UMA PROPOSTA DE APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVA PARA O CULTIVO DE MORANGOS NO SÍTIO CAPOROROCA, LAMI, PORTO ALEGRE/RS Laura Rita Rui laurarui@cpovo.net Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Câmpus Porto Alegre Rua Cel. Vicente, 281 - Centro 90.30-041 Porto Alegre RS Dra. Elisabeth Ibi Frimm Krieger ibi.krieger@poa.ifrs.edu.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Câmpus Porto Alegre Dra. Renata Dias Silveira renata.silveira@poa.ifrs.edu.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Câmpus Porto Alegre Resumo: O Sitio Capororoca, localizado no Bairro Lami, zona rururbana de Porto Alegre, tem como atividades a agroindústria caseira e a comercialização dos produtos ecológicos produzidos, principalmente, nas suas hortas e pomares. Além disso, oferece o espaço para estudantes e participantes de intercâmbios e do turismo rural. Insere-se na proposta do Sítio, a busca por soluções para aproveitamento integral de matérias-primas e outros recursos naturais, como a água de chuva. Foi proposto um sistema de aproveitamento da água de chuva a ser instalado na área de cultivo dos morangos, com captação através de calhas nas coberturas das estufas e armazenamento em uma cisterna. A cisterna foi projetada de maneira a servir como um canteiro elevado, pois, além de aproveitar a área da sua cobertura, visa diminuir a temperatura do seu interior, num sistema muito semelhante ao de um telhado verde. A água armazenada será utilizada no cultivo de morangos e na horta próxima à cisterna. O excedente de água na cisterna, que sairá pelo ladrão, será direcionado para o açude localizado nos fundos do Sítio. O sistema de aproveitamento da água de chuva possibilitará um relevante aumento na disponibilidade hídrica do Sítio, servindo ainda como exemplo de sustentabilidade e aprendizagem para os seus frequentadores. Palavras-chave: água de chuva, cisterna, sustentabilidade, gestão de recursos hídricos, turismo rural. 1. INTRODUÇÃO O aproveitamento da água da chuva é uma prática que existe há milhares de anos, principalmente em regiões semiáridas da Terra, que correspondem a cerca de 30% da sua superfície (GNADLINGER, 2000). A captação e armazenamento da água de chuva ocorrem de acordo com diversas técnicas e materiais, considerando a região, as finalidades (se em áreas urbanas ou rurais), as potencialidades e recursos locais. Basicamente, nos sistemas de aproveitamento da água de chuva do semiárido brasileiro a captação se dá por calhas instaladas nos telhados e ligadas a uma cisterna para o armazenamento (Fig. 1), ou em superfícies de solo impermeabilizadas com cimento e projetadas em desnível para que a água tome a direção de uma cisterna subterrânea, conhecida como cisternacalçadão (Fig. 2).
Figura 1: Sistema de captação por calhas e armazenamento em cisterna. Fonte: Cirilo (2008) Figura 2: Cisterna calçadão. Fonte:http://www.asabrasil.org.br/UserFiles/Ima ge/cisterna_calcadao(1).jpg. Acesso em 14.04.2015. Recentemente, considerando a crise hídrica que assola diversas regiões brasileiras, aumentou o interesse no aproveitamento da água de chuva e a necessidade de mudança em relação a antigas práticas de uso da água, tanto na zona rural quanto na zona urbana. Na cidade de São Paulo, por exemplo, o colapso no abastecimento de água, que teve início em 2014 e se prolonga até os dias de hoje, impulsionou as iniciativas de aproveitamento da água de chuva, principalmente nas áreas urbanas. Uma dessas iniciativas, lançada dia 22 de março, Dia Mundial da Água, foi a publicação online do manual Água - Manual de sobrevivência para a crise (http://issuu.com/aguasp/docs/manual_de_sobrevivencia_para_a_cris). De uma maneira geral, podemos associar a crise hídrica em zonas urbanas à degradação do solo pela intervenção humana (PÉREZ, 2015). O crescente avanço da ocupação acentua as modificações nos processos morfodinâmicos naturais, pois as construções, compactação e consequente impermeabilização do solo dificultam a infiltração, aumentando o escoamento superficial (DIAS, 2011). Destaca-se que a expansão urbana de Porto Alegre está ocorrendo na direção sul da cidade (DIAS, 2011), zona onde está localizado o Sítio Capororoca. Essa tendência de urbanização da capital tem feito com que o crescimento sobre as áreas rurais da zona de Porto Alegre seja de aproximadamente 80% na última década. Esse fato causa preocupação principalmente nos produtores rurais orgânicos da região, pois, além da mudança na paisagem e na dinâmica dos solos, as águas subterrâneas podem ser contaminadas. No Sítio, o gerenciamento da água é uma das questões prioritárias desde o ano 2000, quando foi adquirido com o propósito de produzir frutas e hortaliças orgânicas. Naquela época, a área estava sem uso e a superfície, basicamente, tomada por gramíneas. Não há vertentes naturais na área, tampouco havia abastecimento de água pelo DMAE na região. A única fonte de água era um poço artesiano (com profundidade aproximada de 37 metros) que foi reativado e abastece, desde então, a moradia do Sítio. Considerando a pouca disponibilidade de água, foram escavados dois açudes para o armazenamento da água de chuva. O menor deles, construído mais à frente na propriedade, tem aproximadamente 1 metro de profundidade e o açude maior, com 3 metros de profundidade, encontrase ao fundo do Sítio. Os dois açudes representam 10% da área total do Sítio, que é de 2 hectares (Fig. 3). Também foi escavado um poço de 17 metros, para garantir a irrigação em épocas de estiagem, quando ocorre alta evaporação de água do solo e nos açudes, o que ocorreu durante a pior estiagem registrada na região (relato da gestora), nos anos de 2004 e 2005, quando o poço cavado foi o maior recurso de água do Sítio.
Figura 3: Mapa de uso do solo o Sítio Capororoca. Fonte: Fundação PROAMB (2014)
O objetivo do presente trabalho, que é parte do trabalho de conclusão do Curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Câmpus Porto Alegre, é contribuir com uma proposta para o aproveitamento da água da chuva, a ser captada na cobertura das estufas dos morangos (que serão construídas na área de hortas H8 da Fig. 3), sendo armazenada numa cisterna e utilizada para irrigar os morangos, viabilizando seu cultivo e de outras hortaliças plantadas em canteiros próximos (Fig. 4). 3. METODOLOGIA Figura 4: Estufas dos morangos (em construção) e canteiros de hortaliças. Foram realizadas visitas ao Sítio e entrevistas com a gestora da propriedade, que forneceu informações sobre as características e peculiaridades relativas à dinâmica do solo, dos recursos hídricos naturais, manejo e armazenamento de água no Sítio, produção local (os usos do solo e da propriedade como agroindústria caseira ecológica) e as necessidades e expectativas quanto aos recursos hídricos frente ao aumento da produção de morangos. A quantidade média mensal de água necessária para a irrigação dos morangos na estufa, em L/m 2, foi obtida através de informações no sítio da EMBRAPA e de depoimentos dos produtores do próprio Sítio, tendo sido estimada em 3 L/m 2 /dia. Os dados pluviométricos foram obtidos no sítio do Centro Integrado de Comando de Porto Alegre (CEIC). Foi consultada para o projeto de aproveitamento da água de chuva, a série diária de dados pluviométricos de 2010 a 2014 da estação pluviométrica do Lami, localizada na Reserva Biológica do Lami José Lutzenberger, por estar localizada mais próxima da área de estudo. Os registros diários de pluviosidade foram utilizados na estimativa do nível de água (mm) efetivamente considerada para o cálculo do volume armazenado na cisterna, depois de desconsiderados os dias com registro de pluviosidade menor do que 1 mm e descartado o primeiro milímetro de água dos dias com registro de pluviosidade maiores do que 1 mm Foram construídos gráficos e tabelas dos registros mensais de chuvas para cada ano da série em estudo, onde foram observados, principalmente, os dois meses mais chuvosos e os dois meses menos chuvosos de cada ano (extremos). Os extremos de pluviosidade foram referência para duas hipóteses levantadas para o dimensionamento da cisterna em relação à demanda mensal de água dos morangos, ou seja, se haverá déficit de água (L) nos dois meses de menor pluviosidade e se haverá excedente de água nos dois meses de maior pluviosidade. O projeto teve como referência técnica a norma NBR 15527 (ABNT, 2007) para o dimensionamento da cisterna, quando da indicação das variáveis relacionadas ao armazenamento, tais como o coeficiente de escoamento do sistema e o descarte das primeiras águas de cada chuva. A NBR 15527 (ABNT, 2007) indicou as demais normas de referência para o projeto de captação da água de chuva, tais como a NBR 10844 (ABNT, 1989) para o dimensionamento da área de captação, das calhas e tubos condutores do sistema e a NBR 5626 (ABNT, 1998) para a manutenção da qualidade da água (como deve ser limpo o sistema e o intervalo entre as limpezas). 4. DESENVOLVIMENTO Na Fig. 5 é possível observar os níveis mensais de pluviosidade no período de 2010 a 2014 na região onde se localiza o Sítio Capororoca.
Figura 5: Níveis mensais de pluviosidade na região do Sítio Capororoca no período de 2010 a 2014. Fonte: Antônio Carlos Almeida da Silva (2015) Um desenho esquemático (croqui) do sistema de aproveitamento da água de chuva, apresentado na Fig. 6, mostra as duas estufas, de dimensões iguais e distantes 1 m uma da outra, as dimensões das coberturas e uma visão geral do projeto. O croqui foi desenvolvido no programa AutoCad versão 2015, de uso livre. No croqui é possível observar a localização da cisterna e o posicionamento das calhas condutoras e tubulações em relação às estufas. O último segmento de condutor vertical, abaixo do tubo que direciona a água para a cisterna, é o sistema de descarte das primeiras águas de cada chuva. As dimensões da cisterna, que será em ferrocimento, foram sugeridas com o objetivo de aproveitar sua área superior como canteiro elevado, tendo as seguintes dimensões: externas: 1,60 m de largura, 11 m de comprimento e 2,20 m de altura, sendo que as espessuras das peças (paredes, piso e tampa) foram estimadas em 0,20 m. Logo, as dimensões efetivas do reservatório são: 1,20 m de largura, 10,60 m de comprimento e 1,80 m de altura. As áreas hachuradas da cisterna na Fig. 6 indicam que um volume de água, equivalente a 1 m de profundidade efetiva da cisterna, será armazenado abaixo do nível do solo. A tampa que se observa na parte superior da cisterna é a abertura para a manutenção. O projeto ainda está em passando por adequações, por isso, ainda não há no croqui a indicação do local das mangueiras de captação, do escoadouro para a limpeza e dos vertedouros da água excedente na cisterna. Figura 6: Croqui do projeto de captação e armazenamento da água de chuva no Sítio Capororoca.
Os cálculos do projeto foram desenvolvidos na Planilha Excell e estão apresentados nos Quadros 1, 2 e 3. O Quadro 1 foi criado para dar suporte ao entendimento dos demais, apresentando as variáveis do projeto e como foram determinadas, bem como células de referências para as equações dos Quadros 2 e 3, como no caso das dimensões da cisterna e área de captação da água de chuva. Assim, é possível fazer rapidamente simulações para o volume final (última coluna do Quadro 2) e o excedente de água (última coluna do Quadro 3) na cisterna. Quadro 1: Informações que dão suporte ao entendimento dos cálculos e resultados obtidos nos Quadros 2 e 3. No Quadro 2 são apresentados os resultados das simulações do dimensionamento da cisterna calculados a partir dos dois menores registros de pluviosidade de cada ano de 2010 a 2014. O registro (t) (mm) é a pluviosidade (mm) total do mês, registrada na estação meteorológica e a aproveitável (t) (mm) é a água da chuva efetivamente considerada no sistema de captação. O volume armazenado (t-1) (L) é a água da chuva que foi armazenada na cisterna, depois de considerada a área de captação (m 2 ) e o coeficiente de escoamento (C) do sistema, com indicação de 0,80 pela NBR 15527 (ABNT, 2007). O volume acumulado (t-1) (L) é o volume hipotético para a cisterna quando considerado o espaço disponível e o uso como canteiro elevado. O volume final (t) (L) indica o volume da água de chuva que restou na cisterna, depois de considerados o volume armazenado e o volume de demanda de água pelos morangos, para o volume hipotético da cisterna. Quadro 2: Simulação do dimensionamento da cisterna para os dois menores registros de chuvas de cada ano da série temporal. mês (t) Simulação do dimensionamento da cisterna (L) - menores registros de chuvas (mm) - 2010 a 2014 registro(t) (mm) aproveitável(t) (mm) volume armazenado(t) (L) volume acumulado (t-1) (L) volume de demanda(t) (L) volume final(t) (L) 2010 2011 2012 2013 Outubro 30,1 26,9 3098,88 22896 16089 9905,88 Abril 53,8 45,3 5218,56 22896 16089 12025,56 Novembro 12,4 10,4 1198,08 22896 16089 8005,08 Março 51,4 44,5 5126,4 22896 16089 11933,4 Junho 13,1 7,8 898,56 22896 16089 7705,56 Novembro 32,7 26,7 3075,84 22896 16089 9882,84 Dezembro 22,2 18,2 2096,64 22896 16089 8903,64 Junho 74,8 67,3 7752,96 22896 16089 14559,96 2014 Janeiro 36,2 31,2 3594,24 22896 16089 10401,24 Maio 51,8 42,4 4884,48 22896 16089 11691,48 No Quadro 3 são apresentados os resultados das simulações do dimensionamento da cisterna calculados a partir dos dois maiores registros de pluviosidade de cada ano de 2010 a 2014. Diferentemente do Quadro 2, foi construída uma coluna indicando o excedente (t) (L) de água da chuva captada nos dois meses de maior pluviosidade da série, para a mesma demanda mensal de água dos morangos e o mesmo volume hipotético da cisterna.
Quadro 3: Simulação do dimensionamento da cisterna para os dois maiores registros de chuvas de cada ano da série estudada. Simulação do dimensionamento da cisterna (L) - maiores registros de chuvas (mm) - 2010 a 2014 mês (t) registro (t) (mm) aproveitável (t) (mm) volume armazenado (t) (L) volume acumulado (t-1) (L) volume de demanda (t) (L) volume final (t) (L) excedente (t) (L) 2010 Julho 165,9 153,6 17694,72 22896 16089 24501,72 Junho 232,9 223,3 25724,16 22896 16089 32531,16 1605,72 9635,16 2011 Agosto 196,4 181,4 20897,28 22896 16089 27704,28 Fevereiro 206,9 192,9 22222,08 22896 16089 29029,08 4808,28 6133,08 2012 Dezembro 162,5 153,5 17683,2 22896 16089 24490,2 Setembro 248,9 241,9 27866,88 22896 16089 34673,88 1594,2 11777,88 2013 Novembro 168,3 161,3 18581,76 22896 16089 25388,76 Agosto 229,6 217,4 25044,48 22896 16089 31851,48 2492,76 8955,48 2014 Fevereiro 210,8 200,7 23120,64 22896 16089 29927,64 Dezembro 260,1 247,7 28535,04 22896 16089 35342,04 7031,64 12446,04 5. RESULTADOS E CONCLUSÕES É possível observar no Quadro 2 que, mesmo que o nível pluviométrico aproveitável seja reduzido no mês (t), o volume final (t) (L) nunca será negativo, ou seja, sempre haverá uma reserva de água no final do período de menor pluviosidade, considerando a cisterna cheia no início desse período. No Quadro 3 é observado que sempre haverá excedente de água depois de períodos de maior pluviosidade, tomada a cisterna cheia no início do período e a mesma demanda de água dos períodos de menores chuvas. A sazonalidade das chuvas, intensificada pelas mudanças climáticas, é um fator relevante a ser considerado na análise dos resultados de trabalhos como este. Uma avaliação melhor do sistema poderia ser feita se calculado o volume final (t) (L) continuamente para todos os meses de cada série temporal, tomando a cisterna cheia somente no início da simulação, ou seja, em Janeiro de 2010. A série temporal de pluviosidade observada, que é inadequada para análises de mudanças climáticas, pode ser considerada para o propósito desse trabalho, pois excedentes de água serão aproveitados na irrigação dos canteiros de folhosas próximos às estufas (cultura com maior demanda de água no Sítio). Além disso, o excedente de água que sair pelo ladrão da cisterna devido a eventos de alta pluviosidade, será direcionado para o açude maior (Fig. 3) através dos canais de drenagem cavados da propriedade. Nesse aspecto, o supra dimensionamento da cisterna seria mais negativo do que o seu superdimensionamento. Assim, podemos concluir que o fator decisivo para o dimensionamento da cisterna tende a ser o custo do projeto, já que o maior armazenamento possível de água no Sítio é desejável. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Cálculos das quantidades de materiais a serem empregados e custos do projeto farão parte do Trabalho de Conclusão de Curso em elaboração. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10844: instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro, 1989. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: água de chuva: aproveitamento em áreas urbanas para fins não potáveis: requisitos. Rio de Janeiro, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: instalação predial de água fria. Rio de Janeiro, 1998. ÁGUA Manual de sobrevivência para a crise. Março de 2015.
Disponível em: http://issuu.com/aguasp/docs/manual_de_sobrevivencia_para_a_cris Acesso em: 14 ab. 2015. CEIC - Centro Integrado de Comando de Porto Alegre. Disponível em: http://www2.portoalegre.rs.gov.br/ceic/default.php?p_secao=28 Acesso em: 14 ab. 2015. CIRILO, J. A. Políticas públicas de recursos hídricos para o semiárido. Estud. av. [online]. 2008, vol.22, n.63, pp. 61-82. ISSN 0103-4014. http://dx.doi.org/10.1590/s0103-40142008000200005. Acesso em: 14 ab. 2015. DIAS, T. S. A expansão da ocupação urbana sobre o relevo do município de Porto Alegre. 2010. 89 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado) Departamento de Geografia. Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2011. GNADLINGER, J. Colheita de água de chuva em áreas rurais. Disponível em: http://www.abcmac.org.br/files/ebooks/colheita%20de%20%c3%81gua%20de%20chuva- Gnadlinger%20WWF%202000.pdf Acesso em: 30 mar. 2015. PÉREZ, D. Água que vem do chão. Rio de Janeiro, 2015, Embrapa Solos (EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/- /noticia/2532657/artigo---agua-que-vem-do-chao. Acesso em: 14 ab. 2015.