COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº

Transcrição

1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº Aproveitamento de água de chuva Luciano Zanella Palestra apresentado no 2.Semana de Engenharia Ambiental, Poços de Caldas, 2015 A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

2 2ª Semana de Engenharia Ambiental Aproveitamento de água de chuva Prof. Dr. Luciano Zanella Centro Tecnológico do Ambiente Construído Laboratório de Instalações Prediais e Saneamento

3 MOTIVAÇÃO Chuva uso racional da água substituição de fontes em meio urbano Vantagens: redução de consumo de água potável adiar a exploração de novos mananciais superficiais ou subterrâneos adiar a ampliação de ETAs

4 tecnologia primordial inventada independentemente ORIGENS diversas partes do mundo diferentes continentes diferentes tecnologias

5 2/3 do país árido ou semi-árido Āb-Anbār tanques de pedra e massa de cal IRÃ torres para resfriamento da água captação da água do piso sistema comunitário

6 IRÃ Aproveitamento de água de chuva

7 IRÃ Aproveitamento de água de chuva

8 grandes obras hidráulicas uso em larga escala da chuva IMPÉRIO ROMANO telhados voltados para pátio central armazenamento em cisterna no átrio impluvium

9 IMPÉRIO ROMANO Aproveitamento de água de chuva

10 IMPÉRIO ROMANO Pompéia

11 CHUVA Quanto de água dá para usar? Quanto dá para economizar? Quais os efeitos nos mananciais? E o ciclo urbano das águas?

12 CHUVA Quanto de água dá para usar? Quanto dá para economizar? Tipo de edificação Usos da água Volume de água potável para cada uso Qualidade da água de chuva obtida Aceitação quanto à substituição

13 Consumo de água em unidade residencial unifamiliar tanque 3% bacia sanitária 5% chuveiro 55% lavatório 8% lavadora de roupas 11% pia 18% Tipo: Apartamento em São Paulo Fonte: ROCHA et al. 1999

14 Consumo de água em unidade residencial unifamiliar substituição de fontes Suposição: Consumo = 150 L/hab dia 4 habitantes Volume consumido = L/mês Substituição de 18% do consumo: economia possível = 3.240L/mês ou L/ano

15 é possível extrapolar esse percentual de economia?

16 substituição de fontes Casas: Lavagem de piso Rega de jardins e hortas Lavagem de carros Aceitação dos diversos usos Uso efetivo da água de chuva Entraves técnicos haverá água para suprir a demanda por todo o tempo?

17 simples facilmente aplicável barato permite obter água de boa qualidade

18 poluição do ar QUALIDADE DA ÁGUA poluição da área de coleta

19 Local de implantação QUALIDADE E QUANTIDADE DE ÁGUA Regime de chuvas Atividades do entorno Características do telhado

20 QUANTIDADE DE CHUVA

21 remoção de sólidos grosseiros remoção de água de 1ª chuva QUALIDADE DA CHUVA remoção de sólidos finos decantação desinfecção

22 folhas, galhos, insetos, animais, etc FILTRO DE SÓLIDOS GROSSEIROS grades ou peneiras retenção de sólidos x perda de água vários tipos e eficiências

23 especificação: área do telhado especificação: abertura da malha FILTRO DE SÓLIDOS GROSSEIROS limpeza automática x limpeza manual de piso, de descida, de calha, etc antes ou dentro da cisterna

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25 0 0 3 % de aproveitamento Aproveitamento de água de chuva filtros de grosseiros - eficiência de aproveitamento de água A B C D E F baixa média-baixa média média alta

26 Avaliação da qualidade da água de primeira chuva (PROSAB) ~3,5 km ~4 km ~2 km

27 DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA

28 ABNT NBR 15527:2007 Água de chuva Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis DESCARTE DA PRIMEIRA CHUVA descarte de 2 mm de chuva 1mm = 1 L para cada m² de telhado equipamentos de descarte

29 início da chuva após atingir o volume de descarte

30 Equipamento desenvolvido no IPT e patenteado

31 armazenamento de água de chuva custo elevado no sistema CISTERNA vários métodos de estimativa vários tipos

32 substituição de fontes Fonte: Cecin 2012 São Bernardo do Campo SP Escola 24 salas dois períodos 672 estudantes por período 6 a 10 anos Funcionários 11 em tempo integral Professores 24 por período Cozinha duas refeições por período Área da projeção do edifício m² 4 banheiros (alunos) 35 aparelhos 266 m³/mês

33 CISTERNA Método Rippl 814,33 Simulação 703,20 Azevedo Neto 803,80 Prático alemão 202,89 Prático inglês 169,07 Prático australiano 697,54 Cecin (2012) 20,00 Volume do reservatório (m³) Volume de cisterna: estudo de caso - escola fundamental Fonte Cecin (2012)

34 CISTERNA Fonte Cecin (2012)

35 CISTERNA Estudo de caso escola de ensino fundamental Fonte Cecin (2012)

36 Abastecimento de água em área urbana substituição de fontes Critério de escolha: tempo de retorno do investimento Caso avaliado - escola São Bernardo do Campo: Reserva Substituição potencial* Economia anual estimada Tempo de retorno do investimento 20 m³ 59,62 % m³/ano R$ ,00 5,17 anos Fonte: Cecin 2012 *da água potável utilizada para descarga nos banheiros dos alunos

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38 uso uso posicionamento do reservatório

39 Alimentação da cisterna com água potável

40 posição do reservatório BALANÇO ENERGÉTICO eletricidade X água aproveitamento viável?

41 conexão cruzada CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO construção conforme projeto indicação de água não potável dispositivos de segurança

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43 Sistema de aproveitamento de água de chuva instalado no campus do IPT em São Paulo

44 é possível sua aplicação em qualquer situação? como avaliar quando a utilização desse tipo de sistema é viável?

45 viabilidade econômica viabilidade técnica

46 viabilidade técnica viabilidade econômico-financeira análise a partir de diferentes pontos de vista

47 Ponto de vista tradicional usuário final Viabilidade econômica rentabilidade obtida a partir da aplicação do valor do sistema no mercado financeiro X economia gerada pela substituição da água potável pela chuva; a verificação do tempo necessário para o sistema se pagar com base na economia gerada na conta de água

48 ponto de vista tradicional: despreza aspectos mais amplos deixa o sistema menos viável necessidade de ampliação do foco de análise benefício individual benefício coletivo alteração na esfera de análise dificilmente considerado por um usuário individual

49 esferas de análise bacia hidrográfica habitação

50 Benefícios para a Bacia auxílio na redução de picos de enchentes responsável pelo ressurgimento da prática de aproveitamento de água de chuva em grandes centros urbanos. o São Paulo - campus IPT 03/07/2012

51 agente foco objetivo Usuário do sistema Gestor do território; Gestor das águas urbanas edificação Bacia hidrográfica Complementação da fonte de abastecimento Redução dos riscos de enchentes e de desabastecimento

52 Complementação da fonte desabastecimento Instalação de equipamentos e sistemas individuais que propiciem a captação de água nas residências e permitam o seu aproveitamento Redução dos riscos de enchentes e de desabastecimento tecnologias com características específicas para cada caso e ligeiramente diferentes

53 projeto do sistema edificação em fase de projeto: compatibilização facilitada edificação existente compatibilização nem sempre é fácil; complicador na difusão do uso de água de chuva em larga escala; formas de ocupação do terreno; configuração de telhados; sistema construtivo empregado; capacidade estrutural para suportar um novo reservatório; presença de espaço livre para abrigar as instalações necessárias; qualidade e quantidade de água possível de se obter; ausência no mercado de equipamentos para tratamento e armazenamento de água de chuva para edificações existentes

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57 edificação existente duas possibilidades principais forma tradicional (mais radical): atendimento da maior demanda possível utilização da água de chuva para usos externo e interno limpeza de pisos, veículos, fachadas, janelas, rega de jardim, descarga de vasos sanitários exige alterações na rede de distribuição de água separação das prumadas de água potável daquela do vaso sanitário que deverá ser abastecida pela água de chuva. colocação de ao menos um reservatório superior de água de chuva aplicação do modelo convencional de sistema de aproveitamento necessidades consideráveis de obras civis e intervenções

58 edificação existente duas possibilidades principais forma adaptada: leva ao sacrifício do uso interno da água de chuva; usos externos à edificação: irrigação e limpeza de um modo geral; criação de um sistema independente de água não potável para ser acoplado à edificação existente; menor intervenção no sistema de distribuição de água no interior da edificação; menor necessidade obras; seleção dos equipamentos adequados para o tratamento da água; impactam o custo final do sistema refletindo na viabilidade econômico-financeira dimensionamento dos volumes de reserva e as formas de reserva. impactam o custo final do sistema refletindo na viabilidade econômico-financeira

59 sistema de tratamento impacto na viabilidade técnica qualidade/quantidade da água obtida: correta especificação de componentes falta informação a respeito da eficiência hidráulica dos componentes manutenção do sistema componentes que exijam manutenção de curto período dificultam a correta utilização dos sistema pelo usuário avaliação da viabilidade de instalação + manutenção reparos, substituição de componentes, energia elétrica, produtos químicos necessários possibilidade de acesso para limpeza e verificação do funcionamento

60 dimensionamento do reservatório maior custo entre os diversos componentes do sistema reservatório peça chave para o sistema projetista análise do melhor método de cálculo volume reservado: atendimento da demanda anual volume econômico + uso de água potável falta de espaço e falta de capacidade estrutural de suporte para reservatórios viabilidade de instalação

61 Aproveitamento de água de chuva substituição de fontes Grupo Urubupungá São Paulo Viação Santa Brígida 7.500m² de área impermeabilizada Lavagem de ônibus 280 m³/dia ~800 veículos chuva + reúso 450 m³ de reservatórios Meses chuvosos independência de outras fontes Economia água da concessionária 2,5 veículos água de chuva + reúso 32,5 veículos Várias outras empresas do setor já adotam o aproveitamento da chuva e reúso

62 substituição de fontes É possível expandir para todas as edificações?

63 desafios

64 desafios Explorar novas formas de utilização Captação para uso coletivo Desobstrução de tubulações Rega de áreas verdes Limpeza de áreas públicas Limpeza de vias após feiras livres Āb-Anbār reservatório d água Irã Postdam platz Berlim Reestruturação urbana

65 Potsdamer platz 19 edifícios, 10 ruas e duas praças m³ de água de chuva/ano m³ de reservação controle de enchentes economia de água descarga de bacias sanitárias rega de áreas verdes (jardins e telhados) recarga de um lago artificial melhoria de microclima

66 Potsdamer platz Aproveitamento de água de chuva

67 Potsdamer platz Aproveitamento de água de chuva

68 Ciclo hidrológico chuva e cidade impacto da urbanização no ciclo hidrológico evapotranspiração evapotranspiração escoamento escoamento 25% infiltração superficial 25% infiltração profunda 10% infiltração superficial 5% infiltração profunda cobertura natural do solo 35% a 50% de impermeabilização fonte: USEPA 2005

69 Ciclo hidrológico chuva e cidade impacto da urbanização no ciclo hidrológico chuva intensa Pico de descarga maior e mais rápido chuva leve Pré-desenvolvimento Pós-desenvolvimento Maior volume de escoamento Pico menor e menos rápido Maior escoamento de base Retrocesso gradual fonte: USEPA 2005

70 Ciclo hidrológico chuva e cidade Tentativa reaproximar as características de escoamento àquelas pré-impermeabilização Combate aos picos de enchente e poluição difusa promover a infiltração das águas de chuva e reduzir as áreas impermeáveis Recuperação do escoamento de base e redução da poluição difusa

71 Poluição difusa urbana Poluição difusa

72 Aproveitamento da água de chuva

73 Aproveitamento da água de chuva Soluções caseiras problemas potenciais: Proliferação de invenções que não consideram os requisitos técnicos básicos Uso inadequado da água captada aumento nos casos de diarreia riscos sanitários diversos Armazenamento inadequado da água captada Aumento nos casos de dengue Problemas estruturais em residência Perenização de soluções equivocadas

74 Aproveitamento da água de chuva Casos divulgados pela imprensa soluções caseiras inadequadas Bom dia São Paulo TV Globo Sexta-feira, 14/11/2014 Portal de notícias G1 Sexta-feira, 07/11/2014 Bom dia São Paulo TV Globo Quarta-feira, 28/01/2015 Porta de notícias G1 Quarta-feira, 24/12/2014