Uso Racional de Água em Edificações · caracterização do consumo de água; ... Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Month Rainwater (mm) Taguatinga-TO (1666mm per

ECV4237ECV4237Uso RacionalUso Racional de de Água Água

em Edificaçõesem Edificações

ProgramaPrograma• Metodologias e equipamentos para

caracterização do consumo de água;• Usos finais de água em edificações;• Aproveitamento de águas pluviais;• Equipamentos de baixo consumo de água;• Sistemas modernos de evacuação de esgoto;

Métodos não tradicionais de tratamento de esgotos; Tratamento de esgotos individuais;

• Avanços científicos e tecnológicos em sistemas prediais;

• Normalização.

ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Profs.: Enedir Ghisi – Luis A. Gómez

IntroduçãoIntroduçãoProjeção do crescimento populacional

Desafio: Garantir suprimento de água adequada para atender as necessidades da população

2.5

6.07.2 7.9 8.9

02468

10

1950 1975 2000 2025 2050

Período

Hab

itant

es (b

ilhõe

s)


IntroduçãoIntrodução

Água, solo, florestas, peixes são recursos naturais que já estão sendo explorados além dos seus limites em algumas regiões;

Portanto, os esforços para atender as necessidades de um incremento de 3 bilhões de pessoas nos próximos 50 anos deverão ser intensos.


IntroduçãoIntrodução

Alternativas para reduzir demandade água tratada:

• Mudança de hábitos;• Aproveitamento de águas pluviais;• Utilização de equipamentos de baixo

consumo de água;• Reuso de água.


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviais

Vantagens:• Água disponível onde é necessária;• Utilizando estruturas existentes (telhados, lajes,

estacionamentos etc), o impacto ambiental é baixo;

• Comparando com tecnologias para tratamento de água, o impacto ambiental é baixo;

• Água relativamente limpa;



Vantagens:• Qualidade aceitável para muitos objetivos

(com pouco ou mesmo sem tratamento);• Propriedades físicas e químicas normalmente

superiores à água subterrânea que pode ter sido contaminada;

• Ajuda a diminuir a demanda de água tratada;

• Não substitui o sistema convencional;



Vantagens:• Reserva de água para situações de

emergência ou interrupção do abastecimento público;

• Redução da carga de drenagem e enchentes;

• Operação e gerenciamento do sistema são feitos pelo usuário.



Desvantagens:

• Variação da intensidade pluviométrica;• O uso intensivo da água da chuva pode

provocar aumento da tarifa de água tratada;• Manutenção pode ser difícil para o usuário;• Falta de normalização e informações no

código de obras;



Desvantagens:

• Não ser reconhecido pelo setor público como uma alternativa de suprimento de água;

• Risco para crianças (quando não projetado adequadamente);

• Pode ocupar espaço valioso.


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisPrecipitação na Região Norte

Soure-PA (3216mm per year)

0

200

400

600

800

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Month

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m)

Taguatinga-TO (1666mm per year)

0

200

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600

800

Jan

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Aug Sep Oct

Nov

Dec

Month

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m)


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisPrecipitação na Região Nordeste

Recife-PE (2458mm per year)

0

200

400

600

800

Jan

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May Jun

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Aug Sep Oct

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Month

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m)

Cabrobó-PE (517mm per year)

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200

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600

800

Jan

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Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

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Dec

Month

Rai

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m)


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisPrecipitação na Região Sudeste

Ubatuba-SP (2645mm per year)

0

200

400

600

800

Jan

Feb

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Aug Sep Oct

Nov

Dec

Month

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Espinosa-MG (750mm per year)

0

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600

800

Jan

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Nov

Dec

Month

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AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisPrecipitação na Região Sul

S.V.Palmar-RS (1191mm per year)

0

200

400

600

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Jan

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Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

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Month

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S.L.Gonzaga-RS (1972mm per year)

0

200

400

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800

Jan

Feb

Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Month

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nwat

er (m

m)


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisPrecipitação na Região Centro-Oeste

Cidade Vera-MT (2374mm per year)

0

200

400

600

800

Jan

Feb

Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Month

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m)

Corumbá-MS (1118mm per year)

0

200

400

600

800

Jan

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Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

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Month

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AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisMais alguns exemplos

Belém (2893mm per year)

0

100

200

300

400

500

Jan

Feb

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Apr

May Jun

Jul

Aug

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Nov

Dec

Month

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nwat

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João Pessoa (2132mm per year)

0

100

200

300

400

500

Jan

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Apr

May Jun

Jul

Aug

Sep

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Nov

Dec

Month

Rai

nwat

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m)


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisMais alguns exemplos

Belo Horizonte (1491mm per year)

0

100

200

300

400

500

Jan

Feb

Mar

Apr

May Jun

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Nov

Dec

Month

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Florianópolis (1544mm per year)

0

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400

500

Jan

Feb

Mar

Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Month

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nwat

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m)



Uso histórico:Roma antiga (desde 2000aC): uso doméstico e

bebida;Israel: uso doméstico e agrícola (regiões com

intensidade pluviométrica de 100mm por ano);Egito: tanques variando de 200 a 2000m3;África e Ásia: uso de águas pluviais por milhares de

anos;Turquia: maior tanque para águas pluviais

(80000m3).



Tipos de sistemas:

1. Sistema simples de coleta de água do telhado

Fonte: Rainwater harvesting and utilisation, United Nations Environment Programme



Tipos de sistemas:

2. Sistema para edificações de grande porte

Arena de luta de sumô, no Japão;Área de cobertura de 8400m2.




Tipos de sistemas:3. Sistema paraEdificaçõesaltas4. Coleta deáguada superfíciedo solo Fonte: Rainwater harvesting

and utilisation, United Nations Environment Programme



Tipos de sistemas:

5. Coleta de água de superfície(enchentes) emcentros urbanos




Qualidade da água pluvial:

No passado: pura e consumida sem tratamento;

No presente: contém impurezas em muitas regiões (poluição);




Parâmetros físico-químicos: qualidade comparável à água potável (OMS);

Mas, pode apresentar baixo pH (poluiçãodo ar por emissão industrial, dióxido sulfúrico, óxidos nítricos);




Coliformes e coliformes fecais;

Controle da qualidade: evita-se a água do início da chuva; limpeza do reservatório; tratamento adequado para uso potável(fervura, cloração etc).



Composição de um sistema:

•Superfície coletora;•Condutores;•Reservatório.



Superfície coletora:

Material não tóxico e livre de substâncias que possam diminuir a qualidade da água;

Materiais usados: alumínio corrugado, ferro galvanizado, concreto, telhas cerâmicas, telhasde pedra etc;

Evitar: cimento-amianto, pinturas a base de zinco, cromo e chumbo;



Superfície coletora:

Superfície coletora = solo: limpar a cobertura de vegetação, aumentar a inclinação da superfície, promover compactação, evitar contaminação por pessoas ou animais.



Condutores:

Preferência por plástico, PVC ou outrassubstâncias inertes(pH da água da chuvapode ser baixo);

Calhas e condutores:inspeção e limpezaperiódica;




Reservatórios:

Podem ser localizados acima ou abaixo do solo;

Podem ser construídos como parte da edificação ou afastados da mesma;

Devem ser de material inerte (concreto, fibra de vidro, polietileno, aço inoxidável);



Reservatórios:

Evitar contaminação externa: pássaros, animais, insetos;

Reservatórios abertos não devem ser usados;

Limpeza periódica;



Reservatórios:

Cloração necessária quando a água é para beber e uso doméstico;

Tubulação de saída do reservatório: superior a 10cm da base;

Recomenda-se diferenciar a tubulação;



Reservatórios:




Potencial de economia:• Intensidade pluviométrica em Florianópolis:

1500mm/ano;

• Telhado de 100m2;

• Volume de água de chuva: 150000litros/ano = 150m3/ano;

• Perdas (20%): volume seria de 120m3/ano.

• Representa 55% do consumo anual de 4 pessoas(150 litros/dia)


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisSanta CatarinaAnálise do aproveitamento de água pluvial em 62 cidades

Fonte: Potential for potable water savings by using rainwater: an analysis over 62 cities in southern Brazil , Enedir Ghisi, Andreza Montibeller, Richard W. Schmidt, Building and Environment, 2006.

NORTH

Belém

NORTHEAST

CENTRAL-WEST

SOUTHEAST

SOUTH

São Luis

Brasília

Fortaleza

PortoAlegre

Florianópolis

SãoPaulo

Rio deJaneiro

Vitória

Salvador

MaceióRecife

Natal

SC

NORTH

Belém

NORTHEAST

CENTRAL-WEST

SOUTHEAST

SOUTH

São Luis

Brasília

Fortaleza

PortoAlegre

Florianópolis

SãoPaulo

Rio deJaneiro

Vitória

Salvador

MaceióRecife

Natal

SC



y = -0.4852x + 126.46R2 = 0.7454

0102030405060708090

100

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Water demand (litres/capita per day)

Pote

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l for

pot

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wat

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sby

usi

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inwa

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%)

Média = 69%Fonte: Potential for potable water savings by using rainwater: an analysis over 62 cities in southern Brazil , Enedir Ghisi, Andreza Montibeller, Richard W. Schmidt, Building and Environment, 2006.



02000400060008000

100001200014000

2000 2020 2040 2060 2080 2100

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With no rainwater With rainwater (savings of 34%)

With rainwater (savings of 69%) With rainwater (savings of 92%)

Fonte: Potential for potable water savings by using rainwater: an analysis over 62 cities in southern Brazil , Enedir Ghisi, Andreza Montibeller, Richard W. Schmidt, Building and Environment, 2006.



NORTH

Belém

NORTHEAST

CENTRAL-WEST

SOUTH

São Luis

Brasília

Fortaleza

PortoAlegre

Florianópolis

SãoPaulo

Rio deJaneiro

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SC

NORTH

Belém

NORTHEAST

CENTRAL-WEST

SOUTHEAST

SOUTH

São Luis

Brasília

PortoAlegre

Florianópolis

SãoPaulo

Rio deJaneiro

Vitória

Salvador

MaceióRecife

Natal

SC

HorizonteBelo

Fortaleza

Aa( )

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Ad( )

Região SudesteAnálise do aproveitamento de água pluvial em 195 cidades

Fonte: Rainwater tank capacity and potential for potable water savings by using rainwater in the residential sector of southeastern Brazil, Enedir Ghisi, Diego Lapolli Bressan, MaurícioMartini, Building and Environment, 2006.


AproveitamentoAproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviaisy = -0.1519x + 66.31

2

0102030405060708090

100

50 100 150 200 250 300Potable water demand (litres/capita per day)

Pote

ntia

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pot

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Média = 41%

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Rainwater tank capacity (litres)

Pote

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ntia

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0102030405060708090

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Pote

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90%

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30%via w

Itaquaquecetuba: 94 litros/capita dia

Jales: 161 litros/capita dia

Santos: 255 litros/capita dia



0

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0 20 40 60 80 100Rainwater demand (% of potable water

demand)

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Rainwater demand (% of potable water demand)

Rain

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Itaquaquecetuba

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Paulistânia

Jales

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São Paulo

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Rain

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Indaiatuba

Jundiaí

Santos



Água pluvial + reuso:Duas casas na PalhoçaÁgua pluvial

Pot. de economia 36,6% 33,8%Economia 35,5% (5000 l) 33,6% (3000 l)Período de retorno 21 anos 67 anos

Reuso de águas cinzasÁgua disponível 41,7% 60,8%Água necessária 30,4% 25,6%Economia 30,4% (250 l) 25,6% (250 l)Período de retorno 17 anos 61 anos

Água pluvial + reusoPot. de economia 36,6% 33,8%Economia 36,4% (500 l + 250 l) 33,8% (500 l + 250 l)Período de retorno 28 anos 92 anos

Fonte: Potential for potable water savings by combining the use of rainwater and greywater in houses in southern Brazil, Enedir Ghisi, Sulayre Mengotti de Oliveira, Building and Environment, 2006.



Água pluvial + reuso:Condomínio residencial (3 blocos) em FlorianópolisÁgua pluvial

Pot. de economia 39,2% 40,1% 42,7%Economia 14,7% 15,6% 17,7% (10000 l)Período de retorno (anos) 2,4 5,0 -

Reuso de águas cinzasÁgua disponível 28,7% 52,5% 48,6%Água necessária 35,1% 29,7% 34,8%Economia 28,7% 29,7% 34,8% (2000 l)Período de retorno (anos) 2,1 5,0 -

Água pluvial + reusoPot. de economia 39,2% 40,1% 42,7% Economia 36,7% 39,4% 42,6% (5000 l + 2000 l)Período de retorno (anos) 3,4 8,0 -

Fonte: Potential for potable water savings by using rainwater and greywater in a multi-storey residential building in southern Brazil, Enedir Ghisi, Daniel F. Ferreira, Building and Environment, 2006.



Promoção e implementação:

• Incorporação no código de obras dos municípios;

• Normalização;• Políticas de implementação;• Promover o desenvolvimento de tecnologias e

recursos humanos;• Conscientização da população.


ExemplosExemplos de de aproveitamentoaproveitamento de de águas pluviaiságuas pluviais

Cingapura:• Pouca superfície terrestre;• Crescente demanda de água;• 86% da população vive em edifícios altos;• Água da chuva é coletada e armazenada

em reservatórios superiores;• Água utilizada para fins não potáveis;• Aeroporto Changi: água pluvial representa 28

a 33% do total de água utilizada.



Japão:• Arena de luta de sumô; reservatório de

1000m3; água utilizada para descarga de vasos sanitários e ar condicionado;

• 750 edifícios públicos e privados possuem sistemas de aproveitamento de água pluvial;

• O aproveitamento de água pluvial continua crescendo;



Japão:• Residências no Distrito de Mukojima, Tóquio:

Rega de jardim,Combate a incêndios,Beber (emergências).




Tailândia:• Vasos gigantes coletamágua pluvial para consumohumano;• Governo cria programanacional de aproveitamentode água pluvial.

Profs.: Enedir Ghisi – Luis A. Gómez


ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações


Bangladeche:• Desde 1997, 1000 tanques foram

instalados em áreas rurais;• Água utilizada para beber e cozinhar;• Testes: água pode ser preservada de 4

a 5 meses sem contaminação por bactérias.



IndonésiaFilipinasChinaÁfricaBermudasEstados UnidosBrasil


EquipamentosEquipamentos de de baixobaixoconsumoconsumo de de águaágua

Vasos sanitários com VDR:No Brasil, início da comercialização de

vasos com caixa acoplada com capacidade para 6 litros;

Nos EUA, vasos com VDR: 9 a 6 litros;

Na Europa, vasos com VDR: 9 a 3 litros.



Flushmate:Vaso com caixa acoplada; caixa com câmara que utiliza

a pressão em vez da gravidade para dar a descarga.Flushmate III: 6 litros por descarga (20% de economia)Flushmate IV: 4 litros por descarga (45% de economia)

Fonte: http://www.flushmate.com/ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Profs.: Enedir Ghisi – Luis A. Gómez


Microflush:Acionando-se o botão de descarga,

um alçapão se abre automaticamente no fundo do vaso levando o dejeto para uma câmara interna.

Na câmara interna é despejada água limpa a uma vazão de 19,3 litros/min(0,32 l/s) a 327 KPa, lavando a câmara e eliminando os dejetos para o sistema de esgoto.

Operam com ar comprimidoFonte: http://www.microphor.com/html/comm.html

ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Fonte: DTA F1


Microflush:Este sistema foi desenvolvido principalmente para

instalações comerciais e públicas;Segundo o fabricante: reduz até 90% do consumo

de água se comparado aos sistemas convencionais. Em uso doméstico, 40%.

O ciclo é de 12 segundos e a capacidade do reservatório de água para a descarga é de 2 litros.



Vaso com caixa acopladae entrada lateral:

Largamente utilizado em banheiros públicos no Japão;

Faz-se a reutilização de água: a água de alimentação, com a liberação da válvula, antes de ir à caixa, é jogada por um tubo em um pequeno lavatório montado na própria caixa, para a lavagem das mãos. A água usada cai direto na caixa por um orifício no fundo do lavatório.

Evita a necessidade de instalar lavatórios.

ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Fonte: DTA F1


Vaso com caixa acopladadual:

Usuário pode escolher entre dois volumes de águade descarga (100% e 50% do volume);

Volumes disponíveis: 9 e 4,5 litros ou 6 e 3 litros.



Torneiras:A utilização de mecanismos adaptados a

torneiras visa regular a vazão;Tais mecanismos não são recomendados para

torneiras de jardim, tanque, máquina de lavar roupas;

Para controlar a dispersão do jato e reduzir a vazão, existem alguns dispositivos: o arejador , o pulverizador (spray-tap) e o prolongador.



Arejador:Dispositivo fixado na saída da torneira, reduzindo a seção da

passagem da água, por meio de peças perfuradas ou telas finas; possui orifícios na superfície lateral para a entrada de ar durante o escoamento da água;

Funciona como controlador da dispersão do jato e como elemento de perda de carga, reduzindo a vazão;

Diminue cerca de 50% o jato das torneiras, resultando em vazões entre 0,13 l/s e 0,76 l/s. Podem ser encontrados no mercado novos arejadores que reduzem a vazão a aproximadamente 0,05 l/s para pressões de alimentação entre 140 KPa e 640 KPa.



Pulverizador:É também um dispositivo fixado na saída da

torneira, porém não tem orifícios laterais para a introdução de ar.

Transforma o jato de água em um feixe de pequenos jatos semelhante a um chuveirinho.

Reduz a vazão para valores entre 0,06 l/s e 0,12 l/s, podendo chegar até a 0,03 l/s.



Prolongador:Prolongamentos, desde que bem projetados, também

podem representar economia de água, aproximando e direcionando melhor o jato ao objeto a ser lavado;

Cuidados devem ser tomados com a correta vedação da conexão à torneira.

Fonte: DTA F1ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Profs.: Enedir Ghisi – Luis A. Gómez


Torneiras acionadas por sensor infravermelho:

O sensor infravermelho funciona com um conjunto de emissor e receptor. O receptor detecta o sinal emitido pelo anteparo colocado à frente (as mãos) e aciona a válvula que libera a água para o uso. O fluxo cessa quando as mãos são retiradas do campo de ação do sensor.

Fonte: http://www.docol.com.br/ ECV4237 – Uso Racional de Água em Edificações Profs.: Enedir Ghisi – Luis A. Gómez


Torneiras acionadas por sensor infravermelho:

O sensor infravermelho pode estar localizado na própria torneira ou logo acima, na parede;

O sistema é alimentado por transformador de baixa voltagem (24V). Alguns modelos são dotados de baterias auxiliares que são acionadas quando falta energia;

O sistema controla o tempo de uso da água, evitando o desperdício.



Torneiras com tempo de fluxo determinado:

Esse tipo de torneira é dotado de um dispositivo mecânico que, uma vez acionado, libera o fluxo de água, fechando-se automaticamente após um tempo determinado;

Existem torneiras dessetipo dotadas dearejador.

Fonte: http://www.docol.com.br/


Mictórios:Deve-se dar preferência aos mictórios com

acionamento de descarga automático (sensores infravermelho, acionamento mecânico com tempo de fluxo determinado ou sensor que detecta a acidez da urina no sifão).

Chuveiros:Recomenda-se a instalação de dispositivos

limitadores de vazão.


Revisão bibliográfica paraRevisão bibliográfica para o o seminárioseminário

http://www.scirus.com/

http://www.periodicos.capes.gov.br/Building and EnvironmentWater policyWater research


ReferênciasReferênciasRainwater harvesting and utilisation, UNEP – United Nations

Environment Programme. http://www.unep.or.jp/DTA - Documento Técnico de Apoio F1 – Tecnologias

poupadoras de água nos sistemas prediais. Autores: Orestes Gonçalves, Eduardo Ioshimoto, Lúcia Helena de Oliveira. Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água

Montibeller, A.; Schmidt, R. Análise do potencial de economia de água tratada através da utilização de águapluvial em Santa Catarina. TCC, Depto ECV, UFSC, 2004

http://www.flushmate.com/http://www.docol.com.br/http://www.microphor.com/html/comm.html


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Uso Racional de Água em Edificações · caracterização do consumo de água; ... Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Month Rainwater (mm) Taguatinga-TO (1666mm per