A UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM HABITAÇÃO UNIFAMILIAR DE BAIXA RENDA

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1 A UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM HABITAÇÃO UNIFAMILIAR DE BAIXA RENDA Celina Vanat de Oliveira Arquiteta. Lattes: Faculdades Ponta Grossa. Ponta Grossa-PR. Brasil. Luís Banaczek Engenheiro Civil. Lattes: Prefeitura Municipal de Castro. Castro PR. Brasil. Resumo: A utilização de água da chuva não é uma prática recente. Com a falta de água e a crescente busca por práticas sustentáveis em todas as atividades humanas, seu aproveitamento mostra-se como uma forte tendência em edificações. A água pode ser utilizada para fins não potáveis, dessa forma preservando as águas tratadas para fins mais nobres, reduzindo o tempo do ciclo da água, além do risco de enchentes. O objetivo deste trabalho é apresentar soluções para o aproveitamento pluvial de fácil instalação para edificações habitacionais de população de baixa renda na cidade de Castro-PR. A pesquisa é qualitativa através da revisão bibliográfica e coleta de dados referente à quantidade de chuva na região em estudo, descrição da edificação em estudo, o dimensionamento da área do telhado da edificação e o dimensionamento do reservatório para armazenar a água pluvial captada. Deste modo, verificou-se a possibilidade de implantação do sistema para atender suas necessidades de consumo. Palavras-chave: Águas pluviais. Reservatório. Tratamento de Água. Fins não potáveis. Cidade de Castro PR. Abstract: The use of rainwater is not a recent practice. With the lack of water and the growing search for sustainable practices in all human activities, its use is shown as a strong tendency in buildings. Water can be used for non-potable purposes, thus preserving the waters treated for nobler purposes, reducing the time of the water cycle, and the risk of flooding. The objective of this work is to present solutions for the use of easy-to-install rainwater for housing buildings of low-income population in the city of Castro-PR. The research is qualitative through the bibliographical revision and data collection regarding the amount of rainfall in the region under study, description of the building in study, the sizing of the roof area of the building and the scaling of the reservoir to store the rainwater Captured. In this way, it was verified the possibility of implantation of the system to meet its consumption needs. Keywords: rainwater. Reservoir. Water treatment. Purposes not potable. City of Castro PR Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 1 de 13

2 1 INTRODUÇÃO O aumento da população mundial de forma desordenada, e consequentemente na demanda por água potável faz o homem buscar alternativas para suprir suas necessidades. Além das mudanças da forma de consumo, com a conscientização da população e incentivo ao uso sustentável da água, devem ser incentivadas novas tecnologias, que possibilitem a utilização rotineira da água potável para fins mais nobres, como cozinhar alimentos, realização de higiene e para consumo, deixando a água não potável para fins menos nobres, como descarga em bacias sanitárias, rega de jardins e lavagem de calçadas. Dentro das práticas que racionalizam a utilização da água de acordo com a sua finalidade, estão o Reuso de Águas Cinza e a Captação de Água da chuva que, após tratamento, podem ser utilizadas para fins não potáveis. Como o uso de águas cinzas não possui padrões descritos em uma norma específica, este trabalho tratará apenas da utilização de água da chuva. Este trabalho tem por finalidade caracterizar um sistema hidráulico residencial de reaproveitamento de águas pluviais para uso não potável como: descarga em bacias sanitárias, lavagem de calçadas e rega de jardins para habitações de baixa renda. As famílias de baixa são aquelas cuja renda familiar mensal é de até 3 salários mínimos. Serão apresentados os itens mínimos necessários para utilização de água da chuva, de acordo com a NBR 15527: Água de chuva - Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis através de um projeto simples e de fácil instalação. Além disso, os principais problemas e limitações do sistema serão elencados. A utilização de águas pluviais para fins não potáveis possui tecnologia simples e importante, que deve ser incluída nos projetos de residências sustentáveis. Diariamente, grandes quantidades de água potável são utilizadas para descarga em bacias sanitárias e lavagem de calçadas, sendo que poderia ser Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 2 de 13

3 utilizada para preparo de alimentos e higiene. Com a utilização deste sistema, a água potável pode ser utilizada apenas para fins nobres e a água da chuva para fins não potáveis, assim reduzindo o tempo do ciclo da água. 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS A NBR 15527: 2007 conceitua água de chuva em seu item 3.1 como água resultante de precipitações atmosféricas coletada em coberturas, telhados, onde não haja circulação de pessoas, veículos ou animais. A captação e aproveitamento da água da chuva não é uma prática nova, existem relatos desse tipo de atividade há milhares de anos, antes mesmo da era cristã. (ANNECCHINI, 2005) Bertolo (2006) cita como principais vantagens da utilização de águas pluviais a redução do consumo de água potável e do custo de fornecimento da mesma e a melhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem urbana, o que ajuda a controlar as cheias. Dornelles (2012) descreve que há uma tendência de crescimento do aproveitamento de água da chuva, motivado pelo enfoque ambientalista, que visa inserir a sustentabilidade em todas as atividades humanas. Segundo Silveira (2008), os critérios de qualidade para o reuso da água são baseados em requisitos de usos específicos, em considerações estéticas e ambientais e na proteção da saúde pública. 2.2 SISTEMAS DE UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL O sistema de aproveitamento da água da chuva é considerado um sistema descentralizado de suprimento de água, que tem como finalidade conservar os recursos hídricos, reduzindo o consumo de água potável (KOENIG, 2003) Estes sistemas captam a água da chuva que cai sobre superfícies, direcionando-as a reservatórios de armazenamento para posterior utilização. (ANNECCHINI, 2005) Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 3 de 13

4 Para a coleta da água pluvial, o sistema envolve a captação, a filtração, a reservação e a distribuição. Em alguns casos é necessária a desinfecção, para a utilização de fins potáveis, com na lavagem de roupas. (JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, 2011) As tubulações e demais componentes devem ser claramente diferenciados das tubulações de água potável. O sistema de distribuição de água de chuva deve ser independente do sistema de água potável, não permitindo a conexão cruzada de (NBR 5626). Os pontos de consumo devem ser de uso restrito e identificados com placa de advertência com a seguinte inscrição "água não potável" e identificação gráfica Área de captação A ABTN (2007) define como área de captação, a área em metros quadrados projetada na horizontal da superfície impermeável da cobertura onde a água é captada. A captação de água da chuva varia com o tamanho e a composição do telhado. Materiais macios, lisos e impermeáveis contribuem com o aumento da quantidade e qualidade da água (BERTOLO, 2006). Podem ser de telha cerâmica, de fibrocimento, de zinco, de aço galvanizado, de plástico, de vidro, de acrílico, ou mesmo, de concreto armado ou manta asfáltica (ANNECCHINI, 2005) Para Dornelles (2012), a composição da superfície altera a água apenas esteticamente, podendo trazer coloração diferenciada, não sendo um problema para fins não potáveis. Devido à poluição urbana (poluição difusa), muita sujeira é depositada nos telhados das edificações. Por isso, ao coletar a água pluvial, é necessário o descarte dos primeiros 5 minutos de água, que irão lavar o telhado e retirar os poluentes. (JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, 2011) Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 4 de 13

5 2.2.2 Sistema de Condução Conforme Dornelles (2012), a condução da água dos telhados até o reservatório é feito através de calhas e tubulações, de acordo com a NBR 10844/1989 Instalações Prediais de Águas Pluviais, que especifica o detalhamento e a forma de instalação. Nos telhados, empregam-se calhas que, conforme o detalhe arquitetônico, podem ser de cobre, PVC rígido, chapa galvanizada, fiberglass e concreto. (MACINTYRE, 2013) Pode ser instalado no sistema de aproveitamento de água de chuva um dispositivo para o descarte da água de escoamento inicial, que é a proveniente da área de captação suficiente para carregar a poeira, fuligem, folhas, galhos e detritos (NBR 15527, 2007) Segundo Annecchini (2005), deve-se evitar a entrada de folhas, gravetos ou outros materiais grosseiros no reservatório, através de telas ou grades nas calhas, pois estes poderão se decompor prejudicando a qualidade da água. Figura 1 Modelo básico e de baixo custo de captação de águas pluviais Fonte: JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, Reservatório para armazenamento O armazenamento de água de chuva, de modo geral, requer volumes superiores aos necessários para armazenamento de água potável fornecida pela Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 5 de 13

6 rede de abastecimento, devido à disponibilidade de chuva, que é má distribuída no tempo (DORNELLES, 2012). Segundo Annecchini (2005), os reservatórios de água de chuva podem ser enterrados, semi-enterrados, apoiados sobre o solo ou elevados. Esses reservatórios podem ser construídos de diferentes materiais, como concreto armado, alvenaria, fibra de vidro, aço, polietileno, entre outros, e podem ter diversas formas. May (2004) apresenta as seguintes recomendações para o bom funcionamento do reservatório: - evitar a incidência direta de luz solar no reservatório, para reduzir a proliferação de microorganismos; - a tampa de inspeção deve ser hermética; - a saída do extravasor deve possuir uma tela que impeça o ingresso de animais; - realizar a limpeza anualmente removendo o sedimento no fundo; - o fundo do reservatório deve ter caimento mínimo em direção à saída auxiliar de limpeza; - o reservatório e a tubulação que conduz água da chuva, devem ser identificados com placas e pintados com cor diferenciada, para identificar que a água ali contida não é potável; - o tubo de entrada deve ter um dispositivo de redução de turbulência (freio hidráulico), que evite o revolvimento do sedimento depositado no fundo do reservatório. Estes dispositivos são peças hidráulicas que direcionam o jato na direção vertical e oposta ao fundo do reservatório, fazendo com que a velocidade seja dissipada na zona superficial do reservatório Sistema de recalque Esse sistema é constituído por um conjunto de motores e bombas que são utilizados para transportar a água do reservatório de armazenamento de água de chuva, situado abaixo do nível de utilização, para um reservatório elevado que distribuirá a água por gravidade para os pontos de uso de água não potável. Em alguns casos, o reservatório de armazenamento de água de chuva situa-se logo abaixo do telhado, não sendo necessária a instalação de um sistema de recalque. (CARDOSO, 2010) 2.3 CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DAS ÁGUAS Na ABNT (2007), verificamos que os padrões de qualidade devem ser definidos pelo projetista de acordo com a utilização prevista. Para desinfecção, a Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 6 de 13

7 critério do projetista, pode-se utilizar derivado clorado, raios ultravioleta, ozônio e outros. Em aplicações onde é necessário um residual desinfetante, deve ser usado derivado clorado tipo flutuante (de piscinas) com o uso de pastilhas de cloro. (JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, 2011) O cloro é o desinfetante mais comum devido à sua eficiência, solubilidade em água, disponibilidade e facilidade de aplicação (BERTOLO, 2006). Há dispositivos dosadores de cloro, que podem ser instalados na entrada do reservatório, clorando a água no momento do seu ingresso, ou então, são dispositivos instalados no interior dos reservatórios, que então disponibilizam o cloro a uma taxa constante (DORNELLES, 2012) Na tabela 1, adaptada da ABNT 15527, podemos verificar as características de qualidade de águas para fins mais restritivos. Tabela 1 - Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis Parâmetro Análise Valor Coliformes Totais Semestral Ausência em 100 ml Coliformes Termotolerantes Semestral Ausência em 100 ml Cloro residual livre Mensal 0,5 a 3,0 mg/l Turbidez Mensal <2,0 ut, para usos menos Cor aparente Mensal <15 uh Deve prever ajuste de ph para proteção das redes de distribuição, caso necessário Mensal Fonte: NBR restritivos <5,0 ut ph de 6,0 a 8,0, no caso de utilização de aço carbono ou galvanizado 3 METODOLOGIA Do ponto de vista da abordagem da problemática, trata-se de uma pesquisa qualitativa, pois consiste na análise e interpretação das normas e de informações e dados disponíveis na literatura sobre o tema, não tendo como enfoque o uso de Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 7 de 13

8 métodos e técnicas estatísticas. Também é uma pesquisa aplicada, pois objetiva gerar conhecimentos de uso prático, dirigida ao aproveitamento da água da chuva para fins não potáveis. Para Godoy (1995), na pesquisa qualitativa os fenômenos devem ser compreendidos no contexto em que ocorrem e suas análises devem privilegiar uma perspectiva integrada entre o objeto e o pesquisador. Deve-se capturar o fenômeno considerando todos os pontos relevantes e os tipos de dados coletados e analisados. A pesquisa qualitativa é uma atividade ligada ao contexto que insere o pesquisador na realidade. O pesquisador faz parte integrante do contexto de sua pesquisa e usa procedimentos metodológicos específicos. (DENZIN e LINCOLN, 1994, apud. BIROCHI, 2015) 4 EXEMPLO DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL: ESTUDO DE CASO EM CASTRO, PARANÁ A cidade de Castro situa-se a 159 km de Curitiba, tendo por Municípios limítrofes: Carambeí, Campo Largo, Cerro Azul, Doutor Ulisses. Itaperuçu, Piraí do Sul, Ponta Grossa e Tibagi, que integram a região Centro Sul do estado do Paraná. Os dados pluviométricos utilizados neste trabalho foram fornecidos pelo Instituto das Águas do Paraná da Secretaria do Meio Ambiente e Recursos Hídricos do estado do Paraná. Para captação de água de chuva por cobertura o período de retorno é de 5 anos, segundo a NBR 10844/1989. Os dados de precipitação coletados são mensais e referentes aos últimos 5(cinco) anos (2012 a 2016), como demonstrado na tabela 2. Tabela 2 Dados Pluviométricos de Castro ( ) Janeiro 149,1 82,4 164,8 129,4 168,6 Fevereiro 143,5 330,5 97,3 161,7 327,6 Março 67,0 168,7 135,0 276,0 167,0 Abril 218,6 69,1 128,2 94,0 87,7 Maio 41,2 86,0 118,1 154,1 152,7 Junho 238,2 339,1 197,9 65,6 136,8 Julho 78,5 86,6 65,1 263,4 88,5 Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 8 de 13

9 Agosto 15,3 17,8 45,3 35,8 198,4 Setembro 176,9 150,0 181,9 162,0 85,9 Outubro 109,6 93,3 86,2 155,8 195,5 Novembro 67,0 93,6 171,9 207,3 98,7 Dezembro 226,5 89,7 249,7 201,6 122,1 Total (mm) 1531,4 1606,8 1641,4 1906,7 1829,5 Fonte: Instituto das Águas do Paraná O Clima Subtropical úmido, onde Castro está inserida, caracteriza-se por ter média do mês mais quente superior a 22ºC e no mês mais frio inferior a 18ºC, sem estação seca definida, verão quente e geadas menos frequentes e com a pluviosidade em torno de 1703,2 mm anuais. De acordo com estes dados, salientase que a coleta e captação da água pluvial tornam-se viável, devido à alta pluviosidade local e poucos períodos de estiagem. O aproveitamento da água da chuva, para o uso doméstico, será para as finalidades que não exigem água potável. Sendo assim, a água da chuva coletada através do escoamento do telhado e calhas de uma edificação será aproveitada posteriormente para limpeza de calçadas, pisos e carros, descargas de banheiros, jardins, entre outros, através de instalações hidráulicas adequadas. (CARDOSO, 2010) A habitação unifamiliar possui 44,22 m² de área construída composto por: sala, cozinha, banheiro, 2 dormitórios e área de serviço. A cobertura do telhado é em telha de barro tipo romana com dois panos de água. Edificação retangular (6,48 m x 6,82 m) e beiral de 80 cm em todo o perímetro da edificação. O ponto do telhado está previsto para 1,60 m. Em se tratando de uma habitação de interesse social, serão utilizados materiais e técnicas construtivas visando o baixo custo e a sustentabilidade. As calhas e condutores serão em PVC com diâmetro 100 mm. As calhas serão posicionadas nas decidas dos panos de água e em cada pano de água haverá dois condutores verticais. Em toda a extensão da calha, será instalada uma grade metálica e deste modo evitar a entrada de galhos e folhas. Os reservatórios superiores serão de 500 litros para água potável e de 500 litros para água não potável. Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 9 de 13

10 A residência terá 01 (uma) cisterna de polietileno de 500 litros de água pluvial armazenada. As águas pluviais, antes de serem armazenadas na cisterna, passam por um filtro, constituído de uma tela, para retirada do material grosseiro. A cisterna apresenta o extravasor e dispositivo de descarga para a limpeza da cisterna. (JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, 2011) O sistema de armazenamento de águas pluviais para a descarga de vasos sanitários pode estar enterrado ou apoiado no nível do chão. Deve-se recalcar a água para os pontos de utilização. (MAY, 2009) Finalizando o processo, a água sofre o processo de filtração, para a retirada das partículas de pequenas dimensões. Para um tratamento simples, utiliza-se a cloração para desinfecção da água. Um conjunto motor-bomba de 0,5 C.V. (cavalo vapor), recalca a água para o reservatório superior. No caso de falta de água pluvial, é utilizada a água potável, que possui um reservatório separado e com tubulação independente, o qual não há mistura com a tubulação de água pluvial. (JABUR, BENETTI e SILIPRANDI, 2011) A coleta de água de chuva é um sistema de fácil manuseio, custo de implantação baixo, dependendo da tecnologia utilizada e retorno de investimento rápido em regiões onde a precipitação pluviométrica é relativamente elevada e tem como desvantagem a redução de quantidade de água no que concerne a períodos de estiagem. (MAY, 2009) Em seu item 5.1, a NBR apresenta a seguinte redação: Deve-se realizar manutenção em todo o sistema de aproveitamento de água de chuva de acordo com a Tabela 3. Componente Tabela 3 Frequência de Manutenção Frequência de Manutenção Dispositivo de descarte de detritos Inspeção mensal Limpeza trimestral Dispositivo de descarte do escoamento Limpeza mensal inicial Calhas, condutores verticais e Semestral horizontais Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 10 de 13

11 Dispositivos de desinfecção Bombas Reservatório Fonte: NBR Mensal Mensal Limpeza e desinfecção anual 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS O sistema de coleta da água pluvial para fins não potáveis não precisa necessariamente ser de alto custo de implantação, principalmente quando não se inclui o uso da água pluvial em descargas para vasos sanitários, pois neste caso, é necessária a instalação de bomba de recalque para gera carga hidráulica ao sistema. Um dos principais problemas do sistema é a manutenção da limpeza do telhado, que deve ser periódica com a remoção de contaminantes que prejudicarão a qualidade da água armazenada. A manutenção do sistema deve ser realizada como indicada na NBR 15527, de acordo com os seus componentes, caso contrário, a qualidade da água final será prejudicada. Deve-se impedir a entrada de galhos, folhas, e animais no reservatório, que, em decomposição e tem como consequência mau cheiro, coloração imprópria, além de microrganismos patogênicos. Com a utilização de material e mão de obra de qualidade, a captação de água da chuva mostra-se um método seguro de economia de água, e deve-se identificar as tubulações e ponto de consumo de água não potável para evitar acidentes. A escassez de água de qualidade para o uso de fins nobres gera a economia da água potável e uso de novas soluções individuais, sendo primordial o uso da água pluvial. 6 REFERÊNCIAS ANNECCHINI, Karla P. V. Aproveitamento da água da chuva para fins não potáveis na cidade de Vitória ES p. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Espirito Santo. Vitória, Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 11 de 13

12 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Água de Chuva Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis Requisitos. Rio de Janeiro, outubro de 2007, 8 p. BERTOLO, Elizabete J. P. Aproveitamento da água da chuva em edificações p. Dissertação (Mestrado) Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Porto, BIROCHI, Renê. Metodologia de estudo e de pesquisa em administração. Florianópolis: Departamento de Ciências da Administração/UFSC; [Brasilia]: CAPES: UAB, CARDOSO, Daniel Corrêa. Aproveitamento de Águas Pluviais em Habitações de Interesse Social Caso: Minha Casa Minha Vida. Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)/Colegiado de Engenharia Civil. Feira de Santana, BA, DENZIN, N.; LINCOLN, Y. Handbook of qualitative research. Londres: Sage, DORNELLES, Fernando. Aproveitamento de água de chuva no meio urbano e seu efeito na drenagem pluvial p. Tese (Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, GODOY, A. Pesquisa qualitativa: tipos fundamentais. Revista de Administração de empresas, v. 35, n. 3, p , maio/jun INSTITUTO DAS ÁGUAS. Relatório totais mensais de precipitação. Disponível em: < Acesso em 18 jan JABUR, Andrea Sartori; BENETTI, Heloiza Piassa; SILIPRANDI, Elizangela Marcelo. Aproveitamento da água pluvial para fins não potáveis. In: VII Congresso Nacional de Excelência em Gestão Disponível em < Acesso em 19 jun KOENIG, K. Rainwater harvesting: public need or private pleasure? Water 21, London: IWA, feb, p , MACINTYRE, Archibald Joseph. Manual de Instalações hidráulicas e sanitárias. 1 a edição. Rio de Janeiro: LTC, MAY, Simone. Estudo da viabilidade do aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em edificações p. Dissertação (Mestrado) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Construção Civil. São Paulo, Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 12 de 13

13 MAY, Simone. Caracterização, tratamento e reúso de águas cinzas e aproveitamento de águas pluviais em edificações Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo. São Paulo, SILVEIRA, Bruna Q. Reuso da água pluvial em edificações residenciais p. Monografia (Especialização) Departamento de Engenharia de Materiais e Construção Civil da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN ª edição Maio de página 13 de 13