CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES STRAC SISTEMA DE TRATAMENTO E REUSO DE ÁGUAS CINZAS

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1 CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES STRAC SISTEMA DE TRATAMENTO E REUSO DE ÁGUAS CINZAS BRUNA SANDRINE DE SOUSA (brunasandrine02@yahoo.com.br) GABRIELA DE ALMEIDA SILVA (gabriela.almeidags@gmail.com) GABRIELI SILVA SOARES (gabrieli.soares01@etec.sp.gov.br) SÃO VICENTE SP JUNHO/2017

2 BRUNA SANDRINE DE SOUSA GABRIELA DE ALMEIDA SILVA GABRIELI SILVA SOARES SISTEMA DE TRATAMENTO E REUSO DE ÁGUAS CINZA (STRAC) Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Etec Doutora Ruth Cardoso, do Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, como requisito para a obtenção do diploma de Técnico de Nível Médio em Edificações sob orientação dos professores Adriana De Marchi e Rodrigo Asenjo Blanco. SÃO VICENTE SP JUNHO/2017

3 RESUMO Nos últimos tempos a diminuição dos recursos hídricos é um fator que vem se agravando, em busca de diminuir a gravidade desse problema, temos como objetivo principal a implantação de um sistema de tratamento e reuso de água cinza, no qual quando implantado em uma residência além de gerar uma economia no abastecimento da água, gera também uma diminuição do lançamento de líquidos não tratados no ambiente. Após a análise de dados levantados, o sistema mais pertinente para realização do projeto foi com filtro anaeróbio, que converte parte da matéria orgânica em gás carbônico e metano, para o tratamento do efluente. Palavras-chave: Água cinza, sustentabilidade, reuso de água, economia.

4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA METODOLOGIA LEVANTAMENTO DE CAMPO PROJETO DO SISTEMA DE REUSO DE ÁGUAS CINZAS SISTEMA ANAERÓBIO SISTEMA COM INCIDÊNCIA UV DETALHE DO FILTRO ANAERÓBIO ORÇAMENTO ORÇAMENTO DO PROTÓTIPO ORÇAMENTO DO PRODUTO RESULTADOS ESPERADOS REFERÊNCIAS... 24

5 7 1 INTRODUÇÃO O projeto STRAC (Sistema de Tratamento e Reuso de Águas Cinzas) é um novo produto para o mercado da construção civil, por possuir a junção do filtro anaeróbio e da lâmpada ultravioleta. Buscou-se ao decorrer de seu desenvolvimento, fornecer um produto que atinja as residências unifamiliares, tratando e reutilizando águas cinzas, visto que ela representa 90% do consumo de água em uma residência. Pensando no meio ambiente e na sociedade em que vivemos, elaboramos o sistema para melhorar a qualidade ambiental e contribuir não somente para construtores, mas também para instituições sociais que queiram implanta-lo, de modo que será gerada uma economia ao seu usuário.

6 8 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Implantar um sistema de tratamento e reutilização de água cinza em uma residência unifamiliar. 2.2 Objetivos Específicos Economizar a água, visto que o país enfrenta problema de crise hídrica, o que consequentemente gerará uma redução no valor da conta. Planejar, projetar e executar um sistema para tratar e reutilizar a água proveniente do chuveiro, lavatório e máquina de lavar.

7 9 3 JUSTIFICATIVA Figura: Reportagem do G1 Fonte: G1, 2015 Uma pesquisa publicada pelo Jornal da Globo, O G1, e realizada no mês de março de 2015 pelo IBNET (International Benchmarking Network for Water and Sanitation Utilities), afirma que o Brasil está em 20º lugar no ranking mundial entre os países que mais desperdiçam água no mundo, principalmente a água cinza, proveniente do esgoto doméstico. Tendo essa informação em mente, o projeto se torna relevante por economizar um recurso natural esgotável (que chegará ao fim em determinado tempo), ou seja, colabora para que o tempo de sua existência seja prolongado. Figura: Rankings dos países que mais gastam água, 2015.

8 10 De acordo com a tabela, pode-se ver que o Brasil é um grande agravante para o fim desse recurso. Desta maneira, crê-se que o projeto se tornará bem visto ao seu público auge (moradores de residências térreas e assobradas), que ao verem a queda de preço em sua conta de água mensal juntamente com a preservação de um precioso recurso natural, terão satisfação e conforto para auxiliarem no resguardo do meio ambiente. Figura: Conceitos para obter o certificado LEED Fonte: Icf Construtora, Outra justificativa do projeto é o certificado LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) fornecido pela empresa GBC (Green Building Council) Brasil para construções sustentáveis, novas e existentes. Esse certificado é gerado com base na pontuação que a residência alcança nos conceitos do LEED. O projeto

9 11 STRAC (Sistema de Tratamento e Reuso de Águas Cinzas) se enquadra no conceito de eficiência no uso da água, visto que a água cinza será tratada e terá uma nova utilização na residência. Esse certificado poderá ser solicitado no próprio site da GBC por qualquer empreiteira ou construtora que implantar o sistema STRAC em seu projeto.

10 12 4 METODOLOGIA A metodologia utilizada para o desenvolvimento do projeto está embasada em pesquisas bibliográficas, levantamento de campo sobre a média do uso de água em residências, visita técnica, no qual obteve os seguintes passos: Pesquisa sobre os tipos de água, para analisar qual tipo de água seria mais viável tratar em uma residência; Tipos de sistema de tratamento a nível residencial; Levantamento de campo, no qual foi analisado a média que as residências consomem cada aparelho doméstico; Estudo do funcionamento de todo o sistema, baseado em pesquisas bibliográficas; Visita técnica para analisar o funcionamento de um sistema de reuso em grandes escalas; Montagem do projeto a nível residencial, conforme os padrões estabelecidos pela norma; Seleção dos materiais viáveis tanto para o projeto, quando para o protótipo; Execução do protótipo para analisar o funcionamento do sistema; Levantamento dos custos do projeto e do protótipo.

11 13 5 LEVANTAMENTO DE CAMPO O método utilizado para coleta de dados para o desenvolvimento do projeto foram duas pesquisas de campo, uma que visa o consumo semanal da máquina de lavar roupa, se reutilizava a água do equipamento para outros fins, cujo número de entrevistados foi de trinta pessoas. Ao coletar essas informações fez- se uma média demonstrada em gráfico, de pizza mostrando o percentual de vezes que utilizam esse equipamento. Como mostra os gráficos abaixo. Figura - Gráfico de utilização da máquina de lavar Figura- Gráfico de reutilização água da máquina de lavar

12 14 O segundo levantamento realizado visa o consumo dos dispositivos que serão implantados no projeto, lavatórios, do chuveiro e acionamento da válvula de descarga por consumir grande quantidade de água. Como mostra a tabela abaixo. Efetuada em cinco residências unifamiliares, com o total de 20 pessoas e a duração de uma semana. Contou- se a quantidade de vezes em que cada pessoa utilizou qualquer um dos aparelhos abaixo. Realizando uma somatória de cada dispositivo e dividindo pela quantidade de dias que foi feito o levantamento, tendo-se assim uma média em percentual. Veja os gráficos abaixo: Figura- Gráfico média de banhos por família/dia Figura- Gráfico utilização do lavatório

13 15 Figura- Gráfico acionamento da válvula de descarga Com base nas pesquisas realizadas, foi possível perceber que se o sistema reutilizasse apenas a água da máquina de lavar, não seria o necessário para suprir a necessidade de água da residência, visto que a água tratada será utilizada no acionamento da válvula de descarga, lavagens de carros, quintais e irrigação de uma parede verde. Como é possível observar na figura 12, a bacia sanitária utiliza o dobro de água da máquina de lavar, por isso é necessário tratar a água da máquina de lavar, chuveiro e lavatório do banheiro, para que não falte água durante o mês na residência. Figura: Aparelhos hidráulicos consumo/mês Fonte: Rotogine,2015

14 16 6 PROJETO DO SISTEMA DE REUSO DE ÁGUAS CINZAS O sistema STRAC contém três filtros, sendo eles: reator, filtro anaeróbio e filtro com incidência Uv. 6.1 SISTEMA ANAERÓBIO O sistema anaeróbio é um meio de purificação da água que possui como característica o uso de bactérias anaeróbias, ou seja, que não fazem necessário o uso do oxigênio. Este sistema consiste em dois filtros que contam com a presença de um reator, do biogás, de um fundo falso, e o meio suporte. No primeiro filtro encontra-se o reator, nele se concentram as bactérias anaeróbias que fazem a conversão da matéria orgânica chegada pela tubulação em gás metano e gás carbônico. Após essa transformação, os gases e o resto da matéria orgânica seguem para o biogás onde se oxidam para serem eliminados, pois se liberados em natureza agravam danos ao meio ambiente. Com os gases já oxidados, o efluente segue para o segundo filtro que contém o fundo falso e o meio suporte, respectivamente. Este fundo falso é considerado como depósito para que o efluente grosso fique armazenado e somente o efluente líquido passe pelo meio suporte que é feito com uma camada de tubos corrugados. Ou seja, fazendo-se necessário um obstáculo. Sendo assim, no final deste processo de purificação tem-se uma água já limpa para lavagem de carros, irrigações e/ou lavagem de quintal, contudo, não potável. Figura Filtro com o reator e filtro anaeróbio Fonte: Scielo

15 SISTEMA COM INCIDÊNCIA UV Logo após a passagem pelo filtro anaeróbio o efluente passará para o filtro com incidência UV que é um reservatório composto por: uma bomba de água, em que o efluente será impulsionado até a lâmpada ultravioleta; uma lâmpada uv em que será envolvida por um tubo protetor de quartzo, pois ele não filtra radiação ultravioleta e proporciona maior durabilidade da lâmpada. Esse efluente irá passar constantemente pela lâmpada, pois uma só vez não é o suficiente para matar as bactérias presentes na água, funcionando assim como um ciclo. Para que seja possível o funcionando do ciclo, o reservatório do filtro com incidência UV após estar cheio irá fechar sua entrada de água através de uma válvula solenoide com ajuda de um sensor de nível, que indicará quando o filtro estiver cheio ou vazio, para iniciar ou terminar o processo. Com isso, conforme o livro Aquatc Systems Engineerninh, escrito por Pedro Ramon, publicado no ano de 1996, que faz referência ao dimensionamento de filtros UVs. Diz que o uma lâmpada de 60w que no caso é essa que será utilizada no projeto, será necessária uma bomba que bombeie de 800 a 900L/H. E faz também referência ao calculo de tempo que demorará o ciclo e obtivemos um resultado de 10 horas. Após esse tempo, a válvula irá liberar a saída do efluente tratado para que o reservatório de água de reuso. Por mais que após o processo de tratamento a água pareça limpa e pronta para beber, ela somente pode ser utilizada para fins não potáveis, ou seja, meios que não possuem contato humano direito. Com isso, ela pode ser reaproveitada na utilização de descargas sanitárias, lavagem de carro, quintal e irrigação de jardins. Em uma residência cerca de 30% da água potável consumida é utilizada no vaso sanitário e 10% para lavagem de automóveis, quintais e irrigação de jardins.

16 18 Figura Sistema completo Fonte: Acervo pessoal

17 Detalhe do filtro anaeróbio Figura: Detalhe do Filtro Anaeróbio Fonte: Acervo pessoal, 24 de março de 2017 Conforme a NBR 13969/97 o filtro anaeróbio deve possuir 60 cm de altura e a medida do fundo falso até o centro da tubulação deve conter o mesmo valor. Outro valor estabelecido pela NBR é o da altura da tubulação aonde chega o efluente, que deve possuir 30cm, como é possível observar na imagem 24. Seguindo a mesma NBR, o fundo falso para o reservatório de litros deve possuir o diâmetro de 2,5 cm e a distância entre os raios da circunferência deve ser de 10 cm, como demonstrado na imagem 25. Figura: Detalhe do fundo falso Fonte: Acervo pessoal, 27 de abril de 2017

18 20 7 ORÇAMENTO 7.1 Orçamento do protótipo Para a confecção do protótipo foram necessários todos os itens listados acima, sendo que alguns itens foram doações, como representado no orçamento em vermelho.

19 Orçamento do Produto A princípio o valor do produto é alto, porém investir é empregar o dinheiro em aplicações que rendam juros ou outra forma de remuneração ou correção. O STRAC é um investimento ecossistêmico, ou seja, além do retorno financeiro do investimento, reutiliza um dos bens naturais mais importantes e esgotáveis do mundo. Apesar de ter seu valor inicial elevado, os benefícios da redução de gastos, são permanentes.

20 22 8 RESULTADOS ESPERADOS Durante a realização de pesquisas de campo e visitas técnicas, assumimos o desafio de encontrar o método mais viável, eficaz e de baixo custo em longo prazo para tratar e reutilizar uma fonte hídrica até então dispensável. Com o intuito de atingir residências, o projeto se tornou complexo, tendo peso em relação à economia. Dados retirados de uma simulação no site da SABESP indicam que a redução de gastos pode chegar até 30% de seu total. O STRAC (Sistema de Tratamento e Reuso de Águas Cinzas) além de visar aos seus usuários uma economia, busca também contribuir para o meio ambiente, já que o sistema dará um novo rumo para a água cinza, o que evita o seu descarte incorreto. Ao dar uma nova eficiência no uso da água, qualquer construtora ou empreiteira que implantar nosso projeto pode requerer um certificado LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). A água tratada poderá ser utilizada no acionamento da válvula de descarga, em paredes verdes e torneiras para utilização para fins não potáveis. O projeto conseguiu atingir seus objetivos, sendo que a água tratada apresentou uma mudança significativa, como podemos observar nas imagens abaixo: Figura: Água antes do processo Fonte: Acervo pessoal, 15 de junho de 2017 Figura: Água após o processo Fonte: Acervo pessoal, 15 de junho de 2017 E para comprovar que a água tratada será eficiente para a irrigação em parede verde, cultivou-se por um mês e vinte dias uma muda de orquídea com a

21 23 água tratada pelo sistema. O resultado obtido foi o crescimento de um pequeno broto, como pode-se observar em vermelho na imagem abaixo: Figura: Orquídea antes Fonte: Acervo pessoal, 02 de maio de 2017 Figura: Orquídea depois Fonte: Acervo pessoal, 21 de junho de 2017

22 24 9 REFERÊNCIAS Livros Botelho, M. H. (2010). Instalações Hidráulicas Prediais. São Paulo: Blucher. Escobar, P. R. (1996). Aquact Systems Engineerninh.- Estados Unidos da América. Internet Carvalho, C. L. (22 de Fevereiro de 2017). Fonte: Ebah: Construdeia. (02 de Março de 2017). Fonte: Distribuidora. (02 de Março de 2017). Fonte: Clara água: Lázaro, J. C. (28 de Outubro de 2017). Fonte: Pensamento Verde: Polido, L. H. (26 de Janeiro de 2017). Fonte: Universidade Tecnológica Federal do Paraná : Rigare. (05 de Novembro de 2017). Fonte: Rotogine. (6 de Abril de 2017). Fonte: Rotogine: Sabesp. (08 de Fevereiro de 2017). Fonte: Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo: Sella, M. B. (02 de Março de 2017). Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul: Tae, R. (05 de Março de 2017). A eficiência das membranas de ultrafiltração. Fonte: Revista Tae :

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