DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS UTILIZANDO OS MÉTODOS DE AZEVEDO NETTO E PRÁTICO INGLÊS RESUMO

Transcrição

1 DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS UTILIZANDO OS MÉTODOS DE AZEVEDO NETTO E PRÁTICO INGLÊS RESUMO Jones dos Santos GARCIA 1 Nicolas Azambuja Borges dos ANJOS 2 Marcelo Jacomini Moreira da SILVA 3 O presente relato tem como objetivo mostrar uma alternativa viável para a economia de água nas instalações dos edifícios do Colégio COC e Faculdade Fama, de Iturama-MG. Sendo a água um bem primordial para a preservação da vida no planeta terra, é necessário buscar soluções para utilizá-la de maneira correta e responsável. A escolha do tema ocorreu depois de se observar a grande quantidade de água de chuva que é descartada sem um fim específico e da utilização de água potável para lavagem de pisos e irrigação de jardins nos referidos edifícios. Adota-se na pesquisa metodologias de dimensionamento de reservatório já experimentadas e propostas nas normas brasileiras. Para a fundamentação teórica buscamos apoio nas pesquisas de May (2004), Amorim e Pereira (2008), Bezerra Filho e De Júlio (2015), Dornelles, Tassi e Goldenfum (2010), entre outros. O que se conclui é que as perdas e desperdícios de água potável poderão ser diminuídas, levando em consideração que a alternativa apresentada pode ser autossuficiente para tais objetivos. Palavras-chave: Água de chuva. Alternativa. Reservatório. DETERMINATION OF VOLUME OF WATER STORAGE USING THE METHODS AZEVEDO NETTO AND PRACTICAL ENGLISH ABSTRACT The present report aims to show a viable alternative to water saving in the facilities of the COC and Faculdade Fama buildings, from Iturama-MG. Since water is a primordial asset for the preservation of life on planet earth, it is necessary to seek solutions to use it in a correct and responsible way. The choice of theme occurred after observing the large amount of rainwater that is discarded without a specific purpose and the use of drinking water for floor washing and irrigation of gardens in said buildings. It is adopted in the research methodologies of reservoir design already tried and that more approached the work proposed here. For the theoretical basis, we seek support in the researches of May (2004), Amorim and Pereira (2008), Bezerra Filho and De Júlio (2015), Dornelles, Tassi and Goldenfum (2010), among others. The conclusion is that the losses and waste of drinking water can be reduced, taking into account that the alternative presented may be self-sufficient for such objectives. Keywords: Rainwater. Alternative. Reservoir. 1 Graduando em Engenharia Civil Faculdade Aldete Maria Alves FAMA. vidracariaiturama@gmail.com 2 Graduando em Engenharia Civil Faculdade Aldete Maria Alves FAMA. nicolasazambuja@hotmail.com 3 Doutor em Engenharia Civil na área de Saneamento e Ambiente Professor na Faculdade Aldete Maria Alves FAMA. silvamjm@gmail.com 161

2 1 INTRODUÇÃO A falta de água é um dos graves problemas do mundo, e um dos principais fatores que podem afetar a sobrevivência dos seres humanos; devido ao uso desordenado, ao desperdício, à irresponsabilidade e ao crescimento da população se intensifica a escassez de água potável no planeta. A conscientização do uso e importância da economia de água é um dos primeiros passos para solucionar o problema e, juntamente com o incentivo do governo, levar a mudanças de hábitos da população para o uso correto da água. De acordo com Villiers (2002 apud MAY, 2004), a população carece desenvolver habilidades de como administrar de forma abrangente e integrada o uso da água, portanto manter a qualidade e quantidade de água. Uma das possíveis soluções em estudo para aumentar a oferta de água para as edificações é o aproveitamento da água pluvial. Esta se apresenta como uma boa alternativa, haja vista que além de reduzir o consumo de água potável que seria perdida em utilizações inadequadas, ainda surge como uma ação no combate às enchentes, funcionando como uma medida não-estrutural no sistema de drenagem urbana (AMORIM; PEREIRA, 2008). Contudo, a determinação do volume de armazenamento de água pluvial, segundo Dornelles, Tassi e Goldenfum (2010), com base nas indicações técnicas divulgadas na norma NBR (ABNT, 2007) demonstram inúmeros resultados para a mesma premissa de cálculo, o que faz com que o projetista não tenha confiança em qual valor utilizar. As dúvidas frequentes recaem em conhecer que riscos de falha de abastecimento e que volumes desperdiçados estarão sendo admitidos, ao escolher o uso de uma determinada técnica de dimensionamento (DORNELLES; TASSI; GOLDENFUM, 2010, p. 59). Ainda de acordo com Dornelles, Tassi e Goldenfum (2010), a escolha do sistema a ser empregado é justamente inspirada através de seu grau de facilidade no desenvolvimento do cálculo. Os processos que requerem séries históricas de informações pluviométricas buscam integrar as caraterísticas locais dos períodos de chuva e demonstram um efeito constante. 2 METODOLOGIA Os procedimentos de dimensionamento da capacidade dos depósitos de armazenamento de água pluvial podem usar distintas informações de entrada (precipitação média anual, demanda, área de apreensão, tempo de retorno) e/ou múltiplas sensibilidades a estes (DORNELLES; TASSI; GOLDENFUM, 2010). 162

3 2.1 Dimensionamento do Reservatório segundo Método Azevedo Neto Trata-se de um método prático que visa obter o volume de reservação diretamente de uma equação, onde apenas 3 parâmetros são necessários, como apresentado na Equação 1 (ABNT, 2007). Onde: P T A V V = x P x A x T (Eq. 1) é o valor numérico da precipitação média anual, expresso em milímetros (mm); é o valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seco; é o valor numérico da área de coleta em projeção, expresso em metros quadrados é o valor numérico do volume de água do reservatório, expresso em litros (L). Adota-se o número de meses com pouca, ou nenhuma chuva, e a contagem dos meses que apresentam precipitação média inferior a 100 mm. Para os postos com precipitação média mensal sempre superior a este valor, utiliza-se o mínimo de um mês. Este critério reproduz satisfatoriamente o número de meses do período de estiagem nos postos que forem selecionados (DORNELLES; TASSI; GOLDENFUM, 2010). 2.2 Dimensionamento do Reservatório segundo Método Prático Inglês Neste método, o volume do reservatório é obtido pela equação empírica abaixo, que adota diretamente 5% do volume anual de água pluvial captado, como apresenta a Equação 2 (DORNELLES; TASSI; GOLDENFUM, 2010). S = 0,05 x P x A (Eq. 2) Onde: P = precipitação média anual (mm); A = área de captação (m²); S = volume do reservatório (litro). 163

4 2. 3 Dados Históricos de Precipitação Para a informação da intensidade pluviométrica, foram usados dados históricos meteorológicos fornecidos pela Usina Bunge de Itapagipe-MG no período de 2006 a 2016, que fornece o valor da precipitação acumulada mensal. 2.4 Área Predial Considerada A medição da área de captação da água pluvial se constituiu a partir da planta baixa das construções do edifício do Colégio Fama COC e Faculdade Fama, na cidade de Iturama-MG. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES A tabela 1 apresenta os dados fornecidos pela leitura da intensidade pluviométrica da estação meteorológica da Usina Bunge da cidade de Itapagipe-MG, no período de 2006 a Os dados da Tabela 1, apresentados na Figura 1, permitem observar que os meses compreendidos de novembro a março têm valores médios mensais acima da média geral para o período considerado; sendo os meses compreendidos entre abril e outubro considerados pelo Método Azevedo Netto, que considera os meses como pouca chuva, a intensidade abaixo de 100 mm. Tabela 1 Índice Pluviométrico (mm). Mês Jan ,5 363, , Fev 376, , Mar 216, , , Abr ,5 15,5 188,5 44, Mai 47 75, , ,5 Jun , Jul , , Ago ,5 44, Set , Out , ,6 77, Nov 231,5 140, ,5 223, Dez 309,5 184, , , ,5 Total Média 167,1 128,2 172,3 157,3 136,8 182,3 118,4 120,2 118,3 127,7 131,1 Fonte: Usina Bunge Itapagipe-MG,

5 Precipitação (mm) Figura 1 Dados médios mensais de precipitação para o período considerado média mensal média geral Meses Fonte: Elaborado pelos autores (2018). A área considerada no trabalho é subdivida em cinco coberturas, como mostrado na Tabela 2. O telhado possui formato arredondado com platibanda em todo o contorno, assim foi considerado para efeito de cálculo a área em planta dos mesmos. O trabalho considerou as duas áreas maiores de cobertura, Bloco 1 e COC, pois estas representam 84,5% da área total. Tabela 2 Área de cobertura. Comprimento (m) Largura (m) Total (m²) Bloco 1 145, ,40 Laboratório 17, ,40 Praça Alimentação 19,58 30,15 590,34 34, ,30 COC ,3 Fonte: Elaborado pelos autores (2018). Considerando o Método Azevedo Netto, temos os valores médios anuais apresentados na Tabela 3, para as áreas do Bloco 1 e do COC. 165

6 Tabela 3 Volume a ser reservado para as áreas Bloco 1 e COC segundo o Método Azevedo Neto. Ano Precipitação Média (mm) Nº de Meses secos e/ou com pouca chuva Volume a ser reservado Bloco 1 (m 3 ) Volume a ser reservado COC (m 3 ) , ,6 46, , ,6 80, , ,6 72, , ,2 66, , ,4 38, , ,6 76, , ,3 49, , ,3 50, , ,6 66, , ,1 44, , ,3 64,2 Média 141, ,1 59,5 Fonte: Elaborada pelos autores (2018). O Método Azevedo Netto considera o armazenamento de chuva para uso ao longo de todo o período de estiagem, resultando em valores altos de reservação como mostrado na Tabela 3, uma vez que a água armazenada será armazenada durante seis meses consecutivos (novembro a abril). A Figura 3 apresenta os dados utilizados para a determinação do volume. Observa-se que, mesmo com a redução da precipitação média com o aumento do número de meses com pouca chuva, o volume de reservação tem tendência de aumentar em função deste. 166

7 Volume de Reservação em m³ Precipitação média mensal (mm) Figura 2 Dados obtidos conforme Método Azevedo Netto. 250, , ,0 100,0 50, , Número de meses com pouca chuva (< 100 mm) Volume a ser reservado Bloco 1 (m3) Volume a ser reservado COC (m3) Precipitação Média (mm) 100 Fonte: Elaborada pelos autores (2018). Aplicando a Equação 2 para se obter o volume do reservatório segundo o Método Prático Inglês, obteve-se os resultados apresentados na tabela 4, para as edificações do Bloco 1 e COC. Ao analisar a Tabela 4 e a Equação 2, nota-se que não há previsão de meses com pouca chuva, sendo considerados apenas o volume de 5% da água total captada neste método. 167

8 Tabela 4 Volume a ser reservado para as áreas Bloco 1 e COC segundo o Método Prático Inglês. Ano Precipitação Média Volume a ser reservado Bloco Volume a ser reservado (mm) 1 (m 3 ) COC (m 3 ) ,1 36,5 13, ,2 28,0 10, ,3 37,6 14, ,4 34,4 13, ,8 29,9 11, ,3 39,8 15, ,4 25,9 9, ,2 26,2 10, ,3 25,8 9, ,7 27,9 10, ,1 28,6 10,9 Média 141,8 31,0 11,8 Fonte: Elaborada pelos autores (2018). A diferença nos fatores considerados métodos para definição dos volumes do reservatório resultaram em valores de ordem cinco vezes maior quando utilizado o Método Azevedo Netto em comparação ao Método Prático Inglês, como mostram as Figura 3 e 4. Ambos os métodos não consideram a demanda de consumo de água, sendo o valor de 5% considerado pelo Método Prático Inglês desvinculado de qualquer informação sobre demanda de água e ocorrência de precipitação ao longo do ano; enquanto o Método Azevedo Netto considera a irregularidade da precipitação em seu cálculo. 168

9 Figura 3 Volumes de Reservação para o Bloco 1 calculados pelos Métodos Azevedo Netto e Prático Inglês. 250,0 Método Prático Inglês Método Azevedo Netto Volume do Resevatório em m 3 200,0 150,0 100,0 50,0 0, Média Ano Fonte: Elaborada pelos autores (2018). Figura 4 Volumes de Reservação para o COC calculados pelos Métodos Azevedo Netto e Prático Inglês. Volume do Resevatório em m 3 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Método Prático Inglês Método Azevedo Netto 0, Média Ano Fonte: Elaborada pelos autores (2018). Ao se considerar os valores investidos para obtenção ou construção dos reservatórios, com orçamento solicitado em empresa especializada na região, para capacidade de 30 m³, o valor aproximado é de R$ ,60 e para volume de 50 m³ seria R$ ,60. Tais valores expressivamente mais altos se considerado o Método Azevedo Netto se justifica em regiões onde a escassez de água torna o uso da água pluvial destinado a usos mais nobres, tais como dessedentação, preparo de alimentos e higiene pessoal. 169

10 No caso específico da região de Iturama, onde existe disponibilidade de outras fontes de água, sendo o uso da água de chuva destinado a fins menos nobres e objetivando economia financeira a adoção dos valores calculados pelo Método Prático Inglês torna-se mais viável. 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Para o armazenamento da água pluvial são utilizados reservatórios, que por sua vez são dimensionados através de métodos que garantam a capacidade de reservação necessária ao que foi calculado, fazendo assim com que haja água nesse reservatório sempre que o mesmo for requisitado. Apesar de existir relevantes variações entre os valores alcançados nesse trabalho, a seleção do reservatório de água pluvial deve ocorrer de maneira a atender a preferência final para a implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial. O presente estudo, ao aplicar os Métodos Azevedo Netto e Prático Inglês a edificações Bloco 1 (4.367,40 m2) e COC (1666,30 m2), resultou nos volumes médios: Método Azevedo Netto 156,1 m3 para o Bloco 1 e 59,5 m3 para o COC, e para aplicação do Método Prático Inglês 31,0 m3 para o Bloco 1 e 11,8 m3 para o COC. Tal diferença de resultado espelha-se no fato de que o primeiro método considera irregularidade de distribuição das chuvas enquanto o segundo apenas considera a reservação de 5% do total precipitado, sendo a decisão de qual método deve ser considerado em função de demais informações, por exemplo, disponibilidade de outras fontes de água e custo que execução do reservatório. Contudo, mesmo não tendo obtido a demanda que essas construções utilizam de água tratada para lavagem de piso e irrigação de jardins, pode-se mostrar extremamente importante à implantação de um reservatório para esse propósito, levando em conta o gasto financeiro que essa água tratada gera para a Faculdade Fama e o Colégio Fama COC e, acima de tudo, a economia dos recursos naturais. REFERÊNCIAS AMORIM, S. V.; PEREIRA, D. J. A. Estudo comparativo dos métodos de dimensionamento para reservatórios utilizados em aproveitamento de água pluvial. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 8, n. 2, p , abr./jun ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Água de chuva - Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT,

11 BEZERRA FILHO, L. E. D.; DE JÚLIO, M. Estudo de Técnicas Sustentáveis para Utilização de Água não Potável em Edifícios. Engenharia Ambiental, Espírito Santo do Pinhal, v. 12, n. 2, p , jul./dez DORNELLES F.; TASSI R.; GOLDENFUM J. A. Avaliação das Técnicas de Dimensionamento de Reservatórios para Aproveitamento de Água de Chuva. RBRH Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre/RS, v. 15, n. 2, p , abr./jun MAY, S. Estudo de viabilidade do aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em edificações f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia de Construção Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, SP. Recebido em: 18 de junho de 2018 Aceito em: 20 de julho de