Projeto de Sistemas de Aproveitamento de Agua de Chuva - Rodolfo Luiz Bezerra Nobrega

Curso Aproveitamento de gua de chuva em cisternas

para o semi-rido

Tema 2

Projeto de sistemas de aproveitamento de gua de chuva

5 a 8 de maio de 2009

Rodolfo Luiz Bezerra NbregaUniversidade Federal de Campina Grande

Instituies Participantes:Financiadores:

Objetivo

Apresentar os componentes dos sistemas de aproveitamento de gua de chuva e alguns mtodos de dimensionamento utilizados na

concepo de projetos relacionados.

Roteiro

Conceitos bsicos

Componentes do sistema de aproveitamento

Dispositivos utilizados

Dimensionamento de calhas e condutores

Coeficiente de perdas

Sistemas em reas urbanas

Dimensionamento de cisternas

Conceitos BsicosPrecipitao

http://www.princessleia.com/images/journalpicshttp://d713577.u50.igempresas.ig.com.br/images/instrumentos/pluv1.jpg

MedioAs formas mais conhecidas de

precipitao so:

ChuvaGranizo

Neve

1 milmetro de chuva distribudo em uma rea de 1 metro

quadrado corresponde a um volume de 1 litro de gua

Conceitos BsicosOs processos que compem o aproveitamento

Captao: processo de interceptao da chuva

Transporte: meios que faro com que a chuva captada seja escoada para a cisterna

Armazenamento: estocagem da gua na cisterna

Manejo: conjunto de intervenes no sistema que influenciam o armazenamento e a retirada de gua da cisterna

Aproveitamento: significa o conjunto de processos citados

Roteiro

Conceitos bsicos








rea de Captao

Embrapa Semi-ridoProjeto Cisternas CT-Hidro/FINEP/MCT

Telhados Pisos

Componentes do sistema de aproveitamento de gua de chuva

Calhas e condutores

Projeto Cisternas CT-Hidro/FINEP/MCT

Calha de gua furtada

Calhas de beiral Calha de beiral

Componentes do sistema de aproveitamento de gua de chuva

Cisterna


Food and Agriculte Organization (FAO)

Embrapa Semi-rido

Roteiro

Conceitos bsicos







Outros dispositivos

Projeto Cisternas CT-Hidro/FINEP/MCT Projeto Cisternas CT-Hidro/FINEP/MCT

Dispositivo de

desvio das chuvas

IRPAA/Juazeiro

Melhorar a qualidade da gua armazenada

Primeiras guas Primeiras chuvas

Outros dispositivos

Bomba


Outros dispositivos

Extravasor


Roteiro

Conceitos bsicos








Por que dimensionar calhas e condutores?

As calhas de condutores devem ser capazes de ter:

Aspectos geomtricos adequados situao

Dimenses suficientes para permitir o escoamento da gua

Estrutura suficiente para suportar o peso


No Brasil o projeto de sistemas prediais para guas pluviais normatizado pela NBR 10.844/8

Informaes necessrias:

rea de contribuio;

Intensidade pluviomtrica.

Dados que se deseja obter:

Vazo de projeto;

Inclinao da calha;

Dimenses das calhas e condutores.


rea de contribuio (A)


Intensidade Pluviomtrica

Perodo de retorno

1 ano = reas pavimentados, onde empoamentso possam ser tolerados;

5 anos = para coberturas e/ou terraes

25 anos = para coberturas e reas onde empoamento ou extravasamento no possa ser tolerado

A durao da precipitao deve ser fixada em 5 minutos

Para construes at 100m pode-se atotar a intensidade de 150 mm/j


Clculo da vazo de projeto (Q)


Clculo da vazo de projeto (Q)

Tabela 1 Coeficientes multiplicativos da vazo de projeto

Tipo de curva

Curva a menos de 2 metros da sada da calha

Curva entre 2 e 4 metros da sada da calha

Canto reto 1,2 1,1

Canto 1,1 1,05

Para calhas beirais ou platibandas


Dimensionamento da calhaTabela 2 Coeficientes de rugosidade

Material n

Plstico, fibrocimento, ao, metais no-ferrosos

0,011

Ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida

0,012

Cermica, concreto no-alisado 0,013

Alvenaria de tijolos no-revestida 0,015


Tabela 3 Capacidade de condutores horizontais de seo circular (vazes em L/min.)

Dimetro Interno (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 %

1 50 32 45 64 90 29 41 59 83 27 38 54 76

2 75 95 133 188 267 87 122 172 245 80 113 159 226

3 100 204 287 405 575 187 264 372 527 173 243 343 486

4 125 370 521 735 1.040 339 478 674 956 313 441 622 882

5 150 602 847 1.190 1.690 552 777 1.100 1.550 509 717 1.010 1.430

6 200 1.300 1.820 2.570 3.650 1.190 1.670 2.360 3.350 1.100 1.540 2.180 3.040

7 250 2.350 3.310 4.660 6.620 2.150 3.030 4.280 6.070 1.990 2.800 3.950 5.600

8 300 3.820 5.380 7.590 10.800 3.500 4.930 6.960 9.870 3.230 4.500 6.420 9.110

Roteiro

Conceitos bsicos








O volume precipitado no o mesmo que o aproveitado. As razes so:

Formato da rea de captao;

Absoro de gua pela superfcie de captao;

Potencial de captao prejudicado pelos limites da rea de captao;

Desvios ou vazamentos nos condutores que transportam a gua.

Possui vrias denominaes na literatura


Parablico V invertido Ondulado

Coeficiente derunoff

0,81 0,84 0,83

Liaw e Tsai. Optimum storage volume of rooftop rain water harvesting systems for domestic use. Journal of the american water resources association. August 2004.

Tipo da cobertura Coeficiente de runoff

Telhas cermicas 0,8 a 0,9

Telhas corrugadas de metal 0,7 a 0,9

Hofkes e Frazier. Runoff coeficients. In Rainwater Harvesting by Parcey and Adrian. 1996.

Roteiro

Conceitos bsicos








A norma NBR 15.527/2007 estabelece os requisitos paraaproveitamento de gua de chuva de coberturas em reasurbanas para fins no potveis. Nela estabelecido que: Calhas e condutores: NBR 10844/1989;

Devem ser instalados dispositivos de remoo de detritos;

O dispositivo de descarte, quando existir, deve ser projetado. Na ausnciade critrios suficientes, recomenda-se descartar os 2 mm iniciais dechuva;

Os reservatrios devem conter extravasor, dispositivo de esgotamento,cobertura, inspeo, ventilao e segurana;

A retirada de gua deve ser realizada prxima superfcie;

Ao menos uma vez ao ano os reservatrios devem ser limpos com umasoluo de hipoclorito de sdio (NBR 5626);

O sistema de distribuio da gua de chuva aproveitada deve serindependente do sistema de gua potvel.


Mtodos de dimensionamento propostos na NBR 15.527/2007:

Mtodo Azevedo Neto;

Mtodo prtico alemo;

Mtodo prtico ingls;

Mtodo prtico australiano;

Mtodo de Rippl;

Mtodo da simulao.

Roteiro

Conceitos bsicos








Concepo do volume de 16 m para cisternas no Semi-rido:

rea mdia de captao: 40 m;

Precipitao mdia: 400 mm/ano;

Volume potencial aproveitvel: 40 m x 400 mm = 16.000 litros;

Supondo um consumo per capto de 13 litros/dia, temos que uma cisterna com 16 m de gua abastece uma famlia de 5 pessoas por:

16.000 l/(5 pessoas x 13 litros/pessoa/dia) = 246 dias ou 8 meses (aproximadamente).


Mtodo Azevedo Neto


Mtodo prtico alemo


Mtodo prtico ingls


Mtodo prtico australiano

Exerccio

Dimensione uma cisterna para ser construda na rea urbana de Custdia (PE) utilizando os mtodo de Azevedo Neto e os mtodos prticos ingls e alemo.

Dados:

Precipitao mdia: 400 mm/ano;

rea de captao: 100 m; Volume aproveitvel por ano: 400 mm x 100 m x 0,75 = 30.000 litros.

Quantidade de meses com pouca ou nenhuma chuva: 6;

4 residentes (demanda 20 litros/dia/pessoa); Demanda anual: 20 x 4 x 365 = 29.200 litros.

Exerccio

Atravs do mtodo prtico ingls

V = 0,05 x P x A = 0,05 x 400 x 100 = 2.000 L

Atravs do mtodo Azevedo Neto

V = 0,042 x P x A x T = 0,042 x 400 x 100 x 6 = 10.080 L

Atravs do mtodo prtico alemo

V = Min (V;D) = Min (30.000;29.200) x 0,6 = 17.520 L

No considera a demanda.

No considera o perodo de estiagem

No considera a demanda e perodo de estiagem


Mtodo Rippl


Mtodo da simulao


Observaes sobre o mtodo da simulao:

As simulaes so baseadas na equao de balano hdrico para um reservatrio de volume finito;

Podem ser implementados parmetros para uma anlise que represente melhor o sistema estudado. Por exemplo: volume desviado, evaporao, incertezas no consumo, entre outros;

Uma avaliao qualitativa e quantitativa das sries de precipitao deve ser realizada para que seu uso seja adequado.

Bibliografia recomendada

Anais dos Simpsios da Associao Brasileira de Captao e Manejo de gua de Chuva - ABCMAC (www.abcmac.org.br).

Aproveitamento de gua de chuva para reas urbanas e fins no potveis. Tomaz, P.; Navegar Editora. 2003.

NBR 10844/89 - Instalaes prediais de guas pluviais. Rio de Janeiro: ABNT, 1989. 13 p.

NBR 15.527/2007 - Aproveitamento de coberturas em reas urbanas para fins no potveis. Rio de Janeiro: ABNT, 2007. 12 p.

Potencialidades da gua de chuva no Semi-rido Brasileiro. Eds.: Brito, L. T. L.; Moura, M. S. B.; Gama, G. F. B. Petrolina PE: Embrapa Semi-rido, 2007. 181 p.

Documents

Projeto de Sistemas de Aproveitamento de Agua de Chuva - Rodolfo Luiz Bezerra Nobrega