Aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis: Proposta de um sistema para uma residência no município de Chapecó SC

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1 1 Aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis: Proposta de um sistema para uma residência no município de Chapecó SC Mariana Hammerschmitt Ecco Perícia, Auditoria e Gestão Ambiental Instituto de Pós-Graduação - IPOG Florianópolis, SC, 29 de setembro de 2015 Resumo Esta pesquisa tem como objetivo dimensionar e verificar o tempo de retorno do investimento de um sistema de aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis em uma residência unifamiliar localizada no município de Chapecó, Santa Catarina. Em meio à crise hídrica presenciada atualmente, sistemas como esse são importantes tanto como fonte alternativa de água, e, consequentemente, economia de água tratada, como na minimização dos efeitos das enchentes. O referencial teórico utilizado na elaboração deste artigo é composto principalmente por Normas Técnicas Brasileiras e legislação municipal. Os métodos utilizados para o dimensionamento do sistema são descritos na NBR 10844/1989 e NBR 15527/2007. Para o cálculo do retorno do investimento foram utilizados os métodos de payback simples e payback descontado. Verificou-se que a implantação do sistema reduziria em cerca de 20% o consumo de água tratada, atendendo a uma demanda de aproximadamente 4,6 m 3 por mês, sendo a água de chuva utilizada na rega de jardim e gramado e lavagem de carros. O retorno do investimento foi calculado em 3 anos e 8 meses pelo payback simples e 5 anos e 9 meses pelo payback descontado. Conclui-se que, apesar de não ser rentável a curto prazo, o investimento é válido nos critérios ambientais e de segurança hídrica. Palavras-chave: Água de chuva. Aproveitamento. Não potável. Payback. Chapecó. 1. Introdução Enfrentamos atualmente grave crise hídrica protagonizada por eventos climáticos extremos de secas e enchentes. Enquanto falta água para consumo no sudeste brasileiro, no oeste catarinense cidades são invadidas pela água da chuva. Esses eventos climáticos são recorrentes, e apesar de possivelmente estarem sendo potencializados pelo aquecimento global, sempre ocorreram. O crescimento acelerado das cidades expõe a população a estes eventos e por isso devemos aprender a lidar com eles. O gerenciamento dos recursos hídricos é a chave para equalizar esse problema, a partir do entendimento da dinâmica natural dos cursos d água e do planejamento de uso destes recursos.

2 2 A Agenda 21, agenda assinada por muitos países a fim de promover o desenvolvimento sustentável no século 21, sugere alternativas para o uso sustentável dos recursos hídricos. O gerenciamento do uso da água e a procura por novas alternativas de abastecimento como o aproveitamento das águas pluviais, a dessalinização da água do mar, a reposição das águas subterrâneas e o reuso da água estão inseridos no contexto do desenvolvimento sustentável, o qual propõe o uso dos recursos naturais de maneira equilibrada e sem prejuízos para as futuras gerações. (MMA, 2004, apud GIACCHINI;FILHO, 2006) Percebe-se que atualmente estamos ultrapassando a capacidade natural de nossos recursos hídricos, a exemplo do Sistema Cantareira, em São Paulo, em que a captação de água para consumo humano está secando as reservas de água, ameaçando o equilíbrio natural do ecossistema. Diante desse cenário, entende-se a necessidade da busca por soluções alternativas de captação de água e de controle de enchentes. Dentre elas, conforme já citada pela Agenda 21, está a captação de água de chuva. A captação de água de chuva é uma solução simples e que proporciona tanto a reserva de água em tempos de seca, como a redução do volume escoado em tempos de cheia. Constitui-se uma medida viável e eficiente tanto no setor residencial, como industrial e agrícola (LIMA, 2010). De acordo com Marinoski (2007 apud LIMA, 2010), a viabilidade da implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial depende essencialmente dos seguintes fatores: precipitação, área de captação e demanda de água. A importância do aproveitamento de água de chuva se estende para a redução do consumo de água tratada, consequentemente reduzindo custos, economizando energia e preservando mananciais, e para a recarga das águas subterrâneas, entre outros (GIACCHINI;FILHO, 2006). O Brasil em geral possui um grande potencial de captação de água de chuva, pois recebe um grande volume por ano. De acordo com Tomaz (2003:22), o volume anual de chuva varia de 3000 mm na Amazônia e 1300 mm no centro do país. No sertão nordestino, este índice varia entre 250mm/ano e 600mm/ano. Existem demandas de água que não necessitam que ela seja potável, por exemplo: lavagem de pisos e carros, rega de jardim, descarga de bacias sanitárias (TOMAZ, 2003:37). A captação de água de chuva em uma residência pode atender apenas a estes usos e estará economizando água potável, a qual pode ser utilizada de maneira mais racional. De acordo com Lima (2010), o percentual de água tratada utilizada para fins não potáveis varia entre 45% e 55%. Já Tomaz (2003:18) traz a estimativa de economia de 30% da água pública quando se utiliza água de chuva. Em seu livro Aproveitamento de Água de Chuva, Tomaz (2003:23) previu que teríamos, no futuro, um sistema dual de distribuição de água fria, sendo um para água potável e outro para água não potável. Apesar de ainda, em 2015, não ser prática obrigatória no país, construções novas já estão incorporando este sistema, utilizando a água de chuva para fins não potáveis. Alguns municípios brasileiros já preveem a obrigatoriedade de edificações instalarem um sistema de captação de água de chuva. Em Santa Catarina, o Código Estadual de Meio

3 3 Ambiente (Lei n o /2009), prevê, em seu artigo 218, que as atividades/empreendimentos licenciáveis, quando usuários de recursos hídricos, devem prever sistemas para coleta de água de chuva para usos diversos (SANTA CATARINA, 2009). Municípios catarinenses, como exemplo Chapecó, Florianópolis e São José já possuem leis que tratam do assunto. No município de Chapecó, no oeste do estado, vigora desde 2009 a Lei Complementar n o 324/2008 e suas alterações, que trata da obrigatoriedade de instalação de reservatórios de água de chuva em toda edificação unifamiliar com área maior que 150 m 2, multifamiliar e comercial que tenham sido construídas depois da data de entrada em vigor da lei. Edificações unifamiliares que sofram ampliação ou reforma depois da lei e cuja área de telhado ultrapasse os 150m 2 não estão incluídas na obrigatoriedade desta lei (CHAPECÓ, 2008). A residência na qual será proposto um sistema de captação de água de chuva neste trabalho possui área de telhado igual a 174 m 2, e foi construída antes de 2009, portanto não tem a obrigação legal de captar água de chuva. Entretanto, entende-se a necessidade de implantação deste sistema tanto para contribuir com a preservação do meio ambiente quanto para economizar na conta de água. Este trabalho tem como objetivos dimensionar o sistema de captação de água de chuva para esta residência, de acordo com as normas técnicas brasileiras, e calcular o tempo de retorno do investimento, a partir da estimativa dos gastos com implantação e manutenção do sistema e da economia de água tratada. Em resumo, para o dimensionamento obteve-se o volume potencial de água a ser captado na cobertura da residência, utilizando a chuva de projeto para o município de Chapecó, dada por Back e Bonetti (2014), a área definida para coleta da água e o coeficiente de escoamento. Paralelamente, obteve-se a demanda de água não potável da residência, utilizando índices disponíveis em Tomaz (2003). Para a análise do tempo de retorno do investimento, coletou-se no mercado dados dos custos de implantação e manutenção do sistema, bem como da tarifa aplicada pela concessionária de água para o cálculo da economia com água tratada. Alguns requisitos básicos devem ser levados em conta na hora de projetar e instalar uma cisterna residencial, a fim de que o sistema de captação funcione com eficiência e para que a qualidade da água coletada esteja garantida. Desta forma, este trabalho tem como referencial teórico as Normas Técnicas Brasileiras NBR 10844/1989: Instalações prediais de águas pluviais e NBR 15527/2007: Água de chuva Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis Requisitos, a obra Aproveitamento de Água de Chuva, de Plínio Tomaz (2003), e a Lei Complementar n o 324/2008 e suas alterações (387/2009 e 392/2010) do município de Chapecó, que dispõe sobre a obrigatoriedade de instalação de reservatórios e valas de infiltração para aproveitamento da água da chuva de edificações e dá outras providências. A NBR (ABNT, 2007) estabelece requisitos a serem seguidos na elaboração de um projeto de sistema de captação de água de chuva em áreas urbanas para fins não potáveis. Esta Norma se aplica a usos não potáveis em que as águas de chuva podem ser utilizadas após tratamento adequado como, por exemplo, descargas em bacias

4 4 sanitárias, irrigação de gramados e plantas ornamentais, lavagem de veículos, limpeza de calçadas e ruas, limpeza de pátios, espelhos d'água e usos industriais. (ABNT, 2007) Já a NBR (ABNT, 1989) traz o enfoque apenas nas instalações prediais de água pluvial. Esta Norma fixa exigências e critérios necessários aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais, visando a garantir níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade e economia. Além disso, o Manual de Conservação e Reuso da Água em Edificações (ANA et al, 2005) apresenta as exigências mínimas para o uso da água não-potável em função das diferentes atividades a serem realizadas nas edificações. Para a análise de viabilidade financeira de investimentos existem inúmeros métodos disponíveis na literatura. Nesta pesquisa os métodos utilizados foram payback simples e payback descontado. Usualmente o método payback é utilizado para avaliar projetos envonveldo pequenas somas de recursos (CAVALCANTE; ZEPPELINI, s/d), já que este método possui várias limitações. De acordo com os autores citados acima são três as principais limitações do método payback: não leva em consideração nenhuma taxa de retorno, ou seja, o valor do dinheiro no tempo é ignorado (apenas no payback simples); não leva em consideração as diferenças de riscos nos projetos; e ignora os fluxos de caixa posteriores ao período limite de recuperação do investimento. A primeira limitação é corrigível pelo uso do payback descontado. Nesta pesquisa escolheu-se este método pela sua facilidade de aplicação, visto que pretende-se ter uma noção de valores, sem se aprofundar no cálculo financeiro. 2. Metodologia Esta pesquisa corresponde a um Estudo de Caso com o objetivo de propor um sistema de aproveitamento de água de chuva para usos não potáveis em uma residência de aproximadamente 230 m 2 no município de Chapecó/SC. As etapas da realização deste estudo foram: pesquisa bibliográfica, levantamento e compilação de dados, execução de cálculos e análise crítica conclusiva. A pesquisa bibliográfica compreendeu a leitura de livros, artigos científicos, normas técnicas, leis, entre outros, a fim de compreender melhor o assunto abordado. A próxima etapa foi o levantamento de dados na residência, incluindo a verificação da existência de equipamentos de coleta de água de chuva, área disponível de coleta, entre outros; na bibliografia, como dados de precipitação no local, tarifa de água; e no mercado, como custos de materiais e mão-de-obra. Em um dia foi possível realizar a coleta de dados.

5 5 A partir de então foi definida uma alternativa de sistema a ser dimensionada. De posse dos dados e definido o sistema, cálculos de dimensionamento e financeiros foram realizados por meio de fórmulas disponíveis na literatura. De acordo com ANA et al (2005), para o dimensionamento de um sistema de aproveitamento de água pluvial devem ser considerados: Área disponível para coleta; Vazão de água calculada pela fórmula racional, considerando o índice pluviométrico médio da região; Estimativa de demanda para o uso previsto; e Dimensionamento da reserva de água, considerando os períodos admissíveis de seca. Desta forma, os resultados foram divididos nos seguintes itens: Demanda de água não potável, Vazão de chuva, Dimensionamento do sistema e Análise do tempo de retorno do investimento. As fórmulas utilizadas neste trabalho são listadas abaixo. As fórmulas 1 e 3 constam na NBR 10844/1989 e referem-se à vazão de projeto e ao dimensionamento de calhas e condutores. A fórmula 2 consta na NBR 15527/2007 e refere-se ao volume aproveitável de água de chuva, descontadas as perdas. Já as fórmulas 4,5 e 6 são métodos de cálculo de reservatório de água de chuva disponíveis no Anexo A da NBR 15527/2007. Onde: Q = vazão de projeto, em L/min; I = intensidade pluviométrica, em mm/h; A = área de contribuição, em m 2. Fórmula 1. Vazão de projeto (Fórmula racional) Q = I A 60 Fórmula 2. Volume aproveitável de água de chuva V = P A C η Onde: V = volume anual, mensal ou diário de água de chuva aproveitável; P = precipitação média anual, mensal ou diária; A = área de coleta; C = coeficiente de escoamento superficial da cobertura; η = fator de captação (eficiência do sistema de captação, levando em conta o dispositivo de descarte de sólidos e o desvio de escoamento inicial, caso este último seja utilizado). Fórmula 3. Calhas coletoras e condutores (Fórmula de Manning-Strickler) Q = K S n R H i 2 Onde:

6 6 Q =Vazão de projeto, em L/min; S =área da seção molhada, em m 2 ; n = coeficiente de rugosidade; R = raio hidráulico, em m; P H = P/S = perímetro molhado, em m; i = declividade da calha, em m/m; K = Fórmula 4. Método Azevedo Neto V = 0,042 P A T Onde: P = Valor numérico da precipitação média anual, em mm; T = Valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca; A = Valor numérico da área de coleta em projeção, em m 2 ; V = Valor numérico do volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório, em L. Fórmula 5. Método prático alemão V adotado = mín(v; D) 0,06 Onde: V = Valor numérico do volume aproveitável de água de chuva anual, em L; D = Valor numérico da demanda anual da água não potável, em L; V adotado = Valor numérico do volume de água do reservatório, em L. Fórmula 6. Método prático inglês V = 0,05 P A Onde: P = Valor numérico da precipitação média anual, em mm; A = Valor numérico da área de coleta em projeção, em m 2 ; V = Valor numérico do volume de água aproveitável e o volume de água da cisterna, em L. Para o cálculo do tempo de retorno do investimento foram utilizados os métodos payback simples e payback descontado. O cálculo do payback simples é uma soma simples dos fluxos de caixa do investimento. Já no payback descontando, é necessário trazer as entradas e saídas de caixa para o valor presente. A fórmula utilizada é mostrada abaixo. Onde: VP = Valor presente, em R$; VF = Valor futuro, em R$; i = taxa de juros; n = número de períodos. Fórmula 7. Valor presente F P = (1 + i) n

7 7 3. Resultados e discussões O sistema proposto para a residência em estudo corresponde à configuração básica de um sistema de aproveitamento de água de chuva, que é composto pelos seguintes itens: Área de captação (telhado); Sistemas de condução da água (calhas, condutores verticais e horizontais); Unidade de tratamento da água (dispositivo de autolimpeza e filtro); Reservatório de acumulação; Bomba de recalque (conjunto motobomba centrífuga). Devido ao fato de que a água captada será apenas para uso externo, não será necessária a desinfecção com cloro da água, sendo suficiente o dispositivo de autolimpeza e o filtro para manter a qualidade requerida para os usos. Um esquema ilustrativo de como funcionará o sistema é mostrado abaixo na figura 1. Figura 1. Esquema ilustrativo do Sistema de Captação de Água de Chuva Fonte: Produzido pela autora (2015) O sistema funcionará por gravidade até a entrada no reservatório, onde a água será armazenada até sua utilização, que será por meio de bombeamento direto (bomba pressurizadora), visto que o reservatório ficará em nível mais baixo que os pontos de utilização. O reservatório será apoiado. Conforme NBR (ABNT, 2007), devem ser feitas inspeções mensais no dispositivo de autolimpeza, filtro e bomba; inspeção semestral nas calhas e condutores e limpeza e desinfecção anual do reservatório de acumulação com hipoclorito de sódio.

8 8 O primeiro passo para a realização deste estudo foi o diagnóstico do objeto da pesquisa. Verificou-se que a residência unifamiliar de 230 m 2, onde residem 4 pessoas, localizada no município de Chapecó/SC, coleta as águas pluviais por meio de calhas e condutores e as encaminha para a rede pública de drenagem pluvial. O material das calhas e condutores é alumínio e das telhas é concreto. A área total do terreno é de 412,5 m 2, sendo 250 m 2 de área externa e 230 m 2 de área construída dividida em 2 pavimentos. A área total de projeção do telhado é 174,0 m 2, sendo que a área de 75,4 m 2 foi utilizada para o dimensionamento. Este valor foi definido para efeito de adaptação dos condutores verticais já existentes na residência Demanda de água não potável A estimativa da demanda de água não potável para uso externo foi realizada por meio de parâmetros de engenharia citados por Tomaz (2003). Ressalta-se que não foi considerada a demanda de água não potável interna (vasos sanitários, lavagem de roupas, etc) pois buscou-se simplicidade no sistema, já que a edificação já está construída. O uso externo considerado foi a rega de gramado e jardins e a lavagem de carros. A casa não possui piscina. Os parâmetros utilizados para a rega de jardins foram 2L/m 2.mês e 8 regas/mês. Já para a lavagem de carros foi utilizado o valor de 150 L/lavagem e 2 lavagens/mês.carro. A casa possui um amplo espaço externo, com área de 250 m 2, e existem dois carros na residência. O resultado é mostrado na tabela 1. Uso externo Demanda mensal (L) Gramado ou jardim 4000 Lavagem de carro 600 Total 4600 Tabela 1. Demanda de água não potável para uso externo Fonte: Dados produzidos pela autora (2015) O consumo total de água da residência varia de 20 a 28 m 3 /mês, conforme verificado nas contas de água dos últimos 6 meses. Considerando a média de consumo, 24 m 3 /mês, a economia na conta de água pode chegar próximo a 20% com o uso de água de chuva Vazão de chuva Foi realizada uma coleta de dados bibliográficos, referentes às condições de precipitação no município de Chapecó. Back e Bonetti (2014) realizaram um estudo para obter as chuvas de projeto dos municípios de Santa Catarina que possuem estações meteorológicas. A chuva de projeto para o município de Chapecó, com duração de 5 minutos, de acordo com este estudo, é de 132,6 mm/h, para período de retorno igual a 1 ano, 175,1 mm/h para período de retorno igual a 5 anos e 231,3 para período de retorno de 25 anos. Por se tratar de um reaproveitamento de água de chuva residencial, sem grandes riscos, o tempo de retorno foi definido em 1 ano, ou seja, intensidade de precipitação de 132,6 mm/h. A área de captação do telhado é de 75,4 m 2. Com estes dados, utilizando a fórmula 1, obtém-se vazão de chuva igual a 2,78 L/s.

9 9 Considerando perdas durante a captação de água, tanto pelo escoamento superficial quanto pelo dispositivo de autolimpeza, chega-se ao valor de volume aproveitável de 2,22 L/s, ou 133,31 L/min, pela fórmula 2. Utilizou-se o coeficiente de escoamento superficial (C) igual a 0,80. A vazão de chuva, ou vazão de projeto, é utilizada no dimensionamento dos dispositivos de condução das águas pluviais, como calhas e condutores. Já para o dimensionamento do reservatório são utilizados diferentes métodos disponíveis na literatura Dimensionamento do sistema Calhas e condutores Considerando que a residência já possui sistema de coleta e encaminhamento de águas de chuva (calhas e condutores verticais e horizontais), este dimensionamento tem como objetivo verificar se as unidades existentes atendem a NBR (ABNT, 1989). O dimensionamento das calhas coletoras foi feito pela fórmula 3, considerando seção transversal retangular, e através da Tabela 3 da NBR 10844/1989 para seção semicircular. Com os dados de coeficiente de Manning (n) igual a 0,011, inclinação igual a 1%, vazão de projeto igual a 133,31 L/min e adotando-se uma base de 10 cm, obteve-se como altura útil da calha o valor de 3,3 cm. Já para seção semicircular, de acordo com a tabela citada acima, o diâmetro deve ser de 100 mm. As calhas existentes possuem seção semicircular de 100 mm, estando de acordo com o dimensionado. Para o cálculo dos condutores verticais foi utilizado o Ábaco (a), constante na Figura 3 da NBR (ABNT, 1989), obtendo-se um valor de diâmetro igual a 70 mm, que é o mínimo recomendado. Os condutores verticais existentes possuem seção transversal retangular com 10 cm de comprimento e 6 cm de largura. Comparando-se a área da seção dos condutor dimensionado (38,48 cm 2 ) e do condutor existente (60,00 cm 2 ), conclui-se que os condutores verticais utilizados foram utilizados com certa folga. Os condutores horizontais existentes possuem as mesmas dimensões que os verticais (10cm x 6cm). De acordo com a Tabela 4 da NBR (ABNT, 1989) e utilizando coeficiente de Manning igual a 0,011, inclinação igual a 1%, vazão igual a 183L/min (tabelada) e considerando uma lâmina de água igual a 2/3 do diâmetro interno, o valor do diâmetro necessário é 75 mm. Da mesma forma que para os condutores verticais, a área da seção transversal do condutor existente (60,00 cm 2 ) é maior que a do dimensionado (44,18 cm 2 ). Portanto, o sistema de condução das águas pluviais, já existente, está de acordo com as normas técnicas pertinentes Reservatório A NBR (ABNT, 2007) traz diretrizes para o dimensionamento de reservatórios de aproveitamento de água de chuva. O volume dos reservatórios deve ser dimensionado com base em critérios técnicos, econômicos e ambientais, levando em conta as boas práticas da engenharia, podendo,

10 10 a critério do projetista, ser utilizados os métodos contidos no Anexo A ou outro, desde que devidamente justificado. (ABNT, 2007) Os métodos contidos no Anexo A da Norma são: Método de Rippl, Método da Simulação, Método Azevedo Neto, Método prático alemão, Método prático inglês e Método prático Australiano. Nesta pesquisa, os métodos de Rippl, da Simulação e prático australiano não foram utilizados pois demandam um estudo mais detalhado das séries históricas de precipitação, o que não é alvo do presente trabalho. Por serem mais detalhados, trazem resultados mais próximos da realidade e devem ser utilizados sempre que os riscos envolvidos forem maiores. O volume do reservatório encontrado utilizando-se as fórmulas 4 (Método Azevedo Neto), 5 (Método prático alemão) e 6 (Método prático inglês) é mostrado na tabela 2. Para a variável de precipitação média anual (P), das fórmulas 4 (Método Azevedo Neto) e 6 (Método prático inglês), foi consultado o Atlas Climatológico do Estado de Santa Catarina (PANDOLFO et al, 2002), disponível no portal Epagri/Ciram. A precipitação média anual, em mm, está entre 1700 e 1900 no município de Chapecó. Para fins de cálculo, será usado o valor de 1800 mm/ano. Método Volume (L) Azevedo Neto 5700 Prático alemão 3312 Prático inglês 6786 Média 5266 Tabela 2. Volume do reservatório Métodos da NBR 15527/2007 Fonte: Dados produzidos pela autora (2015) Nota-se que os volumes obtidos são bastante elevados, sendo que o critério econômico neste caso seria limitante. De acordo com a Lei Complementar n o 387/2009, art 4 o, o critério para o volume mínimo de reservatório a ser utilizado é o que segue: "Art. 4. Será usado o coeficiente da razão entre a área de contribuição do telhado sobre a área do terreno (c= a telhado / a terreno) ; se c < 0,5: reservação de 500 litros, se 0,5 < c < 0,7: reservação de 2000 litros e se c> 0,7: reservação de 5000 litros. Na residência pesquisada, os valores de área total de contribuição do telhado e área do terreno são, respectivamente, 174,0 m 2 e 412,5 m 2, resultando em uma razão de 0,422, ou seja, volume mínimo requerido de reservatório de 500 L. Portanto, para atender a critérios técnicos e ao mesmo tempo econômicos, utiliza-se um valor intermediário entre a legislação municipal e os métodos disponíveis na NBR (ABNT, 2007), sendo 2000 L Dispositivo de autolimpeza

11 11 Existem diversos dispositivos para autolimpeza disponíveis no mercado, os quais podem ser baseados no peso da água, em boia e no volume. Para o dimensionamento destes, a NBR (ABNT, 2007) recomenda que, na falta de dados, seja considerado o descarte de 2mm da precipitação inicial. Esta Norma Técnica define escoamento inicial como a água proveniente da área de captação suficiente para carregar a poeira, fuligem, folhas, galhos e detritos. No sistema projetado será utilizado um pequeno reservatório com boia, que receberá as primeiras águas da chuva e vedará a passagem com a boia quando o mesmo encher. Considerando-se 2 mm de precipitação e área de captação de 75,4 m 2, tem-se a necessidade de um reservatório de autolimpeza de 150 L. O sistema de captação de água de chuva desta residência será, portanto, composto pelos seguintes itens: Área de captação: 75,4 m 2 Calhas: 100 mm (seção semicircular) Condutores verticais: 10 x 6 cm (seção retangular) Condutores horizontais: 10 x 6 cm (seção retangular) Filtro Dispositivo de autolimpeza: 150 L Reservatório de acumulação: 2000 L Bomba de recalque (conjunto motobomba centrífuga): 0,5 CV 3.4. Análise do tempo de retorno do investimento Para o cálculo do payback deste investimento, todas as entradas e saídas de caixa foram calculadas. Como saída considerou-se os custos de materiais, equipamentos e mão-de-obra para instalação do sistema. Estes custos foram obtidos por meio de pesquisa no mercado. Os custos com manutenção (bombeamento) também foram considerados. Em relação à entrada de caixa, este foi dado pela economia na conta de água. Os custos considerados na instalação do sistema são apresentados na tabela 3. Observa-se que o custo total é de 2305,50 reais. Ressalta-se que o investimento necessário desconsidera os itens de condução da água (calhas e condutores), visto que estes já estão instalados. Custos (R$) Materiais 905,50 Equipamentos 600,00 Mão-de-obra 800,00 Total 2305,50 Tabela 3. Custos do sistema Fonte: Dados produzidos pela autora (2015)

12 12 Considera-se também um custo de manutenção do sistema de 97,53 reais ao ano. Este custo refere-se ao funcionamento da bomba pressurizadora (613 W), 30 dias por mês e 1 hora por dia, utilizando-se a tarifa praticada pelas Centrais Elétricas de Santa Catarina (CELESC, 2015). Para o cálculo da economia com água tratada utilizou-se a tarifa aplicada pela Companhia Catarinense de Águas e Saneamento (CASAN, 2015). O consumo médio da residência é de 24 m 3 /mês e o percentual de economia de água considerado é de 19,17 %, ou seja, considera-se que toda a demanda de água não potável externa (4,6 m 3 ) é atendida pelo reservatório utilizado. Ressalta-se que uma análise mais detalhada, com dados históricos de precipitação diária, deveria ser feita para avaliar a dinâmica da precipitação e o suprimento ou não de toda a demanda da residência. Porém, neste estudo será utilizado o valor aproximado de 19,17 % de economia de água. A residência é atendida por rede pública coletora de esgoto, e a cobrança deste serviço corresponde a 100% do consumo de água. O gasto mensal médio com água e esgoto é de 255,94 reais e a economia média mensal é de 60,51 reais. Portanto, a economia na conta de água é de 726,13 reais/ano. A economia líquida, descontando-se os gastos com manutenção (97,53 reais/ano), é de 628,60 reais/ano. Utilizando os valores acima descritos, foi realizado o cálculo do payback simples e descontado para este investimento, conforme mostrado na tabela 4. A taxa de juros considerada para o payback descontado foi de 15%. Payback simples (em valores nominais) Payback descontado (em valores descontados) Ano Evento Fluxo de caixa Saldo Fluxo de caixa Saldo nominal acumulado descontado acumulado 0 Investimento inicial -R$ 2.305,50 - R$ 2305,50 -R$ 2.305,50 - R$ 2305,50 1 Lucro previsto R$ 628,60 - R$ 1676,90 R$ 546,61 - R$ 1758,89 2 Lucro previsto R$ 628,60 - R$ 1048,29 R$ 475,32 - R$ 1283,57 3 Lucro previsto R$ 628,60 - R$ 419,69 R$ 413,32 - R$ 870,25 4 Lucro previsto R$ 628,60 R$ 208,92 R$ 359,41 - R$ 510,85 5 Lucro previsto R$ 312,53 - R$ 198,32 6 Lucro previsto R$ 271,76 R$ 73,44 Payback 3 anos e 8 meses 5 anos e 9 meses *Taxa de juros = 15% ao ano Tabela 4. Payback simples e payback descontado Fonte: Dados produzidos pela autora (2015)

13 13 Nota-se que, conforme esperado, o tempo de retorno pelo método payback descontado é maior que pelo payback simples. Percebe-se ainda que o valor calculado para o payback descontado (5 anos e 9 meses) é 1,5 vezes maior que o do payback simples (5 anos e 9 meses). Visto que o payback descontado considera o valor do dinheiro no tempo, o tempo previsto a partir dele é o mais próximo da realidade. O tempo de retorno do investimento considerado é, portanto, de aproximadamente 6 anos. Para uma residência, este tempo está pouco atrativo. Porém, deve-se considerar os benefícios ambientais e de segurança hídrica em casos de falta de água. Para residências multifamiliares, comércios, entre outros, estudos indicam que o retorno do investimento é mais rápido, visto que a economia com água tratada é proporcionalmente maior e o investimento no sistema tem diferenças pouco significativas. 3. Conclusão Este trabalho teve como objetivo dimensionar e calcular o tempo de retorno do investimento de um sistema de captação de água de chuva para fins não potáveis em uma residência no município de Chapecó, Santa Catarina. O sistema selecionado para esta residência é composto pelos seguintes itens: área de captação (75,4 m 2 de telhado), sistemas de condução da água (calhas, condutores verticais e horizontais), unidade de tratamento da água (dispositivo de autolimpeza e filtro), reservatório de acumulação de 2000 L e bomba de recalque. Obteve-se um valor de demanda de água não potável de 4,6 m 3 /mês, a serem utilizados em rega de gramados e jardins e lavagem de carros. A economia com água tratada pode chegar a 20% do total consumido se utilizada a água de chuva. O tempo de retorno de investimento foi calculado em 3 anos e 8 meses pelo método payback simples e 5 anos e 9 meses pelo payback descontado. Conclui-se que, apesar de não ser rentável a curto prazo, o investimento é válido nos critérios ambientais e de segurança hídrica. Recomenda-se que em trabalhos futuros sejam feitas comparações utilizando diferentes áreas de captação e volume de reservatório para verificar a melhor alternativa a ser adotada. Recomenda-se também que sejam utilizados dados de precipitação diária do município para o dimensionamento do reservatório, pois estes resultam em informações mais precisas do atendimento ou não da demanda de água. Também é importante que sejam utilizados outros métodos de cálculo de tempo de retorno do investimento para aprimorar os dados obtidos. Referências ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10844: Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro: 1989, 13 p. ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Água de chuva - Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis - Requisitos. Rio de Janeiro: 2007, 8 p.

14 14 ANA, AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUA. et al. Conservação e reuso da água em edificações. São Paulo: Prol Editora Gráfica, 2005, 151 p. BACK, Álvaro José; BONETTI, Anderson Vendelino. Chuva de projeto para instalações prediais de águas pluviais de Santa Catarina. Revista Brasileira de Recursos Hídricos. Porto Alegre: ABRH, v. 19, n. 4, p , out/dez, CASAN, Companhia Catarinense de Águas e Saneamento. Tarifas. Disponível em: Acesso em: 20 de setembro de CAVALCANTE, Franciso; ZEPPELINI, Paulo Dragaud. Payback: Calculando o tempo necessário para recuperar o investimento. Disponível em: Acesso em: 15 de setembro de CELESC, Centrais Elétricas de Santa Catarina. Tarifas. Disponível em: Acesso em: 20 de setembro de CHAPECÓ. Lei Complementar n o 324, de 10 de março de Dispõe sobre a obrigatoriedade de instalação de reservatórios e valas de infiltração para aproveitamento da água da chuva em edificações e dá outras providências. CHAPECÓ. Lei Complementar n o 387, de 15 de dezembro de Dispõe sobre a alteração de dispositivos da Lei Complementar n o 324, de 10 de março de 2008, e dá outras providências. CHAPECÓ. Lei Complementar n o 392, de 15 de março de Dispõe sobre alteração de dispositivos da Lei Complementar n o 324, de 10 de março de 2008, e dá outras providências. GIACCHINI, Margolaine; FILHO, Alceu Gomes de Andrade. Utilização da água de chuva nas edificações industriais. In: II Encontro de Engenharia e Tecnologia de Campos Gerais, 2006, Ponta Grossa. LIMA, Rodrigo Mendonça de Araújo. Gestão da água em edificações: utilização de aparelhos economizadores, aproveitamento de água pluvial e reuso de água cinza f. Monografia Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, PANDOLFO, C. et al. Atlas climatológico do Estado de Santa Catarina. Florianópolis: Epagri, Disponível em: Acesso em 15 de setembro de SANTA CATARINA. Lei n o , de 13 de abril de Institui o Código Estadual de Meio Ambiente e estabelece outras providências. TOMAZ, Plínio. Aproveitamento de água de chuva. São Paulo: Editora Navegar, 2003, 180 p.