 2012. Tabela 13- Preço das obras para implantação do sistema
Preço das obras para reservatórios com (m³) R$
5 51.278,46
10 54.974,94
15 58.671,42
20 62.367,90
25 66.064,38
30 69.760,86
Fonte: Elaborada pelo autor
Além do custo de implantação, o sistema consumirá energia elétrica para
acionamento das bombas de recalque e da válvula solenoide. A Figura 38 (Anexo C)
mostra a fatura de energia elétrica da escola que é objeto do estudo. O preço
unitário do kWh efetivamente pago, incluindo taxas e impostos, é R$ 0,38433.
Considerando o consumo de 4 kWh (bomba de 1 HP, funcionando por
aproximadamente 4 horas) por dia letivo durante 167 dias letivos por ano, a despesa
anual adicional com energia será de R$ 256,73. Além disso, deve ser considerado
um custo anual de manutenção estimado em R$ 1.000,00, o que leva a um custo
fixo anual do sistema de R$ 1.256,73.
A Figura 39 (Anexo D) mostra a conta de serviços de água e esgoto da escola
que é objeto do estudo. O preço unitário do m³, incluindo taxas e impostos, para
fornecimento na faixa acima de 50 m³ é R$ 11,06.
Considerando os custos de manutenção do sistema e a economia de água
potável gerada, a Tabela 14 mostra o tempo de retorno do investimento para os
diversos volumes de reservatórios considerados.
87
Tabela 14- Tempo de retorno do investimento
volume do reservatório
(m³)
custo de implantação
(R$)
volume de água
economizada (m³)
redução anual na conta de
água (R$)
custo fixo anual
do sistema
(R$)
redução na conta – custo fixo (R$/ano)
tempo de retorno do
investimento (ano)
5 51.278,46 926,1 10.242,67 1.256,73 8,985,94 5,71
10 54.974,94 1.068,1 11.813,19 1.256,73 10.556,46 5,21
15 58.671,42 1.149,6 12.714,58 1.256,73 11.457,85 5,12
20 62.367,90 1.204,7 13.323,98 1.256,73 12.066,61 5,17
25 66.064,38 1.239,0 13.703,34 1.256,73 12.446,61 5,31
30 69.760,86 1.264,7 13987,58 1.256,73 12.730,85 5,48
Fonte: Elaborada pelo autor
Analisando a Tabela 14 sob o ponto de vista do tempo de retorno do
investimento, pode-se verificar que as situações mais favoráveis para implantação
do sistema são aquelas onde se utilizam volume de reservação de 15 m³ e 20 m³. A
utilização do tempo de retorno do investimento como parâmetro de escolha do
reservatório a ser utilizado pressupõe que a decisão de implantação do sistema para
aproveitamento da água de chuva já foi anteriormente tomada, caso contrário outros
elementos de ordem financeira e econômica devem ser considerados para tomar a
decisão de implantar ou não o sistema.
A implantação do sistema é viável, poderá prover a escola de fonte alternativa de
água para diminuir o consumo de água potável nas descargas de bacias sanitárias,
uso que não exige padrões de potabilidade, e os custos para implantação do
sistema terão um tempo de retorno de 5,12 ou de 5,17 anos, implantando-se o
sistema com reservatório de 15 ou 20 m³ respectivamente.
88
8 – CONCLUSÕES
A implantação do sistema que possibilite a substituição de parte da água potável,
que é utilizada para usos não potáveis, por água de chuva, é técnica e
economicamente viável, podendo ter esses resultados elevados a uma escala maior
em função da multiplicidade do padrão de edificação estudado.
O dimensionamento do reservatório desse estudo de caso, utilizando-se o
método de Rippl, levou a resultados que dificultam a implantação do sistema. O
volume do reservatório teria dimensões incompatíveis com o espaço disponível e
sua construção levaria a custos que não tornariam o projeto atrativo. Os demais
métodos indicados na NBR 15527/07 também levariam a reservatórios de grandes
dimensões, incorrendo no mesmo problema.
Buscando potencializar o uso da água de chuva, tendo como parâmetro a
comparação do tempo de retorno do investimento para implantação de reservatórios
com diferentes volumes, os reservatórios de 15 e 20 m³ apresentaram os menores
tempos de retorno (5,12 anos e 5,17 anos, respectivamente) e proporcionariam uma
economia de 1.149,6 e 1204,7 m³ de água potável por ano, o que representa
respectivamente 56,89% e 59,62%, da água direcionada para descargas de bacias
sanitárias, uso adotado no estudo. Além da economia proporcionada, o sistema
contribui com a diminuição da pressão pela demanda de água potável, alinhando-se
às tecnologias que buscam preservar os recursos naturais esgotáveis.
Buscando utilizar a melhor relação custo benefício para potencializar a utilização
de água de chuva, existem soluções técnica, econômica e ambientalmente viáveis,
que nem sempre significam a substituição total do consumo de água para fins não
potáveis.
Os valores estimados para a implantação do sistema de aproveitamento de água
de chuva apresentados no presente trabalho foram calculados com base em uma
escola já construída. A opção pela utilização desse sistema em uma escola ainda
em fase de projeto reduziria o custo de implantação do sistema e,
consequentemente, o tempo de retorno do investimento.
Uma possível continuidade para esse trabalho seria o estudo da viabilidade da
implantação de sistemas semelhantes em outras tipologias de edificações, com
diferentes usos, atendendo também outras demandas de uso não potável.
89
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90
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APÊNDICE A- DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO PELO MÉTODO DE RIPPL, UTILIZANDO MÉDIAS DIÁRIAS – TABELAS DE CÁLCULO
A Tabela 15 foi elaborada calculando-se a média aritmética das chuvas
diárias entre 1994 e 2004, desprezando-se os dias em que não foram feitas as
leituras ou elas não estão disponíveis.
Tabela 15 - Média diária de chuvas medidas na estação de Rudge Ramos- de 1994 a 2004
CHUVA DIÁRIA (mm) - média entre 1994 e 2004 Dia Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
1 12,8 4,1 3,3 3,9 0,0 3,0 0,6 0,2 1,0 2,1 0,0 2,5
2 10,0 1,8 9,1 9,3 0,0 0,0 0,0 1,6 2,9 10,7 2,2 1,7
3 3,6 19,0 0,6 1,7 1,2 0,3 0,0 0,0 1,3 1,1 1,6 6,7
4 16,7 5,5 6,4 0,1 6,0 1,2 0,0 0,0 1,7 10,9 3,4 3,4
5 3,7 12,2 14,9 6,2 1,9 7,0 1,8 0,9 0,0 5,9 1,6 4,7
6 5,4 20,5 1,3 4,4 1,3 1,1 1,4 2,4 0,0 0,5 1,1 8,4
7 4,7 16,9 3,1 4,8 0,8 2,3 0,2 0,5 5,1 8,3 1,3 7,5
8 5,9 4,7 12,7 1,7 2,7 0,0 0,8 0,7 0,0 4,2 1,4 1,7
9 16,3 7,5 3,6 0,8 0,3 0,0 4,1 0,0 5,2 3,1 2,0 6,0
10 6,5 12,1 5,3 2,7 0,1 1,7 4,0 1,6 4,9 2,3 1,0 12,1
11 0,2 3,2 0,8 6,1 2,3 0,0 2,4 2,0 2,7 4,6 5,2 0,6
12 5,8 8,1 1,8 5,7 0,5 0,0 2,5 0,0 1,7 2,3 6,2 7,9
13 23,9 7,4 1,1 0,9 4,2 1,0 1,3 0,0 3,4 3,0 3,0 8,3
14 11,4 13,3 9,3 1,2 0,6 0,0 0,0 2,3 2,6 2,7 13,1 7,2
15 5,8 2,5 2,2 2,4 1,6 2,1 0,0 1,1 6,1 0,0 7,5 8,1
16 8,2 13,9 4,2 3,2 3,2 0,7 2,3 2,1 2,5 4,9 8,9 1,9
17 11,1 9,9 2,0 1,7 0,6 0,0 1,1 0,2 0,2 5,1 10,9 4,2
18 1,7 9,7 17,4 0,4 0,9 0,4 0,0 0,0 1,0 5,7 8,7 8,8
19 1,5 9,2 3,9 0,0 0,6 3,4 1,3 0,0 1,8 2,3 4,1 2,8
20 6,5 6,0 0,0 2,4 1,6 1,9 2,8 0,0 3,9 5,1 0,4 4,6
21 4,9 3,5 6,0 4,7 0,0 6,3 1,7 0,0 6,8 9,6 1,0 6,2
22 5,1 10,8 11,9 10,3 3,9 0,0 1,6 0,5 0,2 11,9 2,9 6,3
23 10,6 17,9 0,1 0,0 0,2 0,2 1,9 1,0 1,1 1,3 2,5 11,2
24 5,4 1,0 3,1 0,0 2,5 0,0 1,1 0,0 1,7 0,0 0,4 1,9
25 10,0 0,8 18,0 0,0 5,6 0,0 0,4 2,8 3,3 3,7 7,6 2,7
26 16,9 3,3 1,3 0,0 1,3 1,8 1,2 0,6 2,2 2,4 2,6 2,7
27 16,1 1,9 0,9 0,3 1,2 1,0 1,4 0,0 1,1 5,0 2,2 0,3
28 22,0 4,5 0,9 1,4 1,2 1,7 2,0 4,4 0,3 4,9 5,4 5,8
29 13,5 9,6 0,0 2,8 1,0 0,0 0,5 1,4 3,1 15,5 5,9
30 5,4 17,9 0,0 0,2 2,0 0,2 0,3 0,8 8,2 1,2 3,7
31 5,7 3,5 1,0 0,0 0,7 2,2 4,1
média 8,9453 8,2593 5,6856 2,5358 1,6147 1,328 1,2197 0,85 2,2358 4,425 4,153 5,1552
Fonte: Adaptada pelo autor a partir de SIRGH, 2011
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A Tabela 16 foi construída multiplicando-se a média diária de chuva pela área do telhado e pelo coeficiente de escoamento superficial, igual a 0,8. Esse valor representa o volume médio de água captado por dia. Tabela 16 – Cálculo do volume médio interceptado em cada dia considerando um coeficiente de escoamento superficial de 0,8.
Volume Interceptado (volume de chuva (mm) x área do telhado (m²) /1000 * 0,8)
área (m²) = 2409,14
Dia Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
1 24,7 7,9 6,4 7,5 0,0 5,7 1,1 0,4 2,0 4,0 0,0 4,7
2 19,2 3,6 17,6 17,9 0,0 0,0 0,0 3,1 5,6 20,6 4,2 3,2
3 6,9 36,6 1,1 3,2 2,2 0,6 0,0 0,0 2,5 2,2 3,0 12,9
4 32,2 10,7 12,4 0,2 11,6 2,2 0,0 0,0 3,4 21,1 6,6 6,6
5 7,1 23,6 28,7 12,0 3,7 13,5 3,5 1,8 0,0 11,3 3,0 9,1
6 10,4 39,6 2,5 8,5 2,6 2,1 2,6 4,7 0,0 1,0 2,0 16,2
7 9,0 32,6 6,0 9,2 1,5 4,4 0,3 1,0 9,8 16,0 2,5 14,4
8 11,4 9,0 24,5 3,3 5,2 0,0 1,5 1,4 0,0 8,1 2,8 3,2
9 31,4 14,5 7,0 1,5 0,6 0,0 7,8 0,0 10,1 6,0 3,8 11,6
10 12,5 23,3 10,2 5,1 0,2 3,3 7,7 3,1 9,4 4,4 1,9 23,4
11 0,4 6,2 1,5 11,7 4,3 0,0 4,5 3,9 5,2 8,9 10,0 1,2
12 11,3 15,7 3,5 11,0 1,0 0,0 4,8 0,0 3,3 4,5 11,9 15,3
13 46,1 14,2 2,2 1,6 8,0 1,9 2,5 0,0 6,5 5,7 5,8 15,9
14 21,9 25,6 17,9 2,3 1,2 0,0 0,0 4,4 5,0 5,2 25,2 13,9
15 11,2 4,8 4,2 4,7 3,1 4,1 0,0 2,0 11,7 0,0 14,5 15,5
16 15,9 26,9 8,0 6,2 6,1 1,3 4,3 4,1 4,9 9,5 17,2 3,7
17 21,4 19,0 3,9 3,2 1,1 0,0 2,2 0,3 0,3 9,9 21,0 8,2
18 3,2 18,7 33,5 0,8 1,6 0,7 0,0 0,1 2,0 11,0 16,7 17,0
19 2,9 17,7 7,5 0,0 1,2 6,5 2,4 0,0 3,4 4,5 7,8 5,3
20 12,5 11,6 0,0 4,5 3,1 3,6 5,5 0,0 7,6 9,8 0,7 9,0
21 9,4 6,8 11,6 9,0 0,0 12,1 3,2 0,0 13,1 18,5 1,9 12,0
22 9,8 20,8 23,0 19,9 7,4 0,0 3,2 1,0 0,4 22,9 5,7 12,1
23 20,5 34,5 0,2 0,0 0,3 0,4 3,6 1,9 2,1 2,4 4,7 21,7
24 10,4 1,9 6,0 0,0 4,7 0,0 2,2 0,0 3,3 0,0 0,7 3,6
25 19,2 1,5 34,8 0,0 10,9 0,0 0,7 5,3 6,4 7,1 14,7 5,2
26 32,5 6,3 2,5 0,0 2,6 3,4 2,3 1,1 4,3 4,5 4,9 5,3
27 31,1 3,6 1,8 0,5 2,3 1,9 2,7 0,0 2,2 9,7 4,3 0,5
28 42,4 8,7 1,7 2,7 2,2 3,3 3,9 8,5 0,7 9,4 10,4 11,1
29 26,1 0,0 18,6 0,0 5,5 2,0 0,0 0,9 2,7 6,0 29,9 11,3
30 10,5 0,0 34,6 0,0 0,4 3,9 0,4 0,6 1,6 15,9 2,2 7,2
31 11,0 0,0 6,7 0,0 1,9 0,0 0,0 1,3 0,0 4,3 0,0 7,8
Fonte: Elaborada pelo autor
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As Tabelas 17, 18 e 19 demonstram o cálculo do volume do reservatório pelo método de RIPPL utilizando médias diárias de chuva. A primeira coluna de cada mês indica a diferença entre a demanda e o volume interceptado (obtido da Tabela 16). Foi considerada a demanda de 12,1 m³ em dias letivos (conforme Tabela 2) e demanda de 0 m³ para dias não letivos.
Tabela 17 – Cálculo do volume do reservatório pelo método de Rippl, utilizando médias diárias (meses jan, fev, mar e abr).
calendário de referência: 2010 demanda em dias letivos = 12,1 m³ demanda em dias não letivos = 0
mês jan fev mar abr
demanda - volume
Interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
dia
1 -24,7 0,0 -7,9 0,0 5,7 5,7 4,6 105,3
2 -19,2 0,0 -3,6 0,0 -5,5 5,7 -17,9 105,3
3 -6,9 0,0 -36,6 0,0 11,0 16,8 -3,2 105,3
4 -32,2 0,0 -10,7 0,0 -0,3 16,8 -0,2 105,3
5 -7,1 0,0 -23,6 0,0 -16,6 16,8 0,1 105,4
6 -10,4 0,0 -39,6 0,0 -2,5 16,8 3,6 109,0
7 -9,0 0,0 -32,6 0,0 -6,0 16,8 2,9 112,0
8 -11,4 0,0 -9,0 0,0 -12,4 16,8 8,8 120,7
9 -31,4 0,0 -14,5 0,0 5,1 21,9 10,6 131,3
10 -12,5 0,0 -23,3 0,0 1,9 23,7 -5,1 131,3
11 -0,4 0,0 -6,2 0,0 10,6 34,3 -11,7 131,3
12 -11,3 0,0 -15,7 0,0 8,6 42,9 1,1 132,4
13 -46,1 0,0 -14,2 0,0 -2,2 42,9 10,5 142,9
14 -21,9 0,0 -25,6 0,0 -17,9 42,9 9,8 152,6
15 -11,2 0,0 -4,8 0,0 7,9 50,8 7,4 160,1
16 -15,9 0,0 -26,9 0,0 4,1 54,9 5,9 166,0
17 -21,4 0,0 -19,0 0,0 8,2 63,2 -3,2 166,0
18 -3,2 0,0 -18,7 0,0 -21,4 63,2 -0,8 166,0
19 -2,9 0,0 -17,7 0,0 4,6 67,7 12,1 178,1
20 -12,5 0,0 -11,6 0,0 0,0 67,7 7,6 185,7
21 -9,4 0,0 -6,8 0,0 -11,6 67,7 -9,0 185,7
22 -9,8 0,0 -20,8 0,0 -10,9 67,7 -7,8 185,7
23 -20,5 0,0 -34,5 0,0 11,9 79,7 12,1 197,8
24 -10,4 0,0 -1,9 0,0 6,1 85,8 0,0 197,8
25 -19,2 0,0 -1,5 0,0 -22,7 85,8 0,0 197,8
26 -32,5 0,0 -6,3 0,0 9,6 95,4 12,1 209,9
27 -31,1 0,0 -3,6 0,0 -1,8 95,4 11,6 221,5
28 -42,4 0,0 -8,7 0,0 -1,7 95,4 9,4 230,9
29 -26,1 0,0 -6,5 95,4 12,1 243,0
30 -10,5 0,0 -22,5 95,4 12,1 255,1
31 -11,0 0,0 5,4 100,8
Fonte: Elaborada pelo autor
97
Tabela 18 – Cálculo do volume do reservatório pelo método de Rippl, utilizando médias diárias (meses mai, jun, jul e ago)
calendário de referência: 2010 demanda em dias letivos = 12,1 m³ demanda em dias não letivos = 0
mês mai jun jul ago
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
dia
1 0,0 255,1 6,4 447,8 -1,1 652,2 -0,4 652,2
2 0,0 255,1 12,1 459,9 0,0 652,2 9,0 661,2
3 9,9 265,0 -0,6 459,9 0,0 652,2 12,1 673,3
4 0,5 265,5 9,9 469,8 0,0 652,2 12,1 685,4
5 8,4 273,9 -13,5 469,8 -3,5 652,2 10,3 695,7
6 9,5 283,4 -2,1 469,8 -2,6 652,2 7,4 703,1
7 10,6 294,0 7,7 477,5 -0,3 652,2 -1,0 703,1
8 -5,2 294,0 12,1 489,6 -1,5 652,2 -1,4 703,1
9 -0,6 294,0 12,1 501,7 -7,8 652,2 12,1 715,2
10 11,9 305,9 8,8 510,6 -7,7 652,2 9,0 724,2
11 7,8 313,7 12,1 522,7 -4,5 652,2 8,2 732,4
12 11,1 324,8 0,0 522,7 -4,8 652,2 12,1 744,5
13 4,1 328,9 -1,9 522,7 -2,5 652,2 12,1 756,6
14 10,9 339,8 12,1 534,7 0,0 652,2 -4,4 756,6
15 -3,1 339,8 8,0 542,7 0,0 652,2 -2,0 756,6
16 -6,1 339,8 10,8 553,6 -4,3 652,2 8,0 764,6
17 11,0 350,8 12,1 565,7 -2,2 652,2 11,8 776,4
18 10,5 361,3 11,4 577,1 0,0 652,2 12,0 788,4
19 10,9 372,2 -6,5 577,1 -2,4 652,2 12,1 800,5
20 9,0 381,2 -3,6 577,1 -5,5 652,2 0,0 800,5
21 12,1 393,3 0,0 577,1 -3,2 652,2 0,0 800,5
22 -7,4 393,3 12,1 589,2 -3,2 652,2 -1,0 800,5
23 -0,3 393,3 11,7 600,9 -3,6 652,2 10,2 810,7
24 7,4 400,7 12,1 613,0 -2,2 652,2 12,1 822,8
25 1,2 402,0 12,1 625,1 -0,7 652,2 6,8 829,6
26 9,5 411,5 -3,4 625,1 -2,3 652,2 11,0 840,6
27 9,8 421,3 -1,9 625,1 -2,7 652,2 12,1 852,7
28 9,9 431,2 8,8 633,9 -3,9 652,2 -8,5 852,7
29 -5,5 431,2 10,1 644,0 0,0 652,2 -0,9 852,7
30 -0,4 431,2 8,2 652,2 -0,4 652,2 11,5 864,3
31 10,2 441,4 0,0 652,2 10,8 875,1
Fonte: Elaborada pelo autor
98
Tabela 19 – Cálculo do volume do reservatório pelo método de RIPPL, utilizando médias diárias (meses set, out, nov e dez)
calendário de referência: 2010 demanda em dias letivos = 12,1 m³ demanda em dias não letivos = 0
mês set out nov dez
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
demanda - volume
interceptado
diferença acumulada
quando demanda > interceptado
dia
1 10,1 885,1 -4,0 1.038,7 12,1 1.050,8 -4,7 1.151,3
2 6,5 891,7 -20,6 1.038,7 -4,2 1.050,8 -3,2 1.151,3
3 9,6 901,3 -2,2 1.038,7 9,1 1.059,9 -12,9 1.151,3
4 -3,4 901,3 -21,1 1.038,7 5,5 1.065,4 -6,6 1.151,3
5 0,0 901,3 -11,3 1.038,7 9,1 1.074,5 -9,1 1.151,3
6 12,1 913,4 -1,0 1.038,7 -2,0 1.074,5 -16,2 1.151,3
7 -9,8 913,4 -16,0 1.038,7 -2,5 1.074,5 -14,4 1.151,3
8 12,1 925,5 -8,1 1.038,7 9,3 1.083,9 -3,2 1.151,3
9 2,0 927,6 -6,0 1.038,7 8,3 1.092,2 -11,6 1.151,3
10 2,7 930,3 -4,4 1.038,7 10,2 1.102,4 -23,4 1.151,3
11 -5,2 930,3 -8,9 1.038,7 2,1 1.104,5 -1,2 1.151,3
12 -3,3 930,3 -4,5 1.038,7 0,2 1.104,7 -15,3 1.151,3
13 5,6 935,9 -5,7 1.038,7 -5,8 1.104,7 -15,9 1.151,3
14 7,1 943,0 -5,2 1.038,7 -25,2 1.104,7 -13,9 1.151,3
15 0,4 943,5 0,0 1.038,7 -14,5 1.104,7 -15,5 1.151,3
16 7,2 950,7 -9,5 1.038,7 -5,1 1.104,7 -3,7 1.151,3
17 11,8 962,5 -9,9 1.038,7 -8,9 1.104,7 -8,2 1.151,3
18 -2,0 962,5 -11,0 1.038,7 -4,6 1.104,7 -17,0 1.151,3
19 -3,4 962,5 -4,5 1.038,7 4,3 1.109,0 -5,3 1.151,3
20 4,5 967,0 -9,8 1.038,7 -0,7 1.109,0 -9,0 1.151,3
21 -1,0 967,0 -18,5 1.038,7 -1,9 1.109,0 -12,0 1.151,3
22 11,7 978,8 -22,9 1.038,7 6,4 1.115,4 -12,1 1.151,3
23 10,0 988,7 -2,4 1.038,7 7,4 1.122,8 -21,7 1.151,3
24 8,8 997,5 0,0 1.038,7 11,4 1.134,2 -3,6 1.151,3
25 -6,4 997,5 -7,1 1.038,7 -2,6 1.134,2 -5,2 1.151,3
26 -4,3 997,5 -4,5 1.038,7 7,2 1.141,4 -5,3 1.151,3
27 9,9 1.007,4 -9,7 1.038,7 -4,3 1.141,4 -0,5 1.151,3
28 11,4 1.018,8 -9,4 1.038,7 -10,4 1.141,4 -11,1 1.151,3
29 9,4 1.028,2 -6,0 1.038,7 -17,8 1.141,4 -11,3 1.151,3
30 10,5 1.038,7 -15,9 1.038,7 9,9 1.151,3 -7,2 1.151,3
31 -4,3 1.038,7 -7,8 1.151,3
Fonte: Elaborada pelo autor
99
APÊNDICE B- DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO CONSIDERANDO O POTENCIAL DE APROVEITAMENTO – TABELAS DE CÁLCULO
Tabela 20 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses jan/fev) volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³) = 2 demanda/ dia não letivo (m³/dia)= 0
mês Jan Fev
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 0,0 24,7 0,0 15,0 15,0 7,9 0,0 15,0
2 15,0 19,2 0,0 15,0 15,0 3,6 0,0 15,0
3 15,0 6,9 0,0 15,0 15,0 36,6 0,0 15,0
4 15,0 32,2 0,0 15,0 15,0 10,7 0,0 15,0
5 15,0 7,1 0,0 15,0 15,0 23,6 0,0 15,0
6 15,0 10,4 0,0 15,0 15,0 39,6 0,0 15,0
7 15,0 9,0 0,0 15,0 15,0 32,6 0,0 15,0
8 15,0 11,4 0,0 15,0 15,0 9,0 0,0 15,0
9 15,0 31,4 0,0 15,0 15,0 14,5 0,0 15,0
10 15,0 12,5 0,0 15,0 15,0 23,3 0,0 15,0
11 15,0 0,4 0,0 15,0 15,0 6,2 0,0 15,0
12 15,0 11,3 0,0 15,0 15,0 15,7 0,0 15,0
13 15,0 46,1 0,0 15,0 15,0 14,2 0,0 15,0
14 15,0 21,9 0,0 15,0 15,0 25,6 0,0 15,0
15 15,0 11,2 0,0 15,0 15,0 4,8 0,0 15,0
16 15,0 15,9 0,0 15,0 15,0 26,9 0,0 15,0
17 15,0 21,4 0,0 15,0 15,0 19,0 0,0 15,0
18 15,0 3,2 0,0 15,0 15,0 18,7 0,0 15,0
19 15,0 2,9 0,0 15,0 15,0 17,7 0,0 15,0
20 15,0 12,5 0,0 15,0 15,0 11,6 0,0 15,0
21 15,0 9,4 0,0 15,0 15,0 6,8 0,0 15,0
22 15,0 9,8 0,0 15,0 15,0 20,8 0,0 15,0
23 15,0 20,5 0,0 15,0 15,0 34,5 0,0 15,0
24 15,0 10,4 0,0 15,0 15,0 1,9 0,0 15,0
25 15,0 19,2 0,0 15,0 15,0 1,5 0,0 15,0
26 15,0 32,5 0,0 15,0 15,0 6,3 0,0 15,0
27 15,0 31,1 0,0 15,0 15,0 3,6 0,0 15,0
28 15,0 42,4 0,0 15,0 15,0 8,7 0,0 15,0
29 15,0 26,1 0,0 15,0 15,0
30 15,0 10,5 0,0 15,0 15,0
31 15,0 11,0 0,0 15,0 15,0
Volume de água
potável mobilizada
0,0 0,0
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
100
Tabela 21 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses mar/abr)
volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³)= 2 demanda/ dia não letivo (m³/dia) = 0
mês Mar Abr
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 15,0 -5,7 0,0 9,3 9,6 -4,6 0,0 5,1
2 9,3 5,5 0,0 14,7 5,1 17,9 0,0 15,0
3 14,7 -11,0 0,0 3,7 15,0 3,2 0,0 15,0
4 3,7 0,3 0,0 4,0 15,0 0,2 0,0 15,0
5 4,0 16,6 0,0 15,0 15,0 -0,1 0,0 14,9
6 15,0 2,5 0,0 15,0 14,9 -3,6 0,0 11,3
7 15,0 6,0 0,0 15,0 11,3 -2,9 0,0 8,3
8 15,0 12,4 0,0 15,0 8,3 -8,8 2,4 2,0
9 15,0 -5,1 0,0 9,9 2,0 -10,6 10,6 2,0
10 9,9 -1,9 0,0 8,0 2,0 5,1 0,0 7,1
11 8,0 -10,6 4,6 2,0 7,1 11,7 0,0 15,0
12 2,0 -8,6 8,6 2,0 15,0 -1,1 0,0 13,9
13 2,0 2,2 0,0 4,2 13,9 -10,5 0,0 3,4
14 4,2 17,9 0,0 15,0 3,4 -9,8 8,3 2,0
15 15,0 -7,9 0,0 7,1 2,0 -7,4 7,4 2,0
16 7,1 -4,1 0,0 3,0 2,0 -5,9 5,9 2,0
17 3,0 -8,2 7,3 2,0 2,0 3,2 0,0 5,2
18 2,0 21,4 0,0 15,0 5,2 0,8 0,0 6,0
19 15,0 -4,6 0,0 10,4 6,0 -12,1 8,1 2,0
20 10,4 0,0 0,0 10,4 2,0 -7,6 7,6 2,0
21 10,4 11,6 0,0 15,0 2,0 9,0 0,0 11,0
22 15,0 10,9 0,0 15,0 11,0 7,8 0,0 15,0
23 15,0 -11,9 0,0 3,1 15,0 -12,1 0,0 2,9
24 3,1 -6,1 5,0 2,0 2,9 0,0 0,0 2,9
25 2,0 22,7 0,0 15,0 2,9 0,0 0,0 2,9
26 15,0 -9,6 0,0 5,4 2,9 -12,1 11,2 2,0
27 5,4 1,8 0,0 7,1 2,0 -11,6 11,6 2,0
28 7,1 1,7 0,0 8,8 2,0 -9,4 9,4 2,0
29 8,8 6,5 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
30 15,0 22,5 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
31 15,0 -5,4 0,0 9,6
Volume de água
potável mobilizada
25,4 106,8
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
101
Tabela 22 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses mai/jun)
volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³) = 2 demanda/ dia não letivo (m³/dia) = 0
mês Mai Jun
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 2,0 0,0 0,0 2,0 2,0 -6,4 6,4 2,0
2 2,0 0,0 0,0 2,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
3 2,0 -9,9 9,9 2,0 2,0 0,6 0,0 2,6
4 2,0 -0,5 0,5 2,0 2,6 -9,9 9,3 2,0
5 2,0 -8,4 8,4 2,0 2,0 13,5 0,0 15,0
6 2,0 -9,5 9,5 2,0 15,0 2,1 0,0 15,0
7 2,0 -10,6 10,6 2,0 15,0 -7,7 0,0 7,3
8 2,0 5,2 0,0 7,2 7,3 -12,1 6,8 2,0
9 7,2 0,6 0,0 7,8 2,0 -12,1 12,1 2,0
10 7,8 -11,9 6,1 2,0 2,0 -8,8 8,8 2,0
11 2,0 -7,8 7,8 2,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
12 2,0 -11,1 11,1 2,0 2,0 0,0 0,0 2,0
13 2,0 -4,1 4,1 2,0 2,0 1,9 0,0 3,9
14 2,0 -10,9 10,9 2,0 3,9 -12,1 10,2 2,0
15 2,0 3,1 0,0 5,1 2,0 -8,0 8,0 2,0
16 5,1 6,1 0,0 11,3 2,0 -10,8 10,8 2,0
17 11,3 -11,0 1,8 2,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
18 2,0 -10,5 10,5 2,0 2,0 -11,4 11,4 2,0
19 2,0 -10,9 10,9 2,0 2,0 6,5 0,0 8,5
20 2,0 -9,0 9,0 2,0 8,5 3,6 0,0 12,1
21 2,0 -12,1 12,1 2,0 12,1 0,0 0,0 12,1
22 2,0 7,4 0,0 9,4 12,1 -12,1 2,0 2,0
23 9,4 0,3 0,0 9,7 2,0 -11,7 11,7 2,0
24 9,7 -7,4 0,0 2,4 2,0 -12,1 12,1 2,0
25 2,4 -1,2 0,9 2,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
26 2,0 -9,5 9,5 2,0 2,0 3,4 0,0 5,4
27 2,0 -9,8 9,8 2,0 5,4 1,9 0,0 7,4
28 2,0 -9,9 9,9 2,0 7,4 -8,8 3,4 2,0
29 2,0 5,5 0,0 7,5 2,0 -10,1 10,1 2,0
30 7,5 0,4 0,0 7,8 2,0 -8,2 8,2 2,0
31 7,8 -10,2 4,4 2,0
Volume de água
potável mobilizada
157,6 179,9
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
102
Tabela 23 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses jul/ago)
volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³) = 2 demanda/ dia não letivo (m³/dia) = 0
mês Jul Ago
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 2,0 1,1 0,0 3,1 15,0 0,4 0,0 15,0
2 3,1 0,0 0,0 3,1 15,0 -9,0 0,0 6,0
3 3,1 0,0 0,0 3,1 6,0 -12,1 8,1 2,0
4 3,1 0,0 0,0 3,1 2,0 -12,1 12,1 2,0
5 3,1 3,5 0,0 6,7 2,0 -10,3 10,3 2,0
6 6,7 2,6 0,0 9,3 2,0 -7,4 7,4 2,0
7 9,3 0,3 0,0 9,6 2,0 1,0 0,0 3,0
8 9,6 1,5 0,0 11,1 3,0 1,4 0,0 4,4
9 11,1 7,8 0,0 15,0 4,4 -12,1 9,7 2,0
10 15,0 7,7 0,0 15,0 2,0 -9,0 9,0 2,0
11 15,0 4,5 0,0 15,0 2,0 -8,2 8,2 2,0
12 15,0 4,8 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
13 15,0 2,5 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
14 15,0 0,0 0,0 15,0 2,0 4,4 0,0 6,4
15 15,0 0,0 0,0 15,0 6,4 2,0 0,0 8,5
16 15,0 4,3 0,0 15,0 8,5 -8,0 1,5 2,0
17 15,0 2,2 0,0 15,0 2,0 -11,8 11,8 2,0
18 15,0 0,0 0,0 15,0 2,0 -12,0 12,0 2,0
19 15,0 2,4 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
20 15,0 5,5 0,0 15,0 2,0 0,0 0,0 2,0
21 15,0 3,2 0,0 15,0 2,0 0,0 0,0 2,0
22 15,0 3,2 0,0 15,0 2,0 1,0 0,0 3,0
23 15,0 3,6 0,0 15,0 3,0 -10,2 9,2 2,0
24 15,0 2,2 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
25 15,0 0,7 0,0 15,0 2,0 -6,8 6,8 2,0
26 15,0 2,3 0,0 15,0 2,0 -11,0 11,0 2,0
27 15,0 2,7 0,0 15,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
28 15,0 3,9 0,0 15,0 2,0 8,5 0,0 10,5
29 15,0 0,0 0,0 15,0 10,5 0,9 0,0 11,4
30 15,0 0,4 0,0 15,0 11,4 -11,5 2,1 2,0
31 15,0 0,0 0,0 15,0 2,0 -10,8 10,8 2,0
Volume de água
potável mobilizada
0,0 190,7
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
103
Tabela 24 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses set/out)
volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³) = 2 demanda/ dia não letivo (m³/dia)= 0
mês Set Out
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 2,0 -10,1 10,1 2,0 2,0 4,0 0,0 6,0
2 2,0 -6,5 6,5 2,0 6,0 20,6 0,0 15,0
3 2,0 -9,6 9,6 2,0 15,0 2,2 0,0 15,0
4 2,0 3,4 0,0 5,4 15,0 21,1 0,0 15,0
5 5,4 0,0 0,0 5,4 15,0 11,3 0,0 15,0
6 5,4 -12,1 8,7 2,0 15,0 1,0 0,0 15,0
7 2,0 9,8 0,0 11,8 15,0 16,0 0,0 15,0
8 11,8 -12,1 2,3 2,0 15,0 8,1 0,0 15,0
9 2,0 -2,0 2,0 2,0 15,0 6,0 0,0 15,0
10 2,0 -2,7 2,7 2,0 15,0 4,4 0,0 15,0
11 2,0 5,2 0,0 7,2 15,0 -3,2 0,0 11,8
12 7,2 3,3 0,0 10,5 11,8 4,5 0,0 15,0
13 10,5 -5,6 0,0 4,9 15,0 -6,4 0,0 8,6
14 4,9 -7,1 4,2 2,0 8,6 -6,9 0,3 2,0
15 2,0 -0,4 0,4 2,0 2,0 -12,1 12,1 2,0
16 2,0 -7,2 7,2 2,0 2,0 9,5 0,0 11,5
17 2,0 -11,8 11,8 2,0 11,5 9,9 0,0 15,0
18 2,0 2,0 0,0 4,0 15,0 -1,1 0,0 13,9
19 4,0 3,4 0,0 7,4 13,9 -7,6 0,0 6,3
20 7,4 -4,5 0,0 2,9 6,3 -2,3 0,0 4,0
21 2,9 1,0 0,0 4,0 4,0 6,4 0,0 10,4
22 4,0 -11,7 9,8 2,0 10,4 10,8 0,0 15,0
23 2,0 -10,0 10,0 2,0 15,0 2,4 0,0 15,0
24 2,0 -8,8 8,8 2,0 15,0 0,0 0,0 15,0
25 2,0 6,4 0,0 8,4 15,0 -5,0 0,0 10,0
26 8,4 4,3 0,0 12,7 10,0 -7,6 0,0 2,4
27 12,7 -9,9 0,0 2,8 2,4 -2,4 2,0 2,0
28 2,8 -11,4 10,6 2,0 2,0 -2,7 2,7 2,0
29 2,0 -9,4 9,4 2,0 2,0 -6,1 6,1 2,0
30 2,0 -10,5 10,5 2,0 2,0 15,9 0,0 15,0
31 15,0 4,3 0,0 15,0
Volume de água
potável mobilizada
124,8 23,3
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
104
Tabela 25 – Cálculo de volumes: potencial de aproveitamento (meses nov/dez)
volume do reservatório (m³) = 15 demanda em dia letivo (m³/dia) = 12,1
nível mínimo (m³) = 2 demanda/dia não letivo (m³/dia) = 0
mês Nov Dez
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para demanda e
nível mínimo
reservatório no final do
dia
reservatório no início do
dia
volume interceptado -
demanda
água potável para
demanda e nível mínimo
reservatório no final do
dia Dia
1 15,0 -12,1 0,0 2,9 5,1 4,7 0,0 9,9
2 2,9 4,2 0,0 7,1 9,9 3,2 0,0 13,1
3 7,1 -9,1 4,0 2,0 13,1 12,9 0,0 15,0
4 2,0 -5,5 5,5 2,0 15,0 6,6 0,0 15,0
5 2,0 -9,1 9,1 2,0 15,0 9,1 0,0 15,0
6 2,0 2,0 0,0 4,0 15,0 16,2 0,0 15,0
7 4,0 2,5 0,0 6,5 15,0 14,4 0,0 15,0
8 6,5 -9,3 4,8 2,0 15,0 3,2 0,0 15,0
9 2,0 -8,3 8,3 2,0 15,0 11,6 0,0 15,0
10 2,0 -10,2 10,2 2,0 15,0 23,4 0,0 15,0
11 2,0 -2,1 2,1 2,0 15,0 1,2 0,0 15,0
12 2,0 -0,2 0,2 2,0 15,0 15,3 0,0 15,0
13 2,0 5,8 0,0 7,8 15,0 15,9 0,0 15,0
14 7,8 25,2 0,0 15,0 15,0 13,9 0,0 15,0
15 15,0 14,5 0,0 15,0 15,0 15,5 0,0 15,0
16 15,0 5,1 0,0 15,0 15,0 3,7 0,0 15,0
17 15,0 8,9 0,0 15,0 15,0 8,2 0,0 15,0
18 15,0 4,6 0,0 15,0 15,0 17,0 0,0 15,0
19 15,0 -4,3 0,0 10,7 15,0 5,3 0,0 15,0
20 10,7 0,7 0,0 11,5 15,0 9,0 0,0 15,0
21 11,5 1,9 0,0 13,4 15,0 12,0 0,0 15,0
22 13,4 -6,4 0,0 7,0 15,0 12,1 0,0 15,0
23 7,0 -7,4 2,4 2,0 15,0 21,7 0,0 15,0
24 2,0 -11,4 11,4 2,0 15,0 3,6 0,0 15,0
25 2,0 2,6 0,0 4,6 15,0 5,2 0,0 15,0
26 4,6 -7,2 4,6 2,0 15,0 5,3 0,0 15,0
27 2,0 4,3 0,0 6,3 15,0 0,5 0,0 15,0
28 6,3 10,4 0,0 15,0 15,0 11,1 0,0 15,0
29 15,0 17,8 0,0 15,0 15,0 11,3 0,0 15,0
30 15,0 -9,9 0,0 5,1 15,0 7,2 0,0 15,0
31 15,0 7,8 0,0 15,0
Volume de água
potável mobilizada
62,7 0,0
Dias não letivos – ref. Ano 2010
Fonte: Elaborada pelo autor
105
APÊNDICE C- COMPOSIÇÃO DE PREÇOS UNITÁRIOS
Tabela 26 – Composição de preços para caixa d´ água slim
Caixa d'água slim 1000 litros Total do item
(R$) 1.616,93
código insumo unidade preço unitário quantidade
preço total
02035 Encanador H 14,41 8 115,28
02036 Ajudante de encanador H 11,38 8 91,04
70802
Flange de PVC rosqueável para água com sextavado sem furos - 3/4"
unidade
2,93 5 14,65
70806
Flange de PVC rosqueável para água com sextavado sem furos - 2"
unidade
9,14 2 18,28
Caixa d’ água tipo slim – 1000 L
unidade 1.317,24 1 1.317,24
79629 Boia de nível unidade 30,22 2 60,44
Fonte: Elaborada pelo autor, a partir de PMSP, 2012. Tabela 27 – Composição de preços unitários para reparos nos acabamentos
Reparos nos acabamentos
Total do item (R$)
1496,80
código insumo unidade preço unitário quantidade
preço total
02224 Pedreiro de acabamento H 13,71 8 109,68
02050 Azulejista H 14,41 8 115,28
02001 Ajudante geral H 11,19 16 179,04
02075 Pintor H 13,57 8 108,56
02076 Ajudante de pintor H 10,77 8 86,16
Material (60% da mão de obra) Verba 1 898,08 898,08
Fonte: Elaborada pelo autor, a partir de PMSP, 2012
106
Tabela 28 – Composição de preços unitários para instalações do sistema de tratamento da água
Instalações do sistema de tratamento da água
Total do item (R$)
1.680,87
código insumo unidade preço unitário quantidade
preço total
separador de fluxo * peça 653,30 1 653,30
filtro para água de chuva* peça 170,00 1 170,00
dosador de cloro* peça 479,99 1 479,99
02035 Encanador H 14,41 8 115,28
02036 Ajudante de encanador H 11,38 8 91,04
Material hidráulico complementar (20%)
verba 171,26 1 171,26
* pesquisa de mercado Fonte: Elaborada pelo autor, a partir de PMSP, 2012
Tabela 29 – Composição de preços unitários para instalações de válvula solenóide
Instalações do sistema de tratamento da água
Total do item (R$)
296,16
código insumo unidade preço unitário quantidade
preço total
Válvula solenóide* 214,00 1 214,00
79629 Bóia de nível peça 30,22 2 60,44
02041 Eletricista H 14,43 0,54 7,79
02035 Encanador H 14,41 0,54 7,78
02036 Ajudante de encanador H 11,38 0,54 6,15
* pesquisa de mercado
Fonte: Elaborada pelo autor, a partir de PMSP, 2012
107
ANEXO A
PROJETO DE ARQUITETURA
(em CD arquivado na secretaria do mestrado)
108
ANEXO B
PROJETO DAS INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
(em CD arquivado na secretaria do mestrado)
109
ANEXO C
FATURA DE ENERGIA ELÉTRICA
Figura 38 – Fatura de energia elétrica e destaque
Fonte: Arquivo do autor
110
ANEXO D
CONTA DE SERVIÇOS DE ÁGUA E ESGOTO
Figura 39 – Conta de serviços de água e esgoto e destaque Fonte: Arquivo do autor
