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¹ Graduando em Engenharia Civil, Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
E-mail: [email protected]
² Engenheiro civil. Engenheiro de segurança do trabalho. Docente da Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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ANÁLISE DE IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE
ÁGUA PLUVIAL PARA FINS NÃO POTÁVEIS: ESTUDO DE CASO NO BLOCO
ADMINISTRATIVO NO CAMPUS I DA UNIVERSIDADE DE GURUPI-UNIRG.
ANALYSIS OF IMPLANTATION OF A PLUVIAL WATER SUPPLY SYSTEM FOR NON-POTABLE
PURPOSES: A CASE STUDY IN THE ADMINISTRATIVE BLOCK ON CAMPUS I, UNIVERSITY OF
GURUPI-UNIRG.
Lucas Rodrigues da Silva¹. Evandro Schmitt ².
RESUMO
Este estudo tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica de um sistema de aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis, no campus I da Universidade UnirG. Consiste em um estudo de caso exploratório, de caráter descritivo e analítico, sendo realizado na cidade de Gurupi - TO. Em seu desenvolvimento será elaborado um projeto hidráulico com o aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis, em busca de diminuir o consumo de água e a escassez dos recursos hídricos. A metodologia deste projeto será dividida nas respectivas etapas: dados pluviométricos da região, demanda do consumo de água, volume de contribuição, análise de projeto hidráulico, dimensionamento do reservatório e condutos. Além disso, será analisada a viabilidade econômica deste projeto. Os dados necessários nesta pesquisa no âmbito institucional serão fornecidos pela Instituição UnirG e pela empresa de saneamento básico do Brasil (BRK Ambiental). Para o desenvolvimento deste projeto terá como embasamento as NBR 15527/07, NBR 10.844/89,NBR 5626/98, NTS – 181. Os cálculos utilizados neste projeto serão dimensionados e tabulados utilizando planilha eletrônica da Microsoft Excel, visando detalhar e relacioná-los com as especificações apresentadas nas normas pertinentes a cada equação. A apresentação do projeto hidráulico será realizada, por meio do software AutoCAD 2015, o dimensionamento contará com auxilio do software Qibuilde. Analisando a viabilidade de implantação do projeto. Palavras-chave: Recursos hídricos; Água; Escassez; Sustentabilidade; Tocantins.
ABSTRACT
The objective of this study is to analyze the technical and economic viability of a rainwater harvesting
system for non potable purposes, in Campus I of UnirG University. It consists of an exploratory case study,
with descriptive and analytical character, being carried out in the city of Gurupi - TO. In its development, a
hydraulic project will be developed with the use of rainwater for non-potable purposes, in order to reduce
water consumption and the scarcity of water resources. The methodology of this project will be divided into
the respective stages: rainfall data of the region, demand of water consumption, volume of contribution,
analysis of hydraulic design, reservoir design and conduits. In addition, the economic viability of this project
will be analyzed. The data required in this institutional research will be provided by the UnirG Institution and
the Brazilian basic sanitation company (BRK Ambiental). For the development of this project will be based
on NBR 15527/07, NBR 10.844 / 89, NBR 5626/98, NTS - 181. The calculations used in this project will be
scaled and tabulated using Microsoft Excel spreadsheet, in order to detail and relate them with the
specifications presented in the standards pertinent to each equation. The presentation of the hydraulic
project will be carried out, through the software AutoCAD 2015, the sizing will be assisted by the Qibuilde
software. Analyzing the feasibility of project implementation.
Keywords: Water resources; Water; Scarcity; Sustainability; Tocantins.
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¹ Graduando em Engenharia Civil, Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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1 INTRODUÇÃO
Estima-se que 97,5% da água existente em nosso planeta são salgadas, é são
inadequadas para nosso consumo humano e para irrigação. Dos 2,5% de água doce
disponível, 69% estão em geleiras, e 30% são de águas subterrâneas armazenadas em
subsolos, 1% concentram-se nos rios, lagos e lagoas. (ANA, 2016). O uso desse
percentual deve ser pensado para que não prejudique os diferentes meios que a
humanidade utiliza esse recurso. Conforme May (2004), as informações referentes ao
risco de escassez da água têm aumentado a consciência da população para o
reaproveitamento e utilização desse bem.
De acordo com Cohim; Garcia & Kiperstsok (2014), os problemas relacionados a
águas pluviais em vias urbanas, forçam a busca por meios de inverter tais problemas. A
captação direta de águas pluviais, sem permitir sua contaminação através do contato
direto com materiais nocivos, podem ser um meio de fontes alternativas, reduzindo a
demanda de abastecimento.
Conforme Oliveira (2014), no Brasil uma forma de aproveitamento da água da
chuva é através de cisternas criadas pelo governo no semiárido, nordeste do país.
Alguns programas foram criados pelo governo a fim de melhorar a qualidade de vida da
população na região.
No âmbito da Engenharia civil, um dos meios de reutilização da água que vêm
crescendo em todo o mundo, particularmente no Brasil, é a reutilização da água da
chuva para fins não potáveis. Esse tipo de uso permite a possibilidade de aproveitar a
água da chuva em descargas, bacias sanitárias e até mesmo em jardins. Utilizar este
sistema, desde que haja equilíbrio entre os aspectos ambientais, econômicos e
tecnológicos, por se tratar de um sistema prático e confiável. (STRAUB,2018)
Portanto, tem-se a necessidade da melhor gestão dos recursos hídricos, tendo
em vista que a indústria da construção civil é responsável por consumir 21%de toda a
água tratada do planeta e que 13,6% são de responsabilidade das edificações. No
entanto, os edifícios verdes já vêm implementando certas estratégias economizadoras
que podem chegar a 50% de redução no consumo de água potável. Além disso,
sistemas de coleta de água pluvial e de águas cinza são ótimos para serem utilizados
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para fins não potáveis como descargas, lavagem de áreas externas e irrigação.
(STRAUB, 2018).
Numa análise preliminar, levando - se em conta que a água será reutilizada para
fins não potáveis, é possível estabelecer a hipótese de que ele pode servir como uma
estratégia economizadora que podem chegar à redução do consumo de água potável,
pois utilizará de uma fonte que não vem pela rede de abastecimento de água, mas sim
pelo ciclo hidrológico.
Diante do exposto apresentado, esta pesquisa tem como principal objetivo
apresentará o estudo da implantação de um sistema de aproveitamento da água pluvial
para fins não potáveis em uma universidade de Gurupi - Tocantins, visando reduzir o
consumo de água de fontes potáveis.
2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 CICLO HIDROLOGICO DA ÁGUA
A água é o componente da natureza considerado o solvente universal, além disso ela é
utilizado pelo ser humano, para: consumo, higiene pessoal, lavar roupas, descargas de
bacias sanitárias e em limpezas residenciais. (Agencia Nacional Das Águas (ANA);
2017).
Segundo Fonseca e Duarte, (2006), o ciclo hidrológico está ligado pelo movimento de
troca entre o oceano, calotas polares, águas superficiais e águas subterrânea, esse
movimento ocorre pela energia fornecida pelo sol, que permite a elevação da água da
superfície da terra até a atmosfera ocorrendo a evaporação, e a gravidade que permite a
água condensar e voltar a superfície terrestre por meio da precipitação. Nem toda a
água precipitada chega a superfície terrestre, já que uma parte pode ser interceptada
pela vegetação e retorna a evaporar.
2.2 ESCASSEZ DA ÁGUA
Segundo Oliveira (2014), vários países enfrentam o problema da escassez de
água em decorrência a vários fatores, tais como: crescimento populacional e industrial
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que geram grandes consumos de água, levando a escassez deste recurso tão
importante.
Conforme Hagemann (2009), para minimizar o problema de escassez é
necessário ampliar nossos conhecimentos sobre a conservação do recurso hídrico, para
que esse recurso possa ser conservado e que no futuro não se torne escasso. Uma
forma de conserva esse recurso é por meio de fontes renováveis, como o
reaproveitamento de água da chuva e reuso de águas servidas.
De acordo com Neves et al (2006) O aproveitamento de águas da chuva é uma
técnica antiga, que pode ser realizado para regar jardim, indústria, gado e uso de
descargas em bacias sanitárias. A água potável é um bem que não pode ser
desperdiçado, e seu uso deve ser adequado para cada tipo de utilização.
2.3 SISTEMA DE CAPTAÇÃO DA ÁGUA PLUVIAL
Segundo Tomaz (2007), o aproveitamento da água pluvial é tão antigo que não
sabemos quando teve início, o documento mais antigo foi encontrado na região de Moab
perto de Israel a 830 a.c. Uma pedra de basalto negro que contem ordens do rei Mesa
para a cidade de Qarhoh, relatando para os habitantes da cidade que realizassem a
construção de cisternas para uso próprio em suas residências.
Segundo a Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (FIESP), Agencia
Nacional das Águas (ANA) e Sindicato da Industria da Construção Civil do Estado de
São Paulo (SindusCon-SP), a qual criaram o manual de conservação e reuso de água
em edificações. Segundo o manual, o uso de coleta e aproveitamento de água pluvial
proporciona benefícios de conservação de água, redução de enchentes e inundações. A
metodologia do dimensionamento do projeto envolve: Determinação de precipitação
média local, determinação da área de coleta, determinação do coeficiente de
escoamento superficial, projeto do reservatório de armazenamento, identificação do
consumo da água e projeto dos sistemas complementares.
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2.4 Determinação da precipitação média
Segundo a especificação da NBR 15.527/07, o projeto de aproveitamento de água
da chuva, deve incluir a concepção dos estudos históricos dos dados de precipitação da
região em que será realizado o projeto de aproveitamento de água pluvial.
De acordo com Tomaz (2007), o projetista deverá definir a utilização dos dados
de precipitação históricas diárias, mensais ou anuais, sendo aconselhável o período
mínimo de análise de 10 anos dos dados a serem analisados.
2.5 Área de Captação
Segundo a especificação da NBR 10844/89, no dimensionamento da área de
captação da chuva, devem-se considerar os fatores como inclinação do telhado e as
paredes que a interceptem a chuva. De acordo com Oliveira (2014), a quantidade de
precipitação disponível no local de instalação do projeto, é um fator crucial para a
determinação do potencial de captação.
Segundo Hagemann (2009), a área de captação são geralmente telhados ou
superfícies no solo, como: calçadas, estacionamentos e pátios. O mais usual é a coleta
através dos telhados pelo motivo das áreas no solo sofrerem influência dos tráficos de
pedestres e veículos. Os telhados também possibilitam que a água captada seja
direcionada aos reservatórios por gravidade o que facilita o projeto.
2.6 Coeficiente de escoamento superficial
Conforme Oliveira (2004), o material feito a superfície de captação (telhado), é
afetado pela, porosidade, inclinação e estado de conservação, diminuindo a eficiência da
drenagem do mesmo, como exemplo telhados lisos e metálicos são mais impermeáveis
do que os cerâmicos, facilitando o escoamento do telhado.
De acordo com Tomaz (2007), o coeficiente de runoff ou coeficiente superficial é o
coeficiente que apresenta a relação entre o volume escoado e o volume total precipitado
variando conforme o tipo de material de captação.
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2.7 DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO
Segundo May (2004),um dos problemas encontrado na elaboração do projeto de
aproveitamento da água da chuva é a determinação do volume de armazenamento.
Existem vários métodos para dimensionar o volume do reservatório.
De acordo com Tomaz (2007), os reservatórios podem ser enterrados,
semienterrados, elevados ou apoiados. Podem ser feitos de materiais do tipo, PVC,
concreto, alvenaria, fibra de vidro e aço inox. Devem ser construídos de modo que não
venha ocorrer a contaminação.
Conforme a NBR 15.527/07, apresenta 6 (seis) métodos de dimensionamento de
reservatório da água da chuva, sendo os seguintes métodos: Rippl, de simulação,
Azevedo Neto, Alemão, Inglês e australiano. O reservatório deve ser limpo e desinfetado
no mínimo uma vez por ano conforme a NBR 5626/98.
2.8 CONSUMO DE ÁGUA
Segundo Mengotti (2005), o consumo de água doce em 2005 era seis vezes
maior do que em 1900, embora o crescimento da população não tinha ocorrido na
mesma proporção que até em 2025 o consumo duplicaria.
Segundo a NTS-181/12 da Sabesp, a qual apresenta uma tabela para chegar a
estimativa dos consumos especiais de acordo com cada tipo especificado. A tabela 1 é
apresentada a seguir:
Tabela 1: Determinação de consumos especiais
Categoria de consumidor Consumo médio estimado (m3/mês)
Condominios residenciais (prédio de
apartamentos
21,1 + 0,0177 * (área construída) + 2,65
* (n° banheiros) * 3,97 * (n° de
dormitórios) – 50,2*(n° dormitórios) +46
* (n° garagem apartamento
Clubes esportivos 26 * n° chuveiros
Creches 5,989 *(área total construída) * (n°
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bacias*n°vagas oferecidas)
Escolas
-28,1 + 0,0191 x (área total construída)
+ 2,85 x (n° de bacias) + 4,37 x (n°. de
duchas/chuveiros) + 0,430 x (volume
da(s) piscina (s)) + 1,05 x (n° de
funcionários).
Edifícios comerciais 0,0615 x (área total construída)
Faculdades, qualquer quantidade de
bacias
-22,3 + 0,0247 x (área total terreno) +
(Torres de resfriamento) + 608 x (N° de
bacias ) + 6,32 x (n° mictórios) + 0,721 x
(n° de funcionários)
Faculdades até 100 bacias
34,7 + 0,168 x (área de jardim) + 0,724
x (n° de vagas de estacionamento) +
0,0246 x (n° de vagas oferecidas) +
2,06 x (n° de bacias) + 0,368 x (n° de
funcionários)
Hospitais (2,9 x n° de funcionários) + (11,8 x n° de
bacias + (2,5 x n° de leitos) + 280
Fonte: Adaptado conforme a Norma Técnica da Sabesp – NTS-181/12
2.9 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS E CALHAS
Conforme as especificações da NBR 15.527/07, as instalações prediais de água
não potável devem ser claramente diferenciadas das tubulações de águas potáveis,
devem ser dimensionadas de acordo com a NBR 5626/98.
De acordo com as especificações da NBR 10.844/89, os condutos verticais
devem ser projetados sempre no mesmo sentindo, quando houver a necessidade de
desvio, utilizar curvas de 90° de raio longo ou curvas de 45°. As tubulações podem ser
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internas ou externas dependendo das considerações de projetos, do uso e ocupação do
edifício. O diâmetro mínimo de condutos verticais é de 70 mm.
Segundo as especificações da NBR 10.844/89 as calhas de beiral devem apresentar
uniformidade e ter inclinação mínima de 0,5%. Em calhas de beiral a menos de 4m de
uma mudança de direção deve-se adotar um coeficiente conforme a tabela 1 da norma.
Para o dimensionamento das calhas e condutos verticais são utilizados os ábacos
apresentados pela norma.
3. METODOLOGIA
3.1 LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
O estudo será realizado no bloco administrativo, na Universidade de Gurupi -
UnirG, sendo o campus I em estudo, o bloco é composto por dois pavimentos e cerca
de 4 banheiros de uso coletivos e 2 de uso individual. A figura 1 e a figura 2 demonstram
a área de estudo:
Figura 1: Mapa de localização
Fonte: Santos (2009)
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Figura 2: Localização UnirG
Fonte: Google Earth (2018)
3.2. ANÁLISE DOS DADOS DE PRECIPTAÇÃO
Os dados de precipitação serão coletados pelo site HidroWeb, o qual armazena
os dados de varias estações de todo o país. Os dados fornecidos serão referentes aos
índices de precipitações mensais dos últimos 10 anos, será analisado o intervalo de
tempo que não houve a ocorrência de precipitações.
Os elementos obtidos nessa seção serão analisados por meio observacional e em
sequência será determinado, o potencial máximo de captação (através da maior
precipitação de chuva) e o período que o reservatório necessitará de abastecimento por
outra fonte (intervalo longo de ausência de precipitação).
3.3 DEMANDA DE CONSUMO DE ÁGUA
Para determinar a demanda do consumo médio de água não potável, a Norma
Técnica da Sabesp (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo) NTS
181/12, determina que é necessário que se tenha um levantamento do quantitativo das
peças de utilização, área total do terreno e quantitativo dos funcionários da instituição
em estudo.
O levantamento do quantitativos das peças de utilização será feito por meio de
analise in loco, identificando os mictórios e os vasos sanitários. O quantitativo do número
de funcionários será obtido no Centro Administrativo da Universidade, através da relação
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dos servidores ativos no campus I. Em relação a área do terreno em estudo também
será solicitada no Centro Administrativo da Universidade o projeto arquitetônico, para
que se tenha a área total, por meio de dados contido no projeto arquitetônico.
Conforme a norma técnica da Sabesp NTS 181/ 12 a equação utilizada para calcular o
consumo médio de água não potável, é descrita na equação 1:
C=-22,3+(0,027xAt)+(608xN°BS)+( 6,32xN°Mic)+(0,721xN°F) Equação 1
Onde:
C – Consumo médio mensal (m³); At – Área total do terreno (m²); N°BS – Número de
bacias sanitárias; N°Mic – Número de mictórios; N°F – Número de funcionários.
3.4 VOLUME DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL ATRAVÉS DO TELHADO
Para determinar o volume de captação de água pluvial através do telhado, de
acordo com a NBR 15527/2007, será necessário calcular os respectivos itens: área do
telhado, identificação da precipitação média, coeficiente de Runoff e o coeficiente de
descarte de sólidos.
3.4.1 Área do Telhado
A área do telhado será calculada através da planta projeto de cobertura da
edificação obtido na instituição em estudo, utilizando o software Autocad.
3.4.2 Identificação da precipitação média
A identificação da precipitação média será obtida através dos dados identificados
no item 4.2.
3.4.3 Coeficiente de Runoff
Em seguida será determinado o coeficiente de Runoff (escoamento), o qual será
determinado pela NBR 15.527/2007, sendo definido como o coeficiente de escoamento,
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que representa a relação entre o volume total escoado e o volume total precipitado,
variando conforme o tipo de superfície, adotando - se o valor demonstrado na tabela 2.
Tabela 2: Coeficiente de Runoff
Material do telhado Coeficiente de runoff
Telhas cerâmicas 0,8 a 0,9
Telhas esmaltadas 0,9 a 0,95
Telhas corrugadas de metal 0,8 a 0,9
Cimento amianto 0,8 a 0,9
Plástico, PVC 0,9 a 0,95
Fonte: Adaptado conforme Tomaz (2007)
3.4.4 Volume de captação de água pluvial do telhado
Depois de todos os dados encontrados será calculado o volume de captação de
água pluvial do telhado, através da equação 2 a seguir:
V=P x A x C x ᶯ Equação 2
Onde:
V – é o volume de água pluvial captado (l); P – Precipitação média mensal (mm); A –
Área de coleta (m²); C – Coeficiente de runoff; ղ – Coeficiente de descarte.
3.5 ANÁLISE DE PROJETO HIDRÁULICO:
O projeto de instalações hidráulica também será fornecido pela Universidade
Unirg. Será realizado através deste uma análise observacional o levantamento
quantitativo de bacias sanitárias e mictórios, alimentados através de água não potável e
será obtido também o percurso e diâmetro das tubulações de água fria, desde o
reservatório existente até o ponto de consumo, anotando os valores encontrados.
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3.6 ELABORAÇÃO DO PROJETO HIDRAULICO COM APROVEITAMENTO PLUVIAL
Para a elaboração do projeto hidráulico, a norma 15527/07 apresenta em seus
requisitos 6 (seis) modelos para o cálculo de dimensionamento de reservatório de água
da chuva, porém serão adotado nesta pesquisa somente o método de rippl, método
pratico Inglês e o método Azevedo Neto. No itens 3.6.1 e 3.6.2 será analisado e
demonstrado os métodos.
3.6.1 Método de Rippl
Neste método será considerado que o reservatório estará sempre cheio. Para
determinar o volume de chuva aproveitável deverá ser calculado para todos os meses
do ano considerando os respectivos itens: as precipitações mensais, a área de captação
do telhado, e o coeficiente de Runoff (escoamento). Será utilizada a equação 3 para
determinar o volume de chuva aproveitável mensal, demonstrada a seguir:
Q=(P x A x C)/1000 Equação 3
Onde:
Q – é o volume da chuva aproveitável mensal (m³); P – Precipitações Mensais
(mm); A – área de captação (m²); C – coeficiente de Runoff.
Para calcular o volume de água do reservatório em todos os meses do ano, deverá
subtrair a demanda de consumo de água mensal não potável pelo volume de chuva
aproveitável, que será demonstrada na equação 4 a seguir:
S(t)=D-Q Equação 4
Onde:
S (t) – é o volume de água no reservatório (m³); D – consumo mensal de água
não potável; Q – volume de chuva aproveitável mensal (m³).
Segundo a NBR 15527/07 se o resultado da equação 5 forem negativa significará
que há excesso de água no reservatório devido o volume disponível ser superior a
demanda, logo deverá ser desprezado até que encontram um primeiro valor mensal
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positivo que deverá ser somado cumulativamente até que eles se anulem. Logo, o valor
máximo mensal apresentado será o volume do reservatório.
3.6.2 Método pratico Inglês
Neste método o volume da chuva é obtido pela seguinte equação 5:
V= 0,05 x P x A Equação 5
Onde:
V: É o volume do reservatório (m³); P- é a precipitação média anual (mm); A- é o
valor da área do telhado (m²).
3.6.3 Método de Azevedo Netto
A equação deste método leva em consideração o numero de meses com pouca
chuva, para obter o volume do reservatório é utilizada a equação 6 a seguir:
V=0,042 x P x A x T Equação 6
Onde:
V: É o volume do reservatório (m³); P é a precipitação média anual (mm); A é a
área de captação do telhado (m²); T é o número de meses de pouca chuva.
3.7 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS
O dimensionamento dos condutos do sistema de aproveitamento pluvial será
realizado com auxilio do software QiBuilde, que segue as exigências normativas da NBR
5626/98 para o dimensionamento, segundo a norma é considerado o método dos pesos
para determinação do diâmetro das tubulações onde é considerado que todos os
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aparelhos estejam sendo utilizados ao mesmo tempo. Depois de todos os dados
extraídos do software
4. RESULTADOS E DISCURSÃO
4.1 Considerações iniciais
Os resultados obtidos no estudo de viabilidade de implantação de um sistema de
aproveitamento de pluvial para fins não potáveis, em um bloco da universidade de
Gurupi – UNIG estão apresentados neste capitulo.
Para este estudo fez-se o levantamento de dados pluviométrico da região em
estudo através do site Hidroweb e a verificação de todos os projetos da edificação já
existente, através de um levantamento observacional dos projetos arquitetônico e
hidráulico, pode-se estima o quantitativo de bacias sanitárias e mictórios utilizados no
bloco. Após dimensionou-se o reservatório da água da pluvial e a determinação da
viabilidade de implantação do sistema.
4.2 Levantamentos de dados
Foi realizado um levantamento de dados de precipitação, quantidade de peças de
utilização, numero de funcionários na instituição e área do terreno. Os dados coletados
foram tabelados e serão apresentados nos itens a seguir.
4.3 Dados de precipitação
Os dados de precipitação mensais foram coletados através do site HidroWeb, o
qual apresentou os dados de 1999 ate 2018, os dados foram tabelados. A tabela 3 e 4
apresenta os dados obtidos.
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Tabela 3: Dados de precipitações mensais
Fonte: Autor
Tabela 4: Dados de precipitações mensais
Fonte: Autor
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4.4 dados do projeto arquitetônico
Foi realizado a analise observacional do projeto arquitetônico determinando a
quantidade bacias sanitárias e mictórios existentes no bloco administrativo da
universidade, os dados são apresentados na tabela 5 a seguir:
Tabela 5: Quantitativo de peças de utilização
Fonte: Autor
4.5 Dados do RH
Para a determinação da área do terreno e do numero de funcionários foi realizado
a visita ate o RH da universidade, onde o funcionário presente no local analisou no
sistema o número de funcionários cadastrado para o campus I da universidade.
4.6 Determinação do consumo de água
Com todos os dados coletados foi utilizado a formula apresentada da Sabesp
para determinação do consumo. Obtendo o resultado a seguir:
𝐶 = −22,3 + (0,027𝑥𝐴𝑡) + (608 𝑥𝑁°𝐵𝑆) + (96,32 𝑥 𝑁°𝑀𝑖𝑐) + (0,721𝑥𝑁°𝐹)
𝐶 = −22,3 + (0,027 𝑥 2433,15) + (608 𝑥 28) + (96,32 𝑥 4) + (0,721 𝑥 53)
𝐶 = 17073 𝐿
𝐶 = 17,073 𝑚³
Portanto o consumo mensal do bloco da universidade é de 17,073 m³.
4.7 Volumes de captação de água Pluvial através do telhado
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¹ Graduando em Engenharia Civil, Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
E-mail: [email protected]
² Engenheiro civil. Engenheiro de segurança do trabalho. Docente da Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
E-mail: [email protected]
4.7.1 Determinação da área do telhado
Para obter a área do telhado realizou-se uma analise observacional da planta de
cobertura do bloco administrativo, no formato Dwg, com auxilio do software AutoCad
extraiu a área da cobertura do bloco, obtendo uma totalidade de 1149,9 m².
4.7.2 identificação da precipitação
Para identificação da maior precipitação já ocorrida nos últimos 10 anos, foram
tabelados por seqüência mensal os índices de precipitação, os valores extraídos pelo
site Hidroweb, ao qual fornece dados meteorológicos. Apresentados na tabela 1 e 2.
4.7.3 Determinação do coeficiente de Runoff
O coeficiente de runoff ou coeficiente de escoamento superficial foi determinado
através de uma analise observacional da planta de cobertura. O coeficiente de runoff
leva em consideração o tipo de material utilizado na cobertura, observa-se que o
material utilizado é do tipo telha de metálica, onde através da tabela 3, apresentou um
valor de coeficiente variando entre 0,8 e 0,9, adotaram-se para calculo o valor de 0,85.
4.7.4 Volume de captação de água pluvial do telhado
Com a determinação de todos os dados necessários, foi encontrado o volume de
captação de água pluvial através do telhado, utilizamos a equação 6 para a
determinação demonstrada a seguir:
𝑉 = 𝑃 𝑥 𝐴 𝑥 𝐶 𝑥 ղ
𝑉 = 0,6383 𝑥 1149,9 𝑥 0,85 𝑥 0,11
𝑉 = 68,63 𝑚³
4.8 Elaborações do projeto de aproveitamento de água pluvial
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¹ Graduando em Engenharia Civil, Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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² Engenheiro civil. Engenheiro de segurança do trabalho. Docente da Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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Para a elaboração deste projeto de aproveitamento de água pluvial, foram
utilizados as NBR’s 5626/98, 10844/89 e 15527/07. Foi utilizado também o software
QiBuilde para auxilio no dimensionamento das tubulações.
4.8.1 Determinação das calhas
As calhas utilizadas nos projetos serão a calha já existente na edificação, devido
as mesma já suporta a vazão de projeto, pois não a indicio de transbordamento das
calhas, conforme a Nbr 10844/89 item 5.5.5, não se deve aceito nenhum
transbordamento ao longo da calha.
Deve-se colocar no sentindo longitudinal da calha existente uma tela de aço
galvanizado para evitar a entrada de folhas, galhos ou animais de pequeno porte, que
possam danificar o sistema.
4.8.2 Reservatório de água pluvial
O reservatório de água pluvial foi determinado seguindo a NBR 15.527/07, a qual
apresenta vários métodos de dimensionamento de reservatório de água pluvial,
utilizamos o método de Azevedo Neto, método de rippl e o método pratico inglês, para
todos os métodos foram analisados as precipitações do ano de 2017, pois foi o ano que
apresentou o maior numero de dias consecutivos sem chuva. Os valores de todos os
métodos são apresentados a seguir:
Método Azevedo Neto
𝑉 = 0,042 𝑥 𝑃 𝑥 𝐴 𝑥 𝑇
𝑉 = 0,042 𝑥 113,23 𝑥 1149,9 𝑥 5
𝑉 = 27342,67 𝑙 𝑜𝑢 27,34 𝑚³
Método pratico inglês
V = 0,05 x P x A
V = 0,05 x 113,23 x 1149,9
V = 6510,16 l ou 6,51 m³
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Método de rippl
Tabela 6: Determinação do Volume do reservatório
Fonte: Autor
4.8.3 Escolha do volume do reservatório
Como os valores dos três métodos utilizados apresentaram resultados diferentes,
optou-se por adotar o valor pelo método de Azevedo Neto, pois é volume intermediário
entre os valores obtidos. Os reservatórios de água pluvial apresentaram o volume de
27,34 m³ de água.
O bloco administrativo apresenta duas lajes em suas extremidades para apoio
dos reservatórios existente, do lado oeste e lado leste, com isso foram adotados dois
reservatórios inferiores com volume de 12 m³ cada e dois reservatórios superiores com
volume de 3 m³ cada. Totalizando assim o volume total encontrado pelo método
Azevedo Neto.
4.9 Dimensionamentos dos condutos
O dimensionamento das tubulações foi realizado utilizando o software QiBuilder
dos ramais de água de chuva, o programa foi configurado para considera que todos os
aparelhos estejam sendo usado simultaneamente, seguindo as especificações da NBR
5626/98 o qual apresenta o método dos pesos.
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Para configurar o programa a ser utilizado no dimensionamento o método dos
pesos foi realizado o seguinte passo a passo, conforme mostra as figuras a seguir:
Figura 3 Figura 4
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Figura 5
Após as configurações definidas do programa dimensionou cada tubulação
segundo os pesos das suas devidas peças de utilização.
Com os diâmetros de cada coluna dimensionada, foram realizadas as alterações
no projeto hidráulico existente, assim como o posicionado dos reservatórios superiores e
inferiores de águas pluviais.
O detalhamento do projeto hidráulico é apresentado a seguir, bem como o
detalhamento dos reservatórios, e o isométrico das tubulações, onde demostra a
separação de colunas de água da chuva e colunas de água fria.
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4.10 Recomendações de manutenção do sistema
Para o sistema de aproveitamento de água pluvial não apresentar problemas
deve-se realizar manutenções periódicas em todos os componentes do sistema, as
calhas deve ser limpas mensalmente evitando a obstrução da passagem da água
captada pelo telhado, a limpeza do reservatório deve ocorrer uma vez no ano. O telhado
da edificação deve-se realizar sua limpeza anualmente retirando galhos e folhas
acumuladas.
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os dados exposto o município de Gurupi possui um grande
potencial de implantação do sistema de aproveitamento de águas pluviais, devido
apresentar grandes picos de chuva durante vários meses do ano.
Conclui-se que o bloco da universidade de Gurupi ao qual foi analisada a
implantação do sistema de aproveitamento da água da chuva mostra uma área extensa
de telhados que contribui na coleta de águas pluviais, necessitando de um grande
volume de água para suprir suas necessidades, adotando um reservatório de grande
porte para suprir as demandas mensais. O reservatório foi dimensionado seguindo as
especificações da NBR 15.527/07 que apresenta vários sistemas de dimensionamento,
neste trabalho foram obtidos valores distintos de volume dos reservatórios, e optou pelo
método de Azevedo Neto, pois o mesmo leva em consideração os meses consecutivos
sem chuvas, apresentando também um valor intermediário entre os outros resultados.
Um fator a qual foi analisado foi o período de meses consecutivos sem chuva a qual o
reservatório não seria alimentado pela água pluvial, para isso foi elaborado um sistema
de alimentação do reservatório de água pluvial pelo reservatório já existente. Tendo em
vista este fato quando houver a falta de água da chuva o reservatório é alimentado por
outra fonte.
O sistema de água pluvial do bloco administrativo da universidade não mostra
economia financeira devido o bloco ser alimentado por poço artesiano, por este motivo a
economia do sistema nem sempre será um fator decisivo na implantação, pois o sistema
mostra um elevado grau de sustentabilidade. Ele utiliza como fonte alternativa a água da
chuva ao qual é pouca utilizada, reduzindo também a utilização de águas potáveis.
Sugestões para trabalho futuro, analisar a economia financeira acarretada pelo
sistema de aproveitamento de água pluvial para uma edificação que utiliza água de
abastecimento publico. Também realizar o levantamento do custo de implantação do
sistema e o tempo de retorno do investimento.
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10844: Instalações prediais de águas pluvias. Rio de Janeiro, 1989. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12213: Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público. 2. ed. Rio de Janeiro, 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis. 1.ed. Rio de Janeiro, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: Instalação predial de água fria. 2.ed. Rio de Janeiro, 1998. BOTELHO, J. C.; VIEIRA, M. G. C. S.; PIRES, A. V. S. Avaliação de retorno de uma empresa de materiais de construção por meio da analise de sensibilidade. Pernambuco, 2016. BRASIL. DIARIO OFICIAL DA UNIÃO. Projeto de lei N° 56 de 2016. BRASIL. DIARIO OFICIAL DA UNIÃO. Projeto de lei N°7.168 de 2017. Instituir o Programa Nacional de Conservação e uso racional da água em edificações, 2017. Acesso em 05 de outubro de 2018. COHIM, E.; GARCIA, A.; KIPERSTOK, A. Captação e aproveitamento de água de chuva. Bahia, 2014. FAVRETTO, C. R. Captação da água da chuva para utilização na lavagem de veículos: Estudo de caso para o município de Pelotas – RS. Trabalho de conclusão de curso (Graduação Engenharia Ambiental e Sanitarista) – Universidade Federal de Pelotas, centro de engenharias, Pelotas, 2016. FONSECA, D. C.; DUARTE, L. S. Hidrologia, Introdução a hidrologia. Cap1. Livro. 2006. HAGEMANN, S. E. Avaliação da qualidade da água da chuva e da viabilidade de sua captação e uso. Dissertação (Mestre em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 2009.Acesso em: 01 de Outubro de 2018 MAY, S. Estudo da viabilidade do aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em edificações. Dissertação (Mestre em engenharia) – Escola Politécnica de São Paulo, Departamento de Engenharia de construção Civil, São Paulo, 2004. MENGOTTI, S. O. Aproveitamento da água da chuva e reuso de água em residências unifamiliares: Estudo de caso em Palhoça – SC. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005. NETTO, J. M. A. Manual de Hidráulica. Edição, 8ª Ed. São Paulo, Editora Edgard Blucher, 1998. NORMA TÉCNICA SABESP. NTS-181:Dimensionamento do ramal predial de água, cavalete e hidrômetro – Primeira ligação. São Paulo, 2012.
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¹ Graduando em Engenharia Civil, Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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² Engenheiro civil. Engenheiro de segurança do trabalho. Docente da Universidade de Gurupi/UnirG, Tocantins, Brasil.
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