CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ENFASE AMBIENTAL
Aproveitamento de Água Pluvial: análise do custo de implantação do sistema em
edificações
Ricardo Paganelli de Lima
Thiago Garcia Machado Orientadora: Profª. MS. Aline Branco de Miranda Lázari
2008
Ricardo Paganelli de Lima Thiago Garcia Machado
Aproveitamento de Água Pluvial: análise do custo de implantação do sistema em
edificações
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao curso de Engenharia Civil Ênfase
Ambiental, Centro Universitário da Fundação
Educacional de Barretos, como requisito à
obtenção do grau de Engenheiro Civil Ênfase
Ambiental.
Orientador: Prof. MS. Aline Branco de Miranda Lázari
Barretos
2008
FOLHA DE APROVAÇÃO
Candidatas: RICARDO PAGANELLI DE LIMA E THIAGO GARCIA MACHADO “APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL: ANÁLISE DO CUSTO DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA EM EDIFICAÇÕES” Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos. Monografia defendida e julgada em 30/10/2008 perante a Comissão Julgadora: ________________________________ _________________ Prof. Ms. Aline Branco de Miranda Lázari Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos ____________________________ _________________ Prof. Ms. Valdecir Polizelli Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos ____________________________ _________________ Prof. Ms. Paulo Machado Martincowski Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos ____________________________
Prof. Ms. Aline Branco de Miranda Lázari Coordenador dos trabalhos de Conclusão de Curso
AGRADECIMENTOS
À Deus, pela vida. Aos nossos pais, pela educação. Aos nossos amigos,
pela compreensão e apoio. A orientadora Aline, pela demarcação do caminho e
aos professores, pelo estímulo e confiança.
RESUMO
Devido ao grave problema da escassez da água de boa qualidade pelo qual o
planeta está passando, a discussão acerca de novas formas de captação,
armazenamento e aproveitamento da água de chuva.
Dentro desse contexto, surge o sistema de aproveitamento de água da chuva
como uma das principais soluções para melhor gestão do uso da água, incluindo
benefícios sociais. A fim de analisar a viabilidade econômica relativa à implantação do
sistema de aproveitamento de água da chuva, foi realizado um estudo.
Ao final do estudo foi comprovado por meios de analise comparativa do valor
da tarifa por metro cúbico de água na cidade de Barretos: valor do sistema implantado
e valor por metragem cúbica na cidade de Barretos, a viabilidade econômica de
implantação desse sistema.
Palavras-chave: Água de chuva, reservatório, reaproveitamento, viabilidade.
ABSTRACT
The scarcity of good quality water is a problem our planet has been facing
nowadays, the discution surrounds new procedures for acumulating , stocking and
enjoyment of the rain water.
Throughout this context, a sistem that stocks rain arises as one of the best
sollution for a better enjoyment, usage of water management and another social
features as well. The study was developed with the aim of reaching an fully analysis of
economical features related to an implementation of a rain acumulating system
reservoir.
Once accomplished the study it was certainly proven among comparative
analysis from the sum of cubic meters taxes from the city of Barretos: a comparative
between amounds for the system implementantion and the value for cubic measure in
Barretos results in economical advantages with this system.
Word-Key: Rain, reservoir, reenjoyment of water
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................13
2. OBJETIVO...................................................................................................14
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................15
Aproveitamento de Água Pluvial no Mundo............................................15
Aproveitamento de Água Pluvial no Brasil..............................................16
Cisternas para uso humano................................................................17
Cisterna adaptada para a agricultura.................................................18
Barragem subterrânea.........................................................................18
Barreiro e Caxio....................................................................................19
Pequeno Açude.....................................................................................21
Caldeirão (tanque de pedra)................................................................22
Mandala.................................................................................................22
Barramento de água de estradas........................................................23
A necessidade do aproveitamento da Água de Chuva..........................24
Vantagens e desvantagens de um sistema de aproveitamento de água da chuva.....................................................................................................24
Aproveitamento das Águas Pluviais em residências.............................25
Materiais Necessários para a implantação de um sistema de capitação de águas pluviais em residências.....................................27
Calhas e Condutores.......................................................................27
Reservatórios...................................................................................29
Bombas.............................................................................................30
Área de Capitação...........................................................................31
Filtro Grosseiro................................................................................32
Separador de Primeiras Águas......................................................32
4. METODOLOGIA E ETAPAS.......................................................................34
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................35
Custo de materiais do sistema de aproveitamento de água de chuva..35
Custos do Consumo de Água no município de Barretos.........................38
Viabilidades da implantação de um sistema de aproveitamento de água de chuva no município de Barretos, considerando o tamanho do reservatório............................................................................................................38
6. CONCLUSÃO..............................................................................................40
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................41
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Materiais utilizados e respectivos preços.....................................................35
Tabela 2: Estimativa do valor de implantação...............................................................36
Tabela 3: Estimativa do valor de implantação...............................................................37
Tabela 4: Estimativa do valor de implantação...............................................................37
Tabela 5: Tarifa de Água em Barretos............................................................................38
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Cisterna para captação de águas pluviais, utilizada no semi-árido brasileiro............................................................................................................................17
Figura 2 – Cisterna utilizada para o uso na agricultura................................................18
Figura 3 – Vista frontal da construção de barragem subterrânea...............................19
Figura 4 – Barreiro criado no semi-arido brasileiro para disponibilizar água para animais...............................................................................................................................20
Figura 5 – Caxio criado para interceptar águas de enxurradas e armazena-las para consumo de animais e irrigações...................................................................................20
Figura 6 – Açude de água sendo utilizado para consumo humano.............................21
Figura 7 - Açude na época de estiagem, parcialmente seco........................................21
Figura 8 – Tanque de pedra natural, serve de armazenamento de águas pluviais....22
Figura 9 – Mandala, com capitação de águas pluviais, usando para irrigar a agricultura.........................................................................................................................23
Figura 10 – Canaleta para captar águas laterais das estradas.....................................23
Figura 11– Esquema de funcionamento de sistema aproveitamento de água de chuva..................................................................................................................................27
Figura 12 – Ilustração do sistema de instalação de calhas e condutores..................28
Figura 13 – Condutor vertical cilíndrico.........................................................................28
Figura 14 – Calha horizontal cilíndrica...........................................................................29
Figura 15 – Reservatórios cilíndrico usado para armazenamento de águas pluviais...............................................................................................................................30
Figura 16 – Bombas de sucção usada para bombear água dos reservatórios..........31
Figura 17– Residência em Ribeirão Preto com aproveitamento de água pluvial.......31
Figura 18 – Filtro de partículas sólidas e detalhe das telas.........................................32
Figura 19 – Desviador das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio horizontal...........................................................................................................................33
Figura 20 – Desviador das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio vertical...............................................................................................................................33
13
1. INTRODUÇÃO
No mundo, 97,5% da água é salgada, a água doce corresponde somente aos
2,5% restantes, porém 68,9% da água doce estão congeladas em calotas polares do
Ártico, Antártica e nas regiões montanhosas. A água subterrânea compreende 29,9% do
volume total de água doce do planeta, somente 0,266% da água doce representa toda a
água dos lagos, rios e reservatórios (significa 0,007% do total de água doce e salgada
existente no planeta). O restante da água doce esta na biomassa e na atmosfera a forma
de vapor. (TOMAZ, 2003).
Atualmente a escassez de água própria para o consumo humano vem tomando
proporções alarmantes. Alguns fatores como o aumento contínuo da população mundial e
o crescimento das cidades e dos centros industriais são responsáveis pelo aumento da
demanda por água de qualidade, em contra partida, o uso não racional e sustentável da
mesma vem causando sua escassez, uma vez que interfere negativamente no seu ciclo
hidrológico.
Outro fator importante é o aumento de inundações e enchentes devido ao
escoamento superficial da água de chuva e da impermeabilização do solo. Desta forma, a
captação de água pluvial poderá contribuir para a diminuição do acúmulo de água nos
fundos de vale.
A utilização de águas pluviais teve inicio por volta de 3000 anos a.C. no Oriente
Médio. Há 2750 anos a.C. na Mesopotâmia, utilizavam-se águas pluviais. (TOMAZ, 2003).
O sistema de captação de águas pluviais vem sendo utilizado mais comumente
nos países Europeus e Asiáticos. Nesses países são oferecidos financiamentos para a
construção e utilização deste sistema.
No Brasil, as águas pluviais vêm sendo utilizadas nos estados do Nordeste, devido
a grande falta de recursos hídricos, e essa água capitada, é usada como fonte de
suprimento.
Seguindo um projeto existente de normas da ABNT, 2007, para aproveitamento de
águas pluviais no Brasil, será verificada a implantação dos equipamentos necessários
(calhas e condutores, peneiras, reservatório, extravasores, bombas e filtros) para a
captação de águas pluviais em edificações.
14
2. OBJETIVO
Este trabalho tem por objetivo expor de forma analítica a viabilidade econômica da
instalação de um sistema de água pluvial em edificações residenciais no município de
Barretos.
15
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Aproveitamento de Água Pluvial no Mundo
Registros históricos indicam que a água da chuva já é utilizada pela humanidade
há milhares de anos. Existem inúmeras cisternas escavadas em rochas, utilizadas para
aproveitamento de água pluvial, que são anteriores a 3.000 a.C. Em Israel, encontra-se
um dos exemplos mais conhecidos, a famosa fortaleza de Masada, com dez reservatórios
escavados na rocha, tendo como capacidade total 40 milhões de litros. No México,
existem cisternas ainda em uso, que datam de antes da chegada de Cristóvão Colombo à
América (TOMAZ, 2003).
Em países industrializados, como a Alemanha, a população e as autoridades
públicas estão apoiando ativamente o aproveitamento de água de chuva. Além disso, o
governo alemão está participando com apoio financeiro, oferecendo financiamentos para
a construção de sistemas de captação de água pluvial, incentivando assim a economia de
água potável para suprir as futuras populações e novas indústrias, conservando as águas
subterrâneas que são utilizadas como fontes de recurso hídrico em muitas cidades do
país (GROUP RAINDROPS, 2002).
Segundo Tomaz (2001a), especialistas acreditam que até o ano de 2010, um
percentual de 15% de toda água utilizada na Europa seja proveniente de aproveitamento
de água de chuva.
Um dos países que mais utiliza sistemas de aproveitamento de água pluvial alem
de promover estudos e pesquisas nessa área, é o Japão. Como exemplo, tem-se o caso
de Tóquio, onde regulamentos do governo metropolitano obrigam que todos os prédios
com área construída maior que 30.000 m² (metro quadrado) utilizem mais de 100 m³
(metro cúbico) por dia de água para fins não potáveis, façam reciclagem da água de
chuva e de água servida (água de lavatórios, chuveiros e máquinas de lavar roupas).
Além disso, a fim de evitar enchentes, devem ser construídos reservatórios de detenção
de água de chuva em áreas de terrenos maiores de 10.000 m² (metro quadrado) ou em
edifícios que tenham mais que 3.000 m² (metro quadrado) de área construída (TOMAZ,
2003).
Países como Estados Unidos, Austrália e Cingapura também estão desenvolvendo
pesquisas referentes ao aproveitamento de água pluvial. Em 1992, iniciou-se sistema de
uso de água de chuva no Aeroporto de Chagi, em Cingapura. A água pluvial captada nas
16
pistas de decolagem e aterrissagem é coletada e utilizada para descarga dos banheiros,
evitando transtornos com enchentes nas pistas. Essa iniciativa abriu caminhos para novas
áreas de pesquisa de aproveitamento de águas pluviais nesses países. (GROUP
RAINDROPS, 2002).
3.2 Aproveitamento de Água Pluvial no Brasil
No Brasil, até aproximadamente 20 anos atrás existiam poucas experiências de
aproveitamento de água pluvial.
No nordeste brasileiro a falta de água nos açudes, lagoas e nos rios, que são
temporários naquela região, e a salinidade das águas subterrâneas são fatores que levam
parte da população nordestina a utilizar a água da chuva para suprir as necessidades de
uso doméstico e das atividades na agricultura.
O Semi-árido brasileiro foi o pioneiro na arte de captação de águas pluviais.
Existem várias experiências de tecnologias de sucesso de captação e manejo de água de
chuva para uso humano, para criação de animais e produção de alimentos, na sua maioria, desenvolvidas por agricultores familiares, as quais podem ser multiplicadas e que
serão descritas posteriormente nesta pesquisa.
Hoje, já existe no país a Associação Brasileira de Manejo e Captação de Água de
Chuva, que é responsável por divulgar estudos e pesquisas, reunir equipamentos,
instrumentos e serviços sobre o assunto (ABCMAC, 2008).
Na cidade de Guarulhos, estado de São Paulo, algumas indústrias utilizam água
de chuva para suprimento de alguns pontos na sua produção. Segundo Thomaz (1993), é
realizado aproveitamento de água de chuva em uma indústria de tingimento de tecidos,
captada através de um telhado de 1.500 m² (metro quadrado) e armazenada em
reservatório subterrâneo de 370 m³.
Já em Blumenau, cidade localizada no estado de Santa Catarina, foi instalado
sistema de aproveitamento de água pluvial em um hotel com 569,50 m² (metro quadrado)
de área de cobertura (área de captação). O volume da cisterna utilizada é 16.000 litros,
estimando-se a economia anual de água potável em torno de 684.000 litros (BELLA
CALHA, 2008).
Nos últimos três anos, o Brasil conseguiu construir mais de 100 mil cisternas,
capazes de armazenar cerca de 1,5 bilhões de litros de água, na região do semi-árido
17
brasileiro. A meta dos brasileiros envolvidos nesse projeto é construir 1 milhão de
cisternas até o ano de 2010 (MONTOIA, 2008).
A seguir serão apresentados alguns tipos de construções que servem para a
captação das águas de chuva.
3.2.1 Cisternas para uso humano
As cisternas utilizadas para uso humano são sistemas compostos por
reservatórios semi-enterrados para armazenamento de águas pluviais. A água pluvial dos
meses chuvosos é armazenada para ser utilizada nos meses onde se tem escassez de
água.
A forma de captação é a utilização de uma tubulação que direciona a água ate o
reservatório (cisterna) semi-enterrado. A cisterna é construída de concreto com tela de
arame (que utiliza uma fôrma durante a primeira fase de construção), que raramente
apresenta vazamento, e, se isso acontecer, poderá ser facilmente consertada (figura 1).
Figura 1 – Cisterna para captação de águas pluviais, utilizada no semi-árido brasileiro
Fonte: Rotary Internacional (2008)
18
3.2.2 Cisterna adaptada para a agricultura
A cisterna utilizada para a agricultura é formada por uma área de captação para
captar as águas das chuvas que escorre dos desníveis do terreno ou de áreas
pavimentadas, um reservatório de água (que deve ser bem maior que a cisterna para o
uso humano) e um sistema de irrigação (que pode ser feito à mão ou por gotejamento)
(figura 2).
Figura 2 – Cisterna utilizada para o uso na agricultura
Fonte: Observador (2008)
3.2.3 Barragem subterrânea
A barragem subterrânea aproveita as águas das enxurradas e de pequenos
riachos intermitentes disponíveis na região. É cavada uma valeta transversal nos
estreitamentos dos córregos, até chegar à base cristalina.
As saídas da água podem ser fechadas com barro apiloado ou lona de PVC. Toda
barragem deve ter um sangradouro, para escoar o excesso de água e evitar que a força
da água quebre a barragem.
Durante o inverno acumula-se água no solo (e não nas superfícies, como nas
barragens tradicionais).
19
No tempo de seca a área a montante da barragem pode ser plantada com todo
tipo de fruteiras, verduras e culturas anuais, e/ou pode-se aproveitar a água armazenada
a partir do poço que obrigatoriamente tem que ser construído, (figura 3).
Figura 3 – Vista frontal da construção de barragem subterrânea
Fonte: Biblioteca Virtual de Tropicologia (2008)
3.2.4 Barreiro e Caxio
O Barreiro e Caxio foram criados para disponibilizar água para os animais, para
“irrigação de salvação” e para complementar o abastecimento de cultivos anuais.
São reservatórios com um ou mais compartimentos e de mais de três metros de
profundidade, com fundo e parede de pedra, que não deixa a água se infiltrar e se perder.
Pequenas valetas são construídas para direcionar a água de enxurradas para esses
compartimentos, com a preocupação de evitar a passagem de sedimentos, conforme
apresentado na (figura 4 e 5).
20
Figura 4 – Barreiro criado no semi-arido brasileiro para disponibilizar água para animais
Fonte: Fundação Joaquim Nabuco (2008)
Figura 5 - Caxio criado para interceptar águas de enxurradas e armazena-las para consumo de animais
e irrigações Fonte: Prefeitura Municipal de Poços de Caldas, 2008
21
3.2.5 Pequeno Açude
Os açudes são áreas de baixio onde se recolhe a água da chuva. É natural ou
construído com trator ou à mão. Para diminuir a evaporação, recomenda-se arborizar as
margens do açude.
Deve ter um sangrador grande e bem construído para não quebrar em anos de
chuva excessiva. Pode-se plantar na várzea como irrigação de salvação, conforme
apresentado na figura 6 e 7.
Figura 6 – Açude de água sendo utilizado para consumo humano
Fonte: Fundação Joaquim Nabuco (2008)
Figura 7 – Açude na época de estiagem, parcialmente seco
Fonte: Fundação Joaquim Nabuco (2008)
22
3.2.6 Caldeirão (tanque de pedra)
O sistema de caldeirão é uma caverna natural, escavada em lajedos (às vezes
aumentada nos períodos de seca), que representa excelente reservatório para armazenar
água das chuvas para uso humano, animal e agrícola, conforme apresentado na figura 8.
Figura 8 – Tanque de pedra natural, serve de armazenamento de águas pluviais
Fonte: Prefeitura Municipal de Tauá (2008)
3.2.7 Mandala
Mandala é uma tecnologia da agricultura irrigada. É composta de nove círculos de
distribuição de água, organizados ao redor de um reservatório central em forma de cone.
O desperdício na irrigação é controlado com o gotejamento regular nas plantações
diversificadas nos nove círculos concêntricos. O reservatório de água, cercado com tela
ou galhos, pode ser utilizado para criação de patos e peixes. A mandala somente funciona
com bastante água; assim, além da água de chuva, deve-se ter uma outra fonte de
abastecimento, como, por exemplo, um curso d´água, um açude ou um poço (figura 9).
23
Figura 9 - Mandala, com captação de águas pluviais, usando para irrigar a agricultura
Fonte: Portal do Voluntario HSBC (2008)
3.2.8 Barramento de água de estradas
A experiência de barramento de água de estradas consiste em captar e canalizar a
água de chuva que escorre pela lateral de estradas, através de manilhas, e armazená-la,
depois de processos de decantação, numa cisterna subterrânea, da qual será retirada
para irrigação de salvação, (figura 10).
Figura 10 – Canaleta para captar águas laterais das estradas
Fonte: Site Engenharia (2008)
24
3.3 A necessidade do aproveitamento da Água de Chuva
O aproveitamento de água pluvial surge como uma medida que tenta resolver dois
graves problemas. O primeiro é a escassez de água, que já atormenta um grande número
de pessoas pelo mundo e que, em um futuro próximo, alcançará maiores proporções. A
redução do consumo de água potável permitirá o aumento de usuários atendidos,
contribuindo para um dos itens de exclusão social.
A falta de água já é comum em regiões que recebem grande fluxo de turistas,
principalmente em cidades litorâneas no verão, ironicamente a época de maior regime
chuvoso.
O segundo problema é a drenagem urbana. As águas de chuva tem causado
graves problemas de ordem social e econômica, devido à crescente urbanização e
impermeabilização do solo, nem sempre acompanhada de infra-estruturas necessárias,
como por exemplo, uma rede de drenagem adequada.
O uso deste sistema contribuirá para a redução das enchentes, retirando do
sistema de drenagem um grande volume de água, já que grande parcela da precipitação
está sendo captada e reservada nos lotes (O2 ENGENHARIA, 2008).
Com isso, é possível a solução parcial de problemas enfrentados nos grandes
centros urbanos, proporcionando novo uso às águas de chuva que, hoje, proporcionam
grandes catástrofes, sendo utilizadas para novos fins.
3.4 Vantagens e desvantagens de um sistema de aproveitamento de água da chuva
Existem vários aspectos positivos no uso de sistemas de aproveitamento de água
pluvial, pois estes possibilitam reduzir o consumo de água potável diminuindo os custos
de água fornecida pelas companhias de abastecimento; minimizar riscos de enchentes e
preservar o meio ambiente reduzindo a escassez de recursos hídricos (MAY, 2004).
Além disso, SIMIONI (2004) cita outras vantagens do aproveitamento de água de
chuva e algumas desvantagens como :
25
Vantagens:
• Utilização de estruturas existentes na edificação (telhados, lajes e rampas);
• Baixo impacto ambiental;
• Água com qualidade aceitável para vários fins com pouco ou nenhum tratamento;
• Complementa o sistema convencional;
• Reserva de água para situações de emergência ou interrupção do abastecimento
público.
• Conveniência (o suprimento ocorre no ponto de consumo).
• Fácil manutenção.
• Baixos custos de operação e manutenção.
• Qualidade relativamente boa (principalmente quando a captação é feita em
telhado).
• As tecnologias disponíveis são flexíveis.
Desvantagens:
• Custo mais alto quando comparada com outras fontes.
• Suprimento é limitado (depende da quantidade de precipitação e da área de
telhado).
• Não atrativo a políticas públicas.
• Custo inicial médio.
• Qualidade da água vulnerável.
• Possível rejeição cultural.
3.5 Aproveitamento das Águas Pluviais em residências
A viabilidade da implantação de sistema de aproveitamento de água pluvial
depende essencialmente dos seguintes fatores: precipitação, área de captação e
demanda de água.
Além disso, para projetar tal sistema devem-se levar em conta as condições
ambientais locais, clima, fatores econômicos, finalidade e usos da água, buscando não
uniformizar as soluções técnicas.
26
A água de chuva pode ser utilizada em várias atividades com fins não potáveis no
setor residencial, industrial e agrícola. No setor residencial, pode-se utilizar água de chuva
em descargas de vasos sanitários, sistemas de controle de incêndio, lavagem de
automóveis, lavagem de pisos e irrigação de jardins. Já no setor industrial, pode ser
utilizada para resfriamento evaporativo, climatização interna, lavanderia industrial,
lavagem de maquinários, abastecimento de caldeiras, lava jatos de veículos e limpeza
industrial, entre outros. Na agricultura, vem sendo empregada principalmente na irrigação
de plantações (MAY & PRADO, 2004).
Segundo May (2004), os sistemas de coleta e aproveitamento de água de chuva
em edificações são formados por quatro componentes básicos: áreas de coleta;
condutores; armazenamento e tratamento.
O funcionamento de um sistema de coleta e aproveitamento de água pluvial
consiste de maneira geral, na captação da água da chuva que cai sobre os telhados ou
lajes da edificação. A água é conduzida até o local de armazenamento através de calhas,
condutores horizontais e verticais, passando por equipamentos de filtragem e descarte de
impurezas. Em alguns sistemas é utilizado dispositivo desviador das primeiras águas de
chuva.
Após passar pelo filtro, a água é armazenada geralmente em reservatório
enterrado (cisterna), e bombeada a um segundo reservatório (elevado), do qual as
tubulações específicas de água pluvial irão distribuí-la para o consumo não potável.
Em áreas para captação de água de chuva, comumente utiliza-se materiais como:
telhas galvanizadas pintadas ou esmaltadas com tintas não tóxicas, superfícies de
concreto, cerâmicas, policarbonato e fibra de vidro. As calhas também devem ser
fabricadas com materiais inertes, como PVC ou outros tipos de plásticos, evitando assim,
que partículas tóxicas provenientes destes dispositivos venham a ser levadas para os
tanques de armazenagem (MACOMBER, 2001).
A Figura 11 apresenta esquema típico de funcionamento do sistema de
aproveitamento de água de chuva em residências.
As normas NBR 5626 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004) -
Instalação predial de água fria e NBR 10844 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS,1989) - Instalações prediais de águas pluviais, fornecem os requisitos para o
aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para fins não potáveis. A concepção
do projeto do sistema de coleta de água de chuva deve atender as especificações
contidas nessas normas.
27
Figura 11 - Esquema de funcionamento de sistema aproveitamento de água de chuva
Fonte: BELLA CALHA (2008). 3.5.1 Materiais Necessários para a implantação de um sistema de captação
de águas pluviais em residências
3.5.1.1 Calhas e Condutores
As calhas fazem com que as águas distribuídas pelo telhado sejam encaminhadas à
cisterna. Para se ter uma boa eficácia em seu uso deve-se dimensioná-las levando em
consideração a quantidade de água que virá do telhado e a sua inclinação até o condutor
vertical. A declividade mínima para as calhas deve ser de 0,5% segundo a norma
regulamentadora NBR 10844 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS,
1989) - Instalações prediais de águas pluviais.
28
No mercado já existem calhas fabricadas, e desenvolvidas em diversos modelos
para que as mesmas tenham harmonia com as fachadas e não provoquem um incômodo
visual, conforme mostra figura 12, 13 e 14.
Figura 12 – Ilustração do sistema de instalação de calhas e condutores
Fonte: Calha Forte (2008)
Figura 13 – Condutor vertical cilíndrico
Fonte: Calha Forte (2008)
29
Figura 14 – Calha horizontal cilíndrica
Fonte: Calha Forte (2008)
3.5.1.2 Reservatórios
Um dos componentes mais importantes de um sistema de aproveitamento de água
pluvial é o reservatório, o qual deve ser dimensionado, tendo principalmente como base,
os seguintes critérios: custos totais de implantação, demanda de água, áreas de
captação, regime pluviométrico e confiabilidade requerida para o sistema. Ressalta-se
que, a distribuição temporal anual das chuvas é uma importante variável a ser
considerada no dimensionamento do reservatório (CASA EFICIENTE, 2008).
Pode ser construído tanque cilíndrico de eixo vertical, de paredes de alvenaria, isto
é, tijolos ou blocos, armados exteriormente com cinta de malha de ferro, apoiados em
uma laje de concreto dupla ferragem, para evitar trincas, e coberto com laje pré-moldada
(figura 15). Como o referido reservatório vai ficar acima do nível do solo será
imprescindível impermeabilização interna com produtos modernos de argamassa
misturada com polímeros que conseguem uma camada impermeabilizante estanque de
vários milímetros de espessura, elástica.
Pode-se ter também tanques de fibra de vidro, cilíndricos de eixo vertical, auto-
sustentáveis, externos, com pintura interna de cor preta para bloquear a luz que torna
possível a fotossíntese e, portanto a presença de algas.
30
Os reservatórios podem ser construídos de varias formas geométricas mas devem
atender a norma NBR 12217 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS,
2004) - Projetos de reservatório de distribuição de água para abastecimento público)
Figura 15 – Reservatórios cilíndrico usado para armazenamento de águas pluviais
Fonte: Sitio Castaneda (2008)
3.5.1.3 Bombas
Quando necessário o bombeamento a um reservatório superior para o
abastecimento, o mesmo deve atender a norma NBR 12214 (Associação Brasileira de
Normas Técnicas, 2007 – Comissão de Estudo Especial Temporária de Aproveitamento
de Água de Chuva)
Devem ser observadas as recomendações das tubulações de sucção e recalque,
velocidades mínimas de sucção e seleção do conjunto motor-bomba (figura 16).
Quando necessário pode ser instalado junto à bomba centrífuga, dosador
automático de cloro o qual convém ser enviado a um reservatório intermediário para que
haja tempo de contato de no mínimo 30 minutos.
31
Figura 16 – Bombas de sucção usada para bombear água dos reservatórios
Fonte: hidrovector (2008)
3.5.1.4 Área de Captação
As áreas de captação, na construção civil, geralmente são os telhados das casas.
Podem ser telhas cerâmicas, telhas de fibrocimento, telhas de zinco, telhas de ferro
galvanizado, telhas de concreto armado, telhas de plásticos, telhado plano revestido com
asfalto, etc.
O telhado pode estar inclinado, pouco inclinado ou plano. Para um sistema de
telhado onde há várias águas (sentido que as águas correm pelo telhado), cada uma
dessas tem sua importância de contribuição que será levada em consideração para o
cálculo dos condutores verticais, (figura 17).
Figura 17 - Residência em Ribeirão Preto com aproveitamento de água pluvial
Fonte: O2 Engenharia (2008)
32
3.5.1.5 Filtro Grosseiro
Um filtro pode ser colocado antes que a água possa chegar à cisterna, esse pode
ser uma tela ou até mesmo filtros industrializados para reter galhos, folhas, e outras
impurezas grosseiras, (figura 18).
Figura 18 – Filtro de partículas sólidas e detalhe das telas
Fonte: O2 Engenharia (2008)
3.5.1.6 Separador de Primeiras Águas
As primeiras chuvas levam a maior parte das impurezas que estão depositadas no
telhado, lavando-o. São "arrastadas" impurezas finas que precisam ser separadas e
descartadas. Com esse propósito é utilizado o dispositivo que desvia as primeiras águas
de chuva, com um volume determinado, para um pequeno reservatório, e que quando
está cheio faz com que a água passe para a cisterna. A figura 20 apresenta um desviador
das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio horizontal. A figura 21 apresenta
um desviador das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio vertical.
33
Figura 19 - Desviador das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio horizontal
Fonte: SAFERAIN (2008)
Figura 20 - Desviador das águas das primeiras chuvas com válvula de desvio vertical
Fonte: SAFERAIN (2008)
34
4. METODOLOGIA E ETAPAS
Com base em estudos de livros e autores do assunto em questão, reunindo
informações extraídas de sites e revistas, incorporando com as normas obtidas pelo
projeto existente e elaborado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (2007)
Comissão de Estudo Especial Temporária de Aproveitamento de Água de Chuva, foi
proposta a seguinte metodologia para o desenvolvimento da pesquisa:
01 – Revisão Bibliográfica sobre a evolução da utilização das águas pluviais e
formas de utilização e aproveitamento em edificações.
02 – Levantamento de equipamentos necessários para a instalação de um
sistema de captação de água pluvial.
03 – Levantamento dos custos para a implantação do sistema de captação de
água pluvial em edificações.
04 – Estabelecimento da viabilidade econômica da implantação do sistema,
considerando o valor de tarifa de água do município de Barretos.
35
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para avaliar os resultados desta pesquisa foi necessário o desenvolvimento de
três etapas nesta pesquisa. A primeira delas foi o levantamento dos materiais utilizados
no sistema de aproveitamento de água pluvial e os custos de sua implantação.
Em um segundo momento, foi levantado o custo de água no município de Barretos
para que, na terceira etapa se analisasse a viabilidade desta implantação. A seguir, são
apresentadas as três etapas dos resultados e a discussão pertinente a cada uma delas.
5.1 Custo de materiais do sistema de aproveitamento de água de chuva.
Considerando a importância ambiental da instalação de um sistema de
aproveitamento de água da chuva em uma edificação, é necessário avaliar a relação
custo/beneficio para a consolidação da possibilidade de instalação desse sistema.
Para esse estudo, foram consultados materiais e mão de obra na cidade de
Barretos. Os materiais utilizados e seus preços serão descritos na tabela 1.
Tabela 1 - Materiais e preços para o município de Barretos.
PRODUTOS PREÇOS
Reservatório Glassmar de fibra com tampa (2.500 litros) R$ 475,358
Reservatório Glassmar de fibra com tampa (5.000 litros) R$ 852,496
Reservatório Glassmar de fibra com tampa (10.000 litros) R$ 1.780,759
Tubo Tigre Marrom (75 milímetros) – barra 6 metros R$ 92,900
Motor – bomba (1/4 Cavalo) – (Bombas Andrade) R$ 312,250
Filtro grosseiro R$ 25,000
Separador de primeiras águas R$ 85,000
Conexões R$ 30,000
Caixa D’Água de fibra com tampa (500 litros) R$ 185,510 Fonte:Fortaleza da Construção (2008)
Os condutores verticais e horizontais (calhas) e a estrutura de telhado (área de
captação) não estão relacionados no comparativo de viabilidade econômica, pois estão
36
inclusos na estrutura das residências. Os materiais descritos acima na tabela 2 são
materiais de boa qualidade e próprios para água.
Os materiais utilizados, para fazer a analise de preços, foram escolhidos para
maior facilidade e acessibilidade dos interessados, visando um produto de boa qualidade,
diminuindo o custo de mão de obra e facilitando a manutenção do sistema.
Em pesquisa com profissionais da área de construção civil, obteve-se uma média
de R$ 50,00 (cinqüenta reais) por dia a mão de obra do colaborador qualificado para
função de instalação de componentes hidráulicos e seu ajudante uma média de R$ 27,50
(vinte e sete reais e cinqüenta centavos), na cidade de Barretos.
Com os preços dos materiais e custo de mão de obra, estimou-se o valor da
implantação do sistema de captação de água de chuva, utilizando 3 tamanhos diferentes
de reservatório, pois os outros componetentes são os mesmos para os três.
Na tabela 2, a estimativa de valor de implantação para reservatório de fibra de
2.500 litros, na tabela 3 reservatório de fibra de 5.000 litros e na tabela 4, reservatório de
fibra de 10.000 litros de fibra.
Tabela 2 – Estimativa do valor de implantação.
MATERIAIS PREÇOS
Tubo (75 milímetros) – 18 metros R$ 278,700
Conexões R$ 30,000
Reservatório (2.500 litros) R$ 475,358
Motor – bomba (1/4 Cavalo) R$ 312,250
Filtro grosseiro R$ 25,000
Separador de primeiras águas R$ 85,000
Caixa D’Água de fibra com tampa (500 litros) R$ 185,510
Custo mão de obra R$ 300,000
TOTAL R$ 1.691,818
37
Tabela 3 – Estimativa do valor de implantação.
MATERIAIS PREÇOS
Tubo (75 milímetros) – 18 metros R$ 278,700
Conexões R$ 30,000
Reservatório (5.000 litros) R$ 852,496
Motor – bomba (1/4 Cavalo) R$ 312,250
Filtro grosseiro R$ 25,000
Separador de primeiras águas R$ 85,000
Caixa D’Água de fibra com tampa (500 litros) R$ 185,510
Custo mão de obra R$ 300,000
TOTAL R$ 2.068,950
Tabela 4 – Estimativa do valor de implantação.
MATERIAIS PREÇOS
Tubo (75 milímetros) – 18 metros R$ 278,700
Conexões R$ 30,000
Reservatório (10000 litros) R$ 1780,759
Motor – bomba (1/4 Cavalo) R$ 312,250
Filtro grosseiro R$ 25,000
Separador de primeiras águas R$ 85,000
Caixa D’Água de fibra com tampa (500 litros) R$ 185,510
Custo mão de obra R$ 300,000
TOTAL R$ 2.997,219
38
A estimativa de preço e quantidade de material é equivalente a uma residência
com área de captação (telhado) de aproximadamente 100 metros quadrados e uma
distância equivalente a 5 metros da área de captação até o reservatório.
5.2 Custos do Consumo de Água no município de Barretos
Na cidade de Barretos se o consumo de água de uma residência não ultrapassar
9,99 metros cúbicos o consumidor é isento da tarifa.
A tabela abaixo mostra o preço da tarifa de água na cidade de Barretos, superior
ao valor máximo de isenção.
Tabela 5 – Tarifa de Água em Barretos
Consumo (metro cúbico)
Valor Água(R$)
Valor Esgoto (R$)
Total (R$)
10 0,710 0,360 10,70 11 0,753 0,377 12,43 12 0,796 0,398 14,32 13 0,839 0,420 16,36 14 0,883 0,442 18,55 15 0,926 0,463 20,83 16 0,970 0,485 23,20 17 0,988 0,494 25,19 18 1,007 0,504 27,19 19 1,026 0,513 29,24 20 1,044 0,522 31,32
Fonte: Sistema de abastecimento de Água de Barretos (2008).
A viabilidade da implantação do sistema no município de Barretos só irá se aplicar
a unidades consumidores que utilizem valores superiores à 9,99 m³ de água tratada.
Sendo assim, o estudo de viabilidade econômica considerará valores de 12,5 m³, 15 m³ e
20 m³, de acordo com a capacidade de armazenamento dos reservatórios escolhidos.
39
5.3 Viabilidades da implantação de um sistema de aproveitamento de água de chuva no município de Barretos, considerando o tamanho do reservatório.
Para o embasamento do estudo da viabilidade econômica de instalação do
sistema de coleta e aproveitamento de água de chuva, a área de captação (telhado) foi de
100,00 m² (metros quadrados), tamanho estipulado, levando em conta uma residência de
97,00 m² (metros quadrados), desconsiderando o beiral do telhado e multiplicando 1,04
(4%) de inclinação.
Utilizando o parâmetro de ANDRADE NETO (2003), o qual defende a retenção de
um litro de água da chuva para cada metro quadrado, analisamos a viabilidade de
implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial, utilizando três tamanhos
diferentes de reservatório e três faixas de consumo de água da cidade de Barretos.
Foi considerado como tempo de chuvas 6 meses do ano, sendo que os outros seis
meses seriam de falta de chuvas. Desta forma, é prevista a situação menos favorável.
Utilizando um reservatório de 2.500 litros, o preço de implantação do sistema de
captação de água pluvial ficará em R$ 1.691,818 reais. Em uma residência onde o
consumo é de 9,99 metros cúbicos, o consumidor é isento.
Considerando então que a unidade consumidora utilize 12,49 m³ para que se faça
a análise do reservatório de 2500 litros, esta unidade custa uma taxa de R$ 14,32 reais
mês.
Como já enunciado anteriormente e considerando 6 meses de utilização do
sistema, multiplicamos o valor mensal R$ 14,32 reais por 6 meses, resultando num valor
de R$ 85,92 reais economizados de tarifa por ano.
Dividindo o valor gasto na implantação que é de R$ 1.691,818 reais pelo valor
economizado com água da companhia de abastecimento de água de Barretos por ano,
que foi calculado, que é de R$ 85,92 reais / ano, resulta num prazo de pagamento do
sistema de aproximadamente 20 anos.
Repetindo o processo para um sistema de captação com reservatório de
armazenamento para 5.000 litros que ficará num valor estimado de R$ 2.068,950, e um
consumo mensal de 15 metros cúbicos que paga de tarifa por mês um valor de R$ 20,83
reais, a economia será de R$ 124,98 reais / ano e o sistema será pago num prazo de 17
anos.
Para um sistema com reservatório de capacidade de armazenamento de 10.000
litros o preço de implantação é de R$ 2.997,219 e um consumo mensal de 20 metros
40
cúbicos onde se paga uma tarifa de R$ 31,32 reais, a economia será de R$ 187,92 reais /
ano e o sistema será pago num prazo de 16 anos.
Desta forma, procurou-se mostrar os resultados da viabilidade econômica da
implantação do sistema de aproveitamento de águas pluviais, considerando situações
atuais. Com a discussão da cobrança pelo uso da água, futuramente os valores da tarifas
poderão ser acrescidos e aumentar a viabilidade da implantação deste sistema.
41
6. CONCLUSÃO
Na cidade de Barretos, o preço pelo metro cúbico de água é barato, levando em
conta que para um consumo mensal de menos de 10 metros cúbicos não se paga tarifa.
Desta forma, a implantação do sistema para unidades consumidoras que utilizem até essa
faixa se torna economicamente inviável.
Analisando os resultados, o reservatório de 10.000 litros se mostra o mais
econômico para quem obtivesse um consumo superior a 20 metros cúbicos resultando em
um pagamento em torno de 16 anos. Porém, a implantação de um reservatório de 5.000
litros tem um investimento menor, e um pagamento em 17 anos.
Pensando na viabilidade econômica e um retorno a curto prazo, fica inviável a
implantação do sistema, lembrando que a água é armazenada para fins não potáveis.
Olhando para o lado de viabilidade, sem pensar no dinheiro gasto mas sim nos
benefícios da implantação, o sistema de aproveitamento de água pluvial diminuiria os
problemas de drenagem urbana, retendo boa parte da água que escoaria pelas ruas e
galerias, diminuiria a quantidade de água tratada utilizada para rega de jardim, lavagem
de calçadas, carros entre outros.
Reforçando a parte de viabilidade do sistema, os aspectos ambientais que se
apresentam no planeta, alterações climáticas, falta de chuva, entre outros, a implantação
do sistema de aproveitamento de água de chuva, seria ambientalmente viável, para
economia de água de boa qualidade, para futuras gerações.
Ainda observando discussões sobre a cobrança pelo uso da água, as tarifas pagas
poderão sofrer alterações significativas tornando o sistema viável também
economicamente.
Sugere-se a continuidade de pesquisas que envolvam a diminuição de gastos com
equipamentos, e a utilização desta água para fins mais nobres, podendo ser revistas suas
utilizações, e, portanto, promovendo a economia do recurso hídrico.
42
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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