UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA BARBARA MÜLLER …
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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA BARBARA MÜLLER COLASIO ESTUDO DE UMA PROPOSTA DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS NAS PISCINAS DO COMPLEXO AQUÁTICO DA UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA (UNISUL), PALHOÇA/SC Palhoça 2015
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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
BARBARA MÜLLER COLASIO
ESTUDO DE UMA PROPOSTA DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS NAS
PISCINAS DO COMPLEXO AQUÁTICO DA UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA
CATARINA (UNISUL), PALHOÇA/SC
Palhoça
2015
BARBARA MÜLLER COLASIO
ESTUDO DE UMA PROPOSTA DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS NAS
PISCINAS DO COMPLEXO AQUÁTICO DA UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA
CATARINA (UNISUL), PALHOÇA/SC
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao Curso de Graduação em Engenharia
Ambiental e Sanitária, da Universidade do Sul
de Santa Catarina, como requisito parcial para
obtenção do título de Engenheira Ambiental e
Sanitarista.
Orientadora: Prof. Silene Rebelo, Msc.
Palhoça
2015
Dedico este trabalho à minha mãe Loreni e à
minha tia Araci que, com muito carinho e
apoio, não mediram esforços para que eu
completasse mais esta etapa da minha vida.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço à Deus por me proporcionar forças para poder superar as
dificuldades e conseguir esta conquista.
À minha amada mãe, Loreni, por todo o incentivo ao estudo, pela sua paciência,
seu carinho, sua dedicação, por todos os conselhos, por me apoiar nos momentos difíceis, por
me dar os puxões de orelha quando era necessário (ou não né mãe, pois você não se
conformava quando eu tirava alguma nota na média), e por compartilhar comigo todas as
alegrias conquistadas no caminho.
À minha também amada tia, Araci, por também sempre me incentivar e auxiliar
nos estudo, pelo seu carinho, sua dedicação, seus conselhos, sempre sendo a minha segunda
mãe.
À toda minha família, que sempre me apoiou e sempre me incentivou nessa
trajetória.
Ao meu namorado, Murilo, por ser meu parceiro em todos os momentos, tanto nos
estudos quanto no lazer, e por me amar e me fazer sentir amada.
Aos meus amigos, que também sempre me apoiaram e tiveram paciência comigo e
com minhas alterações de humor, dependendo da pressão momentânea.
À minha orientadora e professora, Msc. Silene Rebelo, pelo apoio e incentivo
neste trabalho.
À professora Dr.ª Rachel Faverzani Magnago, por todas as oportunidades de
estágio, monitorias e projetos que me proporcionou.
Aos colaboradores do Complexo Aquático da Unisul, que auxiliaram na
realização deste trabalho.
À todo o corpo docente do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da Unisul, e
colegas de classe, pelos ensinamentos e apoio durante o curso.
À todos que, de alguma maneira, participaram e contribuíram para o meu
crescimento profissional, seja por realização de estágio ou por simples conversas.
“Se queremos progredir, não devemos repetir a história, mas fazer uma história
nova.” (Mahatma Gandhi).
RESUMO
A água é um recurso essencial para a manutenção da sobrevivência dos seres
vivos, porém sua má distribuição pela Terra causa o contraste entre a abundância em algumas
regiões e a escassez em outras. Sendo a água potável um recurso finito, seu uso deve ser de
maneira consciente. A utilização racional da água é considerada como um pilar da economia e
da sustentabilidade. O aproveitamento da água da chuva como alternativa para alguns dos
usos múltiplos da água, como abastecimento humano tanto para fins secundários como
primários, vem tomando espaço na sociedade, existindo em alguns lugares programas de
incentivo a essa prática. O Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Universidade do
Sul de Santa Catarina (Unisul) possui três piscinas em sua estrutura, sendo uma olímpica, uma
de saltos ornamentais e uma de fins terapêuticos. O reabastecimento dessas piscinas é
responsável pelo maior consumo de água do Complexo. Por isto, o presente trabalho propôs a
realização de um estudo de uma proposta de aproveitamento de águas pluviais no
reabastecimento das piscinas pertencentes ao Complexo Aquático da Unisul. Verificou-se que
o índice pluviométrico do município é equivalente a 120 mm/h e que a precipitação média
anual da área de estudo é de 1.883,13 mm. A área de cobertura do Complexo apresenta um
total de 5.498,45 m². A partir destes dados chegou-se aos potenciais médios de captação
mensais para a área de cobertura. Como a demanda de água pluvial total calculada para o
reabastecimento das piscinas é equivalente a 728,80 m³, verificou-se que tal demanda é
atendida em seis meses e não é atendida nos meses de abril, maio, junho, julho, agosto e
outubro. A vazão de projeto, calculada é de 10.990 L/min, a qual é suportada pela calha e
condutores existentes. O volume de reservação do sistema é de 850 m³ e o volume de descarte
é de 11 m³. Em seguida analisou-se a qualidade da água da chuva coletada no Complexo, a
qual apresentou a presença de coliformes fecais e totais. Depois, determinou-se o
funcionamento do sistema de aproveitamento da água da chuva, o qual apresentou a
necessidade de investimentos de produtos como de área, mão de obra e análises. Esses
investimentos encareceriam o funcionamento do estabelecimento. Porém, a alternativa de
captação torna-se importante em casos de futuros déficits, uma vez que possui a
disponibilidade de grande área de captação. Por fim, foram apresentadas algumas
recomendações para estudos futuros objetivando-se o alcance da viabilidade do
aproveitamento de água da chuva no Complexo Aquático da Unisul.
Palavras-chave: Água da chuva. Aproveitamento. Piscinas.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Percentual de água doce e salgada no planeta Terra ................................................ 21
Figura 2 - Ciclo hidrológico ..................................................................................................... 23
Figura 3 – Representação das regiões áridas e semi-áridas do mundo ..................................... 24
Figura 4 - Pedra Moabita .......................................................................................................... 25
Figura 5 – Sistema de aproveitamento de água da chuva por fluxo total ................................. 27
Figura 6 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com derivação ................................. 28
Figura 7 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com volume adicional de retenção .. 28
Figura 8 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com infiltração no solo ................... 29
Figura 9 - Calha coletora em posição intermediária da cobertura ............................................ 30
Figura 10 – Exemplos de variantes dos reservatórios elevados que permitem o escoamento por
gravidade .................................................................................................................................. 30
Figura 11 - Representação do reservatório inferior com captação através de escoamento por
gravidade .................................................................................................................................. 31
Figura 12 – Representação da superfície inclinada para captação da água da chuva ............... 32
Figura 13 - Ábacos apresentados pela NBR 10844 (ABNT, 1989b) para determinação do
diâmetro dos condutores verticais de um sistema de coleta de água da chuva ........................ 35
Figura 14 - Tela instalada na calha para filtração de materiais grossos ................................... 37
Figura 15 – Exemplo de filtro de água da chuva para remoção de sólidos .............................. 37
Figura 16 - Dispositivo para autolimpeza baseado em boia utilizado principalmente para
pequenos volumes de descarte .................................................................................................. 38
Figura 17 - Dispositivo para autolimpeza baseado em boia com depósito da primeira água da
chuva para maiores volumes de descarte .................................................................................. 39
Figura 18 - Fluxograma das instalações hidráulicas inerentes ao sistema de aproveitamento da
água da chuva ........................................................................................................................... 40
Figura 19 - Localização da Universidade do Sul de Santa Catarina ........................................ 50
Figura 20 - Localização do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC ............................................................................................................................... 58
Figura 21 - Vista frontal do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC ............................................................................................................................... 59
Figura 22 - Pontos de captação de água existentes da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC ............................................................................................................................... 61
Figura 23 - Piscina olímpica do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC, em abril de 2015 .................................................................................................. 62
Figura 24 - Piscina de saltos do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC, em abril de 2015 .................................................................................................. 62
Figura 25 - Piscina para fins terapêuticos do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015 ...................................................................................... 63
Figura 26 - Componentes do tratamento da água das piscinas na casa de máquinas do
Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015 ...... 65
Figura 27 - Sistema de filtração da água destinada à piscina de saltos do Complexo Aquático
da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015 ....................................... 65
Figura 28 - Tubulações que conduzem a água de sobra das piscinas do Complexo Aquático da
Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015 ............................................ 66
Figura 29 - Planta de cobertura do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC ............................................................................................................................... 69
Figura 30 - Calha existente no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC ............................................................................................................................... 71
Figura 31 - Condutores verticais existentes no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca
da Unisul. Sendo a) os condutores na extremidade esquerda do prédio e b) os condutores na
extremidade direita do prédio do Complexo ............................................................................ 72
Figura 32 - Filtro para remoção de materiais grossos Filtro VF12 (Acquasave/3P Technik) .. 80
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Precipitação Média Mensal da ETA-CASAN MONTANTE referente ao período
de 2003 a 2013 .......................................................................................................................... 67
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Distribuição da água na hidrosfera .......................................................................... 22
Tabela 2 - Coeficientes multiplicativos da vazão de projeto .................................................... 33
Tabela 3 - Coeficientes de rugosidade ...................................................................................... 34
Tabela 4 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões em L/min) ......... 36
Tabela 5 - Coeficiente de Runoff médio ................................................................................... 41
Tabela 6 - Parâmetros de qualidade da água da chuva definidos pela NBR 15527 (ABNT,
2007) para usos restritivos não potáveis ................................................................................... 49
Tabela 7 - Cálculo da alcalinidade da água através das titulações ........................................... 55
Tabela 8 – Valores referência para 10 tubos com inóculo de 10 mL. (NMP/100 mL) ............ 56
Tabela 9 - Coordenadas dos poços de captação de água subterrânea da Unidade Pedra Branca
da Unisul, Palhoça/SC .............................................................................................................. 60
Tabela 10 - Comparação entre as dimensões das piscinas do Complexo e os padrões FINA .. 63
Tabela 11 - Dados pluviométricos mensais de 2003 a 2013 .................................................... 67
Tabela 12 - Potencial de captação mensal da área de cobertura do Complexo Aquático da
Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC ......................................................................... 70
Tabela 13 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado pelo Método de Rippl.............................................................. 74
Tabela 14 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado através do Método Azevedo Neto ........................................... 75
Tabela 15 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, obtido através do Método Prático Alemão .............................................. 75
Tabela 16 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, resultante do Método Prático Inglês ........................................................ 76
Tabela 17 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, resultado do Método Prático Australiano ................................................ 76
Tabela 18 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado através do Método da Simulação ............................................ 77
Tabela 19 - Resultados da primeira amostra de água da chuva ................................................ 78
Tabela 20 - Resultados da segunda amostra de água ................................................................ 78
Tabela 21 - Comparação entre os resultados obtidos das análises de água e a Resolução DVS
nº 0003 de 2001 ........................................................................................................................ 79
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Diferentes níveis de qualidades de água exigidos de acordo com o uso ................ 40
Quadro 2 - Frequência de manutenção do sistema de aproveitamento de água da chuva ........ 46
LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANA – Agência Nacional de Águas
AWWA – American Water Works Association
BVB – Bile Verde Brilhante
COI – Comitê Olímpico Internacional
DN – Diâmetro Nominal
DVS – Diretoria de Vigilância Sanitária
EC – Escherichia Coli
FAO – Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação
FINA – Federação Internacional de Natação
LEA – Laboratório de Engenharia Ambiental
LST – Lauril Triptose
NBR – Norma Brasileira Regulamentatória
NMP – Número Mais Provável
SC – Santa Catarina
SINAPI – Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil
Unicef – Fundo das Nações Unidas para a Infância
Unisul – Universidade do Sul de Santa Catarina
LISTA DE ABREVIATURAS
°C – graus Celsius
a.C. – antes de Cristo
CO2 – dióxido de carbono
CO3 – carbonato
H – hidrogênio
H2CO3 – ácido carbônico
HCO3 – bicarbonato
Km – kilômetro
Km³ – quilômetros cúbicos
L – litros
L/min – litros por minuto
m – metro
M – molar
m/m – metro por metro
m² – metros quadrados
m³ – metros cúbicos
m³/mês – metros cúbicos por mês
mg/L – miligramas por litro
mL – mililitros
mm – milímetros
mm/h – milímetros por hora
NOx – óxidos de nitrogênio
pH – potencial hidrogeniônico
R$ – reais
R$/m³ – reais por metro cúbico
SO2 – dióxido de enxofre
uH – unidade de Hazen
US$ – dólar
uT – unidade de turbidez
μL – microlitro
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................. 17
2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................. 19
3 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 20
3.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 20
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................................... 20
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 21
4.1 CICLO DA ÁGUA .......................................................................................................... 21
4.2 HISTÓRICO DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA .............................. 24
4.3 SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA ................................... 26
4.4 COMPONENTES DE UM SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA
CHUVA .................................................................................................................................... 31
4.4.1 Área de captação ......................................................................................................... 31
4.4.2 Calhas e condutores .................................................................................................... 32
4.4.3 Tratamento da água da chuva ................................................................................... 36
4.4.3.1 Filtração de materiais grosseiros ................................................................................ 36
4.4.3.2 Descarte da água de escoamento inicial ou First Flush ............................................. 38
4.4.3.3 Filtração de materiais particulados finos .................................................................... 39
4.4.3.4 Desinfecção ................................................................................................................ 40
4.4.4 Reservatório ................................................................................................................. 41
4.5 COEFICIENTE DE RUNOFF ......................................................................................... 41
4.6 DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO ............................................................ 42
4.6.1 Método de Rippl .......................................................................................................... 42
4.6.2 Método da Simulação .................................................................................................. 43
4.6.3 Método Azevedo Neto ................................................................................................. 43
4.6.4 Método Prático Alemão .............................................................................................. 44
4.6.5 Método Prático Inglês ................................................................................................. 44
4.6.6 Método Prático Australiano ....................................................................................... 45
4.7 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA ..................... 46
4.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA ......................................................................... 47
4.8.1 Qualidade da água da chuva antes de atingir o solo ................................................ 47
4.8.2 Qualidade da água da chuva após escorrer sobre superfície impermeabilizada .. 48
4.8.3 Qualidade da água de chuva no reservatório ........................................................... 49
4.8.4 Qualidade da água no ponto de uso (point of use) .................................................... 49
5 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................ 50
5.1 ÁREA DE ESTUDO ........................................................................................................ 50
5.2 ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO .......................................................................................... 51
5.3 DEMANDA DE ÁGUA PLUVIAL ................................................................................ 51
5.4 ÁREA DE COBERTURA ............................................................................................... 52
5.5 POTENCIAL DE CAPTAÇÃO ...................................................................................... 52
5.6 CALHAS E CONDUTORES .......................................................................................... 53
5.7 VOLUME DE RESERVAÇÃO E VOLUME DE DESCARTE ..................................... 54
5.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA ......................................................................... 54
5.8.1 Alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos ..................................... 55
5.8.2 pH.................................................................................................................................. 55
5.8.3 Coliformes totais e coliformes termotolerantes ........................................................ 56
5.9 DESCRIÇÃO DO SISTEMA .......................................................................................... 57
5.10 ESTUDO DA PROPOSTA .............................................................................................. 57
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 58
6.1 ÁREA DE ESTUDO ........................................................................................................ 58
6.1.1 Atividades Desenvolvidas no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul 59
6.1.2 Captação de Água da Unidade Pedra Branca da Unisul ......................................... 60
6.1.3 Piscinas do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul .................. 61
6.1.4 Casa de Máquinas e Tratamento de Água do Complexo Aquático da Unidade
Pedra Branca da Unisul ......................................................................................................... 64
6.2 ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO .......................................................................................... 66
6.3 DEMANDA DE ÁGUA PLUVIAL ................................................................................ 68
6.4 ÁREA DE COBERTURA ............................................................................................... 69
6.5 POTENCIAL DE CAPTAÇÃO ...................................................................................... 69
6.6 CALHAS E CONDUTORES .......................................................................................... 70
6.7 VOLUME DE RESERVAÇÃO E VOLUME DE DESCARTE ..................................... 73
6.7.1 Volume de Reservação ................................................................................................ 73
6.7.1.1 Método de Rippl ......................................................................................................... 74
6.7.1.2 Método Azevedo Neto ................................................................................................ 74
6.7.1.3 Método Prático Alemão .............................................................................................. 75
6.7.1.4 Método Prático Inglês................................................................................................. 75
6.7.1.5 Método Prático Australiano ........................................................................................ 76
6.7.1.6 Método da Simulação ................................................................................................. 76
6.7.1.7 Volume de Reservação Adotado ................................................................................ 77
6.7.2 Volume de Descarte ..................................................................................................... 77
6.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA COLETADA NO COMPLEXO AQUÁTICO
DA UNIDADE PEDRA BRANCA DA UNISUL ................................................................... 78
6.9 DESCRIÇÃO DO SISTEMA .......................................................................................... 80
6.10 ESTUDO DA PROPOSTA .............................................................................................. 81
7 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 83
7.1 RECOMENDAÇÕES ...................................................................................................... 84
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 85
ANEXOS ................................................................................................................................. 89
ANEXO A – ANÁLISE DA ÁGUA DE ABASTECIMENTO DA UNIDADE PEDRA
BRANCA DA UNISUL, PALHOÇA/SC, REALIZADA PELO LABORATÓRIO DE
ANÁLISES QUÍMICAS DA UNISUL, UNIDADE TUBARÃO/SC ................................. 90
17
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso essencial para a manutenção da sobrevivência dos seres
vivos, e contribui para o desenvolvimento de atividades agrícolas, industriais e sociais.
Porém, o acesso à água é diferenciado em várias partes do mundo, ou seja, enquanto em
algumas regiões há água em abundância, em outras há o problema da escassez de água.
Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação
(FAO), a agricultura irrigada é o setor que mais consome água, com 70% dos recursos
hídricos disponíveis destinados à irrigação. Em seguida vem a indústria, responsável pelo
consumo de 22% de água. Por fim, o uso doméstico corresponde a 8% do consumo total de
água no mundo. (BRASIL, 2015b).
Como fatores que agravam a escassez de água no mundo, pode-se citar a
desigualdade social e a falta de manejo e usos sustentáveis dos recursos naturais. Dados
disponibilizados pelo Fundo das Nações Unidas para a Infância (UNICEF) afirmam que
menos da metade da população têm acesso à água potável. (CETESB, 2015).
Ao levantar números, afirma-se que 60% da água disponível no mundo se
encontram em apenas nove países, enquanto os demais países enfrentam problemas de
escassez. (FUNDAJ, 2015). Dentre os nove países está o Brasil.
O Brasil contém 77% do manancial de água doce da América do Sul e 11,6% da
água doce do mundo. Ao comparar com outros países, é possível dizer que o Brasil é
privilegiado quanto à quantidade de água disponível. Porém, internamente o país também
sofre com a má distribuição de água, uma vez que 70% desse total estão localizados na região
Amazônica, onde se concentra apenas 7% da população total do país. Os demais 30% estão
distribuídos desigualmente pelo país para abastecer 93% da população brasileira. (DAE,
2015).
Diante dessa situação, e admitindo que a água potável é um recurso finito, torna-
se inviável a utilização de água potável em usos considerados menos nobres, como lavar
calçadas e carros e regar plantas e jardins. Em outras palavras, a utilização da água potável
deve ser avaliada quanto à sua necessidade, evitando gastos indevidos.
O uso racional da água é considerado um pilar da economia e da sustentabilidade.
Além da preservação do recurso natural, proporciona economia financeira, impulsiona
empreendimentos e altera estratégias negociais.
Ao substituir a água potável pela água da chuva, são apontados dois benefícios: o
individual e o coletivo. O benefício individual está relacionado ao aproveitamento de um
18
recurso disponível, reduzindo assim gastos com aquisição de água. Já o benefício coletivo
condiz à redução de picos de cheia, principalmente em épocas de elevadas precipitações.
(ZANELLA, 2012).
O aproveitamento da água da chuva é uma técnica muito antiga, porém com o
passar dos tempos foi perdendo espaço aos sistemas de água encanada. Atualmente, através de
novas tecnologias, o aproveitamento da água da chuva vem retomando espaço, sendo que em
alguns lugares já existem programas de incentivo a essa prática.
Como exemplos de incentivos a essa prática, a cidade de Austin, Texas, fornece
US$ 500 às residências que instalarem um sistema de captação de água de chuva, visto que
esse valor corresponde a US$ 40/m³ da capacidade de armazenamento do reservatório. Já em
San Antonio, também no Texas, é fornecido US$ 200 para aqueles que economizarem 1.230
m³ de água da rede pública utilizando água da chuva durante 10 anos. Em Sumida, cidade
metropolitana de Tóquio, é realizado o aproveitamento da água da chuva para garantir a
segurança no abastecimento de água em casos de emergência. Já na Austrália, foi estabelecido
na Gold Coast o objetivo de que as residências economizem 25% da água de serviço público
usando água da chuva. (TOMAZ, 2011).
O uso racional da água, aumentando sua eficiência, contribuirá para o suprimento
de água para outros usos, como o aumento do crescimento populacional, o estabelecimento de
novas indústrias e a melhora do meio ambiente. Através de publicações de artigos, pesquisas,
reportagens, workshops, entre outros, a sociedade vem demonstrando a busca por soluções
para atenuar os impactos presentes e futuros ocasionados pela má conservação e uso da água.
Com isso, o presente trabalho visa a realização de um estudo de uma proposta de
aproveitamento de água pluvial no reabastecimento das piscinas pertencentes ao Complexo
Aquático da Universidade do Sul de Santa Catarina.
19
2 JUSTIFICATIVA
Atualmente, o país está passando por uma crise hídrica, onde em muitas regiões
não há água potável disponível, ou em volume inferior ao necessário. Provindo de problemas
de seca, além da gestão de recursos naturais, os reservatórios do país vêm apresentando níveis
baixos, mesmo em épocas que costumam estar mais cheios. Em virtude disso, os
investimentos em recursos alternativos tendem a desenvolver progressivamente, uma vez que
há a necessidade de preservação da água potável disponível.
Como alternativa, o aproveitamento de água da chuva a qual destaca a
conservação da água, é definida pela American Water Works Association – AWWA como
“tecnologias e incentivos que aperfeiçoam a eficiência do uso da água”. (TOMAZ, pg. 17,
2011). Ao utilizar a água da chuva, é estimada uma economia de água pública equivalente a
30% (trinta por cento). (TOMAZ, 2011).
O Complexo Aquático da Universidade do Sul de Santa Catarina (Unisul) possui
três piscinas: olímpica, de salto e de fins terapêuticos. Com as atividades realizadas no
Complexo, é preciso reabastecer as piscinas constantemente para manter o nível da água. O
Complexo possui um sistema de coleta de água ao redor das piscinas, para reaproveitamento
da água de sobra. Porém, além desse reaproveitamento, é necessário um volume a mais de
água provinda do sistema de captação de água de poço.
Deste modo, o presente trabalho justifica-se no sentido de buscar uma alternativa
para reduzir o consumo de água potável no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, através do aproveitamento de água da chuva, promovendo a colaboração
com o meio ambiente, o consumo consciente e prevenindo futuros problemas de falta de água.
20
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Realizar um estudo de uma proposta para o aproveitamento de águas pluviais para
as piscinas do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Universidade do Sul de Santa
Catarina (Unisul), Palhoça/SC.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Avaliar a área de captação de águas pluviais pelo Complexo Aquático da Unisul;
b) Analisar a qualidade da água da chuva coletada no Complexo Aquático da Unisul;
c) Propor um sistema para a captação e utilização da água pluvial no Complexo
Aquático da Unisul;
d) Analisar a proposta quanto à implantação do sistema de aproveitamento de água da
chuva para as piscinas no Complexo Aquático da Unisul.
21
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Nesta seção serão abordados os temas necessários para o melhor entendimento do
trabalho.
4.1 CICLO DA ÁGUA
A água é um recurso natural indispensável para a manutenção da vida,
apresentando valor econômico, social e ambiental. Conforme Sperling (2014, p. 15):
A água é o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva: no homem, mais
de 60% do seu peso são constituídos por água, e em certos animais aquáticos esta
porcentagem sobe a 98%. A água é fundamental para a manutenção da vida, razão
pela qual é importante saber como ela se distribui no nosso planeta, e como ela
circula de um meio para o outro.
Cerca de 70% da superfície do planeta Terra é coberto por água, o que o leva
muitas vezes a ser denominado de “Planeta Água”.
A quantidade de água presente no planeta atualmente é a mesma que a formada há
centenas de milhões de anos, não tendo variações significativas. Porém, há alterações na sua
distribuição territorial no planeta e no estado físico em que se apresenta, ou seja, sólida,
líquida ou gasosa. O volume total de água existente no planeta é estimado em
aproximadamente 1.386.000.000 Km³, sendo que deste volume total 97,47% são águas
salgadas e 2,53% são águas doces, conforme apresentado na Figura 1.
Figura 1 - Percentual de água doce e salgada no planeta Terra
Fonte: Rebelo e Fagundes, 2006, p. 13.
22
Entretanto, a água doce disponível para o consumo não corresponde ao percentual
demonstrado na Figura 1, sendo sua disponibilidade discriminada na Tabela 1.
Tabela 1 - Distribuição da água na hidrosfera
Local Volume Km³ % do volume total de
água no planeta
% total de água
doce
Água salgada
97,47
Oceanos 1.338.000.000 96,54
Água subterrâneas salinas/salobras 12.885.460 0,93
Lagos de águas salgadas 85.400 0,006
Águas continentais
2,53
Geleiras e neve permanente 24.064.000 1,74 68,7
Solo congelado 300.000 0,022 0,86
Água doce subterrânea 10.530.000 0,76 30,06
Umidade do solo 16.500 0,001 0,05
Lagos de água doce 91.000 0,007 0,26
Vapor de água na atmosfera 12.900 0,001 0,04
Pântanos e áreas úmidas 11.500 0,0008 0,03
Rios 2.120 0,0002 0,006
Incorporados na biota 1.120 0,0001 0,003
Total hídrico 1.386.000.000 100
Total de água doce 35.029.140 100
Fonte: Adaptado de Shiklomanov e Rodda, 2003 (apud REBELO; FAGUNDES, 2006, p. 13).
A movimentação da água ocorre dentre os três ambientes essenciais na Terra: a
atmosfera, correspondente à camada gasosa que circunda o planeta; a hidrosfera, que são as
águas oceânicas e continentais; e a litosfera, que é a crosta terrestre. Essa circulação da água
forma um ciclo denominado de ciclo hidrológico. (COSTA; TEUBER, 2001).
Para Rocha, Rosa e Cardoso (2004, p.37), o ciclo hidrológico está diretamente
ligado ao ciclo energético terrestre:
Por processo de evaporação, essa energia é responsável pelo transporte da água dos
compartimentos hidrosfera e litosfera ao compartimento atmosfera. Após a
precipitação da água na forma de chuva ou neve, por infiltração no solo, ocorre a
renovação das águas subterrâneas, ou lençol freático (recarga dos aquíferos) e essa
água pode afluir em determinados pontos, formando as nascentes. A água acumulada
pela infiltração é devolvida à atmosfera por efeito de evaporação direta dos sistemas
aquáticos, solos e pela transpiração das folhas dos vegetais.
Na Figura 2, é possível observar os mecanismos de funcionamento do ciclo
hidrológico.
23
Figura 2 - Ciclo hidrológico
Fonte: Brasil, 2015a.
Assim, dentre os mecanismos de transferência da água, podemos citar a
evaporação, a condensação, a precipitação, a infiltração e o escoamento superficial.
A evaporação refere-se à transformação física da água no estado líquido para o
vapor d’água, no estado gasoso. Pode ocorrer através da evaporação direta, da evaporação das
superfícies líquidas, da evaporação do solo, e da evaporação por transpiração.
A condensação corresponde ao processo inverso à evaporação, ou seja, é quando
ocorre a mudança do estado de vapor para o estado líquido, formando pequenas gotas d’água
que permanecem na atmosfera devido ao seu peso insignificante, compondo assim as nuvens.
A precipitação abrange toda água que cai sobre a superfície terrestre. As gotículas
de água armazenadas nas nuvens vão passando por processos de aglutinação e coagulação,
aumentando seu volume e seu peso. Pode ocorrer em forma de chuva, neve, granizo, nevoeiro,
orvalho e geada.
Já a infiltração equivale a uma parcela da água proveniente da precipitação que
infiltra no solo através dos vazios, formando os lençóis d’água. Essa água infiltrada contribui
para a alimentação dos corpos d’água superficiais e aquíferos.
E, por fim, o escoamento superficial diz respeito à outra parcela da água
proveniente da infiltração, porém esta flui sobre os terrenos, alcançando os córregos, lagos,
rios e oceanos.
24
4.2 HISTÓRICO DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA
O aproveitamento da água da chuva vem sendo cada vez mais utilizado como uma
técnica popular em muitas partes do mundo, principalmente nas regiões áridas e semi-áridas,
as quais abrangem cerca de 30% da superfície terrestre, conforme demonstrado na Figura 3.
Além do que, o histórico da coleta e aproveitamento da água da chuva demonstra que seu
início se deu independentemente em diversas partes do mundo e em diferentes continentes há
milhares de anos. (GNADLINGER, 2000).
Figura 3 – Representação das regiões áridas e semi-áridas do mundo
Fonte: Adaptado de Gnadlinger, 2000.
Em uma das mais antigas inscrições do mundo, a Pedra Moabita (Figura 4), a qual
foi encontrada no Oriente Médio e é datada de 850 a.C., o rei Mesha dos Moabitas sugeria
que cada casa tivesse um reservatório para aproveitamento da água de chuva. (TOMAZ,
2011).
25
Figura 4 - Pedra Moabita
Fonte: Wikipedia, 2015.
Segundo Tomaz (2011), no palácio Knossos, na ilha de Creta, em
aproximadamente 2000 a.C., a água da chuva era aproveitada para descarga em bacias
sanitárias. Nesta mesma região, foram encontrados inúmeros reservatórios escavados em
rochas anteriores a 3000 a.C., os quais aproveitavam a água da chuva para o consumo
humano.
Atual ponto turístico em Israel, a fortaleza Massada foi construída por volta do
ano 30 a.C. pelo rei Herodes. (GOISRAEL, 2015). Essa fortaleza possui dez reservatórios
escavados em rochas, totalizando uma capacidade equivalente a 40 milhões de litros.
Na Mesopotâmia, cerca de 2750 a.C., também utilizavam desse recurso. Em
Monturque foram descobertos, em 1885, doze reservatórios subterrâneos com entrada
superior, totalizando um volume de 1.187 m³, os quais eram utilizados para abastecimento
público.
Outro exemplo de técnicas de captação de água da chuva é encontrado no México,
na Península de Yucatan, na qual existem reservatórios que foram instalados em data anterior
à da chegada de Cristóvão Colombo à América. Estes reservatórios continuam em uso
atualmente.
A água da chuva também foi utilizada pelos povos Incas, Maias e Astecas.
(TOMAZ, 2011). Como exemplo, apresentado por Gnadlinger (2000), ao pé do Monte Puuc,
no sul da cidade de Oxkutzcab, no México, é possível observar os feitos pelos Maias. No
século X, a agricultura local era fundamentada pela coleta da água da chuva. As cisternas
utilizadas são denominadas de Chultuns, as quais apresentavam capacidade entre 20.000 e
26
45.000 litros, com aproximadamente 5 metros de diâmetro, e eram escavadas no subsolo e
revestidas com reboco impermeável. As áreas de captação dessas cisternas encontravam-se
acima delas, e equivaliam a uma área de 100 a 200 m². Eram utilizadas pela população, a qual
vivia nas encostas. Já nos vales, eram utilizadas cisternas diferentes: as Aguadas e as
Aquaditas. As Aguadas correspondem a reservatórios de água de chuva que eram cavadas
artificialmente e que possuíam capacidades de 10 a 150 milhões de litros. Já as Aquaditas
condizem aos pequenos reservatórios artificiais com volumes de 100 a 50.000 litros. Esses
dois reservatórios eram utilizados para a agricultura.
A invasão espanhola ocorrida no século XVI na península de Yucatan foi
determinante no desaparecimento do uso da coleta da água da chuva. Os colonizadores
espanhóis não eram adaptados à cultura dos Yucatan e inseriram outro sistema de agricultura,
diferentes animais domésticos, plantas e métodos de construção europeus. Na Índia, o
desaparecimento ocorreu de maneira semelhante, porém com colonizadores britânicos.
Além disso, o avanço tecnológico dos séculos XIX e XX ocorreu nos
denominados países desenvolvidos, em zonas climáticas moderadas e de maior umidade.
Como consequência da colonização, as práticas de agricultura das zonas climáticas moderadas
foram implantadas nas zonas climáticas mais secas. Ainda, houve foco maior em outras
tecnologias, como nas construções de barragens e no aproveitamento de águas subterrâneas,
ofuscando a coleta da água da chuva.
Entretanto, em muitas regiões semi-áridas do mundo, o abastecimento de água
tanto para consumo humano, quanto para os animais e a agricultura, vem sofrendo pressões
devido ao crescimento populacional. Com isso, há uma gradativa expansão dos sistemas de
captação de água de chuva no mundo. (GNADLINGER, 2000).
4.3 SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA
Um sistema de aproveitamento de água da chuva pode ser instalado de diferentes
formas. Conforme Herrmann e Schmida (1999 apud ANNECCHINI, 2005), há quatro formas
construtivas de sistema de aproveitamento de água da chuva que se destacam, sendo elas:
sistema de fluxo total; sistema com derivação; sistema com volume adicional de retenção; e
sistema com infiltração no solo.
No sistema de fluxo total, representado na Figura 5, toda água da chuva coletada
pela superfície passa por um filtro ou por uma tela, e em seguida é encaminhada ao
27
reservatório de armazenamento. A água da chuva que extravasa do reservatório é direcionada
ao sistema de drenagem.
Figura 5 – Sistema de aproveitamento de água da chuva por fluxo total
Fonte: Herrmann e Schmida, 1999 apud Annecchini, 2005.
No sistema com derivação, conhecido também como sistema autolimpante, o
objetivo é descartar a primeira chuva. Para isso, é instalada uma derivação na tubulação
vertical de descida da água da chuva. É possível instalar também um filtro ou uma tela na
derivação, dependendo do caso. Análogo ao sistema anterior, a chuva que extravasa do
reservatório é direcionada ao sistema de drenagem. Esse sistema está demonstrado na Figura
6.
28
Figura 6 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com derivação
Fonte: Herrmann e Schmida, 1999 apud Annecchini, 2005.
Já no sistema com volume adicional de retenção é construído um reservatório com
uma capacidade de retenção maior, com o intuito de armazenar o volume de chuva necessário
ao abastecimento da demanda somado de um volume adicional, visando evitar inundações.
Diferente dos demais sistemas, neste é instalado uma válvula para regular a saída de água
correspondente ao volume adicional de retenção, sendo este direcionado ao sistema de
drenagem, conforme demonstrado na Figura 7.
Figura 7 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com volume adicional de retenção
Fonte: Herrmann e Schmida, 1999 apud Annecchini, 2005.
29
Por fim, no sistema com infiltração no solo toda a água da chuva coletada passa
por um filtro ou uma tela e após é direcionada ao reservatório de armazenamento, análogo ao
sistema de fluxo total. A diferença é que nesse sistema, a água da chuva que extravasa do
reservatório é encaminhada a um sistema de infiltração de água no solo (Figura 8).
Figura 8 - Sistema de aproveitamento de água da chuva com infiltração no solo
Fonte: Herrmann e Schmida, 1999 apud Annecchini, 2005.
De acordo com Alves, Zanella e Santos (2008), o fluxo da água da chuva sobre o
telhado ocorre através de calhas, condutores, grelhas, caixas de amortecedores e outros
componentes, igualmente aos projetos de instalações prediais de águas pluviais.
Quanto à relação entre a área de captação e o reservatório, Alves, Zanella e Santos
(2008) afirmam que podem ser consideradas três situações como soluções de captação e
condução de águas pluviais:
a) reservação somente com reservatório elevado;
b) reservação somente com reservatório inferior; e
c) reservação com reservatório inferior e superior.
No primeiro caso, onde é considerado apenas o reservatório elevado, a cobertura,
ou a parcela de cobertura destinada à captação, deverá considerar a possibilidade do
escoamento por gravidade da precipitação até o reservatório superior. No segundo e no
terceiro caso, o escoamento por gravidade também deverão ser garantidos. Na Figura 9 está
representado um exemplo de calha coletora posicionado de forma a considerar somente uma
parcela de cobertura destinada à captação para garantir o escoamento por gravidade.
30
Figura 9 - Calha coletora em posição intermediária da cobertura
Fonte: Adaptado de Alves, Zanella e Santos, 2008.
Na Figura 10 são demonstradas as variantes da reservação somente com
reservatório elevado, sendo esquemas de soluções de captação e alimentação por gravidade do
reservatório de água pluvial.
Figura 10 – Exemplos de variantes dos reservatórios elevados que permitem o escoamento por
gravidade
Fonte: Alves, Zanella e Santos, 2008.
No segundo e terceiro caso, a captação de água da chuva ocorrerá considerando-se
toda a área de cobertura através de calhas ou canaletas e condutores verticais. Um esquema
31
representando o segundo caso pode ser observado na Figura 11, considerando o reservatório
inferior com escoamento por gravidade.
Figura 11 - Representação do reservatório inferior com captação através de escoamento por
gravidade
Fonte: Alves, Zanella e Santos, 2008.
4.4 COMPONENTES DE UM SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA
CHUVA
A seguir serão abordados os principais componentes de um sistema de
aproveitamento de água da chuva, sendo eles: área de captação; calhas e condutores;
tratamento da água da chuva; e reservatório.
4.4.1 Área de captação
Conforme definição da Norma Brasileira (NBR) da Associação de Normas
Técnicas (ABNT), 15527 (ABNT, 2007, p. 2), a área de captação é “área, em metros
quadrados, projetada na horizontal da superfície impermeável da cobertura onde a água é
captada”.
Para Tomaz (2011), a área de captação normalmente corresponde ao telhado,
podendo este ser de telhas cerâmicas, telhas de fibrocimento, telhas de zinco, telhas de ferro
galvanizado, telhas de concreto armado, telhas de plástico, telhado plano revestido com
asfalto, entre outros. Ainda, o telhado pode estar inclinado, pouco inclinado ou plano.
32
A NBR 10844 (ABNT, 1989b) apresenta o dimensionamento da área de captação
considerando as seguintes superfícies: superfície plana horizontal; superfície inclinada;
superfície plana vertical única; duas superfícies planas verticais opostas; duas superfícies
planas verticais adjacentes e perpendiculares; três superfícies planas verticais adjacentes e
perpendiculares, sendo as duas opostas adjacentes; e quatro superfícies planas verticais, sendo
uma com maior altura. Na Figura 12 está representada a superfície de interesse para este
trabalho, a superfície inclinada.
Figura 12 – Representação da superfície inclinada para captação da água da chuva
Fonte: ABNT, 1989b.
4.4.2 Calhas e condutores
As calhas e os condutores são os componentes responsáveis pelo transporte da
água da chuva coletada do telhado ao reservatório. O dimensionamento das calhas e
condutores deve atender o exigido na NBR 10844 (ABNT, 1989b), que trata sobre instalações
prediais de águas pluviais.
Conforme a NBR 10844 (ABNT, 1989b), o tempo de duração da precipitação, ou
seja, o intervalo de tempo utilizado como referência para a determinação de intensidades
pluviométricas deve ser fixado em 5 minutos. Quanto ao período de retorno, definido pela
NBR 10844 (ABNT, 1989b, p. 2) como “o número de anos em que, para a mesma duração de
precipitação, uma determinada intensidade pluviométrica é igualada ou ultrapassada apenas
uma vez”, este deve ser adotado conforme as características da área a ser drenada,
estabelecendo: período de retorno equivalente a 1 ano para as áreas pavimentadas, nas quais
podem ser tolerados empoçamentos; a 5 anos, para coberturas e/ou terraços; e a 25 anos, para
coberturas e áreas nas quais não é possível tolerar empoçamentos ou extravasamento.
33
Para o dimensionamento das calhas, inicialmente calcula-se a vazão da calha
através da Equação 1.
(1)
Em que:
Q é a vazão de projeto (L/min);
I é a intensidade pluviométrica (mm/h); e
A é a área de contribuição (m²).
Nos casos de calhas de beiral ou platibanda em que a saída encontra-se a menos
de 4 metros de uma mudança de direção, a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos
coeficientes apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 - Coeficientes multiplicativos da vazão de projeto Tipo de curva Curva a menos de 2m da saída da calha Curva entre 2 e 4m da saída da calha
Canto reto 1,2 1,1
Canto arredondado 1,1 1,05
Fonte: Adaptado de ABNT, 1989b.
Para o dimensionamento da calha, a NBR 10844 (ABNT, 1989b) afirma que este
deve ser feito através da fórmula de Manning-Strickler, conforme apresentada na Equação 2 a
seguir, ou através de outra fórmula equivalente.
(2)
Em que:
Q é a vazão de projeto (L/min);
S é a área da seção molhada (m²);
n é o coeficiente de rugosidade;
RH é o raio hidráulico (m);
i é a declividade da calha (m/m); e
K equivale a 60.000.
34
Na Tabela 3 encontram-se os coeficientes de rugosidade apresentados na norma
referentes aos materiais mais usuais na confecção das calhas.
Tabela 3 - Coeficientes de rugosidade Material n
Plástico, fibrocimento, aço, metais não-ferrosos 0,011
Ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida 0,012
Cerâmica, concreto não-alisado 0,013
Alvenaria de tijolos não-revestida 0,015
Fonte: Adaptado de ABNT, 1989b.
Quanto aos condutores verticais, a NBR 10844 (ABNT, 1989b) sugere que estes
sejam projetados em uma só prumada. Caso seja necessário realizar desvios, devem ser
utilizadas curvas de 90° de raio longo, ou curvas de 45°, além de prever peças de inspeção. O
diâmetro interno mínimo aceito pela norma para condutores verticais de seção circular é de 70
mm. Seu dimensionamento deve ser feito a partir dos seguintes dados: vazão de projeto (Q),
em litros/minutos; altura da lâmina de água na calha (H), em milímetros; e o comprimento do
condutor vertical, em metros. Com esses dados, o diâmetro do condutor vertical é obtido
através dos ábacos demonstrados na Figura 13.
Por fim, para os condutores horizontais, a norma estabelece que, sempre que
possível, devem ser projetados com declividade uniforme igual ou superior a 0,5%. Seu
dimensionamento deve ser realizado visando o escoamento com lâmina de altura igual a 2/3
do diâmetro interno do tubo. As vazões para tubos de diferentes materiais e inclinações
usuais estão demonstradas na Tabela 4.
A ligação entre os condutores horizontais e verticais deve ser realizada através de
curva de raio longo, sendo necessário instalar caixa de areia ou inspeção.
Quando houver conexões com outra tubulação, mudanças de declividade, de
direção, ou então a cada 20 metros nos percursos retilíneos, nas tubulações aparentes deverão
ser previstas inspeções. Já para as tubulações enterradas, serão necessárias caixas de areia.
(ABNT, 1989b).
35
Figura 13 - Ábacos apresentados pela NBR 10844 (ABNT, 1989b) para determinação do
diâmetro dos condutores verticais de um sistema de coleta de água da chuva
Fonte: ABNT, 1989b.
36
Tabela 4 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões em L/min)
Diâmetro (D) (mm) n = 0,011 n = 0,012 n = 0,013
0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4%
50 32 45 64 90 29 41 59 83 27 38 54 76
75 95 133 188 267 87 122 172 245 80 113 159 226
100 204 287 405 575 187 264 372 527 173 243 343 486
125 370 521 735 1.040 339 478 674 956 313 441 622 882
150 602 847 1.190 1.690 552 777 1.100 1.550 509 717 1.010 1.430
200 1.300 1.820 2.570 3.650 1.190 1.670 2.360 3.350 1.100 1.540 2.180 3.040
250 2.350 3.310 4.660 6.620 2.150 3.030 4.280 6.070 1.990 2.800 3.950 5.600
300 3.820 5.380 7.590 10.800 3.500 4.930 6.960 9.870 3.230 4.550 6.420 9.110
Fonte: Adaptado de ABNT, 1989b.
4.4.3 Tratamento da água da chuva
Segundo Alves, Zanella e Santos (2008), o tratamento de águas pluviais
provenientes de telhados é composto por:
a) filtração de materiais grosseiros;
b) descarte das águas de escoamento inicial;
c) filtração de materiais particulados finos; e
d) desinfecção.
4.4.3.1 Filtração de materiais grosseiros
Para não ocorrer entupimentos nos condutores que levam a água coletada pela
calha até o próximo dispositivo, conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007), devem ser instalados
dispositivos para retenção de detritos, como folhas, por exemplo. Estes dispositivos podem,
dentre outros, ser grades e telas que atendam às especificações da NBR 12213 (ABNT,
1992a). Na Figura 14 está representado um exemplo de separação de sólidos grosseiros
através de tela.
37
Figura 14 - Tela instalada na calha para filtração de materiais grossos
Fonte: CANAÃ, 2015.
Já na Figura 15 é demonstrado um exemplo de filtro de água da chuva, o qual
deve ser instalado na tubulação de descida da água da calha do telhado.
Figura 15 – Exemplo de filtro de água da chuva para remoção de sólidos
Fonte: ZÁRYA, 2015.
38
4.4.3.2 Descarte da água de escoamento inicial ou First Flush
A primeira água da chuva carrega toda a sujeira presente na superfície de
captação. Segundo Tomaz (2011) é possível remover essa primeira chuva manualmente,
através de tubulações que podem ser desviadas do reservatório, ou automaticamente,
utilizando para isso dispositivos de autolimpeza.
Conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007) é recomendado que este dispositivo seja
automático e dimensionado pelo projetista. Porém, quando não for possível dimensionar é
indicado realizar o descarte de 2 milímetros da precipitação inicial.
Como exemplo, podem-se citar os dispositivos de autolimpeza baseados em boia.
Quando a primeira água da chuva encher o primeiro reservatório a boia irá subir e tapar a
entrada, com isso a água da chuva passa para o reservatório de armazenamento (Figura 16 e
Figura 17). (TOMAZ, 2011).
Figura 16 - Dispositivo para autolimpeza baseado em boia utilizado principalmente para
pequenos volumes de descarte
Fonte: Alves, Zanella e Santos, 2008.
39
Figura 17 - Dispositivo para autolimpeza baseado em boia com depósito da primeira água da
chuva para maiores volumes de descarte
Fonte: Oliveira et al, 2015.
4.4.3.3 Filtração de materiais particulados finos
No processo de tratamento da água da chuva, mesmo após a remoção dos
materiais grosseiros e do descarte da primeira água da chuva, a operação do sistema pode
requerer a filtração de material particulado.
No mercado, há diversos fabricantes de filtros de areia ou de resina. A maior parte
dos filtros de areia opera com a água sob pressão, além de permitirem a retrolavagem para
remoção do material contido na tubulação. (ALVES, ZANELLA E SANTOS, 2008).
Ainda existem os filtros mais complexos, que podem ser acompanhados de alguns
equipamentos como: conjunto flutuante, freio d’água e sifão ladrão. Para evitar a remoção do
sedimento depositado no fundo do reservatório, a água é levada até o fundo do reservatório
por uma tubulação, onde fica o freio d’água. Já o conjunto flutuante é normalmente composto
por um filtro, uma boia e uma mangueira e serve para captar a água logo abaixo da lâmina
superficial, onde a água é mais limpa. Por fim, o sifão ladrão serve para escoar a água
excedente e evitar a entrada de odores, insetos e animais, e eliminar materiais suspensos.
(ECOCASA, 2012 apud NOGAS, 2012). Na Figura 18 está representado um fluxograma das
instalações hidráulicas inerentes ao sistema de captação, armazenamento e descarte da água
da chuva.
40
Figura 18 - Fluxograma das instalações hidráulicas inerentes ao sistema de aproveitamento da
água da chuva
Fonte: ECOCASA, 2012 apud NOGAS, 2012.
4.4.3.4 Desinfecção
O nível do tratamento da água da chuva varia de acordo com a utilização da
mesma. Conforme a Group Raindrops (2002, apud OLIVEIRA, 2005), pode-se realizar a
separação do uso da água da chuva em quatro grupos, especificando as necessidades de
tratamento referentes a cada grupo. Essa separação refere-se à água da chuva coletada de
zonas não industrializadas, conforme apresentado no Quadro 1.
Quadro 1 - Diferentes níveis de qualidades de água exigidos de acordo com o uso
Uso da Água da Chuva Tratamento da Água
Rega de jardins Não é necessário.
Irrigadores, combate a incêndio, ar
condicionado É necessário para manter os equipamentos em boas condições.
Fontes e lagoas, banheiros, lavação de roupas
e carros
É necessário, pois a água entra em contato com o corpo
humano.
Piscina/banho, para beber e para cozinhar A desinfecção é necessária, pois a água é ingerida direta ou
indiretamente.
Fonte: Adaptado de GROUP RAINDROPS apud OLIVEIRA, 2005.
De acordo com Alves, Zanella e Santos (2008), os sistemas de desinfecção
comumente utilizados para o aproveitamento da água da chuva são baseados na aplicação de
cloro, ozônio ou raios ultravioleta. Ao utilizar o cloro como desinfetante, é possível garantir
41
uma ação mais prolongada através da concentração residual de cloro livre, o qual permanece
por determinado tempo.
Segundo a Resolução da Divisão de Vigilância Sanitária (DVS) nº 0003 (2001), a
qual aprova a norma técnica para construção, operação, manutenção e uso das piscinas
coletivas e/ou de uso especial em Santa Catarina, ao cloro residual presente na água das
piscinas deverá estar compreendido entre 0,8 mg/L a 1,5 mg/L.
4.4.4 Reservatório
Conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007) as características dos reservatórios devem
atender à NBR 12217 (ABNT, 1994). No projeto do reservatório devem ser considerados um
extravasor, um dispositivo de esgotamento, a cobertura, a inspeção, a ventilação e a
segurança. Quando o reservatório for alimentado com água de outra fonte, sendo essa água
potável, é necessária a instalação de um dispositivo que impeça a conexão cruzada, impedindo
a ligação física da água potável e a água de chuva.
Segundo Tomaz (2011) os reservatórios podem estar apoiados, enterrados ou
elevados, podendo ser construídos no local, ser pré-fabricados, ou ainda ser fabricados em
indústrias, como são os de plástico e poliéster.
4.5 COEFICIENTE DE RUNOFF
A determinação do volume de água da chuva a ser aproveitada no sistema não
será equivalente ao volume de água precipitada. No cálculo do volume a ser aproveitado,
utiliza-se um coeficiente de escoamento superficial, denominado de coeficiente de Runoff.
Este coeficiente representa o quociente entre o volume de água que escoa superficialmente
pelo volume total de água precipitada. Para a representação do coeficiente de Runoff, é
utilizado a letra C.
Este representa as perdas de água resultantes da limpeza do telhado, da perda por
evaporação, perdas na autolimpeza, entre outros. (TOMAZ, 2011). Na Tabela 5 estão
apresentados os principais coeficientes de Runoff, conforme a superfície.
Tabela 5 - Coeficiente de Runoff médio
(continua)
Material Coeficiente de Runoff
Telhas cerâmicas 0,8 a 0,9
42
(conclusão)
Material Coeficiente de Runoff
Telhas esmaltadas 0.9 a 0,95
Telhas corrugadas de metal 0,8 a 0,9
Cimento amianto 0,8 a 0,9
Plástico, PVC 0,9 a 0,95
Fonte: TOMAZ, 2011.
4.6 DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO
A norma NBR 15527 (ABNT, 2007) apresenta alguns métodos de
dimensionamento do reservatório, os quais podem ser utilizados para o projeto do
reservatório. Os métodos apresentados são: Método de Rippl; Método da Simulação; Método
Azevedo Neto; Método Prático Alemão; Método Prático Inglês; e Método Prático
Australiano.
4.6.1 Método de Rippl
Conforme Tomaz (2011, p. 157), no dimensionamento do reservatório através do
Método de Rippl, usualmente utiliza-se uma série histórica de precipitações mensais:
Geralmente se usa uma série histórica de precipitações mensais, o mais longo
possível para se aplicar o método Rippl. Em nosso caso, as precipitações se
transformam em vazões que se dirigem ao reservatório. Muitas vezes se usam séries
sintéticas, isto é, aquelas estabelecidas com base na série histórica, ao invés da série
histórica para facilidade dos cálculos.
Conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007) podem ser utilizadas as séries históricas
mensais ou diárias. O cálculo do volume do reservatório ocorre através das Equações 3, 4 e 5.
(3)
(4)
, somente para valores S(t )> 0 (5)
Sendo que: Σ D(t) < Σ Q(t)
Em que:
43
S(t) é o volume de água no reservatório no tempo t;
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; e
C é o coeficiente de escoamento superficial.
4.6.2 Método da Simulação
O Método da Simulação trata-se de outra maneira para o dimensionamento do
reservatório. Neste caso, é arbitrado um volume para assim poder conferir o que ocorre com a
água que sobra (overflow) e a água que falta. (TOMAZ, 2011).
De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007), no Método da Simulação a
evaporação de água deve ser desconsiderada. É aplicada a equação da continuidade a um
reservatório finito para um determinado mês, conforme apresentado nas Equações 6 e 7.
(6)
(7)
Sendo que: 0 ≤ S(t) ≤ V
Em que:
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 no tempo t;
D(t) é a demanda ou consumo no tempo t;
V é o volume do reservatório fixado; e
C é o coeficiente de escoamento superficial.
4.6.3 Método Azevedo Neto
De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007), o volume de chuva através do
Método Azevedo Neto é obtido através da Equação 8.
(8)
44
Em que:
P é o valor numérico da precipitação média anual (mm);
T é o valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca;
A é o valor numérico da área de captação de coleta em projeção (m²); e
V é o volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório fixado (L).
4.6.4 Método Prático Alemão
Segundo a NBR 15527 (ABNT, 2007, p. 7), este método “trata-se de um método
empírico onde se toma o menor valor do volume do reservatório; 6% do volume anual de
consumo ou 6% do volume anual de precipitação aproveitável”. É calculado através da
Equação 9.
(9)
Em que:
V é o valor numérico do volume aproveitável de água de chuva anual (L);
D é o valor numérico da demanda anual da água não potável (L); e
Vadotado é o valor numérico do volume de água do reservatório (L).
4.6.5 Método Prático Inglês
Conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007), neste método o volume de água da chuva
é obtido através da Equação 10.
(10)
Em que:
P é o valor numérico da precipitação média anual (mm);
A é o valor numérico da área de captação de coleta em projeção (m²); e
V é o volume de água aproveitável e o volume de água da cisterna (L).
45
4.6.6 Método Prático Australiano
Por fim, para o Método Prático Australiano, de acordo com a NBR 15527 (ABNT,
2007), o cálculo do volume da chuva ocorre através da Equação 11.
(11)
Em que:
C é o coeficiente de escoamento superficial;
P é a precipitação média mensal;
I é a intercepção da água que molha as superfícies e perdas por evaporação;
A é a área de coleta; e
Q é o volume mensal produzido pela chuva.
Em seguida, calcula-se o volume do reservatório por meio de tentativas, até
utilizar valores otimizados de confiança e volume do reservatório. Para o primeiro mês é
considerado o reservatório vazio. Para o cálculo do volume do reservatório utiliza-se a
Equação 12.
(12)
Em que:
Q(t) é o volume mensal produzido pela chuva no mês t;
V(t) é o volume de água presente no tanque no fim do mês t;
V(t-1) é o volume de água que está presente no reservatório no mês t; e
D(t) é a demanda mensal.
Assim, quando (V(t-1) + Q(t) – D) < 0, então o V(t) é igual à zero.
Para verificar a confiança, utiliza-se a Equação 13.
(13)
Em que:
Pr é a falha;
46
Nr é o número de meses em que o reservatório não atendeu à demanda (V(t) = 0); e
N é o número de meses considerado.
A confiança, então, será equivalente a (1 – Pr). É recomendado que os valores de
confiança encontrem-se entre 90% e 99%.
4.7 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA
A NBR 15527 (ABNT, 2007, p. 3 e 5), a qual fornece requisitos para o
aproveitamento da água de chuva de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis,
apresenta diversas recomendações para a manutenção do sistema:
4.3.6 Os reservatórios devem ser limpos e desinfetados com solução de hipoclorito
de sódio, no mínimo uma vez por ano, de acordo com à ABNT NBR 5626.
[...]
4.3.9 A água de chuva reservada deve ser protegida contra a incidência direta da luz
solar e do calor, bem como de animais que possam adentrar o reservatório através da
tubulação de extravasão.
[...]
5.2 Quando da utilização de produtos potencialmente nocivos à saúde humana na
área de captação, o sistema deve ser desconectado, impedindo a entrada desses
produtos no reservatório de água de chuva. A reconexão deve ser feita somente após
lavagem adequada, quando não haja mais risco de contaminação pelos produtos
utilizados.
Ainda conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007) a manutenção deve ser realizada em
todo o sistema de aproveitamento de água da chuva, conforme descrito no Quadro 2.
Quadro 2 - Frequência de manutenção do sistema de aproveitamento de água da chuva
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: Adaptado de ABNT, 2007.
47
4.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA
Os fenômenos naturais e a atuação do ser humano são determinantes para a
qualidade da água. Por possuir propriedade de solvente e transportar partículas, a água
dissolve diversas impurezas, as quais definem a qualidade da água. (SPERLING, 2014).
A qualidade da água da chuva pode ser distinguida em quatro etapas: antes de
atingir o solo; após escorrer pelo telhado; dentro do reservatório; e no ponto de uso.
(TOMAZ, 2011).
4.8.1 Qualidade da água da chuva antes de atingir o solo
Segundo Tomaz (2011) a composição da água de chuva varia conforme a
localização geográfica, as condições meteorológicas, tais como intensidade, duração e tipo de
chuva, regime dos ventos, entre outros, a existência de vegetação e de carga poluidora.
Em regiões próximas ao oceano são encontrados determinados elementos na água
da chuva com concentrações equivalentes às encontradas na água do mar, tais como sódio,
potássio, magnésio, cloro e cálcio. Já em regiões mais distantes às costas, são constatados
elementos de origem terrestre, como partículas de solo que contenham sílica, alumínio e ferro,
e outros elementos com emissão de origem biológica, como o nitrogênio, o fósforo e o
enxofre.
Nas regiões urbanas e nos polos industriais, as concentrações dos elementos da
água da chuva sofrem alterações devido a poluentes no ar, como por exemplo, o dióxido de
enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx), chumbo, zinco, entre outros.
Ainda, a reação que ocorre entre a água da chuva e alguns dos gases encontrados
na atmosfera pode formar ácidos, diminuindo o pH da água da chuva. Dentre esses gases,
pode-se citar o dióxido de carbono (CO2), o dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio
(NOx). (TOMAZ, 2011).
A reação entre a água da chuva e o dióxido de carbono (CO2) forma o ácido
carbônico (H2CO3), conforme demonstrado a seguir.
48
O pH da água resultante dessa reação é de 5,6. Apesar da água da chuva,
relacionada ao gás carbônico, ser caracterizada como ácida, a chuva é considerada com
excesso de acidez somente quando seu pH for menor que 5,6.
A diminuição do pH da água da chuva, ou seja, o aumento da acidez, está
relacionada ao aumento da concentração dos gases formadores de ácidos, mencionados
anteriormente. Essa característica determina o fenômeno conhecido como “chuva ácida”.
(USP, 2015).
4.8.2 Qualidade da água da chuva após escorrer sobre superfície impermeabilizada
A coleta da água da chuva normalmente é realizada através dos telhados. A
contaminação da água da chuva proveniente da captação dependerá do material de telhado
utilizado no sistema. Como exemplos de contaminantes nesta etapa, podem-se dizer as fezes
de animais, como passarinhos e ratos, poeiras, folhas de árvore, revestimento do telhado,
fibrocimento, tintas, entre outros.
Quanto às fezes de passarinhos, e de outras aves e animais, esses podem causar a
contaminação da água da chuva por bactérias e parasitas gastro-intestinais. Por isso,
aconselha-se a realização do descarte da primeira água da chuva, ou seja, a água de lavagem
do telhado.
Além dos coliformes, pode-se encontrar também na água da chuva a presença do
protozoário Cryptosporidium, sendo assim a utilização da água da chuva tanto em piscinas
quanto em lavagem de roupas deverá ser baseada em um sistema cuja água da chuva deverá
passar por um filtro lento de areia ou por um filtro de pressão de no mínimo três micras.
(TOMAZ, 2011).
Segundo Fregonesi et al. (2012), estão sendo realizados novos estudos visando
tecnologias que promovam a remoção e/ou inativação de oócitos de Cryptosporidium, dentre
eles a técnica de filtração, a qual deve assegurar a adequada retenção da passagem dos
protozoários. Outra alternativa que tem sido considerada por muitos pesquisadores como
eficaz por inativar os protozoários é a desinfecção por através da utilização de radiação
Ultravioleta (UV), a qual requer um curto tempo de contato com o parasita.
Outra forma de contaminação da água da chuva após escorrer sobre a superfície é
a química. Isso ocorre devido ao depósito de elementos químicos presentes no ar atmosférico,
os quais poderão ser dissolvidos ou mesmo transportados pela água da chuva.
49
4.8.3 Qualidade da água de chuva no reservatório
Segundo Tomaz (2011), os materiais pesados presentes no ar poderão ser
carregados pela água da chuva e se depositar no fundo do reservatório.
Já os microrganismos provenientes do telhado e dos encanamentos, se proliferarão
no reservatório, o que poderá causar riscos à saúde caso essa água seja utilizada para fins
potáveis.
Por esses motivos deverão ser tomados alguns cuidados como: evitar a entrada de
luz solar no reservatório, a tampa de inspeção deverá ser hermeticamente fechada e a saída do
extravasor deverá conter grade para evitar a entrada de animais. (TOMAZ, 2011). O objetivo
dessas medidas é não permitir a proliferação dos microrganismos e evitar a contaminação da
água da chuva.
Conforme a NBR 15527 (ABNT, 2007), deverão ser realizadas limpezas e
desinfeções com hipoclorito de sódio dos reservatórios pelo menos uma vez ao ano. O
reservatório também deverá ser protegido do calor.
4.8.4 Qualidade da água no ponto de uso (point of use)
Segundo a NBR 15527 (ABNT, 2007) os padrões de qualidade da água da chuva
deverão ser definidos pelo projetista, em conformidade com a utilização prevista. Porém, nos
casos mais restritivos, a norma estabelece os padrões apresentados na Tabela 6.
Tabela 6 - Parâmetros de qualidade da água da chuva definidos pela NBR 15527 (ABNT,
2007) para usos restritivos não potáveis
Parâmetros Análise Valor
Coliformes totais Semestral Ausência em 100 mL
Coliformes termotolerantes Semestral Ausência em 100 mL
Cloro residual livre a Mensal 0,5 a 3,0 mg/L
Turbidez Mensal < 2,0 uT , para usos menos restritivos <
5,0 uT
Cor aparente (caso não seja utilizado nenhum corante,
ou antes da sua utilização) Mensal < 15 uH
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 a No caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfecção.
Fonte: Adaptado de ABNT, 2007.
A norma ainda preconiza que é possível utilizar outros processos de desinfecção
diferentes do cloro, como por exemplo, a aplicação de raio ultravioleta e aplicação de ozônio.
50
5 MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia utilizada foi baseada no trabalho realizado por Couto (2012). Para
realização do estudo de uma proposta de um sistema de aproveitamento de água da chuva no
Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul, foi adotada uma metodologia que
abrange as seguintes etapas: a área de estudo; o índice pluviométrico; a demanda de água
pluvial; a área de cobertura; o potencial de captação; as calhas e condutores; o volume de
reservação e o volume de descarte; a qualidade da água da chuva; a descrição do sistema; e o
estudo da proposta.
5.1 ÁREA DE ESTUDO
A Universidade do Sul de Santa Catarina (Unisul), Unidade Pedra Branca, está
localizada no município de Palhoça, na Avenida Pedra Branca, com as coordenadas de
27°37’26.1”S e 48°40’50.4”O, a 15 Km de Florianópolis. A localização da Unisul pode ser
observada na Figura 19.
Figura 19 - Localização da Universidade do Sul de Santa Catarina
Fonte: Autora, 2015.
51
A Unisul, campus Pedra Branca, conta em sua estrutura com: ginásio de esportes;
duas bibliotecas; centro de práticas naturais; prédios de salas de aula; sala de multimídia; e um
shopping acadêmico, no qual se localizam a praça de alimentação, lojas de utilidades, os
setores administrativos e as coordenações de cursos.
Ainda, é na Unidade Pedra Branca que está localizado o Complexo Aquático da
Unisul, com entrada principal na Rua do Buganvília, no bairro Pedra Branca.
5.2 ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO
O índice pluviométrico especifica a quantidade de chuva por metro quadrado em
um determinado local e em determinado período. (NOVAESCOLA, 2015). Conforme
definição da NBR 10844 (ABNT, 1989b), a intensidade pluviométrica é “Quociente entre a
altura pluviométrica precipitada num intervalo de tempo e este intervalo.”.
No presente trabalho, foi utilizado para o município de Palhoça o valor
determinado na norma NBR 10.844 (ABNT, 1989b) para o município de Florianópolis, uma
vez que Palhoça pertence à Grande Florianópolis.
Além disso, foram levantados dados pluviométricos mensais referentes ao período
de 2003 a 2013, da estação pluviométrica ETA – CASAN MONTANTE, código 02748004,
através do programa Hidro 1.2, disponível no site da Agência Nacional de Águas (ANA).
Esses dados foram utilizados para a determinação do potencial de captação da área de estudo.
5.3 DEMANDA DE ÁGUA PLUVIAL
A água da chuva será utilizada para o reabastecimento das piscinas existentes no
Complexo. A decisão da utilização se baseou em conversa realizada com a administração do
Complexo, a qual se mostrou interessada, uma vez que o reabastecimento das piscinas é
responsável pelo maior consumo de água do local.
Não foi possível obter o consumo total de água gasto para o reabastecimento das
piscinas, uma vez que essa atividade é realizada conforme a necessidade, não tendo um
padrão. Essa necessidade varia conforme a temperatura, o uso, a quantidade de cloro, entre
outros. Porém, foi possível realizar uma estimativa, considerando a frequência de um
reabastecimento por semana.
52
5.4 ÁREA DE COBERTURA
Por intermédio do setor administrativo do Complexo Aquático da Unisul, foi
possível obter as plantas de cobertura e estrutural da área de estudo com o engenheiro
responsável da Unisul.
O dimensionamento da área de cobertura foi realizado através da verificação das
áreas e da inclinação do telhado, obtidos através da planta de cobertura e da planta estrutural.
Foi determinado que a área a ser utilizada corresponde ao telhado da área das piscinas,
excluindo os telhados das áreas da academia e da administração do Complexo. A área de
cobertura será utilizada no cálculo do volume de água da chuva a ser captada.
Assim, para a área de contribuição de cobertura foi considerado a área inclinada
demonstrada na Figura 12, sendo calculada através da Equação 15, conforme estabelecido
pela norma NBR 10844 (ABNT, 1989b).
(15)
Em que:
A é a área de contribuição (m²);
a é o comprimento frontal (m);
b é o comprimento lateral do telhado; e
h é a altura do desnível do telhado.
5.5 POTENCIAL DE CAPTAÇÃO
Para a determinação do potencial de captação, utilizou-se a equação determinada
na norma NBR 15527 (ABNT, 2007), conforme a Equação 16.
(16)
Em que:
V é o volume anual, mensal ou diário de água de chuva aproveitável;
P é a precipitação média anual, mensal ou diária;
A é a área de coleta;
53
C é o coeficiente de escoamento superficial da cobertura; e
η fator de captação é a eficiência do sistema de captação.
Deste modo, a precipitação média foi obtida conforme descrito na subseção 5.2 e
a área de cobertura de acordo com a subseção 5.4. Quanto ao coeficiente de escoamento
superficial, foi adotado o valor equivalente a 0,90, uma vez que o telhado do Complexo é
metálico. Já a eficiência do sistema de captação é igual a 0,85.
5.6 CALHAS E CONDUTORES
Para o dimensionamento das calhas e condutores verticais e horizontais,
responsáveis por coletar e transportar a água da chuva até o reservatório, seguiu-se o
estabelecido pela norma NBR 10844 (ABNT, 1989b). Através da área de cobertura
determinada na subseção 5.4, é possível calcular a vazão de projeto utilizando a Equação 17.
(17)
Em que:
Q é a vazão de projeto (L/min);
I é a intensidade pluviométrica (mm/h); e
A é a área de contribuição (m²).
Para o dimensionamento da calha, adotou-se a Equação 18, através da qual é
possível verificar o diâmetro necessário para atender a vazão do projeto.
(18)
Em que:
Q é a vazão de projeto (L/min);
S é a área da seção molhada (m²);
n é o coeficiente de rugosidade;
RH é o raio hidráulico (m);
i é a declividade da calha (m/m); e
54
K equivale a 60.000.
Quanto aos condutores verticais, seus diâmetros foram obtidos através dos dados
de vazão de projeto, a altura da lâmina da água na calha e o comprimento do condutor
vertical. Com esses valores, utilizou-se o ábaco apresentado na Figura 13 para a determinação
do diâmetro interno do condutor.
Já os condutores horizontais, estes foram dimensionados conforme a Tabela 4,
sendo consideradas as características impostas ao projeto, como o material do condutor, a
vazão de projeto e sua declividade.
Após o dimensionamento, foram verificadas a calha e os condutores já existentes
no Complexo Aquático da Unisul, para determinar se atendem às dimensões necessárias.
5.7 VOLUME DE RESERVAÇÃO E VOLUME DE DESCARTE
Para o cálculo do volume de reservação, foram utilizados os métodos indicados
pela norma NBR 15527 (ABNT, 2007), sendo eles: Método de Rippl; Método da Simulação;
Método Azevedo Neto; Método Prático Alemão; Método Prático Inglês; e Método Prático
Australiano. Assim, analisaram-se os valores obtidos através dos métodos práticos com o
intuito de apurar o comportamento do reservatório da água da chuva, adotando o volume mais
adequado à situação real, atendendo à demanda.
Quanto ao cálculo do volume de descarte, também foram seguidas as orientações
da norma NBR 15527 (ABNT, 2007), a qual aconselha a realização de um volume de descarte
equivalente a 2 mm da precipitação inicial.
5.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA
As análises da água da chuva foram realizadas em uma única coleta de chuva da
primeira água e uma depois de trinta minutos de chuva. Cada coleta foi analisada em
triplicata. A água coletada para as análises foi proveniente da tubulação de descarte da água
da chuva do Complexo Aquático da Unisul.
As análises realizadas foram: alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos,
bicarbonatos, pH, coliformes totais e coliformes termotolerantes.
55
A partir das análises foi possível comparar os resultados com os parâmetros
exigidos pela Resolução DVS nº 0003 de 2001, que estabelece a qualidade da água para as
piscinas do Estado de Santa Catarina.
Os procedimentos realizados para as análises são apresentados a seguir.
5.8.1 Alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos
Colocou-se 50 mL da amostra da água da chuva em um frasco Erlenmeyer de 250
mL. Em seguida, adicionou-se duas gotas da solução indicadora de fenolftaleína. Nas análises
em que apareceu a cor, as amostras possuem hidróxidos ou carbonatos presentes na água.
Então, estas soluções foram tituladas, sob agitação constante, com solução padronizada 0,005
M de ácido sulfúrico ou 0,01 M de ácido clorídrico até o desaparecimento da cor rósea.
Na etapa seguinte, adicionaram-se duas gotas do indicador verde de bromocresol à
solução incolor acima obtida. Por fim, titulou-se com solução de ácido clorídrico 0,01 M, até
a mudança da cor azul para verde ou de verde para amarelada, no caso da mistura dos
indicadores.
Com os valores obtidos das titulações, determinaram-se os valores dos parâmetros
analisados através da Tabela 7.
Tabela 7 - Cálculo da alcalinidade da água através das titulações
Resultado da titulação Alalinidade (em mg/L como CaCO3)
Hidróxidos Carbonatos Bicarbonatos
F = 0 0 0 AT
F < 1/2 AT 0 2 F AT - 2 F
F = 1/2 AT 0 2 F 0
F > 1/2 AT 2 F - AT 2 (AT - F) 0
F = AT AT 0 0
F = alcalinidade fenolftaleína, AT = alcalinidade total
Fonte: Adaptado de Brasil, 2005.
5.8.2 pH
Para a realização das análises de pH, utilizou-se um phmetro HANNA,
mergulhando o eletrodo do phmetro na amostra de água da chuva para obtenção das leituras.
56
5.8.3 Coliformes totais e coliformes termotolerantes
Para a determinação dos coliformes totais e termotolerantes, utilizou-se a
metodologia oficial do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
(APHA, 1998), empregando a técnica do número mais provável (NMP) de tubos múltiplos,
conforme procedimento estabelecido no Laboratório de Engenharia Ambiental (LEA) da
Unisul.
Primeiramente, colocou-se os tubos, cada um contendo um tubo de Durhan com a
abertura para baixo, em uma grade. Em seguida, preparou-se a quantidade de caldo
necessária, sendo que para cada tipo de caldo pipetou-se um valor de mL no tubo.
Utilizou-se uma série de 10 tubos contento 10 mL de caldo Lauril Triptose (LST)
com concentração dupla, colocando-os na estufa até o caldo atingir 35˚C. Após isso,
inoculou-se volumes de 10 mL da amostra, sem diluir, na série de 10 tubos de LST 2X. Por
fim, incubaram-se os tubos em estufa a 35˚C por 48 horas, incluindo um tubo não inoculado,
como controle negativo do meio.
Para os tubos com suspeita de coliformes, realizou-se a prova confirmativa para
Coliformes Totais e Termotolerantes. Para isto, utilizou-se 10 tubos por amostra com 8 mL de
caldo Bile Verde Brilhante (BVB), e 10 tubos por amostra com 8 mL de caldo Escherichia
Coli (EC), colocando-os em estufa até o caldo atingir 35˚C.
Para a inoculação dos tubos BVB e EC, agitou-se gentilmente os tubos LST
positivo obtido na primeira etapa, transferindo, simultaneamente, 100 µL para os tubos com
caldo BVB e 100 µL para os tubos com caldo EC.
Para incubação dos tubos BVB, realizado para confirmar a presença de coliformes
totais, colocou-se os tubos na estufa a 35˚C, durante 48 horas. Para incubação dos tubos EC,
realizado para confirmar a presença de coliformes termotolerantes, colocou-se os tubos em
banho-maria, com circulação de água a 44,5˚C, por 24 horas.
Todos os resultados das análises de coliformes totais e termotolerantes foram
comparados com a tabela de referência para o número mais provável, demonstrada na Tabela
8.
Tabela 8 – Valores referência para 10 tubos com inóculo de 10 mL. (NMP/100 mL)
(continua)
N˚ de Tubos Positivos NMP/ 10 mL Limites de Confiança
Inferior Superior
0 <1,1 0 3
57
(conclusão)
N˚ de Tubos Positivos NMP/ 10 mL Limites de Confiança
Inferior Superior
1 1,1 0,03 5,9
2 2,2 0,26 8,1
3 3,6 0,69 10,6
4 5,1 1,3 13,4
5 6,9 2,1 16,8
6 9,2 3,1 21,1
7 12 4,3 27,1
8 16,1 5,9 36,8
9 23 8,1 59,5
10 >23,0 13,5 ∞ Fonte: Adaptado de APHA, 1998.
5.9 DESCRIÇÃO DO SISTEMA
Finalizando o levantamento de dados e o dimensionamento das unidades do
sistema, foi possível definir as peças necessárias para a implantação do sistema de
aproveitamento da água da chuva. A definição do sistema foi baseada em pesquisa
bibliográfica apresentada neste trabalho.
5.10 ESTUDO DA PROPOSTA
Por fim, realizou-se um estudo do sistema de aproveitamento da água da chuva
proposto. Para isso, foi considerado a atual captação de água do Complexo Aquático da
Unisul e o sistema existente de reabastecimento da água das piscinas.
58
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo para o aproveitamento da água da chuva é o Complexo Aquático
da Universidade do Sul de Santa Catarina (Unisul), situado no Campus Universitário da Pedra
Branca, em Palhoça/SC. Possui as coordenadas latitude 27°37’34.89”S e longitude
48°41’4.10”O, conforme demonstrado na Figura 20.
Figura 20 - Localização do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC
Fonte: Google Maps, 2015.
O Complexo Aquático possui uma área total construída equivalente a 12.225 m² e
espaço na arquibancada para 2.152 pessoas. Através de uma parceria entre o Governo Federal,
com recursos da União, Ministério do Esporte, Unisul e o Governo do Estado de Santa
Catarina, e com um investimento de R$ 12 milhões de reais, o Complexo Aquático foi
inaugurado em 04 de setembro de 2007, e hoje é referência no Estado e no país.
Na Figura 21 apresenta-se a entrada do Complexo Aquático da Unisul.
59
Figura 21 - Vista frontal do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC
Fonte: Autora, 2015.
6.1.1 Atividades Desenvolvidas no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul
Atividades como natação adulta e infantil, hidroginástica, saltos ornamentais,
nado sincronizado e polo-aquático são atividades que no Complexo Aquático da Unisul se
destacam pela frequência e número de pessoas praticando. No entanto, são reservados alguns
espaços para a prática de outras atividades não aquáticas, tais como judô, jiu-jitsu, ginástica,
pilates, desenvolvimento motor para crianças, academia de musculação, sala de tratamento
fisioterápico e Clínica de Fisioterapia, sendo que essa é administrada e incorporada ao curso
de fisioterapia da Unisul.
São realizados no Complexo, campeonatos de natação, além de campeonatos das
demais modalidades esportivas. Ainda, também são realizadas competições universitárias no
Complexo, como por exemplo, a competição de Alto Rendimento, a qual é realizada com as
equipes de Natação e Judô.
Através de uma parceria existente com a Prefeitura de São José/SC, o Complexo
Aquático recebe o projeto de extensão “Mais Educação”, criado pelo Ministério do Esporte, o
qual incentiva a manifestação esportiva no âmbito social com crianças das escolas do
município. O Complexo Aquático também possui parceria com a Segurança Pública e o
Corpo de Bombeiros do município de Palhoça, recebendo mensalmente um balanço social de
60
aproximadamente 100 pessoas nadando gratuitamente. Além do mais, as corporações de todo
o estado de Santa Catarina possuem a disponibilidade de realizarem cursos de
aperfeiçoamento, treinamento e testes nas instalações do Complexo Aquático da Unisul.
Quanto às áreas de pesquisa e extensão da universidade, vinculadas às atividades
acadêmicas, o Complexo Aquático dispõe do Laboratório de Esforço Físico e do Laboratório
de Estudo da Dor e do Movimento, sendo que também contará com o Laboratório de
Bioquímica, que está em construção.
6.1.2 Captação de Água da Unidade Pedra Branca da Unisul
A captação de água da Unidade Pedra Branca da Unisul é realizada através de
poços de captação de água subterrânea. Essa água é utilizada para o abastecimento de uso
geral e para as piscinas do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul.
No total há quatro poços de captação de água subterrânea, porém apenas três estão
em funcionamento. Na Tabela 9 estão apresentadas as coordenadas geográficas dos poços de
captação de água subterrânea existentes e em funcionamento.
Tabela 9 - Coordenadas dos poços de captação de água subterrânea da Unidade Pedra Branca
da Unisul, Palhoça/SC
Poços de Captação de Água Coordenadas Geográficas
Latitude Longitude
Poço 1 27°37'35.13"S 48°40'59.26"O
Poço 2 27°37'35.45"S 48°40'59.46"O
Poço 3 27°37'35.70"S 48°40'59.56"O
Fonte: Autora, 2015.
As localizações dos poços de captação de água subterrânea em funcionamento na
Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, estão representadas na Figura 22.
61
Figura 22 - Pontos de captação de água existentes da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC
Fonte: Autora, 2015.
6.1.3 Piscinas do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul
Em sua estrutura, o Complexo Aquático da Unisul conta com três piscinas
cobertas e aquecidas: a olímpica (Figura 23), a de saltos (Figura 24) e a de fins terapêuticos
(Figura 25).
Conforme a Resolução DVS nº 0003 (2001) e a NBR 9819 (ABNT, 1987), as
piscinas olímpica e de saltos são classificadas quanto ao uso como piscinas coletivas e, a
piscina para fins terapêuticos, como de uso especial.
O Complexo Aquático da Unisul é referência para o Estado e para o Brasil, uma
vez que as dimensões de suas piscinas atendem ao padrão FINA. Atualmente, é o único
complexo da América Latina com condições de cobertura, aquecimento e dimensões para
competições oficiais.
Na Figura 23 está apresentada a piscina olímpica do Complexo Aquático da
Unisul, na Figura 24 a piscina de saltos ornamentais e na Figura 25 a piscina para fins
terapêuticos.
62
Figura 23 - Piscina olímpica do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
Figura 24 - Piscina de saltos do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
63
Figura 25 - Piscina para fins terapêuticos do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
As piscinas do Complexo Aquático da Unisul apresentam as dimensões dentro
dos padrões para eventos internacionais conforme as normas do Comitê Olímpico
Internacional (COI) e da Federação Internacional de Natação (FINA). Isso permite a prática e
o desenvolvimento de atividades físicas e atividades voltadas para saúde da população.
Na Tabela 10 estão apresentadas as dimensões das três piscinas do Complexo
Aquático da Unisul, juntamente com os padrões estabelecidos pela Federação Internacional de
Natação (FINA).
Tabela 10 - Comparação entre as dimensões das piscinas do Complexo e os padrões FINA
Complexo Aquático da Unisul Padrões - FINA
Piscina Comprimento
(m)
Largura
(m)
Profundidade
(m)
Comprimento*
(m)
Largura*
(m)
Profundidade*
(m)
Olímpica 50 25 2,50 a 2,80 50 25 2,0 (no mínimo)
Saltos 20 25 5 15 25 -
Fins
terapêuticos 12 6 0,80 a 1,20 - - -
* Valores retirados de FINA, 2015.
Fonte: Autora, 2015.
64
6.1.4 Casa de Máquinas e Tratamento de Água do Complexo Aquático da Unidade
Pedra Branca da Unisul
O sistema de tratamento e desinfecção das águas destinadas ao abastecimento das
piscinas é realizado na casa de máquinas do Complexo Aquático da Unisul. Conforme
informações obtidas com o responsável pela operação da casa de máquinas, todos os
equipamentos foram dimensionados conforme a NBR 10819 (ABNT, 1989a).
A casa de máquinas opera basicamente com: filtros de água; bombas de
recirculação; pré-filtros; saída e retorno de água as piscinas; medidores de vazão; visores de
lavagem; bocais de aspiração; processo de desinfecção da água; controle do pH e temperatura;
e aquecimento da água das piscinas.
No processo de tratamento da água destinada às piscinas na casa de máquinas,
inicialmente é adicionado o cloro em pó, havendo dois tanques dispostos para a dissolução.
Em seguida, essa água é encaminhada para os filtros de areia, sendo que estão dispostos dois
filtros para a piscina de saltos e três filtros para a piscina olímpica. Por fim, a água
devidamente tratada é recalcada por uma bomba e encaminhada às piscinas. Quanto às
potências das bombas, a bomba de recirculação da piscina olímpica é de 15 CV, e a da piscina
de saltos é de 10 CV.
Na Figura 26 são apresentados alguns dos componentes do tratamento de água das
piscinas instalados na casa de máquinas, podendo ser visualizados os filtros de areia, um
tanque para mistura de cloro e as bombas.
Quanto ao tratamento de água da piscina para fins terapêuticos, também é
realizado o processo de filtração, sendo que a diferença está no processo do tratamento
químico, ou seja, na cloração. Neste caso, a cloração é realizada na própria piscina, a qual
possui um flutuador para armazenar as pastilhas de cloro.
65
Figura 26 - Componentes do tratamento da água das piscinas na casa de máquinas do
Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
Na Figura 27 estão apresentados os dois filtros de areia destinados ao tratamento
da água da piscina de saltos e as bombas de recirculação, sendo uma de reserva.
Figura 27 - Sistema de filtração da água destinada à piscina de saltos do Complexo Aquático
da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
66
Como mencionado na justificativa, também é utilizada para o reabastecimento das
piscinas a água de sobra, ou seja, a água que extravasa das piscinas devido à movimentação e
é coletada por canaletas dispostas ao redor das piscinas. A água coletada por essas canaletas é
encaminhada para as caixas d’água localizadas na casa de máquinas, sendo uma para a água
de sobra da piscina olímpica e outra para a piscina de saltos, conforme demonstrado na Figura
28.
Figura 28 - Tubulações que conduzem a água de sobra das piscinas do Complexo Aquático da
Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, em abril de 2015
Fonte: Autora, 2015.
As operações da casa de máquinas e do tratamento da água das piscinas são
realizadas por equipe devidamente habilitada para estas funções.
6.2 ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO
Conforme descrito na subseção 5.2, o valor do índice pluviométrico adotado para
o presente trabalho é equivalente ao valor determinado pela norma NBR 10844 (ABNT,
1989b) para o município de Florianópolis. No presente trabalho, a área a ser drenada refere-se
à cobertura do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC. Assim,
o período de retorno adotado é de cinco anos, valor este fixado conforme a característica da
área a ser drenada (ABNT, 1989b), e com isso o índice pluviométrico será de:
67
Para o cálculo do potencial de captação, foram levantados dados pluviométricos
mensais do período de 2003 a 2013, da estação pluviométrica ETA – CASAN MONTANTE,
código 02748004, através do programa Hidro 1.2, disponível no site da Agência Nacional de
Águas (ANA), conforme apresentado na Tabela 11.
Tabela 11 - Dados pluviométricos mensais de 2003 a 2013
Mês Precipitação Total Mensal (mm)
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Janeiro 68,90 162,60 163,00 290,70 107,20 244,50 269,50 254,10 331,00 277,20 113,60
Fevereiro 64,30 150,90 285,20 300,90 119,80 400,90 208,40 180,50 271,60 96,60 148,70
Março 180,50 239,50 108,50 105,70 199,60 251,50 199,90 331,40 226,20 51,40 306,20
Abril 86,90 162,00 145,90 41,70 72,10 236,20 300,70 151,00 53,80 150,60 228,30
Maio 67,00 158,20 200,70 28,30 133,50 88,30 62,50 398,00 82,20 100,30 55,00
Junho 80,20 83,30 34,30 53,90 25,60 43,00 40,70 85,20 107,50 141,90 108,40
Julho 32,90 90,80 86,60 57,60 160,60 27,90 155,90 132,70 149,40 157,30 59,30
Agosto 10,20 16,30 150,50 77,40 74,60 77,80 161,90 48,80 362,90 56,90 129,70
Setembro 109,50 177,50 343,80 40,40 156,00 269,70 239,50 181,30 264,90 85,00 158,50
Outubro 101,50 132,40 243,50 83,00 191,90 296,80 112,60 146,30 111,70 133,90 75,80
Novembro 134,20 127,50 99,90 161,50 85,70 869,20 246,80 264,90 115,00 79,50 124,60
Dezembro 223,70 266,00 115,70 193,30 133,40 264,80 188,30 143,90 248,90 83,70 92,70
Fonte: ANA, 2015.
Assim, foi possível obter as médias mensais de precipitação, apresentadas no
Gráfico 1.
Gráfico 1 - Precipitação Média Mensal da ETA-CASAN MONTANTE referente ao período
de 2003 a 2013
Fonte: Autora, 2015.
207,48 202,53 200,04
148,11
124,91
73,09
101,00 106,09
184,19
148,13
209,89
177,67
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
150,00
175,00
200,00
225,00
Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Pre
cip
ita
ção
(m
m)
Mês
Precipitação Média Mensal de 2003 a 2013
68
Analisando o Gráfico 1, verifica-se que os meses com as menores precipitações
médias mensais são junho, julho e agosto, com valores equivalentes a 73,09 mm, 101,00 mm
e 106,09 mm, respectivamente.
Através dos valores obtidos das precipitações, resultou-se na precipitação média
anual da área de estudo de 1.883,13 mm.
6.3 DEMANDA DE ÁGUA PLUVIAL
Para a determinação da demanda de água pluvial para o sistema proposto, foi
realizada uma estimativa considerando um abastecimento de água em cada piscina
equivalente a uma altura de 10 cm por semana. Essa altura foi definida em função das
informações repassadas pelo responsável pelo tratamento da piscina. Assim, utilizando as
dimensões das piscinas apresentadas na Tabela 10, pode-se calcular os volumes necessários
por piscina.
Para a piscina Olímpica, o volume é de:
Já para a piscina de Saltos, o volume é de:
E para a piscina de Fins Terapêuticos, o volume é de:
Portanto, a demanda necessária para o reabastecimento por semana das piscinas
do Complexo Aquático da Unisul é equivalente a:
Isso significa que a estimativa de demanda de água pluvial por mês, referente ao
reabastecimento das piscinas, é igual a 728,80 m³.
69
6.4 ÁREA DE COBERTURA
A partir das plantas do Complexo Aquático da Unisul, disponibilizadas pela
própria instituição, foi realizada uma adaptação da planta de cobertura da área desejada,
referente apenas ao cobrimento das piscinas, conforme demonstrado na Figura 29.
Figura 29 - Planta de cobertura do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC
Fonte: Autora, 2015.
Assim, utilizando a Equação 15, obteve-se a área de cobertura para captação da
água da chuva, conforme demonstrado a seguir.
6.5 POTENCIAL DE CAPTAÇÃO
Para a definição do potencial de captação, através da Equação 16, foram utilizados
a área de cobertura apresentada na subseção 6.4, e os valores das precipitações médias
mensais demonstradas no Gráfico 1.
70
O coeficiente de escoamento superficial adotado foi de 0,90, e a eficiência do
sistema de captação é igual a 0,85. Na Tabela 12 estão apresentados os resultados obtidos.
Tabela 12 - Potencial de captação mensal da área de cobertura do Complexo Aquático da
Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC Mês Precipitação Média (m) Volume captável (m³)
Janeiro 0,207 872,73
Fevereiro 0,203 851,89
Março 0,200 841,42
Abril 0,148 622,99
Maio 0,125 525,41
Junho 0,073 307,44
Julho 0,101 424,84
Agosto 0,106 446,25
Setembro 0,184 774,76
Outubro 0,148 623,07
Novembro 0,210 882,87
Dezembro 0,178 747,35
Fonte: Autora, 2015.
Através da Tabela 12, foi possível verificar que durante seis meses (abril, maio,
junho, julho, agosto e outubro) o volume captável de água da chuva é inferior à demanda
calculada na subseção 6.3.
6.6 CALHAS E CONDUTORES
Foi calculada a vazão do projeto, seguindo a Equação 17, utilizando o índice
pluviométrico de 120 mm/h (subseção 6.2) e a área de captação de 5.498,45 m² (subseção
6.4), conforme apresentado a seguir.
Em seguida, calculou-se a vazão que a calha existente no Complexo Aquático da
Unisul suporta, considerando a largura interna da calha de 2,80 m, a altura útil equivalente à
metade da altura da calha, ou seja, 0,30 m, o coeficiente de rugosidade equivalente à 0,012 e a
declividade da calha de 0,5%. Assim, aplicando a Equação 18 obteve-se:
71
Portanto, é possível comprovar de que a calha existente no Complexo Aquático da
Unisul atende à vazão de projeto, ressaltando que a mesma está superdimensionada. Na
Figura 30 está apresentada a localização da calha existente no Complexo Aquático da Unisul.
Figura 30 - Calha existente no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC
Fonte: Autora, 2015.
Devido à área de cobertura ser consideravelmente grande, o dimensionamento das
calhas e condutores horizontais e verticais através da metodologia descrita pela NBR 10844
(ABNT, 1989b) tornou-se inviável. Os condutores verticais seriam dimensionados através do
ábaco apresentado na Figura 13, porém este é aplicável em instalações hidráulicas prediais
com vazão de até 2.800,00 L/min, não atendendo a vazões e estruturas de grande porte, como
é o caso deste trabalho. Além do que, como o Complexo já apresenta um sistema de calha
optou-se por analisar o sistema já existente e verificar as adaptações que seriam necessárias.
Através da planta estrutural do Complexo Aquático da Unisul, Unidade Pedra
Branca, disponibilizada pelo engenheiro responsável, foi verificado que na extensão da calha
foram projetados oito tubos de com Diâmetro Nominal (DN) de 150 mm. Porém, nas vistorias
realizadas in loco observou-se diferença do que foi projetado e o que realmente existe.
72
Foram instalados então cinco condutores de 200 mm e dois condutores de 100
mm nas duas extremidades da calha existente do Complexo, totalizando assim dez condutores
de 200 mm e quatro condutores de 100 mm, conforme apresentado na Figura 31. A altura
total de cada condutor vertical existente é de 19,00 m.
Figura 31 - Condutores verticais existentes no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca
da Unisul. Sendo a) os condutores na extremidade esquerda do prédio e b) os condutores na
extremidade direita do prédio do Complexo
Fonte: Autora, 2015.
Foi verificado então a área total dos tubos projetados e a área total dos tubos
instalados, através da Equação 19 apresentada a seguir.
(19)
Em que:
A é a área da circunferência do tubo; e
D é o diâmetro do tubo.
73
Aplicando essa equação para um tubo de DN 150 mm obtemos:
Logo, multiplicando a área obtida de um tubo de DN 150 mm por oito,
equivalente à quantidade total de condutores verticais projetados para a calha, resulta-se em
uma área total de 0,14 m².
Ao aplicar a Equação 19 para um tubo de DN 200 mm, temos:
Multiplicando a área obtida de um tubo de DN 200 mm por dez, equivalente à
quantidade total de condutores verticais instalados na calha, resulta-se a uma área total de
0,31 m².
E para os tubos de DN 100 mm, resultamos em:
Ao multiplicar esse valor por quatro, equivalente à quantidade total de condutores
verticais instalados na calha, resulta-se a uma área total de 0,03 m². Assim, considerando a
instalação de dez tubos de DN 200 mm e quatro tubos de DN 100 mm, a área total dos
condutores verticais instalados é de 0,34 m².
Portanto, a área total dos condutores instalados, de 0,34 m², é maior que a área dos
condutores projetados, de 0,14 m², o que demonstra que os condutores verticais suportam a
vazão de projeto, sendo aceito para o presente estudo.
6.7 VOLUME DE RESERVAÇÃO E VOLUME DE DESCARTE
6.7.1 Volume de Reservação
Os volumes de reservação calculados através dos métodos apresentados na
subseção 4.6 estão descritos a seguir.
74
6.7.1.1 Método de Rippl
Foi calculado o volume de reservação pelo método Rippl utilizando as Equações
3, 4 e 5. Para isso, a área de captação considerada foi a apresentada na subseção 6.4, de
5.498,45 m², as precipitações médias mensais demonstradas no Gráfico 1 e a demanda de
água pluvial (subseção 6.3) de 728,80 m³. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela
13.
Tabela 13 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado pelo Método de Rippl
Método Rippl
Meses
Chuva
média
mensal
Demanda
constante
mensal
Área de
captação
Volume de
chuva mensal
Diferença entre os
volumes da
demanda
Diferença
acumulada
(mm) (m³) (m²) (m³) (m³) (m³)
Janeiro 207 728,80 5.498,45 1.027 -298 -
Fevereiro 203 728,80 5.498,45 1.002 -273 -
Março 200 728,80 5.498,45 990 -261 -
Abril 148 728,80 5.498,45 733 -4 -
Maio 125 728,80 5.498,45 618 111 111
Junho 73 728,80 5.498,45 362 367 478
Julho 101 728,80 5.498,45 500 229 707
Agosto 106 728,80 5.498,45 525 204 911
Setembro 184 728,80 5.498,45 911 -183 728
Outubro 148 728,80 5.498,45 733 -4 724
Novembro 210 728,80 5.498,45 1.039 -310 414
Dezembro 178 728,80 5.498,45 879 -150 263
Total 1.883 8.745,60 9.318,85
Fonte: Autora, 2015.
Assim, para suprir a demanda de água da chuva usando o Método de Rippl, será
necessário um reservatório de 911 m³.
6.7.1.2 Método Azevedo Neto
Utilizando a Equação 8, calculou-se o volume de reservação para a área proposta,
equivalente a 5498,45 m², considerando a precipitação média anual equivalente a 1.883,13
mm e o número de meses de pouca chuva igual a três meses. Assim, o valor obtido para o
reservatório foi de 1.304, 64 m3 (Tabela 14).
75
Tabela 14 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado através do Método Azevedo Neto Método Azevedo Neto
Área (m²) Precipitação média anual (mm) Tempo (meses) Volume de reservação (m³)
5.498,45 1.883,13 3 1.304,64
Fonte: Autora, 2015.
6.7.1.3 Método Prático Alemão
Para o cálculo do volume de reservação através do Método Prático Alemão,
calculou-se o volume de precipitação média anual aproveitável, utilizando a precipitação
média anual equivalente a 1.883,13 mm, a área de captação igual a 5.498,45 m² e o
coeficiente de Runoff de 0,9.
Em seguida, calculou-se o volume médio de consumo anual, o qual é resultante da
multiplicação da demanda de água pluvial (728,80 m³) pelo número de meses em um ano (12
meses). Assim, foi possível calcular o volume de reservação através da Equação 9, obtendo-se
o valor apresentado na Tabela 15.
Tabela 15 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, obtido através do Método Prático Alemão Método Prático Alemão
Área
(m²)
Precipitação
média anual
(mm)
Volume anual de
precipitação aproveitável
(m³)
Volume de
consumo anual
(m³)
Volume
adotado
(m³)
Volume de
reservação (m³)
5.498,45 1.883,13 9.318,87 8.745,60 8.745,60 5.247,36
Fonte: Autora, 2015.
6.7.1.4 Método Prático Inglês
Para o cálculo do volume de reservação através do Método Prático Inglês, foram
utilizados os mesmos valores de área de captação e de precipitação média anual apresentados
nos métodos anteriores. Esses valores foram aplicados na Equação 10, obtendo-se o resultado
apresentado na Tabela 16.
76
Tabela 16 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, resultante do Método Prático Inglês
Método Prático Inglês
Área (m²) Precipitação média anual (mm) Volume de reservação (m³)
5.498,45 1.883,13 517,71
Fonte: Autora, 2015.
6.7.1.5 Método Prático Australiano
Para o cálculo do volume de reservação, aplicando-se o Método Prático
Australiano, foram utilizados os valores das precipitações médias mensais apresentadas no
Gráfico 1, a área de captação de 5.498,45 m², o coeficiente de Runoff de 0,90 e a interceptação
de 2 mm. Com esses valores, foram utilizadas as Equações 11 e 12, obtendo os resultados
apresentados na Tabela 17.
Tabela 17 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, resultado do Método Prático Australiano
Método Prático Australiano
Mese
s
Prec. Média
Mensal Área
Coef.
Runoff
Interceptaç
ão
Vol. Chuva
Q
Demand
a
Volume
Reservatório
(mm) (m²) C (mm) (m³) (m³) (m³)
Jan 207,48 5.498,45 0,90 2,00 1.016,84 728,80 288
Fev 202,53 5.498,45 0,90 2,00 992,34 728,80 552
Mar 200,04 5.498,45 0,90 2,00 980,02 728,80 803
Abr 148,11 5.498,45 0,90 2,00 723,04 728,80 797
Maio 124,91 5.498,45 0,90 2,00 608,23 728,80 676
Jun 73,09 5.498,45 0,90 2,00 351,80 728,80 299
Jul 101,00 5.498,45 0,90 2,00 489,91 728,80 61
Ago 106,09 5.498,45 0,90 2,00 515,10 728,80 0
Set 184,19 5.498,45 0,90 2,00 901,59 728,80 173
Out 148,13 5.498,45 0,90 2,00 723,14 728,80 167
Nov 209,89 5.498,45 0,90 2,00 1.028,77 728,80 467
Dez 177,67 5.498,45 0,90 2,00 869,32 728,80 608
Fonte: Autora, 2015.
Para suprir a demanda de água da chuva usando o Método Prático Australiano, é
necessário um reservatório de 803 m³.
6.7.1.6 Método da Simulação
Por fim, calculou-se o volume de reservação utilizando o Método da Simulação,
no qual foram realizadas tentativas de volume do reservatório, selecionando o que apresentou
77
melhores resultados. O volume de reservatório que apresentou melhor desempenho foi de 850
m³, conforme demonstrado na Tabela 18.
Tabela 18 - Volume de reservação para o Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul, Palhoça/SC, calculado através do Método da Simulação Método da Simulação
Meses
Chuva
média
mensal
Demanda
constante
mensal
Área de
captação
Volume
de chuva
Volume do
reservatório
fixado
Volume do
reservatório
no tempo t-
1
Volume do
reservatório
no tempo t
Overflow
Suprimento
de água
externo
(mm) (m³) (m²) (m³) (m³) (m³) (m³) (m³) (m³)
Jan 207 728,80 5.498,45 1.027 850 0 298 0 0
Fev 203 728,80 5.498,45 1.002 850 298 571 0 0
Mar 200 728,80 5.498,45 990 850 571 832 0 0
Abr 148 728,80 5.498,45 733 850 832 837 0 0
Maio 125 728,80 5.498,45 618 850 837 726 0 0
Jun 73 728,80 5.498,45 362 850 726 359 0 0
Jul 101 728,80 5.498,45 500 850 359 130 0 0
Ago 106 728,80 5.498,45 525 850 130 -74 0 74
Set 184 728,80 5.498,45 911 850 0 183 0 0
Out 148 728,80 5.498,45 733 850 183 187 0 0
Nov 210 728,80 5.498,45 1.039 850 187 497 0 0
Dez 178 728,80 5.498,45 879 850 497 647 0 0
Total 1.883 8.745,60 9.318,85 0 74
Fonte: Autora, 2015.
Analisando a Tabela 18, com o reservatório de 850 m³ não há sobras de água da
chuva, representado pela coluna Overflow, sendo necessários somente 74 m³ de água de outra
fonte para suprir o reservatório durante o ano.
6.7.1.7 Volume de Reservação Adotado
Considerando os volumes de reservação calculados através dos métodos
apresentados acima, optou-se pelo volume de 850 m³, obtido pelo Método da Simulação. Essa
decisão foi tomada baseada no fato de que, com esse volume, o suprimento de água de outra
fonte é consideravelmente baixo durante o ano, o qual pode ser obtido, dentre outras fontes,
pela coleta da água de sobra das piscinas.
6.7.2 Volume de Descarte
O volume de descarte foi calculado considerando um descarte de 2,00 mm/m² de
área de captação. Assim, o volume de descarte resultou em 11 m³, conforme demonstrado a
seguir.
78
6.8 QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA COLETADA NO COMPLEXO AQUÁTICO
DA UNIDADE PEDRA BRANCA DA UNISUL
Foram coletadas duas amostras de água da chuva no dia 11 de maio de 2015. A
primeira coleta foi realizada às 16h, referente à primeira água da chuva, e a segunda as 16h30.
As análises realizadas foram alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos,
bicarbonatos, pH, coliformes totais e coliformes termotolerantes.
Para a primeira amostra de água da chuva, o pH resultante foi de 7,55. Os
resultados das análises de alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos estão
representados na Tabela 19. Realizaram-se quatro análises devido às diferenças dos
resultados.
Tabela 19 - Resultados da primeira amostra de água da chuva
Parâmetro Análise 1 Análise 2 Análise 3 Análise 4
Alcalinidade Total (mg/L como CaCO3) 5 75 20 105
Hidróxidos (mg/L como CaCO3) 5 0 0 0
Carbonatos (mg/L como CaCO3) 0 0 0 48
Bicarbonatos (mg/L como CaCO3) 0 75 20 57
Fonte: Autora, 2015.
Analisando a Tabela 19, é possível observar que os resultados das análises de
alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos da primeira amostra são variantes.
Este fato pode ser justificado pela presença de compostos na primeira amostra que interajam
entre si, uma vez que a primeira amostra é referente à primeira água da chuva, a qual é
destinada ao descarte.
Para a segunda amostra de água da chuva, o pH resultante foi de 7,09. Os
resultados obtidos das análises foram equivalentes nas três análises realizadas (Tabela 20).
Tabela 20 - Resultados da segunda amostra de água
Parâmetro Análises 1, 2 e 3
Alcalinidade Total (mg/L como CaCO3) 5
Hidróxidos (mg/L como CaCO3) 5
Carbonatos (mg/L como CaCO3) 0
Bicarbonatos (mg/L como CaCO3) 0
Fonte: Autora, 2015.
79
Os resultados das análises de alcalinidade total, hidróxidos, carbonatos e
bicarbonatos da segunda amostra de água são constantes, o que indica uma homogeneidade da
água da chuva. Isto pode ser explicado pelo fato de a primeira água da chuva ter carregado as
impurezas presentes na cobertura, diminuindo assim a probabilidade de contaminação da água
da chuva por compostos presentes na cobertura.
Quanto às análises de coliformes totais e termotolerantes, em ambas as amostras
deram resultado positivo em todas as análises realizadas. Foram realizadas as análises
confirmativas de BVB e EC, os quais deram novamente todos positivos à presença de
coliformes, ou seja, os dez tubos analisados para cada teste ficaram turvos. Assim, os
resultados para os testes de coliformes totais e coliformes termotolerantes, segundo a Tabela
8, é maior que 23 NMP/100mL.
Na Tabela 21 estão apresentados os valores obtidos através das análises realizadas
das amostras de água da chuva coletadas no Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da
Unisul e a Resolução DVS nº 003 de 2001.
Tabela 21 - Comparação entre os resultados obtidos das análises de água e a Resolução DVS
nº 0003 de 2001
Parâmetro Amostra 1 Amostra 2 Resolução
DVS nº 0003
de 2001** Análise 1 Análise 2 Análise 3 Análise 4 Análise 1, 2 e 3
pH 7,55 7,09 7,2 a 7,8
Coliformes totais e fecais Presente Presente Presente Presente Presente Ausente*
Alcalinidade Total (mg/L como CaCO3) 5 75 20 105 5 -
Hidróxidos (mg/L como CaCO3) 5 0 0 0 5 -
Carbonatos (mg/L como CaCO3) 0 0 0 48 0 -
Bicarbonatos (mg/L como CaCO3) 0 75 20 57 0 -
*Não é admitida a presença de germes do grupo coliforme em 10 ml da amostra em cinco porções consecutivas
** Valores retirados de SANTA CATARINA, 2015.
Fonte: Autora, 2015.
Ao comparar os resultados obtidos com a Resolução DVS nº 0003 de 2001,
observa-se que o parâmetro pH da primeira amostra atende ao exigido, porém da segunda
amostra não, uma vez que na resolução o pH deve estar entre 7,2 e 7,8.
Por fim, quanto às análises de coliformes totais e termotolerantes, a Resolução
DVS nº 003 de 2001 estabelece a ausência de germes do grupo coliforme em 10 mL da
amostra em cinco porções consecutivas. Porém, nas análises realizadas com as diferentes
amostras, foi indicada a presença de coliformes em todos os tubos.
Por isso foram realizados os testes confirmativos para coliformes fecais, através
da incubação dos tubos EC, e coliformes termotolerantes, através da incubação dos tubos
80
BVB. Após os processos de incubação, verificou-se que os tubos apresentaram turbidez,
confirmando assim a presença de coliformes termotolerantes e totais.
Com a presença de coliformes na água da chuva, é necessária a realização de
desinfecção dessa água para poder disponibilizá-la para usos em que a água entra em contato
com o ser humano.
6.9 DESCRIÇÃO DO SISTEMA
Através de visitas realizadas a campo, pode-se definir uma proposta de instalação
do sistema de aproveitamento de água da chuva no Complexo Aquático da Unisul.
O sistema iniciará através da calha existente, a qual recebe toda a contribuição de
água do telhado do Complexo. Na calha, há cinco condutores verticais de 200 mm e dois de
100 mm localizados nas duas extremidades. Esses condutores seriam ligados a um filtro de
materiais grossos, totalizando dois filtros (um em cada extremidade), sendo que um filtro que
atende as necessidades do sistema é o Filtro VF12 (Acquasave/3P Technik), apresentado na
Figura 32, o qual adequa-se a uma área de 3.000 m². Com dois filtros deste tipo, como
proposto, a área atendida seria de 6.000 m², o que contempla a área de captação do sistema
calculada, ou seja, 5.498,45 m².
Figura 32 - Filtro para remoção de materiais grossos Filtro VF12 (Acquasave/3P Technik)
Fonte: ECOCASA, 2015.
Após os filtros, essa água seria direcionada aos reservatórios de descarte, um em
cada extremidade do Complexo. Estes reservatórios contaram com um dispositivo de descarte
automático através de boia, conforme apresentado na subseção 4.4.3.2. Para isso, seriam
81
utilizadas duas cisternas de 5.500 litros alimentadas pela parte superior que, ao encherem. A
boia trancaria a entrada da água no volume estabelecido, sendo que a água da chuva posterior
ao descarte seria encaminhada para a próxima unidade.
A água então seria encaminhada à filtração lenta, unidade necessária ao uso
conforme a subseção 4.8.2. Para determinar a área de filtração lenta, é realizada a divisão
entre a vazão e a taxa de filtração. Para ser considerada filtração lenta, segundo a NBR 12216
(1992b), é necessário que a taxa de filtração não seja superior a 6 m³/m².dia. Assim, adotando-
se esta taxa para o sistema proposto e considerando a vazão de projeto de 10.990,10 L/min, a
área para filtração lenta do sistema proposto deve ser equivalente a 2.640 m².
Após a filtração lenta, a água seria transportada para o reservatório. Propõe-se a
implantação de dois reservatórios apoiados de 425 m³, totalizando o volume de 850 m³,
equivalente ao volume de reservação adotado, conforme apresentado na subseção 6.7.1.7.
Antes de ser utilizada, a água da chuva ainda deverá ser clorada com hipoclorito de sódio ou
de cálcio com 30 mL/1000L de água (12,5% de cloro) do tipo flutuante.
6.10 ESTUDO DA PROPOSTA
O abastecimento das três piscinas é responsável pelo maior consumo de água no
Complexo Aquático da Unisul. A água utilizada no abastecimento do Complexo, provinda de
poços de captação de água subterrânea, é monitorada mensalmente através de análises
realizadas pelo Laboratório de Análises Químicas da Unisul, Unidade Tubarão. Através
dessas análises, comprova-se que a água utilizada é de boa qualidade, não havendo coliformes
fecais e coliformes termotolerantes, conforme demonstrado no último laudo, realizado no mês
de abril de 2015, apresentado no Anexo A. Para garantir que a água permaneça com a
qualidade exigida pelas normas é utilizado o cloro no tratamento para a manutenção da água
dentro dos padrões exigidos pela Resolução DVS n° 0003 de 2001. Para a conferência dos
parâmetros da água das piscinas, são realizadas no Laboratório de Química da Unisul,
Unidade Pedra Branca, diariamente análises de pH, temperatura, alcalinidade total,
hidróxidos, carbonatos, bicarbonatos e cloro, e mensalmente são realizadas as análises de
coliformes totais e coliformes termotolerantes das águas das piscinas.
Com relação a utilização da água da chuva captada no Complexo verificou-se que
estas apresentaram a presença de coliformes totais e coliformes termotolerantes, tanto na
primeira água, a de descarte, como na segunda. Por isto para o uso desta água seria necessário
82
o tratamento de desinfecção para a utilização dessa água. Isso acarretaria em maiores gastos
no tratamento da água, mais especificamente maiores gastos com cloro para a desinfecção.
Ao propor um sistema de captação de água da chuva que abrange toda a área de
cobertura, observa-se que se torna um sistema de grande porte, com um alto volume de
reservação, equivalente a 850 m³.
Além disso, verificou-se a necessidade da instalação de um filtro lento ou de um
filtro de pressão de no mínimo três micras, devido à provável presença do protozoário
Cryptosporidium, os quais promoveriam a remoção física do protozoário.
Buscou-se no mercado alternativas para substituição da filtração lenta, o filtro de
pressão e a desinfecção por UV.
O filtro de pressão encontrado de maior capacidade suporta uma vazão de 31,4
m³/h, sendo de aço carbono, com 2 m de diâmetro e 1,88 m de altura. Porém, a vazão de
projeto é de 660 m³/h. Desta forma para abranger a vazão do presente projeto seriam
necessários 21 filtros com capacidade de 31,4 m³/h cada.
Quanto a outra alternativa, a de desinfecção por UV, a maior capacidade
encontrada é de 45 m³/h. Isso significa que seria necessário a instalação de 15 sistemas de
desinfecção por UV para suportar a vazão de projeto.
A outra alternativa seria a construção de um filtro lento. Neste caso, para atender
à vazão de projeto, seria necessário uma área de 2.640 m². Esta área é considerada
relativamente grande, fator este que pode atribuir limitações ao sistema proposto, tanto
técnicas quanto financeiras.
Desta forma, a utilização da água da chuva para o reabastecimento das piscinas do
Complexo Aquático da Unisul, Unidade Pedra Branca, Palhoça/SC, requer tanto
investimentos de produtos como de área, mão de obra e análises. Esses investimentos
encareceriam o funcionamento do estabelecimento. Porém, a área de captação é relativamente
grande, proporcionando uma relevante alternativa de captação de água em caso de déficit
hídrico.
83
7 CONCLUSÕES
Neste trabalho realizou-se um estudo de uma proposta de aproveitamento de água
da chuva para reabastecimento das piscinas do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca
da Unisul, Palhoça/SC.
Através do ciclo da água apresentado na subseção 4.1, conclui-se que a água é um
recurso natural renovável, sendo passível de utilização. Porém, é preciso tomar os devidos
cuidados para que no futuro esse recurso natural não se esgote ou torne-se inutilizável.
A área de captação de água pluvial para o sistema proposto abrange toda a área de
cobertura das piscinas do Complexo Aquático, sendo equivalente a 5.498,45 m². Esta área é
considerada grande, proporcionando uma vazão de projeto de 10.990,10 L/min, uma vez que
o índice pluviométrico adotado é de 120 mm/h.
Foram realizadas análises da qualidade da água da chuva proveniente da tubulação
de descarte do telhado do Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC. Os resultados apontaram uma grande discrepância na primeira amostra e uma
invariação na segunda amostra. Este fato ocorre principalmente devido à primeira amostra ser
referente à primeira água da chuva, a qual carrega as impurezas presentes na cobertura e é
encaminhada ao descarte. Já a segunda amostra foi coletada após 30 minutos de chuva, sendo
referente à água destinada ao reservatório. Ainda, as análises apontaram a existência de
coliformes totais e coliformes termotolerantes com valores acima de 23 NMP/100mL,
evidenciando a necessidade de desinfecção.
A proposta de sistema de aproveitamento da água da chuva apresentada consiste
nas seguintes etapas:
a) captação da água da chuva através da calha existente de 2,80 m de largura
por 0,60 m de altura;
b) condutores verticais existentes, sendo cinco tubos de 200 mm e dois de
100 mm em cada extremidade da calha, sendo que cada condutor tem uma
altura total de 19 m;
c) filtração de materiais grossos, propondo a instalação de dois Filtros VF12
(Acquasave/3P Technik), um em cada extremidade;
d) dois reservatórios de descarte, também um em cada extremidade, com
capacidade de 5.500 L cada, totalizando os 11 m³ necessários;
e) construção de um filtro lento com área total de 2.640 m²; e
f) dois reservatórios de 425 m³ cada, com sistema de desinfecção por cloro.
84
O sistema de aproveitamento de água da chuva proposto demanda de
investimentos em produtos, grande área, mão de obra e análises. Esses investimentos para
implantação do sistema encareceriam o funcionamento do Complexo Aquático. Além disso,
buscaram-se no mercado alternativas para substituição da filtração lenta, tais como filtro de
pressão e desinfecção por radiação UV. Porém, devido à alta vazão de projeto, não foram
encontradas alternativas que suportassem a vazão.
Com isso, o sistema proposto, visando reabastecimento das piscinas existentes no
Complexo Aquático da Unidade Pedra Branca da Unisul, Palhoça/SC, apresenta limitações
técnicas e financeiras, uma vez que demanda de grande área e de investimentos. Entretanto,
em razão da área de captação ser considerada grande, a captação de água da chuva no
Complexo Aquático torna-se uma importante alternativa de fonte para possível escassez de
água no futuro.
7.1 RECOMENDAÇÕES
Em virtude da dificuldade encontrada para viabilizar o sistema de aproveitamento
de água para reabastecimento das piscinas do Complexo Aquático da Unisul, foram
determinadas algumas recomendações para estudos futuros, sendo estas:
a) realizar de um estudo econômico-financeiro do sistema de aproveitamento
de água da chuva;
b) objetivar a utilização da água da chuva em atividades menos nobres, como
por exemplo, nos vasos sanitários; e
c) estudar a possibilidade de captar a água da chuva referente a apenas uma
parte da área de cobertura, reduzindo assim a vazão de projeto;
d) realizar um estudo quanto às alternativas de filtração para a remoção do
protozoário Cryptosporidium, incluindo testes de filtração.
85
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89
ANEXOS
90
ANEXO A – Análise da água de abastecimento da Unidade Pedra Branca da Unisul,
Palhoça/SC, realizada pelo Laboratório de Análises Químicas da Unisul, Unidade
Tubarão/SC
91
