captação e armazenamento de água da chuva

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1 [Digite texto] Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva [Digite o subtítulo do documento] Mônica Belo Nunes Rede de Tecnologia e Inovação do Rio de Janeiro - REDETEC Julho/2011

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3 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva O Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT fornece soluções de informação tecnológica sob medida, relacionadas aos processos produtivos das Micro e Pequenas Empresas. Ele é estruturado em rede, sendo operacionalizado por centros de pesquisa, universidades, centros de educação profissional e tecnologias industriais, bem como associações que promovam a interface entre a oferta e a demanda tecnológica. O SBRT é apoiado pelo Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas SEBRAE e pelo Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação MCTI e de seus institutos: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq e Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia IBICT.

4 Dossiê Técnico Resumo Assunto Palavras-chave NUNES, Mônica Belo Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Rede de Tecnologia e Inovação do Rio de Janeiro - REDETEC 11/7/2011 Com frequência as fontes de abastecimento de água vêm sendo contaminadas ou destruídas pela ação humana. Do mesmo modo que existem regiões onde a estiagem, época do ano em que o solo perde mais água do que recebe, é mais rigorosa e acaba prejudicando a vida e a produção das famílias. Este dossiê apresenta uma alternativa para reduzir os riscos de falta de água através da construção de cisternas para a captação de água das chuvas. Serão abordados os tipos de cisterna, dimensionamento correto da cisterna, materiais utilizados para construção, sistema de captação de água, sistema de filtragem, tratamento e uso da água. CAPTAÇÃO, TRATAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DA CHUVA PARA FINS DE ABASTECIMENTO Água; água da chuva; armazenamento; captação; cisterna; estocagem; reservatório de água; construção Salvo indicação contrária, este conteúdo está licenciado sob a proteção da Licença de Atribuição 3.0 da Creative Commons. É permitida a cópia, distribuição e execução desta obra - bem como as obras derivadas criadas a partir dela - desde que dado os créditos ao autor, com menção ao: Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - Para os termos desta licença, visite:

5 DOSSIÊ TÉCNICO Sumário 1 INTRODUÇÃO OBJETIVO PROGRAMA UM MILHÃO DE CISTERNAS RURAIS (P1MC) VANTAGENS DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA CRITÉRIOS PARA A CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA DIMENSIONAMENTO DA CISTERNA SISTEMA DE FILTRAGEM Pré filtro Filtro Filtros caseiros Filtro comercial MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO DE CISTERNA Reservatórios em PVC ou PEAD Reservatórios em alvenaria ou concreto armado Cisternas de placas Cisterna de alambrado Reservatórios em fibra de vidro PROTEÇÃO SANITÁRIA DA CISTERNA, TRATAMENTO E USO DA ÁGUA DE CHUVA FATORES QUE INTERFEREM NA QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA PADRÃO DE QUALIDADE PARA ÁGUA DE CHUVA ARMAZENADA EM CISTERNAS LEGISLAÇÃO SOBRE A ÁGUA DA CHUVA Conclusões e recomendações Referências c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

6 DOSSIÊ TÉCNICO Conteúdo 1 INTRODUÇÃO A água da chuva está disponível na maioria das regiões brasileiras, porém, seu aproveitamento para consumo humano e animal só é recomendado após tratamento. Sua utilização na limpeza em geral, irrigação, etc., permite poupar a água potável disponível nas propriedades (GRINGS, 2005). A captação e armazenamento de água da chuva surge como opção para auxiliar no atendimento da demanda de água de limpeza nas propriedades, principalmente em períodos de estiagem, quando é comum a diminuição da vazão das fontes (GRINGS, 2005). De acordo com Oliveira, Kunz e Percomo (2005): A captação de água da chuva, não é uma invenção nova, é uma prática muito difundida em países como a Austrália e a Alemanha, permitindo a captação de água de boa qualidade, de maneira simples e efetiva, em termos da relação custo-benefício. No Brasil, no nordeste semiárido, nas ilhas como Fernando de Noronha e em todos os locais onde não existe rede de abastecimento ou esta ainda não supre a demanda integralmente, usouse e continua-se usando a água da chuva (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). Na figura 1 é apresentado como exemplo de construção, uma cisterna de concreto com tela de arame: Figura 1 Cisterna de concreto com tela de arame Fonte: (GANDLINGER, 2001 apud MAY, 2004) No meio rural, as águas de chuva armazenadas em cisternas geralmente são utilizadas para consumo doméstico, dessedentação de animais e irrigação (GANDLINGER, 2000 apud TAVARES, 2009). Tavares (2009) acredita que: No Brasil, as águas de cisterna são empregadas, quase que exclusivamente, para beber, cozinhar e higiene pessoal, no geral sem qualquer tratamento. No meio urbano o aproveitamento da água da chuva geralmente é destinado para fins não potáveis como rega de jardins, descarga em banheiros, lavagem de carros, shoppings e condomínios (TAVARES, 2009) c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

7 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Um modelo de sistema de coleta de água pode ser verificado na figura 2: 2 OBJETIVO Figura 2 Modelo de sistema de coleta de água Fonte: (SAÚDE & AMBIENTE EM REVISTA, 2007) Este dossiê visa oferecer informações sobre a construção de cisternas para captação da água da chuva servindo como alternativa para auxiliar no atendimento da demanda de água. Abordando como é feito o dimensionamento, quais são os tipos de cisterna, sistema de filtragem, materiais utilizados para construção, sistema de captação de água, tratamento e uso de água. 3 PROGRAMA UM MILHÃO DE CISTERNAS RURAIS (P1MC) A região do semiárido brasileiro reúne um conjunto de características climáticas, geomorfológicas, econômicas e sociais peculiares, que resultam numa paisagem marcada pela dificuldade no acesso a recursos hídricos e pela resistência de sua população (FETRAECE, 2008). No semiárido brasileiro, existem várias experiências de tecnologias de sucesso de captação e manejo de água de chuva para uso humano, para criação de animais e produção de alimentos, na sua maioria desenvolvidas por agricultores familiares [...](GNADLINGER; PALMIER; SZILASSY; BRITO, [200-?]). Segundo Tavares (2009): O P1MC, concebido e implementado pela Articulação do Semiárido Brasileiro (ASA) com financiamento do Governo Federal, é um projeto de garantia de água para a população rural do semiárido, mas com objetivo subjacente de promover maior participação da sociedade civil da região na definição de políticas públicas, para que estas passem a levar em conta as demandas das populações locais e as limitações de clima [...]. [...] As ações do P1MC contemplam o desenvolvimento e a disponibilização de técnicas e métodos de construção e manejo de sistemas de abastecimento de água da chuva (cisternas rurais) e o processo educativo visando ampliar a compreensão e a prática de convivência sustentável com o semiárido e a valorização da água como direito de vida (FERREIRA, 2008). Alguns resultados do programa são abordados por diversos autores (POLETTO, 2001; SCHIESTEC, 2001): 4

8 DOSSIÊ TÉCNICO De acordo com FETRAECE (2008): Acesso à água para um número crescente de famílias rurais do semiárido; Melhora sensível na qualidade vida de toda família e, em especial, de mulheres e crianças; Redução de doenças causadas pela ingestão de água contaminada; Contribuição para diminuir a dependência das famílias em relação aos grandes proprietários de terra e aos políticos locais, que usam o acesso à água como meio de promoção política; Não agride o meio ambiente, não produz resíduos, preserva os lençóis freáticos e reduz o escoamento superficial contribuindo para evitar a erosão (TAVARES, 2009). Entre as iniciativas conhecidas do programa é destacada a cisterna de placas de cimento. A cisterna de placa é uma tecnologia simples para captação de água da chuva e tem se constituído em uma alternativa apropriada para oferecer água de qualidade e em quantidade para o consumo humano, além de evitar outros problemas, como as longas caminhadas para a busca de água pelas mulheres e crianças em barreiros cuja água, regra geral, é imprópria para consumo humano (FETRAECE, 2008). 4 VANTAGENS DO APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA Capta água durante a época chuvosa e armazena durante todo o período de estiagem, se a cisterna estiver em bom estado de conservação (TAVARES, 2009); Por ser vedado, não há perdas significativas da água por evaporação (TAVARES, 2009); Com os cuidados necessários, a água de chuva armazenada pode possuir qualidade superior a de outras fontes, contribuindo com a diminuição de doenças de veiculação hídrica (TAVARES, 2009); Ajuda a conter as enchentes e a erosão, represando parte da água que teria de ser drenada para os rios (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005); Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por exemplo, na lavagem dos pisos, descarga de vasos sanitários, rega de jardins, etc. (Adaptado de OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005); Redução do consumo de água potável e do custo de fornecimento da mesma em épocas de estiagem (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005); As tecnologias disponíveis são flexíveis (SAÚDE & AMBIENTE EM REVISTA, 2007); Construção simples, baixos custos de operação e manutenção (SAÚDE & AMBIENTE EM REVISTA, 2007); Contribui com a conservação de água, a autossuficiência e com a postura correta perante os problemas ambientais existentes (Adaptado de OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). Na figura 3 pode-se verificar um exemplo de cisterna de placa c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

9 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Figura 3 Cisterna de placa Fonte: (TAVARES, 2009) 5 CRITÉRIOS PARA A CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE CHUVA Grings (2005) acredita que: Os principais critérios a serem observados para captação e armazenagem de água da chuva são a demanda diária de água na propriedade, o índice médio de precipitação (chuva) por região em cada período do ano, tempo necessário para armazenagem, considerando um período mínimo de segurança e área de telhado necessário ou disponível para captação. O índice de precipitação poderá ser obtido em órgãos oficiais como Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), Embrapa, Universidades, Prefeituras, etc. (GRINGS, 2005). A melhor forma de armazenamento da água de chuva é como no caso da água potável, a cisterna subterrânea. Sem luz e calor, retarda-se a ação das bactérias (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). As cisternas são formadas por um conjunto de estruturas composta pelo sistema de captação, sistema de filtragem e um reservatório de armazenamento (OLIVEIRA, 2005). Existem basicamente dois modelos de cisternas (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005): Para captação de água do telhado; Para captação de água de áreas pavimentadas ou áreas de drenagem (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). O sistema cisterna é constituído dos componentes apresentados na figura 4: Figura 4 Esquema do sistema cisterna Fonte: (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005) O sistema de captação de água da chuva do telhado, constitui-se em um conjunto de calhas instaladas nos telhados para o recolhimento da água de chuva. As calhas podem ser confeccionadas em materiais metálicos ou PVC [...] (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). A captação normalmente é feita por um conjunto de calhas e tubos, em geral com diâmetro de 10 cm, que conduzem a água da chuva a um pré-filtro para a limpeza dos materiais grosseiros em suspensão na água (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 6

10 DOSSIÊ TÉCNICO É recomendável que somente a água de chuva captada em telhados e coberturas venha a ser encaminhada para a cisterna, após passagem em um sistema de filtragem. Superfícies lisas são as melhores para a captação (telhas de barro, de cimento etc.) (OLIVEIRA; KNUZ ; PERDOMO, 2005). 6 DIMENSIONAMENTO DA CISTERNA Tavares (2009) acredita que: A eficiência e a confiabilidade dos sistemas de aproveitamento de água de chuva estão ligadas ao dimensionamento do reservatório de armazenamento, necessitando de um ponto ótimo na combinação do volume de reservação e da demanda a ser atendida, que resulte na maior eficiência com menor gasto possível (TAVARES, 2009). No dimensionamento do volume do reservatório de água, da cisterna, e dos materiais a serem utilizados na sua construção, recomenda-se que sejam realizados por profissionais habilitados (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). Os materiais a serem usados na construção de cisternas devem ser de acordo com sua disponibilidade no mercado e considerado as diferentes alternativas econômicas existentes (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). De acordo com Grings (2005): A cisterna deverá ter capacidade para armazenar água suficiente para atender a demanda da propriedade por um período mínimo de 15 dias. No cálculo do dimensionamento da cisterna, deve-se acrescentar um adicional relativo ao coeficiente de evaporação do sistema. Na dificuldade em se estabelecer um coeficiente de evaporação confiável, pode-se considerar um acréscimo de 10% no volume de reserva calculado. No cálculo do volume da cisterna poderá ser adotada a seguinte equação: Vc= (Vd x Ndia) +10% Sendo: Vc=Volume da cisterna (m³) Vd=Volume de demanda da água diária (m³) Ndia=Número de dias de armazenagem (15 dias) 10%=Acréscimo de 10% em função da evaporação no período de armazenagem considerado. Para uma melhor qualidade da água, recomenda-se que a captação seja feita somente dos telhados das edificações. Considerando que uma chuva de 1mm sobre uma área de 1 m² produz 1 litro de água, poderemos calcular área necessária para captação da chuva a afim de atender a necessidade de armazenagem da seguinte maneira: A= Vc / Prec_Período Sendo: A= Área em metros quadrados de telhado para captação (m²) Vc=Volume da cisterna (m³) Prec_Período= precipitação media no período considerado para captação (mm). Exemplo Uma demanda diária de litros (Vd), com período de armazenagem de 15 dias (Ndia) e uma precipitação média no período de 110mm(Prec_Período) c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

11 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva 7 SISTEMA DE FILTRAGEM Volume da Cisterna Vc=( Vd x Ndia) +10% Vc= x % = litros Área de telhado necessário (A) em m² A= Vc / Prec_Período A= /110 = 300 m² de telhado (GRINGS, 2005). A filtragem da água da chuva é um processo necessário para retirada dos elementos em suspensão que são arrastados pela água ao passar pelas coberturas das edificações. Muitas vezes, além do filtro é necessária ainda a instalação de um pré-filtro (GRINGS, 2005). O filtro poderá ser de construção caseira em alvenaria, PVC ou fibra de vidro, composto de material inerte de granulometria diferente, desde o mais fino até o mais grosso(grings, 2005). Os sistemas de filtragem são ilustrados nas figuras 5 e 6. Figura 5 Sistema de filtragem Fonte: (GRINGS, 2005) Segundo Oliveira, Kunz e Perdomo (2005): Figura 6 Sistema de filtragem Fonte: (GRINGS, 2005) A filtração é um processo de separação sólido-líquido, envolvendo fenômenos físicos, químicos e, às vezes biológicos. Visa principalmente a remoção das impurezas contidas na água que são retidas através de um meio poroso. A filtragem da água da chuva é um processo necessário para retirar os elementos macroscópicos em suspensão, que são arrastados pela água ao passar pela cobertura das edificações (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). 8

12 DOSSIÊ TÉCNICO 7.1 Pré filtro De acordo com Oliveira, Kunz e Perdomo (2005): O pré-filtro é uma estrutura que pode ser construída em concreto, PVC, fibra de vidro ou alvenaria, possuindo no seu interior uma camada de brita ou cascalho rolado, tendo como função principal a limpeza das partículas em suspensão, folhas e pedaços de galhos de arvores presentes no escoamento da água da chuva dos telhados (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Na figura 7, pode-se verificar um esquema de um pré-filtro para a limpeza preliminar da água da chuva: Figura 7 - Esquema de um pré-filtro para a limpeza preliminar da água da chuva Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) [...] A instalação do pré-filtro é indispensável para uma pré-limpeza, pois ele retém as impurezas contidas na água, sendo necessário a realização da manutenção periódica de limpeza do pré-filtro (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 7.2 Filtro O filtro pode ser denominado de filtro lento, quando a água que atravessa o leito filtrante tem velocidade baixa. Quando essa velocidade é alta, é denominado de filtro rápido (OLIVEIRA; KNUZ; PERDOMO, 2005). Segundo Oliveira, Kunz e Perdomo (2005): O material granular usado em filtros de água deve apresentar grãos com tamanho e variações de tamanho dentro de determinados padrões. A determinação dos tamanhos dos grãos (análise granulométrica) é feita pela passagem de uma amostra seca e representativa do material granular, através de uma série de peneiras com abertura padronizadas pela ABNT. Esse procedimento é importante para o dimensionamento correto do filtro. A taxa de filtração a ser adotada deve ser cuidadosamente fixada pelo projetista, levando em consideração a taxa de consumo de água na propriedade, o volume da precipitação, as características do meio filtrante e a carga hidráulica. A ABNT, para projetos de filtros de água, estabeleceu limites para a taxa de filtração sendo de 180 m 3 /dia para filtros de camada simples e de 360 m 3 /dia para filtros de camada dupla c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

13 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Geralmente, os filtros de areia simples tem área inferior a 40 m 2. Os filtros de areia geralmente são de seção quadrada ou retangular, podendo ser usadas seções circulares. As camadas no filtro dividem-se em camada filtrante e camada suporte. Em filtros de duas camadas recomenda-se o uso de pedrisco e areia, sendo que o pedrisco pode ser preparado entres as peneiras números 8 e 28 (2,4 a 0,6 mm) e a areia entre as peneiras 14 e 42 (1,2 a 0,35 mm). Deve ser observado o coeficiente de uniformidade (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). A granulometria do pedrisco depende da granulometria a ser adotada para a areia, para evitar-se a mescla extensiva e indesejável das duas camadas, as relações usuais recomendadas são (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005): Tef. pedrisco >1,8 Tef. areia Tef. pedrisco < 2,1 Tef. areia sendo, Tef. areia, Tamanho efetivo Tef. pedrisco, Tamanho efetivo A altura da água sobre o leito filtrante e a espessura das camadas da caixa do filtro deve obedecer as seguintes dimensões usuais: a) altura da coluna de água sobre o leito filtrante: filtro de areia 1,40 a 1,80 m (mais comum 1,60 m) filtro de pedrisco e areia 1,80 a 2,40 (mais comum 2,20) b) altura do leito filtrante : camada única de areia 0,60 a 0,8 m ( mais comum 0,70) dupla camada : areia 0,15 a 0,30 (mais comum 0,25) pedrisco 0,45 a 0,70 (mais comum 0,60) (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 7.3 Filtros caseiros Oliveira, Kunz e Perdomo (2005) afirmam que: Os filtros de construção caseira, geralmente são constituídos de recipientes (em alvenaria, PVC ou fibra de vidro) dotados de elementos pétreos inertes, de diferentes granulometrias, colocados em camadas sucessivas, desde o mais fino até o mais grosso. No dimensionamento do volume do filtro e na escolha dos materiais, devese considerar a vazão de água escoada pela cobertura, em função da precipitação pluviométrica incidente, a carga hidráulica e o coeficiente e a resistência da passagem da água. No filtro lento de areia, modelo circular, para capacidade de infiltragem de a litros por dia, pode-se empregar as seguintes dimensões: diâmetro interno de 0,90 m e altura mínima de 2,00 m. Sendo que as camadas do leito filtrante são de 10 cm para brita n 0 1, 30 cm para brita zero ou cascalho rolado, de 60 a 100 cm para areia limpa e de 100 a 150 cm a altura da coluna de água. Pode-se considerar, como dados práticos para o projetos caseiros de filtros lentos de areia as vazões mínimas de litros/m 2 /dia a vazões máximas de litros/m 2 /dia (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 10

14 DOSSIÊ TÉCNICO A figura 8 apresenta um exemplo de esquema de um filtro de construção caseira: Figura 8 Esquema de um filtro de construção caseira Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) Esse filtro pode ser construído em alvenaria ou concreto, sendo que a granulometria deve ser escolhida de seguinte forma (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005): A camada mais fina é para reter os elementos mais finos em suspensão contidos na água, porém se esta camada for muito fina, a filtragem será lenta e deve ser considerada para grandes vazões; A granulometria deve ser crescente de forma a reter os grãos de granulometria anterior (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Oliveira, Kunz e Perdomo (2005) recomendam: O uso de recipientes de PVC (ex. galões de 20 litros para água), como modelo reduzido de filtro lento, para a determinação da vazão de filtragem e seleção da granulometria da areia e da brita. Caso não seja possível fazer os testes granulométricos em laboratório. No recipiente coloca-se a areia e a brita, tomando como base as alturas recomendadas acima. A seguir descreve-se um exemplo de cálculo: 1) Cálculo da vazão em litros por minuto por m 2 Vazão mínima : L/dia/ m 2, min/dia = 2,8 L/min/ m 2 Vazão máxima : L/dia/ m 2, min/dia = 7,6 L/min/ m 2 2) Cálculo da área da seção transversal do modelo reduzido a) diâmetro interno do recipiente mede-se o diâmetro interno ex: 25 cm = 0,25 m c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

15 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva b) calcula-se a área do modelo reduzido área = diâmetro 2 x 0,785 ; área = 0,05 m 2 3) vazão mínima no modelo 1 m ,8 L/min 0,05 m X X = 0,14 L/min 4) vazão máxima no modelo 1 m ,6 L/min 0,05 m X X = 0,38 L/min Portanto, para uma areia ser considerada adequada a vazão de água coletada na saída do modelo reduzido de 25 cm de diâmetro deve ser de no mínimo de 140 ml e no máximo de 380 ml. A seguir, tomando-se como base as informações acima como as alturas das camadas de brita e de areia, altura da lâmina de água e altura total do filtro. Conhecendo-se a altura do garrafão de água (40 cm) que irá representar o modelo reduzido do filtro, determina-se por regra de três simples a altura equivalente das camadas para o modelo reduzido. a) coluna de brita 200 cm cm brita n cm X X = 2 cm, altura da brita no modelo reduzido Assim, brita zero = 6 cm; areia = 12 cm; lâmina da água = 20 cm (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Com o modelo reduzido é possível avaliar as diferentes granulometrias de areia e de brita disponíveis na propriedade ou no comércio local (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 7.4 Filtro comercial Grings (2005) afirma que: No mercado existem filtros comerciais com capacidade de vazão entre 200 e 3000 m² de telhado, com eficiência entre 90 a 95%. A sujeira separada pelo filtro é dirigida por uma saída secundária, possibilitando a sua autolimpeza. A filtragem em dois estágios permite reduzir a manutenção dos filtros a duas vezes ao ano. Normalmente, estes filtros são construídos em aço inox com tela fina e autolimpante (GRINGS, 2005). Na figura 9, pode-se verificar um exemplo de filtro comercial pequeno para limpeza de água chuva, recolhida de áreas cobertas com 200 m²: Figura 9 Filtro comercial pequeno para limpeza de água chuva, recolhida de áreas cobertas com 200 m 2 Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) Oliveira, Kunz e Perdomo (2005) afirmam que: 12

16 DOSSIÊ TÉCNICO A água corre do telhado para o filtro, onde se separa a água das impurezas (carga orgânica). A água assim límpida é encaminhada para a cisterna, enquanto a sujeira, impulsionada por um pequeno volume d'água, vai para o sistema de descarga e posterior infiltração no subsolo, que permite a recarga das águas subterrâneas e o recolhimento das impurezas para compostagem [...]. Diversos princípios de funcionamento e possibilidades de montagem permitem sua adaptação às situações mais diversas de posicionamento. Outros modelos de filtros compactos podem ser instalados no tubo de descida da água do telhado. Serve para a limpeza como separador de folhas, de lama, e de areia, mantendo os dutos d'água livre de sedimentos e evita entupimentos em tubos verticais. Ele deve ser inserido no tubo vertical sem que influencie o fluxo d'água (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Nas figuras 10, 11 e 12, são apresentados exemplos de filtro comercial para limpeza de água da chuva, recolhida de área coberta com mais de 200 m 2. Figura 10 Filtro comercial para limpeza de água da chuva, recolhida de área coberta com mais de 200 m 2 Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) Figura 11 Corte transversal do filtro comercial para limpeza de água da chuva, recolhida de área coberta com mais de 200 m 2 Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) Figura 12 Filtro comercial para limpeza de água da chuva, recolhida de área coberta com mais de 200 m 2 Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

17 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva 8 MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO DE CISTERNA De acordo com Grings (2005): Os modelos de cisterna para armazenagem de água da chuva podem possuir formas retangulares, quadradas, cilíndricas, cônicas. Os materiais usados para construção de cisternas podem ser vinimanta de PVC, manta de PEAD, fibra de vidro, alvenaria, ferro cimento ou concreto armado. Os reservatórios em fibra de vidro e alvenaria são mais empregados para pequenos volumes (até 30m³), enquanto PVC, PEAD e concreto armado são mais recomendados para armazenar grandes volumes (GRINGS, 2005). Existem diversas técnicas de construção de reservatórios para armazenamento domiciliar de água com fins de consumo humano dentre elas (TAVARES, 2009): Cisterna de tela e cimento; Cisterna de placas; Cisterna de alvenaria; Cisterna de vinil, surgida recentemente (TAVARES, 2009). 8.1 Reservatórios em PVC ou PEAD Os reservatórios (cisternas) para o armazenamento da água da chuva podem ser construídos enterrados ou a nível do solo, revestidos com lona de PVC ou PEAD, como ilustrado na figura 13 e 14 (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Figura 13 Cisterna construída em PVC Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) Figura 14 Cisterna construída em PVC Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) 8.2 Reservatórios em alvenaria ou concreto armado As cisternas podem ser construídas em alvenaria ou concreto armado, para o armazenamento da água da chuva. Ela pode ser enterrada ou a nível do solo, sendo mais comum construir a cisterna enterrada [...] (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 14

18 DOSSIÊ TÉCNICO Na figura 15 apresenta um exemplo de cisterna construída em alvenaria: Cisternas de placas De acordo com Tavares (2009): Figura 15 Cisterna construída em alvenaria Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ, PERDOMO, 2005) A cisterna de placas (figura 16) é parcialmente enterrada, com cerca de ¾ de altura das paredes laterais abaixo do nível do terreno, para reforçar a capacidade de suportar a pressão da água e armazenar, em geral, litros (cisterna residencial), mas pode armazenar também litros (cisterna comunitária). Sua estrutura consiste em placas de concreto com tamanho de 50 por 60 cm e com 3 cm de espessura, que estão curvadas de acordo com o raio projetado da parede da cisterna, variando conforme capacidade prevista. Estas placas são fabricadas no local de construção em moldes de madeira. A parede da cisterna é levantada com essas placas finas, a partir do chão cimentado. Para evitar que a parede venha a cair, durante a construção ela é sustentada com varas até que a argamassa esteja seca. Em seguida um arame de aço galvanizado é enrolado no lado externo da parede e essa é rebocada. Num segundo momento, constrói-se a cobertura com outras placas pré-moldadas em formato triangular, colocada em vigas de concreto armado, e rebocadas por fora. Geralmente, as cisternas de placa são construídas em mutirões, realizados pela população local, devidamente treinada por pedreiros capacitados (MDS, 2008 apud TAVARES, 2009). Tavares (2009) apresenta na figura 16 um exemplo de cisterna de placas: Figura 16 Cisterna de placas Fonte: (TAVARES, 2009) c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

19 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Cisterna de alambrado De acordo com Schistek (2005): A cisterna de alambrado enquadra-se na tecnologia de ferro-cimento, que garante alta resistência. Além disso, a construção possui baixo insumo de materiais e é de grande simplicidade: em uma base de concreto se coloca uma tela de alambrado, de forma cilíndrica, já no tamanho da futura cisterna. Para permitir a aplicação de argamassa, a tela é envolta com sacaria do tipo usado para cebola. A aplicação de quatro camadas finas de argamassa confere a resistência necessária à parede. O teto consiste em segmentos fabricados de forma semelhante. Esta cisterna apresentada possui uma capacidade de armazenamento de 16 m³, porém facilmente seu volume pode ser ampliado ou reduzido, pela simples adição ou subtração de alguns decímetros de tela [...] (SCHISTEK, 2005). Schistek (2005) ilustra a construção da cisterna de alambrado nas figuras 17, 18,19 e 20. Figura 17 Colocando o alambrado Fonte: (SCHISTEK, 2005) Figura 18 Unindo o concreto na base do alambrado Fonte: (SCHISTEK, 2005) 16

20 DOSSIÊ TÉCNICO Figura 19 Aplicação da primeira camada de argamassa Fonte: (SCHISTEK, 2005) 8.3 Reservatórios em fibra de vidro Figura 20 Aplicação da primeira camada de argamassa Fonte: (SCHISTEK, 2005) Os reservatórios, também podem ser construídos em fibra de vidro, para o armazenamento da água da chuva, podem ser enterrados ou a nível do solo, como ilustrado na figura 21 (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Figura 21 Cisterna construída em fibra de vidro Fonte: (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005) c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

21 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva 9 PROTEÇÃO SANITÁRIA DA CISTERNA, TRATAMENTO E USO DA ÁGUA DE CHUVA As águas de chuva captadas diretamente de telhados de edificações, apresentam a vantagem de serem de boa qualidade, daí a importância de evitar sua contaminação com outras fontes (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). Os requisitos de qualidade estão diretamente relacionados ao uso que será dado a água. Quando a cisterna é destinada ao consumo doméstico, deverá atender aos padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde (Adaptado de TAVARES, 2009). Qualquer técnica que venha a ser implementada para o aproveitamento de água de chuva deve ser acompanhada de monitoramento constante das águas de chuva recolhidas através de ensaios que determinem suas características físicas, químicas e biológicas (Adaptado de TAVARES, 2009). Segundo Annechini (2005 apud TAVARES, 2009) são os seguintes os outros cuidados que devem ser tomados com relação aos reservatórios de armazenamento, visando a sua manutenção e a garantia da qualidade da água: A cobertura do reservatório deverá ser impermeável; A entrada de água no reservatório e o extravasador devem ser protegidos por telas para evitar a entrada de insetos e de pequenos animais no tanque; O reservatório deverá ser dotado de abertura, também chamado de visita, para inspeção e limpeza; A água deve entrar no reservatório de forma que não provoque turbulência para não suspender o lodo depositado no fundo do reservatório; O reservatório deve ser limpo uma vez por ano para a retirada do lodo depositada no fundo do mesmo (ANNECHINI, 2005 apud TAVARES, 2009). Além destes cuidados, segundo Oliveira, Kunz, e Percomo (2005) recomenda-se também: Que o telhado utilizado para coleta de água de chuva não tenha muitas árvores próximas, para reduzir o número de folhas e evitar entupimentos das calhas coletoras e das grades ou telas para remoção deste material; Que se tenha a separação via sedimentação de pequenas partículas que passam o aparato de grade ou peneira, isto pode ser feito passando-se a água por uma caixa do tipo pré-filtro com brita em que o material sólido grosseiro irá ficar retido; A desinfecção da água para eliminar microrganismos; Para o processo de desinfecção o agente mais utilizado é o cloro. A quantidade de cloro a adicionar vai depender do tipo da solução de cloro e da qualidade da água. Que se faça a medida de cloro residual após o tratamento (deve ser > que 0,2 ppm). Isto pode ser realizado mediante a utilização de Kits adquiridos em lojas especializadas que vendem produtos para tratamento de água de piscina (OLIVEIRA; KUNZ; PERDOMO, 2005). 10 FATORES QUE INTERFEREM NA QUALIDADE DA ÁGUA DA CHUVA De acordo com Funasa (2005 apud TAVARES, 2009): A quantidade e a qualidade da água armazenada estão diretamente relacionadas às técnicas construtivas da cisterna. Pesquisas realizadas em Minas Gerais evidenciaram que algumas cisternas apresentaram falhas durante a construção, como trincas e vazamentos, levando em alguns casos, à perda total da água armazenada. A utilização de materiais de construção diferentes dos especificados, (como o emprego de areia mais grossa, por exemplo) e, ou mão de obra não devidamente qualificada pode ter ocasionado estas falhas. Outro problema detectado está relacionado à vedação das cisternas. Algumas tampas foram construídas com material passível de empenamento (zinco), o que facilita a entrada de partículas e pequenos animais no interior da cisterna, possibilitando contaminação das 18

22 DOSSIÊ TÉCNICO águas armazenadas. Outros problemas, observados no processo de construção de uma cisterna, foram relacionados ao excesso de cimento empregado e à falta de limpeza adequada no interior da cisterna, o que pode comprometer a qualidade da água futuramente armazenada (FUNASA, 2005 apud TAVARES, 2009). A composição da água da chuva varia com a condição meteorológica (intensidade, duração e tipo de chuva, regime de ventos, estação do ano, etc.), com a presença ou não de vegetação e com a carga poluidora [...] Sirkis (1999 apud TAVARES, 2009). 11 PADRÃO DE QUALIDADE PARA ÁGUA DE CHUVA ARMAZENADA EM CISTERNAS Segundo Tavares (2009): O principal problema que se deve enfrentar ao estudar a qualidade da água armazenada em cisternas destinadas ao consumo humano é a ausência de uma legislação específica para este tipo de água. Uma forma de contornar este inconveniente pode ser a utilização de padrões de referência para água potável de sistemas de abastecimento ou uso de sistemas alternativos segundo Portaria nº 518/2004 do Ministério de Saúde. Também há um consenso sobre a aplicação da Resolução CONAMA nº 357/2005 para águas de mananciais destinadas ao abastecimento humano, em especial para as águas de classe especial, que precisam apenas de desinfecção antes do seu consumo. A Portaria nº 518, de 25 de março de 2004 do Ministério da Saúde, rege a qualidade da água para o consumo humano e estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e orienta quanto a outras providências (TAVARES, 2009). [...] Devido ao rigor da Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde, foram definidos indicadores mínimos para o monitoramento da qualidade da água no meio rural. Dentre estes indicadores são citados turbidez, cor, ph, cloro livre e coliformes (TAVARES, 2009). O quadro 1 a seguir apresenta o padrão microbiológico de potabilidade de água conforme a Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde: Quadro 1 Padrão microbiológico para água potável da Portaria nº 518/2004 MS Fonte: (TAVARES, 2009) Notas: (1) Valor máximo permitido. (2) Água para consumo humano em toda e qualquer situação, incluindo fontes individuais como poços, minas, nascentes, dentre outras, etc. (3) A detecção de Escherichia coli deverá ser preferencialmente adotada (TAVARES, 2009) c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

23 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva 12 LEGISLAÇÃO SOBRE A ÁGUA DA CHUVA Schvartzman e Palmier (2007 apud TAVARES, 2009) fazem uma importante reflexão sobre a legislação de água da chuva: Segundo os autores a recente legislação sobre recursos hídricos não trata especificamente das águas de chuva. A Lei Federal nº 9.433, de 08 de janeiro de 1997, entretanto, estabelece, no parágrafo primeiro do artigo 12º: Independem de outorga pelo poder público, conforme definido em regulamento: i) o uso de recursos hídricos para a satisfação das necessidades de pequenos núcleos populacionais, distribuídos no meio rural; ii) as derivações, captações e lançamentos considerados insignificantes; e iii) as acumulações de volumes de água considerados insignificantes. Interpreta-se que, por serem captadas ou armazenadas em volumes considerados pouco expressivos, e destinadas a necessidades individuais ou de pequenos núcleos populacionais, as captações de água da chuva independem de outorga pelo Poder Público [...] (SCHVARTZMAN; PALMIER, 2007 apud TAVARES, 2009). 20

24 DOSSIÊ TÉCNICO Conclusões e recomendações Conclusões e recomendações A captação e o armazenamento da água da chuva para uso na agricultura ou uso doméstico não é uma técnica nova. Este tipo de sistema de captação de água para abastecimento é descentralizado, pequeno e o tratamento quando necessário é simples e barato. Para o sucesso da captação de água da chuva para uso domiciliar, é fundamental utilizar tecnologias que apresentem construção simples, boa resistência e baixo custo. Apresenta-se como uma boa alternativa nos casos de escassez de água para o consumo humano. Vale ressaltar que a ausência de manutenção nos sistemas de captação, armazenamento e o manejo incorreto podem comprometer a qualidade da água nos aspectos físico-químico e higiênicos. A capacitação dos usuários é necessária para fornecer a devida conscientização e orientação, garantindo assim, a adequada utilização da cisterna e a maximização dos benefícios dela decorrentes. Além disso, contribui com o meio ambiente, pois, elimina o consumo de água potável onde esta não é necessária em atividades como: descarga de sanitários, lavagem de pátios, rega de jardim, como também evita enchentes e erosão devido ao fato de conter a água que seria drenada para os corpos hídricos (rios). Sugere-se a leitura das seguintes legislações: Portaria nº 518, de 25 de março de 2004 do Ministério da Saúde - Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências. Disponível em: < Acesso em: 22 maio Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997 do Governo Federal - Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de Disponível em: Acesso em: 22 maio c Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas SBRT

25 Planejamento e construção de cisternas para captação e armazenamento de água da chuva Referências Referências CAPTAÇÃO e manejo da água de chuva. Saúde & Ambiente em revista, Duque de Caxias, v. 2, n. 1, p , jan-jun Disponível em: < 1P07.pdf>. Acesso em: 16 maio FEDERAÇÃO dos trabalhadores e das trabalhadoras na agricultura do estado do Ceará FETRAECE. Projeto de construção de cisternas e capacitação para convivência com o semi-árido: Projeto técnico. Fortaleza, Disponível em: < Acesso em: 20 maio GNADLINGER, J.; PALMIER, L. R.; SZILASSY, E.; BRITO, L. T. Tecnologias de captação e manejo de água de chuva para o semiárido brasileiro. [S.I.], [200-?]. Disponível em: < >. Acesso em: 24 maio GRINGS, V. H.; OLIVEIRA, P. A. V. de. Cisternas para armazenagem para água da chuva. [S.I.], Disponível em: < Acesso em: 16 maio MAY, S. Estudo da viabilidade do aproveitamento de água da chuva para o consumo não potável em edificações. São Paulo, Disponível em: < Acesso em: 16 maio OLIVEIRA, P. A. V. de.; KUNZ, A.; PERDOMO, C. C. Construção de cisternas para o armazenamento da água de chuva. Concórdia, Disponível em: < ConstruoeOperaodeCisternasparaArmazenamentodaguadaChuva.pdf>. Acesso em: 16 maio SCHISTEK, H. Uma nova tecnologia de construção de cisternas usando como estrutura básicas tela galvanizada de alambrado. Teresina, Disponível em: < Acesso em: 22 maio TAVARES, A. C. Aspectos físicos, químicos e microbiológicos da água armazenada em cisternas de comunidades rurais do semiárido paraibano. Campina Grande, Disponível: < Acesso em: 16 maio Identificação do Especialista Mônica Belo Nunes Gestora Ambiental 22

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