APROVEITAMENTO DO VOLUME DE CHUVAS DO ESTADO DE RONDÔNIA PARA USO NA ATIVIDADE FRIGORÍFICA NA CIDADE DE JI-PARANÁ.

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1 APROVEITAMENTO DO VOLUME DE CHUVAS DO ESTADO DE RONDÔNIA PARA USO NA ATIVIDADE FRIGORÍFICA NA CIDADE DE JI-PARANÁ. Área temática: Gestão Ambiental e Sustentabilidade Sergio Luiz Sousa Nazario sergionazario@yahoo.com.br Amanda Novais Lorêdo de Melo amandanlm@hotmail.com Luciano Polegário Cunha polegariocunha@gmail.com André Luiz Mochi Spiguel andre_mochi@hotmail.com Rodrigo Oliveira Rodrigues ror_210@hotmail.com Resumo: A escassez de água é um problema atual. O elevado crescimento populacional, influenciando diretamente no acréscimo da demanda e mau uso que se faz dos recursos hídricos, está transformando as formas de captação e o comportamento da sociedade em relação ao consumo. Com isso, a busca de fontes alternativas para obtenção de água potável de menor impacto vem apresentando maior significância. O uso da água pluvial destaca-se em regiões tais como o Estado de Rondônia que apresenta períodos chuvosos com volume considerável. O sistema pode ser implantado em todos os tipos de edificações, desde que a mesma ofereça estrutura para captação e área disponível para locação dos outros elementos. Neste contexto busca-se em um galpão de um frigorífico, captar a água e utiliza-la na própria atividade (banheiros, lava-botas, bucharia, produção de charque e limpeza geral), diminuindo custos nos processos totais de produção, ou seja, aumentando a viabilidade econômica e ambiental. Através das equações e conceitos essenciais torna-se possível realizar o dimensionamento de reservatório, calhas, condutores verticais, bombas e tipo de tratamento adotado, elementos fundamentais para implantação do sistema. Observou-se redução de 105 m³ de água mensal captada do rio e 13,61% do uso de energia elétrica devido à diminuição do bombeamento nos períodos chuvosos. De acordo com orçamentos atuais obtidos pelo Departamento de Obras e Serviços Públicos do Estado de Rondônia, o custo total para a execução do projeto é de R$ ,59. Mensalmente, é possível economizar R$ 1.150,71 através da redução de custos de energia, tratamento de água e esgoto, entretanto, durante 07 meses constatase alto volume de chuva, totalizando uma economia de R$ 8.054,97. O período de recuperação do investimento é de 04 anos, isso implica cooptação de valor à atividade, afirmando então a viabilidade de execução, classificando-o como um projeto sustentável. Palavras-chaves: Água Pluvial, Sustentabilidade, Recursos HIdricos, Economia, Captação de água.

2 INTRODUÇÃO A escassez de água tem sido uma das grandes preocupações já que sua demanda tem aumentado constantemente devido ao acréscimo populacional. Com isso, faz-se necessário à busca por práticas que aprimorem o uso da água seja por medidas de mudanças técnicas nos sistemas de abastecimento ou por mudanças de comportamento da sociedade atual (TUCCI, 2005). Visando a implantação de métodos que aprimorem o uso da água, observado que há uma boa parcela destinada ao consumo humano que não exigem um alto rigor de potabilidade, o uso de fontes alternativas se tornou uma ótima solução para reduzir problemas de escassez. A região norte, mais especificamente o estado de Rondônia possui um grande volume de chuva principalmente nos meses de novembro a março e essa água era desperdiçada sendo simplesmente devolvida aos rios. Considerando isso, e os fatores citados acima, observa-se que o aproveitamento de água pluvial pode ser considerado uma ótima fonte alternativa. Para um projeto de aproveitamento de água também é necessário dimensionar todos os elementos do projeto: reservatórios, bombas, calhas, condutos e estudar a resistência dos materiais empregados nas construções. Nessa totalidade, a implantação do aproveitamento de água pluvial em indústrias, se bem manejados, poderão ser uma importante fonte de renda, gerando economia de gastos e valor à atividade, também um exemplo de produção sustentável que vem sendo cada vez mais uma cobrança de mercado. Com o sistema implantado no frigorífico, os custos de produção reduzem, por exemplo, o consumo de energia elétrica. Outro item de grande importância aqui discutido é a redução da retirada de águas de rios ou lençóis freáticos para abastecimento e redução de bombeamento. Neste trabalho, é apresentado um estudo de caso em um frigorifico na cidade de Ji- Paraná no estado de Rondônia a fim de verificar a viabilidade econômica para aplicação de um sistema de captação de agua pluvial com o objetivo de reduzir a utilização de água potável em certas aplicações industriais e proporcionar a diminuição no consumo de energia elétrica.

3 MATERIAIS E MÉTODOS ÁREA DE ESTUDO Este estudo foi realizado em um frigorífico, localizado no município de Ji- Paraná RO. Os dados utilizados para dimensionamento do sistema de captação de água pluvial foram obtidos através de análise pluviométrica da região, consumo médio de água por animal abatido, do levantamento topográfico e arquitetônico do local de instalação do mesmo e de informações de consumo de energia elétrica cedidas pelo responsável do frigorífico. Possui capacidade de abatimento de 40 animais/dia é composto por uma construção em alvenaria com de 39,10 metros de comprimento por 15 metros de largura. QUANTIFICAÇÃO DO FRIGORÍFICO O consumo diário de água é de aproximadamente 800 L/animal, onde 50 L são destinados aos processos que recebem contato direto com os produtos, portanto, necessitam de água potável e tratada e 750 L para uso geral. CAPTAÇÃO, CONDUÇÃO E ELEVAÇÃO DA ÁGUA PLUVIAL Para captação da água no telhado do frigorífico foi necessária a determinação da vazão total do projeto considerando a água pluvial disponível de acordo com a intensidade pluviométrica da região e do modelo de telhado do frigorifico em questão. As equações 01 e 02 respectivamente foram utilizadas para determinação da vazão e da área de captação de chuva do telhado (NBR10844, 2007). Q = i A 60 Equação 01

4 Sendo: Q = Vazão total do projeto em L/min; i = intensidade pluviométrica em mm/h que para a região em estudo é de 160,05 mm/h; A= área de contribuição em m². A = (a + h ). b Equação 02 2 Sendo: A = Área de contribuição, em m²; a = Largura, em m; h = Altura da tesoura, em m; b = Comprimento, em m. Para dimensionamento das calhas pela fórmula de Manning-Strickler faz-se necessário ter o conhecimento do coeficiente de rugosidade do material da calha, para o qual foi adotado 0,011 o que caracteriza materiais plásticos, de fibrocimento, aço e metais não ferrosos (AMORIM, 2008). Q = K ( S n ) R H 2/3 i 1 2 Equação 03 Sendo Q = vazão de projeto em L/min; S = área de seção molhada em m²; n = coeficiente de rugosidade; Rh = raio hidráulico em m; i = declividade da calha em m/m onde é recomendada pela NBR 10844/89 o valor de 0,5 %; K = Para dimensionamento do diâmetro da tubulação de captação horizontal da água pluvial de acordo com a NBR utiliza-se a equação 04 (NBR 15527,2007). D = 1,55( Q.n ) 3 8 Equação 04 1 i2 Sendo i a Declividade da tubulação em %, n o coeficiente de rugosidade e Q a vazão em m 3 /s. Para a condução da água captada até o reservatório são usados condutores verticais e os mesmos são obtidos pela equação 05 (NBR 15527,2007). Q D = ( 0,019.To 5/3)3/8 Equação 05

5 Sendo: Q = vazão de projeto em L/min; To = taxa de ocupação (valor adotado de 30%); D = diâmetro interno do condutor vertical em mm. As bombas para elevação e aumento da pressão da água são dimensionadas a partir da equação 06 (NETTO, 1998). P = γqh man 75η bomba Equação 06 Sendo P = potência em CV; γ = peso específico do líquido a ser elevado (água: 1000kgf/m³); Q = vazão em m³/s; H man = altura manométrica em m; η bomba = rendimento bomba. Na tabela 01 apresenta-se os rendimentos de bombas centrifugas de acordo com a vazão em litros por segundo. Tabela 01 Rendimentos de Bombas Centrífugas Rendimento de Bombas Centrífugas Q (l/s) 5 7, η m 52% 61% 66% 68% 71% 75% 80% 84% 85% 87% 88% Fonte: Azevedo Neto, José Martiniano (1998). DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO Os reservatórios devem atender as normas de acordo com à ABNT-NBR 12217/1994 e ABNT-NBR 15527/2007, as quais determinam as condições específicas de um reservatório, seja ele elevado ou enterrado, onde em todos os casos deve existir dispositivo indicador do nível da água. Os dispositivos de fechamento das canalizações devem permitir o reparo ou remoção sem maiores danos a toda a estrutura. As paredes e fundo dos reservatórios devem ser impermeabilizados.

6 Para o dimensionamento dos reservatórios é utilizado o Método Azevedo Neto, no qual se considera apenas o volume captado e o período de estiagem (mensal) (AMORIM, 2008). V = 0,042 x P x A x T Equação 07 Sendo V = volume do reservatório em litros; P = precipitação média anual em mm/h; T = número de meses de pouca chuva ou seca (adimensional); A = área de captação em m²; Para aproveitamento das condições topográficas o reservatório foi colocado em ponto estratégico na área. Essa localização tem como objetivo reduzir o bombeamento excessivo. TRATAMENTO DE ÁGUA A água pluvial mesmo não contendo índices consideráveis de poluição exige tratamento adequado e deve ser utilizada apenas para limpezas, irrigações e usos que não sejam o de consumo humano. O tratamento compõe-se de um filtro de água de chuva, conjunto flutuante, sifão ladrão e um freio d água. A desinfecção da água é realizada através do processo de cloração. Na aplicação de cloro líquido usam-se bombas dosadoras, que aspiram uma quantidade do líquido e pressionam-no para a linha de dosagem através de pulsos os quais injetam o produto químico de acordo com a vazão da água nas tubulações. De acordo com a SNatural & Naturaltec, a dosagem de cloro em água potável deve ser de no mínimo 0,2 ppm e após a dosagem, para o uso da água devem ser esperados 30 minutos. ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA Para obter os custos totais dos equipamentos, materiais e mão de obra para implantação do sistema, foram realizados orçamentos com empresas específicas e

7 análise de custos padronizados pelo Departamento de Obras e Serviços Públicos do Estado de Rondônia. payback. O período em que ocorre a recuperação do investimento é calculado através do P = C E T Equação 08 Sendo, C = custo com materiais e aplicação do projeto, em reais; E = economia com a implantação do projeto, em reais; T = tempo em meses. RESULTADOS E DISCUSÕES CAPTAÇÃO DA ÁGUA PLUVIAL A captação de água pluvial para proporcionar ao empreendimento, considerável economia é apresentada na Tabela 02. Tabela 02 Resultados Captação de Água Pluvial. Área 654,87 m2 Vazão 1.746,8 L/min Dimensões (calha retangular) 240 mm x 200 mm Condutor Vertical Circular (p/ reservatório) 150 mm RESERVATÓRIO Para o cálculo do reservatório utilizou-se o método Azevedo Neto, onde o número de meses de pouca chuva ou seca adotado foi de 05 meses. Sendo assim obteve-

8 se um reservatório com volume de 22 m³. Fixando-se um diâmetro de 3 m, obteve-se uma altura correspondente de 3 m. CONJUNTOS ELEVATÓRIOS: BOMBAS Para a implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial, deve-se utilizar duas bombas, em que no caso a primeira tem a função de apenas elevar a água para um reservatório a 8,30 m. Adotado uma vazão de 15 L/s e através da tabela 01 o rendimento dessa bomba será de 68%. Tem-se uma potência de 02 CV o que corresponde a 1472 W. A segunda bomba tem como objetivo aumentar a pressão da água. Azevedo Neto (1998) classifica as bombas de acordo com a pressão, onde no caso as de alta pressão devem possuir altura manométrica igual ou superior a 50 m. Para essa bomba é solicitada uma vazão de 7,5 L/s e novamente pela tabela 01, obtém-se um rendimento de 61%. Logo a segunda bomba deve possuir uma potência de 08 CV, o que corresponde a 5888 W. O reservatório para água pluvial será acompanhado de uma bomba inicial de 02 CV de potência, a qual tem a função de transportar a água já devidamente filtrada e clorada para um novo reservatório permanecendo até que seja solicitada. Aos banheiros, lava-botas, bucharia e charque, a água é conduzida apenas por efeito da gravidade, porém, para a limpeza do frigorífico exige-se uma alta pressão, com isso, haverá uma nova bomba de 08 CV de potência. CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO FRIGORÍFICO O frigorífico apresenta alto consumo de energia elétrica por se tratar de um sistema que exige elevado bombeamento de água. O consumo anual para bombear água do rio para o reservatório é de 9.387,0 kwh, sendo o valor do kwh no ano de 2015 foi de R$ 0,38474 reais gerando um montante de R$ 3.611,55 reais/ano com energia elétrica.

9 ANÁLISE DOS INVESTIMENTOS Para calcular a viabilidade assim como o tempo necessário para recuperar o investimento é necessário listar os custos do projeto conforme a tabela 03. A implantação total do sistema tem custo total de R$ ,59 com todo material necessário além da mão-de-obra total para a execução, com orçamento realizado de acordo com Departamento de Obras e Serviços Públicos do Estado de Rondônia. Tabela 03 Custos para implantação do projeto Material UND. Quant. Preço unitário Preço Total Concreto dosado em central convencional brita 1 e 2 (resistência: 30 MPa) M³ , ,00 Ferro CA-50 Kg 80 4,51 360,80 Piso em Cerâmica Porcelanato Comercial, PEI-5 ref.: Incepa, Eliane, Gyotoku ou equivalente. M² 36 34, ,04 Argamassa pré-fabricada para assentamento de porcelanato Kg 216 1,65 356,40 Argamassa rejunte Kg 07 3,43 24,00 Argamassa Polimérica (Impermeabilizante Sika) L 18 9,25 166,50 Telha cerâmica romana. UN ,80 328,00 Madeira para cobertura M² 11,34 140, ,60 Tubo de PVC, =150 mm M , ,00 Calha de Chapa Galvanizada 200x240mm M , ,00 Motor-Bomba centrífuga 2 CV UN ,65 625,65 Conjunto Motor-Bomba para recalque de água trifásico (altura manométrica: 50 m / potência: 8 HP ) UN ,00 Kit para tratamento de água de chuva composto por filtro industrial para áreas de até 1500 m², sifão ladrão, freio d água e conjunto flutuante de sucção UN , ,20 Bomba Dosadora de Cloro UN ,00 596,00 Mão de obra ,00 TOTAL ,59 Fonte: TABELA DEOSP Fevereiro de 2015 LS SEM desoneração

10 A economia gerada com a implantação do projeto é apresentada nas tabelas 04 e 05. De acordo com a tabela 04 observa-se que em 12 meses chega-se a uma economia em energia elétrica no bombeamento de água de 491,52 reais ao ano. Tabela 04 Economia Energia: bombeamento Item Valor (kwh) Bombeamento sem pluvial Bomba 0, ,25 kwh/mês Bombeamento com pluvial 675,8 kwh/mês Custo sem pluvial Custo com pluvial Economia Mensal Economia 12 meses Economia 07 meses 300,96 260,00 40,96 491,52 286,72 De acordo com a tabela 05 observa-se uma economia mensal de 105 metros cúbicos de água mês, considerando 7,38 reais o metro cubico de água, chega-se a uma economia mensal no custo de água de 774,90 reais chegando a um montante de 9298,80 reais ao ano. Outro item a ser considerado é a economia com tratamento de esgoto que é contabilizada de acordo com a redução no consumo de agua tratada. O mesmo possui um valor de 3,17 reais por metro cubico tratado chegando-se a um valor de 4018,20 reais ao ano. Sendo assim ao utilizar água pluvial de acordo com as tabelas 04 e 05 o estabelecimento pode economizar anualmente cerca de 13317,00 reais. Item Valor (m³) Tabela 05 Economia Água e Tratamento de Esgoto Consumo sem pluvial (m³) Consumo com pluvial (m³) Custo sem pluvial Custo com pluvial Economia Mensal Economia 12 meses Economia 07 meses Água 7, , ,70 774, , ,30 tratada Esgoto 3, , ,55 334, , ,95 tratado Total , , , , ,25

11 CONCLUSÃO A implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial em um frigorífico é de grande importância para a empresa já que diminui custos e amortece impactos ao meio ambiente. Neste projeto pôde-se demonstrar o dimensionamento de todos os elementos essenciais para um eficaz sistema. O consumo de energia elétrica da concessionária local pode ser reduzido nos períodos chuvosos, onde a água coletada através dos telhados passa por tratamento e fica armazenada até ser solicitada para uso. Através do payback calculado conclui-se que a implantação desse projeto é viável já que o mesmo é recuperado em 04 anos. Além disso, pode-se citar a viabilidade ambiental, pois o mesmo usa uma fonte de abastecimento alternativa que tenta reduzir a escassez de água com o uso de algo que antes não era aproveitável. Há uma redução de 105 m³ de água mensal que seria captado do rio que abastece o frigorífico e há o aproveitamento de uma água consideravelmente boa, mas que antes não era utilizada. Existe a redução de 13,61% do uso de energia elétrica, este que também visa um projeto sustentável. Os benefícios do aproveitamento de água pluvial são claros, reais e visíveis, portanto faz-se necessário aplicá-lo com todas as exigências solicitadas.

12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento publico. Rio de Janeiro, jul 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, set ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10844: Instalações prediais de águas pluviais Requisitos. Rio de Janeiro, set ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto procedimento. Rio de Janeiro, mar AMORIN, V.S; PEREIRA, A. J. D. Estudo comparativo dos métodos de dimensionamento para reservatórios utilizados em aproveitamento de água pluvial. In Encontro Nacional de tecnologia do ambiente construído, 2008 Porto Alegre. Anais... Porto Alegre: ANTAC, CD-ROM. AquaStock. Aproveitamento de água da chuva. CATÁLOGO DE PRODUTOS ECOHABITAT Soluções Sustentáveis Inteligentes. Sistema de Aproveitamento de Água de Chuva - 3P TECHNIK. Florianópolis, SC. Disponível em: < habitat_manual_de_instalacao_residencial.pdf>. Acesso em: 10 jun Governo do Estado de Rondônia. Departamento de obras civis e serviços públicos. TABELA DEOSP. Fevereiro de 2014 LS SEM desoneração. Revisão 26/03/2014. MEYER, Sheila T. O Uso de Cloro na Desinfecção de Águas, a Formação de Trihalometanos e os Riscos Potenciais à Saúde Pública. Cad. Saúde Públi., Rio de Janeiro, jan/mar, NETTO, José Martiniano de Azevedo. Manual de Hidráulica. Coordenação Roberto de Araújo; coautores Miguel Fernandes y Fernandez, Acácio Eiji Ito. 8ª edição. São Paulo: Editora Blucher, TUCCI, Carlos E.M. Gestão de Águas pluviais. RHAMA - Consultoria, pesquisa e treinamento ambiental. Cap. 2 Rio Grande do Sul, dez