ANÁLISE DE CONFIGURAÇÕES PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA PREDIAL DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÕES DE UM CAMPUS UNIVERSITÁRIO

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA ANÁLISE DE CONFIGURAÇÕES PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA PREDIAL DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÕES DE UM CAMPUS UNIVERSITÁRIO ANDREIA CRISTINA FONSECA ALVES RENATA BENFICA LIMA E SILVA GOIÂNIA 2015

ANDREIA CRISTINA FONSECA ALVES RENATA BENFICA LIMA E SILVA ANÁLISE DE CONFIGURAÇÕES PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA PREDIAL DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÕES DE UM CAMPUS UNIVERSITÁRIO Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Goiás para obtenção do título de Engenheiro Ambiental e Sanitarista. Orientador: Prof. Dr. Marcus André Siqueira Campos GOIÂNIA 2015

AGRADECIMENTOS Agradecemos, primeiramente, à Deus pela vida e por ter iluminado nossa trajetória, nos proporcionando força, coragem e sabedoria. Agradecemos aos nossos familiares pelos ensinamentos, pelo apoio moral, amoroso, financeiro e por acreditarem sempre em nós. Amamos vocês. Agradecemos aos nossos amigos que, amorosamente, compreenderam nossas ausências e mantiveram o carinho e amizade, mesmo à distância. Agradecemos ao nosso orientador Prof. Dr. Marcus André pela oportunidade, atenção, confiança, paciência, carinho e pelos ensinamentos ao longo deste ano. Agradecemos a nossa colega de pesquisa, Engenheira Civil Gabriela Pacheco, pela parceria ao longo deste trabalho. Por fim, agradecemos à todos aqueles que, de alguma forma, contribuíram não só com o desenvolvimento deste trabalho, mas também com a nossa formação acadêmica.

RESUMO Os significativos impactos ambientais, ocasionados pela crescente urbanização, têm incentivado a busca pelo uso racional dos recursos, assim como fontes alternativas de consumo de água. Diante deste cenário, o aproveitamento de água pluvial se apresenta como uma solução, podendo proporcionar a redução do escoamento de água na superfície e possibilitando uma significativa economia de água potável. Contudo, a implantação destes sistemas deve se mostrar viável e atrativa, economicamente, para o investidor. Assim, a análise da qualidade econômica do investimento, deve ser realizada para demonstrar a opção mais viável, possibilitando ganho ambiental e econômico. Logo, o dimensionamento do reservatório de água pluvial é um ponto crucial desta análise, uma vez que é o componente mais representativo, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico. Dessa forma, o presente trabalho visa analisar a viabilidade de um sistema de água pluvial para edificações destinadas a atividades de ensino, a partir da avaliação de dois cenários de implantação para três edificações de um campus universitário. O primeiro considera a implantação isolada em cada uma das edificações e o outro seria um sistema coletivo para todas as três edificações. Estes sistemas foram dimensionados a partir da ferramenta Netuno. Uma vez definido os sistemas foram levantados custos e retornos econômicos obtidos com ele, possibilitando a determinação do Valor Presente líquido de cada situação. Os resultados obtidos indicam que, para as configurações analisadas, a solução de um sistema para as três edificações é o mais viável, tanto do ponto de vista econômico como ambiental. Palavras-chave: Sistemas prediais, qualidade de investimentos, aproveitamento de água pluvial, dimensionamento de reservatórios.

LISTA DE FIGURAS Figura 2.1: Interface da ferramenta Netuno... 18 Figura 2.2: Exemplo de Fluxograma empregado para a determinação do VPL de um SPAAP... 20 Figura 31: Fluxograma da metodologia de pesquisa... 25 Figura 4.1: Croqui de determinação do posicionamento do reservatório inferior Cenário 2... 32 Figura 4.2: Precipitação média anual do município de Jataí... 33 Figura 4.3: Porcentagem das demandas de água pluvial para cada edificação... 46

LISTA DE TABELAS Tabela 2.1: Frequência de manutenção...15 Tabela 2.2: Estimativa da demanda de água pluvial para usos não potáveis em edifícios...17 Tabela 3.1: Indicadores de consumo para edificação escolar...28 Tabela 4.1: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação Biomedicina... 34 Tabela 4.2: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação da Fisioterapia... 35 Tabela 4.3: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação da Medicina...35 Tabela 4.4: Demanda diária de água pluvial da edificação Biomedicina...36 Tabela 4.5: Demanda diária de água pluvial da edificação Fisioterapia...36 Tabela 4.6: Demanda diária de água pluvial da edificação Medicina...36 Tabela 4.7: Demanda diária de água pluvial das três edificações do Cenário 2...37 Tabela 4.8: Dados de simulação do dimensionamento Cenário 1...37 Tabela 4.9: Simulação - Cenário 1...38 Tabela 4.10: Dados de simulação do dimensionamento Cenário 2...38 Tabela 4.11: Simulação Cenário 2...38 Tabela 4.12: Dimensionamento de tubulações Cenário 1...39 Tabela 4.13: Dimensionamento de tubulações - Cenário 2...39 Tabela 4.14: Dimensionamento da bomba Cenário 1...39

Tabela 4.15: Dimensionamento da bomba - Cenário 2...40 Tabela 4.16: Custos de instalação Cenário 1...40 Tabela 4.17: Custos de manutenção e operação Cenário 1...41 Tabela 4.18: Custos de instalação Cenário 2...41 Tabela 4.19: Custos de manutenção e operação Cenário 2...41 Tabela 4.20: Preços e reajustes da água para a categoria Pública...42 Tabela 4.21: Economia de água potável Biomedicina...43 Tabela 4.22: Economia de água potável Fisioterapia...43 Tabela 4.23: Economia de água potável Medicina...44 Tabela 4.24: Economia de água potável Cenário 2...44

LISTA DE ABREVIATURAS RAIN TOOLBOX SPAAP TMA VPL Rainwater Harvesting Artificial Intelligence Toolbox Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial Taxa Mínima de Atratividade Valor Presente Líquido

SUMÁRIO CAPÍTULO 1... 11 INTRODUÇÃO... 11 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA... 11 1.2 OBJETIVOS... 13 CAPÍTULO 2... 14 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 14 2.1 SISTEMA PREDIAL DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL (SPAAP)... 14 2.2.1 Componentes do Sistema... 14 2.2.2 Dimensionamento de reservatórios de SPAAP... 16 2.2 AVALIAÇÃO ECONÔMICA... 19 2.3 VIABILIDADE DO SPAAP... 21 CAPÍTULO 3... 25 MATERIAL E MÉTODOS... 25 3.2 DEFINIÇÃO DO ESTUDO DE CASO... 26 3.3 DEFINIÇÃO DA ESTRUTURA DE IMPLANTAÇÃO... 26 3.3.1 Cenários de Implantação... 26 3.4 DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS... 27 3.4.1 Oferta... 27 3.4.2 Demanda... 27 3.4.3 Dimensionamento do reservatório... 28 3.4.4 Dimensionamento da tubulação e bomba... 29 3.5 CÁLCULO DA VIABILIDADE ECONÔMICA... 29 3.5.1 Determinação dos custos... 29 3.5.2 Determinação das receitas... 30 3.5.3 Cálculo do Valor Presente Líquido... 30 3.8 ANÁLISE DOS RESULTADOS... 30 CAPÍTULO 4... 31 RESULTADOS E DISCUSSÃO... 31 4.1 ESTUDO DE CASO... 31 4.2 DESCRIÇÃO DOS CENÁRIOS DE IMPLANTAÇÃO... 31 4.2.1 Cenário 1 Sistema Individual... 31 4.2.2 Cenário 2 Sistema Coletivo... 32 4.3 DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS... 33

4.3.1 Oferta... 33 4.3.2 Demanda... 34 4.3.3 Dimensionamento dos reservatórios... 37 4.3.4 Dimensionamento da tubulação e bomba... 38 4.4 CÁLCULO DA VIABILIDADE... 40 4.4.1 Determinação dos custos... 40 4.4.2 Determinação das receitas... 42 4.4.3 Cálculo do Valor Presente Líquido... 44 4.5 ANÁLISE DOS RESULTADOS... 45 CAPÍTULO 5... 48 CONCLUSÃO... 48 REFERÊNCIAS... 50 ANEXOS... 54

CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Neste primeiro capítulo é apresentada a contextualização da temática deste trabalho, bem como a justificativa do estudo, além do objetivo. 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA A crescente urbanização provoca diversos problemas de caráter social, ambiental, econômico e de uso e ocupação do solo. Os problemas de coleta e transporte de resíduos, consumo de insumos naturais, poluição do ar, água e solo, entre outros, são exemplos de impactos ambientais originados pela urbanização. Nesse contexto, o equilíbrio de diversos sistemas ambientais é comprometido pelo processo de urbanização. Um exemplo são as alterações no ciclo hidrológico natural, o qual é afetado pelas externalidades oriundas deste processo. Segundo Tucci e Bertoni (2003, p.12): alterações devido a: O ciclo hidrológico natural é constituído por diferentes processos físicos, químicos e biológicos. Quando o homem entra dentro deste sistema e se concentra no espaço, produz grandes alterações que modificam dramaticamente este ciclo e trazem consigo impactos significativos (muitas vezes de forma irreversível) no próprio homem e na natureza. De acordo com Fritzen e Binda (2011), o ciclo hidrológico no meio urbano sofre impermeabilização do solo, remoção da vegetação, alterações morfológicas na topografia, obras de engenharia nos canais fluviais e deposição irregular de resíduos. Dentre estes, a impermeabilização e a retirada da cobertura vegetal são fatores que influenciam diretamente as condições naturais de infiltração e drenagem superficial das águas, acarretando problemas de inundações, assoreamento e erosão. Segundo Tundisi (2003a) a redução e a apropriação dos recursos hídricos em escala maior e mais rápida produz grandes alterações nos ciclos hidrológicos regionais como a elevação da taxa de evaporação, desequilíbrios no balanço hídrico e a diminuição do volume de rios e lagos. Essas alterações ocasionam impactos diretos na qualidade de vida da população, principalmente no que diz respeito ao abastecimento de água. Uma vez que ocorre o impedimento ou a redução da infiltração, a recarga dos reservatórios subsuperficiais ficam comprometidas, ocasionando a redução do volume de água necessário para a manutenção da vida e dos ecossistemas.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 12 Além disso, o volume que infiltrava e, por vezes, ficava retido nas plantas, passa a escoar na superfície ocasionando problemas como enchentes de áreas urbanas, bem como a degradação da água devido ao carreamento de poluentes presentes na superfície, requerendo investimentos em infraestruturas de micro e macrodrenagem. Em outra esfera, o aumento da população, ocasionado pela urbanização, eleva a demanda de água para o desenvolvimento das atividades socioeconômicas. De acordo com Tundisi (2003b), à medida que a economia foi se tornando mais complexa e diversificada, os recursos hídricos superficiais e subterrâneos foram ganhando variados usos. Além do doméstico e pessoal, a água ganha uso considerável também em atividades como por exemplo, agricultura, pecuária, indústria, recreação e turismo. Rebouças (2001) afirma que a demanda de água no mundo aumenta mais rapidamente do que a população, sob a pressão das mudanças dos hábitos de higiene e da necessidade de se alcançar uma produtividade cada vez maior de alimentos e de produtos industriais, principalmente. Diante deste cenário, torna-se necessário a busca pelo uso racional dos recursos naturais disponíveis assim como fontes alternativas de uso e consumo de água. No que diz respeito ao abastecimento de água, o reuso e o aproveitamento de água pluvial tem se tornado uma fonte alternativa de conservação de água. (SAUTCHUK et al., 2006). Embora essas alternativas sejam, majoritariamente, para fins não potáveis (lavagem de carros e pisos, descarga de bacias sanitárias, irrigação de jardins, etc), proporcionam uma redução significativa no consumo de água potável proveniente do sistema de abastecimento público acarretando uma economia considerável para o usuário (MARINOSKI, 2007). Em diversos países, essa economia de água é usualmente superior a 30%, dependendo de diversos fatores como demanda, área de telhado e precipitação (LIMA et al., 2011). Os benefícios provenientes da captação e consumo de água pluvial são significativos no que diz respeito ao escoamento superficial de água, uma vez que contribui para a redução do volume de água pluvial que seria lançado na rede pública, funcionando como uma medida estrutural de drenagem. Diante das vantagens apresentadas, o aproveitamento de água pluvial se mostra como uma forma de amenizar dois aspectos negativos da urbanização: escassez de água para abastecimento e a drenagem urbana. Apesar de ser uma prática usual, a garantia da qualidade desta água, o dimensionamento adequado do reservatório, o tipo de edificação, tipo do material da superfície de captação de água pluvial, o regime pluviométrico entre outros, são fatores limitantes para a viabilidade de um sistema de aproveitamento de água pluvial (CAMPOS, 2004).

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 13 De acordo com Maia e Minikowski (2009), o bom funcionamento de um sistema de aproveitamento de água pluvial depende da quantidade de água que pode ser captada e utilizada para o atendimento da demanda, sendo este atendimento função das características pluviométricas da região, da área impermeável de captação e do volume do reservatório de armazenamento. Visto que o custo do reservatório pode variar de 50% a 85% do custo total de um sistema de aproveitamento de água pluvial (TOMAZ, 2005), determinar o volume ótimo deste reservatório é fundamental para viabilidade técnico- econômica da implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial (SPAAP). Entretanto, algumas situações de projeto podem melhorar a qualidade do investimento. 1.2 OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo geral a análise econômica de implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial para edificações de um campus universitário verificando a qualidade econômica a partir do comparativo entre diferentes configuração de implantação.

CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo é apresentada uma revisão de literatura dos temas abordados no trabalho. São apresentadas pesquisas referentes à avaliação econômica de investimentos, algumas tipologias de sistemas de aproveitamento de água pluvial, os principais componentes e equipamentos, dimensionamento e análise de viabilidade destes sistemas. 2.1 SISTEMA PREDIAL DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL (SPAAP) Nesta seção são apresentados os elementos que compõem um SPAAP. Além disso também serão discutidos os métodos aplicados no dimensionamento de reservatórios deste sistema. 2.2.1 Componentes do Sistema A composição de um sistema de captação e aproveitamento de água pluvial relaciona-se, dentre alguns fatores, com os recursos disponíveis para implantação do sistema e com a finalidade de uso da água. Pode se dividir o sistema nos seguintes elementos: reservatório, elementos de transporte e elementos de tratamento. São elementos de transporte as calhas, condutores horizontais e condutores verticais. (HERNANDES; CAMPOS; AMORIM, 2004). Os elementos de tratamento são implantados no SPAAP com o objetivo de facilitar a operação e manutenção do sistema e/ou aprimorar a qualidade da água obtida. São eles: filtros, freios de água, bombas, esterilizadores, válvula de descarte do primeiro fluxo de chuva, entre outros (CAMPOS; ILHA; GRANJA, 2007). Para Campos e Amorim (2004), a área de captação é um ponto crítico do ponto de vista quantitativo e qualitativo. Sob o primeiro ponto de vista, influencia na quantidade possível de água a ser captada, sendo este um fator crucial para um dimensionamento correto do sistema. Já para aspectos qualitativos, a área de captação é um ponto crítico devido possíveis contaminações que pode ocorrer no sistema tanto devido ao próprio material constituinte desta área, quanto devido a sua exposição a poluentes, comprometendo a qualidade da água captada.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 15 Outro ponto crítico é a contaminação que pode ocorrer devido ao próprio material constituinte desta área e, também, devido a exposição da área a poluentes, comprometendo a qualidade da água captada. A coleta de água pluvial pode ser feita por meio de superfícies impermeabilizadas como pisos pavimentados, que apresentam uma grande quantidade possível de captação (MAY, 2004). Entretanto, os telhados destacam-se como o tipo principal de captação no uso residencial já que a NBR 15527 (2007) restringe-se ao uso de coberturas como áreas de captação. Vale ressaltar que a realização de manutenção e limpeza dos elementos de transporte reduz riscos de contaminação da água pluvial. De acordo com a NBR 15527 (ABNT, 2007) a manutenção em todo sistema de aproveitamento de água pluvial deve ocorrer frequentemente de acordo com a Tabela 2.1. Tabela 2.1: Frequência de Manutenção. Fonte: ABNT, 2007 Componente Dispositivo de descarte de detritos Dispositivo de descarte de escoamento inicial Calhas, condutores verticais e horizontais Dispositivo de desinfecção Bombas Reservatório Frequência de manutenção Inspeção mensal Limpeza trimestral Limpeza mensal Semestral Mensal Mensal Limpeza e desinfecção anual Segundo Campos (2004), o que determina a eficiência destes elementos é o dimensionamento adequado seguindo a NBR 10844 (ABNT, 1989) que dispõe sobre Instalações prediais de águas pluviais, permitindo reduzir riscos na perda de água por extravasamento. Além do dimensionamento adequado, a manutenção constante é outro fator que contribui com a eficiência do sistema, pois além de reduzir riscos de contaminação, reduz entupimentos, contribuindo com a melhor qualidade da água captada. De acordo com Annecchini (2005), o reservatório é o componente mais oneroso do sistema e seu custo varia de acordo com o tipo e a dimensão do mesmo e devem ser construídos com material inerte, evitando assim uma possível contaminação da água armazenada. Podem ser construídos com materiais como plásticos, fibra de vidro, concreto, argamassa armada, alvenaria, madeira, ferro galvanizado entre outros. Além de ser determinante no custo do sistema, o material empregado no projeto de reservatórios é importante por assegurar uma qualidade mínima da água captada, garantindo assim a eficiência do mesmo (UNEP, 2002).

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 16 Os reservatórios de água pluvial devem ser construídos com material inerte, evitando assim uma possível contaminação da água armazenada. Podem ser construídos com materiais como plásticos, fibra de vidro, concreto, argamassa armada, alvenaria, madeira, ferro galvanizado entre outros. Além de ser determinante no custo do sistema, o material empregado no projeto de reservatórios é importante por assegurar uma qualidade mínima da água captada, garantindo assim a eficiência do mesmo (UNEP, 2002). 2.2.2 Dimensionamento de reservatórios de SPAAP Um ponto crucial a ser considerado na implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial é o dimensionamento do reservatório, por ser o componente mais representativo, tanto do ponto de vista técnico como econômico (CAMPOS, 2012). Além disso, segundo Rupp, Munarim e Ghisi (2011), é o principal fator de influência na confiabilidade do sistema, ou seja, desempenha um papel importante em evitar ocorrências em que a quantidade de água no reservatório é insuficiente para atender à demanda. O dimensionamento deve buscar a obtenção de um volume otimizado que atenda às necessidades de demanda e que considere a relação custo/benefício. Uma vez que o reservatório seja superdimensionado acarretará maiores gastos de implantação e manutenção do sistema e requerendo maior área no terreno. Caso seja subdimensionado, o sistema não suprirá adequadamente a demanda estimada, tornando o sistema tecnicamente inviável (ANNECCHINI, 2005; AMORIM; PEREIRA, 2008). Dessa forma, o dimensionamento de um reservatório depende de fatores como: demanda de água pluvial, áreas de captação, precipitação pluviométrica e custos totais de implantação (BRAGA, 2008). A demanda de água pluvial está relacionada com a utilização que será feita da água captada. De acordo com a NBR 15527 (ABNT,2007), que dispõe sobre o aproveitamento de água pluvial de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis, a água captada pode admitir usos como: descargas em bacias sanitárias, irrigação de gramados e plantas ornamentais, lavagem de veículos, limpeza de calçadas e ruas, limpeza de pátios, espelhos d água e usos industriais. Campos (2012) estima a demanda para uso não potável interno e externo que pode ser suprida por água pluvial, de acordo com a Tabela 2.2.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 17 Tabela 2.2: Estimativa da demanda de água pluvial para usos não potáveis em edifícios. Uso de água potável Descarga de bacias sanitárias Fonte: Campos (2012) Volume - 6,8 L/descarga (bacias com volume único); - Até 4,5 e 6,8 L/descarga (bacias de duplo acionamento) Frequência de uso/ realização da atividade - Residencial: 5 a 8 usos/ pessoa.dia; - Comercial: 3 usos/ pessoa.dia Lavagem de pisos 1 a 2 L/m² Residencial: 1 lavagem/ semana Irrigação de jardins 1 a 2 L/m² Residencial: 1 irrigação a cada 2 dias, dependendo da época do ano. Os métodos empregados para o dimensionamento de reservatórios para o aproveitamento de água pluvial, os quais variam em complexidade e grau de sofisticação, podem ser classificados, de acordo com o cálculo, em métodos gráficos, métodos práticos, métodos baseados no diagrama de massas, métodos de simulação (LIAW; TSAI, 2004). Quanto à utilização dos dados e apresentação dos resultados, podem ser estocásticos e determinísticos. Os métodos estocásticos utilizam o cálculo da probabilidade de ocorrer falha em um dado evento; os métodos determinísticos abordam os resultados de forma única, baseados em séries históricas (BRAGA, 2008). Dentre os métodos determinísticos podem ser citados, o método de Rippl, método Azevedo Neto, método prático inglês e o método prático australiano, estes sugeridos pela NBR 15527 (ABNT, 2007). De acordo com Campos (2012), para sistemas prediais de aproveitamento de água de chuva, no Brasil tem-se utilizado com maior frequência o método baseado no diagrama de massas, mais especificamente o método de Rippl. Entretanto, Ghisi, Tavares e Rocha (2009) relatam que tal método resulta em reservatórios superdimensionados, por ser um método indicado para regularização de vazão em rios. Atualmente foram desenvolvidos programas computacionais para o dimensionamento do reservatório. Dentre os modelos computacionais utilizados para o dimensionamento de reservatório de SPAAP, Campos (2012) descreve o processo teórico referente à ferramenta Rainwater Ravesting Artificial Intelligence Toolbox (Rain Toolbox) que determina o volume de armazenamento de sistemas de captação de água pluvial em função da otimização da função do VPL. A ferramenta proposta apresenta uma técnica de otimização denominada Particle Swarm Optimization ( otimização por enxame de partículas ), possibilitando a maximização do valor presente líquido do investimento para a construção do reservatório do sistema de aproveitamento de água pluvial, complementando a análise do seu comportamento em relação à demanda e oferta de água pluvial. Além disso, devido a sua flexibilidade e modelagem aberta, a ferramenta possibilita a inserção de outras variáveis importantes para avaliar a qualidade de investimentos em sistemas de aproveitamento de água pluvial.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 18 Ghisi, Tavares e Rocha (2009) propõem o programa computacional denominado Netuno, onde a partir da demanda de água potável, que pode ser fixa ou variável ao longo do tempo, estima-se a porcentagem de água potável a ser substituída por água pluvial. Em seguida, com a entrada dos dados pluviométricos e da área de captação, o programa determina o volume do reservatório, em função da diferença de potencial de economia de água potável. O algoritmo desta ferramenta considera dados diários de precipitação e demanda, que são inseridos no programa por meio de um arquivo externo no formato CSV (Valores Separados por Vírgulas) e de vetor-coluna, ou seja, um dado por linha. Após inserido o vetor com os dados de precipitação, o número de registros é preenchido automaticamente de acordo com a quantidade de dados de precipitação existente no arquivo. Em seguida, inserese a data de início da série pluviométrica e o descarte da precipitação inicial. A Figura 2.1 apresenta a interface da ferramenta com as entradas de dados. Figura 2.1: Interface da ferramenta Netuno. Fonte: Ghisi e Cordova (2014). O resultado da simulação, para este caso, será um gráfico de potencial de economia de água potável em função dos diversos volumes do reservatório inferior. Além

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 19 disso é possível também gerar gráficos de consumo de água pluvial, volume extravasado e atendimento da demanda de água pluvial. 2.2 AVALIAÇÃO ECONÔMICA A tomada de decisão sobre um determinado investimento necessita, sobretudo, da análise da qualidade econômica do mesmo. Dessa forma, é necessário compreender este conceito e as variáveis que o delimitam para que seja possível determinar o real potencial de retorno do investimento. Os métodos mais comuns para avaliação econômica analisam a relação custo benefício de um investimento e são baseados no fluxo de caixa descontado, tais como: o Método do Valor Presente Líquido, o Método da taxa interna de retorno e o payback (CAMPOS, 2012). A valoração do dinheiro ao longo do tempo é a base para a metodologia do fluxo de caixa descontado, onde é considerada a somatória de todos os valores de entrada e saída de um investimento. De acordo com Kassai et al. (2000), no Fluxo de Caixa Descontado, os valores encontram-se todos descontados para a data presente por meio de uma taxa de desconto definida para o investimento. Geralmente, esta é a Taxa Mínima de Atratividade (TMA) para o investimento, ou seja, é a taxa de juros referente à rentabilidade mínima aceitável de qualquer aplicação financeira (HAUSER, 2005). Na Figura 2.2, exemplifica-se um fluxo de caixa de um investimento em um sistema de aproveitamento de água pluvial, utilizado em Campos (2012). Observa-se neste fluxo de caixa: investimento inicial; saídas: custos de manutenção mensais, bimestrais, semestrais e anuais; entradas: economias, em termos mensais, geradas pelo consumo de água pluvial na edificação.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 20 Figura 2.2: Exemplo de Fluxograma empregado para a determinação do VPL de um SPAAP. E Entrada mensal proveniente da economia na conta d água; n = número de meses da vida útil, i = tarifa de reajuste. Fonte: Campos (2012). No Método do Valor Presente Líquido todos os valores de fluxo de caixa sejam de entrada, saída e saldo são trazidos para uma única data, descontando a TMA (GREER; KOLBE, 2003). Para o cálculo do Valor Presente Líquido (VPL), utiliza-se a seguinte equação: n VPL= 0 F n (1+i) -n (2.1) Onde: Fn entrada ou saída do fluxo de caixa no instante n ; i taxa de desconto, que será igual a Taxa Mínima de Atratividade n número de meses da vida útil. Van Groenendall (1998) considera o Método do Valor Presente Líquido como um dos principais indicadores para a tomada de decisões, sendo, em princípio, atendido o critério de viabilidade econômico-financeira quando o VPL é positivo, o que sugere que as entradas de capital no fluxo de caixa são superiores às saídas. Para Oliveira (1982) a taxa interna de retorno de um projeto é a taxa de juros para a qual o valor presente das receitas torna-se igual ao dos desembolsos. Deverá ser utilizada para que os valores presentes de entrada e saída de um determinado fluxo se igualem. Dessa forma, para que um investimento se torne viável a taxa interna de retorno deve ser maior que a taxa mínima de atratividade. Outro método de avaliação econômica é o payback, que de acordo com Abensur (2012), determina o tempo necessário ou o prazo de retorno para recuperar os recursos investidos em um período. Neste método, o investimento se apresenta viável quando o payback é inferior ao tempo limite estabelecido pelo investidor.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 21 Embora o cálculo do payback seja simples e rápido, este não considera o valor do dinheiro no tempo. Monteiro (2003) argumenta que está deficiência neste método pode ser amenizada por meio do cálculo do payback atualizado, que considera o espaço de tempo entre o início de projeto e o momento quando os fluxos de caixa trazidos a valor presente tornam-se positivos, ou seja, considerando os fluxos de caixa descontados do investimento. Para avaliação da qualidade econômica de investimentos deve-se buscar a metodologia que apresente simplicidade na obtenção de dados e que apresente um resultado possível de comparação. Assim, dentre os métodos apresentados anteriormente o do VPL se torna o mais aplicável para esta avaliação requerida neste trabalho. Ainda de acordo com Monteiro (2003) as principais vantagens de utilização deste método são: utiliza o fluxo de caixa descontado, reconhece o valor do dinheiro no tempo e possibilita a comparação entre dois projetos de investimentos. 2.3 VIABILIDADE DO SPAAP O estudo de viabilidade econômico-financeira visa caracterizar um empreendimento que proporcione um lucro aos investidores ao final do negócio, buscando evitar saldos negativos e proporcionando, consequentemente, um fluxo de caixa positivo em qualquer momento do empreendimento. No entanto, além de aspectos econômicos e financeiros esta análise deve considerar também os fatores técnicos que influenciam na qualidade dos indicadores do resultado final do empreendimento (SILVA, 1995). O volume do reservatório, a demanda de água pluvial, a área de captação, o reajuste tarifário, o regime pluviométrico e a qualidade da água captada, que interfere no custo de tratamento, são fatores técnicos inerentes ao SPAAP e que devem ser considerados na análise de viabilidade. Além disso, a análise deve avaliar também a qualidade da água armazenada. Assim, diversos estudos foram realizados observando a sensibilidade destes fatores. Campos e Amorim (2005) analisaram o custo de implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial para uma edificação residencial multifamiliar na cidade de São Carlos. A área de captação utilizada foi o telhado, possuindo um total de 630 m². O volume total útil da cisterna era de 14,5 m³, sendo que deste total, 9 m³ são para armazenamento, 1m³ para o reservatório superior e os outros 4,5 m³ restantes funcionarão como combate a enchentes. A demanda mensal de água não potável para esta edificação foi estimada em 7,27 m³ /mês. Em relação aos benefícios obtidos, estima-se que o edifício sem o aproveitamento consuma cerca de 798 m³/mês de água potável. Com a implantação do sistema, haverá uma

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 22 redução de 7,3 m³ por mês da demanda potável, contribuindo para uma redução de R$ 37,41 na conta do condomínio. Com a amortização deste valor, à taxa de 1% mensal, na quantia teoricamente investida, ter-se-ia um payback atualizado em torno de 10 anos e 6 meses, o que pode ser desinteressante para alguns investidores, uma vez que sistemas como este tem tido vida útil em torno de 20 anos (CAMPOS, 2012). Contudo, a análise de viabilidade não deve ser realizada considerando apenas esta variável, visto que o payback atualizado, além de não mensurar a qualidade econômica do investimento, apresenta apenas uma análise superficial do investimento. Visando aprimorar a confiabilidade dessa análise, diversos estudos foram realizados considerando também as variáveis técnicas como o volume do reservatório, a demanda e o reajuste tarifário de água. Campos et al. (2007) realizaram um estudo da implantação de um SPAAP para uma edificação residencial multifamiliar no município de Campinas, com demanda mensal de 7,5 m³. Para a avaliação econômica foi considerando o payback atualizado, o VPL e a TIR. A avaliação da viabilidade econômica foi efetuada considerando-se os seguintes cenários: três volumes de cisterna (5, 10 ou 15 m³), as tarifas mínimas, médias e máximas observadas entre o ano de 2001 e 2006 e dois períodos para a vida útil do sistema: 10 anos e 20 anos. Nesse estudo, observou-se que para a grande maioria dos cenários, o investimento não foi atrativo, quer seja pela análise do VPL como da TIR, com exceção da situação em que o aumento anual seria de 19,71% e vida útil do sistema de 20 anos. Nota-se que a incorporação de mais variáveis nesta análise proporciona uma avaliação mais completa do sistema quando se estabelece cenários variáveis de acordo com o tempo de vida útil, os reajustes tarifários e o volume do reservatório, obtém-se diferentes valores de VPL e TIR que permitem a escolha do cenário mais atrativo ou a decisão por não realizar o investimento. O estudo de Morales-Pinzón et al. (2014) analisa a viabilidade econômica de substituir água potável por água pluvial em máquinas de lavar roupas em Portugal. Como objeto de estudo, analisaram algumas cidades, incorporando diversas variáveis e diferentes escalas urbanas, sendo: duas casas individuais, grupo de oito casas individuais, apartamento de um edifício e grupo de apartamentos. O dimensionamento do reservatório incorporou variáveis como a precipitação, a área de captação, a demanda e também o tipo de telhado da área de captação e para a análise de viabilidade foi considerada uma vida útil do sistema de 50 anos Para a avaliação econômica, os autores consideraram o VPL, o Retorno do Investimento, a Relação Custo-Benefício e o payback. Considerou-se uma taxa de desconto de 5% e uma inflação anual para os preços da água, energia e custos de 3%. Neste estudo

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 23 considerou-se ainda que os custos de manutenção e operação eram de 2% em relação ao investimento inicial e foi aplicado durante 5 anos (MORALES-PINZÓN, 2014). Dessa forma, cidades como Toledo, que apresenta baixa precipitação anual e baixos preços de água, apresentaram VPL negativo para o grupo de casas individuais. Os melhores resultados foram obtidos para a implantação em grupos de apartamentos onde a precipitação variava de 400 a 700 mm/ano e o reajuste tarifário da água era maior que 5%. Neste caso, o VPL variou de 29300 a 50400 euros com um período de retorno de, aproximadamente, 6 anos. Yoshino et al. (2013) analisaram um estudo da implantação de um SPAAP em banheiros coletivos da Universidade Federal do Pará, um no campus I e outros no campus II da universidade, ambos localizados no município de Belém PA. Para avaliação econômica do foi considerado payback descontado e o VPL. A avaliação foi efetuada considerando uma área de captação igual a 253,82 m², referente a área de telhado e igual para os dois banheiros, demanda mensal de 157,25 m³ para o banheiro do campus I e 254,5 m³ para o banheiro do campus II, precipitação média anual de aproximadamente 2970 mm, custos de energia para funcionamento do sistema, taxa mínima de atratividade igual a 13,28% ao ano, sendo está o valor adotado referente soma da remuneração sobre o capital e o custo de oportunidade. O período de vida útil do sistema em estudo foi de 20 anos. O dimensionamento do reservatório resultou em um volume de 123 m³ tanto para o campus I, quanto para o campus II, capazes de atender a demanda dos banheiros. Entretanto, para este estudo foi adotado uma confiabilidade do sistema igual 75% o que resultou em reservatórios de 70 m³. A confiabilidade adotada indica que o sistema foi considerado tolerável, com probabilidade de falha de apenas 25%. Utilizando o volume de 70 m³ para os reservatórios, foi possível atender 38,88% da demanda do campus I e 16,53% da demanda do campus II, representando uma economia no consumo de água potável de 28,80% no banheiro coletivo do campus I e 15,24% no banheiro coletivo do campus II. Entretanto, ao analisar os aspectos econômicos o investimento não se mostrou atrativo levando em conta o período de retorno do sistema para um tempo de vida útil de 20 anos. Para o campus I o SPAAP apresentou um VPL de R$ 36.562,13 e o do campus II um VPL de R$ 39.096,14. Silva, Sousa e Carvalho (2015) realizaram um estudo em Portugal nas cidades de Porto e Almada com o intuito de analisar a viabilidade da implantação de um SPAAP em residências unifamiliares. O sistema abasteceria apenas usos não potáveis como descargas de bacias sanitárias, lavagem de piso e irrigação de jardins. Além disso, observaram a sensibilidade de

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 24 variáveis como precipitação e o volume do reservatório frente à economia de água e o payback. Em relação à área de captação, os autores adotaram três valores diferentes (A = 78,6 m², B = 103,4 m² C = 131,4 m²) para analisar a influência deste parâmetro frente às demais variáveis. Para a análise de custos, foram considerados custos de instalação, bombeamento e o custo do reservatório, incorporando a esta análise as taxas de água. O volume do reservatório foi definido com base na disponibilidade de mercado, objetivando determinar o mínimo período de retorno e não foi estabelecido um critério de dimensionamento. A eficiência do sistema foi analisada considerando a relação água captada x água da chuva disponível. O estudo demonstra que este indicador aumenta com a capacidade do reservatório e diminui com a área de coleta, sendo este resultado aceitável, uma vez que, o aumento da área de coleta proporciona maiores derramamentos da água da chuva disponível para coleta. Por outro lado, o aumento da área de captação e do volume do reservatório culminam em maiores poupança de água. Em outro aspecto, observou-se que, em Almada, o período de retorno é maior quando comparado a Porto. Os autores demonstram que, o payback está diretamente ligado com os valores de taxa de água, já que em Almada estes são menores. Dessa forma, a análise de sensibilidade mostrou que, para as cidades analisadas, um aumento de 50% nas taxas de água levam a uma diminuição de 35% do período de retorno. Diante do exposto, a viabilidade econômica do sistema de aproveitamento de água pluvial é uma análise pontual e, segundo Dornelles (2012) é obtida especificamente para cada local de aproveitamento, para as características particulares do sistema e deve-se evitar a generalização de resultados pontuais para regiões ou outros países. Dessa forma, as metodologias de análise de viabilidade não excluem a avaliação específica para cada cenário com variáveis e resultados bem definidos.

CAPÍTULO 3 MATERIAL E MÉTODOS Neste capítulo são apresentados os procedimentos e análises necessárias para o cumprimento do objetivo deste trabalho. A metodologia foi dividida nas etapas demonstradas na Figura 3.1. Figura 3.1: Fluxograma da metodologia de pesquisa.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 26 3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Nesta etapa foi realizada a revisão de literatura para compreensão do conteúdo deste trabalho por meio do levantamento de estudos e pesquisas que abordam a temática do aproveitamento de água pluvial como alternativa de investimento. O conteúdo teórico, referente ao dimensionamento do reservatório de água pluvial e as variáveis intrínsecas a este processo, foi embasado pela metodologia proposta por Rocha (2014). Dessa forma, por meio da determinação de parâmetros e métodos de análise de viabilidade, o produto desta etapa foi a determinação de um modelo de dimensionamento do reservatório, as variáveis inerentes à análise de viabilidade e influência da configuração do sistema na viabilidade de um investimento. 3.2 DEFINIÇÃO DO ESTUDO DE CASO O estudo de caso deste trabalho analisou a viabilidade econômica de implantação de um SPAAP para usos não potáveis. Seguindo a linha de pesquisa proposta por Campos (2012), a área de estudo abordou edificações da Universidade Federal de Goiás, localizadas em Jataí, no campus Jatobá. Para a escolha dos prédios, levou-se em consideração os seguintes critérios: Disponibilidade de informações foram escolhidas as edificações que dispunham de projetos arquitetônicos, estruturais e hidráulicos de livre acesso. Além disso, estas edificações apresentaram possibilidade de desmembramento para a implantação do SPAAP. Viabilidade técnica as edificações escolhidas apresentaram uma oferta de água capaz de atender ao perfil de consumo e condições de aproveitamento de água de chuva adequadas ao uso de água não potável. 3.3 DEFINIÇÃO DA ESTRUTURA DE IMPLANTAÇÃO reservatórios. Nesta etapa foram definidos os cenários de implantação e o posicionamento dos 3.3.1 Cenários de Implantação A implantação do SPAAP foi definida para dois cenários:

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 27 Cenário 1 - Sistema Individual Neste cenário, os prédios de aula escolhidos apresentarão reservatórios de água pluvial individualizados. Ou seja, cada edificação será abastecida por seu próprio reservatório. Cenário 2 - Sistema Coletivo Neste cenário, a demanda de água pluvial de todos os prédios será suprida por um único reservatório coletivo inferior. 3.3.2 Posicionamento dos reservatórios A localização dos reservatórios (individuais e coletivo) levou em consideração a topografia e o menor gasto com tubulações. 3.4 DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS 3.4.1 Oferta Para a estimativa da oferta foi feita uma análise das características do regime pluviométrico da área de estudo. As séries pluviométricas foram de 20 anos com dados diários, obtidas por meio do banco de dados do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico (AGRITEMPO, 2015). Foram avaliadas nestas séries as médias diárias mensais, dias de estiagem e frequência de ocorrência. 3.4.2 Demanda Para ambos os cenários, a demanda de água não potável é variável ao longo dos meses e foi estimada a partir das seguintes variáveis: - Determinação da área de captação de água pluvial: foi obtida conforme as diretrizes da NBR 10844 (ABNT, 1989). - Quantificação dos usuários: para contabilizar os usuários foram considerados apenas a quantidade de alunos que frequentam cada edificação, visto que a unidade de medida do indicador de consumo referente à descarga de bacias sanitárias é medida em descarga/aluno/dia. O levantamento do número de alunos foi obtido através da quantificação estimada de alunos por m² de área. No Cenário 2, os usuários correspondem à soma dos alunos de cada um dos prédios. - Determinação da frequência de uso: foi determinada a partir de indicadores correspondentes à tipologia da edificação, apresentados na Tabela 3.1.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 28 Tabela 3.1: Indicadores de consumo para edificação escolar. Fonte: Campos (2012). Indicadores para demanda diária de água para os usos considerados Descarga de bacia sanitária: 0,9 descarga/aluno/dia, com volume total de 6,8 L/descarga; Irrigação de jardim: 1L/m² 3 vezes por semana; Lavagem de pisos: 0,5 L/m² com pano e balde de segunda a sexta e 1,0 L/m² com balde e rodo aos sábados. - Levantamento da demanda de água não potável: após definir que os usos não potáveis seriam referentes a irrigação de jardim, lavagem de pisos e descarga de bacia sanitária, levantou-se o volume de água pluvial a ser consumido, cujos valores foram obtidos a partir de indicadores de consumo. O cálculo da demanda corresponde à soma diária do volume necessário para suprir todos os usos considerados. No Cenário 1, o cálculo da demanda foi feito para cada edificação, separadamente. No Cenário 2, a demanda corresponde à soma das demandas do Cenário 1. 3.4.3 Dimensionamento do reservatório Para o dimensionamento do reservatório de água pluvial de ambos os cenários utilizou-se a ferramenta Netuno e alguns dos dados de entrada estão descritos a seguir: - Precipitação diária média da série pluviométrica: os dados foram inseridos no programa por meio de um arquivo externo no formato CSV (Valores Separados por Vírgulas) e de vetor-coluna, ou seja, um dado por linha. Após inserir o vetor com os dados de precipitação, o número de registros foi preenchido automaticamente de acordo com a quantidade de dados de precipitação existente no arquivo. - Data de início da série: data do primeiro dia do ano de início da série. - Descarte inicial de precipitação: foi definido 1 mm. - Área de captação: foram inseridos os valores correspondentes às áreas de captação de cada cenário. - Demanda total de água: correspondeu apenas à demanda de água para usos não potáveis. - Percentual da demanda total a ser substituída por água pluvial: representou a porcentagem da demanda de água que deseja-se suprir por água pluvial. - Coeficiente de escoamento superficial: representou o percentual do volume total de precipitação que é coletado pelo sistema de água pluvial, desconsiderando as perdas por absorção e evaporação ao atingir a superfície de captação. - Determinação do volume do reservatório superior: correspondeu a 40% da demanda diária máxima.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 29 - Determinação da tipologia e o intervalo da simulação do reservatório inferior: foi escolhida a tipologia de simulação para reservatórios com diversos volumes; e o intervalo de simulação foi definido aleatoriamente. No Cenário 2, as entradas de dados do Netuno foram as mesmas do Cenário 1, com exceção da área de captação e demanda total de água, cujos dados referem-se à soma dos valores do Cenário 1. 3.4.4 Dimensionamento da tubulação e bomba Nesta etapa, foram definidas 4 categorias de tubulações para serem dimensionadas: - Subsistema de coleta de água pluvial: condutores verticais, calhas e condutores horizontais. - Subsistema de alimentação do reservatório superior: coluna de recalque. - Subsistema de distribuição de água não potável: barrilete, ramal e coluna de distribuição Para o dimensionamento das bombas, no Cenário 1, foram calculadas as alturas manométricas e vazão de recalque, para cada edificação. No Cenário 2, foi considerado o maior valor de altura manométrica entre as três edificações e a vazão correspondeu à soma das vazões de recalque do Cenário 1. A potência da bomba foi obtido por meio de ábacos que correlacionavam essas duas variáveis. 3.5 CÁLCULO DA VIABILIDADE ECONÔMICA 3.5.1 Determinação dos custos Nesta etapa, foi realizado o levantamento dos custos de instalação e manutenção, visando a determinação da função custo do SPAAP. A descrição dos serviços e materiais foi baseada nas planilhas orçamentárias dos projetos realizados pelo CEGEF. Levantou-se os custos referentes à mão de obra, material e custos de operação e manutenção, cujos valores de referência foram os catálogos de composições oneradas do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI,2015), da Agência Goiana de Transportes e Obras (AGETOP,2014) ou obtidos por meio de cotação. Também foi determinada a periodicidade de manutenção do sistema.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 30 3.5.2 Determinação das receitas A determinação das receitas do investimento foi realizada considerando as economias geradas pela redução do consumo de água potável através da substituição desta por água pluvial. O valor da redução do consumo de água potável foi obtido pela porcentagem de substituição desta por água pluvial obtida na utilização do programa Netuno, considerando a tipologia da edificação e a faixa de consumo, descontando as tarifas de esgoto e afastamento. Ao multiplicar este valor pela tarifa da concessionária de água e esgoto, SANEAGO, obtevese a receita mensal do sistema. Vale salientar que considerou-se que a tarifa de água sofrerá reajustes idênticos aos praticados pela SANEAGO nos últimos 20 anos. 3.5.3 Cálculo do Valor Presente Líquido O cálculo do VPL foi feito a partir do fluxo de caixa descontado, onde as entradas e saídas foram trazidas para o momento inicial do investimento, descontando a Taxa Mínima de Atratividade obtida conforme apresentada na revisão de literatura sugerida por Campos (2012). Considerou-se no cálculo: - Investimento inicial; - Saídas: custos de manutenção mensais, bimestrais, semestrais e anuais; - Entradas: economias, em termos mensais, geradas pelo consumo de água pluvial na edificação. Para a construção do fluxo de caixa, a duração do projeto levou em consideração o tempo de vida útil do reservatório, que foi determinado de acordo com a NBR 15575 (ABNT, 2010), após a definição do material do reservatório. 3.8 ANÁLISE DOS RESULTADOS A partir dos resultados foi feita a comparação do VPL obtido para cada cenário analisado, com o intuito de verificar a influência da configuração, individual ou coletiva, na viabilidade de implantação do sistema.

CAPÍTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Neste capítulo será apresentado: o estudo de caso, a descrição dos cenários de implantação, o dimensionamento dos sistemas, o cálculo da viabilidade e a análise dos resultados. 4.1 ESTUDO DE CASO Para a análise da viabilidade de implantação do SPAAP, foram utilizadas três edificações da Universidade Federal de Goiás (UFG), Campus Jatobá, em Jataí-GO. A escolha deste campus foi motivada pelo fato de já existir trabalhos anteriores que abordaram a temática da implantação de um SPAAP. Após o estudo de projetos disponíveis no Centro de Gestão do Espaço Físico da UFG (CEGEF), selecionou-se os prédios referentes às Faculdades de Biomedicina, Fisioterapia e Medicina, que foram escolhidos por apresentarem informações à nível arquitetônico, estrutural e hidráulico e por estarem todas em fase de projeto. Além disso, apresentaram estruturas de captação e abastecimento de água não potável dimensionadas e disponíveis para serem implantadas separadas do sistema de abastecimento de água potável. 4.2 DESCRIÇÃO DOS CENÁRIOS DE IMPLANTAÇÃO Visando analisar a configuração mais viável para a implantação de um SPAAP, foram definidos dois cenários: um sistema individual e um sistema coletivo. 4.2.1 Cenário 1 Sistema Individual O Cenário 1 refere-se à implantação do sistema individual de aproveitamento de água pluvial. Neste cenário, as edificações escolhidas (Faculdade de Biomedicina, Faculdade de Fisioterapia e Faculdade de Medicina) possuirão seus próprios reservatórios. Para ambos os cenários, a localização dos reservatórios inferiores levou em consideração a topografia, para que o transporte da água captada fosse feito por gravidade, e o menor gasto com tubulações e junções. No Cenário 1, o dimensionamento dos reservatórios foi individualizado e o volume de reservação atenderá à demanda específica de cada prédio.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 32 4.2.2 Cenário 2 Sistema Coletivo Neste Cenário, foi considerado apenas um reservatório inferior que irá abastecer os reservatórios superiores de todas as edificações analisadas. Dessa forma, toda água pluvial captada nas áreas de cobertura de cada prédio será transportada para este reservatório coletivo, e a demanda a ser suprida refere-se à soma das demandas não potáveis de cada uma das edificações. No Cenário e, para a escolha do melhor local, foram determinados quatro pontos (Figura 4.1) localizados ao longo da curva de nível mais próxima das três edificações e, cuja cota fosse inferior à cota dos condutores horizontais localizados no térreo, proporcionando o transporte por gravidade. Figura 4.1: Croqui de determinação do posicionamento do reservatório inferior Cenário 2. Por fim, escolheu-se o Ponto 4 que apresentou menor distância entre os três prédios, significando em menor gasto com tubulações e junções.

Precipitação média mensal (mm) Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 33 4.3 DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS 4.3.1 Oferta O banco de dados do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico (AGRITEMPO, 2015) possibilita o acesso a diversas características meteorológicas de todo Brasil. Neste trabalho foram utilizados dados de precipitação média diária e mensal referentes a Estação Meteorológica Jataí JATAI/INMET:01/11/78 14/05/2015 localizada dentro do Campus em estudo. As séries pluviométricas foram de 20 anos, com início em 01/01/1994 e término em 31/12/2014. Vale salientar que a distribuição da chuva ao longo do tempo exerce maior influência sobre volume a ser reservado do que a quantidade de chuva ao longo período chuvoso. Em Jataí, o período de estiagem se inicia no mês de Abril e se estende até Agosto e a estação chuvosa compreende os períodos de Setembro e Março, como pode ser observado na Figura 4.2. Figura 4.2: Precipitação média anual do município de Jataí. 300 250 239.33 228.49 264.81 263.17 200 204.27 150 100 126.10 122.03 50 0 47.38 56.63 20.21 6.39 12.29 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Historicamente, a série apresentou um número máximo de 133 dias de estiagem, que ocorreu apenas uma vez, em Outubro de 1995. Verificou-se que cerca de 90% dos períodos entre duas precipitações consecutivas contemplam aproximadamente 48 dias. E o evento com maior número de ocorrência correspondeu ao período de 4 dias de estiagem.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 34 4.3.2 Demanda A demanda diária de água pluvial foi estimada em função dos usos atendidos: irrigação de jardins, lavagem de pisos e descargas de bacias sanitárias. Devido as edificações serem do tipo escolar, o levantamento da demanda foi feito de acordo com as atividades realizadas em cada edificação. Para as edificações da Biomedicina e Medicina, foram considerados dois períodos: - Período letivo, compreendeu os meses de março a junho, primeira quinzena de julho, de agosto a novembro e os primeiros 20 dias de dezembro. Neste período, a demanda foi calculada considerando 100% dos usuários para todos os usos definidos; - Período de recesso: compreendeu os demais dias do ano. Para os meses de janeiro, fevereiro e a segunda quinzena de julho, a demanda para descarga de bacia sanitária foi calculada considerando que apenas 20% dos usuários utilizariam o prédio. A demanda para irrigação e lavagem de piso se manteve constante. Nos últimos 11 dias do mês de dezembro, considerou-se apenas a irrigação de jardim e lavagem de piso para o cálculo da demanda. A edificação da Fisioterapia além de ser um prédio de aulas, também realiza consultas à comunidade, portanto o período de recesso desta edificação compreende apenas aos últimos 11 dias do mês de dezembro, onde considerou-se nulo o gasto de água pluvial para descarga de bacia sanitária. Para os demais usos, como irrigação de jardim e lavagem de piso, foi mantida a demanda constante ao longo de todo o ano. Nas Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3 são apresentados: os indicadores de consumo de água para os usos considerados, caracterização das 3 edificações compreendendo a quantidade de sanitários, áreas de jardim e de lavagem de piso e a quantidade de usuários ao longo do ano. Tabela 4.1: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação da Biomedicina. Caracterização - Edificação da Biomedicina População Edifício de uma instituição de ensino superior; com um único 1 pavimento que possui dois banheiros individuais, sendo um feminino e um masculino, e dois banheiros coletivos, feminino e masculino; Todos os banheiros possuem bacia sanitária com válvula de descarga. Área de jardim: 1.949,13 m² Área de lavagem de piso: 1.011,65 m² Período letivo: 158 usuários de segunda a sexta e aproximadamente 30 usuários aos sábados. Período de recesso: aproximadamente 30 usuários de segunda a sábado, exceto nos últimos 11 dias do mês de dezembro, sendo nulo o número de usuários.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 35 Tabela 4.2: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação da Fisioterapia. Caracterização - Edificação da Fisioterapia População Edifício de uma instituição de ensino superior; com um único 1 pavimento que possui quatro banheiros coletivos: dois femininos e dois masculinos; Todos os banheiros possuem bacia sanitária com válvula de descarga. Área de jardim: 310,89 m² Área de lavagem de piso: 894,67 m² Período letivo: 106 usuários de segunda a sexta e aproximadamente 30 usuários aos sábados. Período de recesso: aproximadamente 20 usuários de segunda a sábado, exceto nos últimos 11 dias do mês de dezembro, sendo nulo o número de usuários. Tabela 4.3: Dados considerados na estimativa da demanda na edificação da Medicina. Caracterização - Edificação da Medicina População Edifício de uma instituição de ensino superior; com 1 pavimento térreo, 1 primeiro pavimento e quatro pavimentos-tipo; Pavimento térreo: possui dois banheiros individuais, sendo um feminino e um masculino, e dois banheiros coletivos: feminino e masculino; Primeiro pavimento: possui dois banheiros coletivos: feminino e masculino; Pavimento tipo: cada pavimento possui dois banheiros coletivos: feminino e masculino, totalizando oito banheiros. Todos os banheiros possuem bacia sanitária com válvula de descarga. Área de jardim: 208,2 m² Área de lavagem de piso: 6.252 m² Período letivo: 1.255 usuários de segunda a sexta e 251 aos sábados. Período de recesso: 251 usuários de segunda a sábado, exceto nos últimos 11 dias do mês de dezembro, sendo nulo o número de usuários. O valor das demandas de água pluvial correspondeu à soma das demandas diárias necessárias para atender os usos previstos. Os critérios analisados para este levantamento foram os mesmos para ambos os cenários, variando apenas os valores, já que no Cenário 2 a demanda correspondeu à somatória das demandas do Cenário 1. Cenário 1 Nas Tabelas 4.4, 4.5 e 4.6 são apresentados os resultados de demanda diária de água pluvial do Cenário 1, considerando cada período analisado.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 36 Mês Tabela 4.4: Demanda diária de água pluvial da edificação Biomedicina. Demanda Diária Estimada (L) Seg Ter Qua Qui Sex Sab Dom Janeiro e Fevereiro 2648,347 699,217 2648,347 699,217 2648,347 1205,042 0 Março a Junho e Agosto a Novembro - Semestre letivo Julho Dezembro 3421,915 1472,785 3421,915 1472,785 3421,915 1205,042 0 01 a 15 3421,915 1472,785 3421,915 1472,785 3421,915 1205,042 0 16 a 31 2648,347 699,217 2648,347 699,217 2648,347 1205,042 0 01 a 20 3421,915 1472,785 3421,915 1472,785 3421,915 1205,042 0 21 a 31 2454,955 505,825 2454,955 505,825 2454,955 1011,65 0 Mês Tabela 4.5: Demanda diária de água pluvial da edificação Fisioterapia. Demanda Diária Estimada (L) Seg Ter Qua Qui Sex Sab Dom Janeiro e Fevereiro 1406,945 1096,055 1406,945 1096,055 1406,945 1024,414 0 Março a Junho e Agosto a Novembro - Semestre letivo Julho Dezembro 1406,945 1096,055 1406,945 1096,055 1406,945 1024,414 0 01 a 15 1406,945 1096,055 1406,945 1096,055 1406,945 1024,414 0 16 a 31 1406,945 1096,055 1406,945 1096,055 1406,945 1024,414 0 01 a 20 1406,945 1096,055 1406,945 1096,055 1406,945 1024,414 0 21 a 31 758,225 447,335 758,225 447,335 758,225 894,67 0 Mês Tabela 4.6: Demanda diária de água pluvial da edificação Medicina Demanda Diária Estimada (L) Seg Ter Qua Qui Sex Sab Dom Janeiro e Fevereiro 4870,32 4662,12 4870,32 4662,12 4870,32 7788,12 0 Março a Junho e Agosto a Novembro - Semestre letivo Julho Dezembro 11014,8 10806,6 11014,8 10806,6 11014,8 7788,12 0 01 a 15 11014,8 10806,6 11014,8 10806,6 11014,8 7788,12 0 16 a 31 4870,32 4662,12 4870,32 4662,12 4870,32 7788,12 0 01 a 20 11014,8 10806,6 11014,8 10806,6 11014,8 7788,12 0 21 a 31 3334,2 3126 3334,2 3126 3334,2 6252 0 Cenário 2 Na Tabela 4.7 é apresentado os resultados de demanda diária de água pluvial do Cenário 2, correspondente a soma das demandas das edificações da Biomedicina, Medicina e Fisioterapia, considerando cada período do ano analisado.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 37 Tabela 4.7: Demanda diária de água pluvial das três edificações do Cenário 2. Mês Demanda Diária Estimada (L) Seg Ter Qua Qui Sex Sab Dom Janeiro e Fevereiro 8925,612 6457,392 8925,612 6457,392 8925,612 10017,58 0 Março a Junho e Agosto a 15843,66 13375,44 15843,66 13375,44 15843,66 10017,58 0 Novembro - Semestre letivo 01 a 15 15843,66 13375,44 15843,66 13375,44 15843,66 10017,58 0 Julho 16 a 31 8925,612 6457,392 8925,612 6457,392 8925,612 10017,58 0 Dezembro 01 a 20 15843,66 13375,44 15843,66 13375,44 15843,66 10017,58 0 21 a 31 6547,38 4079,16 6547,38 4079,16 6547,38 8158,32 0 4.3.3 Dimensionamento dos reservatórios O volume dos reservatórios foi determinado para que fosse capaz de atender a demanda durante todo o período de estiagem. Em ambos os cenários de implantação, o dimensionamento foi realizado através da ferramenta Netuno e seguem as mesmas etapas de simulação, variando apenas os valores dos dados de entrada. Para a simulação dos reservatórios foi escolhida a opção para dimensionamento com diversos volumes. Nesta opção, a ferramenta calcula o volume do reservatório que possua maior potencial de utilização de água pluvial, de acordo com a diferença entre potenciais de economia de água potável, cujo valor adotado foi 0,2. Para realizar a simulação, definiu-se o volume máximo igual a 100.000 litros, com intervalos de 500 litros. O arquivo de dados de precipitação é comum para a simulação dos dois cenários e se refere às médias diárias da série pluviométrica analisada, de 1994 a 2014. Na entrada de dados correspondente a demanda total de água foi inserido um arquivo que continha apenas as demandas diárias de água pluvial, para cada um dos cenários. Dessa forma, o percentual da demanda total de água não potável a ser substituída por água pluvial será de 100%. edificações. Cenário 1 A Tabela 4.8 refere-se aos dados de entrada para a simulação de cada uma das Tabela 4.8: Dados de simulação do dimensionamento Cenário 1 Biomedicina Fisioterapia Medicina Data de início da série 01/01/1994 01/01/1994 01/01/1994 Descarte inicial de precipitação 1 mm 1 mm 1 mm Área de Captação (m²) 931 861,9 1335 Percentual da demanda total a ser substituída por água pluvial 100% 100% 100% Coeficiente de escoamento superficial 0,8 0,8 0,8 Reservatório Superior (L) 1000 1000 1000

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 38 Os resultados das simulações e o potencial de utilização de água pluvial de cada edificação, obtidos por meio da ferramenta Netuno, estão apresentados na Tabela 4.9. Tabela 4.9: Simulação - Cenário 1 Cenário 1 Reservatório Inferior (m³) Potencial de utilização de água pluvial (%) Biomedicina 34,5 66,14 Fisioterapia 90,0 91,91 Medicina 40,5 39,89 Visto que a demanda de água corresponde apenas à demanda de água pluvial, o valor de potencial de utilização de água pluvial apresentado pela ferramenta já corresponde ao percentual, efetivo, de aproveitamento. Cenário 2 A Tabela 4.10 refere-se aos dados de entrada para a simulação do Cenário 2. Tabela 4.10: Dados de simulação do dimensionamento Cenário 2 Data de início da série 01/01/1994 Descarte inicial de precipitação 1 mm Área de Captação (m²) 3127,9 Percentual da demanda total a ser substituída por água pluvial 100% Coeficiente de escoamento superficial 0,8 Reservatório Superior (L) 4.000 O resultados da simulação e o potencial de utilização de água pluvial do Cenário 2, obtidos por meio da ferramenta Netuno, estão apresentados na Tabela 4.11. Tabela 4.11: Simulação Cenário 2 Cenário 2 Biomedicina, Fisioterapia e Medicina Reservatório Inferior (m³) Potencial de utilização de água pluvial (%) 54 47,58 4.3.4 Dimensionamento da tubulação e bomba As tubulações de captação e abastecimento já estavam previstas no projeto, dispensando o dimensionamento. O dimensionamento das demais foi feito baseado na NBR 10.844 (ABNT,1989) e NBR 5.626 (ABNT,1998). Os diâmetros e comprimento dos trechos de cada cenários estão demonstradas nas Tabelas 4.12 e 4.13.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 39 Cenário 1 Tabela 4.12: Dimensionamento de tubulações Cenário 1 Biomedicina Fisioterapia Medicina Categoria da tubulação Subsistema de coleta de água pluvial Subsistema de alimentação do reservatório superior Subsistema de distribuição de água não potável Diâmetro nominal (mm) Comprimento (m) Diâmetro nominal (mm) Comprimento (m) Diâmetro Nominal (mm) Comprimento (m) 100 203,62 100 93,00 100 156,08 25 64,26 25 69,35 32 43,55 Dados de projeto Dados de projeto Dados de Projeto Cenário 2 Tabela 4.13: Dimensionamento de tubulações - Cenário 2 Categoria da tubulação Diâmetro Nominal (mm) Comprimento (m) Subsistema de coleta de água pluvial 100 806,34 Subsistema de alimentação do reservatório superior Subsistema de distribuição de água não potável Biomedicina 25 161,72 Fisioterapia 25 263,08 Medicina 32 164,21 Dados de projeto As bombas d água foram dimensionadas a partir da vazão de recalque e da altura manométrica calculada para cada cenário. No Cenário 1, foi dimensionada uma bomba para cada edificação, como demonstrado na Tabela 4.14. Tabela 4.14: Dimensionamento da bomba Cenário 1 Biomedicina Fisioterapia Medicina Vazão de Recalque (m³/h) 0,568 0,234 1,84 Altura Manométrica (mca) 12,53 9,36 31,48 Potência da Bomba (cv) 1/4 1/4 1 DN recalque (mm) 25 25 32 DN sucção (mm) 25 25 32 No Cenário 2, para o dimensionamento da bomba, considerou-se o trecho de recalque que apresentou maior altura manométrica e a vazão correspondeu à soma das vazões de recalque das edificações do Cenário 1. Os dados referentes à bomba estão descritos na Tabela 4.15.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 40 Tabela 4.15: Dimensionamento da bomba - Cenário 2 Vazão de Recalque (m³/h) 2,64 Altura Manométrica (mca) 44,05 Potência da Bomba (cv) 4 DN recalque (mm) 40 DN sucção (mm) 32 4.4 CÁLCULO DA VIABILIDADE 4.4.1 Determinação dos custos O valor do investimento corresponde aos gastos para a implantação do sistema, incluindo materiais utilizados, escavações e custos de mão de obra. Na manutenção e operação foram definidos custos mensais, bimestrais, semestrais e anuais referentes a consumo de energia, limpeza dos filtros e reservatórios e ensaios previstos pela norma. As Tabelas 4.16 a 4.19 descrevem o levantamento do custo de cada cenário. Cenário 1 Tabela 4.16: Custos de instalação - Cenário 1 Custo (R$) Biomedicina Fisioterapia Medicina Sistema de Captação 7.354,57 6.484,23 6.606,42 Filtros 12.300,00 8.250,00 14.850,00 Reservatório Inferior 24.746,36 44.842,94 30.262,07 Bombeamento 1.461,22 1.597,27 1.905,33 Reservatório Superior 896,52 896,52 1.480,23 Investimento Total 46.758,68 62.070,96 55.104,05

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 41 Tabela 4.17: Custos de manutenção e operação - Cenário 1 Descrição Periodicidade Critérios Custos Biomedicina Fisioterapia Medicina Consumo de energia Mensal Conjunto motorbomba R$ 14,20 R$ 9,47 R$ 39,45 4g para cada 1000 L Consumo de produto de de água Mensal desinfecção Balde de 1 kg de R$ 19,90 R$ 19,90 R$ 19,90 cloro Cloro R$ 5,00 R$ 5,00 R$ 5,00 Realização de ensaios ph R$ 15,00 R$ 15,00 R$ 15,00 previstos pela ABNT Mensal (2007) Turbidez R$ 5,00 R$ 5,00 R$ 5,00 Cor R$ 5,00 R$ 5,00 R$ 5,00 Limpeza do filtro Realização de ensaios previstos pela ABNT (2007) Manutenção (limpeza do reservatório e bomba) Bimestral Semestral Anual Mão de obra (meia diária de um servente) Coliformes totais e termotolerantes Mão de obra (meia diária de um eletricista) R$ 41,16 R$ 41,16 R$ 41,16 R$ 30,00 R$ 30,00 R$ 30,00 R$ 62,04 R$ 62,04 R$ 62,04 Cenário 2 Tabela 4.18: Custos de instalação - Cenário 2 Sistema de Captação 70.817,99 Filtros 35.400,00 Reservatório Inferior 33.799,41 Bombeamento 10.339,70 Reservatório Superior 3.273,27 Investimento Total 153.630,37 Tabela 4.19: Custos de manutenção e operação - Cenário 2 Descrição Periodicidade Critérios CUSTOS Consumo de energia Mensal Conjunto motor-bomba R$ 116,06 Consumo de produto de desinfecção Realização de ensaios previstos pela ABNT (2007) Limpeza do filtro Realização de ensaios previstos pela ABNT (2007) Manutenção (limpeza do reservatório e bomba) Mensal Mensal Bimestral Semestral Anual 4g para cada 1000 L de água R$ 19,90 Balde de 1 kg de cloro Cloro R$ 5,00 ph R$ 15,00 Turbidez R$ 5,00 Cor R$ 5,00 Mão de obra (meia diária de um servente) Coliformes totais e termotolerantes Mão de obra (meia diária de um eletricista) R$ 41,16 R$ 30,00 R$ 62,04

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 42 4.4.2 Determinação das receitas Para a determinação dos valores de água economizado referentes aos diferentes cenários avaliados, foi considerada a estrutura tarifária aplicada pela SANEAGO, nos períodos de 1995 a 2015. As edificações do presente estudo se enquadram na categoria pública e as tarifas e reajustes consideradas se referem à faixa de consumo para mais de 10 m³. O comportamento do preço da água e dos reajustes tarifários está apresentado na Tabela 4.20. Tabela 4.20: Preço e reajuste da água para a categoria Pública Ano Categoria Faixas de consumo (m³) Reajuste por ano Preço da água (R$) Preço da água após reajuste (R$) 1995 Pública +10 1,14% 0,88 0,89 1996 Pública +10 15,17% 0,89 1,03 1997 Pública +10 11,36% 1,03 1,15 1998 Pública +10 3,48% 1,15 1,19 1999 Pública +10 2,52% 1,19 1,22 2000 Pública +10 9,02% 1,22 1,33 2001 Pública +10 22,56% 1,33 1,63 2002 Pública +10 42,33% 1,63 2,35 2003 Pública +10 26,38% 2,35 2,97 2004 Pública +10 11,51% 2,97 3,31 2005 Pública +10 6,04% 3,31 3,51 2006 Pública +10 5,41% 3,51 3,7 2007 Pública +10 4,32% 3,7 3,86 2008 Pública +10 4,15% 3,86 4,02 2009 Pública +10 6,22% 4,02 4,27 2010 Pública +10 3,04% 4,27 4,4 2011 Pública +10 5,91% 4,4 4,66 2012 Pública +10 8,42% 4,66 5,06 2013 Pública +10 3,69% 5,06 5,24 2014 Pública +10 5,53% 5,24 5,53 2015 Pública +10 2,35% 5,53 5,66 O primeiro ano do projeto corresponde ao ano de 2015, cujo preço da água é R$ 5,66. Para os reajustes futuros do preço, considerou-se, portanto, o mesmo fluxo de comportamento histórico dos reajustes verificados entre os anos de 1995 e 2015, até que se atingisse a vida útil do sistema.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 43 Em termos de economia de água potável, os sistemas dependem do potencial de utilização de água pluvial, ou seja, a porcentagem da demanda necessária que será substituída por água pluvial. Este potencial varia de acordo com o volume do reservatório inferior e, a partir da simulação realizada no Netuno, obtém-se o maior potencial possível de utilização de água pluvial. As Tabelas 4.21, 4.22, 4.23 e 4.24 relacionam a demanda de água não potável, o potencial de substituição e o volume de água potável, efetivamente economizado. Tabela 4.21: Economia de água potável - Biomedicina Volume do reservatório inferior (m³) 34,50 Potencial de utilização de água pluvial (%) 66,14 Volume de água potável Mês Demanda de água não potável (m³) economizado (m³) Jan 46,05 30,46 Fev 42,19 27,91 Mar 64,03 42,35 Abr 62,29 41,20 Mai 62,56 41,38 Jun 62,56 41,38 Jul 54,56 36,08 Ago 65,98 43,64 Set 62,56 41,38 Out 62,29 41,20 Nov 62,56 41,38 Dez 55,64 36,80 Tabela 4.22: Economia de água potável - Fisioterapia Volume do reservatório inferior (m³) 90,00 Potencial de utilização de água pluvial (%) 91,91 Mês Demanda de água não potável (m³) Volume de água potável economizado (m³) Jan 32,18 29,58 Fev 29,75 27,34 Mar 33,35 30,65 Abr 32,18 29,58 Mai 32,25 29,64 Jun 32,25 29,64 Jul 32,18 29,58 Ago 33,66 30,94 Set 32,25 29,64 Out 32,18 29,58 Nov 32,25 29,64 Dez 27,83 25,58

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 44 Tabela 4.23: Economia de água potável - Medicina Volume do reservatório inferior (m³) 40,50 Potencial de utilização de água pluvial (%) 39,89 Mês Demanda de água não potável (m³) Volume de água potável economizado (m³) Jan 139,55 55,67 Fev 126,89 50,62 Mar 282,41 112,65 Abr 268,60 107,14 Mai 271,60 108,34 Jun 271,60 108,34 Jul 207,14 82,63 Ago 282,62 112,74 Set 271,60 108,34 Out 268,60 107,14 Nov 271,60 108,34 Dez 214,88 85,71 Cenário 2 Tabela 4.24: Economia de água potável - Cenário 2 Volume do reservatório inferior (m³) 54,00 Potencial de utilização de água pluvial (%) 47,58 Mês Demanda de água não potável (m³) Volume de água potável economizado (m³) Jan 217,78 103,62 Fev 198,84 94,61 Mar 379,79 180,71 Abr 363,06 172,74 Mai 366,42 174,34 Jun 366,42 174,34 Jul 293,88 139,83 Ago 382,26 181,88 Set 366,42 174,34 Out 363,06 172,74 Nov 366,42 174,34 Dez 298,34 141,95 4.4.3 Cálculo do Valor Presente Líquido O Valor Presente Líquido (VPL) é um método de avaliação econômica que permite a quantificação da real vantagem econômica de um investimento. Equivalente à soma algébrica dos valores do fluxo de um projeto, com as taxas futuras atualizadas à taxa de desconto, este indicador monetário permite avaliar o empreendimento como sendo viável ao se apresentar VPL positivo (YWASHIMA, 2005).

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 45 Como já apresentado no Capítulo 2, a equação utilizada no cálculo do VPL considera a taxa de desconto (taxa mínima de atratividade), entradas e saídas do fluxo de caixa no instante n e a duração do projeto ( n ). Seguindo a pesquisa desenvolvida por Campos (2012), selecionou-se, para o estudo de caso deste trabalho, uma taxa de atratividade de 10% ao ano, o equivalente 0,83% ao mês. Tal valor foi estipulado ao considerar semelhanças nos trabalhos como: investimentos em tecnologias que promovem a sustentabilidade, longo período de retorno dos investimentos (20 anos) e a incerteza dos valores econômicos projetados para o futuro. Logo, para os dois cenários avaliados, obteve-se os seguintes VPL: Cenário 1 Neste cenário, o VPL foi positivo e igual a R$ 28.422,86, sendo - R$ 3.550,62 para a Biomedicina, - R$ 31.198,52 para a Fisioterapia e R$ 63.172,00 para a Medicina. Cenário 2 A configuração deste cenário resultou em um VPL positivo e igual a R$ 42.583,88. 4.5 ANÁLISE DOS RESULTADOS A partir dos resultados apresentados, nota-se que, para ambas as configurações, é necessário um alto valor de investimento, R$ 163.933,69 para o Cenário 1 e R$ 153.630,37 para o Cenário 2. Sendo assim, essa é a primeira condicionante para a viabilidade de implantação de qualquer um dos cenários. O investidor deve analisar, primeiramente, a disponibilidade de capital para investir. Em um segundo momento, a configuração de implantação torna-se limitante para a viabilidade do investimento, uma vez que condiciona o retorno econômico e o volume de água potável economizado. Considerando as edificações do Cenário 1 sem aproveitamento, estima-se um consumo de 3.962,68 m³ de água por ano, para usos não potáveis, sendo 703,28 m³/ano para Biomedicina, 382,32 m³/ano para Fisioterapia e 2.877,08 m³/ano para Medicina. A Figura 4.3 representa a demanda de cada edificação em termos de porcentagem.

Análise de configurações para implantação de um Sistema Predial de Aproveitamento de Água Pluvial... 46 Figura 4.3: Porcentagem das demandas de água pluvial para cada edificação Demanda de água para usos não potáveis 17.75% 9.65% 72.60% Biomedicina Fisioterapia Medicina Com a implantação do SPAAP, neste cenário, seria possível uma redução de 465,15 m³/ano para Biomedicina, 321,81 m³/ano para Fisioterapia e 1.147,67m³/ ano para Medicina, totalizando 1.934,63 m³/ano, correspondendo a uma economia total de R$ 10.950,00, no primeiro ano de implantação. No Cenário 2, a demanda de água para uso não potável é igual ao consumo total do Cenário 1 (3.962,68 m³ de água por ano). Com a implantação do SPAAP, é possível uma redução de 1.885,44 m³/ ano que, de acordo com a faixa de consumo, representará uma redução de R$ 10.671,00, no primeiro ano de implantação. No entanto, observa-se que ao final do tempo de vida útil do sistema no Cenário 1, no prédio da Biomedicina e Fisioterapia, as receitas são baixas, ocasionando um VPL negativo por serem insuficientes para suprir o valor do investimento das mesmas, R$ 46.759,18 e R$ 62.010,97, respectivamente. Contudo, o VPL total, correspondente às três edificações isoladamente é positivo e igual a R$ 28.422,88. Os valores de VPL negativos, neste Cenário, podem ter sido ocasionados pela baixa demanda requerida nos prédios da Biomedicina e Fisioterapia, em conjunto com os volumes elevados de reservatório. No caso da medicina, a demanda desta edificação é alta e o volume de reservação é baixo, quando comparados aos demais, o que resulta em valores de receitas superiores aos custos de investimento e manutenção, proporcionando um VPL positivo. O Cenário 2 representa uma configuração única, cujos valores de área de captação e demanda são elevados, implicando em um volume do reservatório relativamente baixo, quando comparado aos volumes dos reservatórios individuais. Assim, apesar do alto custo de investimento, ao final do tempo de vida útil do sistema, as entradas são superiores às saídas, proporcionando um VPL positivo de R$ 42.583,88.