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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Uso de águas residuais e pluviais em edificações de âmbito industrial:
Estudo de caso de uma empresa de pré-fabricados
Trabalho apresentado ao departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal de
São Carlos como requisito para obtenção do
grau de Engenheiro Civil.
Filipe de Lima Rocha
Orientador: Prof. Dr. Douglas Barreto
São Carlos
Março de 2011
1
Agradecimentos
Agradeço primeiramente a minha família pelo seu apoio incondicional durante a minha
formação acadêmica.
Aos meus amigos Alexandre Hideki, Carolina Arruda, Carolina Nanya, Victor Mascarenhas,
Tiago Pomponet e Kleydson Stênio agradeço pela sua companhia e conselho em horas de
descontração bem como a todos os meus outros amigos que se interessaram por meu
trabalho e tiveram a curiosidade de discutir comigo os temas aqui apresentados.
Meus mais sinceros agradecimentos as pessoas que colaboraram com os dados que utilizei
nessa pesquisa, especialmente ao engenheiro Alfonso Petrozziello Junior por sua paciência
em me ceder os dados relativos à fábrica da empresa Lajes Anhanguera, ao meu orientador
Douglas Barreto por me instruir na maneira como esse trabalho deveria ser realizado e
também a todos os professores da banca que se dispuseram a ler meu trabalho e a me
avaliar de maneira sincera.
2
Resumo
A obtenção de insumos através de formas alternativas se tornou uma das diretivas atuais de
crescimento da humanidade, que busca reduzir os impactos de sua atividade reduzindo o
desperdício e tentando melhorar a eficiência de seus processos industriais. Dentro dessa
dinâmica o presente trabalho realiza uma investigação da viabilidade técnica e econômica do
aproveitamento da água pluvial aplicada ao setor da indústria da construção civil,
especificamente na produção de estruturas pré-moldadas de concreto.
A situação atual de insuficiência hídrica regional vivida pelo Brasil criou um entorpecimento
na busca de políticas de controle do desperdício de água, um dos recursos mais essenciais
para o desenvolvimento de uma sociedade. Esse atraso tecnológico cobra seu preço: o uso de
água pluvial é um investimento viável conforme será discutido nesse trabalho e se mais
empresas adotassem essas medidas seria possível economizar mais recursos e
conseqüentemente reinvesti-los na melhoria de outros setores, gerando uma sinergia de
melhoria continua de processos.
Esse trabalho foi realizado seguindo a metodologia criada pela Federação de Indústrias do
Estado de São Paulo em seu manual de Conservação e Reuso de Água, com algumas
modificações relativas ao objeto de estudo. A idéia ao estudar o empreendimento Lajes
Anhanguera foi o de adotar um Programa de Conservação e Reuso de Água (PCRA) e a partir
dele obter respostas quanto a praticidade de adoção desse tipo de políticas de reuso.
Através da análise de planilhas de produção foi possível obter as quantidades de água que
poderiam ser economizadas e qual é o valor dessa economia dentro do cenário atual vivido
pela empresa. A série de economias originadas em 10 anos pagaria o investimento gerando
uma Taxa Interna de Retorno de 2,83 %.
Com o auxílio de dados coletados durante o ano de 2004 pode-se comprovar a viabilidade
técnica do uso de água pluvial em Jundiaí em relação aos parâmetros estabelecidos pela
norma ABNT NBR 15527/2007 com algumas ressalvas.
Palavras-Chave: Reuso de água, Água pluvial, Dimensionamento de reservatórios
3
Abstract
Obtaining supplies through alternative ways have become one of the current growth policies
of the humanity, which tries to reduce the impacts of its activity reducing its wastefulness as
well as trying to improve the efficiency of its industrial process. Inside of this dynamics the
present work carries through an inquiry about the technical and economical viability of the
adoption of reuse of rainwater applied to the civil construction sector, especially on the
production of precast concrete structures.
The current situation of regional water insufficiency experienced by Brazil has created a
numb stance in a search for politics of control of water waste, one of the most vital resources
for society development. This technological gap takes its toll: the use of rainwater is a viable
investment as will be argued in this work and if more companies would adopt this kind of
measure it would be possible to save more resources and consequently reinvest them in the
improvement of other sectors, generating a synergy of constant process improvement.
This work was developed following the methodology created by the Industrial Federacy of
São Paulo in its manual of Reuse and Conservation of water, with a few modifications relative
to the object of study. The idea when studying the Lajes Anhanguera Company was to adopt
the program of Conservation and Reuse of Water (PCRA) and from it to get answers about
the impact of the adoption of this reuse measures.
By analysis of some spreadsheets it‟s possible to obtain the amount of water that can be saved
and how much is the value of the economy inside the enterprise actual scenario. The series of
economies originated in 10 years of reinvestment could pay the initial costs generating an
Internal Return Rate of 2,83 %.
With the help of some data collected during the year of 2004 it‟s possible to prove the
technical viability of the rainwater use in Jundiaí in comparison with the parameters
established by the ABNT NBR 15527/2007 standard with a few reservations.
Keywords: Water reuse, Rainwater, Dimensioning of reservoirs
4
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Volume Total de água no mundo – Fonte: Shiklomanov (1998) citado por May
(2004) ....................................................................................................................................... 14
Figura 2 - Exemplo de utilização de água de reuso no derretimento de neve – Fonte: Asano
(1996) ....................................................................................................................................... 16
Figura 3 - Comparação entre os diferentes destinos dados a água de reuso tratada na
Califórnia e no Japão – Adaptado de Asano (2004) ................................................................. 16
Figura 4 - Desenho esquemático do sistema de coleta de água pluvial - Fonte: Valle (2005).
.................................................................................................................................................. 18
Figura 5 - Detalhamento das diferentes etapas a serem consideradas antes da implantação de
técnicas de reuso de água em ambiente industrial. ................................................................... 20
Figura 6 - Quadro ilustrando a mudança de mentalidade empresarial nas últimas décadas -
Fonte: Silva Filho (2003) .......................................................................................................... 21
Figura 7 - Exemplo de aplicação da laje painel treliçado - Fonte: www.anhanguera.com.br .. 23
Figura 8 - Exemplo de aplicação do painel duplo como muro de contenção - Fonte:
www.anhanguera.com.br .......................................................................................................... 23
Figura 9 – Exemplo de aplicação das vigotas treliçadas - Fonte: www.anhanguera.com.br ... 24
Figura 10 – Localização da fábrica da empresa Lajes Anhanguera– Fonte:
www.anhanguera.com.br .......................................................................................................... 24
Figura 11 – Sede da empresa Lajes Anhanguera - Fonte: www.anhanguera.com.br ............... 25
Figura 12 - Layout da unidade de fabricação de peças de concreto pré-moldado – Desenho
obtido junto ao proprietário da fábrica (2011). ........................................................................ 30
Figura 13 - Etapas de produção e o aporte de água nas diferentes atividades. ......................... 33
Figura 14 - Detalhe da mini usina de concreto responsável pela produção da matéria prima
usada nos painéis - Fonte: acervo do autor. .............................................................................. 34
Figura 15 - Detalhe da jerica usada para espalhar o concreto sobre as fôrmas - Fonte: acervo
do autor. .................................................................................................................................... 34
5
Figura 16 - Colocação e posicionamento das treliças nos painéis recém concretados - Fonte:
acervo do autor ......................................................................................................................... 35
Figura 17 - Detalhe ao fundo da foto das peças sendo secadas na sombra - Fonte: acervo do
autor. ......................................................................................................................................... 36
Figura 18 - Doca de carregamento de material - Fonte: acervo do autor. ................................ 37
Figura 19 - Macro-fluxo de água na Fábrica. ........................................................................... 38
Figura 20 - Principais consumos de água na fábrica. ............................................................... 40
Figura 21 - Origem da água segundo os principais consumos. ................................................ 40
Figura 22 - Consumo diário de água em m³/dia. ...................................................................... 42
Figura 23 - Gráfico comparativo do uso de água versus o período. ......................................... 47
Figura 24- Consumo Total X Consumo Registrado. ................................................................ 49
Figura 25 – Tipo de reservatório a ser utilizado no empreendimento estudado - Fonte: Agretal.
.................................................................................................................................................. 55
6
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Número médio de funcionários. .............................................................................. 42
Tabela 2 - Dados da qualidade de água de abastecimento público - Fonte: adaptado de DAE
Jundiaí. ...................................................................................................................................... 43
Tabela 3 – Dados adaptados obtidos por May (2004) após diversas análises de água pluvial
para a cidade de São Paulo - Fonte: adaptado de FIESP (2004) .............................................. 44
Tabela 4 – Tabela comparativa de valores obtidos por May (2004) com os mínimos
necessários para a produção de concreto armado da NM 137/97. ............................................ 45
Tabela 5 - Consumo de água para o período de estudo. ........................................................... 47
Tabela 6 - Quantidade de água x Quantidade produzida de concreto durante o período de
estudo. ....................................................................................................................................... 48
Tabela 7 - Parcela de participação no consumo mensal de cada atividade desenvolvida. ....... 50
Tabela 8 - Dados relativos ao uso de água de origem subterrânea. .......................................... 51
Tabela 9 - Precipitação mês a mês no município de Jundiaí (1997 a 2011) - Fonte: DAE
Jundiaí. ...................................................................................................................................... 52
Tabela 10 - Dimensionamento do Reservatório de água pelo método de Rippl. ..................... 54
Tabela 11 - Dados do consumo de água e os preços praticados pelo DAE, com ênfase na
economia possível. ................................................................................................................... 56
7
Sumario
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 9
2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 11
3. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 12
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 14
4.1 A Água no mundo ...............................................................................................................14
4.2 Histórico das técnicas de reuso de água ............................................................................15
4.3 Benefícios do aproveitamento de águas pluviais e servidas ............................................17
4.4 A Água pluvial .....................................................................................................................18
4.5 Relação Custo-Benefício .....................................................................................................21
4.6 O objeto de estudo: A empresa Lajes Anhanguera .........................................................22
4.7 Qualidade da Água x Qualidade do Concreto ..................................................................25
4.8 Dimensionamento de Reservatórios ..................................................................................26
5. MÉTODO ......................................................................................................................... 28
6. PROGRAMA DE CONSERVAÇÃO E REUSO DE ÁGUA - PCRA ............................ 31
6.1 Avaliação Técnica Preliminar ............................................................................................32
6.1.1 Etapas da produção ........................................................................................................................ 32
6.1.2 Macro-fluxo de água ...................................................................................................................... 37
6.1.3 Micro-fluxo de água ...................................................................................................................... 39
6.2 Avaliação da demanda de Água ........................................................................................41
6.2.1 Perdas Físicas ................................................................................................................................ 41
6.2.2 Adequação de processos: ............................................................................................................... 41
6.2.3 Adequação de Equipamentos e Componentes ............................................................................... 42
6.2.4 Avaliação da qualidade da Água ................................................................................................... 43
6.3 Avaliação da Oferta de Água .............................................................................................46
6.3.1 Água da rede pública ..................................................................................................................... 46
6.3.2 Água Subterrânea .......................................................................................................................... 50
6.3.3 Águas Pluviais ............................................................................................................................... 51
6.4 Estudo de Viabilidade técnica e econômica ......................................................................55
8
6.5 Implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial ..........................................57
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................... 59
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 61
9. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA .................................................................................. 64
10. ANEXO A – Orçamento Agretal ................................................................................. 66
9
1. INTRODUÇÃO
Um dos maiores desafios que a humanidade vem enfrentando nos últimos anos está na
solução de uma delicada equação, onde a cada ano que passa os recursos disponíveis são mais
escassos para o seu desenvolvimento, porém, maiores são as suas necessidades, portanto é
possível observar que com o passar do tempo a escassez desses materiais se tornará uma
questão cada vez mais preocupante, isso levando em conta apenas o aumento populacional
que vem ocorrendo nas últimas décadas. Outro fator preocupante que se deve levar em conta
consiste na perda de parte desses recursos por mau uso (desperdício) ou pela pura e simples
degradação dos mesmos.
Da grande matriz de insumos utilizados pela população de um país nenhum é mais crítico do
que a água. É sabido que o corpo humano consegue ficar sem se alimentar durante alguns
dias, porém segundo Bryant (S/ Data) mais do que dois dias sem a ingestão de qualquer
quantidade de água podem ser simplesmente mortais. Se a análise for aprofundada é fácil
concluir que seria impossível desenvolver atividades industriais sem o uso de recursos
hídricos, alimentos não poderiam ser produzidos ou cultivados, enfim a viabilidade de
qualquer atividade humana consiste essencialmente na presença e na abundância ou não de
água.
Levando em conta tais fatores a humanidade se viu colocada em xeque pela necessidade de
enfrentar o problema de maneira mais realista. Nos últimos anos, especialmente no Brasil,
ouve um crescimento em abordagens ligadas ao “Desenvolvimento Sustentável” e a adoção
de políticas de “utilização de recursos renováveis”, a criação do manual de Conservação e
Reúso de Água pela FIESP refletem essa mudança. Dentro dessa nova dinâmica em que se
torna interessante para a sociedade diminuir os desperdícios e maximizar a obtenção dos
recursos necessários para o seu desenvolvimento, esse trabalho se propõe a mostrar uma das
muitas alternativas de adoção de sistemas de Sustentabilidade dentro de um dos setores
industriais que trabalha com o maior desperdício de matéria prima devido a incongruências de
projeto e baixa especialização da mão de obra, o setor da Construção Civil.
Uma das fontes de recursos hídricos mais importantes dentro do ciclo hidrológico, mas
também caracterizado pela sua sazonalidade, é a água pluvial. Sua coleta, tratamento e
armazenamento podem ser um fator decisivo dentro da busca por fontes de baixo
10
custo/impacto e que podem ser adotadas em usos que requerem menor qualidade final do
produto.
Este trabalho é baseado no estudo de caso de uma empresa de peças de concreto pré-
fabricadas e pretende demonstrar que a adoção de medidas simples podem gerar o uso mais
racional de água potável criando um sistema sustentável e com qualidade boa o suficiente
para a confecção de peças de concreto, lavagem de equipamentos e realização de outros
serviços que dispensam o uso de água com padrões de potabilidade.
11
2. OBJETIVOS
O objetivo principal deste trabalho é o de determinar a viabilidade técnica da implementação
da captação e utilização, dentro do ciclo produtivo, da água pluvial. Como objetivo
secundário este trabalho se propõe a definir a quantidade efetiva de água pluvial que pode ser
incorporada ao processo e a qualidade mínima necessária para a sua utilização nas diferentes
etapas do processo produtivo de peças de concreto, bem como sua viabilidade
técnica/econômica.
A viabilidade técnica na adoção de água pluvial em âmbito industrial depende dos seguintes
fatores:
1 – Avaliação da quantidade de chuva que pode ser captada;
2 – Análise da qualidade da água captada e os métodos que serão usados para seu tratamento
se necessário;
3 – Determinação do tipo de material produzido na unidade fabril e os materiais utilizados;
4 – Caracterização do processo produtivo utilizado.
Tais fatores precisam ser analisados tomando como base um objeto de estudo, que neste caso
será a fábrica de peças de concreto pré-moldado sob a administração da empresa Lajes
Anhanguera.
12
3. JUSTIFICATIVA
Já é de senso comum que a água é um recurso de abundância limitada, especialmente se a
análise ocorrer sob o prisma de crescimento populacional e aumento da qualidade de vida
implicados pelos avanços da medicina (que se tornaram mais acessíveis a população em geral)
e também graças às medidas tomadas pelo poder público para disponibilizar saneamento
básico para o maior número possível de pessoas. No Brasil tem-se a falsa impressão de que a
disponibilidade de água é ilimitada, o que acarreta um grave problema de desperdício
agravado ainda pela má distribuição destes recursos dentro do território nacional, onde na
região Norte tem-se abundância, porém abrigando apenas uma pequena parcela da população,
em contraste com o Sudeste onde a maioria da população se concentra, mas que possui
problemas de captação e disponibilização de água para a população (em sua grande parte
vivendo em ambiente urbano). Dentro deste cenário, a exploração de métodos alternativos
para obtenção de recursos hídricos passou a ser um tema de importância muito relevante.
Segundo Silva Filho e Sicsu (2003) o aumento das exigências sobre os setores industriais,
acarretou numa mudança do perfil do consumidor que hoje além de necessitar de produtos de
qualidade exigem que as empresas produtoras pratiquem responsabilidades sócio-ambientais.
A Federação das Indústrias do estado de São Paulo (FIESP) preocupado com a crescente
necessidade de gerenciamento desses recursos lançou em 2004 o Manual de Conservação e
Reúso de água para a indústria, visando orientar empresários sobre as técnicas que podem ser
usadas para a reciclagem de água dentro da produção de forma a diminuir o gasto de água
tratada para fins que muitas vezes não necessitem de padrão de potabilidade (padrão esse que
é praticado pelas empresas responsáveis pelo Abastecimento Público). Em âmbito
internacional o assunto é tratado com mais seriedade ainda, sendo que em Israel a preservação
e gerenciamento de recursos hídricos é política nacional desde 1955 (Federação e Centro de
Indústrias do Estado de São Paulo, 2004). Segundo Asano et al (2011) a utilização de
estruturas de grande área para a coleta e tratamento de água de reuso no Japão tem ocorrido
desde 1964, sendo que o primeiro passo para a implantação desta política foi a identificação
das atividades industriais que não necessitam usar água altamente tratada para desenvolver
suas atividades.
13
Em alguns setores industriais o reuso de água e a implantação do uso de água pluvial na
produção já foi estudado (FIESP 2004) e se mostra bem efetivo, porém pouco se estudou
sobre o uso dessas fontes dentro de empresas de construção, especialmente as que produzem
peças de concreto pré-fabricado. A água faz parte do ciclo básico de produção de peças de
concreto (água de amassamento, cura, limpeza de equipamentos, etc...), portanto,
caracterizando corretamente as atividades a serem produzidas é possível determinar em quais
etapas será possível usar água pluvial coletada e tratada. Por todos esses motivos se faz
necessário um estudo maior dos potenciais de reuso e utilização dessa água em ambiente
industrial. Este trabalho propõe então acrescentar conteúdo nessa área de estudo.
14
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 A Água no mundo
Nos últimos anos é possível verificar uma crescente preocupação com o destino dos diferentes
recursos que são de importância vital para o desenvolvimento da humanidade e a água tem
recebido especial atenção devido a sua má distribuição sobre o globo terrestre. O
desenvolvimento de métodos alternativos de utilização de águas deixou de ser meramente um
plano figurativo para se tornar uma realidade preocupante, especialmente para o poder público
que acaba arcando com os custos da gestão de recursos hídricos de uma determinada região.
Segundo Goldenfum (2006), da totalidade de recursos hídricos existentes no planeta, 97,4%
são compostos de água salgada, 2% de água doce presa nas calotas polares e apenas 0,67% é
explorável de forma economicamente viável. Segundo Shiklomanov (1998) citado por May
(2004) existem cerca de 1386 de km³ de água no planeta Terra, sob a forma líquida e
congelada (ver Figura 1). Segundo Braga (2009) o Brasil se encontra em uma situação
extremamente favorável, uma vez que entre 12% e 16% da água doce do mundo encontra-se
em território nacional.
Segundo Hespanhol (2008), situações onde existe disponibilidade de pelo menos 1700
m³/hab.ano indicam uma situação de suficiência hídrica, no Brasil observa-se a condição de
33944,73 m³/hab.dia quase 20 vezes acima da situação considerada adequada, porém tal dado
necessita ser analisado dentro de um espectro regional. De fato, para o estado de São Paulo
onde a maior parte da população brasileira vive tem a previsão para o ano de 2010 de uma
Figura 1 - Volume Total de água no mundo – Fonte: Shiklomanov (1998) citado por May (2004)
15
cota de 2339,6 m³/hab.ano, ou seja, muito perto do limite estabelecido. Assim, o problema
existente no Brasil consiste, assim como em muitos locais do planeta, na má-distribuição dos
recursos hídricos, afinal na região norte do país onde está concentrada a maior parcela de água
doce é onde ocorre o menor índice populacional, gerando sempre um sentimento de
abundância infinita de um recurso que na verdade tende a se tornar mais e mais escasso
devido ao aumento populacional observado nas últimas décadas.
4.2 Histórico das técnicas de reuso de água
Esse tipo de mentalidade (abundância ilimitada de recursos hídricos) existente no Brasil
acabou gerando um atraso na implantação de medidas que favorecessem a busca por fontes
alternativas de água nos diversos setores de nossa sociedade, seja em âmbito industrial,
agrícola ou residencial. Para May (2004) um dos maiores desafios decorre da necessidade de
ampliação dos conhecimentos relativos à preservação dos recursos hídricos para diminuir as
chances de escassez crônica num futuro próximo. A captação de água pluvial nesse sentido é
um investimento extremamente justificado uma vez que o uso de águas de padrão não potável
para serviços que realmente não requerem esse tipo de qualidade acabam diminuindo os
custos de tratamento e desperdício de recursos hídricos que tem um valor agregado mais
elevado (água tratada).
No Japão o estudo de reuso de água como fonte alternativa de obtenção de recursos hídricos
para a indústria ocorre desde 1964 (Asano et al, 1996). Um uso importante, desenvolvido
especialmente no norte do Japão, onde as temperaturas são mais baixas, é o de derreter a neve
que caí nessas localizações disponibilizando mais água para a utilização em outras tarefas (ver
Figura 2). Nas grandes cidades japonesas existem espaços amplos destinados à obtenção de
água pluvial e tratamento de águas de reuso, revertendo ambas para uma qualidade menor do
que a necessária para ser considerada potável, mas de maneira boa o suficiente para ser usada
em indústrias ou em outros setores como pode ser visto na Figura 3. Ainda na Figura 3
podemos observar como o reuso de água se dá no estado da Califórnia, sendo usado
principalmente como fonte de irrigação.
16
Figura 3 - Comparação entre os diferentes destinos dados a água de reuso tratada na Califórnia e no
Japão – Adaptado de Asano (2004)
Segundo Crook (1993) o estado da Califórnia já adota critérios de reaproveitamento de águas
residuais desde 1979 e esses critérios são usados como base em diferentes estados e países.
Crook ainda cita que os critérios utilizados na recuperação da qualidade da água a ser
reutilizada foram baseados nos seguintes limites:
Figura 2 - Exemplo de utilização de água de reuso no derretimento de neve – Fonte: Asano (1996)
17
Na capacitação de estações de tratamento de águas residuais bem projetadas e
operadas capazes de garantir, de uma forma consistente, o atendimento aos limites
específicos para a qualidade do efluente;
Na experiência operacional da disposição e do reuso de efluentes;
Na avaliação de pesquisas pertinentes e dados relacionados aos efeitos na saúde; e
No desejo de não permitir riscos não razoáveis provocados pelo reuso de água.
4.3 Benefícios do aproveitamento de águas pluviais e servidas
Mckenzie (2005) cita alguns exemplos de implantação positiva das técnicas de reuso de água
em âmbito mundial. Em Woodburn, Oregon, devido aos elevados níveis de amônia presentes
nos resíduos líquidos foi necessário a criação de uma instalação destinada ao tratamento e
reutilização de água, com essa atitude em 1999 a cidade estava pronta para usar essa água na
irrigação de plantações populares. No Hawaii a adoção de medidas de reuso de água diminuiu
o despejo de efluentes no oceano pacífico e permitiu o uso dessas águas na irrigação de pistas
de golfe, em projetos paisagísticos e em água de reserva para o processo industrial de Osmose
Reversa. Braga (2009) cita mais um exemplo que ocorre em Israel onde boa parte da água que
é tratada para ser usada novamente é utilizada na irrigação de 20 mil hectares de lavouras
responsáveis por aumentar a matriz alimentícia do país.
Para Angelakis et al (2003) os principais benefícios da reutilização de água residem na
disponibilidade de uma fonte de água confiável e constante e na redução do impacto
ambiental causado pela eliminação dessas águas em rios e córregos. Tal situação pode ser
justificada uma vez que após sua utilização, as águas vão para uma estação de tratamento de
efluentes e são reincorporadas dentro dos ciclos produtivos que necessitam de recursos
hídricos. Se levarmos em conta ainda que a flutuação da demanda diária por água é pouco
significativa (e de fato tal demanda só vem aumentando devido ao aumento populacional,
uma vez que campanhas de conscientização já são incentivadas em nosso país) podemos
afirmar com certeza que boa parte da água usada, seja pela população, seja na irrigação ou em
indústrias pode ser reutilizada gerando economia e uma fonte estável de obtenção de águas de
qualidade considerada ideal para certas tarefas.
Uma fonte alternativa a utilização de águas servidas seria através da captação e disposição de
águas pluviais. Um fator benéfico relativo ao uso de água pluvial como fonte alternativa de
18
captação de recursos consiste que seu uso gera uma redução na quantidade de água que escoa
superficialmente, uma vez que muitos reservatórios acabam funcionando como mini
“piscinões” e atrasam a chegada da água em córregos e rios diminuindo as chances de
enchentes catastróficas.
4.4 A Água pluvial
Segundo Fendrich (2002) citado por Valle et al (2005) uma fonte alternativa de recursos
hídricos consiste na captação de águas pluvial através de telhados, calhas e reservatórios
dimensionados para esse propósito (Figura 4). Essas águas podem ser usadas principalmente
para fins não potáveis como a lavagem de áreas públicas ou então como descarga em bacias
sanitárias. Porém é justamente na indústria que essa captação se mostra mais valiosa, uma vez
que em termos de potencial de captação as indústrias possuem áreas maiores de telhado e
acabam consumindo uma quantidade maior de água para realizar sua produção fabril.
Figura 4 - Desenho esquemático do sistema de coleta de água pluvial - Fonte: Valle (2005).
Essa água necessita inicialmente de uma avaliação para se determinar suas características
físico-químicas e se for necessário trata-se essa água até ela obter a qualidade desejada e por
fim é realizado um armazenamento para que possa ser usada em conjunto com a água
fornecida pela concessionária local (não é adequado substituir completamente a fonte de água
comercial pela de reuso, pois isso acarreta em uma dependência que muitas vezes pode não
ser sanada).
19
O Governo Australiano (2004) em seu manual de utilização e dimensionamento de tanques
para coleta de águas pluviais recomenda que sejam avaliados requisitos químicos e biológicos
para o tipo de uso desejado. O manual ainda cita que as duas principais fontes de poluição em
águas coletadas são oriundas de:
Emissões de poluentes na atmosfera por indústrias ou veículos motorizados e
pulverização de agrotóxicos;
Sujeira decorrente de telhados, calhas e rufos e de seus respectivos materiais
componentes.
Com as características relativas ao tipo de água a ser coletada e que tipo de tratamento será
necessário, é preciso então entender qual será a demanda e a partir disso, dimensionar o
tamanho do reservatório a ser utilizado. Sobre o assunto o Texas Water Development Board
(2005) conclui que a área de captação define o suprimento de água e a demanda rege o
tamanho do reservatório a ser dimensionado. Quando a área de captura fornecer uma reserva
suficientemente grande então o reservatório pode ser dimensionado para suprir a demanda,
quando a reserva de água for insuficiente são necessários meio alternativos de obtenção de
água para realizar a produção, como é o caso de uso de poços artesianos.
Ciente da importância que medidas de racionalização do uso de água têm dentro do cenário
competitivo empresarial, a FIESP (2004) elaborou um manual com orientações sobre como
conservar e reutilizar água em ambiente industrial. As etapas para o desenvolvimento de um
projeto de reutilização de água segundo a FIESP (2004) podem ser esquematizadas da
seguinte maneira (Figura 5):
20
Figura 5 - Detalhamento das diferentes etapas a serem consideradas antes da implantação de técnicas de
reuso de água em ambiente industrial.
O manual ainda infere que um sistema de reuso de águas baseado exclusivamente em
captação de chuvas é composto por:
Reservatórios (uma vez que não é possível misturar afluentes advindos de outras
fontes que não do tipo potável no reservatório da edificação, segundo recomendação
da NBR 5626 – Instalação predial de água fria);
Sistema de Pressurização (para abastecimento direto dos pontos de consumo) ou
sistema de recalque;
Filtros separadores de sólidos e líquidos;
Tubos e Conexões (rede exclusiva);
“Bypass” para entrada de água de outra fonte para eventual suprimento do sistema.
Para Silva Filho e Sicsu (2003) a preocupação com o meio ambiente passou a ser um fator
primordial dentro das relações empresariais, uma vez que com o advento da globalização, as
empresas nacionais tiveram que se equiparar às indústrias internacionais e afastar o velho
método produtivo baseado na economia de escala, na hierarquia da rigidez e em preceitos do
Avaliação Técnica Preliminar
Avaliação da Demanda de água
Avaliação da Oferta de água
Estudo de viabilidade Técnico e Econômica
Detalhamento e Implantação de um plano de conservação
e reúso de água
Implantação de um sistema de gestão de água
21
fordismo. Dentro dessa nova dinâmica induzida pelo capitalismo surge a variável ambiental e
com isso pode-se entender a mudança da mentalidade industrial (Figura 6):
Figura 6 - Quadro ilustrando a mudança de mentalidade empresarial nas últimas décadas - Fonte: Silva
Filho (2003)
4.5 Relação Custo-Benefício
Em relação aos custos associados à prática de um sistema de reuso Hespanhol (2003) cita que
o método mais interessante de se obter números reais é o de “ajustar os custos marginais e os
benefícios ao valor presente, a uma taxa de desconto real e projetar o sistema de maneira que
a relação benefício/custo seja superior a unidade”. Outra opção segundo o mesmo autor é o de
determinar a taxa de retorno do projeto baseado em economia dos custos associados ao
abastecimento de água potável pela substituição por água não potável obtida pela captação das
chuvas.
Asano (1996) cita que no início, a implantação em uma fábrica de uma estação de tratamento
de águas para reuso tem custo elevado, mas que à medida que o sistema cresce com vendas
desse tipo de efluente para os setores privados, ocorre um equilíbrio entre o custo de operação
e as vendas justificando assim a implantação desse tipo de empreendimento em longo prazo.
No caso estudado não se pretende vender o insumo, porém com a economia gerada espera-se
recuperar o investimento inicial e obter a Taxa Interna de Retorno para o investimento dessa
série de economias.
22
Eq. (4.5.1)
A Taxa Interna de Retorno (TIR) é o modelo proposto por Hespanhol (2003) para a análise do
investimento inicial realizado para a implantação de um plano de conservação e reuso de
água. Segundo Pereira e Almeida (2011). O modelo consiste na procura de um ponto de
equilíbrio entre um investimento inicial seguido por diversos retornos futuros ou saldos. A
formula usada para calcular o valor presente líquido de uma determinada série de valores é a
seguinte:
Sendo que Ft é o valor presente das entradas de caixa e t é o tempo de desconto de cada
entrada de caixa. Por exemplo, para calcular a TIR de um investimento inicial de 100 reais
aonde se recebe após um mês um pagamento de 130 reais, tem-se a seguinte formula:
Portanto, para esse exemplo a TIR obtida é igual a 0,3 ou 30% para o período estudado.
A implantação de aproveitamento de água de pluvial pode ser considerada como sendo
atrativo caso a TIR seja positiva e de preferência acima de um determinado valor estabelecido
como a Taxa Mínima de Atratividade (TMA) para o investimento em questão.
4.6 O objeto de estudo: A empresa Lajes Anhanguera
A empresa Lajes Anhanguera foi fundada em 1992 em São Paulo, com o intuito de fornecer
ao mercado consumidor um produto diferenciado, que tivesse qualidade, economia e
eficiência.
Com o aperfeiçoamento dos programas de cálculo e análise estrutural e desenvolvimento de
novas tecnologias na construção civil, o sistema estrutural feito com lajes pré-moldadas
ganhou espaço no setor. Em função deste crescimento, a empresa desenvolve desde então uma
política de aperfeiçoamento contínuo de seus produtos e serviços baseado nas últimas
ferramentas disponíveis no mercado.
23
Os principais produtos desenvolvidos pela empresa são:
Laje Painel Treliçado (Figura 7);
Painel Duplo usado em cortinas de contenção (Figura 8);
Vigotas treliçadas (Figura 9).
Figura 7 - Exemplo de aplicação da laje painel treliçado - Fonte: www.anhanguera.com.br
Figura 8 - Exemplo de aplicação do painel duplo como muro de contenção - Fonte: www.anhanguera.com.br
24
A fábrica localiza-se na Rua Antenor Camargo, 280, Jundiaí – SP (Erro! Fonte de referência
não encontrada.), enquanto que o escritório de projetos (que também trata de assuntos
comerciais) fica localizado na Rua dos Três Irmãos, 62, no Bairro Morumbi, São Paulo - SP
(Figura 11).
Figura 10 – Localização da fábrica da empresa Lajes Anhanguera– Fonte: www.anhanguera.com.br
Figura 9 – Exemplo de aplicação das vigotas treliçadas - Fonte: www.anhanguera.com.br
25
4.7 Qualidade da Água x Qualidade do Concreto
A água, conforme já foi mencionado anteriormente, possui um papel fundamental na
produção de concreto, seja para a cura da peça seja como água de amassamento ela exerce
influência direta sobre a resistência do concreto e a existência de patologias indesejadas nas
peças pré-fabricadas, portanto a avaliação de sua qualidade se faz essencial, embora seja
muitas vezes negligenciada. Segundo a organização CIMENTO.ORG em seu artigo “Efeito
da qualidade da água no concreto” existem alguns parâmetros que precisam ser avaliados na
água usada para a produção de concreto, caso esse insumo não atenda tais recomendações
corre-se o risco da ocorrência de patologias pós-ocupação ou do funcionamento incorreto da
mistura. Tais parâmetros estão de acordo com a Norma brasileira ABNT 137/97 e são os
seguintes:
Sólidos Totais: no máximo 5000 x 10-6
g/cm³;
Valor do pH na faixa de 5,5 a 9,0;
Teor máximo de ferro não superior a 1 x 10-6
g/cm³.
Os requisitos químicos da água usada no concreto devem atender também os seguintes
parâmetros:
Teor de sulfatos solúveis inferior a 2000 x 10-6
g/cm³;
Quantidade de Cloretos solúveis não deve ultrapassar a marca 700 x 10-6
g/cm³ para a
produção de concreto armado.
Figura 11 – Sede da empresa Lajes Anhanguera - Fonte: www.anhanguera.com.br
26
O artigo ainda infere que a única maneira de descobrir a verdadeira influência que água tem
na resistência do concreto é realizando ensaios com corpos de prova moldados a pelo menos
28 dias utilizando o insumo a ser avaliado. O rompimento desses corpos de prova e ensaios de
pega determinam se o insumo é bom o suficiente para ser usado sem que cause problemas
para a mistura.
4.8 Dimensionamento de Reservatórios
Para que seja possível realizar uma análise econômica satisfatória deve-se em primeiro lugar
dimensionar um reservatório para o aporte de toda a água pluvial que se deseja utilizar. A
construção de um reservatório é um dos investimentos primários e, portanto é importante
projetá-lo para que ele seja adequado aos usos pretendidos. Os métodos de cálculo para o
dimensionamento de reservatórios segundo a NBR 15527 (ABNT, 2007) são os seguintes:
1. Método de Rippl;
2. Método da simulação;
3. Método Azevedo Neto;
4. Método prático alemão;
5. Método prático inglês;
6. Método prático australiano.
Devido à natureza deste estudo apenas o método de Rippl será abordado. O modo de cálculo
baseia-se em séries históricas mensais ou diárias:
–
, somente para valores em que S(t) é maior do que zero. Deve-se atentar também
que a . Onde:
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;
C é o coeficiente de escoamento superficial;
(Eq. 4.8.1)
(Eq. 4.8.2)
27
η é a eficiência do sistema levando em conta o primeiro descarte (first flush) (Tomaz,
2007)
Segundo Tomaz (2007) deve-se adotar C x η igual a 0,8 para casos em que os dados são
incertos ou inexistentes, tal valor foi adotado e será demonstrado nas próximas sessões do
presente trabalho.
28
5. MÉTODO
O método a ser utilizado para o desenvolvimento desse trabalho é semelhante ao desenvolvido
pela FIESP (2004) em seu manual de Conservação e Reuso de água para a indústria, com
algumas alterações pertinentes ao objeto de estudo. A análise começa com a caracterização do
local onde o empreendimento de estudo está localizado (Figura 12). É importante determinar
quais são os processos desenvolvidos “in loco”, bem como a quantidade de área coberta que o
empreendimento dispõe (que no caso deste trabalho é a principal área de captação de águas
pluviais).
O passo seguinte consiste na caracterização dos produtos fabricados e em quais etapas de sua
produção é necessária a utilização de água e em que quantidade (isso através de informações
relativas ao traço utilizado na produção de concreto para as peças). Ainda sobre o
empreendimento a ser estudado é importante distinguir quais as principais fontes de água
utilizadas na fabricação das peças de concreto, uma vez que a tomada destes recursos é feita
de maneira mista (pode ser fornecida pela concessionária ou oriunda de um poço artesiano).
Com essa informação será possível determinar quanto de água pode ser substituída no
processo e a verdadeira proporção de uso de água comercial e não comercial. Em seguida é
necessário investigar quais as características da água pluvial no local e quais são as exigências
e recomendações necessárias para utilizá-la na produção das peças (pH, sólidos suspensos,
sólidos diluídos, etc) e como isso pode impactar na resistência/durabilidade do produto final.
Para este estudo são adotados os dados da pesquisa de May (2004) para a qualidade da água
pluvial bruta. Com a comparação das características necessárias com as da água pluvial bruta
é possível comprovar a viabilidade técnica e balizar o estudo da viabilidade econômica uma
vez que, se os parâmetros observados forem muito discrepantes é necessário que a água passe
por algum tipo de tratamento, o que encareceria o custo de implantação. Na etapa seguinte
obtêm-se os volumes possíveis de coleta através do uso de métodos determinísticos que
utilizam a área de coleta associada a um coeficiente de escoamento superficial (“run-off”), um
coeficiente relacionado ao aproveitamento do sistema de coleta (descarte inicial de água de
primeira lavagem do telhado) e os valores médios da precipitação observados para um
determinado período de tempo. Concluídas as etapas anteriores, a coleta de dados é finalizada
e parte-se para a avaliação econômica através da Taxa Interna de Retorno (TIR) e a obtenção
29
de quais são os gastos atrelados à adoção do aproveitamento da água pluvial, com esses dados
será possível concluir o trabalho comprovando ou não a viabilidade do uso da água pluvial
para a produção das peças de concreto pré-moldado.
30
Figura 12 - Layout da unidade de fabricação de peças de concreto pré-moldado – Desenho obtido junto ao proprietário da fábrica (2011).
31
6. PROGRAMA DE
CONSERVAÇÃO E REUSO DE
ÁGUA - PCRA
O manual de Conservação e Reuso de água, desenvolvido pela FIESP (2004), sugere algumas
etapas para implantar um PCRA. Elas fazem parte de um conjunto de medidas de avaliação da
viabilidade técnica/econômica de se adotar outras fontes de água oriundas do próprio processo
fabril ou de fontes externas, como é o caso da água pluvial. O método que é apresentado nesse
trabalho possui algumas modificações relativas ao objeto de estudo uma vez que o manual
não possui uma referência específica para a indústria da construção civil, particularmente a de
concreto pré-moldado. Uma vez definidas as diversas etapas para elaboração de um plano de
conservação e reuso de água (PCRA) é possível obter os seguintes dados:
O potencial de redução no consumo de água procedente da rede pública, já que a
mesma possui qualidade superior a necessária para os usos pretendidos. Essa
demonstração será possível através de comparação entre os diversos índices físicos
durante o desenvolvimento deste trabalho;
A solução mais eficiente para o gerenciamento dos resíduos líquidos advindos da
produção das peças de concreto;
A área da fábrica em que é possível captar as águas pluviais e com o auxílio da
precipitação média na região, determinar a quantidade captável de água;
O volume do reservatório para a coleta de águas pluvias que seja compatível com as
diretrizes estabelecidas na norma NBR 15527 (ABNT, 2007) e que atenda as
necessidades da produção;
O prazo de retorno do investimento que deve ser realizado na implantação deste
PCRA em questão.
Os dados utilizados para a criação do PCRA são relativos à produção e consumo de água do
período de 02/2010 a 02/2011, essas informações representam com fidelidade a produção
32
média anual e podem ser usados como um modelo para o dimensionamento do sistema de
coleta de água chuva para esta fábrica.
6.1 Avaliação Técnica Preliminar
A primeira fase da implantação de um PCRA consiste numa avaliação preliminar de quais
objetivos se deseja alcançar, quais mudanças devem ser realizadas e que tipo de impacto tais
alterações irão causar para a unidade produtiva em questão. Nessa fase é importante detalhar
os processos produtivos explicando onde e como a água é utilizada dentro de cada ciclo de
fabricação e também de quais fontes essa água é originada. A análise de campo visa obter
quais as etapas inerentes à produção do produto final e tentar obter quais as atividades que
geram maior gasto de água, pois é justamente nessas atividades em que a mudança deverá
causar maior impacto.
Conforme foi explicado anteriormente a empresa estudada especificamente 3 tipos de
produtos, a Laje painel treliçado, a vigota treliçada e o chamado painel duplo usado em obras
de contenção. Todos possuem a mesma linha de produção e o que diferencia um produto de
outro são as dimensões de fôrma ou no caso do painel duplo uma concretagem extra da peça.
É importante também entender as principais fontes de água que alimentam a fábrica
localizada em Jundiaí. A partir desses dados é possível obter um consumo de água mensal e
com ele quantificar até que valor é possível se economizar sem tornar a água pluvial uma
fonte que acarrete uma dependência negativa.
6.1.1 Etapas da produção
O produto mais comercializado pela empresa é a laje painel treliçado e por isso sua produção
é explicada neste trabalho. A produção dos demais produtos não difere muito do método
apresentado na Figura 13. As etapas são as seguintes:
33
a) Preparação do concreto:
Nessa fase o concreto é produzido segundo o traço pré-estabelecido para a fabricação com
o auxílio de uma mini usina (Figura 14) que é responsável por realizar a mistura de areia,
pedrisco, cimento e água gerando um concreto fluído, com alta resistência inicial (uma
vez que é utilizado cimento ARI para uma desfôrma mais ágil). É importante ressaltar que
é nessa fase que a qualidade de água faz toda a diferença e possivelmente a etapa em que
o gasto é maior.
Preparação do Concreto
Preenchimento das fôrmas com o concreto
produzido
Posicionamento da Treliça e colocação dos
ferros adicionais
Vibração da fôrma eliminando o excesso
de ar dentro das peças
Secagem a sombra dos painéis
Cura úmida realizada durante os primeiros
dois dias
Desfôrma, paletização e carregamento do
produto para o transporte final
Água
Figura 13 - Etapas de produção e o aporte de água nas diferentes atividades.
34
b) Preenchimento das fôrmas com o concreto produzido:
Nessa etapa o concreto produzido anteriormente é usado para preencher as fôrmas com o
auxílio de uma espécie de jerica (Figura 15) que pode se deslocar por toda a pista de
concretagem. A fôrma utilizada pode variar dependendo do produto que está sendo
produzido.
Figura 14 - Detalhe da mini usina de concreto responsável pela produção da matéria prima
usada nos painéis - Fonte: acervo do autor.
Figura 15 - Detalhe da jerica usada para espalhar o concreto sobre as fôrmas - Fonte: acervo do autor.
35
c) Posicionamento das treliças e colocação dos ferros adicionais:
Essa etapa diz respeito à fixação da treliça no concreto ainda fresco da fôrma (Figura 16)
com o auxílio de espaçadores para manter as mesmas na posição correta durante a etapa
da vibração. Eventualmente são colocados ferros adicionais que variam conforme o vão, a
sobrecarga e o tipo de laje (nervurada ou maciça). Na prática a colocação de ferros
adicionais varia conforme o momento positivo que será imposto à laje.
d) Vibração da fôrma:
A vibração do concreto funciona como uma forma de se evitar um excesso de vazios
ocasionado por bolhas de ar que preenchem o vazio causado pela evaporação da água no
interior das peças diminua a resistência da mesma. Normalmente utiliza-se um
equipamento especial (como por exemplo, um vibrador) para realizar essa tarefa, porém
devido à pequena profundidade da fôrma se faz necessário movimentar todo o conjunto, o
que muitas vezes ocasiona em problemas de mau posicionamento das armaduras.
Figura 16 - Colocação e posicionamento das treliças nos painéis recém concretados - Fonte: acervo do autor
36
e) Secagem à sombra das peças (Figura 17):
Depois de vibradas as peças são colocadas para secagem à sombra diminuindo o mínimo
possível a ocorrência de fissuras devido à combinação da rápida perda de água com a
expansão térmica ocasionada pelo calor.
f) Cura úmida:
Durante os primeiros dois dias em que a peça está secando um funcionário é encarregado
de molhá-la para evitar que a perda de água gere possíveis fissuras na peça e também para
continuar alimentando a reação química responsável pela pega do cimento. Nessa etapa
pode-se considerar que a água utilizada pode ter uma qualidade inferior uma vez que,
diferente da água de amassamento de concreto, a mesma só terá contato superficial ou de
pouca profundidade com a peça, ou seja, sua qualidade influencia em menor grau a
resistência do painel. O grande problema dessa etapa reside no fato de que a adição de
água na fábrica é irregular e não controlada, tal fato pode ser considerado uma falha
crítica no sistema produtivo desenvolvido pela empresa.
g) Desfôrma, paletização e carregamento do produto para o transporte final:
A última etapa da produção é realizada na fábrica e diz respeito à desfôrma dos painéis,
geralmente no terceiro ou quarto dia de produção. Em seguida os painéis prontos são
Figura 17 - Detalhe ao fundo da foto das peças sendo secadas na sombra - Fonte: acervo do autor.
37
colocados em palletes separados de acordo com a obra para o qual serão transportados.
Com o auxílio de um pórtico deslizante (Figura 18) é feito o carregamento do material para
o caminhão que ficará responsável pelo transporte para o local de aplicação do painel.
6.1.2 Macro-fluxo de água
A visão global do gasto de água interno de uma unidade operacional ajuda a entender a
distribuição dos recursos hídricos dentro das instalações industriais do empreendimento. Com
uma pré-análise da planta da fábrica e das localizações onde será usada água é possível criar
um layout otimizado que diminui a ocorrência de perdas de pressão ou a ocorrência de
vazamentos.
Na Figura 19 é possível entender como a água tratada chega até o empreendimento. A água da
cidade é captada na represa de Jundiaí-Mirim e é tratada na Estação de Tratamento de Água
(ETA) através do ciclo completo (gradeamento, leitura de vazão, adição de coagulantes,
mistura rápida, mistura lenta, decantação, filtração, tratamentos biológicos e distribuição para
o consumidor final).
Figura 18 - Doca de carregamento de material - Fonte: acervo do autor.
38
A água chega à fábrica através de duas instalações registradas que alimentam os três
reservatórios (um reservatório abastece o escritório, um abastece uma residência dentro da
propriedade e o outro abastece a mini usina de concreto, todos são de 500 l de capacidade). A
mini usina de concreto ainda recebe água adicional que é bombeada de um poço artesiano
para alimentar a produção numa eventual falta d‟água. Esse estudo pretende demonstrar
também que a água utilizada vinda desse poço é muito maior do que apenas nas eventuais
falhas de abastecimento sendo que o método para chegar a essa conclusão será apresentado no
desenvolvimento deste trabalho. Os efluentes gerados pela fábrica sejam eles de origem
industrial ou domésticos, são encaminhados para a rede de coleta de efluentes administrada
pelo DAE e enfim encaminhados para uma estação de tratamento de efluentes (ETE). Após
tratada a água é despejada no rio Jundiaí e segue seu curso em direção a outros municípios.
Figura 19 - Macro-fluxo de água na Fábrica.
DAE
Entrada A
Entrada B
39
6.1.3 Micro-fluxo de água
O micro-fluxo de água é relativo aos consumos reais contabilizados durante o funcionamento
em um dia normal da fábrica. No entanto para o caso de uma empresa de lajes pré-moldadas
se torna complicado quantificar exatamente os gastos com água em produção devido à
variabilidade de peças de concreto que estão sendo produzidas, ao ritmo da produção que nem
sempre é o mesmo e à vazão que não é constante. Existe ainda o consumo humano para
tarefas domésticas (banho, toalete, outros usos, etc) e para estimar seu gasto per capita
adotou-se uma média de 100 l/dia por funcionário. Tal fato se deve a que apesar de haver
alguns vestiários com chuveiro nem todos os funcionários acabam utilizando esse recurso.
Outro gasto que não pode ser quantificado precisamente é o gasto de água com a cura úmida,
pois segundo os responsáveis pela empresa: “a umidificação das peças é extremamente
irregular e é realizada sem nenhum tipo de critério definido. Isso se deve ao fato de que boa
parte dos funcionários acreditam que molhando a peça ela acaba tendo sua resistência
diminuída. Além disso, quando a cura é realizada observa-se que a peça aumenta de volume
devido à absorção de água, o que gera um aumento na dimensão da mesma ocasionando em
dificuldades durante o processo de desfôrma das mesmas”, tais crenças acarretam em uma
cura deficiente devido a pouca água usada no processo de molhagem das peças. Já se tentou
combater tal prática através de treinamento, porém o mesmo ainda não foi suficiente para
desmistificar a cura úmida. A soma dessas três parcelas mais as eventuais perdas acaba
totalizando toda a água gasta no estabelecimento estão apresentadas na Figura 20.
Apesar de todos os contra-indicadores pretende-se obter com esse trabalho, com a maior
precisão possível os gastos mensais de água, por exemplo, para a mini-usina de concreto, pois
através do traço de concreto praticado é possível estimar com bastante precisão a quantidade
de água que está sendo usada durante a produção mensal de peças. O consumo humano pode
ser estimado baseado em tabelas, porém dentro do ponto de vista desse trabalho pouco
importa já que a adoção do uso da água pluvial não tem por objetivo (para este estudo)
alimentar esse tipo de demanda já que o mesmo necessita de tratamento mais sofisticado.
40
As principais atividades que utilizam água são mostradas na Figura 21. Essa informação é
importante, pois durante a fase de levantamento de demanda, a quantificação da totalidade de
insumos despendido acaba sendo a soma das parcelas gastas nessas etapas, com o auxílio dos
gastos em m³ por mês que a fábrica registrou durante o período da pesquisa pode-se obter o
déficit de água e com ele descobrir qual a quantidade que está sendo obtida diretamente do
poço artesiano. Com esse dado é possível comprovar que, o que a princípio deveria servir
apenas como reserva de insumo é usado com uma freqüência alarmante, tal fato pode vir a se
tornar um problema uma vez que não são realizados testes regulares que atestem a qualidade
do recurso captado.
Água gasta na produção de concreto
Água de uso Doméstico
Água usada na cura das
peças
Perdas físicas
Consumo de água mensal
Figura 20 - Principais consumos de água na fábrica.
Água usada na produção do
concreto
Poço Artesiano
Ligação com a concessionária
Água usada na cura do
concreto
Ligação com a concessionária
Consumo Humano
Ligação com a concessionária
Figura 21 - Origem da água segundo os principais consumos.
41
6.2 Avaliação da demanda de Água
A criação de um PCRA depende de uma avaliação da quantidade de água que está sendo
utilizada, tal dado se torna vital na medida em que existe a necessidade de criação de “planos
de ataque” para redução do consumo. São quatro os quesitos que devem ser avaliados como
potenciais para economizar água dentro de uma empresa.
6.2.1 Perdas Físicas
Diz respeito à possibilidade da diminuição de gastos de água apenas pela redução de
vazamentos e perdas ocasionadas pelo mau funcionamento da tubulação, goteiras ou defeito
nos componentes que carregam o fluído. Na fábrica é possível notar que algumas torneiras
vazam e que não existe uma preocupação nesse sentido. Pode-se considerar que existe uma
perda pequena, porém que não poderia ser deduzida da quantidade de água que pode ser
economizada a menos que houvesse uma manutenção adequada desses componentes,
comportamento esse não observado nos dias atuais. Como esse estudo se limita a observar a
possibilidade de utilização da água pluvial nos processos fabris, a análise das perdas físicas
não está contemplada.
6.2.2 Adequação de processos:
Na figura 22, pode-se observar a quantidade média de água gasta em um dia de produção.
Essas quantidades foram obtidas utilizando-se os dados de produção que estão demonstradas
nas próximas etapas desse trabalho. O consumo doméstico está estimado em 100 l/dia por
trabalhador (a fábrica possuí um número flutuante de funcionários, portanto foi necessário
estimar esse número através da planilha de horas trabalhadas durante os meses de estudo
(Tabela 1) e com tais dados obter a quantidade de água gasta para o consumo humano). As
perdas físicas foram fixadas a 150 l (0,15 m³/dia de produção) de água e considera-se mais 0,3
m³/dia gasto na cura não controlada do concreto.
42
Tabela 1 - Número médio de funcionários.
Mês/Ano Horas
trab.
Funcionários
(Horas trab./240)
fev/10 4.070 17
mar/10 4.597 20
abr/10 3.282 14
mai/10 3.043 13
jun/10 3.092 13
jul/10 3.214 14
ago/10 3.453 15
set/10 3.707 16
out/10 3.558 15
nov/10 3.284 14
dez/10 3.410 15
jan/11 3.132 14
fev/11 3.039 13
Média 15
Figura 22 - Consumo diário de água em m³/dia.
6.2.3 Adequação de Equipamentos e Componentes
A adoção de equipamentos mais modernos pode acarretar em processos que utilizem menor
quantidade de insumos com eficiência na transformação da matéria prima relativamente
0,7 m³; 26%
1,5 m³; 57%
0,15 m³; 6%
0,3 m³; 11%
Consumo médio de água em m³/dia
Produção de Insumos Consumo Humano Perdas Físicas Cura Úmida
43
maior. No caso dos processos descritos anteriormente ou seria necessário utilizar uma mini
usina de concreto mais eficiente que diminuísse a perda de produtos primários (incluindo a
água) ou durante a cura úmida que ela fosse controlada com maior rigor diminuindo o gasto
desnecessário de água.
6.2.4 Avaliação da qualidade da Água
A situação ideal para o tipo de trabalho que está sendo desenvolvido seria fazer ensaios em
corpos de prova de concreto e obter sua resistência ao se utilizar água pluvial como insumo
em diferentes quantidades. Porém devido à natureza desse estudo não será possível realizar
esse tipo de ensaio. Para parâmetros de comparação é possível confrontar a qualidade de água
obtida em ensaios por outros autores com o relatório anual de características físico-químicas
que é disponibilizado pela fornecedora de água do município. O DAE de Jundiaí liberou os
seguintes dados relativos ao ano de 2010 (Tabela 2):
Tabela 2 - Dados da qualidade de água de abastecimento público - Fonte: adaptado de DAE Jundiaí.
Resumo Anual da Qualidade da Água 2010
Mês
Parâmetros
Cor (UC) Cloro Residual Livre (mg/l) pH Íon fluoreto (mg/l) Turbidez (UT) Coliformes Fecais*
ETA A ETA EC ETA A ETA EC ETA A ETA EC ETA A ETA EC ETA A ETA EC ETA A ETA EC
Janeiro 0 3 1,6 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,2 0,5 A A
Fevereiro 1 3 1,6 1,5 7,2 7,2 0,7 0,7 0,2 0,4 A A
Março 1 3 1,6 1,5 7,2 7,2 0,7 0,7 0,3 0,4 A A
Abril 0 2 1,6 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Maio 0 2 1,6 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,2 0,3 A A
Junho 1 2 1,6 1,5 7,2 7,2 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Julho 0 1 1,5 1,5 7,2 7,1 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Agosto 0 1 1,6 1,5 7,1 7,2 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Setembro 0 0 1,5 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Outubro 0 1 1,5 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,3 0,3 A A
Novembro 0 1 1,6 1,6 7,2 7,2 0,7 0,7 0,2 0,2 A A
Dezembro 0 2 1,6 1,7 7,2 7,2 0,7 0,7 0,2 0,2 A A
* Ausentes em 100 ml de amostra
UC - Unidade de Cor
UT - Unidade de Turbidez
44
Para a qualidade da água pluvial serão adotados os dados obtidos por May (2004) e citados no
manual de Reuso Industrial da FIESP (2004). Os dados obtidos pela autora em 2004 dizem
respeito a sucessivas coletas realizadas entre os meses de Novembro de 2003 até março de
2004. Esses dados podem ser considerados como válidos para essa pesquisa devido à
proximidade entre São Paulo e Jundiaí. Deve-se também considerar que os poluentes na
capital podem influenciar mais a qualidade da água e se o estudo for balizado por um caso de
“pior qualidade” tem-se comprovado seguramente que é possível usar esse tipo de insumo em
um local menos poluído. A tabela 3, a seguir, é uma adaptação da tabela usada pela FIESP
(2004) que por sua vez se baseou no trabalho de May (2004) para obter os dados:
Tabela 3 – Dados adaptados obtidos por May (2004) após diversas análises de água pluvial para a cidade
de São Paulo - Fonte: adaptado de FIESP (2004)
Parâmetro Água coletada na tubulação
Mínimo Médio Máximo
Cor (uH) 20 52,5 218
Turbidez (UNT) 0,6 1,6 7,1
Alcalinidade (mg/L) 4 30,6 60
pH 5,8 7 7,6
Condutividade (mS/cm) 7 63,4 126,2
Dureza (mg/L) 4 39,4 68
Cálcio (mg/L) ND 15 24,3
Magnésio (mg/L) ND 1,1 2,2
Ferro (mg/L) 0,01 0,14 1,65
Cloretos (mg/L) 2 8,8 14
Sulfatos (mg/L) 2 8,3 21
ST (mg/L) 10 88 320
SST (mg/L) 2 30 183
SSV (mg/L) 0 15 72
SDT (mg/L) 2 58 177
SDV (mg/L) 0 39 128
OD (mg/L) 1,6 20 42
DBO (mg/L) 0,4 2,5 5,2
Nitrato (mg/L) 0,5 4,7 20
Nitrito (mg/L) 0,1 0,8 3,8
Coliformesa totais em 100 ml <1 >70 >80
45
As siglas contidas na Tabela 3 têm o seguinte significado:
NE = Não Especificado;
ST = Sólidos Totais;
SST = Solidos Suspensos Totais;
SSV = Sólidos Suspensos Voláteis;
SDT = Sólidos Dissolvidos Totais;
SDV = Sólidos Dissolvidos Voláteis;
a = Presente em 89% das amostras;
*Coliformes fecais em 100 ml, aparecem em média em 50% das amostras coletadas.
Na seção 4.7 da revisão bibliográfica foram citados alguns requisitos considerados mínimos
para a água usada na produção de concreto segundo a NM 137/97. É necessário então fazer
um estudo comparativo dos valores obtidos por May (2004) (adaptando as unidades de
medida para que fiquem compatíveis) com os mínimos necessários para a produção adequada
de concreto.
Na Tabela 4 é possível comparar os valores da água pluvial captada e analisada versus a
qualidade mínima do insumo recomendado por norma. Os valores normatizados são
cumpridos em quase todos os quesitos com exceção do valor máximo encontrado para o Teor
de Ferro.
Tabela 4 – Tabela comparativa de valores obtidos por May (2004) com os mínimos necessários para a
produção de concreto armado da NM 137/97.
Parâmetros Valores Necessários
pela NM 137/97
Valores Mínimos obtidos
por May (2004)
Valores Máximos
obtidos por May (2004)
Sólidos Totais < 5000 x 10-6
g/cm³ 10 x 10-6
g/cm³ 320 x 10-6
g/cm³
pH 5,5 ~ 9,0 5,8 7,6
Teor Máximo de Ferro < 1 x 10-6
g/cm³ 0,01 x 10-6
g/cm³ 1,65 x 10-6
g/cm³
Teor de sulfatos solúveis < 2000 x 10-6
g/cm³ 2 x 10-6
g/cm³ 21 x 10-6
g/cm³
Teor de Cloretos Solúveis < 700 x 10-6
g/cm³ 2 x 10-6
g/cm³ 14 x 10-6
g/cm³
Se for feita uma comparação da água pluvial obtida com a água fornecida pelo DAE de
Jundiaí tem-se apenas um critério comparativo, o pH. Os valores obtidos por May não estão
46
tão longe dos valores praticados pelo DAE, o valor do pH nas estações de tratamento de água
ficam em 7,2 enquanto que a média obtida nos experimentos fica em 7 (desvio de
aproximadamente 4%). Seria necessário analisar outros parâmetros da água que o DAE
fornece ao município de Jundiaí para chegar a uma conclusão completamente satisfatória,
porém para este trabalho fica evidente que a qualidade da água pluvial é mais do que
suficiente para os propósitos que se pretende desenvolver.
6.3 Avaliação da Oferta de Água
Nesse item fica evidente a importância da analise de todas as opções de obtenção do insumo
água, já que atualmente a fábrica é abastecida por dois registros de água da fornecedora
municipal e também pelo uso indiscriminado e não regulado de um poço artesiano na
propriedade. Uma análise que esse trabalho se propõe vai ser a dependência da água
subterrânea e quanto é seu impacto real dentro da matriz de recursos hídricos do
empreendimento.
6.3.1 Água da rede pública
A água da unidade fabril é proveniente de duas fontes (esse estudo pretende implantar a
terceira fonte de origem pluvial), a primeira diz respeito à água fornecida pela concessionária
distribuidora da região que alimenta a fábrica através de dois registros. Na teoria a
contribuição das instalações é 50% para cada instalação, porém com uma análise mais
minuciosa dos dados fornecidos pela fornecedora é possível perceber que durante certos
períodos um dos dois registros fica fechado. O consumo computado durante o período de
estudo está apresentado na Tabela 5.
47
Tabela 5 - Consumo de água para o período de estudo.
Mês/Ano Consumo de água faturado
na instalação A ¹ (m³)
Consumo de água faturado na
instalação B ² (m³) Total
fev/10 34 32 66
mar/10 34 38 72
abr/10 35 34 69
mai/10 31 29 60
jun/10 23 22 45
jul/10 31 31 62
ago/10 39 35 74
set/10 32 31 63
out/10 32 31 63
nov/10 33 28 61
dez/10 45 0 45
jan/11 38 0 38
fev/11 33 9 42
1 - A instalação A está registrada sob o nome de Maria Suely e é referenciada nesse trabalho como sendo
a instalação da casa.
2 - A instalação B está registrada sob o nome de Lajes Anhanguera Ltda. e é referenciada nesse trabalho como sendo
a instalação da Fábrica.
Figura 23 - Gráfico comparativo do uso de água versus o período.
Na Figura 23 pode-se ter uma idéia dos gastos de água registrados para cada uma das duas
instalações da fábrica e também a sua combinação. Houve dois meses em que a instalação da
66 72 69
60
45
62
74
63 63 61
45 38
42
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Consumo de água faturado na instalação A ¹ (m³)
Consumo de água faturado na instalação B ² (m³)
Total
48
fábrica não recebeu água diretamente e o reflexo disso é um aumento no consumo da
instalação A para suprimir a demanda. É interessante analisar agora a quantidade de água
gasta na produção das diferentes peças de concreto tendo como base o traço utilizado na
fábrica (fator água/cimento de 0,6). A Tabela 6 fornece os dados necessários para que essa
análise seja realizada.
Tabela 6 - Quantidade de água x Quantidade produzida de concreto durante o período de estudo.
Mês/Ano Quantidade gasta
de Cimento (kg)
Concreto Produzido
(fck = 30 MPa) (m³)
Quantidade de Água gasta
na produção (m³)
fev/10 101.240 337,47 61
mar/10 103.840 346,13 62
abr/10 81.880 272,93 49
mai/10 49.720 165,73 30
jun/10 72.720 242,40 44
jul/10 90.060 300,20 54
ago/10 83.660 278,87 50
set/10 86.800 289,33 52
out/10 92.560 308,53 56
nov/10 82.700 275,67 50
dez/10 90.640 302,13 54
jan/11 94.100 313,67 56
fev/11 82.260 274,20 49
Se for feita agora uma comparação da água utilizada na produção em relação ao consumo
registrado pela fornecedora de água (Tabela 5 x Tabela 6) obtém o gráfico apresentado na
Figura 24:
49
Figura 24- Consumo Total X Consumo Registrado.
Uma análise visual do gráfico acima se pode notar que em certos pontos o consumo de água
registrado ultrapassa a quantidade de água necessária para realizar a produção e a situação é
mais interessante se for levado em conta que não está sendo considerando o consumo humano
e os outros gastos citados no consumo diário. Existem, é claro, certas incertezas e certas
variáveis que esse trabalho só conseguiria prever através de um estudo extremamente
aprofundado. Assim considerou-se que o consumo mensal é dividido segundo as porcentagens
estimadas para o consumo diário anteriormente (Figura 22), ou seja, se 26% da água gasta em
um dia é na produção, no consumo mensal 26% será destinado à produção de concreto e a
diferença para fechar os valores obtidos na produção será considerada como sendo supridas
pelo uso de água subterrânea. Fixadas tais hipóteses é possível obter a quantidade de água
subterrânea utilizada durante o período de estudo. Para facilitar a síntese de informações
adotam-se os seguintes valores da Tabela 7.
0
20
40
60
80
Água usada na produção x Água vinda da ligação com a concessionária
Total Quantidade de Água gasta na produção (m³)
50
Tabela 7 - Parcela de participação no consumo mensal de cada atividade desenvolvida.
Mês/Ano
Consumo de água
da concessionária
(m³)
Produção de
Insumos (26%)
(m³)
Consumo
Humano
(57%) (m³)
Perdas
Físicas
(6%) (m³)
Cura
Úmida
(11%) (m³)
fev/10 66 17,16 37,62 3,96 7,26
mar/10 72 18,72 41,04 4,32 7,92
abr/10 69 17,94 39,33 4,14 7,59
mai/10 60 15,60 34,20 3,60 6,60
jun/10 45 11,70 25,65 2,70 4,95
jul/10 62 16,12 35,34 3,72 6,82
ago/10 74 19,24 42,18 4,44 8,14
set/10 63 16,38 35,91 3,78 6,93
out/10 63 16,38 35,91 3,78 6,93
nov/10 61 15,86 34,77 3,66 6,71
dez/10 45 11,70 25,65 2,70 4,95
jan/11 38 9,88 21,66 2,28 4,18
fev/11 42 10,92 23,94 2,52 4,62
A maior parcela de consumo de água sempre fica atrelada ao consumo humano seguido pelo
valor gasto na produção de concreto. A parcela restante de água para completar a quantidade a
ser usada na produção mensal é considerada como vinda de uma fonte subterrânea como será
mostrado mais adiante.
6.3.2 Água Subterrânea
Por água subterrânea, especificamente neste trabalho, pode-se entender pela água captada de
um poço artesiano perfurado no terreno onde se localiza o empreendimento. Tal água, apesar
de ser considerada limpa não é necessariamente potável. Infelizmente para chegar a tal
conclusão seria necessária uma análise físico-química da mesma, porém tais dados não são
discutidos nesse trabalho. O importante nesse caso é levar em consideração que a água
subterrânea é usada nessa fábrica para suprir a demanda de água necessária para realizar a
produção do concreto. Segundo informações dos responsáveis, o único ponto que recebe essa
água é o reservatório usado na mini-usina de concreto, tal realidade é demonstrada na Figura
19. Para obter a quantidade de água captada do poço é necessário re-analisar a Tabela 7 e com
51
o auxílio dos dados da Tabela 6 obter a diferença para que a “conta feche” conforme indicado
na Tabela 8.
Tabela 8 - Dados relativos ao uso de água de origem subterrânea.
Mês/Ano Quantidade de Água
gasta na produção (m³)
Água usada na Produção
de Concreto (26% do valor
fornecido pela
concessionária) (m³)
Quantidade de
água subterrânea
captada (m³)
fev/10 61 17,16 43,58
mar/10 62 18,72 43,58
abr/10 49 17,94 31,19
mai/10 30 15,60 14,23
jun/10 44 11,70 31,93
jul/10 54 16,12 37,92
ago/10 50 19,24 30,96
set/10 52 16,38 35,70
out/10 56 16,38 39,16
nov/10 50 15,86 33,76
dez/10 54 11,70 42,68
jan/11 56 9,88 46,58
fev/11 49 10,92 38,44
Média 51 15,20 36,13
6.3.3 Águas Pluviais
O uso de águas pluviais como uma fonte de água alternativa e economicamente viável é o
principal objetivo deste trabalho. A primeira etapa dessa avaliação de viabilidade é relativa à
obtenção da verdadeira capacidade de captação dessa água. O DAE de Jundiaí fornece dados
relativos às precipitações que ocorrem no município, tais dados sempre vêem no formato de
mm de água precipitada em um recipiente de área igual a 1 m², portanto para 1 mm dentro de
um m² têm-se:
Precipitação x rea precipitada
As médias de precipitação (dados de 1997 a 2011) para os meses de estudo podem ser
observadas na Tabela 9:
(Eq. 6.3.3.1)
52
Tabela 9 - Precipitação mês a mês no município de Jundiaí (1997 a 2011) - Fonte: DAE Jundiaí.
Precipitação registrada de 1997 a 2011 (em mm)
Mês 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Média
Janeiro 376 187 337 193 236 309 323 207 295 317 399 342 274 375 542 314
Fevereiro 189 283 225 221 150 222 105 288 84 327 162 189 252 177 281 210
Março 57 218 163 58 121 139 237 140 282 224 115 171 80 126 248 159
Abril 48 65 30 8 51 29 30 113 23 8 46 171 81 96 387 79
Maio 46 123 55 10 84 82 45 137 169 10 54 101 65 63 22 71
Junho 127 19 85 11 38 0 1 51 41 20 45 77 48 30 39 42
Julho 13 16 3 66 13 10 39 92 26 78 202 0 119 95 6 52
Agosto 29 30 1 79 22 76 30 3 14 12 0 90 59 0 60 34
Setembro 159 86 101 130 87 54 26 7 73 95 6 35 185 93 2 76
Outubro 77 161 53 92 168 62 118 187 214 98 77 127 82 78 160 117
Novembro 179 45 61 198 202 173 197 270 78 182 188 159 308 123 150 168
Dezembro N/D¹ 354 134 165 304 64 124 144 243 389 202 130 347 211 N/D² 216
Notas
1 - Valor não registrado,
2 - Valor não disponível no momento da pesquisa,
53
É necessário obter qual a área do empreendimento em que é possível coletar água sendo que
tal dado é referente à área coberta onde se realizam as etapas da produção. Essa área pode ser
obtida com o auxílio da planta exibida na Figura 12. Utilizando o software Autocad com o
comando „area‟ é possível formar um polígono que informe a área desejada. A área de captura
é o telhado que recobre todo o galpão industrial excluindo a cobertura do escritório, com tais
parâmetros a área obtida é de 1506,33 m² que podem receber e encaminhar para os condutores
a água pluvial
Conhecendo-se a precipitação média da região é possível obter a quantia de água que caiu na
área de coleta durante um ano é necessário avaliar o tamanho do reservatório que está de
acordo com as demandas da fábrica. Usando o método de Rippl citado na seção 4.8 deste
trabalho e o consumo médio de água vindo da rede pública obtêm-se os volumes da Tabela 10
que diz respeito ao dimensionamento de um reservatório baseado na chuva durante o período,
a área de coleta e o coeficiente de escoamento superficial (adota-se o valor de 0,8 segundo as
recomendações apresentadas na sessão 4.8 deste trabalho). A demanda substituível adotada
para a fábrica é de 23 m³ por mês, o que corresponde a uma aproximação do valor médio de
água, oriunda da rede pública, gasto na produção de concreto durante o período analisado
(Tabela 8) somado a média de gastos com a cura úmida (7 m³) (Tabela 7). O método consiste
nas diferenças entre a demanda e a quantidade de água que pode ser captada mensalmente.
Devido à sazonalidade da chuva em alguns meses a demanda não pode ser atendida devido à
baixa precipitação, a soma dos valores quando a demanda supera a produção será o volume
necessário para o reservatório em questão. Como em todos os meses os valores da diferença
entre a demanda e a capacidade de captação foram negativos (o que na prática significa que
está sobrando água) deve-se adotar o valor de 23 m³ para o reservatório uma vez que durante
o ano todo sua capacidade sempre ira suprir a demanda. Portanto, adotam-se 3 reservatórios
pré-fabricados de capacidade igual a 8 m³ cada um totalizando 24 m³ de volume total.
54
Tabela 10 - Dimensionamento do Reservatório de água pelo método de Rippl.
Mês Demanda de
água (m³) (D)
Precipitação de
Chuva (mm) (A)
Área de
Captação (m²)
(B)
Coeficiente
de Run-off
(C)
Volume de Chuva Aproveitável (m³)
(AxBxC) (E)
Volume de Água no
Reservatório (m³) (D-E)
Janeiro 23 314 1506,33 0,8 378,55 -355,55
Fevereiro 23 210 1506,33 0,8 253,42 -230,42
Março 23 159 1506,33 0,8 191,12 -168,12
Abril 23 79 1506,33 0,8 95,28 -72,28
Maio 23 71 1506,33 0,8 85,64 -62,64
Junho 23 42 1506,33 0,8 50,77 -27,77
Julho 23 52 1506,33 0,8 62,50 -39,50
Agosto 23 34 1506,33 0,8 40,57 -17,57
Setembro 23 76 1506,33 0,8 91,50 -68,50
Outubro 23 117 1506,33 0,8 140,91 -117,91
Novembro 23 168 1506,33 0,8 201,89 -178,89
Dezembro 23 216 1506,33 0,8 260,57 -237,57
Volume a ser adotado do Reservatório 23,00
55
6.4 Estudo de Viabilidade técnica e econômica
Tão importante quanto a determinação das diversas etapas produtivas e da quantidade de água
que pode ser usada na produção do concreto é a avaliação da viabilidade técnica e econômica
da adoção da água pluvial como insumo produtivo na unidade fabril. Por viabilidade técnica
deve-se sempre ter em mente a necessidade de adoção de uma solução que seja na medida do
possível econômica e racional, mas que sempre atenda as nossas necessidades. A viabilidade
econômica pode ser comprovada através da avaliação dos custos de implantação e operação
de um reservatório. Os custos diretos e indiretos são os seguintes:
Custo de escavação;
Custo de adaptação dos condutores para levar a água até o reservatório;
Custos oriundos da construção do reservatório;
Custos de operação (Manutenção, operação, bombeamento, etc).
Na seção anterior foi definido que o volume ideal do reservatório deve ser de 23 m³, porém
devido a indisponibilidade de um reservatório que possua exatamente o volume requerido
adotam-se 3 reservatórios pré-fabricados com capacidade de 8 m³ cada. O valor obtido desse
material e sua instalação foram fornecidos pela empresa Agretal após uma consulta. O tipo de
reservatório está ilustrado na figura 25.
Figura 25 – Tipo de reservatório a ser utilizado no empreendimento
estudado - Fonte: Agretal.
56
Como este trabalho não pretende se aprofundar em demasiado nas diversas variáveis que
poderiam ser levadas em conta (e de fato o objetivo do estudo é demonstrar uma análise
simplificada do uso da água pluvial) devido à complexidade da análise será utilizado apenas o
valor cobrado pelos reservatórios e seu transporte. Tais dados foram obtidos através de um
orçamento enviado para a empresa Agretal cuja especialidade é o fornecimento de peças de
concreto para serem usadas como reservatórios. Tal orçamento está incluso nesse trabalho
como anexo A. O valor total do fornecimento dessas peças é de R$ 11.554,00.
A Tabela 11 é uma adaptação da Tabela 7 com a inclusão dos preços pagos ao DAE pelo
consumo registrado na fábrica. Se excluirmos o valor da água usada na produção e cura do
concreto o consumo é rebaixado para uma faixa inferior de cobrança, segundo o DAE para
essa faixa são cobrados R$ 7,446 por m³ de água usada. Ainda sobre a Tabela 11 é possível
avaliar a economia se fosse possível substituir toda a água usada na produção de concreto e na
cura das peças moldadas por água pluvial.
Tabela 11 - Dados do consumo de água e os preços praticados pelo DAE, com ênfase na economia possível.
Mês/Ano
Consumo
de água
da
concession
ária (m³)
Produção de
Insumos (26%)
(m³)
Cura
Úmida
(11%)
(m³)
Demais
Usos
(67%)
(m³)
Valor da
Conta de
Água
para o
período
(R$)
Valor
excluindo o
consumo de
água usada na
produção e
cura do
concreto (R$)
Economia
Real (R$)
fev/10 66 17,16 7,26 41,58 403,70 309,60 94,10
mar/10 72 18,72 7,92 45,36 486,26 337,75 148,51
abr/10 69 17,94 7,59 43,47 460,06 323,68 136,38
mai/10 60 15,60 6,60 37,80 372,24 281,46 90,78
jun/10 45 11,70 4,95 28,35 247,87 211,09 36,78
jul/10 62 16,12 6,82 39,06 364,49 290,84 73,65
ago/10 74 19,24 8,14 46,62 488,37 347,13 141,24
set/10 63 16,38 6,93 39,69 371,62 295,53 76,09
out/10 63 16,38 6,93 39,69 379,29 295,53 83,76
nov/10 61 15,86 6,71 38,43 356,51 286,15 70,36
dez/10 45 11,70 4,95 28,35 390,70 211,09 179,61
jan/11 38 9,88 4,18 23,94 323,91 178,26 145,65
fev/11 42 10,92 4,62 26,46 263,16 197,02 66,14
Total 4.908,18 3.565,14 1.343,04
57
Eq. (4.5.1)
Uma economia de R$ 1.343,03 a cada 13 meses que pagaria o investimento da execução do
reservatório em aproximadamente 10 anos da data do inicio do funcionamento da coleta e
utilização apenas com a acúmulo mensal de recursos que deixariam de ser gastos. Usando a
formula 4.5.1 relativa à análise de investimento, considerando que fosse possível repetir o
valor economizado anualmente pelos próximo três anos obtem-se:
Essa equação resulta em uma TIR de aproximadamente 2,83%, ou seja, um valor
economicamente viável no evento da Taxa Mínima de Atratividade (TMA) residir abaixo do
valor da TIR encontrada.
Deve-se ressaltar que caso a implantação saísse da teoria e ocorresse na prática deveria haver
análises da água pluvial por um período de amostragem e caso fosse detectado que alguns
índices estivessem fora dos estabelecidos por norma seria necessário a adoção de medidas que
melhorassem a qualidade da água e que, com certeza impactariam na Taxa Interna de Retorno
do investimento, atrasando também o retorno financeiro.
6.5 Implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial
A primeira etapa para a implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial
consiste no treinamento de funcionários para que se adaptem a essa nova tecnologia e que a
mesma seja utilizada corretamente, o mau uso dessas águas pode acarretar em prejuízos se o
sistema não for adotado plenamente e também pode trazer danos a saúde caso um operário
tome dessa água (que não pode ser considerada como potável) e por alguma razão esteja
contaminada.
A realização de manutenções periódicas ajuda a diminuir o risco de falta do insumo durante
um momento de necessidade, por parada não programada do maquinário. A limpeza dos
condutores de água pluvial é outra tarefa vital para garantir o correto funcionamento do
sistema, uma vez que caso haja materiais grandes interrompendo o fluxo da água (galhos,
58
folhas, lixo, etc) podem ocorrer extravasamentos que acarretem em perdas de recurso e
também dificultem a recarga do reservatório.
A implantação das medidas citadas acima associadas com políticas de uso racional de água
podem melhorar ainda mais a redução dos gastos e, por conseguinte beneficiar a unidade
fabril na aquisição de uma mentalidade diferenciada, voltada para a exploração coerente dos
recursos hídricos colocados a sua disposição.
59
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Se fosse necessário analisar quais são os recursos mais críticos para o desenvolvimento da
humanidade nos próximos anos, a água com certeza apareceria como sendo um dos insumos
em que será necessário se investir mais para que não ocorra falta para a população e para que
continuemos nosso desenvolvimento sem que ajam restrições proibitivas. Construir, nos dias
atuais, sem levar em conta os impactos envolvidos é um grande erro. Pensar com
sustentabilidade e agir racionalmente se tornaram competência trivial do engenheiro que entra
no mercado de trabalho, ainda mais por que a sustentabilidade está atrelada a uma visão
econômica do mercado, hoje em dia ser sustentável é fazer mais com menos (gastando o
mínimo possível). A primeira conclusão que foi possível averiguar neste trabalho é que a água
pluvial cai em uma abundância que se coletada e utilizada de maneira correta, poderia suprir
toda a demanda de água da unidade fabril ou poderia simplesmente ser armazenada para ser
usada em períodos adequados.
É possível deduzir ainda que o uso da água pluvial para a indústria da construção civil é
justificável. Algumas hipóteses tiveram que ser formuladas para que fosse possível chegar à
análise última que este trabalho se propôs, porém pode-se chegar à conclusão que ela não esta
tão longe assim da realidade.
Conforme exposto na seção 6.2.4 a viabilidade técnica fica comprovada devido à comparação
das características exigidas pela norma NM 137/97 com as obtidas nos diversos ensaios
realizados por May (2004). Se se comparar que para os experimentos May captou água em
São Paulo, onde a poluição é mais intensa, pode-se esperar características melhores para a
água de Jundiaí, especialmente para a localização da fábrica (uma vez que a mesma está
locada em uma área com mata nativa e muito permeável, permitindo filtração do insumo). No
quesito teor de Ferro da água pluvial, o valor máximo obtido nos ensaios de São Paulo acabou
superando o valor recomendado, portanto caso fosse implantado um PCRA como descrito por
esse trabalho haveria necessidade de algumas análises relativas à qualidade da água pluvial
local para determinar se existe a necessidade de associar o reservatório com um filtro para a
remoção excessiva dessas partículas.
A viabilidade econômica pode ser comprovada através da análise da Taxa Interna de Retorno
obtida pelo investimento dos recursos economizados mês a mês com o aporte das águas
60
pluviais para a produção do concreto. Apesar de a TIR obtida ser de aproximadamente 2,83%
para um investimento no prazo de dez anos essa situação poderia ser muito melhor se for
considerado que nem toda empresa de concreto pré-fabricado dispõe de um poço artesiano
com elevada capacidade. Se imaginássemos que a empresa trabalha apenas com a água
oriunda de uma empresa distribuidora a economia poderia dobrar ou quase triplicar. É claro
que um aumento na adoção da água pluvial também acarretaria na elevação dos gastos de
implantação do reservatório.
A potencialidade de aproveitamento da água pluvial para essa empresa é relativamente
pequeno se for observado que na matriz de uso diário de água, o recurso quando usado para
consumo humano chega a 57% do volume gasto, em outras empresas em que o consumo de
água é mais significativo na produção de insumos (por exemplo, empresas de fornecimento de
concreto) a adoção desse tipo de uso poderia trazer maior economia.
Deve-se levar em conta também que além de ser um bom investimento, de ser técnica e
economicamente viável, a adoção do aproveitamento garante a empresa um status social
perante a sociedade, esse é um benefício muito bem vindo quando se visa obtenção de
certificados de práticas ambientalmente corretas, o consumidor atual tende a visar empresas
que se preocupam com o meio ambiente conforme explicado anteriormente nesse trabalho.
Iniciativas como a adoção de medidas econômicas e sustentáveis acabam criando uma
consciência coletiva nos trabalhadores (desde que seja oferecida orientação por parte da
empresa) e é justamente esse tipo de mentalidade que deve ser incentivada pela sociedade,
pois as práticas baseadas nela visam atingir metas ambientalmente desejáveis para a
humanidade como um todo.
O assunto tratado neste trabalho está longe de ser fechado, existe ainda a possibilidade de
ampliação desses estudos buscando minuciosamente gastos exigidos para a adoção um
sistema de aproveitamento, qualidade de água necessária e também os eventuais tratamentos
que podem ser usados para a correção da água pluvial viabilizando seu uso não só para a
indústria de pré-moldados, mas também para outros nichos ligados a diferentes atividades
industriais, portanto, salvo as conclusões tiradas neste trabalho, trata-se de um campo aberto e
que no Brasil particularmente foi pouco explorado.
61
8. REFERÊNCIAS
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66
10. ANEXO A – Orçamento
Agretal
