VIABILIDADE DO USO DA ÁGUA DE CHUVA EM CONDOMÍNIOS HORIZONTAIS: estudo de caso Isabelly Cícera Souza Dias 1 ; Isabelle Yruska de Lucena Gomes da Costa 2 ; Celso Augusto Guimarães Santos 3 & Fernando Antônio Burity Pereira 4 RESUMO --- A escassez de água potável é uma das grandes preocupações da humanidade neste século que começa. Dessa forma, surge a necessidade de redução do consumo per capita. Dentre as ações que promovem o uso racional da água, as ações tecnológicas parecem ser, na maioria dos casos, as mais recomendadas para reduzir o consumo sem que seja necessário mudanças radicais nos hábitos dos usuários. Entre estas, o aproveitamento de água pluvial surge como uma ação de boas perspectivas, pois substitui o uso de água potável onde a qualidade desta não é necessária e a retirada desta diminuirá a quantidade do volume de água pluvial lançada na rede pública de drenagem, funcionando como uma medida não estrutural de drenagem urbana. A falta de conhecimento técnico, bem como das reais vantagens que um sistema de aproveitamento de água pluvial poderá trazer para uma edificação, são as principais icógnitas desse assunto. O presente artigo aborda sobre o consumo de água em condomínios horizontais em cidades de médio porte, justificando a viabilidade da captação de água de chuva pelos condôminos e o propõe o dimensionamento de reservatórios individuais. ABSTRACT --- The potable water scarcity is one of the main worries of the manhood in this century. Thus, it is necessary to reduce the per capita consumption. Among the actions that promote the rational use of water, the technological ones seem to be, in the most cases, the most recommended to reduce the water consumption without being necessary to have radical changes on the users behavior. Among them, the use of rainwater seems to be an action with good perspectives since it substitutes the use of potable water in activities in which the water quality is not necessary and its taking off would decrease the total water volume in the public drainage net, which will work as non-structural action for urban drainage. The lack of technical knowledge, as well as the lack of knowledge about actual advantages that a rainwater system could bring to a building, are main points about this issue. The present paper treats the water consumption in house condominiums in medium size cities, justifies the viability of rainwater capture by the individual owners, and proposes the dimension for the individual reservoirs. Palavras-chave: uso racional da água, aproveitamento de água pluvial, condomínios horizontais. 1 Aluna da Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB e Bolsista MCT/CNPq. E-mail isabelly_dias@yahoo.com.br 2 Aluna da Pós-Graduação em Engenharia Urbana da UFPB e Bolsista CNPq. E-mail isabelleyruska@yahoo.com.br 3 Professor Dr., DEC/CT/UFPB 58051-900 João Pessoa, PB Telefax: (83)3216-7684. E-mail celso@ct.ufpb.br 4 Engenheiro da Caixa Econômica Federal, João Pessoa, Paraíba.E-mail: fburity@cabobrancoprive.jpa.com.br I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 1
INTRODUÇÃO A qualidade de vida dos brasileiros vem sendo reduzida devido ao elevado crescimento populacional no meio urbano. De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o percentual de pessoas vivendo em áreas urbanas no Brasil passou de 36,16% em 1950 para 81,25% em 2000 (Tabela 1). Na Paraíba o percentual de pessoal vivendo em áreas urbanas passou de 26,66% em 1950 para 71,06% em 2000. O aumento desenfreado da população no meio urbano vem causando altos índices de violência, congestionamentos, poluição sonora e ambiental, elevação do nível de estresse da população dentre outros males. Pessoas com melhores poderes aquisitivos estão optando morar nos chamados condomínios horizontais procurando melhores condições de vida, conforto, lazer, bemestar e, principalmente, segurança. Tabela 1 Percentual da população urbana no Brasil e em regiões. Ano Brasil Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste 1950 36,16 29,64 26,40 47,55 29,50 25,91 1960 45,08 35,54 34,24 57,36 37,58 37,16 1970 55,94 45,13 41,82 72,70 44,29 48,08 1980 67,59 51,63 50,46 82,81 62,40 67,78 1991 75,59 59,05 60,65 88,02 74,12 81,28 1996 78,36 62,36 65,21 89,29 77,22 84,42 2000 81,25 69,87 69,07 90,52 80,94 86,73 Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE. O lançamento de condomínios horizontais alcançou números significativos em várias cidades brasileiras, consolidando-se como um novo conceito da moradia que une a função de abrigo, segurança, infra-estrutura básica e de lazer, aliados a um projeto diferenciado (Oliveira, 2001). O consumo de água nesses condomínios é geralmente alto devido aos grandes jardins existentes nas residências individuais e nas áreas comuns. Como alternativa para a redução deste consumo tem-se a captação de águas pluviais através de calhas nos telhados residenciais e o seu posterior armazenamento em cisternas. A água tem uma importância significativa para o ser humano, para o desenvolvimento econômico e para a preservação do meio ambiente. A água pluvial é considerada por muitos uma opção favorável do ponto de vista ambiental, de modo que contribui para a redução nas vazões de lançamento de efluentes. A maior reserva de água doce do mundo encontra-se no Brasil, sendo que a maior parte desta água é encontrada em regiões menos habitadas, caso da Amazônia; e, em outras regiões, observa-se menos água disponível para uma maior população. Na Bacia Amazônica I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 2
encontra-se 73% da água do Brasil para uma população de 5% de brasileiros, enquanto que em muitas regiões do Nordeste a água encanada é escassa. De acordo com a revista BIO (2002 apud Philippi et al., 2005), o consumo de água em domicílios brasileiros, é de aproximadamente 200 litros/habitante/dia. Sendo que destes, 27% é utilizado para consumo (cozinhar, beber), 25% para higiene (banho, escovar os dentes), 12% para lavagem de roupa; 3% outros (lavagem de carro, quintal) e finalmente 33% para descarga de banheiro. Segundo Rebouças (1997), entre os fatores que contribuem à situação de crise de água no Brasil, mormente na região Nordeste, podem ser destacados os seguintes: crescimento rápido e desordenado das demandas, situação bem ilustrada pelo fato de apenas nove regiões metropolitanas totalizarem 42,5 milhões de habitantes, ou seja, 27% do total da população brasileira em 156 municípios, ou 3% do total; degradação da qualidade dos mananciais normalmente utilizados, em níveis nunca imaginados. Esse quadro resulta do lançamento de esgotos domésticos e industriais não-tratados (90% dos esgotos domésticos e 70% dos efluentes industriais) e das formas de disposição do lixo produzido; baixa eficiência dos serviços de saneamento básico, situação caracterizada pelas grandes perdas de água tratada nas redes de distribuição (entre 25 e 60%), grandes desperdícios gerados pela cultura da abundância, pelo absolutismo nas empresas e pelo obsoletismo dos equipamentos (torneiras e descargas sanitárias em especial). Como soluções para o problema de escassez da água tem-se o uso de fontes alternativas como a dessalinização da água do mar, o reuso de águas residuárias e o aproveitamento da água da chuva. Sendo que a alternativa mais simples e barata para preservação da água potável é o aproveitamento da água de chuva para ser utilizada em usos não-nobres como rega de jardins, lavagens de carro, etc. Para o aproveitamento de água da chuva deve-se verificar a questão do seu potencial de utilização em edificações, analisando-se a relação produção versus demanda, sendo a demanda não potável a principal demanda para a água da chuva. O presente artigo aborda sobre o reaproveitamento da água de chuva em condomínios horizontais na cidade de João Pessoa e o dimensionamento de um reservatório para armazenamento de água de chuva um estudo de caso. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 3
CAPTAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS Área de Estudo Os dados apresentados neste trabalho foram coletados em um condomínio horizontal, situado na cidade de João Pessoa (Figura 1), localizada no Estado da Paraíba na região do nordeste brasileiro, por ser a capital e uma das cidades mais populosas do Estado com uma população de 597.934 habitantes (IBGE, 2000) e área de 210,551 km², apresentando uma forte tendência para o aumento de condomínios horizontais. Figura 1 - Localização da cidade de João Pessoa Estado da Paraíba. Sistema de Abastecimento de Água Segundo Lopes et al. (2004), a produção de água potável para suprir as necessidades das aglomerações urbanas padece de extrema fragilidade, a partir da demanda sempre crescente por parte dos consumidores, com usos e abusos fundamentados em conceitos antigos e ultrapassados de que os recursos hídricos do planeta são inesgotáveis, justificados pelo fato de ainda estarem acostumados com a época de abundância do passado. Apesar de ser um bem sempre renovável pelo ciclo hidrológico, rios, lagos e lençóis subterrâneos, terão seus suprimentos passíveis de reposição somente se não houver superexploração dos mananciais. Nos atuais sistemas urbanos, os Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) são infraestruturas vitais. Com o aumento do consumo de água nas últimas décadas e o desenvolvimento urbanístico, esses sistemas foram ganhando tal complexidade que atualmente torna-se impraticável gerir um SAA sem qualquer sistema informático. Nos projetos de SAA, os dados são coletados em intervalos de tempo de anos ou meses para as previsões de consumo. A previsão do consumo é realizada com base em dados históricos e na experiência prática dos técnicos envolvidos na operação diária do sistema. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 4
Segundo Perroni (2005), diversos sistemas públicos de abastecimento de água de cidades brasileiras utilizam majoritária ou exclusivamente água subterrânea, captada em poços tubulares profundos sendo que a grande maioria desses poços necessita de equipamentos de bombeamento para efetuar a elevação da água até a superfície com custo operacional elevado relativo às despesas com energia elétrica. De acordo com o IBGE (2002), os reservatórios de acumulação, considerados uma das principais alternativas para minimizar os riscos de inundações, são usados por 7,5% dos municípios, sendo encontrados com mais freqüência no Centro-Oeste (9,8%), Sul (9,7%) e Sudeste (8,3%). Aproveitamento da água pluvial O aproveitamento de água da chuva é praticado em vários países como Estados Unidos, Alemanha, Japão, entre outros. No Brasil, o sistema ainda é precário, sendo utilizado em algumas cidades do Nordeste como fonte de suprimento de água. Segundo Kitamura (2004), reciclagem é o reaproveitamento de uma água utilizada para determinada função, apesar da alteração de suas qualidades físico-químicas e microbiológicas em função do uso ou o aproveitamento de águas de chuva. Para captação de águas pluviais utilizam-se calhas nos telhados das edificações, levando a água para um filtro para retirada de grandes impurezas como galhos e folhas, armazenando-a em uma cisterna podendo ser de diferentes materiais. No condomínio em estudo a água de chuva não é aproveitada em seu potencial. Observando um alto consumo de água no condomínio tem-se como alternativa para redução desta água a utilização da água de chuva para o consumo não potável, sendo utilizada em bacias sanitárias, rega de jardins, lavagem de veículos e lavagem de roupas. Projeta-se o reservatório de água da chuva de acordo com as necessidades dos usuários e com a disponibilidade pluviométrica local para dimensioná-lo corretamente, sem inviabilizar economicamente o sistema. De acordo com Campos (2004), a área de captação é aquela onde ocorre toda a coleta da água pluvial. É um ponto crítico para o dimensionamento correto do sistema, pois, a partir dele é que será determinada a água possível para ser captada e aproveitada. Dimensionamento do reservatório Como foi dito anteriormente, o reservatório é o item que determinará a viabilidade técnica e econômica do sistema de aproveitamento de água pluvial. Por isso, deve-se ter um cuidado maior com o seu dimensionamento. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 5
Para a implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial, deve-se possuir os seguintes parâmetros para a elaboração de um projeto: precipitação local, área de captação, coeficiente de runoff do telhado e a demanda da água pluvial. O método mais utilizado para dimensionamento do reservatório é o método de Rippl. Sendo um método de diagrama de massa, este regulariza a vazão no reservatório permitindo, desta forma, garantir o abastecimento constante de água em qualquer período, ou úmido ou seco (Tomaz, 2003). Uma das grandes vantagens do uso do Método de Rippl é a possibilidade de resolver problemas de dimensionamento tanto em situações onde a demanda é constante como em situações onde a demanda é variável. RESULTADOS E DISCUSSÃO O condomínio horizontal residencial em estudo possui 391 lotes, 223 casas construídas e 22 casas em construção, em fevereiro de 2006. Neste trabalho é proposto a colocação de calhas nos telhados para a captação de águas pluviais nas casas existentes e nas casas em construção com o intuito de utilizar as águas captadas para usos não-nobres esperando uma redução do consumo. Os dados de consumo de água foram coletados em um condomínio horizontal da cidade de João Pessoa referentes ao período de maio de 2005 a fevereiro de 2006. Analisando a Tabela 2, observa-se que ocorreu um aumento significativo do consumo de água no condomínio, podendo ser verificado devido ao aumento da população, aumento de construções de piscinas, aumento de áreas verdes nos lotes residenciais e, devido também aos períodos de escassez de chuva. No mês de maio de 2005, constavam 69 piscinas construídas, 8 piscinas em construção e 162 casas habitadas no condomínio, enquanto que no mês de fevereiro de 2006, observou-se um elevado aumento no número de piscinas e residências, totalizando 86 piscinas construídas e 183 casas habitadas. Meses Consumo total diário (m³) Tabela 2 Casas habitadas e piscinas no condomínio Casas habitadas Casas em construção Casas concluídas não habitadas Total de piscinas construídas Piscinas em construção Mai.2005 314,55 162 34 3 69 8 Jun.2005 225,00 164 29 5 77 2 Jul. 2005 300,84 164 31 6 79 2 Ago. 2005 320,55 167 29 4 79 2 Set. 2005 444,13 170 24 7 80 1 Out. 2005 583,29 173 24 6 80 1 Nov. 2005 650,93 174 24 7 81 2 Dez. 2005 660,94 177 22 8 83 0 Jan. 2006 666,03 178 23 7 83 1 Fev. 2006 650,79 183 22 6 86 4 I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 6
Para o cálculo do consumo total diário de água fez-se a diferença das leituras do woltman do dia atual com o dia anterior. No período entre 14 de dezembro e 29 de dezembro de 2005, as leituras não foram realizadas, porém, o consumo médio do período foi calculado subtraindo-se a leitura do dia 29 com a leitura do dia 13 de dezembro de 2005 e dividindo por 16 dias (quantidade de dias sem dados). Com os dados de chuva de dois postos pluviométricos encontrou-se a precipitação total para a cidade de João Pessoa. O menor consumo total de água observado ocorreu no dia 13 de junho de 2005 com 124 m³, enquanto que a maior precipitação verificada foi a do dia 11 de maio de 2005, com 30,73 mm, quando o consumo total no condomínio foi de 376 m. Os consumos totais mensais de água para o período em estudo são apresentados na Tabela 3, verificando-se um consumo mínimo total diário no mês de junho de 225,00 m³, sendo que a maior precipitação total mensal é verificada neste mês com 294,57 mm. Em janeiro de 2006 observa-se o consumo máximo total diário com 663,03 m³ e uma precipitação total mensal de 16,38 mm neste mês, entretanto, o mês menos chuvoso observado é o mês de novembro de 2005, com 10,53 mm. Tabela 3 Consumo mensal (m³) e precipitação (mm) para maio de 2005 a fevereiro de 2006 2005 2006 Meses Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Jan. Fev. Consumo 314,55 225,00 300,84 320,55 444,13 583,29 650,93 660,94 666,03 650,79 Precipitação 167,28 294,57 103,74 198,88 76,48 12,82 10,53 23,73 16,38 158,49 Os meses entre outubro de 2005 e janeiro de 2006 apresentam as menores precipitações, podendo ser constatado o aumento na rega de jardins, lavagem de carros, lavagem de pisos e passeios, manutenção de piscinas, aumentando assim, o consumo de água no condomínio. O hietograma da cidade de João Pessoa e o consumo total diário no condomínio horizontal são apresentados na Figura 2. 1200 1000 800 600 400 200 0 1-mai 1-jun 1-jul 1-ago 1-set 1-out 1-nov 1-dez 1-jan 1-fev Consumo Total Mensal l (m³) 0 10 20 30 40 50 60 Precipitação (mm) Consumo Período Precipitação Figura 2 Consumo total diário no condomínio e precipitação diária em João Pessoa. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 7
Na Tabela 5 é apresentado o dimensionamento do reservatório para uma residência de 100 m² de área de captação no local de estudo. As características dos postos pluviométricos utilizados são apresentadas na Tabela 4. Tabela 4 Características dos postos pluviométricos utilizados Posto Latitude Longitude Dados disponíveis de precipitação SUDENE 07º07'S 34º53'W 1913 1969 DFAARA/INMET 07º09'S 35º23'W 1994 2004 Mangabeira 07º18'S 35º21'W 1996 2005 Marés 07º16'S 35º31'W 1996 2001 Tabela 5 Dimensionamento do reservatório pelo Método de Rippl para demanda variável e coeficiente de runoff igual a 0,8. Meses Precipitação Demanda nãopotável Área de captação Vol. mensal de chuva Vol. de chuva acumulada Demanda acumulada Dif. entre volume de chuva e demanda (mm) (m³) (m²) (m³) (m³) (m³) (m³) Janeiro 85,34 11,90 100 6,83 6,83 11,90-5,08 Fevereiro 94,70 10,75 100 7,58 14,40 22,66-8,25 Março 198,06 11,90 100 15,84 30,25 34,56-4,31 Abril 246,47 11,52 100 19,72 49,97 46,08 3,89 Maio 289,19 11,90 100 23,14 73,10 57,98 15,12 Junho 319,92 11,52 100 25,59 98,69 69,50 29,19 Julho 236,59 11,90 100 18,93 117,62 84,41 36,21 Agosto 135,99 11,90 100 10,88 128,50 93,31 35,19 Setembro 66,73 11,52 100 5,34 133,84 104,83 29,01 Outubro 26,81 11,90 100 2,14 135,98 116,74 19,25 Novembro 27,96 11,52 100 2,24 138,22 128,26 9,96 Dezembro 38,28 11,90 100 3,06 141,28 140,16 1,12 Para que chegássemos ao valor demanda de água não potável admitimos que o consumo médio de água em uma residência é de 200 L/hab/dia, dos quais 48% desse consumo é para fins não-potáveis, o que nos dá 96 L/hab/dia. Multiplicando este valor pela quantidade de dias no mês e pelo número médio de habitantes nas residências e transformando para m³, temos o valor referente à demanda não potável de cada de mês em estudo. O volume mensal de chuva é encontrado multiplicando-se o total mensal precipitado, a área de captação e o valor do coeficiente de runoff, respectivamente, e depois dividindo-se por 1.000 para termos seu valor em m³. O volume de chuva acumulada é igual ao volume de chuva no mês respectivo somado aos valores dos meses anteriores. Seguindo o mesmo raciocínio encontramos os valores referentes à demanda acumulada. Para que saibamos o volume do reservatório para suprir a I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 8
demanda de água não-potável faz-se necessário subtrairmos as demandas dos volumes de chuva. Estes valores plotados são apresentados na Figura 6. Nesta figura foram então traçadas duas paralelas em relação à abscissa, tangenciando o ponto mais alto e o ponto mais baixo. O valor obtido entre a diferença entre estes dois pontos nos fornece o volume do reservatório, 44,47 m³. Dif. dos vol. acumulados (m³) 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-10 -15 Meses Figura 3 Diagrama de Rippl para demanda variável. CONCLUSÃO Em dias chuvosos observou-se uma redução significativa do consumo de água no condomínio em estudo, constatando que, nesses dias, os moradores diminuem ou não realizam algumas atividades, tais como, lavagem de carros, rega de jardins, etc. Nesta pesquisa foi observada também uma redução no consumo de água nos dias em que a ocorrência de chuvas se deu no dia anterior, ressaltando que grande parte do consumo de água no condomínio tem por finalidade a rega de jardins. Para a redução do consumo de água no condomínio horizontal, propõe-se a captação de água pluvial para usos não-nobres, esperando uma provável redução no consumo de água, pois, como constatado anteriormente, grande parte da água consumida é destinada para rega de jardins individuais e comuns do condomínio. A área média de captação encontrada é suficiente para o armazenamento da água de chuva para fins não-potáveis nas áreas externas das edificações, ou seja, rega de jardins, lavagem de carro, lavagem de calçadas. O volume encontrado para o dimensionamento do reservatório destinado à captação de água de chuva de 44,47m³ é viável para atender os condomínios no período indicado. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 9
AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio através do auxílio de bolsas de mestrado. BIBLIOGRAFIA CAMPOS, M. A. S. (2004). Aproveitamento de água pluvial em edifícios residências multifamiliares na cidade de São Carlos. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil Universidade Federal de São Carlos. IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br>. Acesso em: 30 março de 2006. LOPES, L. H. A.; BORGES, J. D. R.; LOCH, C. (2004). Índice de satisfação da comunidade correlacionado à eficiência do sistema de abastecimento de água in Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário, Florianópolis. OLIVEIRA, M. C. G. (2001). Avaliação pós-ocupação em condomínios horizontais aspectos de escolha e satisfação da habitação in Workshop Nacional: Gestão do Processo de Projeto na Construção de Edifícios, São Carlos. PERRONI, J. C. (2005). Avaliação do consumo de energia elétrica para produção de água subterrânea o caso do abastecimento publico da cidade de São Carlos SP. Dissertação de Mestrado em Hidráulica e Saneamento - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. PHILIPPI, L. P.; SEZERINO, P. H.; PETERS, M. R.; LAPOLLI, F. R. (2005). Reuso combinado de águas cinzas (grey water) e água de chuva em uma unidade residencial in Anais do XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande, Set. 2005. REBOUÇAS, Aldo da C. (1997). Água na região Nordeste: desperdício e escassez. Estud. av., Jan./Apr. 1997, vol. 11, nº. 29, pp.127 154. ISSN 0103-4014. TOMAZ, P. (2003). Aproveitamento de água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis. Navegar São Paulo, 180 p. KITAMURA, M. C. (2004). Aproveitamento de águas pluviais para uso não potável na PUCPR. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Ambiental) - Pontifica Universidade Católica do Paraná. I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste 10