ECV4237 Uso Racional de Água em Edificações

Transcrição

1 ECV4237 Uso Racional de Água em Edificações

2 ECV4263 Uso Racional de Água em Edificações Objetivo: Preparar o aluno para o entendimento da questão do uso racional da água de abastecimento público em edificações de uso residencial e comercial no Brasil. Professores: Enedir Ghisi e Luis A. Gómez Ementa, plano de ensino, estes slides:

3 Programa Metodologias e equipamentos para caracterização do consumo de água; Usos finais de água em edificações; Aproveitamento de águas pluviais; Equipamentos de baixo consumo de água; Sistemas modernos de evacuação de esgoto; Métodos não tradicionais de tratamento de esgotos; Tratamento de esgotos individuais; Avanços científicos e tecnológicos em sistemas prediais; Normalização.

4 Introdução Projeção do crescimento populacional 9 8 Habitantes (bilhões) Período

5 Introdução Percentual da população mundial vivendo em regiões com problemas de escassez e racionamento de água Até 1995: 40% Previsão para 2025: 50%

6 Introdução Volume total de água no planeta: Km 3 Volume de água doce: Km 3 2,5% do total

7 Introdução Geleiras 68,70% Mananciais subterrâneos: 30,06% Aquíferos congelados: 0,86% Lagos de água doce: 0,26% Água misturada ao solo: 0,05% Vapor atmosférico: 0,04% Pântanos e mangues: 0,03% Rios: 0,006%

8 Introdução Fontes de água doce para consumo humano: Rios, lagos, nascentes, poços Km 3 0,57% de toda a água doce 0,014% de toda a água do planeta

9 Introdução Período 0 Habitantes (bilhões) Volume de água doce disponíve (m 3 por pessoa/ano)

10 Introdução Classificação da disponibilidade de água pelo UNEP (2002) Disp. de água (m 3 per capita/ano) Maior que Classificação Muito alta Alta Média Baixa Muito baixa Menor que Catastroficamente baixa

11 Introdução Classificação da disponibilidade de água pelo UNEP (2002) Disp. de água (m 3 per capita/ano) ano 2000 Maior que Local América do Sul, Austrália, África (Gabão, Congo) América do Norte, Rússia, Ásia (Indonésia, Malásia, Tailândia) América Central Europa, África (África do Sul), Ásia (China, Japão, Mongólia) África (Quênia, Etiópia, Sudão) Ásia (Índia, Paquistão, Irã) Menor que África (Egito, Líbia, Argélia) Ásia (Arábia Saudita, Iêmen)

12 Introdução Recursos hídricos na América do Sul 12% da área terrestre do planeta 28% da água do planeta

13 Introdução Recursos hídricos no Brasil 50% da água da América do Sul 14% da água do planeta m 3 per capita/ano (ano 2000)

14 Percentagem Introdução Distribuição dos recursos hídricos Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Região 12 NORTH Belém CENTRAL-WEST Brasília Curitiba 19 São Luis 15 Maceió NORTHEAST SOUTHEAST São Paulo Salvador Rio de Janeiro SOUTH Florianópolis Porto Alegre 2 Fortaleza Natal Recife Vitória Área (%) Água (%) População (%)

15 Introdução Disponibilidade hídrica no Brasil Region Water availability (km 3 /year) Year 1900 Year 2000 (m 3 per capita/year) (m 3 per capita/year) North ,708, ,603 Northeast , Southeast , South ,396 14,553 Central-West 879 2,353,814 75,511 Brazil ,745 33,762

16 Introdução Uso da água na América do Sul: Irrigação: 59% Indústria: 23% Uso doméstico: 18% Uso da água no Brasil: Irrigação: 65% Indústria: 14% Uso doméstico: 16% Dessedentação: 5%

17 caracterização do consumo Usos finais de água (consumos específicos); Priorizar ações para reduzir o consumo; Aparelhos economizadores de água; Tecnologias inovadoras.

18 caracterização do consumo Poucos países (hemisfério norte) têm feito a caracterização do consumo de água; Consumo de água: função do clima, poder aquisitivo, hábitos culturais etc;

19 caracterização do consumo Essencial: levantamentos relativos à realidade brasileira; Fundamentar ações a serem tomadas no combate ao desperdício.

20 caracterização do consumo Thackray, Cocker and Archibald (1978) Caracterização do consumo de água em Malvern e Mansfield, na Inglaterra. Referência importante pela qualidade do trabalho e quantidade de informações apresentadas. Thackray, Cocker and Archibald. The Malvern and Mansfield studies of domestic water usage.

21 caracterização do consumo Thackray, Cocker and Archibald (1978) Metodologia baseada em: Leitura diária dos hidrômetros instalados; Registros diários feitos pelos seus moradores (tipos de utilizações de água e o número de vezes em que isto ocorria);

22 caracterização do consumo Thackray, Cocker and Archibald (1978) Consumos que não sofriam muita interferência da vontade do usuário (volume de água gasta em bacias sanitárias com caixa acoplada, volume de água gasta em lavadoras de roupa etc, foram previamente determinados);

23 caracterização do consumo Thackray, Cocker and Archibald (1978) A determinação dos consumos específicos de água foi realizada por análise de regressão.

24 Thackray, Cocker and Archibald (1978) Pontos de utilização Malvern Mansfield Litros/dia/pessoa % Litros/dia/pessoa % Lavagem de carro - com mangueira < 0,05 < 0,05 0,1 0,1 - com balde 0,3 0,3 0,4 0,4 Rega de jardim 3,8 3,9 2,1 2,1 Irrigação gramado 0,3 0,3 0,1 0,1 Banho de banheira 14,7 15,0 14,8 15,1 Banho de chuveiro 1,6 1,6 1,1 1,1 Descarga V.S. 30,0 30,7 33,0 33,6 Triturador de lixo 0,3 0,3 - - Lavadora de roupa 7,5 7,7 9,7 9,9 Lavagem de roupa 2,7 2,8 4,0 4,1 Lavadora de louça 0,3 0,3 0,3 0,3 Uso básico 36,3 37,1 32,6 33,2 Total 97,8 100,0 98,2 100,0

25 caracterização do consumo Thackray, Cocker and Archibald (1978) Vaso sanitário: consumo significativo; Uso básico: lavagem de louça a mão, cocção, higiene pessoal além do banho, e outros (significativo, mas difícil de ser reduzido).

26 caracterização do consumo Gibson (1972) Instalação de sensores de fluxo em todos os pontos de utilização de água; Interligação a um gravador de fita magnética (registro das ocorrências de passagem de água e do correspondente volume, mais o horário de início e fim do evento); Gibson, E. Water demand in various buildings types

27 caracterização do consumo Gibson (1972) Os sinais gravados na fita passavam por um decodificador, que comandava uma máquina de perfuração, gerando uma fita de papel perfurada; A fita servia como entrada de dados para um computador que realizava o tratamento dos dados de consumo registrados.

28 caracterização do consumo Kiya (1979) Uso de um transdutor de pressão instalado no fundo do reservatório de água superior de uma edificação. Do registro contínuo da variação da altura no interior deste reservatório pôde-se obter o consumo de água dos aparelhos abastecidos pelo reservatório. Kiya, F. Water consumption in various types of buildings in Japan

29 caracterização do consumo Holmberg & Olsson (1979) Estudo em um prédio com vinte apartamentos; Instalação, nos pontos de utilização, de sensores de fluxo e hidrômetros instrumentados, mais sensores de pressão e temperatura; Holmberg, S. & Olsson, E. Water consumption and design requirements.1979.

30 caracterização do consumo Holmberg & Olsson (1979) Sensores conectados a um equipamento de aquisição de dados (registrando a ocorrência dos eventos em um disquete); Tratamento e análise dos dados em computador através de programas que permitiram a confecção de gráficos da distribuição do consumo de água dos apartamentos estudados ao longo do dia.

31 caracterização do consumo Murakawa (1985) Estudo de dois prédios de apartamentos; Sensores de presença junto ao aparelho sanitário, sensores de fluxo com função de medidores de vazão e hidrômetro instrumentado; Murakawa, S. Study on the method for calculating water consumption and water uses in multi-storey flats.1985.

32 caracterização do consumo Murakawa (1985) Registrador-armazenador de dados para posterior tratamento. Resultados: gráficos apresentando a variação do consumo médio de água por hora e por tipo de aparelho sanitário.

33 caracterização do consumo DeOreo (1996) - Flow trace analysis (análise de traço) Consiste na identificação, em um gráfico, das vazões dos aparelhos sanitários; Os dados para confecção do gráfico são fornecidos por um data-logger que é conectado no hidrômetro do cavalete. DeOreo, W. B. et alii. Flow trace analysis to assess water use

34 caracterização do consumo DeOreo (1996) - Flow trace analysis (análise de traço) Os sinais armazenados são pulsos de volume registrados em intervalos regulares de tempo, donde se pode ter os gráficos da variação do volume no tempo, e, conseqüentemente, da vazão.

35 caracterização do consumo DeOreo (1996) - Flow trace analysis (análise de traço) Cada aparelho sanitário possui um perfil característico de vazão e, à medida que este perfil se repete ao longo do tempo, pode se obter valores médios de vazão e volume de água consumido.

36 caracterização do consumo DeOreo (1996) - Flow trace analysis (análise de traço) Da mesma forma que as demais técnicas, esta também necessita de programas de tratamento de dados para realizar os cálculos necessários para obtenção do perfil do consumo de água.

37 caracterização do consumo Usos finais em Heatherwood (Boulder, Colorado - EUA) - Flow trace analysis Banheira 2% Chuveiro 17% Vaso sanitário 26% Lavadora de pratos 3% Lavagem de roupas 24% Torneira em geral 17% Vazamentos 11%

38 caracterização do consumo IPT - Dispositivo Condicionador e Armazenador de Dados (DICA) 1981 Equipamento eletrônico com capacidade de armazenamento programável, entre uma semana e um mês; O DICA foi aprimorado até a versão 3 (data-loggers portáteis se tornaram mais acessíveis);

39 caracterizaçã ção do consumo IPT Projeto exclusivo de equipamento para monitoração do consumo de água; Equipamento desenvolvido utilizando técnicas, componentes e equipamentos disponíveis no mercado brasileiro;

40 caracterizaçã ção do consumo IPT Resultado: instrumentação composta de sensores de fluxo, hidrômetros instrumentados, placa de aquisição de dados e programa monitor da coleta de dados.

41 caracterizaçã ção do consumo Dados de vazão obtidos em um prédio no IPT (período de coleta: 1 ano) Bacia sanitária com válvula de descarga média) Bacia sanitária com caixa acoplada Torneira de lavatório Torneira de pia de cozinha Torneira de tanque Torneira de serviço 1,57 litros/s (vazão 0,06 litros/s 0,06 litros/s 0,12 litros/s 0,19 litros/s 0,07 litros/s

42 caracterizaçã ção do consumo Dados de vazão obtidos em banheiros em um prédio da SABESP (equipamento do IPT) 1996 Bacia sanitária com válvula de descarga média) Bacia sanitária com caixa acoplada Torneira comum de lavatório Torneira de acionamento hidromecânico Torneira de acionamento fotoelétrico 1,24 litros/s (vazão 0,06 litros/s 0,08 litros/s 0,07 litros/s 0,05 litros/s

43 Equipamentos para caracterizaçã ção do consumo Kammers & Ghisi (2004) Ferreira & Ghisi (2005) Oliveira & Ghisi (2005) Bridi & Ghisi (2005) Questionários; Levantamento de vazões; Análise de sensibilidade.

44 Usos finais Reino Unido Vaso sanitário Colômbia Vaso sanitário 11% 4% 11% 37% Banho Lavagem de pratos 15% 10% 5% 40% Ducha Limpeza 48% 15% 40% 37% 5% 10% 30% EUA 40% Lavagem de roupas Preparação de comidas/bebidas Vaso sanitário Banho Lavagem de roupas/pratos Vazamentos Cozinha 55% 30% 15% 5% 17% 6% 44% Apto USP 29% 28% Lavagem de louças/mãos Cozinha Vaso sanitário Banho Lavatório Pia da cozinha Máquina de lavar louças Lavagem de roupas

45 Usos finais 10 edifícios públicos em Florianópolis Kammers & Ghisi (2004) Edifício VS Mict Outros** Total BADESC 55,8 14,3 11,1 81,2 CELESC 31,9 32,8 6,6 71,3 CREA 23,0 47,0 3,9 73,9 DETER 66,6-1,8 68,4 EPAGRI 33,1 43,9 5,0 82,0 Sec Agricultura 27,9 16,4 7,9 52,2 Sec Educação 70,0 14,3 2,1 86,4 Sec Seg Pública 78,8-2,5 81,3 Trib Contas 36,4 45,9 2,6 84,9 Trib Justiça 53,2 29,9 5,8 88,9 Média 47,7 30,6* 4,9 77,0 * Valor obtido através da média dos oito edifícios com mictórios ** Limpeza, rega de jardins e lavação de carros

46 Usos finais Edifício residencial (3 blocos) em Florianópolis Ferreira & Ghisi (2005) Usos finais (%) Bloco A Bloco B Bloco C Média Vaso sanitário 35,1 29,7 34,8 33,2 Louça 33,6 12,1 14,0 19,9 Chuveiro 16,2 23,2 28,6 22,6 Lavatório 10,5 23,4 14,0 16,0 Roupa 2,0 5,9 6,0 4,7 Limpeza apto 2,1 4,5 1,9 2,9 Cocção 0,4 1,2 0,7 0,8 Consumo (litros/capita dia)

47 Usos finais Duas residências unifamiliares na Palhoça Oliveira & Ghisi (2005) Usos finais (%) Casa A Bloco B Vaso sanitário 30,4 25,6 Pia cozinha 28,0 13,5 Chuveiro 32,8 45,6 Lavatório 1,9 2,6 Roupa 6,2 8,2 Barba 0,8 4,4 Consumo (litros/capita dia) Estimated Measured Error Estimated Measured Error 10 Daily potable water consumption (litres) Error (%) Daily potable water consumption (litres) Error (%) Day Day

48 Referências DTA - Documento Técnico de Apoio nº E1 - Caracterização e monitoramento do consumo. Autores: Adilson Lourenço Rocha, Douglas Barreto, Eduardo Ioshimoto. PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ÁGUA. Tucci, C.E.M., Hespanhol, I., Netto, O.M.C. Gestão da água no Brasil. UNESCO, Brasília