CISTERNA DE PLACAS DE ARDÓSIA ARMADAS

Marina Boldo Lisboa1; Marcio Andrade

1; Henrique de Melo Lisboa

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RESUMO - No contexto da crescente pressão exercida sobre os recursos hídricos, trazendo conseqüências tanto em relação aos aspectos quantitativos quanto qualitativos, o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para sistemas de aproveitamento de água de chuva surge como uma alternativa promissora. Neste trabalho apresenta-se um sistema piloto de aproveitamento de água da chuva em uma escola pública no município de Seara – Oeste Catarinense. Neste sistema foi utilizada uma tecnologia inovadora para a construção do reservatório de acumulação de água de chuva com capacidade para 80 m3: a tecnologia de placas de ardósia armadas. Trata-se de uma tecnologia inédita de construção de reservatórios cilíndricos, sobre o solo, com placas de ardósia montadas justapostas e envoltas por uma armadura de aço estrutural e uma tela fina - com abertura que possibilite a argamassagem manual semelhante ao ferrocimento artesanal. A tecnologia da ardósia armada apresentou rapidez e facilidade de construção. A ardósia, além de servir de forma para a moldagem da armadura e para a argamassagem, é um material natural, abundante na região central do Estado de Santa Catarina, além de ser de baixo custo, durável e inerte, e com grande potencial de aplicação na execução de cisternas e outros reservatórios.

Palavras-Chave: Água de chuva, Sistema de aproveitamento da água de chuva, Ardósia armada.

1 Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Universitário, Trindade, CEP: 88040-970, Florianópolis – SC, Brasil, Email: marinalisboa@hotmail.com

INTRODUÇÃO

Um grave problema mundial que pode afetar a sobrevivência dos seres humanos é a falta de água.

O uso desordenado, o desperdício e o crescimento da demanda são fatores que contribuem com a

intensificação da escassez de água no planeta (TOMAZ, 2003).

Na busca de se promover a conservação da água pode-se atuar tanto na gestão da demanda quanto

na gestão da oferta. O aproveitamento da água da chuva de captação direta – utilizada junto de onde é

captada – é uma fonte alternativa de oferta que pode contribuir para minorar a escassez de água.

A água da chuva é um recurso hídrico que pode ser acessível e de baixo custo se comparado com

as demais fontes de abastecimento.

A água da chuva é uma fonte melhorada que pode ser utilizada para diversas finalidades tanto no

meio rural quanto no urbano. No meio urbano seu uso tem sido priorizado para fins não potáveis como:

descarga de vaso sanitário, irrigação de pequenas áreas (jardins e hortas), lavagem de roupa, de

veículos e de pisos. Já no meio rural além destes usos tem também as demandas para dessedentação de

animais e “irrigação de salvação”.

O Brasil já possui uma norma para aproveitamento de água de chuva de coberturas em áreas

urbanas para fins não potáveis, a NBR-15527/2007 (ABNT, 2007). Quanto ao meio rural, apesar de

varias utilizações ainda não temos uma norma brasileira particular para estas aplicações.

Apesar da abundância dos recursos hídricos da Região Oeste de Santa Catarina, contemplada com

altos índices de precipitação pluviométrica (com médias anuais em torno de 1700 mm) e com boa

distribuição (espacial e temporal) de chuvas, e localizada sobre um enorme aqüífero, o Guarani2, o

Oeste Catarinense tem sofrido com seguidos anos de escassez de água.

Vários fatores são responsáveis pela crise da água do Oeste Catarinense, e a solução desta crise

deve contemplar um planejamento integrado dos recursos hídricos locais, pensando e agindo

localmente e globalmente. Assim, o aproveitamento da água da chuva pode contribuir para minimizar

os problemas de estiagem na Região.

Na busca de desenvolver soluções apropriadas para a construção de grandes reservatórios de

armazenamento de água de chuva, este trabalho tem como principal objetivo desenvolver uma

tecnologia inovadora para construção do reservatório de acumulação de um sistema de aproveitamento 2 Devido a grande profundidade que se encontra o aqüífero Guarani nesta região, com perfurações em torno de 700 m, seu aproveitamento torna-se inviável, sobretudo para os pequenos produtores rurais.

de água de chuva implantado em uma escola pública no município de Seara, no Oeste Catarinense.

Trata-se de uma tecnologia inédita para construção de reservatórios cilíndricos, sobre o solo, com

placas de ardósia armadas.

Em um sistema de aproveitamento de água de chuva, o componente mais oneroso é quase sempre

o reservatório de acumulação. Daí a importância de desenvolver tecnologias que viabilizem estes

componentes, principalmente quando são requeridos grandes volumes de água.

A implantação deste sistema piloto de aproveitamento da água da chuva faz parte do Projeto

“Desenvolvimento de Tecnologias Apropriadas para Sistemas de Aproveitamento de Água de Chuva”

financiado pela Fundação de Apoio à Pesquisa Científica e Tecnológica do Estado de Santa Catarina -

FAPESC, com recursos repassados pela Secretária de Estado do Desenvolvimento Econômico

Sustentável, SDS do Governo de Santa Catarina e tem como executora a Fundação de Estudos e

Pesquisas Sócio-Econômicos - FEPESE.

MATERIAIS E MÉTODOS

O projeto piloto do ginásio da Escola EBB Rosina Nardi - no município de Seara, localizado na

Região Oeste de Santa Catarina – contempla o aproveitamento da água de chuva captada na cobertura

do ginásio poliesportivo da Escola, com telhas metálicas, de chapas zincadas, e com área de projeção

horizontal de 800 m2.

A água de chuva que cair sobre esta área de captação é direcionada até as calhas, e posteriormente

para os coletores verticais e horizontais. De lá seguem para um reservatório armazenador de água de

chuva, apoiado no terreno e localizado atrás do ginásio.

Antes da entrada no reservatório, a água de chuva passa por um dispositivo de descarte de sólidos e

posteriormente por um dispositivo de desvio das águas das primeiras chuvas. Para o descarte de

sólidos, foi instalado um Filtro Volumétrico VF6, da empresa Acquasave/3P Technik. Para o desvio

das águas das primeiras chuvas, foi utilizada uma bombona plástica de 1000 L com bóia flutuante e

dreno de fundo.

A água armazenada no reservatório de acumulação de chuva é destinada a um reservatório

intermediário, situado próximo à caixa d’água do sistema convencional. Este se encontra em um morro

próximo à edificação principal da escola, a cerca de 4 m de altura em relação ao piso da escola. Cabe

ressaltar que o abastecimento é feito por gravidade, sem uso de bombas, já que os dois reservatórios do

sistema se localizam em cota elevada (acima do nível do telhado da escola).

A água que passa pelo reservatório intermediário abastece os pontos de uso não potáveis da Escola:

descarga de vasos sanitários, mictórios, lavagem de roupa, irrigação da horta educativa e limpeza de

pisos. Ressalta-se que as torneiras externas para uso não potáveis são de uso restrito e

convenientemente sinalizadas.

A Figura 1 ilustra o croqui dos reservatórios interligados do sistema, com os dispositivos de

descarte de sólidos e desvio de água dos primeiros escoamentos (águas das primeiras chuvas).

Figura 1. Croqui dos reservatórios interligados do sistema de aproveitamento de água de chuva da

Escola E. B. Rosina Nardi, em Seara

Durante a execução deste reservatório, como se trata de uma tecnologia em desenvolvimento,

incipiente, procurou-se apresentar o projeto aos operários e colher sugestões deles, motivando-os

sempre para que eles contribuíssem com o desenvolvimento desta tecnologia. Como se tratava de uma

tecnologia nova foi necessário um acompanhamento constante dos técnicos durante todo o processo

construtivo.

A partir das dificuldades que iam surgindo e soluções que iam sendo adotadas no decorrer do

processo construtivo, introduziu-se gradativa e experimentalmente, melhoramentos tecnológicos,

aperfeiçoando esta tecnologia.

Todas as ações desta pesquisa têm como foco a transferência de tecnologia e para tanto, teve-se em

todo o processo a preocupação de desenvolver uma tecnologia apropriada, fácil de construir, ao alcance

das pessoas que dela precisam, fácil de manter e que sejam construções sustentáveis.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O reservatório de placas de ardósia armada é uma tecnologia inédita de construção de reservatórios

cilíndricos, sobre o solo, com placas de ardósia montadas justapostas e envoltas por uma armadura de

aço estrutural e uma tela fina - com abertura que possibilite a argamassagem manual ou projetada sobre

a armadura.

O reservatório de acumulação do sistema piloto de aproveitamento de água de chuva na escola EEB

Rosina Nardi foi dimensionado para ter uma capacidade de 80 m3.

As placas de ardósia têm as seguintes dimensões: 40 cm de largura, 250 cm de altura e 5 cm de

espessura. Estar placas foram reforçadas, envolvidas, com uma tela soldada com malha 20 x 10 cm,

com aços verticais de 3,4 mm e horizontais, segundo o menor espassamento, com diâmetro de 3,8 mm.

Para a armadura complementar foi utilizado também aço CA-60B, mas com vergalhões de diâmetro de

4,2 mm. Para garantir o afastamento entre a armadura e as pedras foram utilizados espaçadores de

plástico.

Execução do Reservatório de Placas de Ardósia Armadas

Preparação do terreno

O terreno onde se construiu o reservatório foi bem limpo e firme, livre de ocorrência de

formigueiros ou aterros.

Execução da base do reservatório

Construiu-se uma laje circular de concreto armado. Ressalta-se que a espessura da laje, suas

características de resistência e a armadura utilizada dependem das características mecânicas do terreno

onde será construída. O concreto poderia ter sido virado na obra, mas optou-se pelo estrutural dosado

em central, com fck mínimo de 15 MPa.

Na laje da base foi feita uma vala, concêntrica, construída por uma poligonal com lado igual a

largura da placa de ardósia a ser utilizada na lateral do reservatório. O diâmetro interno deve ter cerca

de um metro a menos que o da base do reservatório. Esta vala recebeu as placas de ardósia que foram

encaixadas e consolidadas com argamassa.

A espessura desta laje pode ser variável, mais estreita e côncava no centro e espessa nas

extremidades, nas proximidades da vala em que são encaixadas as placas de ardósia.

Montagem da lateral do reservatório

As placas de ardósia foram consolidadas na vala da base e rejuntadas (coladas) com adesivo selante

a base de poliuretano, monocomponente, que segundo o fabricante (SIKA, 2009) forma um elastômero

durável que apresenta resistência à tração de aproximadamente 1,8 N/mm2, Alongamento de ruptura

em torno de 500% e resistência ao rasgamento contínuo de 6 N/mm.

As placas foram escoradas com madeira, mas poderiam igualmente ter sido encaixadas com perfil

metálico em “U”. O adesivo selante, conforme as características fornecidas pelo fabricante, ajuda

também na sustentação das peças.

Após a montagem das placas colocou-se a armadura. Utilizou-se, neste caso, uma tela soldada em

rolo, com armadura suplementar, aço CA-60B e fio 4,2 mm, formando anéis amarrados com arame

recozido BWG n 18. Esta armadura foi esticada até ficar junto das placas de ardósia.

Depois foram utilizados espaçadores para promover o distanciamento conveniente entre a armadura

e as placas de ardósia, esticando ainda mais a armadura, proporcionando assim um melhor

comportamento estrutural.

A armadura estrutural foi então envolvida por uma tela com abertura de malha que possibilite a

sustentação da argamassa. Utilizou-se uma tela de viveiro metálica, a tela hexagonal malha de ½” e fio

n 24, envolvendo a armadura de aço, possibilitando assim a argamassagem manual da peça. Esta tela

de arame galvanizado tem a função de, além de possibilitar a argamassagem manual da peça, combater

a fissuração da peça, que quando solicitada fica microfissurada, mas impermeável a água.

Assim, o aramado – uma armadura subdividida e distribuída - confere ao compósito formado, boas

características de resistência e impermeabilidade. O aramado foi argamassado manualmente, sendo esta

argamassa rica, de cimento e areia média, com traço 1:2:0,5 em volume (cimento:areia:água). A

argamassagem poderia ter sido feita com auxílio de um lançador, sendo a argamassa neste caso

projetada.

A superfície foi então rebocada com uma fina camada - com cerca de 5 mm de espessura - de

argamassa de cimento com areia fina, com traço de 1:3 e.v, e conveniente quantidade de água que

permita boa trabalhabilidade. Esta camada foi depois, antes de endurecida, alisada com uma

esponja.

A parede do reservatório é, portanto, constituída por uma camada de placas de ardósia de 5 cm de

espessura, e uma camada de ferrocimento com aproximadamente 3 cm de espessura.

Cobertura Metálica

Para a cobertura usou-se uma estrutura metálica com tesouras metálicas em chapa de aço

galvanizado, com contraventamento, sem soldas, totalmente aparafusada em chapa galvanizada e com

telhas de aço galvanizado corrugada.

Utilizou-se telhas de aço galvanizado, corrugadas e com lâmina com espessura de 0,43 mm. Para

sustentação das telhas, foram instaladas tesouras metálicas em chapa de aço galvanizado com 2,00 mm

de espessura, totalmente parafusadas.

Dispositivos de Proteção Sanitária

Este reservatório conta com uma entrada para água de chuva pelo fundo, onde é colocado um freio

d’água, um ladrão com sifão, um conjunto flutuante de sucção, uma saída de fundo, uma visita. Ele está

apoiado sobre uma laje de concreto armado com 7,60 m de diâmetro e 15 cm de altura.

Nas Figuras de 2 a 14 apresentam-se fotos ilustrando o método construtivo do reservatório de

placas de ardósia armadas, integrante do sistema piloto de aproveitamento de água de chuva na escola

EEB Rosina Nardi em Seara-SC.

Figura 2. Placas de ardósia medindo 250 x 40 x 5 cm Figura 3. Levantamento das placas de ardósia

Figura 4. Montagem das placas de ardósia Figura 5. Escoramento das placas de ardósia

Figura 6. Vista interna do reservatório de placas

de ardósia

Figura 7. Armadura do reservatório de placas de

ardósia

Figura 8. Armadura com tela soldada, aços

complementares espassadores e tela para

sustentação da argamassa

Figura 9. Cura do reservatório de ardósia

argamassado

Figura 10. Dispositivo de descarte de sólidos Figura 11. Dispositivo de desvio de água dos

primeiros escoamentos

Figura 12. Montagem da cobertura metálica do

reservatório

Figura 13. Vista geral do reservatório pintado

Figura 14. Vista do reservatório de placa de ardósia

Este método construtivo possibilitou a execução da cisterna com: maior facilidade e rapidez,

melhor desempenho estrutural, baixo custo global da obra; e que deve apresentar maior durabilidade

que a de ferrocimento, já que no reservatório de ardósia armada a água não fica em contato direto com

a argamassa de revestimento das paredes do reservatório. Como a ardósia é uma rocha inerte, a

armadura do reservatório será mais protegida do que se não fossem utilizadas estas placas.

Esta nova tecnologia apresenta assim grande potencial de aplicação, e viabilidade econômica,

dependendo principalmente do custo de transporte destas pedras que é quase sempre mais caro do que o

valor pago na compra destas pedras.

Nestes experimentos foi possível constatar que as pedras de ardósia são fáceis de serem perfuradas

para passagem de tubulações, com serra copo de vídea. Elas também podem ser cortadas com

facilidade com serra circular.

Observou-se que para o método construtivo que utiliza a ardósia como forma perdida não é

necessário a confecção do chanfro. O ângulo do chanfro pode ser calculado pela fórmula:

α = 180°/n

onde:

α = Ângulo do chanfro, em graus;

n = Número de peças.

Como se pode notar o ângulo do chanfro é muito pequeno, Por exemplo, para um reservatório com

60 peças (placas de ardósia) o chanfro será de apenas 3 .

CONCLUSÕES

A tecnologia da ardósia armada apresentou baixa complexidade na execução e rápida instalação. A

ardósia, além de servir de forma para a camada de ferrocimento, é um material natural abundante na

região central do Estado de Santa Catarina, além de ser durabilidade e inerte, com grande potencial de

aplicação para reservatórios.

A ardósia apesar de absorver cerca de 3,3 % de água, ela satura é fica impermeável. O adesivo

selante impermeabiliza a junta garantindo assim a proteção da armadura da lâmina de ferrocimento. No

entanto caso ocorra algum vazamento nestas juntas o ferrocimento é impermeável e garante assim a

estanqueidade do reservatório.

Como o reservatório de acumulação, quase sempre, é o componente mais oneroso dos sistemas de

aproveitamento de água de chuva. Os experimentos já realizados permitem concluir que, apesar de

serem ainda necessários estudos adicionais, esta tecnologia apresenta-se promissora não apenas para

esta, mas também para outras aplicações como a construção de biodigestores rurais.

A utilização de um revestimento interno com geomembrana é uma solução promissora, sobretudo

para meios agressivos como as câmaras de digestão de biodigestores rurais.

BIBLIOGRAFIA

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15527 - Água de chuva - Aproveitamento de

coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis - Requisitos. Rio de Janeiro. 2007.

SIKA. Disponível em: http://www.sika.com.br/ind_Br_SF_221v0908.pdf. Acessado em agosto de

2009.

TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva – para áreas urbanas e fins não potáveis. Navegar

Editora, São Paulo, 2003.