SISTEMA RESIDENCIAL DE APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM VOTORANTIM : AVALIAÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE E EFICIÊNCIA.

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1 SISTEMA RESIDENCIAL DE APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM VOTORANTIM : AVALIAÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE E EFICIÊNCIA. Franceschini, Andrea Teixeira de Lima 1, Peçanha, Marcela Pellegrini 2 1 Universidade de Sorocaba; Unesp; Sorocaba; Brasil, andreafranceschini@globo.com 2 Universidade de Sorocaba, PUC-SP, Sorocaba; Brasil; marcelapellegrini@uol;.com.br RESUMO O presente trabalho avaliou a eficiência de um sistema residencial de aproveitamento de água pluvial real através de análises de parâmetros físicos, químicos e microbiológicos da água captada. Comparando os resultados laboratoriais às legislações pertinentes, verificou-se a necessidade de algumas modificações no projeto, o que não comprometeu, porém sua viabilidade. Palavras-chaves: Aproveitamento de água da chuva, qualidade de água da chuva, sistema residencial para aproveitamento de água. 1.INTRODUÇÃO A água é base da vida, sem ela a vida na Terra pode deixar de existir. Apesar de 71% de toda superfície terrestre ser recoberta por água, 1,5 bilhões de pessoas não tem acesso à água potável e essa situação tende a piorar com o crescimento populacional global: nos próximos 20 anos, as habitações consumirão 80% mais água de acordo com artigo publicado pelo United Nations Environment Programme. [1] O volume total de água doce no mundo é constante, porém a quantidade de água consumida cresce anualmente, passou de 579 km³ em 1900 para 3973 km³ em Através da chuva é fornecido em média a cada pessoa cerca de 7000 m³ de água doce, mas essa água é distribuída de modo não uniforme. [2 ] No Brasil a relação disponibilidade hídrica/demanda é variável, as regiões hidrográficas: Amazônica, Paraguai, Tocantins-Araguaia e Atlântico Nordeste Ocidental possuem situações bastante confortáveis enquanto a regiões hidrográficas: Atlântico Nordeste Oriental possui 91% de seus principais rios classificados com situação muito crítica, crítica, e preocupante, Atlântico Leste, possui 70%; Atlântico Sul, 59%; e São Francisco, 44%.[3] No Brasil as regiões áridas e semi-áridas não são as únicas a apresentar escassez de água, muitas áreas onde os recursos hídricos são abundantes, mas insuficientes para atender a demandas excessivamente elevadas, sofrem conflitos de usos e restrições de consumo que afetam o desenvolvimento econômico e a qualidade de vida.[4] Para restabelecer o equilíbrio entre oferta e a demanda de água, métodos e sistemas alternativos devem ser desenvolvidos e aplicados. Nesse sentido, reúso, reciclagem, gestão da demanda, entre outras, são práticas de relevante importância. A utilização de fontes alternativas de água é uma importante medida de racionalização, por exemplo: a

2 eliminação ou a redução extrema de água potável como meio de transporte para os dejetos humanos reduz de modo eficaz o consumo de água. [5] Uma das fontes alternativas de água é a água de chuva, que tem sido usada em diversos países como Japão, Alemanha, República de Singapura entre outros. Em Hamburgo, na Alemanha, que foi o primeiro estado alemão a instalar sistemas de aproveitamento de águas de chuva (1988) é dado cerca de US$1.500,00 a US$2.000,00 a quem aproveitar a água de chuva. [6] Diferentemente de outros países, a prática de aproveitamento da água de chuva no Brasil não acompanhou o desenvolvimento do país, ganhando destaque somente nas últimas décadas, principalmente na região do semi-árido nordestino, como é o caso do programa instituído em 2004 pelo governo federal: (P1MC) o programa 1 milhão de cisternas. [5] O aproveitamento de água de chuva pode ser utilizado desde que haja controle de qualidade da água e a verificação da necessidade de tratamento específico da mesma, para assim não haver o comprometimento da saúde de seus usuários, nem da vida útil dos sistemas envolvidos. Para que o aproveitamento da água da chuva seja seguro, é necessário estabelecer os padrões de qualidade que a mesma deve atender, e estes padrões devem estar de acordo com os seus usos. [4] Este trabalho foi realizado no município de Votorantim, em uma residência unifamiliar que possui sistema de aproveitamento de água de chuva, instalado e em funcionamento. Durante aproximadamente dois meses foram feitas semanalmente coletas em pontos distintos do sistema para posterior análise físico-química e microbiológica das amostras da água de chuva coletada. Através dos resultados obtidos pôde-se avaliar a os parâmetros de qualidade da água de chuva e sua relação com a eficiência do sistema, além de verificar o atendimento ás exigências da norma de água de chuva: NBR : OBJETIVOS Através da observação direta do sistema de aproveitamento de água de chuva em estudo, analisar as principais partes que integram o sistema de aproveitamento de água de chuva (área de captação, componentes de transporte: calhas e condutores, e reservatório). Determinar as características físico-químicas e microbiológicas da água. Analisar os resultados obtidos nas análises e verificar seu atendimento aos limites estabelecidos na ABNT - NBR 15527:2007 e a possível relação com eficiência do sistema. Buscar possíveis variáveis que possam afetar significativamente aos parâmetros de qualidade da água de chuva. 3. METODOLOGIA 3.1. Caracterização do Comportamento Climático da Região em Estudo. O local onde se encontra o sistema de aproveitamento de água de chuva, objeto deste estudo, é uma residência de um condomínio localizado na região oeste de Votorantim, cidade situada á sudoeste do Estado de São Paulo e localizada a uma latitude 23º32'48" sul e a uma longitude 47º26'16" oeste. Figura 1: Localização de Votorantim dentro do Estado de São Paulo Fonte: O município de Votorantim não possui posto pluviométrico, logo para esta pesquisa adotou-se o posto E4-056 de Sorocaba que possui suas coordenadas ( latitude 23º30 e longitude 47º26 ) mais próximas da cidade em estudo. Os Índices de chuva mensal utilizados foram obtidos no Banco de Dados Pluviométricos do Estado de São Paulo, disponível na base digital do Sistema de Informações para o Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo (SIGRH). A série histórica adotada foi entre 1962 a 1992, devido a esse período possuir dados consistentes.

3 A partir dos índices levantados no período, foram calculadas as médias mensais de precipitação do município. Através da análise dos índices mensais de chuva no município, evidenciam-se precipitações mais elevadas nos meses de outubro a março (período úmido), e precipitações menores no período de abril a setembro (período seco). As coletas da água foram feitas nos meses de maio, junho e julho onde os períodos de estiagem são maiores Descrição do Sistema O sistema de aproveitamento de água de chuva objeto desse estudo está localizado em uma edificação do tipo residencial familiar e foi projetado para atender a demanda de oito bacias sanitárias, uma piscina de litros, lavagem de 114,27m² de pisos externos, lavagem de quatro carros e rega de 320,57m² de jardim. A área utilizada para captação compreende quase toda a área de cobertura da residência, cerca de 255m². Toda a cobertura da residência é feita com telhas cerâmicas. O dispositivo de descarte de escoamento inicial existente é denominado no projeto como Caixa de Inspeção/Limpeza de águas pluviais. Esse dispositivo que é um sistema de bóia, funciona da seguinte maneira: conforme a água enche a caixa, o nível d agua sobe até o ponto onde uma bola plástica obstrui a passagem da água, redirecionando seu escoamento para o reservatório inferior. Através desse mecanismo a água do escoamento inicial ( lavagem do telhado ) é separada da água que será utilizada no sistema de aproveitamento. Figura 2: Detalhes da Caixa de Inspeção/Limpeza Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Detalhes esc1:20 HI/ES-AP/folha 04/04 Junho de 2005 A capacidade de reservação é de litros, sendo litros no reservatório inferior (cisterna) e 1000 litros no reservatório superior. O reservatório inferior do tipo enterrado foi construído em alvenaria de tijolos revestida de argamassa e o reservatório superior é do tipo apoiado e em PVC. A transferência de água da cisterna para o reservatório superior é feita por bombeamento, conforme figura abaixo: Figura 3: Detalhe do Reservatório Inferior (cisterna) e Casa de Máquinas Fonte: Projeto Instalações Hidráulicas/Esgoto/Águas Pluviais HI/ES-AP/folha 03/04 - Junho de 2005 O reservatório inferior (cisterna) além de abastecer o reservatório superior, abastece também uma torneira externa utilizada para lavagem do piso da garagem e dos carros. O reservatório superior abastece as oito bacias sanitárias existentes na residência sendo cinco das suítes, uma do lavabo, uma do banheiro da empregada e uma do banheiro da sauna. Ele pode ser abastecido tanto pela água de chuva da cisterna quanto pelo sistema público de abastecimento de água potável Coleta e Processamento das Amostras Semanalmente foi feita amostragem da água de chuva em dois pontos distintos, no Reservatório Inferior (Cisterna) e no Reservatório Superior. Foram retiradas duas amostras da tubulação da cisterna e duas amostras do reservatório superior, sendo cada amostra de 500 mililitros. Na Cisterna foi feita a coleta junto á saída da tubulação localizada ao lado e em mesmo nível da tubulação de sucção do conjunto moto-bomba que recalca água para o reservatório superior. Durante a coleta houve fluxo contínuo de água, porém turbulento devido à alta pressão na saída da tubulação.

4 Antes do procedimento de coleta, a saída da tubulação foi limpa com gaze esterilizada embebida em álcool etílico hidratado 92,8º INPM. Após a limpeza, o registro de controle foi aberto por um minuto para que durante esse período a água da cisterna escoasse livremente e permitisse a limpeza de qualquer resíduo de álcool deixado na tubulação de saída. Figura 4: Ponto de coleta da cisterna Figura 5: limpeza da tubulação da cisterna No reservatório elevado a coleta foi feita próximo á tubulação de abastecimento das bacias sanitárias. Figura 6: Ponto de coleta do reservatório superior Todo o material de vidraria utilizado nas coletas foi previamente lavado e esterilizado em autoclave por um período de 15 minutos. Durante todo o procedimento de coleta foram utilizadas luvas esterilizadas e máscara cirúrgica descartável para a não contaminação da água coletada. Antes de cada coleta foi realizada a medida do parâmetro Temperatura in situ. Após a coleta as amostras tiveram seus recipientes fechados hermeticamente e foram acondicionadas em uma caixa de isopor para manter a temperatura. As amostras foram separadas em dois pares, cada par contendo uma amostra da cisterna e uma do reservatório superior. Um par de amostras foi transportado até a Estação de Tratamento de Esgoto de Votorantim (Unidade Votocel) para a realização das seguintes análises: *ph - medidas de ph através de ph-metro digital LOGEN modelo LS-4 *Turbidez - determinação através de turbidímetro digital POLYCONTROL modelo AP *DBO5,20 Demanda Bioquímica de Oxigênio (quantidade de oxigênio necessária para oxidar biologicamente a matéria orgânica biodegradável em 5 dias a 20 C) *DQO Demanda Química de Oxigênio (quantidade de oxigênio necessária para oxidar quimicamente a matéria orgânica biodegradável e não biodegradável) O outro par foi transportado até o laboratório da Estação de Tratamento de água de Votorantim ETA Central para a realização da análise de presença/ausência de coliformes. 4. RESULTADOS 4.1. Parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Para cada parâmetro de qualidade foi construída uma tabela que mostra os valores obtidos no período de 19/05/2009 a 04/08/2009. Tabela 01- ph da água de chuva coletada Data Cisterna Reservatório Superior NBR RES /5/2009 7,2 7,5 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 27/5/ ,7 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 3/6/2009 6,8 6,9 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 12/6/2009 7, ,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 22/6/2009 7,0 7,3 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 1/7/2009 7,3 6,9 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 8/7/2009 6,7 6,1 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 15/7/2009 7,2 7,2 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 22/7/2009 7,4 7,4 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0

5 04/08/2009 8,2 8,0 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 média 7,22 7,11 6,0 a 8,0 p/tubo galv. 6,0 a 9,0 Tabela 02- Turbidez em NTU da água de chuva coletada DATA Cisterna Reservatório Superior NBR RES /5/2009 2,56 2,89 < 2,0 ut * até 40 NTU 27/5/2009 2,72 3,7 < 2,0 ut * até 40 NTU 3/6/2009 2,79 1,88 < 2,0 ut * até 40 NTU 12/6/2009 1, < 2,0 ut * até 40 NTU 22/6/2009 1,45 1,57 < 2,0 ut * até 40 NTU 1/7/2009 1,39 1,80 < 2,0 ut * até 40 NTU 8/7/2009 2,06 2,09 < 2,0 ut * até 40 NTU 15/7/2009 0,98 1,21 < 2,0 ut * até 40 NTU 22/7/2009 1,05 0,84 < 2,0 ut * até 40 NTU 04/08/2009 0,91 0,61 < 2,0 ut * até 40 NTU * ut é a unidade de turbidez ou unidade nefelométrica de turbidez (NTU) Tabela 03- D.B.O. em mg/l da água de chuva coletada DATA Cisterna Reservatório Superior RES /5/ /5/ /6/ /6/ /6/ ,3 5,7 1/7/ ,5 12,5 8/7/ /7/ /7/ /08/ Tabela 04 - Determinação de bactérias do grupo Coliformes na água de chuva coletada DATA Cisterna Reservatório Superior NBR /5/2009 ausente ausente 27/5/2009 ausente ausente 3/6/2009 ausente ausente 12/6/2009 ausente /6/2009 ausente ausente 1/7/2009 ausente ausente 8/7/2009 presente presente 15/7/2009 presente presente 22/7/2009 presente presente 04/08/2009 presente ausente Tabela 05 - Parâmetros da Caixa de Limpeza e Inspeção 12/06/2009 NBR ph 7,1 6,0 a 8,0 p/tubo galv. Temperatura 18,5ºC Turbidez 0,02 NTU < 2,0 ut D.B.O 3,3 mg/l D.Q.O Coliformes presente

6 4.2. Fatos relevantes ocorridos Aproximadamente dois meses antes do início do período de coleta, foi adicionado à cisterna hipoclorito de cálcio, que era utilizado na piscina pelo profissional de limpeza da mesma, a pedido da proprietária. Devido a esse procedimento o cloro residual permaneceu na cisterna por quase todo o período de coleta. A presença de cloro foi descoberta por acaso, quando após se fazer as análises físicas da primeira coleta, por curiosidade foi adicionado ortotoluidina a amostra, ficando a mesma com cor amarelada, indicando assim a presença de cloro residual. A partir da segunda coleta, antes de se iniciar o procedimento de coleta era adicionado 3 gotas de ortotoluidina para se verificar a existência de cloro na água, sendo que se fosse confirmado, seria adicionada tiossulfato 10% na amostra coletada para que o cloro fosse eliminado da amostra. Os valores de cloro residual obtidos são mostrados na tabela abaixo: Tabela 06 - Presença de Cloro residual na Cisterna e no Reservatório Superior DATA Unidade Cisterna Reservatório Superior NBR /5/2009 Mg/L ,5 a 3,0 mg/l 27/5/2009 Mg/L 2,5 1,5 0,5 a 3,0 mg/l 3/6/2009 Mg/L 2,5 1,2 0,5 a 3,0 mg/l 12/6/2009 Mg/L 0, ,5 a 3,0 mg/l 22/6/2009 Mg/L. 0,5 0,5 0,5 a 3,0 mg/l 1/7/2009 Mg/L 0,3 0,3 0,5 a 3,0 mg/l 8/7/2009 Mg/L 0,1 0,2 0,5 a 3,0 mg/l 15/7/2009 Mg/L 0,1 0,1 0,5 a 3,0 mg/l 22/7/2009 Mg/L 0,1 0,1 0,5 a 3,0 mg/l 04/08/2009 Mg/L 0,0 0,0 0,5 a 3,0 mg/l Após a confirmação da presença de cloro residual na cisterna, houve dias em que a mesma ficou destampada com o intuito da volatilização do cloro existente na água. Houve o fechamento da saída da caixa de inspeção e limpeza em alguns de dias de ocorrência de precipitação para o desvio de água para a cisterna. Esse procedimento foi feito visando aumentar a quantidade de água na cisterna, pois pelo sistema natural somente precipitações de alta intensidade conseguem transferir água para a cisterna. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS A cisterna teve 40% dos seus índices de turbidez acima os índices exigidos pela NBR 15527:2007, e o reservatório elevado 33,3%. Com esses resultados algumas medidas são recomendadas, como por exemplo, a colocação de telas nas calhas ou no interior da caixa de inspeção/limpeza. Também há filtros comerciais com telas de 0,28mm que podem ser colocados nas tubulações de descida de água pluvial; outros com telas de 0,26mm podem ser instalados na tubulação anterior á cisterna, eliminando assim folhas e materiais particulados. Essas medidas farão com que o sistema atenda a exigência da instalação de dispositivos para remoção de detritos da NBR 15527:2007. Outra exigência da NBR 15527:2007 que não está sendo atendida pelo sistema diz respeito à minimização de turbilhonamento, dificultando a ressuspensão dos sólidos decantados e o arraste dos materiais flutuantes. A mudança da altura de retirada de água da cisterna, atualmente próxima ao fundo, para uma altura próxima á superfície e a colocação de peças anti-turbilhonamento existentes no comércio na entrada de água podem adequar o sistema à exigência. Setenta por cento dos valores de D.B.O. obtidos na cisterna tiveram valores iguais ou maiores a quatro vezes o valor permitido na Resolução 357 ( para corpos d água classe 1) e para o reservatório superior foram oitenta e nove por cento, com isso, o uso do método de desinfecção da água por meio da cloração torna-se aconselhável. Apesar de não estar incluído nas exigências da NBR15527: 2007, o índice de D.B.O. na água de chuva aponta como um possível meio de indicação ao uso ou não do método de desinfecção da água por produtos a base de cloro. No que diz respeito à contaminação da água, apesar do baixo índice de coliformes encontrados, o sistema não atende ao índice zero exigido pela NBR 15527:700, necessitando assim serem tomadas medidas que eliminem essa contaminação. Uma delas pode ser a colocação de barreiras que impeçam a entrada de animais no interior da cisterna através da tubulação de extravazamento. Outra medida seria o uso de métodos de desinfecção que não utilizem cloro, como por exemplo, a aplicação de raio ultravioleta. Devido ao grande número de intervenções ocorridas no sistema estudado sugere-se que outras pesquisas sejam realizadas em sistemas de aproveitamento de água de chuva em funcionamento, para que a eficiência desses sistemas seja analisada e novas ideias de aprimoramento dos mesmos sejam descobertas.

7 REFERÊNCIAS [1].Keeping The Blue Planet Green. FederalMinistry of Education and Research, Basic Policy Issues, Internationalization Strategy, Bonn Berlim,2009. [2].CLARK, Robin; KING, Jannet. O Atlas da água. São Paulo: Publifolha, [3].AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS.Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2009 / Agência Nacional de Águas. Brasília : ANA, p [4].Conservação e Reuso de água em edificações. ANA/SINDUSCON/FIESP/. São Paulo: Prol Editora Gráfica, [5].Uso Racional da Água em Edificações / Ricardo Franci Gonçalves (Coord.). Projeto PROSAB. Rio de Janeiro: ABES, p.:il. [6].TOMAZ, Plínio. Aproveitamento de Água de Chuva. 2ª Edição. São Paulo:Navegar Editora, p.