Tecnologias para uso racional e reúso de água em edificações

Transcrição

1 Fluir eng enharia ambiental Tecnologias para uso racional e reúso de água em edificações Ricardo Franci Gonçalves Eng. Civil e Sanitarista, D. Ing. Universidade Federal do Espírito Santo 1

2 Vitória: colapso hídrico entre 2016 e 2025? 2

3 3

4 Consumo de água em áreas urbanas O consumo de água residencial > 50% consumo total de água. R.M. São Paulo consumo de água residencial > 84% do consumo total urbano (incluindo também o consumo em pequenas indústrias). Vitória ~ 85% desse total (dados da CESAN de 2002 e 2003) (RODRIGUES, 2005). 4

5 Edifícios verdes Reduz consumo de recursos naturais Aumenta saúde e comodidade Diminui a pressão sobre a infra-estrutura local Melhora da qualidade de vida Reduz gasto operacional Valoriza o imóvel Vantagens publicitárias 5

6 Ecohouse Urca Arrefecimento passivo 6

7 Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) - Novas construções Área Pontos Possíveis Sítios sustentáveis 14 Eficiência da água 5 Energia e atmosfera 17 TOTAL = 69 Materiais e recursos 13 Qualidade interior 15 Inovação e design 5 7

8 Eficiência do uso da água Créditos Pontos Redução de 50% na irrigação 1 Não utilização de água potável ou não-irrigação 1 + anterior Tecnologias inovadoras para esgoto 1 Redução no Uso da água: 20% 1 Redução no Uso da água: 30% 1 + anterior TOTAL = 5 8

9 Certificação no Brasil Agência Banco Real Cotia, SP Primeiro green building da América do Sul Classificação LEED - Prata (33 / 69 pts) 9

10 Sede da PETROBRAS - Vitória Água = 900 m3/dia 10

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13 O AMBIENTE ATUAL Queda dos juros Ampliação da oferta de crédito Aumento dos recursos públicos pelo FGTS Consolidação da segurança jurídica Redução da carga tributária Aumento dos investimentos externos Mais receptividade pública p/ questões ambientais 13

14 A PERSPECTIVAS CONSTRUÇÃO CIVIL PARA NO OS PANORAMA PRÓXIMOS AMBIENTAL 4 ANOS Fonte FGV - União Nacional Da Construção Fonte FGV - União Nacional Da Construção Contribuição ao acréscimo do PIB de 1,32% Abertura de 877 mil postos de trabalho Arrecadação de 10,1 bilhões em impostos e contribuições Melhora do IDH de 0,792 (2003) para 0,815 (2010) Acréscimo de investimentos anuais da ordem de 30 bilhões 14

15 A CONSTRUÇÃO CIVIL NO PANORAMA AMBIENTAL Fonte FGV - União Nacional Da Construção 40% dos Recursos naturais extraídos são destinados a industria da construção civil 50% dos Resíduos sólidos urbanos são provenientes de construções e demolições 50% do Consumo de energia elétrica é destinada para operação das edificações 80% do Custos de um edificio de ciclo de vida de 50 anos são referentes ao Uso e Ocupação. Na etapa de projeto é definido 80% dos custos de uma obra. 15

16 Novas edificações: Micromedição Peças economizadoras Controle de perdas Água de chuva Água cinzas 16

17 Situação atual no Brasil Reúso nas edificações: Normatização P&D 17 Experiências em escala real

18 Legislações brasileiras que regulamentam a utilização de fontes alternativas de água Água de Chuva Água cinza Esgoto Sanitário Contenção Lei Nº /2002 -São Paulo/SP - - Uso predial Lei Nº /2003 -Curitiba/PR Lei Nº /2002 -São Paulo/SP Lei Nº 6.345/ Maringá/PR Lei Nº /2003 -Curitiba/PR Lei Nº 6.345/ Maringá/PR NBR /1997 Urbano - - Lei Nº 6.076/2003 -Maringá/PR Lei Nº /2002 -São Paulo/SP NBR /1997 Vitória 3 Projetos de Lei em agosto de

19 Ambiente institucional ABNT? Grande maioria dos municípios não regulamentou o reúso Aprovação do projeto do sistema sanitário difícil Funcionamento dos sistemas de reúso sem fiscalização Insegurança empreendedores 19

20 ph Limites estabelecidos para reúso em descarga de vasos sanitários Brasil Cor (UH) Turbidez (NTU) DBO (mg/l) Nitrato (mg/l) Nitrogênio Amoniacal (mg/l) Nitrito (mg/l) Fósforo Total (mg/l) SST (mg/l) SDT (mg/l) Parâmetros Óleos e Graxas (mg/l) Coliformes Fecal (NMP/100mL) Compostos Orgânicos Voláteis Manual de "Consevação e reúso de água em edificações " Classe 1 (FIESP, 2005) NBR /97 item Classe 3 6,0-9,0 6 a 9 6 a < a Não detectáveis < 500 Ausentes , Alemanha Canadá Japão 20

21 Tecnologia apropriada 21

22 As cores das águas nas residência Coleta e aproveitamento de água de chuva (águas azuis) 2 5 Lodo Coleta, tratamento e reúso das águas negras Agricultura 4 Lodo 3 Coleta, tratamento e reúso de águas amarelas (urina) Coleta, tratamento e reúso das águas cinzas 1 Suprimento de água convencional, a partir da rede pública 22

23 Distribuição das águas residuárias em uma residência ÁGUA CINZA ÁGUA NEGRA Urina Fezes 23

24 Conceito Água cinza Gordura 24

25 Conceito: Águas amarela e negra Urina Fezes 25

26 Águas residuárias / Fontes Alternativas Urina Aproveitamento (intermitente) Reúso (perene) Água de chuva Banheiro Pia de cozinha Tanque Chuveiro Máquina de lavar Lavatório Mistura Fezes Águas negras Água cinza Esgoto Rede Esgoto Rede Drenagem 26

27 Distribuição do consumo de água Chuveiro 55% Chuveiro 20% Lavatorio 10% Pia de Cozinha 5% PNCDA (Rocha et al., 1998) Casa populares Torneiras 26% Maq Lavar Louças 20% Bacia Sanitaria 20% Dinamarca Bacia Sanitaria 5% Outros 3% Maq Lavar roupas 11% Lavagem de carro 10% Maq Lavar Roupas 15% (Jensen, 1991 apud Tomaz, 2000) Bacia Sanitaria 29% Chuveiro 28% Lavatorio 6% Bacia Sanitaria 32% Chuveiro/ banheira 33% Prédio USP Maq Lavar Roupas 9% Tanque 6% Maq Lavar Louças 5% Pia de Cozinha 17% Maq Lavar Roupas 23% Lavatorio 5% Pia de Cozinha 7% 27 Austrália (NSW Health, 2000)

28 Hidro-sanitário Projeto Hidro-sanitário Nova concepção 28

29 Hidro-sanitário 29

30 Águas cinzas Caracterização Tratamento Reúso predial 30

31 Água cinza Matéria orgânica Microrganismos Produtos químicos COMPOSIÇÃO Material inerte Necessita de Tratamento para que possa ser reutilizada 31

32 Caracterização de águas cinzas 32

33 DBO5 (mg/l) % 50% 90% 10% Mín Máx 75% 0 Esgoto sanitário Esgoto sanitário: 200 a 400 mg/l Lavatório Chuveiro Tanque Máq. Lavar Cozinha Misturada 33

34 Sulfato (mg/l) % 50% 90% 10% Mín Máx 75% 0 Lavatório Chuveiro Tanque Máq. Lavar Cozinha Misturada Concentrações de sulfato elevadas, podendo gerar algum tipo de problema no tratamento e na estocagem dessa água. Em ambiente anaeróbio, os sulfatos geram sulfetos que são responsáveis principalmente, pela emissão de odor desagradável. 34

35 E. coli (NMP/100mL) 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 25% 50% 90% 10% Mín Máx 75% 1,0E+00 Lavatório Chuveiro Tanque Máq. Lavar Cozinha Misturada Esgoto sanitário NMP/100mL 35

36 Características ETAC Tratamento anaeróbio estratégico remoção de DBO5 e economia de energia Tratamento aeróbio se impõe remoção de cor, turbidez, DBO5 e sulfetos Desinfecção Compacidade não ocupar áreas importantes na edificação Reduzida demanda operacional e de manutenção 36

37 Água cinza Vaso sanitário Efluente Anaeróbio Efluente aeróbio Efluente filtrado Efluente clorado 37

38 Fluxograma reúso Potável Reúso

39 Águas negras Caracterização Tratamento 39

40 Mictório masculino 1 pessoa: 1,5 L urina/dia 24 a 60 L água /dia (descarga) Mictório feminino!!! Coleta e reservação 40

41 Características das águas 20 12,3 14, L 6 5,3 3,6 0 K P M. Orgânica kg DQO/ (Pessoa/ano) 0,8 N 1,0 0 Nutrientes kg N, P, K / (Pessoa/ano) 500 L 50 L águas cinza urina fezes Volume Litros/(Pessoa/ano) Fonte: Otterpohl 41

42 DBO 5 3 NTK Concentração (mg/l) Concentração (mg/l) Esgoto bruto (Desc = 15L) Esgoto bruto (Desc = 15L) Esgoto bruto (Desc = 6L) Esgoto bruto (Desc = 6L) A. Negras (Desc = 6L) A. Negras (Desc = 6L) A. Marrons (Desc = 6L) A. Marrons (Desc = 6L) A. Negras (1 L) A. Negras (1/2 L)

43 Exemplos de aplicação 43

44 Comfort Suítes, Macaé (RJ) 126 apartamentos (28 m²/ apartamento) 2 salas de convenções (80 m²/ cada) 2 restaurantes, fitness center com vista p/ o mar sala de descanso sala de reuniões piscina na cobertura PAES ERLACHER 44

45 Concepção do Sistema Hidro-Sanitário Águas cinzas = L Água = L Esgoto = L Águas negras = L 45

46 PLANTA DE LOCALIZAÇÃO - SUBSOLO ESCALA: 1/200 46

47 COMPRESSOR FILTRO DE ESPUMA RR1 Introdução CLORADOR DE PASTILHA RR2 RL1 RL2 47

48 ETAC Hotel Comfort Suítes / Macaé Compressor de Ar CESTO RAC FBAS DECANT. FT CL Recirculação de Lodo Bomba 48

49 Caixa reguladora de vazão Sumidouro garagem Água cinza para ETAC Excesso p/ sumidouro ETAC 49

50 FIESP 2 NTU NBR NTU Turbidez (NTU) Texas 5 mg/l Canadá 30 mg/l Afluente RAC FBAS FT Cloro Vaso DBO5 (mg/l) Afluente RAC FBAS FT Cloro Vaso 50

51 Reúso x Água Potável ÁGUA POTÁVEL ÁGUA REÚSO 51

52 Etiqueta de aviso Sistema de Reúso 52

53 Hotel COMFORT Suítes Macaé (RJ) Consumo mensal de água - Comfort Suítes Macaé/RJ Consumo mensal de água (m³/mês) Sem reúso Sem reúso Com reúso fev-06 mar-06 mai-06 jul-06 ago-06 out-06 nov-06 53

54 Hotel COMFORT Suítes Macaé (RJ) R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 Valor Aplicado Saldo a Amort. Econômia R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ 5.000,00 R$ Meses 54

55 ETAC Ed. Royal Blue / Vitória (ES) Sistema de Tratamento de Águas Cinzas para Reúso Praia do Canto (4 quartos, 2 suítes, 3 garagens, 170m², área de lazer completa) Capacidade: 260 pessoas 55

56 Fluxograma do Sistema de Tratamento Biogás Recirculação de Lodo B2 RAC FBAS DEC FT V1 Águas Cinzas Gradeamento Fino C.P. Lodo R1 Aeração Clorador V2 B1 Efluente Final Vai para Reservató Superior p/ Re Reservatório de Lodo Compressor Reservatório de Água p/ Reúso ETAC - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS CINZAS RAC - Reator Anaeróbio Compartimentado FBAS - Filtro Biológico Aerado Submerso DEC - Decantador Secundário FT - Filtro Terciário B1 - Bomba centrífuga auto-escorvante B2 - Bomba centrífuga auto-escorvante R1 - Rotâmetro V1 - Válvula Solenóide V2 - Válvula Solenóide Recirculação de Lodo Água de lavagem do FT Fluxograma do Processo Sistema de Aeração 56

57 ETAC Ed. Royal Blue / Vitória (ES) 57 Consumo de água = l/d Economia de 30% de água

58 Acréscimo no custo com o sistema de reúso CUSTO DE IMPLANTAÇÃO SEM REÚSO ACRÉSCIMO DO CUSTO DEVIDO A IMPLANTAÇÃO DO REÚSO ACRÉSCIMO COM O REÚSO GRUPO DE SERIÇOS R$ % R$ % % Projetos ,00 4,08% 1.190,00 1,39% 0,02% Instalações provisórias e máquinas ,00 4,17% Adm canteiro de obras e escritório ,00 10,12% Transporte / limpeza permanente ,00 2,14% Infra-estrutura ,00 7,49% Supra-estrutura e paredes ,00 24,06% ,00 16,85% 0,26% Esquadrias e vidro ,00 9,68% 1.045,00 1,22% 0,02% Coberturas/impermebilizações ,00 1,43% 1.732,00 2,02% 0,03% Revestimento paredes ,00 25,86% 3.340,00 3,89% 0,06% Instalação elétrica / telefônica ,00 2,31% 857,00 1,00% 0,02% Inst. hidro-sanitário - água/esgoto ,00 1,69% 4.668,00 5,44% 0,08% Instalação de gás /incêndio ,00 0,37% Instalações mecânicas ,00 3,02% 2.280,00 2,66% 0,04% Instalação da ETAC ,00 64,12% 0,99% Louças/metais e bancadas ,00 3,28% 1.182,00 1,38% 0,02% Revisão/decoração ,00 0,28% 32,00 0,04% 0,00% TOTAL ,00 100,00% ,00 100,00% 1,54% 58 Fonte: Lorenge Construtora e Incorporadora Ltda, 2004 Obs: Valores sem BDI e o custo de terreno.

59 27,50% 25,00% 22,50% 20,00% 17,50% 15,00% 12,50% 10,00% 7,50% 5,00% 2,50% 0,00% Distribuição do custo final com o sistema de reúso Sem reúso Com reúso 59 Revisão/decoração instalações provisórias e máquinas adm canteiro de obras e escritório transporte / limpeza permanente infra-estrutura supra-estrutura e paredes esquadrias e vidro coberturas/impermebilizações revestimento paredes instalação elétrica / telefônica inst. hidro-sanitário - água/esgoto instalação de gás /incêndio instalações mecânicas instalação da ETAC Louças/metais e bancadas projetos

60 Acréscimo Pecentual de gerado acréscimo no pelo custo reúso devido ao de sistema águas de reúso cinzas 1,60% 1,40% 1,20% 1,00% 0,80% 0,60% 0,40% 0,20% 0,00% projetos instalações provisórias e máquinas adm canteiro de obras e escritório transporte / limpeza permanente infra-estrutura supra-estrutura e paredes esquadrias e vidro coberturas/impermebilizações revestimento paredes instalação elétrica / telefônica inst. hidro-sanitário - água/esgoto instalação de gás /incêndio instalações mecânicas instalação da ETAC Louças/metais e bancadas Revisão/decoração TOTAL 60

61 Economia gerada pelo reúso de águas cinzas CUSTO OPERACIONAL ETAC UND. QUANT/MÊS R$/UNT R$/MÊS Despesas com energia Energia bomba de lodo (1/4 CV) Kwh/mês 2,85 0,38 1,08 Energia compressor (1,5 CV) Kwh/mês 650,88 0,38 247,33 Sub- total 1 (energia) 248,42 Despesas material consumo Pastilhas de cloro Und. 4 5,00 20,00 Produtos de limpeza, EPIs vb 1 20,00 20,00 Sub- total 2 (material consumo) 40,00 Despesas operacionais Remoção de lodo vb 1 65,00 65,00 Manutenção equipamentos vb 1 30,00 30,00 Sub- total 3 (operação) 95,00 Despesas com mão-de-obra MO h 30 6,00 180,00 Sub- total 2 (material consumo) 180,00 Total geral 563,42 Água de reúso: 432 m³/mês Custo: R$ 1,30/m³ Tarifa Água + esgoto = 3,50 + 2,66 = R$ 6,16/m³ Economia: R$ 2.100,00 /mês 61 R$ ,00 /ano

62 Cálculo do tempo de retorno do investimento Custo de implantação; Custo operacional e Economia gerada com o reúso Cenário 1 BDI de 80% (terceirização) Cenário 2 Sem BDI (operação própria) pria) Poupança: 0,65% ao 62mês Inflação: 5% ao ano

63 Economia gerada pelo reúso de águas cinzas Cenário 1 Tempo de Retorno para a implantação do sistema de reúso com BDI TEMPO DE RETORNO: 103 MESES OU 8,5 ANOS Fonte: Lorenge Construtora e Incorporadora Ltda, 2004 Obs: Valores sem BDI e o custo de terreno. 63

64 Economia gerada pelo reúso de águas cinzas Cenário 2 Tempo de Retorno p/ a implantação do sist. de reúso sem influência do BDI TEMPO DE RETORNO: 55 MESES OU 4,5 ANOS Fonte: Lorenge Construtora e Incorporadora Ltda, 2004 Obs: Valores sem BDI e o custo de terreno. 64

65 Estudo de Caso Ed. Royal Blue, Vitória/ES Acréscimo no custo da construção sistema de reúso 1,54%. Retorno ecológico imediato Retorno do investimento 5 a 8,5 anos. O período de retorno é pequeno quando comparado ao tempo mínimo de vida útil de um edifício que é de 50 anos e que o tempo médio de moradia do proprietário é de 15 anos. 65

66 ETAC Ed. Luiz Nogueira / Vitória (ES) 17 pavimentos, 1 por andar, 4 quartos, suítes Sistema de Tratamento de Águas Cinzas para Reúso Capacidade: 150 pessoas 66

67 ETAC Ed. Luiz Nogueira / Vitória (ES) ED. LUIZ NOGUEIRA População atendida 160 pessoas/dia Consumo de água 24 m³/d Produção de águas cinzas (55%) 11,22 m³/d Produção de águas negras (45%) 9,18 m³/d Economia de água potável 30% 67

68 Conclusão Os primeiros edifícios com sistema de reúso de águas cinza no Brasil. Ambiente institucional ainda desorganizado. Tecnologia em desenvolvimento. Real opção para gestão da demanda de água e da produção de esgoto sanitário nas áreas urbanas. 68

69 Futuras pesquisas. 69

70 pour les dégoutés! 70

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75 faut pas être impressionnable 75

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83 Ricardo fone: (027)