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VINÍCIUS PAES DE BARROS ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DO APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA NO BLOCO DA FAET/ICET DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO PARA FINS DE REGA DE JARDIM ORIENTADORA: PROFª. DRª. LUCIANA SANCHES CUIABÁ/MT DEZEMBRO/2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA COORDENAÇÃO DE ENSINO DE ENGENHARIA CIVIL TRABALHO DE GRADUAÇÃO
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VINÍCIUS PAES DE BARROS
ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DO
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA NO BLOCO DA
FAET/ICET DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PARA FINS DE REGA DE JARDIM
ORIENTADORA: PROFª. DRª. LUCIANA SANCHES
CUIABÁ/MT
DEZEMBRO/2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA
COORDENAÇÃO DE ENSINO DE ENGENHARIA CIVIL
TRABALHO DE GRADUAÇÃO
VINÍCIUS PAES DE BARROS
ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DO
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA NO BLOCO DA
FAET/ICET DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PARA FINS DE REGA DE JARDIM
CUIABÁ/MT
DEZEMBRO/2013
Trabalho de Graduação submetido ao Corpo
Docente da Faculdade de Arquitetura, Engenharia
e Tecnologia da Universidade Federal de Mato
Grosso, como requisito parcial para a obtenção do
título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Luciana Sanches
i
RESUMO
O aproveitamento de água de chuva é uma alternativa à utilização de água de alta qualidade
(fornecida pelas concessionárias), sendo uma opção coerente do ponto de vista ambiental e
econômico, pois economiza água potável, diminui a incidência de enchentes, reduz o volume de água
e esgoto a serem tratados e, em determinados lugares, é a solução para combater a escassez de água.
Diante do atual cenário de sustentabilidade, o presente trabalho objetivou apresentar uma proposta de
um projeto de aproveitamento de água de chuva na Faculdade de Arquitetura, Engenharia e
Tecnologia e Instituto de Ciências Exatas e da Terra (FAET/ICET) da Universidade Federal de Mato
Grosso, verificando sua viabilidade técnica e econômico-financeira. Para tanto, realizou-se
diagnóstico da provável área de coleta de água pluvial, buscou-se os dados de precipitação
pluviométrica locais, além dos projetos existentes do local em questão e visitas ao local. A partir de
então, foram realizados as estimativas de captação e demanda da água não-potável, para que fosse
possível dimensionar a rede e os reservatórios. No cálculo do reservatório, percebeu-se a necessidade
de diminuição da área de coleta e demanda, para que o reservatório de armazenamento não tivesse
dimensões exageradas. Desta forma, houve a necessidade de duas diferentes entradas de dados para
viabilizar a execução do projeto. Por fim, elaborou-se levantamento de custos de execução, o qual
evidenciou-se a inviabilidade econômica, pois o investimento seria pago em mais de 67 anos, devido
aos elevados custos dos materiais para a adaptação do sistema pluvial existente do bloco FAET/ICET.
Contudo, tecnicamente, é um projeto viável, e, se forem feitos pesquisas para redução dos custos,
poderá ser viabilizado também ecônomo-financeiramente.
Palavras-Chave: aproveitamento de água de chuva, água não potável, dimensionamento de reservatório.
ii
ABSTRACT
The use of rainwater is an alternative to using high-quality water (provided by utilities), with a
consistent option from an environmental and economic perspective, it saves drinking water reduces
the incidence of floods , reduces the volume of water and sewage to be treated and in some places , is
the solution to tackle the shortage of water. Observing this scenario, this paper aims at proposing a
project to use rainwater in the Faculty of Architecture, Engineering and Technology and Institute of
Physical and Earth Sciences (FAET / ICET) of the Federal University of MatoGrosso , verifying its
feasibility technical, economic and financial. Therefore, it was held diagnosis of probable area
rainwater collection, we sought data on local rainfall, existing projects the location in question and
site visits. Since then, estimates of demand and uptake of non - potable water were performed, it was
possible to scale the network and reservoirs. In the calculation of the tank, we realized the need to
decrease the area of collection and demand, so that the storage tank had not exaggerated dimensions.
Thus there were two different data inputs to enable the execution of the project. Finally, we elaborated
survey of implementation costs, which presented the project as economically unfeasible, the
investment would be paid off in 67.7 years due to the high cost of materials for the adaptation of the
current of the river system FAET / ICET block. However, technically, is a viable project, and, if
searches are made for lower projects cost, the project can be made viable bursar also financially.
Key-words: Rainwater harvesting, non-potable water, tank dimensioning.
iii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - ABANBAR, CISTERNA TRADICIONAL NO IRÃ. ........................................................................ 4
FIGURA 2 – CHULTUNS – CISTERNAS MAIAS. ......................................................................................... 5
FIGURA 3 - RESERVATÓRIO DE ÁGUA DE CHUVA COM TONEL. ............................................................. 11
FIGURA 4 - RESERVATÓRIO DE ÁGUA DE CHUVA COM RESERVATÓRIO DE AUTOLIMPEZA E TORNEIRA
BOIA............................................................................................................................................... 11
FIGURA 5- FILTRO VF1. ........................................................................................................................ 12
FIGURA 6 - FILTRO VORTEX .................................................................................................................. 12
FIGURA 7 - FREIO D'ÁGUA .................................................................................................................... 13
FIGURA 8- SIFÃO LADRÃO .................................................................................................................... 14
FIGURA 9 - KIT DE INTERLIGAÇÃO AUTOMÁTICA ................................................................................ 15
FIGURA 10 - LOCALIZAÇÃO DE CUIABÁ EM MATO GROSSO. ................................................................ 16
FIGURA 11 - VISTA AÉREA DA UFMT ................................................................................................... 17
FIGURA 12 - ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA MESTRE BOMBLED CAMPUS UFMT .................................... 18
FIGURA 13 - GRUPO A – COBERTURA EM LAJE REVESTIDA COM PISO CERÂMICO ................................ 24
FIGURA 14 - SUBGRUPOS DO GRUPO A ................................................................................................. 25
FIGURA 15 - GRUPO B – COBERTURA EM LAJE REVESTIDA COM MANTA TÉRMICA .............................. 26
FIGURA 16- CONDUTOR VERTICAL COBERTURAS GRUPO B ................................................................. 26
FIGURA 17 - GRUPO C – COBERTURA EM TELHAS DE FIBROCIMENTO TIPO CANALETE 90 ................... 27
FIGURA 18 - SUBGRUPOS DO GRUPO C ................................................................................................. 28
FIGURA 19 - GRUPO D – COBERTURA EM TELHAS METÁLICAS ONDULADAS ....................................... 29
FIGURA 20 - GRUPO E – COBERTURA EM TELHAS DE FIBROCIMENTO ONDULADA ............................... 30
FIGURA 21 - GRUPO F – COBERTURA EM LAJE IMPERMEABILIZADA ................................................... 31
FIGURA 22- GRUPO G - COBERTURA EM TELHAS DE FIBROCIMENTO CANALETE 90 - BLOCO GEOLOGIA
...................................................................................................................................................... 32
FIGURA 23 - GRUPO G – COBERTURA COM TELHA DE FIBROCIMENTO ETERMAX ................................ 33
FIGURA 24 - GRUPO I - COBERTURA EM TELHAS METÁLICAS ONDULADAS - BLOCO QUÍMICA .......... 34
FIGURA 25 - EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA DO RESERVATÓRIO 1. ........................................................... 38
FIGURA 26 - EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA DO RESERVATÓRIO 2. ............................................................ 41
FIGURA 27 - ÁREA VERDE AV21 .......................................................................................................... 45
iv
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - PARÂMETROS FÍSICO, QUÍMICOS E MICROBIOLÓGICOS DAS DIVERSAS COBERTURAS E
PORTARIA N° 518/2004 DO MS. ...................................................................................................... 6
TABELA 2- PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUA DE CHUVA PARA USOS RESTRITIVOS NÃO POTÁVEIS
........................................................................................................................................................ 7
TABELA 3- PARÂMETROS DE ENGENHARIA PARA ESTIMATIVAS DA DEMANDA RESIDENCIAL DE ÁGUA 9
TABELA 4- PARÂMETROS DE ENGENHARIA PARA ESTIMATIVAS DA DEMANDA RESIDENCIAL DE ÁGUA
POTÁVEL PARA USO EXTERNO ......................................................................................................... 9
TABELA 5- FREQUÊNCIA DE MANUTENÇÃO ......................................................................................... 15
TABELA 6 – PLANILHA UTILIZADA PARA O MÉTODO DA ANÁLISE DE SIMULAÇÃO COM SÉRIE
SINTÉTICA ..................................................................................................................................... 21
TABELA 7 - PRECIPITAÇÃO ACUMULADA MENSAL, MÍNIMA, MÁXIMA E ANUAL PARA A ESTAÇÃO
CLIMATOLÓGICA DE SUPERFICIE MESTRE BOMBLED ................................................................... 36
TABELA 8 - DEMANDA DOS JARDINS AV13 A AV22 ............................................................................ 37
TABELA 9 - RESUMO ANUAL - RESERVATÓRIO 1 .................................................................................. 39
TABELA 10 - RESERVATÓRIO DE DESCARTE DO RESERVATÓRIO 1 ...................................................... 39
TABELA 11 - DEMANDA DE JARDINS AV17, AV18 E AV21. ................................................................ 40
TABELA 12 - RESUMO ANUAL DO RESERVATÓRIO 2 ............................................................................. 42
TABELA 13 - RESERVATÓRIO DE DESCARTE DO RESERVATÓRIO 2 ....................................................... 43
TABELA 14 – CUSTOS DOS MATERIAIS .................................................................................................. 46
TABELA 15 - CUSTOS DE ÁGUA POR FAIXA DE CONSUMO PARA CATEGORIA PÚBLICA ......................... 47
v
SUMÁRIO
RESUMO ................................................................................................................................................ i
ABSTRACT ........................................................................................................................................... ii
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................................... iii
LISTA DE TABELAS ......................................................................................................................... iv
SUMÁRIO ............................................................................................................................................. v
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 1
2. OBJETIVO .................................................................................................................................... 2
2.1. TEMA ..................................................................................................................................... 2
2.2. DELIMITAÇÃO DO TEMA .................................................................................................. 2
2.3. OBJETIVO GERAL ............................................................................................................... 2
2.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................. 2
2.5. JUSTIFICATIVA ................................................................................................................... 3
2.6. PROBLEMA ........................................................................................................................... 3
2.7. HIPÓTESES ........................................................................................................................... 3
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................................... 4
3.1. HISTÓRICO DO APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS .................................... 4
3.2. QUALIDADE DA ÁGUA DE CHUVA ................................................................................ 5
3.3. ECONOMIA DEVIDO A UTILIZAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA ..................................... 7
3.4. COLETA DE ÁGUA DE CHUVA PARA REDUÇÃO DO PICO DE CHEIA .................... 7
3.5. NORMAS E LEIS ................................................................................................................... 8
3.6. PREVISÃO DO CONSUMO DE ÁGUA .............................................................................. 9
3.7. PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO ................ 10
3.7.1. Dispositivo de first flush .............................................................................................. 10
3.7.2. Filtros ........................................................................................................................... 12
3.7.3. Reservatório ................................................................................................................. 13
3.7.4. Freio d’água ................................................................................................................. 13
3.7.5. Sifão ladrão .................................................................................................................. 14
3.7.6. Desinfecção .................................................................................................................. 14
3.7.7. Kit de interligação automática ................................................................................... 14
3.7.8. Sistemas de recalque ................................................................................................... 15
3.7.9. Manutenção ................................................................................................................. 15
4. MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................................ 16
4.1. APRESENTAÇÃO DO LOCAL .......................................................................................... 16
4.2. DADOS DE PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA ........................................................... 18
4.3. DIAGNÓSTICO DA COBERTURA ................................................................................... 19
vi
4.4. ÁREA DE COBERTURA .................................................................................................... 19
4.5. DEMANDA .......................................................................................................................... 19
4.6. DISPOSITIVO DE FIRST FLUSH ...................................................................................... 19
4.7. DIMENSIONAMENTODO RESERVATÓRIO .................................................................. 20
4.8. SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA ......................................... 23
4.9. LEVANTAMENTO DE CUSTOS ....................................................................................... 23
5. RESULTADOS ........................................................................................................................... 24
5.1. DIAGNÓSTICO DA COBERTURA ................................................................................... 24
5.1.1. Grupo A – cobertura em laje revestida com piso cerâmico .................................... 24
5.1.2. Grupo B – cobertura em laje revestida com manta térmica ................................... 26
5.1.3. Grupo C – cobertura em telhas de fibrocimento tipo canalete 90 .......................... 27
5.1.4. Grupo D - cobertura em telhas metálicas onduladas ............................................... 29
5.1.5. Grupo E - cobertura em telhas de fibrocimento ondulada...................................... 30
5.1.6. Grupo F - cobertura em laje impermeabilizada ....................................................... 31
5.1.7. Grupo G – cobertura em telhas de fibrocimento canelete 90 – bloco geologia ...... 32
5.1.8. Grupo H - cobertura em telha de fibrocimento tipo etermax ................................. 33
5.1.9. Grupo I – cobertura em telhas metálicas onduladas – bloco química .................... 34
5.2. PRECIPITAÇÕES ................................................................................................................ 35
5.3. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO ................................................................. 37
5.3.1. Primeira entrada de dados ......................................................................................... 37
5.3.2. Segunda entrada de dados .......................................................................................... 40
5.4. SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA ......................................... 44
5.5. LEVANTAMENTO DE CUSTOS ....................................................................................... 46
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................................... 48
7. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 49
APÊNDICES ....................................................................................................................................... 51
ANEXOS .............................................................................................................................................. 54
1
1. INTRODUÇÃO
A demanda de água no mundo tem crescido. Uma avaliação realizada pela Organização das Nações
Unidas, em 1997, aponta que a demanda por água doce cresce com velocidade duas vezes maior que o
crescimento da população (CHENG, 2000).
Juntamente a isto, há de se considerar a heterogeneidade da distribuição da água potável no mundo.
De acordo com Villers (2002, apud May, 2004), 20% da água de escoamento global originam-se
exclusivamente na bacia Amazônica. Enquanto isso, outras regiões da América do Sul são
consideradas entre as mais secas do planeta.
Para tanto, o uso de fontes alternativas apresenta-se como a alternativa mais plausível para satisfazer
os locais onde não se faz necessária a utilização da água potável.
Efluentes de processos industriais, esgotos domésticos, águas de drenagem de pátio e agrícola, e águas
salobras, as chamadas águas de qualidade inferior, devem sempre que possível ser utilizadas como
fonte alternativa de abastecimento para usos menos restritivos (ANA, 2005).
A água de chuva se apresenta como uma dessas fontes, sendo uma opção correta do ponto de vista
ambiental e econômico, pois contribui com a economia de água de alta qualidade, além de reduzir
picos de cheia, diminuindo a intensidade e quantidade de enchentes, reduzir custos com tratamento e
fornecimento de água potável e reduzir vazões de lançamento de efluentes, diminuindo o volume de
esgoto a ser tratado.
Esta prática é muito difundida em países como Austrália e Alemanha, que têm avançados estudos e
sistemas sobre o assunto, permitindo a captação de água de boa qualidade de maneira simples e
bastante efetiva em termos de custo/benefício.
O Brasil vem evoluindo na área, com a implantação de normas regulamentadoras (ABNT NBR 15527
- Água de chuva - Aproveitamento de Coberturas em Áreas Urbanas para fins não-potáveis–
Requisitos), implantação de Leis Municipais (como em Guarulhos, São Paulo, Curitiba e Santo
André), criação da Associação Brasileira de Manejo de Água de Chuva (ABCMAC) e estudos sobre
qualidade da água e viabilidade da implantação dos sistemas de aproveitamento.
A cidade de Cuiabá, entretanto, ainda tem poucos estudos sobre o assunto. Por este motivo, este
trabalho tem como objetivo não somente difundir na Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
os benefícios da captação e aproveitamento de águas pluviais, mas também estimular o estudo e a
implantação, tecnicamente correta, dos sistemas de utilização de água de chuva.
2
2. OBJETIVO
2.1. TEMA
Estudo e projeto de aproveitamento de águas pluviais no bloco da Faculdade de Arquitetura,
Engenharia e Tecnologia/Instituto de Ciências Exatas e da Terra (FAET/ICET) da Universidade
Federal de Mato Grosso (UFMT) para fins de rega de jardim.
2.2. DELIMITAÇÃO DO TEMA
O desenvolvimento do tema partirá da obtenção de dados da precipitação pluviométrica local, da área
de captação e instalação do sistema de aproveitamento de águas pluviais e dos locais de possível
utilização da água coletada para fins não potáveis (rega de jardim). Os resultados obtidos implicarão
na possível mudança na rede de coleta de águas pluviais da FAET/ICET, para adaptação aos sistemas
de aproveitamento.
2.3. OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver um estudo de viabilidade técnico-econômica e projeto
de aproveitamento de águas pluviais, para fins não potáveis, para a FAET/ICET, na UFMT.
2.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos deste trabalho foram:
(a) diagnóstico das condições das áreas de cobertura, calhas e condutores verticais, para captação
de águas pluviais;
(b) elaboração de um projeto de aproveitamento de águas pluviais com o dimensionamento do
sistema de captação e reservação e;
(c) determinação dos custos do projeto.
3
2.5. JUSTIFICATIVA
Devido ao aumento da demanda de água no mundo, à heterogeneidade de precipitação pluviométrica
no espaço-tempo no planeta e aos sistemas ineficientes e insuficientes de tratamento e fornecimento
de água potável, existe escassez de água em diversos lugares do mundo, inclusive no Brasil. Por essa
razão se faz necessário evitar o desperdício e buscar fontes alternativas de abastecimento.
A utilização de água de chuva é uma opção correta do ponto de vista ambiental e econômico, pois
contribui com a economia de água de alta qualidade, além de reduzir picos de cheia, diminuindo a
intensidade e quantidade de enchentes, além de reduzir custos com tratamento e fornecimento de água
potável e reduzir vazões de lançamento de efluentes, diminuindo o volume de esgoto a ser tratado.
Portanto, este trabalho objetiva difundir o tema na UFMT, bem como os benefícios da utilização da
água de chuva acima citados, apresentando, com isso, um item de sustentabilidade à edificação.
2.6. PROBLEMA
É viável técnico-economicamente a implantação de um sistema de aproveitamento de água de chuvas
na FAET/ICET da UFMT para fins de rega de jardins?
2.7. HIPÓTESES
(a) é tecnicamente viável adaptar a rede de águas pluviais da FAET/ICET para coletar e utilizar
água de chuva;
(b) existe precipitação anual suficiente para suprir a demanda nos meses de estiagem e;
(c) é economicamente viável a implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva.
4
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. HISTÓRICO DO APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS
O armazenamento e utilização de água de chuva não é uma novidade no mundo. Gnadlinger, J.
(2000), descreve diversas situações em que este sistema foi adotado. No Irã existem os Abanbars
(sistema de captação de água de chuva comunitário), conforme Figura1.
Figura 1 - Abanbar, cisterna tradicional no Irã.
Fonte: Gnadlinger (2000)
No deserto de Negev, hoje território de Israel e Jordânia, um sistema integrado de manejo de água de
chuva e agricultura de escoamento de água de chuva existiu há 2.000 anos.
No México, na época dos Astecas e Maias, existiam tradicionais técnicas de armazenamento e
utilização da água de chuva. Ainda hoje pode-se ver ao sul da cidade de Oxkutzcab realizações Maias.
Existia ali, no século XX, uma agricultura baseada na coleta de água de chuva. As cisternas eram
conhecidas como Chultuns (Figura 2) tinham capacidade de 20.000 a 45.000 litros, com diâmetro de
aproximadamente 5 metros, eram escavadas em solo calcário e revestidas com reboco impermeável.
Para captação, a área, acima da cisterna, tinha de 100 a 200 m².
Existiam ainda as Aguadas (reservatórios com capacidade de 10 a 150 milhões de litros) e Aguaditas
(reservatórios menores que as Aguadas, com capacidade de 100 a 50.000 litros), utilizadas nos vales,
para irrigar árvores frutíferas e bosques, além da agricultura de milho e verduras.
5
(a) (b)
Figura 2 – Chultuns – Cisternas Maias.
Fonte: (a) May (2004); (b)<http://academic.reed.edu/uxmal/>
Tais sistemas, entretanto, caíram em desuso. Em Yucatan, por exemplo, o desuso ocorreu devido à
introdução, por colonizadores espanhóis, de novos sistemas de agricultura, que diferiam da realidade
Maia. Em outros locais, como a Índia, o motivo foi parecido.
Em um parâmetro mais atual, os sistemas de barragem, a utilização de águas subterrâneas e os
sistemas de água encanada expandiram-se fazendo com que a coleta e utilização de águas pluviais
fosse deixada em segundo plano, ou mesmo descartada.
3.2. QUALIDADE DA ÁGUA DE CHUVA
May (2004) afirma que a água de chuva tem potencial para ser utilizada nos mais diversos usos, onde
a água não potável é uma alternativa. Em sua pesquisa realizada em São Paulo, foram analisados
diversos parâmetros físico-químicos, dentre os quais turbidez, odor, pH, dureza, ferro, manganês,
cloretos, sulfatos, fluoretos e sólidos dissolvidos totais atenderam aos padrões CONAMA (1986) e da
portaria n° 1469 (2000) do Ministério da Saúde. A maior parte das amostras apresentaram DBO5,20
dentro dos padrões USEPA (1992), menor ou igual a 10. Entretanto, a contaminação bacteriológica
apresentou-se bastante elevada, sendo necessária descontaminação antes do uso.
Pesquisa similar foi feita por Jaques (2005), em Santa Catarina, em que os valores de cor, turbidez e
coliformes fecais foram ligeiramente acima do estabelecido pela Portaria do Ministério da Saúde.
Constatou-se uma diminuição da concentração da maioria dos parâmetros físico-químicos, havendo,
6
então, a necessidade do descarte dos primeiros minutos de chuva (first-flush). Constatou-se ainda que
os valores variam com o material da telha utilizada. A Tabela 1ilustra os resultados deste trabalho.
Tabela 1 - Parâmetros físico, químicos e microbiológicos das diversas coberturas e Portaria n° 518/2004 do MS.
Fonte: Jaques (2005).
Silva (2010) realizou pesquisa da qualidade da água de chuva em Cuiabá, Mato Grosso. Os valores
foram obtidos a partir de amostras coletadas, com descarte inicial e sem descarte inicial,antes de
passar por superfícies de coberturas. Os parâmetros que não atenderam à norma NBR 15527
(ABNT,2007) foram a cor, a turbidez e os coliformes fecais e totais. A cor apresentou valor superior
ao da norma somente nas amostras sem o descarte inicial. Com o descarte da chuva inicial este valor
reduziu para dentro dos limites da norma.Os valores de turbidez não atenderam a norma em ambas as
amostras. Entretanto, deve ser lembrado que dentro do reservatório existirá decantação dos sólidos, o
que diminuirá significativamente este valor no momento do uso. Os valores de coliformes totais e
fecais foram encontrados, confirmando os resultados de Jacques (2004) e May (2005). Faz-se, então,
necessária desinfecção antes do uso, com exceção de usos para rega de jardim e lavagem de carros,
quando a água não for manuseada por crianças (Tomaz, 2011).
Os parâmetros limites determinados pela norma NBR 15527 (ABNT, 2007) estão apresentado na
Tabela 2.
7
Tabela 2- Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis
Parâmetro Análise Valor
Coliformes Totais Semestral Ausência em 100ml
Coliformes Termotolerantes Semestral Ausência em 100ml
Cloro Residual Livrea Mensal 0,5 a 3,0 mg/L
Turbidez Mensal < 2,0 uTb, para usos menos restritivos < 5,0 uT
Cor Aparente (caso não seja utilizado nenhum corante, ou antes, da sua utilização)
Mensal < 15 uHc
Deve prever ajuste de pH para proteção das redes de abastecimento, 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 a aplicação de raio ultra-violeta e aplicação de ozônio. a No caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfecção buT é a unidade de turbidez cuH é a unidade Hanzen
Fonte: ABNT(2007).
3.3. ECONOMIA DEVIDO A UTILIZAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA
Provou-se em diversos países que a utilização da água de chuva pode promover grandes economias de
água potável em residências. Herrmann e Schmida (1999), na Alemanha, mencionaram que é possível
economizar de 30 a 60% de água potável em uma residência, dependendo da área do telhado e
demanda. Em uma análise de 27 casas em Newcastle, Austrália, Coombeset al. (1999) concluíram a
possibilidade de economia de 60% de água potável. No Brasil, um estudo realizado em Florianópolis,
por Marinoskiet al. (2004) observou um potencial de economia de aproximadamente 40% em um
condomínio residencial composto de seis blocos. Ainda no mesmo país, Vasconcelos (2007)
apresenta, em um estudo de caso de uma residência em Goiânia, com uma economia de mais de 50%
de água potável.
Aliado a estes estudos, Rebouças (1999) escreve que até 60% do volume utilizado em uma residência,
poderia ser substituída por água não-potável, em usos como lavagem de piso, descarga, rega de jardim
e lavagem de carros.
3.4. COLETA DE ÁGUA DE CHUVA PARA REDUÇÃO DO PICO DE CHEIA
A expansão das áreas urbanas altera a cobertura vegetal e, por conseguinte, os componentes do ciclo
hidrológico. Com o aumento da densidade populacional, tem-se o aumento excessivo das áreas
impermeabilizadas. A água da chuva que antes infiltrava no solo, recarregando os aquíferos, passa a
escoar, se encaminhando para o sistema de esgotamento pluvial destas áreas (Cohimet al., 2007).
8
Segundo Nefussi e Licco(2000), as enchentes em áreas urbanas são decorrentes, principalmente, da
impermeabilização do solo, da erosão e da disposição inadequada do lixo. A solução mais utilizada
nas cidades brasileiras é a criação de um sistema de rápido escoamento da água da chuva e
retificações dos rios e córregos. Contudo, esta solução não é adequada, pois apenas transporta os
pontos de enchente cada vez mais para jusante.
Diante disto, faz-se necessária a busca por soluções alternativas. A coleta e armazenamento da água
de chuva nas edificações vem como uma destas soluções. Jamaluddin e Appan (2003), em um estudo
realizado na Malásia, obtiveram 10% da redução do pico de cheia de uma residência, utilizando
apenas 19% da coleta com detenção em reservatórios.
3.5. NORMAS E LEIS
Cidades brasileiras, com o objetivo de diminuir a ocorrência e intensidade de enchentes urbanas,
criaram leis que obrigam as construções a reterem água de chuva. Em Santo André a Lei Municipal nº
7.606, de dezembro de 1997 institui a cobrança de taxa referente ao volume de água lançado na rede
de coleta pluvial do município. Em São Paulo, a Lei Municipal nº 13.276 de janeiro de 2002, torna
obrigatória a execução de reservatório para as águas de chuva nos lotes que tenham área
impermeabilizada superior a 500m². Em Curitiba a Lei Municipal n° 10.785, institui medidas para
orientar os usuários sobre a utilização consciente da água nas residências e obriga as novas
construções a possuírem um sistema de reaproveitamento.
A NBR 15527 (2007) - Água de chuva - Aproveitamento de Coberturas em Áreas Urbanas para fins
não-potáveis– Requisitos, regulamenta, no Brasil, os projetos de aproveitamento de água de chuva.
O Decreto nº 24.643, de 10 de julho de 1934, decreta o Código das Águas, que no Título V, - Águas
Pluviais, em seu artigo 103, preconiza que as águas pluviais pertencem ao dono do prédio onde
caírem diretamente, podendo o mesmo dispor delas à vontade, salvo existindo direito em contrário.
Devendo ser ressaltado que a Lei nº 9.433, de 08 de janeiro de 1997, que institui a Política Nacional
de Recursos Hídricos, cria o Sistema de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamentado o inciso
XIX do art. 21 da Constituição Federal, não modificou o artigo 103 do Código das Águas.
9
3.6. PREVISÃO DO CONSUMO DE ÁGUA
Há meios de se estimar o consumo de água potável usando parâmetros de engenharia. A grande
dificuldade, entretanto, está no grande volume de informações necessárias que nem sempre estão
disponíveis (Tomaz, 2011). As Tabelas 3 e 4 indicam parâmetros usualmente utilizados.
Tabela 3- Parâmetros de Engenharia para estimativas da demanda residencial de água
Uso Interno Unidades Parâmetros
inferior superior mais provável
Gasto mensal m³/pessoa/mês 3 5 4
Número de pessoas na casa pessoa 2 5 3,5
Descarga na bacia descarga/pessoa/dia 4 6 5
Volume de descarga litros/descarga 6,8 18 9
Vazamento bacias sanitárias percentagem 0 30 9
Frequência de banho banho/pessoa/dia 0 1 1
Duração do banho minutos 5 15 7,3
Vazão dos chuveiros litros/segundo 0,08 0,3 0,15
Uso da banheira banho/pessoa/dia 0 0,2 0,1
Volume de água litros/banho 113 189 113
Máquina de lavar pratos carga/pessoa/dia 0,1 0,3 0,1
Volume de água litro/ciclo 18 70 18
Máquina de lavar roupa carga/pessoa/dia 0,2 0,37 0,37
Volume de água litro/ciclo 108 189 108
Torneira da cozinha minutos/pessoa/dia 0,5 4 4
Vazão da torneira litros/segundo 0,126 0,189 0,15
Torneira de banheiro minutos/pessoa/dia 0,5 4 4
Vazão da torneira litros/segundo 0,126 0,189 0,15
Fonte: Tomaz (2011)
Tabela 4- Parâmetros de engenharia para estimativas da demanda residencial de água potável para uso externo
Uso externo Unidades Valores
Casas com piscina porcentagem 0,1
Gramado ou jardim litros/dia/m² 2
Lavagem de carros litros/lavagem/carro 150
Frequência lavagem de carros lavagem/mês 4
Mangueira de jardim 1/2"20mm litros/dia 50
Manutenção piscina litros/dia/m² 3
Perdas para evaporação em piscina litros/dia/m² 5,75
Reenchimento de piscinas anos 10
Tamanho da casa m² 30 a 450
Tamanho do Lote m² 125 a 750
Fonte: Tomaz (2011)
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3.7. PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO
De maneira geral, a superfície de captação da água de chuva para aproveitamento são as coberturas.
Os dispositivos de captação da água são as calhas, condutores e coletores que podem ser de diversos
materiais: concreto, PVC, ferro galvanizado, ferro fundido, cobre, cimento amianto possuindo
diferentes formas, normalmente sendo limitada pela arquitetura da construção.
3.7.1. Dispositivo de first flush
Após a coleta, a água deve passar pelo dispositivo de first flush, com o objetivo de diminuir a
concentração de sólidos em suspensão na água do reservatório. Antes da primeira chuva as áreas de
coberturas contêm quantidade elevada de poluentes, sejam eles fezes de animais, folhas de árvores ou
poeira que serão removidas pelo dispositivo que elimina os primeiros volumes de água que carreiam
tais poluentes. Tal procedimento é mundialmente acordado, porém a quantidade a ser descartada
varia. Tomaz (2003) relata que nos estado do Texas e da Flórida é recomendado o descarte de 0,8mm
(0,8 L/m²), Dacach utiliza de 0,8 a 1,5 mm (ou L/m²). A norma da ABNT NBR 15527 (2007)
recomenda o descarte de 2mm (2L/m² de telhado). Para o cálculo deste volume pode-se utilizar o
Método de Schueler ou o Método Simples de Schueler (1987), sendo este para áreas menores que
256ha.
Para facilitar a operação do sistema de aproveitamento de água de chuva, existem maneiras de
automatizar o sistema de first flush. Dacach (1990, apud Bertolo, 2006) sugere o sistema tipo tonel
(Figura 3), que funciona da seguinte forma: dado o início da chuva, a água desce até o tonel, onde sai
parcialmente pelo orifício. Por conta da vazão do orifício ser bem menor que a vazão da entrada, o
tonel vai se enchendo até que o nível da água suba à conexão com o ramal horizontal, enchendo o
reservatório.
Algumas características podem ser observadas: a descarga do orifício só cessa após decorrido minutos
do fim da chuva, quando o tonel é esvaziado; as chuvas de pequena intensidade não apresentam
nenhuma condição de aproveitamento; e a quantidade descartada é maior que o volume do tonel.
11
Figura 3 - Reservatório de Água de chuva com tonel.
Fonte: May (2004)
Outro método automático se baseia no reservatório de autolimpeza com torneira boia, mostrado na
Figura 4, com semelhante funcionamento.
Figura 4 - Reservatório de Água de chuva com reservatório de autolimpeza e torneira boia.
Fonte: May (2004)
Empresas brasileiras já produzem dispositivos que promovem este descarte dos primeiros volumes de
água, juntamente com a filtração das partículas maiores. Um exemplo é o filtro VF1, para áreas
menores que 200m², conforme Figura 5.
12
Figura 5- Filtro VF1.
Fonte: Ecoracional (2013)
3.7.2. Filtros
Os filtros têm a função de remover as partículas sólidas de grandes dimensões, como galhos, folhas,
pequenos animais, etc. Além dos filtros VF1, o mercado apresenta o filtro Vortex (Figura 6) que têm
capacidade de até 3.000m² de cobertura. Além disso, existem os filtros mais conhecidos, mas que tem
menor eficiência, como o ralo hemisférico pluvial (ralo abacaxi) ou a própria caixa de areia.
Figura 6 - Filtro Vortex
Fonte: AquaStock (2013)
13
3.7.3. Reservatório
O reservatório é o item mais oneroso de todo o sistema. Seu custo pode representar de 50 a 80% do
valor total do sistema de captação e aproveitamento de água pluvial (Thomas, 2001). Por este motivo
deve ser dimensionado levando em consideração principalmente quatro fatores: precipitação, área de
coleta, demanda e disponibilidade de área para instalação (May, 2004).
Dependendo se a edificação esteja em fase de projeto ou execução ou concluída, pode-se optar pelo
reservatório enterrado (cisterna), sobre o solo ou mesmo elevado apoiado na estrutura do edifício.
Este último tem a vantagem da não utilização de bombas de sucção ou recalque, diminuindo o custo
de operação, sendo o mais indicado para novas construções; o segundo é indicado para sistemas
simples em obras prontas, onde se deseja diminuir o custo de implantação; enquanto que o primeiro
para obras prontas de grande porte, onde o volume reservado será grande.
Existem diversos métodos para dimensionamento do reservatório de água de chuva. A norma NBR
15527 (ABNT, 2007) apresenta seis métodos, a saber: método de Rippl, método da simulação,
método Azevedo Neto, método prático alemão, método prático inglês e método prático australiano.
3.7.4. Freio d’água
No reservatório ocorre a decantação de partículas sólidas menores, que não foram retidas nos filtros.
Para que a água não chegue com alta velocidade, criando turbulência, e para que esta água não atinja a
camada de sedimentação, utiliza-se o freio d’água, um “amortecedor” (Bertolo, 2006).
Deve-se observar, ainda, que a água deve ter fluxo ascendente de modo que ocorra a oxigenação de
todo o reservatório, impedindo a ocorrência de processos anaeróbios, mantendo a água fresca por
mais tempo. A Figura 7 ilustra este componente.
Figura 7 - Freio d'Água
Fonte: Ecoracional (2013)
14
3.7.5. Sifão ladrão
O sifão ladrão (Figura 8) tem a função de descartar o excesso de água quando completada a
capacidade do reservatório. Deve ser bem fixado a parede do reservatório para que não gire (Techné).
É também responsável pelo impedimento de entrada de odores, insetos e roedores vindos da rede
pluvial. A Figura 8 ilustra este componente.
Figura 8- Sifão Ladrão
Fonte: Ecoracional (2013)
3.7.6. Desinfecção
A água dos reservatórios de águas pluviais apresenta valores de coliformes fecais e totais, e, portanto,
deve-se executar tratamento (Silva, 2010; May, 2004 e Jaques, 2005). O tipo de desinfecção mais
usual, por questões econômicas, é a adição de cloro.
Entretanto, Tomaz (2011), afirma que a água de chuva, quando utilizada para rega de jardim ou
lavagem de carros não precisa ser clorado, ao menos que a mesma for utilizada por crianças.
3.7.7. Kit de interligação automática
Os kits de interligação (Figura 9) fazem de forma automática o abastecimento do reservatório de água
de chuva por suprimento externo em casa de estiagens prolongadas ou consumo acima da capacidade
de captação. São compostos por mangueira, torneira, acionador de descarga (válvula solenoide),
conector, boia de nível e bocal separador para evitar contato de água de chuva e água da rede externa
(AquaStock, 2013).
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Figura 9 - Kit de Interligação Automática
Fonte: Aquastock (2013)
3.7.8. Sistemas de recalque
Caso seja necessário, como em reservatórios enterrados, deve-se incluir sistema de recalque. Este
deve ser dimensionado segundo NBR 12214 (ABNT, 1992). Recomenda-se que a sucção seja feita no
nível da água com conjunto boia-mangueira, pois, por conta da decantação, este ponto possui água de
melhor qualidade, livre de sedimentos (Téchne).
3.7.9. Manutenção
A NBR 15527 (ABNT,2007) indica a frequência com que os componentes do sistema devem ter
manutenção executada. A Tabela 5, retirada da norma, indica estas frequências.
Tabela 5- Frequência de Manutenção
Componente Frequência de manutenção
Dispositivo de descarte de detritos Inspeção mensal
Limpeza trimestral
Dispositivo de descarte do escoamento inicial Limpeza mensal
Calhas, condutores verticais e horizontais Semestral
Dispositivos de desinfecção Mensal
Bombas Mensal
Reservatório Limpeza e desinfecção anual
Fonte: ABNT (2007)
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. APRESENTAÇÃO DO LOCAL
Cuiabá é a capital e maior cidade do
Brasil (Figura 10). Segundo levantamento do IBGE (2010)
residente total de 551.098 habitantes e densidade demográfica de 163,88 hab
Figura 10
Fonte:
Segundo Braga (2011), Cuiabá apresenta clima predominante quente, com classificação Koppën de
clima tipo Aw2 e possui pluviosidade média
mínima de 1028,6mm, durante o período de 1989 e 2010.
Dentro deste município se encontra a Universidade Federal de Mato Grosso
região do Coxipó. Ela foi criada em 10 de dezembro de 1970
cursos, os primeiros centros e iniciadas as construções dos blocos.
A Figura 11 ilustra uma vista aérea da UFMT e
UFMT.
APRESENTAÇÃO DO LOCAL
Cuiabá é a capital e maior cidade do estado de Mato Grosso, pertencente à região Centro
Segundo levantamento do IBGE (2010), possui área de 3.362,8 km², população
residente total de 551.098 habitantes e densidade demográfica de 163,88 habitantes/km².
10 - Localização de Cuiabá em Mato Grosso.
Fonte: <http://www.abdibcopa2014.org.br>
Cuiabá apresenta clima predominante quente, com classificação Koppën de
clima tipo Aw2 e possui pluviosidade média de 1396,1mm, precipitação máxima de 1933,2mm e
mínima de 1028,6mm, durante o período de 1989 e 2010.
Dentro deste município se encontra a Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
foi criada em 10 de dezembro de 1970, quando foram abertos os 11 primeiros
cursos, os primeiros centros e iniciadas as construções dos blocos.
ilustra uma vista aérea da UFMT e o Anexo 1 apresenta a estrutura física do campus da
16
estado de Mato Grosso, pertencente à região Centro-Oeste do
área de 3.362,8 km², população
/km².
Cuiabá apresenta clima predominante quente, com classificação Koppën de
de 1396,1mm, precipitação máxima de 1933,2mm e
(UFMT), localizada na
os 11 primeiros
apresenta a estrutura física do campus da
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Figura 11 - Vista aérea da UFMT
Fonte: <http:// mestreaquiles.blogspot.com.br>
O bloco a ser estudado é a Faculdade de Engenharia Arquitetura e Tecnologia (FAET), que teve
construções iniciadas em 1970, e o Instituto de Ciências Exatas e da Terra, que teve construção mais
recente. O Anexo 2 apresenta projeto arquitetônico (planta baixa do térreo) do bloco em questão.
18
4.2. DADOS DE PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA
Os dados de precipitação pluviométrica foram obtidos no período de 01/01/1989 a 31/12/2010 da
Estação Climatológica Mestre Bombled (Figura 12), no Campus da UFMT, a 165m em relação ao
nível do mar com coordenadas de 15°36’25,23” S e 56°03’38,94” O. Os dados foram fornecidos pelo
Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMT.
O aparelho utilizado na medição foi o pluviômetro tipo “Ville de Paris”, sendo as análises feitas
periodicamente às sete horas da manhã. O período compreende em 22 anos, em um total de 8.035
dias.
Foram utilizados dados diários, mensais e anuais de precipitação pluvial para a estimativa do
potencial para captação de água de chuva, bem como para o dimensionamento do reservatório.
Figura 12 - Estação Climatológica Mestre Bombled Campus UFMT
Fonte: Braga (2011)
19
4.3. DIAGNÓSTICO DA COBERTURA
Para verificação das intervenções que serão necessárias, foi realizado diagnóstico da cobertura, por ser
este o meio de coleta da água de chuva. Para tanto, realizou-se visitas no local e, com ajuda dos
projetos disponibilizados pela Pró-Reitoria de Planejamento da Universidade Federal de Mato Grosso
(PROPLAN, UFMT), quantificou-se a área disponível para coleta de água de chuva e verificou-se o
estado dos componentes desta coleta (telhas, calhas e condutores).
Para melhor organização do diagnóstico, as áreas de cobertura foram separadas em grupos, por
semelhança de materiais utilizados e estado de conservação. Os grupos vão de A até I.
4.4. ÁREA DE COBERTURA
O cálculo da área de cobertura foi efetuado através da planta baixa da FAET/ICET fornecida pela Pró
Reitoria de Planejamento (PROPLAN, UFMT). Resultado este que é importante para determinação do
potencial de captação, dimensionamento do dispositivo de first flush e do reservatório.
4.5. DEMANDA
A demanda foi limitada como a rega de jardins durante o período de estiagem (maio a setembro). A
delimitação da área foi feita através da planta baixa da UFMT fornecida também pela PROPLAN-
UFMT. O volume a ser utilizado por dia foi baseado nas Tabelas apresentadas no item 3.6.
4.6. DISPOSITIVO DE FIRST FLUSH
Para a quantificação do volume descartado foi utilizada a recomendação da norma NBR 15527
(ABNT,2007) de 2mm iniciais de chuva.
Foi utilizado um reservatório de descarte como da Figura 3. Para tanto se faz necessário o
dimensionamento não somente do reservatório, como também do orifício que esvaziará este
reservatório automaticamente. Seguindo recomendações de Thomaz (2011), o reservatório deve ser
esvaziado em 10 minutos.
O reservatório foi dimensionado multiplicando-se a área utilizada de cobertura pelos 2mm (2L/m²),
obtendo-se o volume necessário, ou seja:
����.�������� = ���� × ℎ�
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Em que:
Vres.descarteé o volume do reservatório de descarte (L);
Acob é a área de cobertura contribuinte(m²);
hwa altura da lâmina de água, tomada igual a 2mm (2L/m²).
O orifício que esvaziará o reservatório foi dimensionado a partir da equação do orifício, como se
segue:
� = �� × �� × (2�ℎ)�,�
Sendo:
Q a vazão de descarga (m³/s);
A0 a área da seção transversal do orifício (m²);
g a aceleração da gravidade tomada igual a 9,81 m/s²;
h a altura da água sobre a geratriz superior da galeria ou tubulação (m);
Cdo coeficiente de descarga do orifício, tomado igual a 0,62 (adimensional).
4.7. DIMENSIONAMENTODO RESERVATÓRIO
Para o dimensionamento do reservatório foi utilizado o método da Análise da Simulação, com dados
de série diária.
O método da Análise de Simulação é o melhor método para se avaliar um reservatório. Este método
consiste em arbitrar um volume e verificar o que acontece com a água que vai sobrar (overflow) e
com a água que vai faltar (suprimento do serviço público ou caminhão tanque) (Tomaz, 2011).
Amorim e Pereira (2008) indicam o método da Análise e Simulação como uma opção interessante
quando se deseja uma análise detalhada sobre a variação do volume de água do reservatório ao longo
de vários anos. Com sua aplicação é possível analisar vários volumes de reservatório
simultaneamente, com suas respectivas eficiências. Podendo-se assim realizar a simulação dos
volumes dos reservatórios até a obtenção da eficiência desejada. Esta eficiência é função da
destinação final e de parâmetros econômicos.
Os quatro principais atributos desde método são: a) é simples de ser usado e facilmente entendido; (b)
o uso de dados históricos incorpora os períodos críticos de seca; (c) a análise pode usar dados diários
21
ou mensais e; (d) problemas sazonais e complicados são tomados em conta no usa da série histórica
(McMahon, 1993, apud Thomaz, 2011).
Na Tabela 6 está uma forma de organização dos dados e resultados, segundo Thomaz (2011), para
dados de série sintética.
Tabela 6– Planilha utilizada para o Método da Análise de Simulação com Série Sintética
Meses Chuva Média Mensal
Demanda Mensal
Área de Captação
Volume de Chuva Mensal C=0,80
Volume do
Reservatório Fixado
Volume do Reservatório no Tempo t-1
Volume do Reservatório no Tempo t
Overflow Suprimento
de água externo
P Dt A Qt V S(t-1) S(t) Ov S
(mm) (m³) (m²) (m³) (m³) (m³) (m³) (m³) (m³)
Coluna 1 Coluna
2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5 Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10
Janeiro
Fevereiro
Março
Abril
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Novembro
Dezembro
Total
Fonte: Tomaz (2011)
As colunas estão descritas conforme:
- C1 - Constam os meses do ano;
- C2- Chuvas médias mensais (mm);
- C3 - Demanda mensal (m³);
- C4 - Área de captação da água de chuva (m²);
- C5 -O volume de água de chuva é a coluna 2 x coluna 4 x C (coeficiente de Runoff) /1000 para o
resultado sair em metro cúbicos.
- C6 - Volume do reservatório que é fixado.
22
- C7 - Volume do reservatório no início da contagem do tempo. Supõe-se que no início do ano o
reservatório está vazio e que, portanto a primeira linha da coluna 7 referente ao mês de janeiro
será igual a zero. Os demais valores são obtidos usando a função SE do Excel: SE (coluna 8 < 0; 0;
coluna 8).
- C8 - Fornece o volume do reservatório no fim do mês. Obtêm-se a coluna 8 da seguinte maneira:
coluna 8 = SE (coluna 5 + coluna7 – coluna 3 > coluna6; coluna7; coluna5 + coluna7 –
coluna3).
- C9 - É relativa ao overflow, isto é, quando a água fica sobrando e é jogada fora. Obtém-se da
seguinte maneira: coluna9 = SE (coluna5+ coluna7-coluna3) > coluna6; coluna5 + coluna7 – coluna3
– coluna6; 0).
- C10 - É a coluna da reposição da água, que pode vir do serviço público de abastecimento, caminhão
tanque ou de outra procedência. Coluna10=SE(coluna7+coluna5–coluna3<0;-(coluna7+coluna5–
coluna3); 0).
Ainda para este método, McMahon (1993, apud Thomaz, 2011), define duas variáveis bastante
utilizadas nos sistemas de aproveitamento de água de chuva: a Confiança (Rr) e a Eficiência do
Sistema (Rv). Tem-se para o primeiro:
�� = 1 −��
�
Em que, Rr é a Confiança e (nr/n) é a falha, relação entre o numero de meses que o reservatório não
atendeu a demanda (nr) e o número total de meses (n).
E para o segundo:
�� = 100 ��
��
Em que, Rv é a eficiência do sistema, ou confiabilidade volumétrica, Vs é o volume da água de chuva
e Vd é o volume da demanda.
O volume do reservatório a ser escolhido é aquele que apresenta a maior eficiência dentre os volumes
adotados inicialmente. Pode-se ainda, segundo o objetivo do projetista (como custo/beneficio,
limitação de recursos ou limitação de projeto), adotar outros volumes chegando a diferentes
eficiências (Couto, 2012).
23
4.8. SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA
Para o sistema de aproveitamento de água de chuva, diversos itens foram observados. A definição de
todos os itens anteriores (demanda de uso não-potável, área de cobertura para captação, dimensões
dos reservatórios) foram necessárias.
Todo o sistema foi pensado no aumento da eficiência da utilização da água potável, para não só
viabilizar tecnicamente o sistema, mas também ter um retorno financeiro o mais rápido possível.
Além disso, todos os itens necessários para atingir e manter a qualidade da água desejada foram
incluídos, são estes: sifão ladrão, freio d’água, filtros, dispositivo de descarte, desinfecção.
4.9. LEVANTAMENTO DE CUSTOS
O levantamento de custos foi feito a partir da quantificação dos materiais utilizados no sistema de
aproveitamento de água de chuva, incluindo reservatórios, tubos, conexões, adaptações, bombas de
recalque, acessórios, mão de obra, etc.
Para a quantificação dos materiais foram utilizados os croquis do projeto de aproveitamento, enquanto
que o levantamento dos valores dos materiais foi feito a partir de orçamentos em duas diferentes
empresas do ramo.
24
5. RESULTADOS
5.1. DIAGNÓSTICO DA COBERTURA
Para o diagnóstico da cobertura, os grupos foram definidos como descrito em 4.3 e estão apresentados
a seguir uma descrição e as intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de
água de chuva. O Apêndice 1 apresenta a localização desses grupos na planta de cobertura da
FAET/ICET.
5.1.1. Grupo A – cobertura em laje revestida com piso cerâmico
Este grupo compreende uma área de 265,19m². Possui revestimento em piso cerâmico sem
impermeabilização. Possui baixa declividade (menor que 0,5%), e, portanto, tem problemas de
acúmulo de água. Somado a isso, a vazão a ser considerada em projeto para reservação é baixa.
Figura 13 - Grupo A – Cobertura em laje revestida com piso cerâmico
Foram observados quatro casos, ilustrados pela Figura 14: (a)as que possuem tubo de queda, (b) as
que deságuam em calhas de outro grupo, (c) as que deságuam em outras lajes do mesmo grupo e; (d)
as que deságuam diretamente no solo.
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(b) (a)
(c) (d)
Figura 14 - Subgrupos do Grupo A
As intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva são:
- Impermeabilização, juntamente com aumento da inclinação das lajes;
- Direcionamento do fluxo d’água para os condutores horizontais ou verticais e;
- Eliminação do subgrupo D, podendo ser adotadas soluções dos subgrupos A eB.
Outra solução é a implantação do projeto de coberturas verdes neste grupo, solução esta dada no
projeto arquitetônico original.
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5.1.2. Grupo B – cobertura em laje revestida com manta térmica
Este grupo possui área de 171,63 m². É caracterizado por ser laje revestida com manta térmica (Figura
15).As mantas foram colocadas para impedir infiltrações e, além disso, funcionam também como
isolante térmico. Possui inclinação menor que 0,5% e, por isso, acumula volumes de água.
Figura 15 - Grupo B – Cobertura em laje revestida com manta térmica
A água pluvial captada por esse grupo é conduzida verticalmente por tubos. Entretanto, a inclinação,
que já é bastante reduzida, não conduz a água a estes pontos (Figura 16).
Figura 16- Condutor vertical coberturas Grupo B
As intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva são:
- Aumento da inclinação das lajes, direcionando o fluxo para os condutores verticais.
Assim como no Grupo A, uma solução é a implantação do projeto de coberturas verdes.
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5.1.3. Grupo C – cobertura em telhas de fibrocimento tipo canalete 90
A área compreendida por este grupo é a maior: de 4.928,92 m². É caracterizado por telhas de
fibrocimento, tipo canalete 90, e calhas de concreto com ou sem manta. A inclinação das telhas é de
5%, e a inclinação das calhas é bastante pequena, como no caso das lajes dos grupos A e B. Como
pode ser observado nas Figuras 17 e 18a, as telhas estão em bom estado de conservação, não
necessitando de intervenção.
Figura 17 - Grupo C – Cobertura em telhas de fibrocimento tipo canalete 90
Observou-se que originalmente que todos os tubos de queda eram de ferro fundido, mas que foram
modificados durante os anos, por conta de entupimentos ou outros problemas nos tubos originais
(Figura 18b, entupimento devido ao crescimento de plantas). Temos, atualmente, então, três
subgrupos: (a) saídas como originalmente projetadas, (b) buracos feitos diretamente na calha com ou
sem colocação de tubos de PVC e, (c) buracos feitos na platibanda, com inserção de tubos de PVC.
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(b) (a)
(c)
Figura 18 - Subgrupos do Grupo C
As intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva são:
- Os subgrupos B e C não devem existir, por impossibilitar a coleta de água. Pode ser feita
outra descida paralela à original, ou realizar manutenção dos tubos de queda originais, para que estes
subgrupos voltem a ser como o subgrupo A.
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5.1.4. Grupo D - cobertura em telhas metálicas onduladas
Este grupo tem pequena área (109,46 m²), sendo restrita a locais isolados, construídos posteriormente
à edificação original (Figura 19). As decidas são em tubo PVC 100mm, e se direcionam à caixa de
areia. A inclinação das telhas é de 15%. As calhas são de concreto e possuem declividade bastante
reduzida, e até mesmo negativa próximos a alguns condutores verticais.
Figura 19 - Grupo D – Cobertura em telhas metálicas onduladas
As intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva são:
-Para melhor escoamento da água, devem-se consertar problemas de acúmulo de água, devido
à ausência de declividade ou, em alguns casos, um aclive próximo aos condutores verticais.
30
5.1.5. Grupo E - cobertura em telhas de fibrocimento ondulada
Grupo caracterizado por telhas de fibrocimento onduladas, com inclinação de 15%, e calhas de
concreto com inclinação bastante reduzida (Figura 20). A área total deste grupo é de 3.000,76 m².
Todos os tubos de queda são em ferro fundido. Apresenta bom estado de conservação de todos os seus
componentes.
Figura 20 - Grupo E – Cobertura em telhas de fibrocimento ondulada
Não há intervenções necessárias especificamente para este grupo E. Todo o sistema está em bom
estado de conservação, sendo o suficiente para a coleta de água de chuva.
31
5.1.6. Grupo F - cobertura em laje impermeabilizada
O grupo F (Figura 21) está presente, principalmente, nas lajes próximas de caixas d'águas. É
caracterizada por ser laje com manta impermeabilizante preta. A inclinação da laje é baixa (<0,5%),
provocando o acúmulo de água sobre esta cobertura. Os tubos de queda são em ferro fundido, em sua
maioria. Corresponde a uma área de 182,52m².
Figura 21 - Grupo F – Cobertura em Laje Impermeabilizada
As intervenções necessárias à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva são:
-O aumento da inclinação da laje, direcionando para os tubos de queda, se faz necessário para
que ocorra a captação de toda a água que ali precipita.
32
5.1.7. Grupo G – cobertura em telhas de fibrocimento canelete 90 – bloco geologia
Este grupo G é a cobertura do bloco de Geologia, composto por telhas canelete 90, calhas em laje de
concreto armado e condutores verticais em tubos de aço galvanizado (Figura 22). Possui área igual a
1.659,20 m².
Diferencia-se do grupo C pelo estado de conservação principalmente dos tubos de queda, que ainda
estão em bom estado de conservação, assim como as telhas.
Figura 22- Grupo G - Cobertura em telhas de fibrocimento canalete 90 - Bloco Geologia
Não há intervenções necessárias especificamente para este grupo E. Todo o sistema está em bom
estado de conservação, sendo o suficiente para a coleta de água de chuva.
33
5.1.8. Grupo H - cobertura em telha de fibrocimento tipo etermax
O Grupo H(Figura 23) é caracterizado por telhas de fibrocimento tipo etermax, com inclinação 15%, e
calhas de concreto, como nos casos anteriores. A área ocupada por este grupo é de 1.963,55 m². O
estado de conservação é bom, apesar de serem visíveis alguns pontos com necessidade de
manutenção.
Figura 23 - Grupo G – Cobertura com telha de fibrocimento etermax
Para o grupo H, a única intervenção necessária é a manutenção de alguns pontos onde as telhas foram
danificadas.
34
5.1.9. Grupo I – cobertura em telhas metálicas onduladas – bloco química
O grupo I foi separado do Grupo D, por ter construção recente, e formato curvo. O grupo I (Figura 24)
contém área de 212,90m³, e está em um nível acima do Grupo H.
Figura 24 - Grupo I - Cobertura em Telhas Metálicas Onduladas - Bloco Química
Não há intervenções necessárias especificamente para este grupo I. Por ser novo, todo o sistema está
em bom estado de conservação, sendo o suficiente para a coleta de água de chuva.
35
5.2. PRECIPITAÇÕES
As precipitações diárias acumuladas utilizadas nos cálculos de volume de água aproveitável e
reservatórios são referentes a uma série histórica de 22 anos. A Tabela 7 apresenta um resumo das
precipitações mensais acumuladas desta série histórica.
A precipitação média anual foi 1396,1 mm, com um máximo de 1933,2 mm ano-1 em 1989 (38,4%
acima da média) e mínimo de 1028,6 mm ano-1 em 1991 (26,32% abaixo da média).
A diferença entre as precipitações máximas e mínimas anual foi 904,6 mm ano-1, indicando uma
possibilidade de oscilação das precipitações de um ano para outro, mantendo, entretanto, um valor
entre 1000 e 2000 mm ano-1.
Alguns anos possuem um período de estiagem mais severo, o que implica em uma necessidade maior
de armazenamento nos meses de chuva.
36
Tabela 7 - Precipitação Acumulada Mensal, Mínima, Máxima e Anual para a Estação Climatológica de Superficie Mestre Bombled
Fonte: Braga (2011)
37
5.3. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO
O método para dimensionamento do reservatório foi o Método da Análise de Simulação, explicado
em 4.7. Os valores necessários para a planilha foram obtidos como descrito em 4.2, 4.4 e 4.5.
Foram fixados, na planilha de dimensionamento dois parâmetros: a área de coleta (as áreas de
cobertura onde será coletada a água de chuva) e a demanda (a água que será empregada na jardinagem
de determinadas áreas); e variou-se o valor do volume do reservatório, em acréscimos julgados
adequados, obtendo-se um gráfico volume x eficiência, sendo a eficiência calculada como em 4.7.
A seguir serão detalhados os resultados obtidos por meio destas experimentações.
5.3.1. Primeira entrada de dados
a) Demanda de água que será empregada na jardinagem:
Serão consideradas as áreas verdes AV13, AV14, AV15, AV16, AV 17, AV 18, AV 19, AV 20, AV
21 e AV 22 (como determinadas no Anexo 1); somente nos meses de estiagem (Tabela 8).
Tabela 8 - Demanda dos Jardins AV13 a AV22
DEMANDA DE JARDINS (2L/dia/m²)
JARDIM ÁREA DEMANDA FREQUÊNCIA DEMANDA
m² L/dia/m² m³/dia vezes/mês m³/mês média diária
AV13 2.249,35 2 4,499 8 35,990 1,200
AV14 317,92 2 0,636 8 5,087 0,170
AV15 1.462,17 2 2,924 8 23,395 0,780
AV16 1.493,56 2 2,987 8 23,897 0,797
AV17 672,13 2 1,344 8 10,754 0,358
AV18 448,15 2 0,896 8 7,170 0,239
AV19 884,49 2 1,769 8 14,152 0,472
AV20 5.088,33 2 10,177 8 81,413 2,714
AV21 3.408,44 2 6,817 8 54,535 1,818
AV22 2.578,95 2 5,158 8 41,263 1,375
TOTAL 18.603,50 20,00 37,21 - 297,66 9,92
b) Área de coleta (área de cobertura):
Toda a cobertura disponível na FAET/ICET. Um total de 12.281,23m².
38
c) Determinação da eficiência do sistema
Para obtenção do gráfico Volume x Eficiência foi realizada variação do volume de 50 em 50m³, com
o valor máximo de 2.000m³.
Conforme Figura 25, a eficiência cresce acentuadamente até o ponto em que atinge 90% de eficiência,
a partir daí o aumento na eficiência passa a ser pouco expressivo em relação ao aumente do volume.
Adotou-se, por conta disso, um volume de 1.000m³, que tem eficiência de 92,06%.
Figura 25 - Eficiência Volumétrica do Reservatório 1.
d) Resultados do volume adotado
A Tabela 9 apresenta os 22 anos do período histórico utilizado, contendo o valor, por ano, do volume
de chuva, overflow, suprimento externo e demanda para o volume adotado em (c) de 1.000m³.
Os valores máximos do volume de chuva e overflow estão indicados em verde, enquanto que os
valores mínimos, em vermelho. O ano com o maior volume de suprimento externo está em laranja. A
soma e média estão apresentadas no final da Tabela.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
10
0
20
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
80
0
90
0
10
00
11
00
12
00
13
00
14
00
15
00
16
00
17
00
18
00
19
00
20
00
Efic
iên
cia
Vo
lum
étr
ica
(%
)
Volume do Reservatório (m³)
39
Tabela 9 - Resumo anual - reservatório 1
Ano Volume de Chuva (m³) Overflow (m³) Suprimento Externo (m³) Demanda (m³)
1989 18.993,65 16.475,61 0,00 1.518,05
1990 11.852,86 10.334,81 0,00 1.518,05
1991 10.105,98 8.587,93 0,00 1.518,05
1992 12.360,81 10.842,76 0,00 1.518,05
1993 11.596,42 10.078,38 0,00 1.518,05
1994 14.266,85 12.748,81 0,00 1.518,05
1995 17.738,02 16.219,97 0,00 1.518,05
1996 14.693,26 13.175,21 0,00 1.518,05
1997 13.292,22 11.774,17 0,00 1.518,05
1998 14.776,77 13.258,73 0,00 1.518,05
1999 10.557,92 9.418,91 379,03 1.518,05
2000 11.396,98 9.990,62 111,69 1.518,05
2001 15.198,26 13.680,22 0,00 1.518,05
2002 12.592,68 11.074,63 0,00 1.518,05
2003 15.372,16 14.064,17 210,05 1.518,05
2004 13.006,31 11.910,91 422,65 1.518,05
2005 11.023,63 9.505,58 0,00 1.518,05
2006 16.948,09 15.430,05 0,00 1.518,05
2007 15.999,00 14.501,80 20,85 1.518,05
2008 10.590,35 9.091,29 18,99 1.518,05
2009 15.433,08 13.915,03 0,00 1.518,05
2010 13.977,02 12.662,04 203,07 1.518,05
Soma 301.772,32 268.741,63 1.366,32 33.397,01
Média 13.716,92 12.215,53 62,11 1.518,05
e) Dimensionamento do reservatório de descarte (first flush)
O cálculo do reservatório de descarte está apresentado na Tabela 10, que inclui o dimensionamento do
orifício para esvaziamento em 10min.
Tabela 10 - Reservatório de Descarte do Reservatório 1
First Flush - Reservatório 1
Área de Captação (m²) 12.281,23
Volume descartado (m³) 24,56
Volume Reservatório de Descarte (m³) 25,00
Dimensões do Reservatório
Altura (m) 1,00
Largura (m) 5,00
Compr. (m) 5,00
Orificio Diâm. Calc (m) 0,139
Diâm. Adot (mm) 150,00
40
f) Conclusões
Para suprir a demanda apenas nos meses de estiagem das diversas áreas verdes dentro e no entorno da
FAET/ICET, utilizando toda a capacidade de coleta do bloco, é necessário um reservatório de
dimensões extremamente grandes, o que inviabiliza o projeto, ao menos de maneira imediata. Sendo o
reservatório o item mais oneroso de todo o sistema, o custo seria elevado demais, para o propósito
estabelecido. Portando, descarta-se esta como sendo uma opção viável para o sistema.
Devem-se observar ainda outros pontos:
- O overflow é demasiado grande, correspondendo, em média, a 89% de toda a água coletada. Pode-se
diminuir significativamente o valor da área de coleta, sem danos à eficiência do sistema.
- Outro motivo para o elevado overflow é a demanda somente nos meses de estiagem, desperdiçando
grande parte do volume de chuva, nos meses de chuva.
- O valor de água coletada anualmente, em média, é de 13.716,93m³, chegando ao ano mais chuvoso
em 18.993,65m³ de água. Estes valores mostram o potencial de captação e economia de água potável
do bloco da FAET/ICET, na UFMT.
5.3.2. Segunda entrada de dados
a) Demanda de água que será empregada na jardinagem:
Serão regadas as áreas verdes AV17, AV18 e AV21 (como determinado no Anexo 1); somente nos
meses de estiagem (Tabela 11).
Tabela 11 - Demanda de Jardins AV17, AV18 e AV21.
DEMANDA DE JARDINS (2L/dia/m²)
JARDIM ÁREA DEMANDA FREQUÊNCIA DEMANDA
m² L/dia/m² m³/dia vezes/mês m³/mês média diária
AV17 672,13 2 1,344 8 10,754 0,358
AV18 448,15 2 0,896 8 7,170 0,239
AV21 3.408,44 2 6,817 8 54,535 1,818
TOTAL 4528,73 6,00 9,06 - 72,46 2,42
41
b) Área de coleta
Cobertura do departamento de Química (Grupo H e I), em um total de 1.963,55m².
c) Determinação da Eficiência
A Figura 26 que apresenta um gráfico Volume x Eficiência foi montada com valores até 500m³ com
incremento de 20 em 20m³.
Como no caso anterior, a eficiência aumenta significativamente até os 90%, e depois diminui o
aumento. O volume correspondente aos 90% de eficiência é 250m³, que foi o volume adotado para
este caso.
Figura26 - Eficiência volumétrica do reservatório 2.
d) Resultados do volume adotado
Abaixo é apresentada a Tabela 12 com as médias anuais correspondentes ao reservatório 2, de 250m³.
Ela contém os 22 anos do período histórico utilizado, com os valores, por ano, do volume de chuva,
overflow, suprimento externo e demanda.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
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0
20
40
60
80
10
0
12
0
14
0
16
0
18
0
20
0
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0
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0
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0
28
0
30
0
32
0
34
0
36
0
38
0
40
0
42
0
44
0
46
0
48
0
50
0
Efic
iên
cia
Vo
lum
étri
ca (
%)
Volume do Reservatório (m³)
42
Os valores máximos do volume de chuva e overflow estão indicados em verde, enquanto que os
valores mínimos, em vermelho. O ano com o maior volume de suprimento externo está em laranja. A
soma e média estão apresentadas no final da Tabela.
Tabela 12 - Resumo anual do Reservatório 2
Ano Volume de Chuva (m³)
Overflow (m³) Suprimento Externo (m³)
Demanda (m³)
1989 3036,74 2417,20 0,00 369,54
1990 1895,06 1525,52 0,00 369,54
1991 1615,76 1246,22 0,00 369,54
1992 1976,27 1606,73 0,00 369,54
1993 1854,06 1484,52 0,00 369,54
1994 2281,01 1911,47 0,00 369,54
1995 2835,99 2466,45 0,00 369,54
1996 2349,19 1979,64 0,00 369,54
1997 2125,19 1755,64 0,00 369,54
1998 2362,54 1993,00 0,00 369,54
1999 1688,02 1411,65 93,17 369,54
2000 1822,17 1505,14 52,51 369,54
2001 2429,93 2060,39 0,00 369,54
2002 2013,34 1643,80 0,00 369,54
2003 2457,73 2146,06 57,87 369,54
2004 2079,48 1813,39 103,46 369,54
2005 1762,48 1400,44 7,50 369,54
2006 2709,70 2340,15 0,00 369,54
2007 2557,95 2213,55 25,14 369,54
2008 1693,21 1338,39 14,73 369,54
2009 2467,47 2097,93 0,00 369,54
2010 2234,67 1929,34 64,21 369,54
Soma 48247,98 40286,59 418,58 8129,97
Média 2193,09 1831,21 19,03 369,54
e) Dimensionamento do reservatório de descarte (First Flush)
O cálculo do reservatório de descarte é apresentado na Tabela 13. Obteve-se o valor de 4m³, com o
orifício, dimensionado para dar vazão a todo o volume em 10 min, de 50mm.
43
Tabela 13 - Reservatório de descarte do Reservatório 2
First Flush - Reservatório 2
Área de Captação 1.963,55
Volume descartado (m³) 3,93
Volume Reservatório de Descarte (m³) 4,00
Dimensões do Reservatório
altura 1,00
largura 2,00
compr. 2,00
Orifício Diâm. Calc (m) 0,056
Diâm. Adot (mm) 50
f) Conclusões
Diminuindo a demanda em, aproximadamente, quatro vezes, diminuiu-se o volume necessário do
reservatório em quatro vezes.
Observa-se ainda, um overflow alto, com valor bastante similar ao obtido anteriormente, com o valor
de 83% do volume de água.
Novamente, observa-se que para suprir a demanda de água não potável estabelecida somente nos
meses de estiagem, há um desperdício de um grande volume de água, o que potencialmente
inviabiliza o sistema.
Entretanto, conseguiu-se com a redução da demanda e da área de cobertura, um reservatório de
dimensões aceitáveis, que gera uma economia de 364,59m³ de água por ano, podendo esse valor ser
aumentado caso exista demanda nos meses de chuva para outros fins.
44
5.4. SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA
O sistema escolhido foi o que contém os componentes da segunda entrada de dados, explicada em
5.3.2. Desta forma, a área de cobertura é composta pelos grupos H e I (conforme Apêndice 1), o
reservatório de descarte tem 5m³, o reservatório de armazenamento tem 250m³, e as áreas atendidas
são as AV18, AV19 e AV21 (conforme Anexo 1).
O sistema se iniciará com a coleta pelas calhas existentes, e será direcionada aos tubos de queda. Tais
tubos sofrerão alterações, direcionando a água, através de conexões de 45°, para um tubo horizontal,
com inclinação de 2%, que direcionará a água para o reservatório de descarte de 5.000l. Antes do
reservatório existirá um filtro (conforme 3.7.2) para áreas maiores que 2.000m².
O reservatório de descarte será de fibra de vidro de 5m³, apoiado sobre estrutura de concreto armado,
para que fique em nível superior ao reservatório de uso. O valor de 5m³ foi utilizado, em contrapartida
aos 4m³ calculados por conta dos grandes diâmetros dos tubos de entrada e saída de água (200mm, na
parte superior do reservatório), que diminuirão o volume útil do reservatório. No fundo do
reservatório será feito um orifício, ao qual será acoplado um tubo de PVC 50mm direcionado à rede
pluvial.
O reservatório de 250m³ será metálico, assentado sobre base lisa e nivelada de concreto. Nele serão
inseridos os dispositivos de freio d’água (conforme 3.7.4), sifão ladrão (conforme 3.7.5) e kit de
interligação automática (conforme 3.7.7). A água será direcionada aos pontos de utilização por
gravidade, quando o reservatório estiver cheio, e por bomba com pressostato que aciona quando a
torneira de jardim for acionada.
A localização de ambos os reservatórios, de descarte e armazenamento, será na área verde AV21,
mostrada na Figura 27.
Nos pontos de utilização da água de chuva (torneiras de jardim) deverá existir registro de acionamento
restrito com a inscrição “ÁGUA NÃO POTÁVEL. NÃO BEBA.”, para que a água não seja utilizada
para fins potáveis.
45
Figura 27 - Área Verde AV21
Deverá ocorrer manutenção dos componentes do sistema conforme Tabela 5, do item 3.7.9.
Qualquer tipo de conexão cruzada, entre a tubulação de água de chuva e água potável, não é
permitida.
O Apêndice 2 apresenta croqui com a localização do reservatório e pontos de utilização do sistema.
46
5.5. LEVANTAMENTO DE CUSTOS
Para o levantamento de custos foi utilizada a descrição do sistema de aproveitamento de água de
chuva, e os pontos de utilização e localização do reservatório encontrados no Apêndice 2.
Os materiais necessários à implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva estão na
Tabela 14, juntamente com os valores orçados em lojas do ramo de hidráulica, obtidas em dezembro
de 2013.
Tabela 14–Custos dos materiais
Item Descrição Quantidade Unidade Valor/unid Valor Total % item
1 Caixa d'água metálica 250m³ 1,00 unid R$ 50.000,00 R$ 50.000,00 50,44%
2 Caixa d'água fibra de vidro 5m³ 1,00 unid R$ 1.999,90 R$ 1.999,90 2,02%
3 Bomba com pressostato 1,00 unid R$ 975,00 R$ 975,00 0,98%
4 Filtro VF6 1,00 unid R$ 8.280,00 R$ 8.280,00 8,35%
5 Freio d'água 1,00 unid R$ 818,00 R$ 818,00 0,83%
6 Sifão Ladrão 1,00 unid R$ 1.028,85 R$ 1.028,85 1,04%
7 Kit de realimentação automática 1,00 unid R$ 328,00 R$ 328,00 0,33%
8 Conjunto flutuante de sucção 1" 1,00 unid R$ 275,00 R$ 275,00 0,28%
9 Tubo PVC Esgoto 50mm 4,00 barra 6m R$ 32,90 R$ 131,60 0,13%
10 Tubo PVC Esgoto 200mm 70,00 barra 6m R$ 219,90 R$ 15.393,00 15,53%
11 Joelho 90° PVC 200mm 58,00 unid R$ 109,90 R$ 6.374,20 6,43%
12 Tê PVC 200x200mm 42,00 unid R$ 159,90 R$ 6.715,80 6,77%
13 Redução Excêntrica 200x150mm 42,00 unid R$ 69,90 R$ 2.935,80 2,96%
14 Luva PVC 200mm 40,00 unid R$ 39,90 R$ 1.596,00 1,61%
15 tubo PVC Esgoto 250mm 4,00 barra 6m R$ 239,90 R$ 959,60 0,97%
16 Registro Bruto de Gaveta 1" 1,00 unid R$ 34,99 R$ 34,99 0,04%
17 Tubo PVC Água Fria 25mm 5,00 barra 6m R$ 13,90 R$ 69,50 0,07%
18 Tubo PVC Água Fria 32mm 50,00 barra 6m R$ 19,90 R$ 995,00 1,00%
19 Tê 90° Soldável 32mm 10,00 unid R$ 3,99 R$ 39,90 0,04%
20 Bucha de Redução curta 32x25mm 10,00 unid R$ 0,99 R$ 9,90 0,01%
21 Joelho 90° 25mm Soldável 5,00 unid R$ 0,60 R$ 3,00 0,00%
22 Joelho 90° 32mm Soldável 5,00 unid R$ 1,99 R$ 9,95 0,01%
23 Joelho 90º soldável combucha de
latão 25mm - 3/4" 6,00 unid R$ 4,99 R$ 29,94 0,03%
24 Adapt. Sold. Longo com Flange p/
cx d'água 1,00 unid R$ 19,90 R$ 19,90 0,02%
25 Torneira metálica de acionamento
restrito 6,00 unid R$ 18,90 R$ 113,40 0,11%
TOTAL R$ 99.136,23
Observa-se na Tabela 14 que mais de 50% do valor total da implantação é referente ao reservatório de
armazenamento, confirmando o que foi apresentado no item 3.7.3.
47
Em segundo lugar vêm as tubulações que, somadas, ultrapassam os 17%. Em seguida o filtro VF6,
para áreas superiores a 2.000m², com 8,35%.
Considerando um BDI de 35%, tem-se custo de R$ 133.833,91.
Em consulta à Concessionária de Água e Esgoto de Cuiabá (CAB Cuiabá), foi obtida a Tabela 15, que
apresenta os valores cobrados pela concessionária às edificações públicas.
Tabela 15 - Custos de água por faixa de consumo para categoria pública
TARIFA DE ÁGUA
CATEGORIA FAIXA CONSUMO (m³) Valor em R$
Pública 1 10 3,86/m³
2 10+ 6,32/m³ excedente
O consumo anual de água nos jardins é de 369,54m³, distribuídos ao longo de 5 meses. A média
mensal é então 73,9 m³. A eficiência do sistema é de 90%, a partir disso estima-se que serão
substituídos por água não-potável 66,5 m³ de água potável.
O custo de 66,5m³ de água potável é R$ 395,68. Portanto, anualmente serão economizados R$
1.978,40.
Desta forma, o valor de custos de projeto será pago em 67,7 anos, ou seja, 67 anos e 9 meses.
48
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho alcançou o objetivo verificar a viabilidade econômico-financeira de um sistema de
aproveitamento de água de chuva no bloco da Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia e
Instituto de Ciências Exatas e da Terra na Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), nos quais
foram dimensionados os reservatórios necessários, estimados o consumo mensal de água não potável
nos meses de estiagem, levantados os custos diretos de projeto e verificada a viabilidade de
implantação do sistema de aproveitamento de águas pluviais.
Para verificação da viabilidade de implantação do sistema de aproveitamento, foi feito diagnóstico das
condições das coberturas, que são as áreas de coletas de água chuva, e sugerido soluções para os
pontos que não se mostravam adequados para a implantação do sistema.
O método para dimensionamento do reservatório de água potável utilizado foi o da simulação, com
série de dados diários de chuvas. Este foi o método que se mostrou mais preciso e que,
detalhadamente, apresentou o comportamento do reservatório durante todos os dias dos 22 anos de
série histórica utilizados. Desta forma obteve-se, através de duas demandas e áreas de cobertura
diferentes, o volume de reservatório mais adequado para a implantação do sistema.
O sistema de aproveitamento de água de chuva apresentou-se, portanto, como tecnicamente viável,
mesmo se tratando de uma edificação pronta e antiga. Entretanto, a viabilidade econômico-financeira,
devido ao grande tempo de retorno do investimento (67,7 anos), mostrou-se inválida. Esta
inviabilidade foi, principalmente, causada pelos elevados custos dos reservatórios e da adaptação dos
condutores verticais ao sistema de aproveitamento, e pela utilização restrita da água não potável,
somente nos meses de estiagem e para rega de jardim.
Sugere-se, para melhoria dos resultados deste trabalho, que estudos sejam feitos para ampliação dos
locais de consumo de água em todos os meses do ano, além de opções menos onerosas para a
reservação e tratamento da água não potável. Desta forma o sistema se apresentará com melhor
viabilidade econômico-financeira.
49
7. BIBLIOGRAFIA
ANA, FIESP, SINDUSCON-SP. Conservação e reuso de água nas edificações. São Paulo. Junho, 2005. ANNECCHINI, Karla Ponzo Vaccari. Aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis na cidade de Vitória (ES). Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2005. ASSOCIAÇÃOBRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR10.844: Instalações Prediais de Águas Pluviais. 1989. ______. NBR15.527: Água de chuva: Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis. Requisitos. 2007. AMORIM, SimarVeira; PEREIRA, Daniel José de Andrade. Estudo comparativo dos métodos de dimensionamento para reservatórios utilizados em aproveitamento de água pluvial. Revista Ambiente Construído, PortoAlegre, v.8,n.2,p.53-66, abr./jun. 2008. BERTOLO, Elisabete de Jesus Peres. Aproveitamento da água da chuva em edificações. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, 2006 BRAGA, Raphael Nunes de Siqueira. Precipitação e Curva IDF em Cuiabá segundo dados da Estação Climatológica Mestre Bombled. Monografia (Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2011. CHENG, Cheng Li. Rainwater use system in building design. In: CIB W62 Seminar, Rio de Janeiro. Proceedings. Rio de Janeiro, v.1, 2000. COHIM, E. et al. Avaliação de risco à saúde humana do reuso de águas residuárias tratadas em descargas de vaso sanitário: a rota dos aerossóis. In: Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 24º Anais. Belo Horizonte – MG, 2007, 8p. COSTA, Cássio Giovanni de Aguiar; COSTA, Silvia Maria de Moura Bonjour. Análise da percepção dos atores sociais de Rondonópolis em Mato Grosso, quanto ao uso da água de chuva para fins não-potáveis. IX Encontro da Sociedade Brasileira de Economia Ecológica. Brasília, 2011. COUTO, Vanessa Bacca. Projeto de Aproveitamento da Água Da Chuva para o Ginásio de Esportes da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) em Joinville.Monografia (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade do Estado de Santa Catarina. Joinville, 2012. ECORACIONAL. Disponível em:<http:// http://loja.ecoracional.com.br/>. Acesso em: 19 out. 2013. FERREIRA, Daniel Fabrício. Aproveitamento de águas pluviais e reuso de águas cinzas para fins não potáveis em um condomínio residencial localizado em Florianópolis – SC. Monografia (Graduação em Engenharia Civil). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005. GNADLINGER, João. Colheita de água da chuva em áreas rurais. FÓRUM MUNDIAL DA ÁGUA 2, Haia, Holanda. Anais... Haia, Holanda, 2000. GHISI, Enedir; MONTIBELLER, Andreza; SCHMIDT, Richard W. Potencial for potable water savings by using rainwater: An analysis over 62 cities in southern Brazil. Science Direct, Florianópolis. Disponível em <http://www.sciencedirect.com>. Acesso em 02 out. 2013.
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51
APÊNDICES
GRUPO C - TELHAS DEFIBROCIMENTO - CANALETE 90
GRUPO B - LAJE REVESTIDACOM MANTA TÉRMICA
GRUPO D - TELHASMETÁLICAS - ONDULADAS
GRUPO A - LAJE REVESTIDACOM PISO CERÂMICO
GRUPO E - TELHAS DEFIBROCIMENTO - ONDULADAS
LEGENDA
GRUPO F - LAJEIMPERMEABILIZADA
GRUPO E - TELHAS DEFIBROCIMENTO - ONDULADAS
GRUPO H - TELHA DEFIBROCIMENTO - ETERMAX
GRUPO I - TELHAS
METÁLICAS - BLOCO QUIMICA
AV22
AV21
AV13
AV19
AV14
AV16
AV15
AV17
AV18
Reservatório250m³
Torn.
Área decoleta
Jardim
Torn.Jardim
Torn.Jardim
Torn.Jardim
Torn.Jardim
Torn.Jardim
54
ANEXOS
AV1
P
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AVENIDA
DE ACESSO
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XIV
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AV14
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AV5
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AV8
AV10
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AV20
IV
AV1
AV21
AV21
AV21
AV21
AV22
EDIFÍCIOS EM CONSTRUÇÃO
EDIFÍCIOS PROJETADOS
ÁREA VERDES
EDIFÍCIOS CONSTRUÍDOS
TERCEIRIZADOS
REGIÃO 1
1. FAeCC/ FE/ ICHS2. ICHS - Salas de Aula3. ICHS - Laboratório de Geografia4. FAeCC - Pós-graduação5. IE - Salas de Aula6. IE (Instituto de Educação)7. IL (Instituto de Linguagem)8. IE - Psicologia9. Museu Rondon10. FEF -Parque Aquático11. FE/FAeCC - Salas de Aula12. ICHS - Cantina13. Museu Antropologia/ Arqueologia14. FE15. Doc Center16. Humanitas (em projeto)
REGIÃO 2
1. Centro Cultural2. UFCRED3. CEF4. Banco Real5. ADUFMAT6. UFMT - Parque
REGIÃO 3
1. FENF/FAMEV2. FAMEV - Agricultura Tropical3. FAMEV - Medicina Veterinária4. HOVET5. CAE6. FAMEV - Lab. Mecânica de Motores7. FAEN - Lab. Nutrição Animal8. FAMEV - Lab. Anatomia9. Salas de Aula10. FENF - Lab. Madeira11. FAMEV - Lab. Solos12. FENF - Viveiro Florestal13. Cantina14. Salas de Aula (em projeto)
REGIÃO 4
1. Biblioteca Central/Reitoria/PGF2. Teatro Universitário3. Editora Universitária4. CABES5. SINTUF6. UAB/CPD/CAE7. Casa do Estudante
REGIÃO 5
1. PROAD/ PROEG/ PROPEG/ PROPG/ PROPLAN2. PROAD3. Marcenaria4. STI/ GDP/ EIT5. Uniselva/ Grafica6. Grupo de Escoteiros7. Casa do Jardineiro8. Apoio do Biotério/ Maravalha9. Cabine de Transmissões de TV10. Associação Master/ Campo de Futebol11. Guarita12. Casa do Estudante13. Reitoria
REGIÃO 6
1. Faculdade de Direito2. CEV - Coordenação de Exames Vestibulares3. FAEN/ ISC/ FCM/ IB4. IB/ Herbário5. FCM/FANUT/ FAEN6. FAEN7. IF - Pós-graduação8. IC - RNP8a. IC - RNP9. IB - Laboratório de Pesquisa10. FAMEV -Laboratório de Maceração11. Prefeitura do Campus11a. Prefeitura do Campus11b. Prefeitura do Campus12. Contro de Biodiversidade13. Estação Meteorológica14. Salas de Aula15. Tecnologia de Alimentos15a. Tecnologia de Alimentos16. RNP
REGIÃO 7
1. FAET/ ICET/IF1a. FAET (ampliação)2. Salas de Aula3. ICET - Almoxarifado Química4. ICET - Museo de Minerais Fósseis5. IF - CAT6. ICET - CEAUC7. ICET - Centro Analítico8. ICET - Laboratório9. Biotério Central10. Biotério Anexo I11. Zoológico
REGIÃO 8
1. Restaurante Universitário2. FEF - Ginásio de Esportes3. FEF - Salas de Aula3a. FEF - Ampliação4. FEF - Salas de Aula5. PROAD - Coordenação de Segurança6. Quadras Poliesportivas7. Guarita 18. Estação de Tratamento de Esgoto9. Cantina10. Campo de Futebol11. Campo de Areia12. Auditórios
A. Acesso de PedestresB. Acesso de VeículosC. CabinesD. Áreas VerdesE. Estacionamento
16
Lab. de Ictiologia da UFMT
73
LEGENDA
AV21AV22
BLOCO B
BLOCO C
BLOCO A
BLOCO FBLOCO E
BLOCO C
BLOCO D
BLOCO B - NOVO
