Gestão Ambiental e Sustentabilidade na Bacia do Rio Piracicaba Sustentabilidade Hídrica Através de Dispositivos Poupadores de Água

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1 Gestão Ambiental e Sustentabilidade na Bacia do Rio Piracicaba Sustentabilidade Hídrica Através de Dispositivos Poupadores de Água Rayssa Magalhães Dias Cardozo Faculdade de Engenharia Ambiental Sustentabilidade Ambiental das Cidades CEATEC/PUC-Campinas rayssacardozo@hotmail.com Resumo: É premente a necessidade de incentivo à implementação de dispositivos poupadores de água, para garantir a sustentabilidade hídrica em diversas bacias hidrográficas críticas, em especial as bacias dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (bacias PCJ). Alguns municípios localizados nessas bacias já sofrem com a falta d água na época de estiagens, como Americana, Sumaré e Hortolândia. O presente trabalho parte da premissa que é possível e altamente desejável que se desenvolvam instrumentos, processos e tecnologias apropriadas para lidar com as intrincadas questões ambientais da bacia do rio Piracicaba. Para tanto foi avaliada a viabilidade técnica e econômica decorrente da utilização de equipamentos poupadores de água relacionados a instalações hidrosanitárias. Foi avaliado o consumo das torneiras existentes, bem como de outros modelos. Visou-se determinar a economia gerada e os benefícios ambientais associados, com o intuito de definir o nível ótimo econômico, tendo como premissa proporcionar o mesmo nível de conforto aos usuários. Conclui-se que é fundamental a implementação em larga escala de dispositivos poupadores de água nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. Palavras-chave: sustentabilidade, recursos hídricos, dispositivos poupadores. 1. INTRODUÇÃO A situação hídrica de diversas bacias hidrográficas do país encontra-se em situação bastante crítica, tanto em termos qualitativos como quantitativos. A bacia do rio Piracicaba é uma das bacias mais críticas tanto em termos da quantidade como da qualidade dos recursos hídricos. Trata-se de uma bacia bastante complexa, uma vez que são Antonio Carlos Demanboro Faculdade de Engenharia Ambiental Sustentabilidade Ambiental das Cidades CEATEC/PUC-Campinas demanboro@puc-campinas.edu.br revertidos da bacia 33 m³/s pelo sistema Cantareira, para atender a Região Metropolitana de São Paulo [3]. A gestão dos recursos hídricos na bacia carece, portanto, de instrumentos descentralizados e que estejam ao alcance da população. Assim sendo, é imprescindível pensar em alternativas sustentáveis, como o reuso industrial/comercial/residencial, a captação de água de chuva dos telhados, a diminuição do consumo per capita via introdução de novas tecnologias e o controle de perdas dos sistemas público e privado. O presente trabalho parte da premissa que é possível e altamente desejável que se desenvolvam instrumentos, processos e tecnologias apropriadas para lidar com as intrincadas questões ambientais da bacia do rio Piracicaba. 2. OBJETIVOS Avaliar a viabilidade técnica e econômica da utilização de equipamentos poupadores de água relacionados a instalações hidro-sanitárias, visando a aplicação desses dispositivos em larga escala nas bacias hidrográficas PCJ, como forma de contribuir para a sustentabilidade ambiental. 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Disponibilidade X Demanda Atualmente, as opções de gerenciamento da demanda dos recursos hídricos buscam promover a redução de consumos futuros e melhorar os índices de atendimento atual, através do uso mais eficiente dos recursos hídricos [5]. As condições atuais de disponibilidade x demanda mostram que, na média e na maior parcela do território brasileiro, não existe déficit de recursos hídricos. No entanto, observam-se 0

2 condições críticas em períodos de estiagem no semi-árido nordestino e em algumas regiões onde o uso da água é intenso, como na vizinhança das cidades médias e principalmente das regiões metropolitanas. A região metropolitana de São Paulo, que importa a maior parte da água da bacia do rio Piracicaba está praticamente sem opções de novos mananciais. Além disso, a poluição dos recursos hídricos aumenta significativamente os custos para tratamento da água e os custos de captação, devido às distâncias cada vez mais acentuadas dos mananciais em relação aos centros urbanos. Estima-se que a demanda por água, no Estado de São Paulo, seja superior à oferta nas bacias do Piracicaba e do Alto Tietê e na Baixada Santista, áreas que concentram a maior parte da população estadual [2]. Assim, a racionalização do uso da água e reuso poderão permitir uma solução mais sustentável para o problema da disponibilidade deste recurso. A cidade de São Paulo é, de longe, a primeira megacidade brasileira e, também, a primeira a apresentar problemas de sustentabilidade hídrica. Necessita buscar 33 m³/s de água na bacia do rio Piracicaba, localizada na região metropolitana de Campinas, comprometendo o abastecimento das cidades e indústrias localizadas nesta região. A situação das regiões metropolitanas de São Paulo e Campinas é extremamente crítica no período de estiagem [3]. 3.2 Bacia do PCJ O aumento populacional nas bacias PCJ tornou evidente e muito acentuada a preocupação com o planejamento dos recursos hídricos na região, pois, tal situação corrobora para um crescimento da demanda de água destinada para o abastecimento público, podendo agravar ainda mais a situação da região, em especial durante o período de estiagem. Conforme apresentado no Plano de Bacias Hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí ( ), as vazões de captação de água superficial para abastecimento público atualmente apresentam um consumo bruto de 18,836 m³/s. Para o futuro, sem a adoção de metas de redução de perdas no sistema de abastecimento ou de uso racional da água, pode chegar a 22,429 m³/s. O balanço hídrico da região mostra que as captações nas Bacias PCJ somam 35,85 m³/s, isto é, 88% da disponibilidade, o que significa que quase toda a vazão disponível é captada. Já os lançamentos somam 16,35 m³/s, cerca de 46% do volume captado [3]. As bacias PCJ possuem os Programas de Duração Continuada PDCs definidos no Plano Estadual de Recursos Hídricos PERH. Ao todo existem oito programas, sendo que o PCD 5 relaciona-se com as questões da racionalização do uso da água no sistema de abastecimento urbano. A análise dos custos por PDC mostra a relevância do desenvolvimento de projetos que visem a economia de água, pois os valores gastos com os recursos hídricos são extremamente elevados, se comparados as opções de uso racional de água. 3.3 Conservação da água Durante muitos anos os esforços relativos a conservação de água mantiveram-se na direção de realizar a gestão da oferta, aumentando-se a extensão de redes de abastecimento. Diante da redução cada vez maior deste recurso e com custos cada vez mais elevados, promoveu-se uma mudança de paradigma: da gestão da oferta para gestão da demanda, mais coerente com os preceitos do desenvolvimento sustentável. A vasta discussão a cerca dos conceitos do desenvolvimento sustentável tem, de certa forma, beneficiado o desenvolvimento de tecnologias economizadoras de água. Tais tecnologias adaptadas às atividades consumidoras são, juntamente com a conscientização e a gestão dos sistemas hidráulicos, importantes na redução dos índices de consumo de água [4]. 3.4 Tecnologias economizadoras de água Tecnologias de conservação de água podem ser utilizadas de forma eficaz em muitos tipos de edifícios residenciais, institucionais e edifícios comerciais, para ajudar a conservar água. Economias significativas de água podem ser alcançadas com a instalação de produtos com novas tecnologias como: arejadores de torneira, torneiras com sensores ou baixo fluxo, chuveiros de baixo 1

3 fluxo, sanitários de baixo fluxo ou de compostagem e mictórios de baixo fluxo ou sem água. Os aparelhos economizadores de água são equipamentos e acessórios hidrosanitários que proporcionam, na sua utilização, uma maior eficiência hídrica quando confrontados aos equipamentos tradicionais [4]. No mercado nacional, a oferta de equipamentos economizadores, como os de fechamento automático e os sensores de presença, cresce significativamente, sendo que diversificados modelos vêm sendo desenvolvidos pelos fabricantes a fim de atender às variadas características e exigências dos usuários [4]. Uma revisão dos principais equipamentos economizadores disponíveis no mercado foi realizada por Hafner (2007). Neste artigo, dá-se ênfase em dispositivos relacionados às torneiras economizadoras de água, mostrados a seguir Arejador de vazão constante O arejador é um pequeno acessório instalado na saída da água da torneira e tem a função de misturar ar com a água, proporcionando economia de água e conforto na utilização. O equipamento direciona o fluxo de água, evitando a dispersão do jato e diminuindo os espirros e respingos de água. Pode ser rosqueado em torneiras convencionais, sendo bastante utilizado nas torneiras residenciais. Os arejadores possuem vazão constante e, por isso, criam um fluxo contínuo e limitado ao valor de 6 litros/min, mesmo com o registro aberto ao máximo, resultando, assim, em economia de água Pulverizador de vazão constante O pulverizador é um pequeno acessório instalado na saída da torneira que tem como função transformar o jato de água em um feixe de pequenos jatos semelhante a um chuveirinho. Este equipamento é capaz de reduzir a vazão para valores entre 0,06 l/s e 0,12 l/s Torneiras de fechamento automático As torneiras de fechamento automático são representadas por dois tipos: a torneira de pressão e a torneira com sensor. A torneira de pressão é acionada manualmente, liberando o fluxo de água e, após alguns segundos, ocorre o fechamento automaticamente. É normal a co-utilização de dispositivos reguladores e redutores de vazão, como arejadores. Assim, a economia pode ser de 20% até 55%, considerando que o consumo de uma torneira convencional é de 2,2 litros por utilização e as torneiras de pressão utilizam 1,0 litro cada vez. Já na torneira de sensor ou eletrônica o fluxo é acionado com a aproximação das mãos do usuário, reconhecida por um sensor eletrônico de movimento. O fechamento ocorre, automaticamente, com o afastamento do usuário. Nessas torneiras, reguladores de vazão também são utilizados, proporcionando uma economia de 40% até 70% em relação à convencional e um consumo de 0,7 litro por utilização. Apesar de elétricas, possuem baixo consumo de energia, podendo inclusive funcionar com pilhas Registro regulador de vazão O redutor de vazão é um redutor de pressão, isto é, ocorrendo a redução da pressão a vazão é reduzida proporcionalmente. Existem diversos redutores de pressão no mercado, sendo que estes mantém a vazão constante em uma determinada faixa de pressão, geralmente de 100 a 400 kpa (10 a 40 mca). As vazões devem ser adequadas para não causar nenhum desconforto ao usuário. 4. METODOLOGIA Foram avaliados dispositivos poupadores de água disponíveis no mercado, que foram comparados com aqueles instalados nos banheiros localizados próximos aos laboratórios de Meio Ambiente e Hidráulica. Essas instalações possuem atualmente torneiras poupadoras de acionamento manual. O fabricante informa em seu sítio da rede mundial de computadores que as torneiras poupadoras podem reduzir o consumo de água em 30 a 70%. Deste modo, pretende-se avaliar o consumo das torneiras existentes, bem como de outros modelos, visando determinar a economia gerada e os benefícios ambientais associados, tendo como premissa proporcionar o mesmo nível de conforto aos usuários, com o intuito de definir o nível ótimo de economia possível. As torneiras existentes foram instaladas a cerca de 10 anos e foram avaliadas com relação ao sistema 2

4 operacional e ao grau de manutenção requerido desde sua instalação. No aspecto operacional verifica-se, preliminarmente, que ao serem acionadas essas torneiras soltam um jato longo, que não é totalmente utilizado, mas que demanda outro acionamento para o término da lavagem das mãos. Neste sentido, é importante verificar opções operacionais que acarretem menor tempo de uso, como utilizar um jato de curta duração no início do processo de uso de sabonete líquido e outro de duração ligeiramente superior para enxaguar as mãos. Em seguida, foi feita a avaliação econômica dos dispositivos poupadores, através de análises benefício/custo conforme trabalho de Hafner (2007). Por fim, foram elaboradas propostas visando a implementação dos dispositivos no âmbito das bacias PCJ (Bettine e Demanboro, 2009; Demanboro e Bettine, 2007). 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES Foram feitas medições das vazões nas torneiras instaladas em banheiros de prédios da PUC-Campinas, para verificar a viabilidade econômica e técnica de sua substituição. Estas medições foram feitas nos prédios do CEATEC da PUC- Campinas, incluindo o prédio do Centro Tecnológico, o prédio da Matemática, os prédios H8, H6, H4 e Biblioteca; com o intuito de obter o maior número de amostras possíveis. Foram recolhidas 2 amostras de cada torneira totalizando 138 amostras. 5.1 Avaliação das torneiras no âmbito do Campus I da Pontifícia Universidade Católica de Campinas Ao analisar a atual situação das torneiras dos lavatórios do Campus I da Pontifícia Universidade Católica de Campinas, verificou-se que aproximadamente 88% apresentam um consumo médio de 5.0 l/min. Assim sendo, pode-se afirmar que considerável parte destas torneiras já apresentam vazão econômica. No entanto, 22% das torneiras apresentam consumo superior à média e, portanto, faz-se necessário que estas sejam submetidas a um processo de manutenção para que atinjam um valor ideal de vazão. Numa análise sobre a possibilidade da troca das torneiras existentes por outras mais eficientes, observou-se que a substituição não é considerada viável, visto que o custo inicial destas tecnologias mais eficientes ainda representa valor superior ao do equipamento convencional, em uma proporção de duas vezes no caso do mecanismo de fechamento automático mecânico e sete vezes superior no caso de dispositivos com sensor eletrônico. Este valor pago pelas torneiras não propicia retorno econômico ao usuário. Para verificar a possibilidade desta troca, foi realizado um cálculo para verificação do tempo para o retorno do investimento, no qual foram considerados: o uso e o consumo do equipamento antigo (convencional), o custo de aquisição e o consumo do equipamento novo (economizador), o custo de possíveis adaptações necessárias, o custo da mãode-obra para efetuar a troca, a economia de água gerada pela troca, a tarifa de água/esgoto e a taxa de juros. Um exemplo de cálculo de retorno está apresentado a seguir. Cálculo do tempo para o retorno do investimento: Tr G CxExp Gxr (equação 1) Sendo que: Tr tempo em anos; G custos em reais; G = Geq + m. o., na qual Geq custo de aquisição do equipamento novo; m. o. custo da mão-de-obra (bombeiro) para efetuar a troca. C consumo em litros; C = 365 x uso x Cc, na qual uso número de acionamentos por dia; Cc consumo do equipamento convencional (antigo) em litros/acionamento. E taxa de economia de água gerada pela troca; E = 1 ( Ce / Cc ), na qual Ce consumo do equipamento econômico (novo) em litros/acionamento; Cc consumo de equipamento convencional (antigo) em litros/acionamento. p - custo do consumo de um litro de água p = (tarifa água + tarifa esgoto) / 1000 r taxa de juros simples 3

5 Na tabela 3 apresentam-se os valores das variáveis envolvidas no cálculo do retorno do investimento. Tabela 3 Valores envolvidos na aplicação da equação (1). Dispositivo Uso Ceq m.o Ce Cc E Torneira sensor A 20 R$ 687,00 R$ 45,00 3,4284 2,5542-0,34225 Torneira sensor B 20 R$ 832,00 R$ 45,00 2,3553 2,5542 0,07787 Torneira alavanca A 20 R$ 286,17 R$ 45,00 4,5426 2,5542-0,77848 Torneira alavanca B 20 R$ 543,00 R$ 45,00 4,2855 2,5542-0,7313 Fonte: Próprio autor Obs: tarifa de água/esgoto utilizada: R$ 10,25/m³ (SANASA) consumos dados em litros; juros simples de 6% ao ano; valores do Ceq obtidos pelos valores de aquisição do projeto FINEP/CEATEC/HIDRO. Ao se aplicar os valores obtidos na tabela 3 na equação 1, pôde-se verificar que as torneiras existentes já são do tipo economizadoras e não seria viável substituí-las e, sim, dar manutenção adequada visando garantir em todas as torneiras uma vazão inferior a 5 l/min. 5.2 Avaliação das torneiras no âmbito das bacias dos rios Piracicaba, Jundiaí e Capivari A população total nas bacias dos rios Piracicaba, Jundiaí e Capivari é aproximadamente de 5 milhões de habitantes. Partindo-se da hipótese que tem-se em torno de quatro moradores por residência na região e que o grau de urbanização da população é crescente, chega-se a um total estimado de 1,25 milhões de residências na região denominada PCJ. Ainda, levando-se em consideração que cada uma dessas residências possua em média 4 torneiras, ter-se-ia um total de 5 milhões de aparelhos. Considerando que o consumo médio das torneiras convencionais seja de aproximadamente 10 l/min e que as torneiras econômicas possuam um consumo médio de aproximadamente 4,5 l/min, a substituição geraria uma economia estimada de consumo de água na ordem de 45% da parcela consumida em torneiras. A substituição dos aparelhos convencionais por aparelhos poupadores de água seria capaz de gerar uma economia de aproximadamente 1,8 m 3 /s, conforme apresentado na figura 9. Essa possível economia seria de vital importância para a região. Abordando os valores envolvidos e considerando que o preço unitário de uma torneira econômica seja de R$ 137,00, se houvesse uma substituição na ordem de um milhão das mesmas, o custo total seria de R$ ,00, montante expressivo do ponto de vista econômico. Consumo Urbano (m³/s) Gastos Relativo a Torneiras (%) Consumo Torneiras (m³/s) 18,43 20,00 3,6 Figura 9: Esquema para Redução de Água via Torneiras Redução Esperada (m³/s) Economia Estimada (%) 1,8 45,00 6. CONCLUSÃO Conclui-se que as concessionárias de água que atendem a região poderiam oferecer um incentivo aos usuários. Assim, as propostas de substituição de torneiras poderia ser implementada com maior facilidade e traria diversos benefícios, a saber: Para as empresas de saneamento seria economicamente atrativo, pois haveria um custo de captação e tratamento menores; Os clientes seriam beneficiados na redução de valores das contas de água. No aspecto ambiental, uma redução da demanda evitaria a sobrecarga do sistema de abastecimento de água e, consequentemente, a redução da captação necessária nas nascentes, além de que proporcionariam uma redução dos esgotos a serem tratados, o que elevaria a eficiência no tratamento e diminuiria a poluição dos corpos receptores. É importante ressaltar que tal medida não prejudicaria a saúde financeira das empresas, pois os gastos com o tratamento de água para disponibilizá-la para a população seria maior do que fornecer incentivos à substituição de equipamentos. Como as torneiras econômicas apresentam um alto custo de aquisição, quando comparadas com as tradicionais, sugere-se que as empresas subsidiem parcialmente esta substituição como parte do projeto de redução dos gastos com o tratamento de água. Cabe incentivar a população, no sentido da conscientização ambiental e nos benefícios advindos para as famílias, como a diminuição das contas da casa. Atualmente, a necessidade de recursos para disponibilizar água aos usuários são da ordem de 400 milhões de reais no PDC 5. Por outro lado, o investimento previsto neste artigo com as 4

6 torneiras economizadoras é da ordem de R$ 137 milhões, sendo que este valor poderá ser diminuído devido a escala elevada de aparelhos que poderão ser adquiridos futuramente. Outro aspecto fundamental a ser enfocado é que diante da pressão existente sobre os recursos hídricos e a conseqüente necessidade de economia, faz-se necessário que novas leis sejam criadas visando impor uma vazão limite (em torno de 4,5 l/min.) para as torneiras que são comercializadas no país. É importante ressaltar que o presente trabalho propõe a substituição de torneiras, no entanto, existem diversos outros aparelhos que proporcionam considerável economia de água, o que potencializaria sobremaneira a economia de água em regiões metropolitanas. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] BETTINE, S. C.; DEMANBORO, A. C. Sustentabilidade hídrica: desafios para conglomerados urbanos. OLAM, Rio Claro, [2] BORSOI, Z. M. F.; TORRES, S. D. A. A política de recursos hídricos no Brasil. Disponível em:< xport/sites/default/bndes_pt/galerias/arquiv os/conhecimento/revista/rev806.pdf>acess ado em: 16/05/2010. [3] CBH-PCJ Comitê das Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. Disponível em < Acessado em: 03/07/2010. [4] HAFNER, ANA VRENI Conservação e Reúso de Água em Edificações experiências nacionais e internacionais [Rio de Janeiro] 2007 XVI, 161 p. (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Civil) Dissertação Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE [5] PEDROSA, V. A. Instrumentos econômicos no gerenciamento da demanda de água para sistemas urbanos domiciliares. Disponível em: < rumentoseconomicossistemasurbanos.pdf > Acessado em: 25/03/