GUSTAVO MAZER

APROVEITAMENTO DE GUAS PLUVIAIS EM ESCOLA DA REDE

ESTADUAL DE ENSINO NO MUNICPIO DE CURITIBA

UM ESTUDO DE CASO

Monografia apresentada para a obteno do

Ttulo de Especialista em Construo de Obras

Pblicas no Curso de Ps Graduao em

Construo de Obras Pblicas da Universidade

Federal do Paran, vinculado ao Programa

Residncia Tcnica da Secretaria de Estado de

Obras Pblicas/SEOP.

Orientador: Prof. M. Sc. Jos Remigio Soto

Quevedo

CURITIBA

2010

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

GUSTAVO MAZER

APROVEITAMENTO DE GUAS PLUVIAIS EM ESCOLA DA REDE

ESTADUAL DE ENSINO NO MUNICPIO DE CURITIBA

UM ESTUDO DE CASO

CURITIBA

2010

TERMO DE APROVAO

GUSTAVO MAZER

APROVEITAMENTO DE GUAS PLUVIAIS EM ESCOLA DA REDE

ESTADUAL DE ENSINO NO MUNICPIO DE CURITIBA.

UM ESTUDO DE CASO

Monografia aprovada como requisito parcial para a obteno do Ttulo de

Especialista em Construo de Obras Pblicas no Curso de Ps-Graduao

em Construo de Obras Pblicas da Universidade Federal do Paran (UFPR),

vinculado ao Programa de Residncia Tcnica da Secretaria de Estado de

Obras Pblicas (SEOP), pela Comisso formada pelos Professores:

Orientador: _____________________________________

Prof. M. Sc. Eng. Jos Remigio Soto Quevedo

Professor ORIENTADOR

_____________________________________

Prof. M. Sc. Eng. Jos Remigio Soto Quevedo

Professor TUTOR

_____________________________________

Prof. Dr. Hamilton Costa Junior

Coordenador do Curso de Residncia Tcnica

Curitiba, 16 de Dezembro de 2010.

ii

terra cede a teus ps, que tuas obras desmoronam, que

no h ningum tua volta para te estender a mo,

esquece a tua maturidade, passa pela tua mocidade,

volta tua infncia e balbucia, entre lgrimas e

esperanas, as ltimas palavras que sempre te restaro

na alma: Minha Me, Meu Pai

(Rui Barbosa)

Aos meus pais, sincera e afetuosamente dedica o autor.

iii

AGRADECIMENTOS

Deus que me iluminou em todos os momentos e me concedeu sade

e fora para vencer os desafios ao longo de minha vida.

Ao Prof. Jos Remigio Soto Quevedo, orientador e tutor do curso de

especializao, por todo o trabalho de orientao que, com sua sabedoria e

experincia, conduziu de forma extraordinria o desenvolvimento deste e de

todos outros trabalhos, sempre com total dedicao.

Aos meus pais, Antonio e Maria, e minha irm, Gisele, pelo incentivo,

por todos os ensinamentos e pela intensa presena em todas as etapas da

minha vida.

minha noiva Heloisa, pelo companheirismo, pacincia, dedicao e

total amor e carinho.

Ao Sr. Heitor e D. Helena, pelo apoio, ateno e cuidado a mim

dispensados.

Aos funcionrios da Secretaria de Estado de Obras Pblicas, em

especial ao amigo e Eng Fausto Coelho Pereira, pela ateno, pacincia e

pelo seus ricos ensinamentos.

A todos os colegas de residncia com os quais compartilhei 2 anos da

minha vida, pelo companheirismo e ajuda mtua, em especial aos que se

tornaram mais prximos.

E a todos que de alguma forma colaboraram para a realizao deste

trabalho.

iv

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 01 Esquema tpico de aproveitamento de guas pluviais ......................... 13

FIGURA 02 Instalao geral do reservatrio Inferior (cisterna) ............................ 15

FIGURA 03 - Reservatrio Superior de guas pluviais .............................................. 15

FIGURA 04 - Indicao para clculo da rea de contribuio ................................... 17

FIGURA 05 - Detalhes para montagem de calhas e condutores de gua pluvial ....... 19

FIGURA 06 - baco para determinao de dimetros de condutores verticais - com

sada em aresta viva ....................................................................................................

22

FIGURA 07 23

FIGURA 08 - Sifo ladro .......................................................................................... 24

FIGURA 09 - Filtro volumtrico ............................................................................... 25

FIGURA 10 - Detalhes do filtro volumtrico ............................................................. 25

FIGURA 11 By Pass ................................................................................................ 26

FIGURA 12 - Bia de suco ..................................................................................... 26

FIGURA 13 Eletronvel ........................................................................................... 28

FIGURA 14 - Diagrama eltrico para acionamento da bomba ................................... 28

FIGURA 15 - Bomba centrfuga ................................................................................. 29

FIGURA 16 - Vista area do Colgio ......................................................................... 34

FIGURA 17 - Vista da fachada frontal do Colgio ..................................................... 34

v

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 Coeficiente de escoamento superficial ................................................. 16

TABELA 2 - Capacidades de calhas semicirculares com coeficientes de rugosidade

n = 0,011 (vazo em L/min) ........................................................................................

21

TABELA 3 Capacidade de condutores horizontais de seo circular (vazes em

L/min) ..........................................................................................................................

23

TABELA 4 Volume de chuva disponvel ................................................................ 38

TABELA 5 - Levantamento de quantitativo de gua para lavagem de pisos e

caladas .......................................................................................................................

40

TABELA 6 Clculo do volume destinado para os vasos sanitrios ......................... 42

TABELA 7 Diagrama de Rippl ................................................................................ 45

TABELA 8 Oramento estimativo da implantao .................................................. 52

TABELA 9 Dados utilizados, resultados obtidos e perodo de retorno ................... 56

vi

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 - Parmetros de qualidade de gua de chuva para usos restritivos no

potveis ......................................................................................................................

11

QUADRO 2 - ..................................... 20

QUADRO 3 - Faturamento Leitura e consumos da escola .................................... 39

QUADRO 4 Tarifa de saneamento bsico ............................................................ 54

vii

SUMRIO

LISTA DE FIGURAS...................................................................................................... iv

LISTA DE TABELAS..................................................................................................... v

LISTA DE QUADROS.................................................................................................... vi

RESUMO........................................................................................................................ ix

ABSTRACT..................................................................................................................... x

1 - INTRODUO......................................................................................................... 1

1.1 - JUSTIFICATIVA E RELEVNCIA DA PESQUISA............................................ 1

1.2 - ESTRUTURA DO TRABALHO ...... 4

1.3 - OBJETIVOS ......... 5

1.3.1 - Objetivo geral ....... 5

1.3.2 - Objetivos especfico .... 5

1.4 - CONTRIBUIO 5

2 - REVISO DA LITERATURA .. 6

2.1 - DISPONIBILIDADE DE RECURSOS HDRICOS .. 6

2.2 - APROVEITAMENTO DAS GUAS PLUVIAIS ................ 7

2.3 - LEGISLAO E NORMAS VIGENTES............................................................ 8

2.4 - QUALIDADE DA GUA PLUVIAL .................................................................. 9

2.4.1 - Qualidade da gua dentro do reservatrio............................................................ 11

2.5 - SISTEMAS DE CAPTAO DE GUA PLUVIAL............................................ 12

2.6 - DISPOSITIVOS E ACESSRIOS UTILIZADOS NA CAPTAO DA GUA. 13

2.6.1 - Reservatrio......................................................................................................... 13

2.6.1.1 - Dimensionamento do reservatrio para o armazenamento das guas pluviais. 16

2.6.1.2 - rea de contribuio......................................................................................... 17

2.6.1.3 - Projeto de Escoamento de guas pluviais........................................................ 17

2.6.2 - Calhas................................................................................................................... 18

2.6.2.1 - Dimensionamento das calhas............................................................................ 20

2.6.3 - Condutores verticais............................................................................................. 21

2.6.4 - Condutores horizontais......................................................................................... 22

2.6.5 - ......................................................................................................... 23

2.6.6 - Sifo ladro.......................................................................................................... 24

2.6.7 - Filtros................................................................................................................... 24

2.6.8 - Bia para suco de gua. ................................................................................... 26

2.6.9 - Sistema de bombeamento das guas pluviais....................................................... 27

2.6.9.1 - Bombas.............................................................................................................. 29

viii

3 - METODOLOGIA...................................................................................................... 32

3.1 - CONSIDERAES INICIAIS............................................................................... 32

3.2 - UNIVERSO DA PESQUISA.................................................................................. 32

3.3 - DADOS DA EDIFICAO................................................................................... 33

3.4 - MTODOS UTILIZADOS PARA A VISITA NA ESCOLA EM ESTUDO.......... 35

3.5 - DELINEAMENTO DO TRABALHO.................................................................... 35

4 - RESULTADOS E ANLISE DE DADOS................................................................ 37

4.1 - CONSIDERAES INICIAIS............................................................................... 37

4.2 - DIMENSIONAMENTO DO RESERVATRIO PARA ARMAZENAMENTO

DAS GUAS PLUVIAIS...............................................................................................

37

4.2.1 - Dados metereolgicos (precipitaes)................................................................. 37

4.2.2 - Volume mensal de gua da chuva aproveitada..................................................... 38

4.2.3 - Estimativa do consumo de gua pluvial para fins no potveis.......................... 38

4.2.3.1 - Consumo real de gua potvel.......................................................................... 38

4.2.3.2 - Levantamento de consumo em campo............................................................. 39

4.2.4 - Dimensionamento do reservatrio pelo mtodo de Rippl.................................... 43

4.2.5 - Mtodo da determinao de capacidade dos reservatrios em funo da rea

de coleta e do coeficiente de escoamento regional..........................................................

45

4.2.6 - Reservatrio superior.......................................................................................... 47

4.3 - DISPOSITIVOS E ACESSRIOS......................................................................... 47

4.3.1 - Calhas................................................................................................................... 47

4.3.1.1 - Clculo vazo de projeto................................................................................... 47

4.3.2 - Condutores verticais............................................................................................. 48

4.3.3 - Condutores horizontais......................................................................................... 49

4.3.4 - Dimensionamento da bomba centrfuga e tubulaes para o recalque da

gua..................................................................................................................................

49

4.4 - CUSTOS DA IMPLANTAO DO SISTEMA.................................................... 51

4.5 - ANLISE DE VIABILIDADE ECONMICA ..................................................... 53

4.5.1 - Tarifas de gua potvel da escola......................................................................... 53

4.5.2 - Consumo de energia eltrica................................................................................ 55

5 - CONSIDERAES FINAIS..................................................................................... 57

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................................ 59

BIBLIOGRAFIA............................................................................................................ 62

SITES VISITADOS......................................................................................................... 62

ANEXOS ........................................................................................................................ 63

ix

RESUMO

A ameaa de escassez de gua potvel uma das preocupaes dos pesquisadores pensando no futuro da humanidade. Existem inmeras razes de ordem ambiental e econmicas que motivam a busca por alternativas para minimizar os problemas oriundos desta natureza. Dentre as solues sustentveis, pode-se afirmar, que as tcnicas de aproveitamento de gua pluvial em residncias, escolas e outras edificaes, so contribuies para uso racional da gua, refletindo na conservao dos recursos hdricos, bem como, gerando economia financeira. O presente trabalho objetivou verificar o potencial de economia de gua potvel que poderia ser obtido atravs da implantao de um sistema de aproveitamento de gua pluvial para fins no potveis em uma edificao escolar. O desenvolvimento da pesquisa se realizou atravs de levantamentos de dados da edificao e da populao que ocupa esta edificao, estimando o volume de gua potvel usado em fins no potveis e que poderia ser substitudo por gua pluvial. Os resultados foram aferidos pela conferncia das faturas de consumos de gua no ltimo ano, ou seja, pesquisa do tipo documental e aferio de dados em campo. Sendo assim, aps o dimensionamento de todo o sistema, atravs de uma pesquisa de mercado foram levantados os custos relativos implantao deste, e por ltimo, foi realizada uma anlise de viabilidade econmica da implantao. Com o presente estudo, constatou-se que a implantao de um sistema de aproveitamento de gua pluvial no Colgio Estadual Julia Wanderley, mostra-se economicamente vivel, pois proporcionaria grande potencial de economia de gua potvel, trazendo benefcios financeiros em mdio prazo e benefcios ambientais imediatos por preservar os recursos hdricos da regio.

Palavras-chave: aproveitamento de guas pluviais, escolas sustentveis; racionalizao de recursos hdricos, edificao sustentvel.

x

ABSTRACT

The threat of potable-water scarcity is one of the main concerns of the researchers when thinking about the future of humanity. There are many reasons, from environmental to economic perspectives that motivate the search for alternative solutions to minimize the problems inherent in this situation. Among sustainable solutions it can be affirmed that the techniques of containing and retaining rain water in residences, schools and other buildings contribute to the rational use of water, reflecting the preservation of potable water resources, as well as generating financial savings. The present work was dedicated to insuring the conservation of potable water through the implementation of a system using rain water for non-potable needs in a school building. The research encompassed gathering of data about the existing structure and population, estimating the current usage of non-potable water to be replaced by rain water gathering techniques. The results were confirmed by checking the invoices of water consumption during the past year, that is, documentary research combined with actual field data. Therefore, after gathering all the relevant data for the system through market research, the costs for the implementation of such a system were arrived at and finally an economic

As a result of these studies, it has been determined that the implementation of a rain water gathering system for the Julia Wanderley High School is economically viable since is provides a great potential for savings of potable water resulting in monetary savings in the mid-term combined with immediate environmental benefits for the region.

Keywords: rainwater harvesting, sustainable schools, rational use of water resources, sustainable building.

1

1 INTRODUO

1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVNCIA DA PESQUISA

O abastecimento de gua para o consumo humano foi motivo de

preocupao dos povos em todas as pocas. A dependncia do homem com

relao gua e sua utilizao para a alimentao e transporte fizeram com

que quase todas as cidades fossem fundadas juntas ao mar, rios e lagos.

(FIGUEIREDO, 2007)

Atualmente, o combate ao desperdcio e o uso racional de gua potvel

so questes relevantes que tem sido temas de discusses entre vrios

pesquisadores.

Segundo Tomaz (2003) a falta de gua potvel um dos mais graves

problemas mundiais que pode afetar a raa humana em um futuro prximo.

Ainda acrescenta que o uso desordenado, o desperdcio e o crescimento da

populao mundial aumentam a demanda pela gua e so fatores que

aumentam o risco de escassez deste que o mais importante elemento para a

sobrevivncia humana.

Percebe-se que j existem sinais evidentes de que o homem est sendo

prejudicado pelo uso predatrio que faz dos recursos naturais. Figueiredo

(2007) relata que o consumo de gua cresceu seis vezes no ltimo sculo, em

grande parte para aumentar a produo de alimentos. O resultado disso foi a

reduo da oferta de gua para uso humano. Este autor, diz ainda que um

tero da populao mundial vive em regies com escassez de gua, proporo

que deve dobrar at 2025 e metade dos africanos, asiticos e latino-

americanos sofrem de alguma doena relacionada falta de acesso a uma

fonte de gua limpa.

Silva (2008) diz que hoje de vital importncia que se criem alternativas

que levem ao racionamento ou economia de gua potvel e aponta em seus

2

estudos que uma dessas medidas fazer uso da gua de chuva disponvel na

natureza.

Da mesma forma Giacchini (2009) mostra que o gerenciamento do uso

da gua e a procura por novas alternativas de abastecimento, como o

aproveitamento da gua da chuva, esto inseridos no contexto do

desenvolvimento sustentvel, que prope o uso dos recursos naturais de

maneira equilibrada e sem prejuzos para as futuras geraes.

A Universidade Livre do Meio Ambiente (Unilivre) relata que atualmente

o manejo e o aproveitamento da gua da chuva para uso domstico, industrial

e agrcola esto ganhando terreno em vrias partes do mundo, sendo visto por

especialistas como meios simples e eficazes para se atenuar o grave problema

ambiental da crescente escassez de gua para consumo.

Consultando-se a bibliografia relativa ao assunto em questo, verifica-se

que vrios autores apresentam estudos que demonstram que pequenas aes

podem implicar em grandes economias de gua, dentre as quais se destacam

o conserto de vazamentos, a setorizao da medio do consumo, a

implementao de tecnologias economizadoras e a realizao de campanhas

de sensibilizao dos usurios para o uso racional desse insumo.

Observa-se tambm na literatura que o aproveitamento da gua de

chuva caracteriza-se por uma prtica milenar adotada pelas mais antigas

civilizaes, o qual tem sido incorporado s edificaes das reas urbanas, em

diversos pases.

No Brasil, embora ainda seja objeto de muitos estudos, j contamos com

norma tcnica especfica sobre o tema, a NBR 15527: gua de chuva

Aproveitamento de coberturas em reas urbanas para fins no potveis,

destacando-se tambm a existncia de diversas legislaes tanto em esfera

Estadual, quanto Municipal, como, por exemplo, a Lei 10.785 que cria no

Municpio de Curitiba o Programa de Conservao e Uso Racional da gua nas

Edificaes PURAE.

3

Em se tratando de programas de conservao de gua em edificaes

escolares, vale citar o que Scherer (2003) diz sobre o tema. Para o autor a

educao com relao conservao de gua deve ser iniciada nas escolas,

sensibilizando principalmente as crianas, pois elas podem atuar diretamente

na formao e integrao do aluno, de maneira a conscientizar as demais

pessoas que as cercam. Ressalta ainda que a implementao de atividades

educacionais e pedaggicas, que envolvam temas relacionados gua, deve

ocupar lugar de destaque, devido ao grau de abrangncia ser significativo junto

comunidade escolar, visto que as escolas colaboram para a formao dos

cidados e da sociedade.

Tomaz (2001) tambm concorda que o ambiente escolar propcio para

a germinao da idia. O referido autor sugere a elaborao de panfletos

explicativos para distribuio nas escolas, alm da realizao de palestras.

Ywashima (2005) refora a importncia da realizao de campanhas de

sensibilizao para o uso racional da gua nas escolas. Segundo a

pesquisadora, no ambiente escolar a conta de gua no paga diretamente

pelo usurio das escolas, e, portanto, a motivao financeira no o fator mais

relevante para esses usurios. A autora sugere a instalao de tecnologias

economizadoras, onde o consumo de gua potvel pode ser reduzido

independentemente da disposio dos usurios em mudar espontaneamente o

seu comportamento.

Observa-se que as escolas so alguns dos maiores consumidores

constantes de gua potvel, pois possuem considervel nmero de

consumidores e grandes reas a serem mantidas. Considera-se por isso um

ambiente com enorme potencial para comprovar a eficcia de programas de

conservao de gua potvel.

Tendo por base o relatado por vrios autores sobre o assunto e a

preocupao com a ameaa de escassez de gua potvel, justifica-se o

presente trabalho, que pretende apresentar um sistema alternativo e opcional

4

de captao, armazenamento e uso da gua pluvial em uma edificao escolar

da rede estadual de ensino do Paran.

1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho encontra-se organizado em cinco captulos: Introduo,

Reviso Bibliogrfica, Metodologia, Resultados e Consideraes Finais.

Inicia-se o estudo atravs de uma introduo ao tema proposto,

mostrando a atual viso de pesquisadores quanto disponibilidade de gua no

planeta e a preocupao em encontrar alternativas para minimizar o problema.

Em seguida apresentam-se os objetivos do trabalho, visando realizao da

pesquisa.

No segundo captulo apresentada uma breve reviso bibliogrfica

sobre disponibilidade de gua no Brasil e no mundo, a questo do uso racional

de gua, legislao e normas vigentes, entre outros assuntos pertinentes a

este estudo. Foram coletados dados referentes ao aproveitamento da gua de

chuva em edificaes atravs de livros, monografias relacionadas ao tema e

diversos sites da internet.

Uma vez apresentadas as referncias tericas, no captulo 3 faz-se a

descrio da metodologia empregada na realizao deste trabalho,

apresentando-se o delineamento da pesquisa realizada e o procedimento

adotado na pesquisa de campo.

Aps descrita a metodologia, no captulo 4 inicia-se a anlise dos

resultados obtidos. Neste captulo calcula-se a demanda de gua pluvial para

fins no potveis, calcula-se o volume disponvel de gua de chuva,

dimensionado o reservatrio e demais equipamentos do sistema. Em seguida

so levantados os custos relativos implantao do sistema de aproveitamento

de gua da chuva na escola e feito uma anlise de viabilidade econmica.

5

Finalmente, no captulo 5, renem-se as Consideraes Finais seguidas

das Referncias Bibliogrficas e Anexos.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo fazer uma anlise da viabilidade

econmica de implantao de um sistema de captao e aproveitamento de

gua pluvial em uma edificao escolar da rede estadual do estado do Paran

no municpio de Curitiba.

1.3.2 Objetivos especficos

- Estudar o sistema de captao de guas pluviais em edificao como

alternativa para reduo do consumo de gua tratada;

- Levantar os custos de implantao do sistema de captao e

aproveitamento das guas pluviais em uma edificao escolar;

- Estudar a relao custo-benefcio na economia da gua da escola com

a implantao do sistema;

1.4 CONTRIBUIO

Como contribuio do trabalho pretende-se apresentar um estudo

mostrando a eficincia da implantao de um sistema de aproveitamento de

gua da chuva em escolas e mostrar a importncia de se preservar a gua

potvel.

6

2 REVISO DA LITERATURA

2.1 DISPONIBILIDADE DE RECURSOS HDRICOS

Os recursos hdricos apresentam-se na natureza de diferentes formas

como os rios, oceanos, geleiras, icebergs, as guas subterrneas e as guas

pluviais.

O planeta Terra formado por cerca de 97,5% de gua salgada e

apenas 2,5% de gua doce, sendo que desta somente 0,3% encontram-se

disponveis como guas superficiais, o restante encontra-se em geleiras ou

subsolos muito profundos, cujo acesso humano muito difcil (GIACCHINI,

2009).

Desta pequena porcentagem no mundo, 88% so utilizados na

agricultura, 7% na indstria e 5% no comrcio e para o consumo individual.

Percebe-se que o consumo humano de gua para as necessidades bsicas

(beber, lavar, etc.) pequeno quando comparado com as demais finalidades.

Geralmente, uma pessoa precisa de, no mnimo, 50 litros de gua por dia e

vive confortavelmente com 200 litros. Esse consumo pequeno quando

comparado necessidade de gua para irrigao de uma plantao de arroz,

por exemplo (FIGUEIREDO, 2007).

O Brasil encontra-se em situao considerada privilegiada em relao

aos recursos hdricos, pois, detm cerca de 12% de toda gua doce do planeta.

No entanto, quanto distribuio da gua no pas, observa-se grande

irregularidade, uma vez que 80% da gua doce encontra-se na regio norte, a

qual habitada por cerca de 5% da populao. Restando, portanto, 20% para

as demais regies, habitadas por cerca de 95% da populao.

Desta forma, a distribuio irregular dos recursos hdricos apresenta-se

como um fator de grande importncia para o desenvolvimento do Pas, haja

vista a escassez de gua que assola o semi-rido nordestino. (GIACCHINI,

2009).

7

Verificam-se graves problemas de falta de gua em muitas cidades

brasileiras, como crises de racionamento de gua. Nessas situaes, o

consumo mdio de gua disponvel por habitante cai consideravelmente,

alterando os hbitos das pessoas e movimentando setores da economia

relacionados ao problema: aumento do nmero de empresas de carros-pipa, do

preo da gua e do nmero de poos artesianos (FIGUEIREDO, 2007).

Vale ressaltar ainda que, a quantidade de gua existente no planeta

limitada, acredita-se ser praticamente a mesma de h trs bilhes de anos, isto

porque o ciclo da gua se sucede infinitamente. Paralelamente observa-se um

incremento no consumo de gua, principalmente em funo do aumento da

populao mundial associado ao desenvolvimento urbano. (GIACCHINI, 2009).

2.2 APROVEITAMENTO DAS GUAS PLUVIAIS

O aproveitamento da gua de chuva caracteriza-se por ser um processo

milenar, adotado por civilizaes como Astecas, Maias e Incas. Tomaz (2003)

relata que um dos registros mais antigos do aproveitamento da gua de chuva

data de 850 a.C., referindo-se s inscries na Pedra Moabita, no Oriente

Mdio, onde o rei Mesha sugere a construo de reservatrios de gua de

chuva em cada residncia. O autor faz referncia ainda ao Palcio de Knossos

na Ilha de Creta, onde h aproximadamente 2000 a.C., a gua da chuva era

aproveitada na descarga das bacias sanitrias.

Assim sendo, o aproveitamento da gua de chuva refere-se a um

sistema relativamente simples, que consiste na captao, filtragem,

armazenamento e distribuio da gua que cai no telhado da edificao.

Segundo Fendrich (2009) a tecnologia para o uso da gua de chuva nas

edificaes a soma das seguintes tcnicas:

a) coletar a gua que precipita no telhado;

8

b) eliminar a gua do incio da chuva (descarte inicial);

c) unidades de sedimentao, filtragem, tratamento e melhoria da

qualidade da gua;

d) armazenar a gua da chuva em reservatrios;

e) abastecer os locais de uso;

f) drenar o excesso da gua de chuva, em caso de chuvas

intensas;

g) completar a falta de gua em caso de estiagem prolongada.

2.3 LEGISLAO E NORMAS VIGENTES

Quanto aos sistemas de aproveitamento da gua de chuva, as diretrizes

de projeto e dimensionamento esto prescritas na Norma Brasileira NBR,

15.527 gua da Chuva Aproveitamento de coberturas em reas urbanas

para fins no potveis, publicada em 24.10.2007 pela Associao Brasileira de

Normas Tcnicas ABNT. Tal norma apresenta os requisitos para o

aproveitamento da gua de chuva de coberturas em reas urbanas para fins

no potveis. Portanto, a sua aplicao procede para usos no potveis em

que a gua de chuva pode ser utilizada aps tratamento adequado. Quanto

concepo do projeto do sistema de coleta da gua de chuva, este deve

atender s Normas Tcnicas, ABNT NBR 5.626 e NBR 10.844. Ainda deve

constar o alcance do projeto, a populao a ser atendida, a determinao da

demanda, bem como os estudos das sries histricas e sintticas das

precipitaes da regio (ABNT, 2007).

Por sua vez, com respeito legislao, destaca-se a Lei 10.785/03 do

Municpio de Curitiba que instituiu o PURAE Programa de Conservao e

Uso Racional da gua nas Edificaes (anexo 8). O programa prev a adoo

de medidas que visam induzir a conservao da gua atravs do uso racional,

e de fontes alternativas de abastecimento de gua nas novas edificaes. Tal

programa foi criado com o intuito de sensibilizar os usurios sobre a

importncia da conservao dos recursos hdricos (CURITIBA, 2003).

9

A regulamentao da referida Lei ocorreu atravs da aprovao do

Decreto 293, em 22.03.2006, o qual manteve a obrigatoriedade para todas as

novas edificaes, da captao, armazenamento e utilizao das guas

pluviais oriundas da cobertura da edificao.

Na cidade de Rio de Janeiro, o Decreto n 23.940 de 30 de janeiro de

2004, declara obrigatria a reteno das guas pluviais de reas

impermeabilizadas maiores que 500 m, porm deixa a desejar ao permitir que

essa gua possa ser escoada para as bocas de lobo aps uma hora depois do

final da chuva. Tambm exige que locais descobertos para estacionamentos de

veculos devem ter 30% de sua rea revestidas com piso drenante, mas no

indica nada a respeito de aproveitamento da gua que cai na superfcie no

drenante, por exemplo: para lavagem dos prprios carros.

Na cidade de So Paulo, foi criado o Programa de Incentivo Reduo

do Consumo de gua, no dia 10 de maro de 2004, que prev que todos os

clientes que atingirem uma reduo de 20% em suas mdias de consumo de

gua recebem um prmio de 20% de desconto no valor final de suas contas de

gua.

2.4 QUALIDADE DA GUA PLUVIAL

May e Prado (2004) apud Ywashima (2005) realizaram um estudo para

verificar a qualidade da gua de chuva utilizada para consumo no potvel.

Com base nos resultados das anlises da gua de chuva os autores

aconselham o descarte dos primeiros 15 a 20 minutos de precipitao para que

seja feita a limpeza do telhado, devido concentrao elevada de poluentes

depositados.

Recomendam ainda que a gua de chuva armazenada sem qualquer

tipo de tratamento pode ser utilizada somente para consumo no potvel.

Porm, ela tem potencial para utilizao na rega de jardins, na lavagem de

10

veculos, caladas e ptios, na limpeza de vasos sanitrios, em sistemas de ar

condicionado e em sistemas de combate a incndios, entre outros.

Segundo Tomaz (2003) a composio da gua de chuva varia de acordo

com a localizao geogrfica do ponto de amostragem, com as condies

meteorolgicas (intensidade, durao e tipo de chuva, regime dos ventos,

estao do ano, etc.), com a presena ou no de vegetao e tambm com a

presena de carga poluidora.

Em se tratando de sistemas de aproveitamento da gua de chuva, a

manuteno e higienizao dos equipamentos componentes de tal sistema so

fundamentais para a preservao da qualidade da gua (REBELLO, 2004).

No entanto, ressalta-se que a superfcie de coleta da gua de chuva

pode influenciar na qualidade desta, seja pelo material da superfcie ou devido

substncias presentes em tais superfcies, como: fezes de aves e roedores,

artrpodes e outros animais mortos em decomposio, poeira, folhas e galhos

de rvores, revestimento do telhado, fibras de amianto, resduos de tintas,

entre outros que ocasionam tanto a contaminao por compostos qumicos

quanto por agentes patognicos (REBELLO, 2004).

No quadro 1 a seguir, retirado da norma NBR 15527/2007, mostram-se

alguns critrios sobre qualidade da gua para fins no potveis.

11

QUADRO 1 - Parmetros de qualidade de gua de chuva para usos

restritivos no potveis

FONTE: NBR 15527/2007

Em geral, as chuvas s devem ser usadas para uso no-potvel,

principalmente em regies industriais, onde grande a poluio atmosfrica.

(TOMAZ, 2003)

2.4.1 Qualidade da gua dentro do reservatrio.

A chuva poder levar materiais pesados que estejam no ar e que se

depositaro no fundo do reservatrio, onde geralmente se forma uma pequena

camada de lama. Os microorganismos que vieram do telhado e dos

encanamentos se desenvolvero no reservatrio, colocando em perigo aqueles

que usarem a gua de chuva para fins potveis, podendo causar diarrias.

Mesmo amebas podero ser encontradas nos reservatrios de gua de chuva.

Alguns cuidados especiais devero ser tomados, tais como, evitar-se a

entrada da luz do sol no reservatrio devido ao crescimento de algas. A tampa

de inspeo dever ser hermeticamente fechada. A sada do extravasor

12

(ladro) dever conter grade para que no entrem animais pequenos (Tomaz,

2003).

Pelo menos uma vez por ano, dever ser feita uma limpeza no

reservatrio enterrado e havendo a suspeita de que a gua do reservatrio est

contaminada, dever se adicionar hipoclorito de sdio a 10% ou gua sanitria.

Em hiptese alguma a gua de chuva dever ser usada para fins

potveis. Somente ser usada para descargas dos vasos sanitrios, irrigao,

lavagem de passeios e caladas. (Tomaz, 2003).

2.5 SISTEMAS DE CAPTAO DE GUA PLUVIAL

O funcionamento de um sistema de coleta e aproveitamento de gua

pluvial consiste de maneira geral, na captao da gua da chuva que cai sobre

os telhados ou lajes da edificao. A gua conduzida at o local de

armazenamento atravs de calhas, condutores horizontais e verticais,

passando por equipamentos de filtragem e descarte de impurezas. Em alguns

sistemas utilizado dispositivo desviador das primeiras guas de chuva. Aps

passar pelo filtro, a gua armazenada geralmente em reservatrio enterrado

(cisterna), e bombeada a um segundo reservatrio (elevado), a partir do qual

as tubulaes especficas de gua pluvial iro distribu-la para o consumo no

potvel.

A Figura 1 apresenta esquema tpico de funcionamento do sistema de

aproveitamento de gua de chuva em edificaes. As normas NBR 5626 -

Instalao predial de gua fria e NBR 10844 - Instalaes prediais de guas

pluviais, fornecem os requisitos para o aproveitamento de gua de chuva em

reas urbanas para fins no potveis. A concepo do projeto do sistema de

coleta de gua de chuva deve atender s especificaes contidas nessas

normas.

13

FIGURA 1 Esquema tpico de aproveitamento de guas pluviais

FONTE: 3P Technik do Brasil

2.6 DISPOSITIVOS E ACESSRIOS UTILIZADOS NA CAPTAO DA GUA

2.6.1 Reservatrio

Um dos componentes mais importantes de um sistema de

aproveitamento de gua pluvial o reservatrio. Quanto ao dimensionamento a

NBR 15.527/07 sugere em seu Anexo A, alguns mtodos para o seu

dimensionamento, entretanto, fica a critrio do projetista a escolha do mtodo

que melhor se aplica a cada situao. Devem ser considerados os aspectos

hidrolgicos locais, o atendimento ao consumo, os aspectos sanitrios e

tambm a sustentabilidade hdrica da bacia hidrogrfica.

14

Segundo Fendrich (2002) o armazenamento dever ser feito em

reservatrio coberto, conforme figura 2, dotado de tampa de inspeo,

drenar o excesso das guas pluviais e a instalao

de unidade de bombeamento. No fundo do reservatrio de armazenamento das

guas pluviais, dever ser instalado um dreno, para realizar as limpezas

peridicas de manuteno.

A NBR 5626/98 da ABNT estabelece que os reservatrios devam ser

projetados e construdos de maneira que:

- sejam perfeitamente estanques;

- possuam paredes lisas, executadas com materiais que no alterem a

qualidade da gua e que resistam ao ataque da mesma;

- impossibilitem o acesso de elementos que poluam ou contaminem a

gua;

- possuam abertura para inspeo, limpeza e eventuais reparos;

- sejam dotados de extravasor (ladro);

- tenham canalizao para esgotamento e, quando a rea do fundo for

superior a 2m, esta dever ser inclinada a fim de permitir o seu perfeito

esvaziamento.

Podem ser constitudos de diversos tipos de materiais, tais como

cermicos, de madeira, metlicos, de concreto armado, em polietileno, de fibra

de vidro, ou ainda, em polietileno aditivado, os quais devero satisfazer as

condies bsicas enumeradas anteriormente. (FENDRICH, 2002).

De acordo com experincias internacionais e nacionais, seja pelo

emprego de mtodos de demanda constante, ou ainda, pelo empirismo

relao utilizao das guas pluviais,

um dos grandes problemas a determinao da capacidade do reservatrio de

armazenamento, Levando-se em conta: rea do telhado, a precipitao pluvial

do local, o intervalo dos dias de estiagem e a demanda desejada de gua.

(FENDRICH, 2002).

15

FIGURA 2 - Instalao geral do reservatrio Inferior (cisterna)

FONTE: Acqualimp

FIGURA 3 - Reservatrio Superior de guas pluviais

FONTE: Autor

16

2.6.1.1 Dimensionamento do reservatrio para o armazenamento das guas pluviais.

Segundo Fendrich (2002) para o dimensionamento do reservatrio de

armazenamento e utilizao das guas pluviais, o volume mximo mdio anual

das guas de chuva que poder ser aproveitado no ser o mesmo que o

volume precipitado total. Segundo o autor, existem perdas de gua por

evaporao, vazamentos, limpeza dos telhados e de outras reas de coleta, ou

ainda, perdas na autolimpeza dos sistemas que representam cerca de 5% at

30 % de perdas do volume precipitado total.

Os coeficientes de escoamento superficial C das reas de coleta das

guas pluviais, comumente utilizados, esto indicados na Tabela 1.

TABELA 1 Coeficiente de escoamento superficial

reas de Coleta das guas Pluviais Coeficiente de Escoamento

Superficial ( C )

Telhas cermicas 0,80 a 0,90

Telhas, lajotas e ladrilhos vitrificados 0,90 a 0,95

Telhas de cimento-amianto 0,70 a 0,85

Telhas metlicas corrugadas 0,80 a 0,95

Lajotas e blocos de concreto 0,70 a 0,80

Lajotas e blocos de granito 0,90 a 0,95

Pavimentos de concreto 0,80 a 0,95

Pavimentos asflticos 0,70 a 0,90

FONTE: Adaptado de Fendrich (2002)

O aproveitamento mximo mensal das guas pluviais, levando-se em

considerao o coeficiente de escoamento superficial obtido por:

cAPCQ eq. (1)

Onde: Q = volume mdio de guas pluviais (m);

C = coeficiente de escoamento superficial da rea de coleta;

17

P = altura total mdia de chuva (m);

cA = rea de coleta das guas pluviais (m).

2.6.1.2 rea de contribuio

Para o clculo da rea de contribuio ( cA ), devem-se considerar os

incrementos devidos inclinao da cobertura e s paredes que interceptem

gua de chuva que tambm deva ser drenada pela cobertura. A NBR 10844

indica a utilizao da equao 2, (ver figura 4).

bh

aAc2

eq. (2)

FIGURA 4 - Indicao para clculo da rea de contribuio

FONTE: NBR 10.844/89

2.6.1.3 Projeto de Escoamento de guas pluviais

Para o clculo da vazo a NBR 10844/89 sugere a equao 3 a seguir:

60

AiQ eq. (3)

Onde: Q = vazo do projeto (L/min);

i = intensidade de precipitao mxima mdia (mm/h);

A = rea de contribuio (m).

18

Segundo FENDRICH (2003), a equao atualizada a ser utilizada na

regio de Curitiba :

041,1

159,0

41

64,726.5

t

Ti r eq. (4)

Onde: i = intensidade de precipitao mxima mdia (mm/h)

t = tempo de durao da chuva (min)

rT = tempo de recorrncia (anos)

A durao da precipitao deve ser fixada em t = 5 min (NBR

10844/89). Os perodos de retorno devem ser T =1 ano para reas

pavimentadas onde empoamento possa ser tolerado; T = 5 anos para

coberturas e ou terraos e T = 25 anos para coberturas e reas onde o

empoamento ou extravasamento no possa ser tolerado.

2.6.2 Calhas

As calhas fazem com que as guas distribudas pelo telhado sejam

encaminhadas cisterna. Para se ter uma boa eficcia em seu uso deve-se

dimension-las levando em considerao a quantidade de gua que vir do

telhado e a sua inclinao at o condutor vertical. As calhas e condutores

verticais devero obedecer Norma Brasileira de instalaes de esgoto pluvial

NBR 10844 /1989.

Segundo esta norma, a declividade mnima para as calhas deve ser de

0,5%. No mercado j existem calhas fabricadas e desenvolvidas em diversos

modelos para que estas tenham harmonia com as fachadas e no provoquem

um incmodo visual, conforme mostra a figura 5.

19

FIGURA 5 - Detalhes para montagem de calhas e condutores de gua

pluvial

(a) calha (b) esquadro Interno (c) suporte

(d) emenda (e) juno 60 (f) bocal

FONTE: Tigre conexes

20

2.6.2.1 Dimensionamento das calhas

Para o dimensionamento das calhas a NBR 10844/89 adota-se a frmula

de Manning-Strickler:

2/13/2 iRn

SKQ H eq. (5)

Onde: Q = vazo de projeto (L/min);

S = rea da seo molhada (m);

n= coeficiente de rugosidade de Manning (ver quadro 2);

HR = P

S = raio hidrulico (m);

P = Permetro molhado (m);

i = declividade (m/m);

K = 60.000 m/m.

O quadro 2, extrada da NBR 10844/89, indica os coeficientes de

rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confeco de calhas.

QUADRO 2 -

FONTE: NBR 10844/89

21

E na tabela 2, encontramos as capacidades de calhas semicirculares,

usando coeficiente de rugosidade n = 0,011 para alguns valores de declividade.

Os valores foram calculados utilizando a frmula de Manning-Strickler, com

lmina de gua igual metade do dimetro interno.

TABELA 2 - Capacidades de calhas semicirculares com coeficientes

de rugosidade n = 0,011 (vazo em L/min)

FONTE: NBR 10844/89

2.6.3 Condutores verticais

Sempre que possvel, devem ser projetados em uma s prumada. Nos

desvios, devem-se usar curvas de 90 de raio longo ou curvas de 45. O

dimetro interno mnimo dos tubos verticais de 70 mm.

A NBR 10844/89 aconselha, ainda, que a drenagem deve ser feita por

mais de uma sada, exceto em casos em que no houver riscos de obstruo.

O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir dos

seguintes dados:

Q = vazo do projeto (L/mm)

22

H

L = comprimento do condutor vertical (m)

O dimetro D obtido atravs no baco da figura 6.

FIGURA 6 - baco para determinao de dimetros de condutores

verticais - com sada em aresta viva.

FONTE: NBR 10844/89

2.6.4 Condutores horizontais

O dimensionamento dos condutores horizontais de seo circular deve

ser feito para escoamento com lmina de altura igual a 2/3 do dimetro interno

do tubo, ou seja 0,66 D (NBR 10844/89), e sempre que possvel, com

declividade uniforme e de no mnimo 0,5%.

A tabela 3 retirada da NBR 10844/89 fornece as vazes em litros por

minuto, de acordo com os dimetros dos condutores horizontais de seo

circular e da declividade.

23

TABELA 3 Capacidade de condutores horizontais de seo circular

(vazes em L/min)

FONTE: NBR 10844/89

2.6.5

Dispositivo instalado no interior da cisterna, no final da tubulao de

entrada de gua de chuva. Reduz a velocidade da gua que chega cisterna,

evitando o turbilhonamento e a suspenso de slidos depositados no fundo da

cisterna.

FIGURA 7 gua

FONTE: 3P Technik - Sistemas para aproveitamento da gua de chuvas

24

2.6.6 Sifo ladro

O sifo ladro ou extravasor, retira impurezas da superfcie da gua,

bloqueia cheiros da galeria pluvial e impede a entrada animais.

FIGURA 8 - Sifo ladro

FONTE: 3P Technik - Sistemas para aproveitamento da gua de chuvas

2.6.7 Filtros

A filtragem da gua da chuva um processo necessrio para retirada

dos elementos em suspenso que so arrastados pela gua ao passar pelas

coberturas das edificaes.

No mercado existem filtros comerciais com capacidade de vazo entre

200 e 3000 m de telhado, com eficincia entre 90 a 95%. A sujeira separada

pelo filtro dirigida por uma sada secundria, possibilitando a sua

autolimpeza.

Experimentos realizados mostraram que, em muitos locais, alm da

filtrao, imprescindvel contar com dispositivo de descarte da gua escoada

nos primeiros momentos da precipitao. Essa necessidade decorre do fato de

que, aps um perodo sem ocorrncia de precipitaes, o telhado ou cobertura

ter recebido uma carga de substncias e materiais diversos que ficam sobre

eles depositados. Eles tm origem na poluio atmosfrica, na presena de

animais, em eventual vegetao, entre outras.