AVALIAÇÃO QUANTITATIVA E QUALITATIVA DAS ÁGUAS NO APROVEITAMENTO PLUVIAL NA UFMS

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1 AVALIAÇÃO QUANTITATIVA E QUALITATIVA DAS ÁGUAS NO APROVEITAMENTO PLUVIAL NA UFMS Roger Daniel Rôdas 1 & Jorge Luiz Steffen 2 1 Acadêmico do curso de graduação em Engenharia Ambiental na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Bolsista de Iniciação Científica do CNPq - PIBIC período 2008/ Orientador - Professor do Departamento de Hidráulica e Transportes da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Resumo: Diariamente se utiliza água para atividades de limpeza e irrigação na UFMS. A estrutura das edificações e dos corredores disponibiliza espaço para o uso de suas lajes na captação de volumes consideráveis de águas pluviais. O estudo sobre o aproveitamento do recurso é importante, tendo em vista que ele pode ser utilizado propiciando grande economia nos processos diários de limpeza e descarga em sanitários da Instituição. Nesse contexto, este trabalho realizou o estudo quantitativo e qualitativo das águas pluviais captadas, armazenadas e coletadas em projeto-piloto localizado nas lajes do Departamento de Hidráulica e Transportes - DHT, analisando algumas características físicas, químicas e biológicas no Laboratório de Qualidade Ambiental (LAQUA), visando atribuir uma utilização adequada a essa água. Os resultados demonstraram que a água não só possuía qualidade para uso na limpeza dos módulos dos corredores, como também apresentava potencial para tratamento simples, permitindo adequação aos requisitos mínimos de potabilidade, de acordo com a Portaria MS n 518/2004. Os resultados indicam que a quantidade de água coletada pode suprir a demanda para limpeza dos corredores mesmo que sua vazão seja relativamente baixa. Tais informações merecem atenção por conta da administração do DHT/UFMS, para que se possa utilizar tal recurso, reduzir custos de bombeamento e tarifação de esgoto por parte da empresa concessionária de águas e também evitar uso das águas dos poços artesianos, além de diminuir o escoamento superficial direto na ocasião das chuvas. Palavras-chave: uso de águas pluviais, caracterização das águas de chuva

2 INTRODUÇÃO Cada vez mais se comenta sobre a escassez de água potável e recursos hídricos em todo o mundo por conta da ação antropogênica através da poluição de potenciais mananciais de captação superficial, da industrialização, do crescimento populacional e da falta de consciência ambiental. Segundo (GONÇALVES, 2006), em muitos países a água da chuva era armazenada inicialmente com fins de controle de cheias e inundações ou para mitigar a falta de um abastecimento regular de água; e posteriormente seu uso foi sendo estendido. A utilização de água de chuva traz várias vantagens (AQUASTOCK, 2005, apud, SILVEIRA, 2008, p.12): Redução do consumo de água da rede pública e do custo de fornecimento da mesma; Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins, lavagem de pisos, etc; Os investimentos de tempo, atenção e dinheiro são mínimos para adotar a captação de água pluvial na grande maioria dos telhados, e o retorno do investimento ocorre a partir de dois anos e meio; Faz sentido ecológica e financeiramente não desperdiçar um recurso natural escasso em toda a cidade, e disponível em abundância todos os telhados; Ajuda a conter as enchentes, represando parte da água que teria de ser drenada para galerias e rios; Encoraja a conservação de água, a auto-suficiência e uma postura ativa perante os problemas ambientais da cidade. O aproveitamento da água de chuva no nosso país não acompanha o seu desenvolvimento, (TOMAZ, 2001, apud, JAQUES, 2005, p.14) diz que o Brasil possui cerca de 12% da água doce disponível no globo terrestre, mas a má distribuição do líquido entre as diversas regiões brasileiras faz com que o problema da falta de água não esteja ainda resolvido no país. Existem diversos interferentes na qualidade da água da chuva, destacam-se: a localização geográfica, a presença de vegetação, as condições meteorológicas, estação do ano e a presença de carga poluidora. As atividades industriais e de processamento, veículos, a construção civil e pedreiras de maneira geral, liberam substâncias usualmente consideradas poluentes do ar (GONÇALVES, 2006). De acordo com uma pesquisa realizada pela USP (ANA, 2005) e pelo (GONÇALVES, 2006) a água pluvial caracteriza-se por apresentar valores baixos para a dureza, também chamada de água mole, o que representa um grande potencial desta água para lavagem de roupas e processos industriais. A estrutura física da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul UFMS em sua maior parte provem da época sua criação e implantação, no início da década de 70 do século passado, com uma visão diferenciada dos dias atuais quanto ao aspecto econômico de aplicação de materiais. Dispõe de amplos corredores, em forma modular, cobertos por lajes

3 invertidas e engastas em vigas que se apóiam em pilares de concreto, tudo em estrutura sólida, mas que devido ao tempo de execução e com precária manutenção vem apresentado sérios problemas de infiltração. As lajes se encontram em nível inferior à cobertura das edificações que abrigam as salas de aula e da administração, apresentando, portanto, grande potencial para armazenar água das chuvas que incidem sobre toda a parte edificada e que pode ser utilizada para fins menos nobres, quais sejam a limpeza, descarga e irrigação. O presente trabalho tem como objetivo encontrar as finalidades para as águas pluviais captadas na laje do Departamento de Hidráulica e Transportes situado na UFMS que mais se adéquam as necessidades diárias do bloco tomando como referência padrões e normas que determinam estas qualidades e do meio menos oneroso possível, buscando economia. MATERIAL E MÉTODOS A água pluvial precipitada sobre o telhado metálico com comprimento de 11,30m por 11,90m de largura (área de 134,47m 2 ) no bloco do DHT foi encaminhada através de uma tubulação de PVC e com 75mm de diâmetro para dois reservatórios abertos, dispondo de um sistema de separação inicial, denominado de primeira lavagem (first flush) como volume de 60 litros, cujo dimensionamento estava de acordo com a área de captação. A partir de observações nos períodos em serviço do pessoal da limpeza nos corredores DHT (Figura 1) e com o auxílio de um cronômetro e de uma proveta graduada foi estimado um tempo médio de 5 minutos para a lavagem de cada módulo de 36m², acarretando a uma vazão média de 109,82mL/segundo ou 6,6 L/min ou ainda 395 L/hora. Utilizando uma trena foi verificada a capacidade dos tanques de reservatório de águas pluviais (situados na laje de um desses módulos citados anteriormente) no momento em que estes estavam cheios, resultando aproximadamente 10m³ no total (pois sendo confeccionados com lonas, os tanques não possuíam formas retas e definidas). Figura 1: Verificação da vazão. A partir destas observações começou a se preparar materiais para a coleta de águas pluviais no período do mês de fevereiro ao mês de maio de 2009 para que fossem efetuadas as análises laboratoriais e determinada a qualidade e a utilidade do recurso armazenado. Para esta fase, os materiais foram esterilizados em autoclave (Figura 2) e preparados para que a qualquer momento em que houvesse chuva, fosse possível se posicionar na laje (com uso de capas de chuva e botas ou galochas) e coletar uma quantidade suficiente de água pura para que fosse analisada e comparada separadamente das amostras de primeira lavagem e dos reservatórios.

4 Figura 2- autoclave Inicialmente, foram feitas análises no Laboratório de Qualidade Ambiental (LAQUA) na UFMS, para verificar se a água poderia ser utilizada na lavagem de corredores, descarga em sanitários ou na irrigação de jardins dos seguintes parâmetros: fósforo total; ph; condutividade; dureza; coliformes totais e termotolerantes; sólidos totais; cor. Ao executar cada análise, com acompanhamento de técnicos laboratoriais e equipamentos (Figuras 3, 4 e 5) e reagentes cedidos pelo LAQUA, foram utilizadas técnicas e métodos descritos no livro APHA (2005). Figura 3- phgâmetro Figura 4 - Turbidímetro

5 Figura 5- Espectrofotômetro Como a água demonstrou qualidade superior à esperada após uma bateria de coletas e análises, foi verificada a possibilidade de um tratamento simples com a finalidade de tornar essa água potável seguindo a tabela 9 da Portaria N.º518/04, então foi adicionado às análises o parâmetro turbidez. Foi feita a filtração da água armazenada a partir de um filtro caseiro (Figura 6). A água também foi sujeita a uma cloração com hipoclorito de sódio utilizando água sanitária (Qboa). Também foi exposta aos raios solares em garrafas PET (Polietileno tereftalato), utilizando o método de desinfecção conhecido como Sodis (solar desinfection). Figura 6:- Filtragem com filtro simples (vela). As coletas e análises continuaram sendo efetuadas para obtenção de um acervo maior de informações e redução de erros nos experimentos, uma vez que todo o processo analítico pode ser comprometido por um pequeno erro ou descuido com o manejo da amostra desde sua coleta. RESULTADOS E DISCUSSÃO 1. Os resultados das análises das amostras das águas pluviais são apresentados na Tabela

6 Com exceção das amostras que receberam tratamento de desinfecção, todas as outras possuem coliformes totais, o que não é permitido para fins de potabilidade. Uma observação sobre as amostras filtradas é que pode se afirmar que todas se revelaram ausentes de coliformes termotolerantes, mas não de totais. Segundo o Art.11, 8º da Portaria Nº 1469/01, em amostras individuais procedentes de poços, fontes, nascentes e outras formas de abastecimento sem distribuição canalizada, tolera-se a presença de coliformes totais, na ausência de Escherichia coli e,ou, coliformes termotolerantes, nesta situação devendo ser investigada a origem da ocorrência, tomadas providências imediatas de caráter corretivo e preventivo e realizada nova análise de coliformes. Neste quadro encaixam-se as amostras filtradas, que necessitam somente de uma desinfecção para se adequar as normas de potabilidade expressas pela Portaria Nº 518/04 que em seu 16º artigo pede que atendam os valores máximos de acordo com o padrão de aceitação para consumo humano conforme é apresentado na Tabela 2.

7 Tabela 2 Padrão de aceitação para consumo humano PARÂMETRO UNIDADE VMP* Alumínio mg/l 0,2 Amônia (como NH) mg/l 1,5 Cloreto mg/l 250 Cor Aparente uh** 15 Dureza mg/l 500 Etilbenzeno mg/l 0,2 Ferro mg/l 0,3 Manganês mg/l 0,1 Monoclorobenzeno mg/l 0,12 Odor - Não objetável*** Gosto - Não objetável*** Sódio mg/l 200 Sólidos dissolvidos totais mg/l 1000 Sulfato mg/l 250 Sulfeto de Hidrogênio mg/l 0,05 Surfactantes mg/l 0,5 Tolueno mg/l 0,17 Turbidez UT**** 5 Zinco mg/l 5 Xileno mg/l 0,3 NOTAS: * Valor máximo permitido. ** Unidade Hazen (mg Pt-Co/L) *** Critério de Referência **** Unidade de turbidez Tabela 3:- Valores médios dos resultados das análises da água de chuva. Tipos de amostras Parâmetros Água chuva Amostra Amostra Reservatório 1ª Lavagem pura Clorada Filtrada Fósforo total (miligrama/litro) 0,05 0,04 0,04 0,03 0,11 ph 6,31 6,60 6,35 6,07 8,50 Condutividade (Micro 5,52 4,02 7,40 9,79 79,67 Siemens/cm) Dureza ( mg de CaCO³ / litro ) 6,12 6,64 10,25 6,50 69,23 Coliformes Totais (NMP) Presente Presente Presente Ausente Presente Sólidos totais (miligrama / litro) 42,62 32,6 40,25 28,5 109,89 Turbidez (UT) - 1,88 8,8-1,39 Cor (un. de cor) < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 O artigo ainda possui um parágrafo que informa que o ph da água seja mantido na faixa de 6,0 a 9,5. A partir da Tabela 1 foram obtidos valores médios de cada tipo de amostra e seus respectivos parâmetros como apresentados na Tabela 3.

8 Percebe-se que a amostra filtrada possui uma grande variação de valores quando comparadas as outras amostras. Isso provavelmente ocorreu pelo fato das amostras serem filtradas com filtro-vela novo e, no momento em que se filtrava a amostra, a água exercia lixiviação sobre os poros do filtro carregando consigo sais. Também pode ocorrer distorção da qualidade da água esperada após a passagem pela superfície de captação. (REBELLO apud GONÇALVES, 2006, p.91) aponta que entre os diversos materiais e substâncias presentes nestas superfícies, podem-se citar: fezes de aves e roedores, artrópodes e outros animais mortos em decomposição, poeira, folhas e galhos de árvores, revestimento do telhado, fibras de amianto, resíduos de tintas, entre outros que ocasionam tanto a contaminação por compostos químicos quanto por agentes patogênicos. Isso reforça a ação de eliminar-se a primeira água de chuva ou água de descarte. De acordo com a PSCST (2009), as amostras se classificam da seguinte forma pela tabela 4. Tabela 4: Classificação das amostras: Tipos de amostras Parâmetros Água chuva Amostra Amostra Reservatório 1ª Lavagem pura Clorada Filtrada ph Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Condutividade (Micro Classe D/E*** Classe D/E*** Classe D/E*** Classe D/E*** Classe D/E*** Siemens/cm) Dureza ( mg de CaCO³ / litro ) Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Coliformes Totais / Termotolerantes Classe B** Classe B** Classe B** Classe B** Classe B** (NMP ) Sólidos totais (miligrama / litro) Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Cor (un. de cor) Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* Classe A* *fonte de água potável, sem tratamento convencional mas após desinfecção **água designada a banho, natação e recreação ***água destinada à propagação de peixes selvagens, irrigação e torres de resfriamento de água industrial De acordo com a Resolução CONAMA Nº 357/05, a água de chuva analisada neste trabalho pode ser classificada como água doce de classe 1, que pode ser destinada: a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA Nº274, de 2000; d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas. A Portaria Nº 518/04 ainda afirma no Art. 18 que os responsáveis pelo controle da qualidade da água de sistema ou solução alternativa de abastecimento de água devem elaborar e aprovar, junto à autoridade de saúde pública, o plano de amostragem de cada sistema, respeitando os planos mínimos de amostragem expressos nas Tabelas 6, 7, 8 e 9. A tabela que melhor representa o sistema de águas pluviais é apresentada a seguir:

9 Tabela 5- Número mínimo de amostras e freqüência mínima de amostragem para o controle da qualidade da água de solução alternativa, para fins de análises físicas, químicas e microbiológicas, em função do tipo de manancial e do ponto de amostragem. PARÂMETRO TIPO DE MANANCIAL SÁIDA DO TRATAMENTO (para água canalizada) NÚMERO DE AMOSTRAS RETIRADAS NO PONTO DE CONSUMO* (para cada 500hab.) FREQUÊNCIA DE AMOSTRAGEM Cor, turbidaez, ph e coliformes totais** Superficial 1 1 Semanal Subterrâneo 1 1 Mensal Cloro Residual Livre Superficial ou Subterrâneo 1 1 Diário NOTAS: * Devem ser retiradas amostras em, no mínimo, 3 pontos de consumo de água. ** Para veículos transportadores de água para consumo humano, deve ser realizada uma análise de cloro residual livre em cada carga e uma análise, na fonte de fornecimento, de cor, turbidez, ph e coliformes totais com freqüência mensal, ou amostragem determinada pela autoridade de saúde pública. O artigo 10 (FUNASA, 2001) incumbe aos responsáveis por solução alternativa de abastecimento de água, normas a serem cumpridas, são elas: I. requerer, junto à autoridade de saúde pública, autorização para o fornecimento de água apresentando laudo sobre a análise da água a ser fornecida, incluindo os parâmetros de qualidade previstos nesta Portaria, definidos por critério da referida autoridade; II. operar e manter solução alternativa que forneça água potável em conformidade com as normas técnicas aplicáveis, publicadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), e com outras normas e legislações pertinentes; III. manter e controlar a qualidade da água produzida e distribuída, por meio de análises laboratoriais, nos termos desta Portaria e, a critério da autoridade de saúde pública, de outras medidas conforme inciso II do artigo anterior; IV. encaminhar à autoridade de saúde pública, para fins de comprovação, relatórios com informações sobre o controle da qualidade da água, segundo modelo e periodicidade estabelecidos pela referida autoridade, sendo no mínimo trimestral; V. efetuar controle das características da água da fonte de abastecimento, nos termos do artigo 19 deste Anexo, notificando, imediatamente, à autoridade de saúde pública sempre que houver indícios de risco à saúde ou sempre que amostras coletadas apresentarem resultados em desacordo com os limites ou condições da respectiva classe de enquadramento, conforme definido na legislação específica vigente; VI. manter registros atualizados sobre as características da água distribuída, sistematizados de forma compreensível aos consumidores e disponibilizados para pronto acesso e consulta pública; VII. comunicar, imediatamente, à autoridade de saúde pública competente e informar, adequadamente, à população a detecção de qualquer anomalia identificada como de risco à saúde, adotando-se as medidas previstas no artigo 29; e VIII. manter mecanismos para recebimento de queixas referentes às características da água e para a adoção das providências pertinentes. Estando sujeito as penalidades do capítulo VII (FUNASA, 2001):

10 Art. 26. Serão aplicadas as sanções administrativas cabíveis, aos responsáveis pela operação dos sistemas ou soluções alternativas de abastecimento de água, que não observarem as determinações constantes desta Portaria. Art. 27. As Secretarias de Saúde dos Estados, do Distrito Federal e dos municípios estarão sujeitas a suspensão de repasse de recursos do Ministério da Saúde e órgãos ligados, diante da inobservância do contido nesta Portaria. Art. 28. Cabe ao Ministério da Saúde, por intermédio da FUNASA, e às autoridades de saúde pública dos estados, do Distrito Federal e dos municípios representada pelas respectivas secretarias de saúde ou órgãos equivalentes, fazer observar o fiel cumprimento desta Norma, nos termos da legislação que regulamenta o Sistema Único de Saúde SUS. CONCLUSÕES As águas pluviais captadas e estudadas no presente trabalho atendem à demanda requisitada para as atividades de irrigação e limpeza dos módulos do DHT na UFMS. A qualidade destas águas também se adéquam as normas e legislações previstas pelo Ministério da Saúde e Conselho Nacional do Meio Ambiente. A utilização dos filtros-vela novos para um tratamento primário de potabilidade pode ter liberados sais não desejados e pensa-se em outros meios para filtração como a utilização de filtros de areia. Para a desinfecção da água o método de maior destaque foi o Sodis, apresentando menor custo e mais aproveitamento dos recursos naturais (Sol). Recomenda-se estudos sobre a demanda e aplicabilidade do reuso das águas de chuva em todos os blocos da UFMS, aproveitando assim sua arquitetura e também a possibilidade de se tratar esta água para consumo dos alunos. REFERÊNCIAS ANA - AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Conservação e Reúso da Água em Edificações. São Paulo (SP), APHA; AWWA; WEF.: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21 th ed. Washington American Public Health Association, BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria nº 518, de 25 de março de 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. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 26 março MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria MS Nº 518/2004. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional do Meio Ambiente: Resolução Nº 357/2005. FUNASA - FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE. Controle e Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano e seu Padrão de Potabilidade: Portaria Nº 1469/2001.

11 GONÇALVES, R.F. Consumo de água: Uso Racional da Água em Edificações. 1 ed. Rio de Janeiro: ABES, JAQUES, R.C. Qualidade da Água de Chuva no Município de Florianópolis e sua Potencialidade para Aproveitamento em Edificações. Dissertação apresentada à Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Ambiental, Florianópolis (SC), PSCST - Punjab State Council for Science & Technology. Water Quality Standards for Surface Water Sources as per CPCB. Disponível em Acesso em junho PSCST. Bis (ISI) Water Quality Standards For Classifying Surface Water Sources. Disponível em Acesso em junho SILVEIRA, B.Q. Reúso da água pluvial em edificações residenciais. Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Construção Civil, Escola de Engenharia da UFMG, SODIS. Solar Water Desinfection The Method. Disponível em: Acesso em março TOMAZ, Plínio Aproveitamento de água de chuva. São Paulo: Navegar Editora