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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
ENGENHARIA CIVIL
HERIC STEFANELLI DE OLIVEIRA
AVALIAÇÃO DO USO RACIONAL DA ÁGUA EM UM
EMPREENDIMENTO COMERCIAL NA CIDADE DE
SALVADOR - BA
Feira de Santana
2008
2
HERIC STEFANELLI DE OLIVEIRA
AVALIAÇÃO DO USO RACIONAL DA ÁGUA EM UM
EMPREENDIMENTO COMERCIAL NA CIDADE DE SALVADOR - BA
Trabalho apresentado à disciplina
Projeto Final II da Universidade
Estadual de Feira de Santana, como
requisito parcial para obtenção do título
de Bacharel em Engenharia Civil.
ORIENTADOR: Prof. Luis Claudio Alves Borja
CO-ORIENTADOR: Engº. Eronildo Aquino Feitosa
Feira de Santana
2008
3
AVALIAÇÃO DO USO RACIONAL DA ÁGUA EM UM
EMPREENDIMENTO COMERCIAL NA CIDADE DE SALVADOR - BA
HERIC STEFANELLI DE OLIVEIRA
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi defendido e julgado adequado como parte
dos requisitos para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL
____________________________
Profª. Eufrosina de Azevedo Cerqueira
Coordenadora do TCC (UEFS)
Banca Examinadora:
____________________________
Prof. Esp. Luis Claudio Alves Borja (orientador)
Universidade Estadual de Feira de Santana
____________________________
Engº Eletricista Eronildo Aquino Feitosa (Co-Orientador)
Construtora Andrade Mendonça
____________________________
Profª. Drª. Sandra Maria Furian Dias.
Universidade Estadual de Feira de Santana
iii
4
Aos meus pais que me ofereceram a
vida, em especial a minha mãe por me
ensinar todos os valores morais e éticos
que possuo, sempre apoiando nos
momentos em que mais preciso. A
minha família, minhas irmãs que em
palavras sábias sempre souberam me
direcionar para uma boa escolha.
Enfim, a todos aqueles que de alguma
maneira colaboraram, dedico o presente
trabalho e manifesto os meus sinceros
agradecimentos.
iv
5
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da minha vida e por todas as bênçãos recebidas, ao iniciar
pela bela família e agregados;
A minha família, especialmente a minha mãe, por ter dedicado sempre o seu
apoio para comigo, sempre atenta as minhas necessidades, fator essencial nesta
conclusão de mais uma etapa na minha vida.
Aos meus amigos e colegas do curso, com destaque enfático para Éderson
Fabrício e Cristiano Robert, por me apoiarem neste ultimo momento acadêmico.
Aos professores, pela contribuição no aperfeiçoamento do meu
conhecimento;
A todos os meus amigos e colegas que, a distância, transmitiram
pensamentos positivos que refletiram no ânimo final.
Aos meus Orientadores, Luis Claudio Borja e Eronildo Feitosa, pelos
esclarecimentos e ensinamentos repassados sobre o assunto.
A administração do Salvador Shopping, em especial a Fernando Rocha, Julio
Carneiro, Níger Souza e Hamilton pela atenção dada e a transparência dos serviços
e informações.
A Construtora Andrade Mendonça, empresa que abriu caminhos diversos no
âmbito profissional, acrescentando amadurecimento e crescimento pessoal.
Por fim, a Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS), por fornecer
subsídios para a minha formação profissional.
v v
6
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS................................... ................................................IV
LISTA DE TABELAS................................... .................................................V
RESUMO.....................................................................................................VI
ABSTRACT........................................... .....................................................VII
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................... 13
1.1 Objetivos .............................................................................................. 16
2. A ÁGUA, CONSERVAÇÃO E UTILIZAÇÃO NO MEIO URBANO 17
2.1 Histórico ............................................................................................... 17
2.2 O Ciclo Urbano da Água ................................................................... 19
2.3 Sustentabilidade ................................................................................. 24
2.4 Conservação da água nas áreas urbanas ..................................... 26
3. SISTEMAS E PROGRAMAS DE CONSERVAÇÃO ....................... 31
3.1 Redução do consumo de água em aparelhos sanitários ............ 32
3.2 Aparelhos sanitários economizadores ............................................ 39
3.3 Aproveitamento da água da chuva .................................................. 47
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS .......................................... 55
4.1 Metodologia para cálculo da redução da utilização da água em
bacias sanitárias de volume ultra reduzido ......................................................... 56
4.2 Metodologia para cálculo da verificação da eficiência do uso da
água............ .............................................................................................................. 58
4.3 O Empreendimento ............................................................................ 61
4.3.1 Sistema de esgotamento sanitário à vácuo .................... 66
4.3.2 Sistema de aproveitamento das águas pluviais ............. 69
5. ANALISE DOS DADOS E RESULTADOS ....................................... 74
5.1 Cálculo da redução da utilização da água em bacias sanitárias
com volume ultra reduzido ..................................................................................... 74
5.2 Cálculo da verificação da eficiência do uso da água ................... 76
5.3 Resultados e discussões .................................................................. 77
6. ANÁLISE CRÍTICA ............................................................................... 80
6.1 Conclusão ............................................................................................ 81
7
6.2 Sugestões para trabalhos futuros .................................................... 81
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................. 82
vii
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Distribuição dos recursos hídricos e da população no Brasil......16
Figura 2 – Esquema dos ciclos da água..........................................................19
Figura 3 – Esquema simplificado do sistema de coleta de esgoto à vácuo
EVAC...............................................................................................................30
Figura 4 – Declividade da tubulação...............................................................32
Figura 5 – Conexões utilizadas.......................................................................32
Figura 6 –Interligação de ramal a coletor.......................................................32
Figura 7 –Válvulas de Isolamento...................................................................33
Figura 8 – Desvios verticais............................................................................34
Figura 9 – Subidas..........................................................................................35
Figura 10 – Bolsas de transporte espaçamento............................................35
Figura 11 – Bacia sanitária convencional ....................................................38
Figura 12 – Bacia sanitária acoplada e integrada.............................................38
Figura 13 – Corte esquemático da bacia.......................................................38
Figura 14 – Corte esquemático da bacia de ação sinfônica de arraste.......38
Figura 15 – Louças sanitárias EVAC.............................................................40
Figura 16 – Painel traseiro EVAC..................................................................40
Figura 17 – Esquema de montagem da bacia instalada no piso.................41
Figura 18 – Posicionamento do botão de acionamento...............................42
Figura 19 – Ligação da bacia em tubulação para baixo................................43
Figura 20 – Ligação de bateria de bacias em tubulação horizontal.............43
Figura 21 – Ligação de bateria de bacias em tubulação elevada.................44
Figura 22 – Sistema de aproveitamento de água pluvial.............................46
viii
9
Figura 23 - Reservatório de auto-limpeza com bóia de nível......................47
Figura 24 – Formas construtivas de sistemas de aproveitamento de água de
chuva............................................................................................................51
Figura 25 – Bombas à vácuo........................................................................65
Figura 26 – Tanques de Armazenamento.....................................................65
Figura 27 – Bolsa de transporte....................................................................66
Figura 28 – Estação elevatória.....................................................................66
Figura 29 – Área de Captação......................................................................68
Figura 30 – Tubulações de águas pluviais contenção.................................68
Figura 31 – Grelhas de contenção................................................................69
Figura 33 – Estação de tratamento de Água.................................................70
Figura 34 – Etiqueta de identificação............................................................70
ix
10
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classificação de disponibilidade da água segundo a ONU.........................14
Tabela 2 – Disponibilidade hídrica social e demandas por Estado no Brasil...............15
Tabela 3 – Variação da qualidade da água da chuva devido à área de coleta....... .......51
Tabela 4 – Diferentes qualidades de água para diferentes aplicações................... .......51
Tabela 5 – Dados do Salvador Shopping......................................................................73
Tabela 6 – Número de evacuações....................................................................... ........74
Tabela 7 – Simulação entre sistemas de esgotamento sanitário........................... ........74
Tabela 8 –Relação entre atividades e seus coeficientes de uso............................ ........75
Tabela 9 –Quantidade sustentável pela economia de água.................................. ........77
Tabela 10 –Quantidade e custo mensal antese após o sistema............................. ........78
x
11
RESUMO
A cidade de Salvador constitui-se em uma grande cidade em desenvolvimento
com todas as dificuldades inerentes aos grandes centros urbanos. A avaliação do
uso racional da água se justifica pela intensa preocupação com o meio ambiente e
escassez dos recursos naturais, principalmente as fontes de água para
abastecimento humano, objetivando a busca por alternativas sustentáveis por parte
de todos os segmentos da sociedade. Diante do exposto, foi estudada a redução da
utilização da água em bacias com volume ultra reduzido além da provável eficiência
do uso da água pelo empreendimento Salvador Shopping, na cidade de Salvador-
BA. A metodologia empregada foi a contabilidade do consumo de água nos sistemas
de esgotamento sanitário a vácuo e aproveitamento de águas pluviais. Os resultados
demonstraram uma economia diante do sistema de esgotamento convencional de
94m³ /dia. Através do aproveitamento das águas da chuva houve uma constatação
de redução de aproximadamente 67 mil reais mensais no consumo da água. Os
benefícios sociais apresentados evidenciam numericamente o fato que edificações
necessitam desenvolver e aprimorar projetos sustentáveis a fim de se evitar o
colapso no abastecimento de água potável das cidades.
PALAVRAS-CHAVE – Uso Racional da água; sistema a vácuo; Sustentabilidade.
xi
12
ABSTRACT
The city of Salvador is in a large city in development with all the difficulties
inherent in major urban centres. The assessment of the rational use of water is
justified by the intense concern about the environment and scarcity of natural
resources, especially the sources of water supply for human, to the search for
sustainable alternatives for all segments of society. Given the foregoing, we studied
the reduction of water use in ponds with ultra low volume likely than the efficiency of
water use by the enterprise Salvador Shopping in the city of Salvador-BA. The
methodology used was the accounting of consumption of water sanitation systems in
the vacuum and use of rainwater. The results showed an economy in the face of
conventional system of exhaustion of 94m ³ / day. Through the use of waters of the
rain there was a finding of a reduction of approximately 67 thousand in actual
monthly consumption of water. The social benefits provided evidence numerically the
fact that buildings need to develop and improve sustainable projects in order to avoid
the collapse in drinking water supplies of cities.
KEYWORDS – Rational Use of water, the vacuum system; Sustainability.
xii
13
1. INTRODUÇÃO
Segundo Gonçalves, (2006), a escassez de água em regiões urbanas, afeta
grandes contingentes populacionais, limita a atividade econômica, retarda o
progresso. Infelizmente, essa é a realidade em diversas cidades brasileiras, cujo
abastecimento se encontra ameaçado por problemas relacionados tanto com a
quantidade quanto com a qualidade da água.
Por certo não se trata de um problema exclusivamente brasileiro e tem como
uma de suas principais causas, o crescimento da população. A transição do século
20 para o século 21 é marcada por um crescimento demográfico sem precedentes:
em 1999, a população mundial era de 6 bilhões de pessoas e estima-se que chegará
a 7,9 ou 9,1 bilhões em 2025. Como pode-se notar, o rápido crescimento da
população e os acelerados avanços no processo de industrialização e urbanização
das sociedades, tem repercussões sem precedentes sobre o meio ambiente
(MACHADO, 1999).
Segundo o IDEC (2002), o Brasil é detentor de cerca de 13,7% de toda a
água doce superficial existente no planeta, sendo que 70% desses recursos se
encontram na região amazônica, logo tem uma enorme responsabilidade na sua
conservação para garantir o desenvolvimento econômico para as populações de
hoje e gerações futuras.(Relatório Anual 2006, WWF-Brasil).
Esta responsabilidade é mais evidente nas grandes metrópoles, cidades
como Salvador, que possui atualmente 2,7 milhões de habitantes, sendo a terceira
mais populosa do Brasil (htpp://www.salvador.ba.gov.br).
A outorga pela exploração da água e esgoto da cidade é da Empresa Baiana
de Águas e Saneamento S.A., uma sociedade de economia mista de capital
autorizado, tendo como acionista majoritário o Governo do Estado. A EMBASA é
responsável pelo tratamento e distribuição da água aos consumidores. Entretanto, a
situação do esgoto é diferente: embora coletados por diversas bacias de
esgotamento sanitário, o esgoto apenas passa por processo de condicionamento
prévio na Estação Bahia Azul sendo conduzido ao emissário submarino para
lançamento ao mar, obedecendo às exigências da legislação ambiental
(htpp://www.embasa.ba.gov.br).
Silva (2004), relaciona algumas das principais causas da escassez da água:
14
• Urbanização elevada e desordenada da infra-estrutura urbana;
• Diversificação e intensificação das atividades e conseqüentemente do uso
da água;
• Impermeabilização e erosão do solo;
• Deficiências do setor de saneamento e a relação entre água e saúde;
• Migrações populacionais motivadas pela escassez da água.
Nova abordagem do problema ultrapassa as ações de um só governo, e sim,
há responsabilidade geral de se tratar os recursos da água dentro do conceito de
desenvolvimento sustentável, segundo Romano (1995).
O problema da escassez também está diretamente relacionado a relação
entre quantidade e disponibilidade.
A tabela 1 apresenta a classificação adotada pela ONU para a disponibilidade
da água.
Tabela 1 - Classificação de disponibilidade da água segundo a ONU (1997)
Estresse de água Inferior a 1.000 m³/hab./ano
Regular 1.000 a 2.000 m³/hab./ano
Suficiente 2.000 a 10.000 m³/hab./ano
Rico 10.000 a 100.000 m³/hab./ano
Muito rico Mais de 100.000 m³/hab./ano
Fonte: ONU(1997)
Através da tabela 2 podemos identificar a disponibilidade hídrica social de
cada estado e realizar uma adequação à classificação da ONU.
15
Tabela 2 - Disponibilidade hídrica social e demanda s por Estado no Brasil Estados Potencial
hídrico km3/ano
População habitantes
Disponibilidade hídrica social m3/hab./ano
Densidade populacional hab./km2
Utilização total m3/hab./ano
Nível de utilização 1991
RO 150,2 1.229.306 115.538 5,81 44 0,03 AC 154,0 483.593 351.123 3,02 95 0,02 AM 1.848,3 2.389.279 773.000 1,50 80 0,00 RR 372,3 247.131 1.506.488 1,21 92 0,00
PA 1.124,7 5.510.849 204.491 4,43 46 0,02 AP 196,0 379.459 516.525 2,33 69 0,01 TO 122,8 1.048.642 16.952 3,66 MA 84,7 5.22.183 16.226 15,89 61 0,35 PI 24,8 2.673.085 9.185 10,92 101 1,05 CE 15,5 6.809.290 2.279 46,42 259 10,63
RN 4 ,3 2.558.660 1.654 49,15 207 11,62 PB 4,6 3.305.616 1.394 59,58 172 12,00 PE 9,4 7.399.071 1.270 75,98 268 20,30
AL 4,4 2.633.251 1.692 97,53 159 9,10 SE 2,6 1.624.020 1.625 73,97 161 5,70 BA 35,9 12.541.675 2.872 22,60 173 5,71
MG 193,9 16.672.613 11.611 28,34 262 2,12 ES 18,8 1.802.707 6.714 61,25 223 3,10 RJ 29,6 13.406.308 2.189 305,35 224 9,68
SP 91,9 34.119.110 2.209 137,38 373 12,00 PR 113,4 9.003.804 12.600 43,92 189 1,41 SC 62,0 4.875.244 12.653 51,38 366 2,68 RS 190,0 9.634.688 19.792 34,31 1.015 34,31
MS 69,7 1.927.834 36.684 5,42 174 0,44 MT 522,3 2.235.832 237.409 2 ,62 89 0,03 GO 283,9 4.514.967 63.089 12,81 177 0,25 DF 2,8 1.821.946 1.555 303,85 150 8,56 Brasil 5.610,0 157.070.163 35.732 18,37 273 0,71
Fonte: REBOUÇAS (2003).
De acordo com os dados apresentados é possível constatar que mesmo com
35.732 m³/ hab./ ano, onde posiciona o Brasil em um país rico deste recurso, 22%
dos seus estados se encontra na margem regular. A Bahia, enquadrada em nível
suficiente, gera cultura a abundância, causando efeitos devastadores que ainda não
foram percebidos de forma intensa.
Ultimamente a questão do desenvolvimento sustentável tem sido debatida em
vários países, desenvolvidos ou não, como uma necessidade de mudança da atitude
político-econômica. A presente monografia participa deste debate, visando a
otimização do uso dos recursos naturais na atualidade, para evitar comprometer as
gerações futuras
O estudo que aqui se empreende tem alta relevância acadêmica e
comunitária, pois avalia os efeitos do desenvolvimento econômico e tecnológicos,
cumprido dessa forma o dever da engenharia perante a sociedade.
16
Para desenvolvimento da presente pesquisa foi realizado um estudo de caso
do empreendimento Salvador Shopping com intuito de avaliar o uso racional da
água.
Para avaliação da questão em discussão, a monografia foi estruturada em
seis capítulos.
O primeiro capitulo, apresenta a introdução, com abordagem de questões
relativas à justificativa e importância da pesquisa, bem como seus objetivos.
O segundo capítulo apresenta a situação do uso da água na área urbana,
demonstrando a real necessidade da conservação da água, através da
racionalização do uso e uso de fontes alternativas.
O terceiro capítulo descreve os principais sistemas e programas de
conservação, compreendendo um conjunto de ações específicas de racionalização
do uso da água com o objetivo direto de conservação.
O quarto capítulo faz uma abordagem sobre os procedimentos metodológicos
aplicados ao estudo em questão, além de descrever o empreendimento comercial
escolhido, particularmente sobre os sistemas e programas implantados.
E por final, no sexto capítulo são apresentados os resultados e as conclusões
finais sobre o trabalho, bem como algumas sugestões para trabalhos futuros.
1.1 Objetivos
a) Objetivo Geral
Analisar a gestão da demanda da água em um shopping Center na
cidade de Salvador, quanto à racionalização e preservação.
b) Objetivos Específicos
• Caracterizar os usos da água existente no empreendimento.
17
• Analisar a real redução da utilização da água em bacias sanitárias de
volume ultra reduzido;
• Verificar provável eficiência do uso da água;
2. A ÁGUA, CONSERVAÇÃO E UTILIZAÇÃO NO MEIO URBANO
Todas as reações nos seres vivos necessitam de um veículo que as facilite e
que sirva para regular a temperatura devido ao grande desprendimento de calorias
resultante da oxidação da matéria orgânica.
A água que é fundamental à vida, satisfaz completamente a estas exigências
e se encontra presente em proporções elevadas na constituição de todos os seres
vivos, inclusive no homens, onde atinge cerca de 75% de seu peso. Segundo
Machado (1999), sua influência foi primordial na formação das aglomerações
humanas.
Segundo Gonçalves, (2006), a água é utilizada em todos os segmentos da
sociedade e está presente no uso doméstico, comercial, industrial, público e
agrícola.
A circulação da água em uma área urbana, nos seus diversos usos e formas,
na realidade é apenas uma etapa de um sistema muito maior representado pelo
ciclo da água na natureza. A esse subsistema se atribui o nome de “ciclo urbano” da
água, que compreende, na sua forma atual, os sistemas públicos de abastecimento
de água, de esgotamento sanitário e de gerenciamento de águas pluviais, a este
assunto daremos maior abordagem no próximo capítulo.
2.1 Histórico
A água constitui elemento essencial à vida vegetal e animal. O homem
necessita de água de qualidade adequada em quantidade suficiente para atender a
suas necessidades, para proteção de sua saúde e para propiciar o desenvolvimento
econômico.
18
A quantidade de água livre sobre a terra atinge 1.370milhões km³,
correspondente a uma camada imaginária de 2.700m de espessura sobre toda a
superfície terrestre (510 milhões de km²).
À primeira vista, o abastecimento de água parece realmente inesgotável, mas
se considerarmos que 97% são água salgada, não utilizável para agricultura, uso
industrial ou consumo humano, a impressão já muda. Agrava-se ainda que, da
quantidade de água doce existente 3%, apenas 0,3% aproximadamente, é
aproveitável pois a maior parte encontra-se presente na neve, gelo ou em lençóis
subterrâneos situados abaixo de uma profundidade de 800m, tornando-se inviável
ao consumo humano.
Em resumo, a água utilizável é um total de 98.400km³ sob forma de rios e
lagos e, 4.050.800km³ sob forma de águas subterrâneas, equivalentes a uma
camada de 70,3cm, distribuída ao longo da face terrestre (Machado, 1999).
Há que se considerar ainda a importante heterogeneidade na distribuição
geográfica dos recursos hídricos no Brasil e no Mundo (Figura 1.1). Mesmo sendo o
Brasil detentor de cerca de 13,7% de toda a água doce superficial, 70% desse
recurso se encontram na região amazônica. Nas regiões Norte e Centro-Oeste
concentram-se a maior parte dos recursos hídricos do país, onde a densidade
populacional é relativamente pequena em comparação com as outras regiões. Em
contrapartida, as regiões Sudeste e Nordeste concentram a menor parcela de água
e são responsáveis pelo abastecimento de mais de 70% da população brasileira,
segundo o IDEC (2002).
19
Figura 1. Distribuição dos recursos hídricos e da p opulação no Brasil
Fonte: IDEC (2002 )
Sob o aspecto sanitário e social, o abastecimento de água visa,
fundamentalmente, o controle e prevenção de doenças, implantação de hábitos
higiênicos na população, facilitar a limpeza pública, propiciar conforto, bem estar e
segurança conseqüentemente aumentando a esperança de vida população,
segundo Machado (1999).
2.2 O Ciclo Urbano da Água
A circulação da água em uma área urbana, nos seus diversos usos e formas,
na realidade é apenas uma etapa de um sistema muito maior representado pelo
ciclo da água na natureza. A esse sub-sistema se atribui o nome de “ciclo urbano”
da água, que compreende, na sua forma atual, os sistemas públicos de
abastecimento de água, de esgotamento sanitário e de gerenciamento de águas
pluviais.
A água é utilizada em todos os segmentos da sociedade e está presente no
uso doméstico, comercial, industrial, público e agrícola. De maneira geral, pode-se
dizer que a demanda resulta da soma do consumo com o desperdício. O desperdício
20
é caracterizado pelo uso de quantidades de água além do requisito necessário para
um determinado fim (exemplo: banhos prolongados) e pelas perdas (exemplo:
vazamentos nas redes de distribuição).
No Brasil, dos 2.178 m3/s que representavam a demanda total de água do
país em 2003, 56% da água eram utilizados na agricultura (irrigação), 21% para fins
urbanos, 12% para a indústria, 6% no consumo rural e 6% para a dessedentação de
animais, segundo Rebouças, (2003). No que se refere à distribuição de consumo de
água por bacia hidrográfica no Brasil, observa-se que, no ano 2000, o maior
consumo ocorreu na bacia do Paraná, onde se concentra grande parte da população
do país possui, seguido da bacia do Atlântico do Leste. Segundo Tucci et al. (2000),
a maior concentração industrial brasileira ocorre nas regiões Sudeste e Sul, sendo
que cerca de 74% do total da demanda por água ocorre nas bacias do Paraná e
Atlântico Sudeste, correspondendo a grande parte da Região Sudeste.
Segundo Tomaz (2000) a circulação da água para consumo na área urbana
deve ser sub-dividida em três categorias:
Consumo residencial : relativo a residências unifamiliares e edifícios
multifamiliares;
Consumo comercial : relativo a restaurantes, hospitais, serviços de saúde,
hotéis, lavanderias, auto-posto, lava-rápidos, clubes esportivos, bares, lanchonetes e
lojas;
Consumo público: relativo aos edifícios públicos, escolas, parque infantil,
prédios de unidade de saúde pública, cadeia pública e todos os edifícios municipais,
estaduais e federais existentes.
Segundo Terpstra (1999), os usos da água dentro de uma residência podem
ser separados, podem ser para higiene pessoal, descarga de banheiros, consumo e
por último para limpeza.
De acordo com essa classificação, a água destinada ao consumo humano
pode ter dois fins distintos:
21
Usos potáveis - higiene pessoal, para beber e na preparação de alimentos,
que exigem água de acordo com os padrões de potabilidade estabelecidos pela
legislação.
Usos não potáveis - lavagem de roupas, carros, calçadas, irrigação de
jardins, descarga de vasos sanitários, piscinas, etc.
Este último uso, não potável, pode prever a utilização de fontes alternativas
de água, independentes do sistema público de abastecimento de água.
O ciclo da água na natureza sofre cada vez mais a interferência das ações
causadas pela presença humana na Terra. A crescente ocupação territorial e o
vertiginoso crescimento populacional de centros urbanos interferem neste ciclo. Na
terminologia consagrada na área dos recursos hídricos a utilização da água é
abordada sobre a forma dos usos múltiplos que se faz desse recurso natural,
constata Gonçalves, (2006),
A intervenção humana no ciclo natural da água deu origem a um ciclo menor,
de natureza antrópica, que acontece dentro das cidades, denominado ciclo urbano
das águas (SPEERS e MITCHELL, 2000). A Figura 2.2 esquematiza a correlação
entre os ciclos. O ciclo menor, de utilização direta das águas, corresponde às formas
individualizadas do uso da água, ou seja, que não dependem de estruturas físicas
urbanas, como redes de distribuição ou coleta de água, por exemplo.
22
Figura 2. Esquema dos ciclos da água
Na verdade, podem-se considerar sub-ciclos antrópicos diversos vinculados
ao uso urbano da água. Esses sub-ciclos, de forma integrada, constituem o ciclo
urbano global resultante da intervenção humana. Em geral, ele se associa às ações
estruturais do homem visando o uso da água. Dentre esses sub-ciclos destacam-se
o de abastecimento público de água, o de coleta, afastamento, tratamento e
disposição de águas residuárias, o de geração de energia elétrica, o de manejo das
águas pluviais, entre outros.
Um dos sub-ciclos urbanos mais importantes para a existência do meio
urbano é formado pela captação da água nos mananciais, adução de água bruta,
tratamento para potabilização, distribuição de água na área urbana, uso da água
potável e geração de águas residuárias, coleta das águas residuárias, tratamento
dessas águas em estações de tratamento de esgotos e disposição das águas
residuárias tratadas no corpo receptor, fechando o ciclo. Uma variante desse ciclo
ocorre com as águas tratadas que são lançadas para infiltração no solo e se
incorporam aos lençóis subterrâneos de água que, eventualmente, podem contribuir
com o escoamento de águas superficiais. O ciclo pode ainda incorporar processos
de reciclagem interna de água. Nesses processos a água potabilizada, uma vez
utilizada, passa por tratamento (como água residuária) em seguida é reutilizada sem
voltar ao manancial natural, configurando um ciclo de reúso que pode se repetir,
teoricamente, um número infinito de vezes, constata Gonçalves, (2006),
À exemplo de ciclos que incorporam processos de reciclagem pode citar o
saneamento ecológico que prevê a separação das diferentes formas de águas
23
residuárias nas suas origens, com o objetivo de valorizá-las. A segregação de águas
residuárias na escala residencial permite soluções diferenciadas para o
gerenciamento de água e de resíduos em ambientes urbanos, aumentando a
eficiência da reciclagem de água e de nutrientes, permitindo ao mesmo tempo uma
redução no consumo de energia em atividades de saneamento, constata Otterpohl,
(2001).
O modelo prevê linhas de suprimento de água diferentes para fins potáveis e
para fins não potáveis. O suprimento de água potável (convencional) é assegurado
pela empresa concessionária do serviço de abastecimento público de água. Como
fontes alternativas de água para fins não potáveis prevê-se a utilização de água de
chuva e o reúso de águas cinzas, de maneira consorciada ou não. A água de chuva
é coletada no telhado da edificação e encaminhada para uma cisterna, para
posterior utilização. Finalmente, o modelo prevê o aproveitamento de águas
amarelas, das águas negras tratadas e de lodo na agricultura. Segundo Otterpohl,
(2001), esta seria a descrição das linhas de produção de águas residuárias nas
residências é apresentada a seguir:
Águas negras: água residuária proveniente dos vasos sanitários, contendo
basicamente fezes, urina e papel higiênico ou proveniente de dispositivos
separadores de fezes e urina, tendo em sua composição grandes quantidades de
matéria fecal e papel higiênico. Águas negras segregadas das demais resultam em
estações de tratamento menores, operando de forma mais estável e produzindo
menos subprodutos. Os lodos podem ser aproveitados na agricultura e o biogás
valorizado do ponto de vista energético.
Águas cinzas: águas servidas provenientes dos diversos pontos de
consumo de água na edificação (lavatórios, chuveiros, banheiras, pias de cozinha,
máquina de lavar roupa e tanque), excetuando-se água residuária proveniente dos
vasos sanitários . Alguns autores como Nolde (1999) e Christova-Boal et al, (1996)
não consideram como água cinza, mas sim como água negra, a água residuária de
cozinhas, devido às elevadas concentrações de matéria orgânica e de óleos e
gorduras nelas presentes.
Águas amarelas: água residuária proveniente de dispositivos que separam a
urina das fezes. Podem ser geradas em mictórios ou em vasos sanitários com
compartimentos separados para coleta de fezes e de urina. As águas amarelas
24
podem ser recuperadas sem tratamento, sendo utilizadas como importante fonte de
nitrogênio na agricultura.
2.3 Sustentabilidade
Tendo em conta o ciclo urbano da água e suas relações com os recursos
hídricos em geral, cabe destacar que a gestão desses recursos no Brasil conta com
moderna legislação que incorpora a observância aos princípios de conservação de
água. A lei 9433/97, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos, orienta o
estabelecimento de sistemas de gestão integrada, hoje em fases diferenciadas de
implantação e consolidação por todo o país. Embora todo o sistema de gestão dos
recursos hídricos se baseie na visão integrada de usos múltiplos por bacia
hidrográfica, resguardando a quantidade e qualidade do recurso, a justiça social, a
preservação ambiental e outros princípios consagrados. Observam-se nos sistemas
urbanos de utilização das águas algumas características cuja natureza é subjacente
à própria lógica da formação dos centros urbanos modernos nos últimos dois
séculos, lógica que, em grandes linhas, abriga dinâmicas conflitantes com a gestão
de recursos hídricos tal como prevista na lei. A apreciação mais simplificada e direta
sobre essa lógica, mostra que a ocupação urbana se apresentou como o meio mais
adequado ao atendimento das necessidades humanas sem correspondência, no
entanto, ao atendimento de preceitos de sustentabilidade, tema emergente e
obrigatório na atualidade, constata Gonçalves, (2006).
Segundo Gonçalves, (2006) ele ressalta que sob essa ótica de atendimento
às necessidades humanas criaram-se, entre outros, os sistemas públicos de
abastecimento de água potável, o de esgotamento sanitário e o de manejo urbano
das águas pluviais. Esses sistemas, na sua concepção clássica, obedecem
primordialmente a critérios de manutenção e melhoria da saúde pública, do conforto,
da economicidade e da provisão de bases para o desenvolvimento econômico.
Entretanto, a insuficiência desses critérios, ou de outra forma, as limitações de sua
natureza intrínseca, induziram ao estabelecimento de estruturas físicas e práticas de
funcionamento de sistemas públicos urbanos que não respeitam, ou respeitam
apenas parcialmente, os requisitos necessários à sustentação ambiental. A
25
fragilidade estrutural dessa concepção, historicamente desenvolvida, se apresenta
hoje como obstáculo ao próprio desenvolvimento do meio urbano, através dos
problemas de escassez de água, degradação de mananciais, disseminação de
doenças, prejuízos crescentes causados por inundações, altos custos para o
desenvolvimento econômico, entre uma série de problemas que fazem parte do
cotidiano de um grande número de cidades brasileiras e de outros países.
Os requisitos de sustentabilidade apontam para a necessidade de uma série
de modificações referentes à relação do homem com os recursos hídricos, em
especial nos centros urbanos. O aumento da eficiência do uso da água nas áreas
urbanas é um dos principais desafios que se colocam para a engenharia sanitária e,
porque não, para os setores relacionados com o urbanismo e o meio ambiente,
constata Rousset, (2005)
Segundo Machado, (2006) busca pela sustentabilidade no ciclo urbano da
água compreende o uso das mais variadas práticas possíveis de conservação e
novas medidas orientadas por critérios que confiram sustentação ambiental. Um
esforço recente vem sendo empreendido no sentido de se adaptar os conceitos de
produção mais limpa, originados no setor industrial, ao ciclo urbano da água. Esses
princípios quando aplicados à utilização de recursos hídricos balizam algumas das
formas possíveis de intervenção positiva no ciclo urbano da água, que podem ser
resumidas da seguinte forma:
Minimização
• Utilizar a água de melhor qualidade para os usos que a exijam;
• Buscar fontes alternativas de água, tais como águas residuárias para reúso
ou aproveitamento de águas pluviais;
• Utilizar menor quantidade de água para executar as mesmas atividades,
quer seja por mudança de processos ou formas de uso como pelo emprego
de aparelhos economizadores ou tecnologias apropriadas.
Separação
• Não misturar águas que exijam graus diferenciados de tratamento como
águas contendo gorduras, águas contendo material fecal e águas contendo
nutrientes. Sob esse princípio vislumbram-se possibilidades diversas de
simplificação do tratamento, diminuição de custos de tratamento,
reaproveitamento facilitado de substâncias, realocação de recursos para
investimentos, etc;
26
• Não misturar efluentes de origem doméstica com efluentes de origem
industrial, medida que se apóia no fato de que as características do esgoto
doméstico variam em faixas bem mais delimitadas que aquelas observadas
para os esgotos industriais.
Reutilização
• Exploração das diversas formas de reúso de esgotos, desde as formas mais
simples, como utilização direta da água residuária gerada até o reúso após
tratamento e pós-tratamento de esgoto. Um simples exemplo ilustra o
princípio: a água utilizada na máquina de lavar roupas pode ser utilizada na
lavagem de pátios e veículos e após algum grau de tratamento servir à
descarga de bacias sanitárias. Ou seja, a mesma quantidade de água é
usada diversas vezes;
• Tirar vantagem das possibilidades de utilização dos efluentes em usos que
requeiram características nele presentes. Por exemplo: utilização de esgotos
ricos em nutrientes para irrigação controlada;
• Hierarquizar ciclos de utilização da água, separando-os segundo a qualidade
e quantidade exigidas em cada um deles. Dessa forma é possível estabelecer
procedimentos para tratar e dispor corretamente no próximo ciclo, apenas a
água que não puder ser utilizada em um ciclo de grau superior de exigência;
2.4 Conservação da água nas áreas urbanas
A conservação de água pode ser definida como um conjunto de práticas,
técnicas e tecnologias que propiciam a melhoria da eficiência do seu uso, incidindo
de maneira sistêmica sobre a demanda e a oferta de água. Para Hespanhol e
Gonçalves, (2005), as iniciativas de racionalização do uso e de reúso de água se
constituem em elementos fundamentais para a ampliação da eficiência do uso da
água, resultando em:
• Aumento da disponibilidade para os demais usuários,
• Flexibilização dos suprimentos existentes para outros fins,
• Atendimento ao crescimento populacional,
27
• Suporte à implantação de novas indústrias,
• Preservação e conservação do meio ambiente.
A conservação de água é definida como “qualquer redução de uso ou de
perda de água que implique benefícios líquidos positivos” (MONTENEGRO e SILVA,
1987). Segundo os mesmos autores, a referência a benefícios positivos contempla a
preocupação com duas situações. O benefício líquido é positivo quando a agregação
de todos os ganhos de uma ação ou de um programa de redução do uso ou da
perda excede a agregação de todos os efeitos adversos (custos e benefícios
negativos) ocasionados por ela. Além disso, considera-se que a conservação de
água não pode ser enfocada de forma unilateral, a despeito dos demais recursos.
Dessa forma, se a conservação de um recurso implica dilapidação de outro, não
existe uma ação verdadeiramente conservacionista.
Oliveira e Gonçalves, (1999), também abordando a classificação das ações
conservacionistas, apresentam a seguinte proposição:
• Econômicas – Consistem na aplicação de incentivos ou de desincentivos
econômicos. Os incentivos podem, por exemplo, se constituir em diferentes
formas de subsídio à aquisição e implantação de sistemas e de dispositivos
economizadores de água. Os desincentivos podem ser constituídos, por
exemplo, por tarifas mais elevadas para os maiores consumos.
• Sociais – Têm como foco principal a conscientização dos usuários, através
de campanhas educativas que buscam a adequação de procedimentos e
modificações nos padrões de comportamento individual a cerca do uso da
água.
• Tecnológicas – São ações que interferem na infra-estrutura, como, por
exemplo, a substituição de sistemas e dispositivos convencionais por outros
economizadores de água. Outros exemplos são a implantação de sistemas de
medição setorizada do consumo de água, a detecção e a correção de
vazamentos e o uso de fontes
alternativas de água.
28
Considerando a abrangência das ações, Oliveira, (1999) considera as
seguintes escalas de classificação:
• Nível macro – Ações na escala de países e dos organismos internacionais,
portando sobre os sistemas hidrográficos, tais como: aprimoramento do
arcabouço político, institucional, jurídico e legal. Em se tratando do
abastecimento urbano, essas ações são orientadas por estudos de previsão
da disponibilidade hídrica, incluindo desde medidas abrangentes de gestão da
demanda até a proteção dos
mananciais.
• Nível meso – Refere-se às ações na escala dos sistemas urbanos de água,
que contemplam, por exemplo, o controle de perdas nos sistemas de
distribuição. Têm como foco principal a redução de perdas físicas e não
físicas, sendo realizadas no âmbito de programas regionais que apóiam
diretamente a prestação do serviço. No Brasil, nesse nível podem ser citados
os programas PASS, PMSS e Pró- Saneamento.
• Nível micro – Composto por ações que se concentram nos sistemas
prediais, voltadas para o aumento da eficiência no uso da água. Tais ações
visam à melhoria do conjunto das instalações de água e esgoto, diretamente
implicadas no consumo predial.Envolvem fabricantes de peças e dispositivos
economizadores, desenvolvimento de normalização técnica específica e
programas de qualidade industrial. As medidas passivas de gestão da
demanda (educação e uso de tarifas para inibição do consumo) são
contempladas nesse nível.
O uso de fontes alternativas de água nas edificações é uma ação de
conservação de água que pode ser classificada como estruturante e não
convencional.
Em um estudo elaborado em Portugal pelo Laboratório Nacional de
Engenharia Civil (LNEC, 2001), no âmbito do PROGRAMA NACIONAL PARA O
USO EFICIENTE DA ÁGUA, as seguintes ações foram sugeridas no sentido de se
incrementar o uso de fontes alternativas de água naquele país:
• Sensibilização, informação e educação, devendo ser dirigida aos
responsáveis por instalações domésticas, coletivas e comerciais, não só promovida
29
pela alta instância hierárquica do edifício em questão, mas também pelos gestores
dos sistemas de abastecimento de água e pelos responsáveis por unidades de
comércio, indústria e instalações coletivas; dentre as várias possibilidades sugere-se
a elaboração de um guia não especializado para divulgação das aplicações e
tecnologia apropriada;
• Documentação, formação e apoio técnico, principalmente através da
elaboração de manual técnico especializado para utilização de água de qualidade
inferior para usos não potáveis, dirigido essencialmente aos profissionais na área de
saneamento básico;
• Normalização, notadamente pelo desenvolvimento de normas portuguesas
relativas aos procedimentos e critérios a utilizar na reutilização ou uso de água de
qualidade inferior em instalações prediais, incluindo as várias alternativas, tais como
água captada não tratada, águas cinzas ou água pluvial, mas excluindo as águas
negras;
• Rotulagem de produtos, que deve ser obrigatória após um período de
transição. Este mecanismo dirige-se aos fabricantes, distribuidores e comerciantes
de equipamentos para este fim. A rotulagem deve incluir a informação necessária
para a caracterização dos sistemas em termos do uso de água e de energia;
• Certificação, homologação e verificação de conformidade com normas de
produtos de iniciativa de fabricantes de equipamentos que existam ou venham a ser
colocados no mercado com a finalidade de serem utilizados para a reutilização de
água na habitação ou outras instalações.
• Implementação de projetos de demonstração, que pode ser promovida
voluntariamente pelos responsáveis por instalações domésticas, coletivas e
comerciais eventualmente em colaboração com os fornecedores de equipamentos.
• A responsabilidade da implementação é essencialmente da tutela do
ambiente, sugerindo-se o envolvimento de entidades gestoras de sistemas de
drenagem e tratamento de águas residuais, de associações de utilizadores nas
áreas afins e de organizações não governamentais.
Por fim, embora aporte um impacto significativo na redução dos consumos de
água e de produção de águas residuárias, o aproveitamento de fontes alternativas
em uma edificação demanda um investimento significativo para instalação dos
componentes do sistema. Devem ser considerados uma rede de abastecimento
dupla, dois reservatórios de água (um potável + um não potável) e um sistema para
30
tratamento da água não potável antes do uso. Os custos de investimento, de
operação e de manutenção dependem do tipo de instalação e das condições locais.
No que se refere à funcionalidade da edificação, o uso de fontes alternativas não
implica em grandes modificações, a não ser a manutenção dos sistemas de
tratamento e de armazenamento.
31
3. SISTEMAS E PROGRAMAS DE CONSERVAÇÃO
A organização Mundial de Saúde estabelece alguns conceitos básicos que
muito contribuem para o melhor entendimento do reúso da água (OMS, 1973);
Reúso indireto ou não planejado, quando a água previamente usada e
descartada na forma de esgoto nos rios e outros corpos d’água, é utilizada
novamente a jusante, de forma diluída, principalmente;
Reúso direto é o uso planejado e deliberado de esgotos tratados para certas
finalidades como irrigação, uso industrial, recarga de aqüífero e água potável;
Reciclagem interna é o reúso da água internamente em instalações
industriais, tendo como objetivo a economia e o controle da poluição.
Segundo Machado, (2005), consideram-se fontes alternativas de água
aquelas que não estão sob concessão de órgãos públicos ou que não sofrem co-
brança pelo uso ou, ainda, que fornecem água com composição diferente da água
potável fornecida pelas concessionárias.
Ressalta-se a observância do impacto provocado no meio ambiente e o grau
de responsabilidade social quando da utilização de fontes alternativas, como a
captação direta de corpos d’água ou a perfuração de poços artesianos.
Deve-se considerar ainda que a utilização destas fontes requer autorização
do poder público, ficando os usuários sujeitos à cobrança pelo uso da água, bem
como às sanções pelo uso inadequado, ou pela falta da outorga e licenças cabíveis.
Nesse sentido, recomenda-se que no meio urbano a decisão de usar fontes
alternativas de água passe prioritariamente pelo critério de menor impacto ao meio
ambiente, procurando-se a água que está disponível naturalmente sem intervenção
direta nos mananciais ou que é oferecida de forma responsável pelos órgãos
públicos.
Apresentam-se a seguir as fontes de água consideradas adequadas para o
aproveitamento de água pluvial, drenagem e reúso de águas cinzas nos
empreendimentos de construção civil.
Por fim, as fontes alternativas de água são fontes opcionais àquelas
normalmente disponibilizadas às habitações (água potável), destacando-se dentre
elas a água de chuva.
32
3.1 Redução do consumo de água em aparelhos sanitár ios
A redução do consumo de água no uso doméstico teve forte impulso a partir
da década de 80 e firmou-se no presente momento. Na atualidade, têm continuidade
os estudos relativos ao funcionamento dos aparelhos sanitários e do comportamento
do usuário. Encontram-se em desenvolvimento novos modelos de gestão das águas
por parte do setor industrial, a consolidação de normalização técnica, bem como as
ações em consideração no âmbito dos sistemas de gestão do setor do saneamento
e dos recursos hídricos.
O uso doméstico se refere à utilização de aparelhos sanitários normalmente
encontrados em residências. São os usos realizados nas bacias sanitárias,
lavatórios, chuveiros, pias, tanques, lavadoras de roupas, etc. Dessa forma a
expressão “uso doméstico” pode ser estendida a edifícios outros não destinados à
moradia, mas que contem com áreas dotadas daqueles aparelhos sanitários.
Paralelamente ao desenvolvimento de estudos e consolidação tecnológica
observa-se um forte impulso de ações conservacionistas no uso doméstico,
especialmente no caso de edifícios de usos públicos (shopping centers, aeroportos,
estações rodoviárias, edifícios públicos e outros), bem como em edifícios novos de
moradia de alto padrão que incorporam programas de conservação de espectro
razoavelmente amplo. A medição individualizada, o aproveitamento de água de
chuva, a utilização de aparelhos sanitários economizadores e o reúso têm sido
observados em edifícios de apartamentos dessa faixa de renda.
Diante dos problemas e necessidades citados acima, uma alternativa
interessante de aplicação tecnológica é o emprego de um sistema diferenciado,
como o sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo. Segundo a EVAC, (2002) o consumo
de água é de no máximo 1,2 litros por descarga e, em condições normais, nunca é
necessário o uso de 2 descargas para o afastamento do efluente, o que
freqüentemente acontece com bacias gravitacionais de vazão reduzida, além destas
serem muito mais susceptíveis a entupimentos.
Tanto do ponto de vista de transporte de sólidos quanto com relação à
economia de água possível com o emprego de tal sistema são extremamente
interessantes, em relação ao sistema convencional de coleta de esgoto sanitário por
gravidade.
33
Eles se baseiam em diferença de pressão para coleta dos efluentes,
propiciando grande economia de água nas bacias sanitárias e grande flexibilidade
na instalação.
Um esquema simplificado deste sistema pode ser observado na Figura
abaixo.
Os principais componentes de um sistema são:
• Módulo central de Vácuo - Equipamento responsável pela geração de vácuo e
coleta do efluente;
• Tubulação de coleta - Tubos e conexões que interligam os aparelhos a vácuo
a central de coleta;
• Bacias Sanitárias Específicas - Bacias Especiais, à exemplo, de fabricação
Evac, que funcionam por vácuo.
• Válvula de Interface – Utilizadas para coletar o esgoto advindo de lavatórios,
mictórios, chuveiros, entre outros.
Figura 3 – Esquema simplificado do sistema de Colet a de Esgoto a Vácuo EVAC. Fonte: EVAC (2000)
Na unidade central, vácuo é gerado e mantido por bombas de vácuo em toda
a rede de coleta. A central de vácuo é constituída basicamente por tanques,
34
bombas, válvulas e painel de controle. Através do funcionamento das bombas de
geração de vácuo, o ar é retirado do interior dos tanques e do sistema de tubulação.
Utilizando uma Central de Lógica Programável (CLP), o painel de controle possui um
sistema automático de monitoramento e gerenciamento, responsável pelo comando
das bombas, monitoramento dos níveis de vácuo do sistema, além do
monitoramento dos níveis de esgoto no interior dos tanques e, por conseguinte, da
ativação dos ciclos de esvaziamento, com descarga automática do efluente para a
estação de tratamento ou diretamente na rede pública, quando permitido. A central
de vácuo é o único ponto que requer a utilização de energia elétrica em todo o
sistema. EVAC, (2002)
As extremidades da tubulação necessitam possuir instalação de vasos
sanitários específicos para completo fechamento do sistema. Entretanto, a tubulação
de coleta de esgoto a vácuo deverá ser diferenciada daquela utilizada no sistema
convencional de esgoto sanitário.
Devido as características dos sistemas à vácuo, basicamente a diferença de
pressão entre o interior e o exterior da tubulação e a velocidade do efluente dentro
da tubulação, alguns cuidados devem ser tomados no projeto e construção da rede
de coleta de esgoto a vácuo.
Estas tubulações necessitam de paredes reforçadas, devido ao emprego de
diferencial de pressão Usualmente, utiliza-se o mesmo tipo de tubulações
empregadas nas Instalações Prediais de Água Fria. Apesar da necessidade de
paredes reforçadas, os diâmetros utilizados variam de 50 a 110mm. Outro aspecto
importante é o de que não há necessidade de que a declividade seja permanente, a
declividade mínima das tubulações horizontais deverá ser de 0,2% na direção da
vazão, diminuindo a profundidade de canaletas e forros falsos, além de eliminar
estações elevatórias no caso de grandes distâncias horizontais a serem percorrida,
constata EVAC, (2002)
35
Figura 4: Declividade da Tubulação
Fonte: EVAC (2000)
Referindo-se as conexões não deve ser utilizado “tê” para interligação de
tubulação secundária à principal. Sempre deverá ser utilizada junção simples a 45º,
acrescentando que em mudança de direção da tubulação deve-se apenas utilizar
curvas de raio longo ou cotovelos de 45º, como mostra figura abaixo.
Figura 5: Conexões utilizadas
Fonte: EVAC (2000)
Na união das tubulações horizontais, a tubulação secundária deverá ligar-se
sempre em nível acima ao da tubulação principal.
Figura 6: Interligação de ramal a coletor
Fonte: EVAC (2000)
36
As tubulações deste sistema possuem características intrínsecas, são elas:
• A interligação de bacias sanitárias ou válvulas de interface a uma tubulação
secundária, pode ser feita com curva de raio curto, desde que a distância da curva
até a bacia ou válvula seja inferior a 1 metro;
• Deverão ser previstas válvulas de esfera de passagem livre para isolamento
das tubulações secundárias (ramais) propiciando ;
• Válvulas de isolamento também devem ser previstas na chegada de cada
tubulação à central de vácuo, como representa a Figura 10, no esquema abaixo.
Figura 7: Válvulas de Isolamento
Fonte: EVAC (2000)
• Em tubulações verticais de subida não deve ser executada ampliação da
secção do tubo;
• Em tubulações horizontais, não deve ser executada redução da secção do
tubo na direção da vazão;
• Em caso de desvios de obstáculos, como vigas, outras tubulações, condutos
de ar-condicionado, desenvolvendo trechos ascendentes, o somatório de trechos
ascendentes não deverá ultrapassar 5 metros, sendo que os trechos descendentes
não poderão ser descontados. Em caso de desvios longos, fazer reforma antes da
subida, como na Figura 11 abaixo representada.
37
Figura 8: Desvios Verticais
Fonte: EVAC (2000)
• É necessário criar bolsas de transporte ou bolsas de reforma para aumento
de eficiência do sistema e recuperação da altura inicial da tubulação em tubulações
horizontais. Estas devem ser instaladas em intervalos regulares.
• tubulações de subida maiores que 1 metro deverão ser perfeitamente
verticais, para subidas entre 1 e 2 metros, instalar um pescoço de ganso no alto da
subida
• Para desníveis de 2 a 3 metros, deve-se também executar o pescoço de
ganso no ápice do ramal vertical, sendo que a tubulação deverá ser de no máximo
DE 50 e a subida deve ocorrer logo após a conexão do aparelho;
• Deverão ser previstas válvulas de retenção em pontos onde seja possível o
retorno do efluente, como por exemplo, subidas maiores que 4 metros;
38
Figura 9: Subidas
Fonte: EVAC (2000)
Figura 10: Bolsas de transporte espaçamento .
Fonte: EVAC (2000)
As válvulas de interface são utilizadas na remoção de dejetos líquidos, como
os advindos de lavatórios, mictórios e chuveiros, entre outros aparelhos. São
constituídas basicamente por um reservatório (buffer), responsável pela coleta e
reserva temporária do esgoto. Em conjunto, uma válvula de descarga é instalada.
Como o reservatório possui um sensor de nível, quando os dejetos se acumulam até
atingir uma altura pré-determinada no seu interior, este sensor detecta este nível e
aciona a abertura da válvula de descarga, propiciando a entrada dos dejetos líquidos
ao sistema de tubulações. A regulagem do funcionamento da válvula de descarga se
dá, de forma similar à bacia sanitária, por um módulo ativador. EVAC, (2002)
Quando pressionado botão de acionamento, a válvula de descarga do vaso
se abre. Neste momento, devido a diferença de pressão, baixa dentro da tubulação
39
e alta fora dela, o efluente é coletado, entrando na rede de tubulação, se dirigindo a
central de vácuo. Ao mesmo tempo um jato de água limpa o vaso sanitário e então a
válvula de descarga se fecha, ficando aí o aparelho pronto para outro ciclo. A cada
uso dos aparelhos, há uma perda de vácuo do sistema, sensores no módulo central
fazem as bombas de vácuo operarem para recuperar o nível de adequado de vácuo.
Conforme os tanques de coleta da central de vácuo se enchem, tem-se um
ciclo de descarga automático, despejando o efluente para rede pública ou estação
de tratamento.
3.2 Aparelhos sanitários economizadores
Segundo Gonçalves, (2006) entre os diversos edifícios e possibilidades de
uso destacam-se os ambientes de um edifício onde normalmente se usa água:
banheiros, cozinhas, áreas de serviços, áreas verdes, garagens, entre outros. O
principal aparelho sanitário através dos qual a água é usada nesses ambientes é
abordada neste capítulo, a saber, a bacia sanitária.
Nos próximos parágrafos apresentam-se esses aparelhos abordados segundo
três linhas principais de critérios: o consumo de água e as possibilidades de sua
redução; as características mais importantes de seu funcionamento e a
disponibilidade desses aparelhos no mercado brasileiro.
A quantidade de água potável consumida em aparelhos sanitários é função de
um grande número de variáveis que, num largo panorama vão do local e da época
do ano em que se dá o uso, passam pelo tipo de instalação predial e tecnologias
envolvidas e chegam ao campo da cultura humana e correspondentes hábitos.
A adoção de aparelhos economizadores de água no Brasil vem crescendo de
forma acelerada, notadamente em prédios de uso público como shopping centers,
teatros, cinemas, estádios, aeroportos, escolas e outros, principalmente porque o
seu emprego proporciona redução das despesas na conta de água e esgoto, bem
como com a conta de energia elétrica e associa o local a valores ambientalistas
difusos que ganham espaço no nosso país especialmente em contextos de
escassez crônica.
40
Bacias sanitárias convencionais
A bacia sanitária é o componente da instalação hidráulica predial que serve à
evacuação da excreção humana, composta tanto de dejetos sólidos, as fezes, como
de dejetos líquidos, a urina. Além desse uso mais freqüente, recebe, eventualmente,
vômitos e secreções do aparelho respiratório lançadas pela boca, bem como outros
tipos de excreções eventuais devidas a doenças crônicas ou agudas. Em conjunto
com excreções sólidas e líquidas é admissível e provavelmente desejável sob o
ponto de vista de saúde pública, que o papel higiênico seja lançado na bacia, o que
não se constitui em prejuízo ao seu funcionamento. No entanto, o lançamento de
restos de comida na bacia, bem como de outros detritos, constitui-se em uso não
adequado para o qual a bacia não foi projetada a atender.
As bacias sanitárias disponíveis são de três tipos: acoplada, integrada e
convencional. A bacia convencional que é o tipo mais freqüentemente utilizado no
Brasil é fornecida de forma independente do aparelho de descarga, aparelho
destinado a promover sua limpeza que nesses casos pode ser uma caixa de
descarga convencional ou uma válvula de descarga. A figura 14 ilustra esse tipo de
bacia.
As bacias sanitárias integradas e acopladas são do tipo em que a caixa de
descarga é fornecida junto com a bacia. A integrada é um tipo de bacia que forma
com a caixa de descarga uma peça monolítica. Na acoplada a bacia e a caixa são
peças diferentes e na instalação a saída da caixa fica posicionada sobre a entrada
da bacia. A figura 15 ilustra esses tipos de bacia.
Quanto à forma de funcionamento, as bacias sanitárias podem ser de arraste
ou por ação sifônica. Em ambos os casos a bacia possui um sifão. No caso da bacia
por ação sifônica, o sifão possui alguns estrangulamentos (conforme ilustra a figura
16) na sua parte interna que provoca o sifonamento da descarga de água e que
garante a limpeza da bacia. No caso da bacia de arraste, o sifão não tem nenhum
estrangulamento (conforme ilustra a Figura 17) e a limpeza da bacia é garantida pela
quantidade de movimento da água sob escoamento que constitui a descarga da
bacia.
41
Figura 11 - Bacia sanitária convencional Figura 12 - Bacia sanitária acop lada (a) Fonte: EVAC (2002) e integrada (b )
Fonte: EVAC (2002)
Figura 13 - Corte esquemático da bacia Figura 14 - Corte esquemático da bacia Fonte: EVA C (2002) de ação sifônica de arraste Fonte: EVAC (2002)
No âmbito relacionado a consumo de água, em muitos países desenvolvidos
a preferência sempre foi pelos sistemas de descarga por caixa acoplada, que gasta
um volume pequeno e fixo de água. No Brasil, entretanto, o sistema mais usado até
hoje é o de válvula de descarga, constata o IBDA, (2007)
Segundo Gonçalves, (2006) a válvula de descarga é um componente
colocado à montante para gerar a quantidade de água necessária e suficiente para
produzir um funcionamento adequado que significa limpar a superfície da bacia,
remover os dejetos líquidos e sólidos do poço e transportar esses dejetos a uma
distância considerada adequada.
De acordo com IBDA, (2007) em 1997, com a finalidade de reduzir o consumo
d'água nas instalações sanitárias, o Ministério do Interior através do Programa
Brasileiro da Qualidade e Produtividade no Habitat (PBQP-H) estabeleceu em norma
os novos limites máximos de utilização de água para a limpeza de bacias sanitárias.
42
Segundo essa determinação governamental, até o ano de 1999 as bacias
sanitárias utilizadas no Brasil poderiam consumir até 12 litros de água de descarga
por ciclo. A partir do ano de 2000 o limite máximo de utilização d'água por bacias
sanitárias e a partir de 2002 o teto é de 6 litros, nível este que já é adotado pelos
países da Comunidade Européia e da América do Norte.
Para que se possa estabelecer e controlar o volume do consumo de água das
bacias sanitárias é necessário que a descarga seja provida de uma caixa de
descarga, que por sua própria natureza só pode liberar volumes de água de acordo
com o volume do seu reservatório. Isto porque é impossível, na prática, controlar o
volume de descarga liberado por válvulas flexíveis.
Bacia sanitária com volume ultra reduzido
De acordo como foi dito no item anterior, o sistema de esgotamento sanitário
à vácuo foi desenvolvido no final da década de 50, na Suécia, sendo a partir daí
utilizado em todo o mundo, sendo que normalizações específicas para o projeto e
execução deste sistema existem nos países que utilizam esta tecnologia, como
Inglaterra (BBA, 1995), França (AVIS TECHNIQUE, 1991), entre outros.
Em um relatório do Stevens Institute of Technology (KONEN, 1993), acerca
dos resultados obtidos em testes rigorosos de funcionamento, similares aos
descritos e propostos posteriormente por Oliveira Jr (2002) para as bacias de 6,0-6,8
litros, fica atestada a eficiência de remoção de sólidos da bacia sanitária a vácuo em
teste.
As bacias sanitárias especiais foram desenvolvidas apenas para sistemas de
coleta de esgoto à Vácuo em instalações prediais. Usam apenas 1,2 litros de água
por descarga, promovendo assim uma economia de 90% de água com relação a
sistemas tradicionais. Estes aparelhos não precisam de eletricidade ou água para
funcionar, apenas de fornecimento de vácuo, presente na tubulação de coleta de
esgoto a vácuo. Segundo a EVAC, (2002) as bacias sanitárias especiais podem ser
divididas em dois elementos principais:
• Louça sanitária
43
Deve ser devidamente fixado ao chão ou parede, bem ancorado e interligado
ao painel traseiro. Junto à louça são montados o anel de dispersão de água e a
tampa e assento. O botão de acionamento pode ser montado na louça ou na parede.
O anel de dispersão de água e o botão de acionamento têm conexão direta aos
componentes da placa traseira.
Figura 15: Louças sanitárias Evac
Fonte: EVAC (2002)
• Painel traseiro Placa metálica onde são montados: módulo de controle, válvula de descarga,
válvula de água e demais componentes que são interligados por mangueiras de
borracha. Todo este conjunto é fixado internamente a bacia.
Figura 16: Painel traseiro Evac .
Fonte: EVAC (2002)
44
O painel traseiro é montado junto ao vaso encaixando-se a saída da
porcelana propriamente dita à entrada da válvula de descarga e apoiando ou
parafusando a placa metálica à porcelana. A saída da válvula de descarga deve ser
conectada à tubulação de coleta de esgoto a vácuo através de luva de borracha e
braçadeiras e a válvula de água, à rede abastecimento de água por meio de flexível.
A tubulação de coleta de esgoto a vácuo deve ser bem fixada para evitar fadiga das
peças da placa traseira e a porcelana deve ser parafusada ao chão, constata EVAC,
(2002)
A bacia montada no chão pode ser colocada faceando a parede ou distante
desta. Quando montada faceando a parede, deve-se prever uma abertura na parede
para que se possibilite a conexão com a rede de abastecimento de água e com a
rede de coleta de esgoto. O botão de acionamento pode ser montado junto à louça
ou na parede, sendo que no segundo caso deve-se encaminhar a mangueira de
conexão entre a válvula de controle e o botão propriamente dito. A montagem do
vaso deve ser feita por 2 parafusos chumbados no chão, que quando apertados
dêem perfeito alinhamento entre a válvula de descarga e a tubulação de coleta. O
vaso deve ser perfeitamente fixado de forma evitar movimento relativo entre vaso e
tubulação, o que pode levar a quebra de componentes, por isso também a tubulação
deve ser muito bem fixada. (EVAC, 2002)
Figura 17: Esquema de montagem da bacia instalada n o piso.
Fonte: EVAC (2002)
45
O botão de acionamento da descarga à vácuo das bacias montadas no chão
podem ser instalado na parede (opcional) ou na louça. Já o modelo montado na
parede tem o botão de acionamento necessariamente montado na parede. Quando
se instalar o botão na parede deve-se prever um conduite embutido na parede para
passagem da mangueira de acionamento entre o botão propriamente dito e a parte
traseira da bacia, onde fica a válvula de controle, como mostra a figura abaixo.
(EVAC, 2002)
Figura 18: Posicionamento do botão de acionamento.
Fonte: EVAC (2002)
A saída de esgoto dos sistemas a vácuo são dotados de capacidade de
elevação do efluente e a saída do vaso é horizontal, assim algumas possibilidades
se abrem no tocante à conexão do vaso com a rede de coleta de esgoto a Vácuo.
O ramal coletor do vaso sanitário pode ser configurado em diferentes
posições com relação aos vasos e elementos estruturais. Pode estar acima da laje,
abaixo desta ou quando o efluente estiver subindo, o ramal estará instalado acima
do forro, como exemplificado abaixo.
Figura 19: Ligação da bacia em tubulação para baixo
Fonte: EVAC (2002)
46
Figura 20: Ligação de bateria de bacias em tubulaçã o horizontal .
Fonte: EVAC (2002)
Figura 21: Ligação de bateria de bacias em tubulaçã o elevada.
Fonte: EVAC (2002)
O emprego de sistema de coleta de esgoto a vácuo está crescendo no país,
ganhando adeptos para ser usado principalmente em edifícios comerciais, “shopping
centers”, hotéis, instalações hidráulicas prediais em fábricas e outros locais onde a
economia de água e a redução dos custos com o esgoto sanitário justificam o
investimento para implantação, bastante alto.
47
3.3 Aproveitamento da água da chuva
A captação da água da chuva é uma prática muito difundida em países como
a Austrália e a Alemanha, onde novos sistemas vêm sendo desenvolvidos,
permitindo a captação de água de boa qualidade de maneira simples e bastante
eficiente em termos de custo-benefício. A utilização de água de chuva traz várias
vantagens Aquastock, (2005):
• Redução do consumo de água da rede pública e do custo de fornecimento
da mesma;
• Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por
exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins, lavagem de pisos,
etc;
• Os investimentos de tempo, atenção e dinheiro são mínimos para adotar a
captação de água pluvial na grande maioria dos telhados, e o retorno ocorre
a partir de dois anos e meio;
• Faz sentido ecológica e financeiramente não desperdiçar um recurso
natural escasso em toda a cidade, e disponível em abundância todos os telhados;
Segundo Gonçalves, (2006) um sistema de aproveitamento da água da
chuva, portanto, possui características próprias e individualizadas e atende ao
princípio do saneamento ecológico, sendo na essência independente de um sistema
centralizado. Quando se utiliza deste, está se promovendo auto-suficiência e ainda
se contribui para a conservação da água.
Coletar água de chuva não é apenas conservar a água, mas também a
energia, considerando o consumo necessário para a operação de uma estação de
tratamento de água, o bombeamento e as operações correlatas de distribuição entre
reservatórios. Estudos mostram que o custo energético tem se constituído num
montante aproximado de 25% a 45% do custo total de operações de sistemas de
abastecimento de água. Por outro lado ainda, o aproveitamento da água da chuva
reduz a erosão local e as enchentes causadas pela impermeabilização de áreas
como coberturas, telhados e pátios, captando-a e armazenando-a.
Pode-se dizer que um sistema de aproveitamento de água de chuva é um
sistema descentralizado e alternativo de suprimento de água visando entre outros a
48
conservação dos recursos hídricos reduzindo a demanda e o consumo de água
potável.
De acordo com o manual da ANA/ FIESP, (2005) a água pluvial é coletada em
áreas impermeáveis, ou seja, telhados, pátios, ou áreas de estacionamento, sendo,
em seguida, encaminhada a reservatórios de acumulação.
Posteriormente, a água deve passar por unidades de tratamento para atingir
os níveis de qualidade correspondentes aos usos estabelecidos em cada caso.
O uso de sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais propicia,
além de benefícios de conservação de água e de educação ambiental, a redução do
escoamento superficial e a conseqüente redução da carga nos sistemas urbanos de
coleta de águas pluviais e o amortecimento dos picos de enchentes, contribuindo
para a redução de inundações.
A avaliação econômica dos projetos de aproveitamento de água pluvial é
bastante positiva, podendo reduzir, significativamente, os valores mensais das
contas de água.
A metodologia básica para projeto de sistemas de coleta, tratamento e uso de
água pluvial envolve as seguintes etapas:
• Determinação da precipitação média local (mm/mês);
• Determinação da área de coleta;
• Determinação do coeficiente de escoamento superficial;
• Caracterização da qualidade da água pluvial,
• Projeto do reservatório de descarte;
• Projeto do reservatório de armazenamento;
• Identificação dos usos da água (demanda e qualidade);
• Estabelecimento do sistema de tratamento necessário;
• Projeto dos sistemas complementares (grades, filtros, tubulações etc.).
49
Figura 22 – Sistema de aproveitamento de água pluvi al. Fonte: ANA/ FIESP (2005)
A precipitação média local deve ser estabelecida em função de dados
mensais publicados em nível nacional, regional ou local.
Segundo Gonçalves, (2006) todo estudo hidrológico deve levar em
consideração o macro clima de uma bacia hidrográfica. O tipo de precipitação, por
exemplo, está diretamente associado às condições atmosféricas dominantes.
A precipitação inclui a água da neve, granizo, geada e a procedente da chuva,
de neblina e orvalho. No entanto, é a chuva a forma mais freqüente de precipitação
e sem dúvida a mais fácil de medir. A quantidade de chuva é expressa pela altura de
água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável. Para medi-la,
utilizam-se aparelhos denominados pluviômetros ou pluviógrafos, conforme sejam
simples recipientes da água precipitada ou registrem essas alturas no decorrer do
tempo.
O objetivo de um posto de medição de chuvas é o de obter uma série
ininterrupta de precipitação ao longo dos anos. A partir da obtenção de séries
históricas de chuva numa dada região, pôde-se estabelecer correlações entre
disponibilidade e demanda, por exemplo, para o dimensionamento de obras
hidráulicas, reservatórios de acumulação ou armazenamento de água.
Dentre as possibilidades de coleta da água da chuva, as técnicas mais
comuns e utilizadas são através da superfície dos telhados ou das superfícies no
solo. O sistema de coleta da chuva através dos telhados é mais simples e quase
sempre produz uma água de melhor qualidade.
50
Em ANA/ FIESP, (2005) o coeficiente de escoamento superficial é
determinado em função do material e do acabamento da área de coleta.
A caracterização da qualidade da água pluvial deve ser feita utilizando-se
sistemas automáticos de amostragem, para posterior caracterização através das
variáveis consideradas relevantes em nível local. A caracterização deve ser feita
após períodos variáveis de estiagem e tem como objetivo fornecer elementos para o
cálculo do reservatório de descarte.
Segundo Gonçalves, (2006) inúmeros estudos na literatura técnica têm
evidenciado que a primeira chuva ou chuva inicial é mais poluída, por lavar a
atmosfera e a superfície de captação, quer sejam telhados ou superfícies do solo.
Esta água da chuva inicial pode ser desviada do reservatório de forma manual
através do uso de tubulações ou ainda de forma automática através de dispositivos
de auto-limpeza.
Os reservatórios de auto-limpeza com torneira bóia funcionam de forma que,
ao chegar a um nível pré-estabelecido, a bóia fecha o condutor encaminhando a
água de chuva captada para uma cisterna e retendo a primeira água de chuva em
outro reservatório (Figura 4). Após o término da precipitação, o registro deste
reservatório deverá ser aberto para que retorne as condições iniciais de
funcionamento.
Figura 23 - Reservatório de auto-limpeza com bóia d e nível.
Fonte: DACACH, (1990)
Para o dimensionamento do sistema de descarte utiliza-se uma regra prática.
Por exemplo, na Flórida (EUA), para cada 100 m² de área de telhado, descarta-se
40 litros, ou seja, 0,4 l/m², entretanto, no Brasil, mais especificamente na região de
51
Guarulhos usa-se 1,0 l/m² ou 1mm de chuva por metro quadrado, constata Tomaz,
(2003).
ANA/ FIESP, (2005) o reservatório de descarte destina-se à retenção
temporária e posterior descarte da água coletada na fase inicial da precipitação. Os
volumes são determinados em função da qualidade da água durante as fases iniciais
de precipitação, que ocorrem após diferentes períodos de estiagem.
O reservatório de armazenamento destina-se à retenção das águas pluviais
coletadas. Os volumes são calculados em base anual, considerando-se o regime de
precipitação local e as características de demanda específica de cada edificação.
Geralmente, o reservatório de armazenamento é o componente mais
dispendioso do sistema de coleta e aproveitamento de águas pluviais, devendo,
portanto, ser dimensionado com bastante critério para tornar viável a implementação
dos sistemas de aproveitamento de águas pluviais.
Alguns métodos são utilizados para o dimensionamento do volume de
reservação, que levam em conta o regime de precipitação local, como os dias de
estiagem e a série histórica de chuvas na região, e a demanda específica que se
deseja atender.
O dimensionamento do reservatório a ser utilizado para a água de chuva é
baseado no método da seca máxima do ano e consideram-se as demandas não
potáveis que serão atendidas na edificação, além de dados referentes aos índices
pluviométricos da região, como a precipitação anual e o número de dias sem
chuvas. O valor a ser adotado para o maior número de dias sem chuva pode ser
obtido através do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET.
Segundo Gonçalves, (2006) o volume do reservatório deve ser calculado a
partir dos valores estimados das demandas não potáveis, adotando um período de
retorno que represente o maior de números de dias sem chuva na região. Com isso,
será possível garantir uma reserva de água suficiente para atender às demandas na
edificação nos períodos onde não há ocorrência de chuvas.
O sistema de tratamento das águas pluviais depende da qualidade da água
coletada e do seu destino final. De maneira geral, considerando-se os usos mais
comuns em edifícios (irrigação de áreas verdes, torres de resfriamento de sistemas
de ar condicionado, lavagens de pisos, descarga em toaletes etc.) são empregados
sistemas de tratamento compostos de unidades de sedimentação simples, filtração
52
simples e desinfecção com cloro ou com luz ultravioleta. A qualidade da água de
chuva pode variar de acordo com o local onde é feita a coleta (Tabela 3).
Tabela 3 - Variação da qualidade da água da chuva d evido à área de coleta.
Fonte: GROUP RAINDROPS (1995).
E segundo o Group Raindrops (1995), deve-se levar em conta estes
requisitos de qualidade dependendo das aplicações que se fizer, como observado
na Tabela 4.
Tabela 4 - Diferentes qualidades de água para difer entes aplicações.
Fonte: GROUP RAINDROPS (1995).
Por fim, os sistemas complementares são compostos de condutores
horizontais (calhas) e verticais que transportam as águas pluviais coletadas até os
reservatórios de armazenamento, após passagem pelos reservatórios de descarte.
Pode-se utilizar como referência para o dimensionamento desses componentes a
NBR 10.844/89, Instalações Prediais de Águas Pluviais da ABNT. As calhas e
coletores de águas pluviais podem ser de PVC ou metálicos.
Podem, também, ser utilizadas grades ou filtros retentores de folhas, galhos
ou quaisquer materiais grosseiros, que são colocados juntos às calhas ou nas
53
tubulações verticais. Estão incluídos nos sistemas complementares os sistemas de
distribuição de águas pluviais tratadas, após as unidades de tratamento. Esses
sistemas incluem as unidades de recalque, as respectivas linhas de distribuição de
água tratada e eventuais reservatórios de distribuição complementares.
O sistema de coleta através da superfície do solo pode ser empregado em
locais e situações com grande área superficial, sendo necessário que as mesmas
apresentem uma pequena inclinação, para o escoamento da água. Nestes sistemas
é comum a construção de rampas ou canais para direcionar a água da chuva para o
reservatório.
Ainda, segundo a necessidade ou disponibilidade no mercado, existem
diferentes concepções de sistemas de aproveitamento de água de chuva. Herrmann
e Schimda, (1999) destacam quatro formas construtivas de sistemas de
aproveitamento de água de chuva:
Sistema de fluxo total: toda a chuva coletada pela superfície de captação é
dirigida ao reservatório de armazenamento, passando antes por um filtro ou por uma
tela. O escoamento para o sistema de drenagem ocorre quando o reservatório está
cheio (Figura 5a).
Sistema com derivação: neste caso, uma derivação é instalada na tubulação
vertical de descida da água da chuva, com o objetivo de descartar a primeira chuva,
direcionando-a ao sistema de drenagem. Este sistema é também denominado de
sistema autolimpante (Figura 5b). Em muitos casos instala-se um filtro ou tela na
derivação. A água que extravasa do reservatório é encaminhada ao sistema de
drenagem.
Sistema com volume adicional de retenção: o reservatório de
armazenamento é capaz de armazenar um volume adicional, garantindo o
suprimento da demanda e a retenção de água com o objetivo de evitar inundações.
Neste sistema uma válvula regula a saída de água correspondente ao volume
adicional de retenção para o sistema de drenagem (Figura 5c).
Sistema com infiltração no solo: o volume de água que extravasa do
reservatório é direcionado a um sistema de infiltração no solo (Figura 5d). A exemplo
54
dos tipos de sistemas configurados em a e c, toda a água da chuva coletada é
direcionada ao reservatório de armazenamento, passando antes por um filtro ou tela.
Figura 24 - Formas construtivas de sistemas de apro veitamento de água de chuva.
Fonte : Herrmann e Schmida, 1999.
55
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A análise sobre o uso racional da água em empreendimentos comerciais leva
em consideração que a utilização e preservação, respectivamente da quantidade e
qualidade da água, devem seguir uma metodologia de avaliação de alternativas e
selecionar algumas categorias de análise.
Em uma primeira etapa, foi feito uma caracterização do empreendimento
escolhido. O Salvador Shopping, foi escolhido para realização do estudo
principalmente por se tratar de um ambiente uso público, e de intenso afluxo de
pessoas. A estrutura física, localização, área total construída também foram fatores
preponderantes para a escolha, pela relação com a demanda de uso de recursos
ambientais (água, energia) e geração de resíduos (esgoto, resíduos sólidos)
fundamentais no estudo da construção sustentável.
Numa segunda etapa, em função do prévio conhecimento da local e suas
atitudes conservacionistas constatasse que o estudo da sustentabilidade é provido
de uma enorme complexidade, necessitando realizar um recorte teórico. Portanto,
adotou-se como recorte teórico a revisão de dois dos sistemas implantados:
Esgotamento sanitário a vácuo e Aproveitamento das águas pluviais.
A terceira etapa trata da metodologia que se pretende aplicar para analisar a
real redução da captação da água potável, ou seja, calcula-se o consumo e sua
possível redução, partindo do princípio que os aparelhos seriam utilizados de forma
adequada pelos usuários.
Após a seleção do método, será estruturado o processo de análise da
seguinte forma:
• Definir o volume consumido de água no empreendimento, o perfil do
consumo e as vazões típicas de aparelhos sanitários;
• Contabilizar através da análise dos dados a real redução da utilização da
água;
A quarta etapa trata da metodologia pretendida para provável verificação da
eficiência do uso da água se dará através do dimensionamento e levantamento
quantitativos de demandas.
56
Após a seleção do método, será estruturado o processo de análise da
seguinte forma:
• Definir o dimensionamento do reservatório para atender a demanda de
água não potável;
• Verificar através da análise dos dados a eficiência do uso das águas
pluviais;
A última etapa do estudo deve salientar as conclusões com base na
estrutura atual de suporte. Uma das contribuições do estudo é subsidiar futuras
políticas públicas e privadas visando edificações seguidas de critérios de
sustentabilidade, ou seja, minorando a agressão a sociedade e ao meio ambiente.
4.1 Metodologia para cálculo da redução da utilizaç ão da água em bacias sanitárias de volume ultra reduzido
A análise do consumo do descarte final adotou a metodologia proposta por
Oliveira e Silva (2002):
1º PASSO: LEITURA DO CLP
O sistema de coleta de esgoto a vácuo contém em sua central de coleta um
painel de potência e comando que possui um CLP (controlador lógico programável).
Através da leitura de alguns dados de memória deste CLP pode-se saber quantas
vezes os tanques de coleta descartaram efluente, ou seja, quantas vezes eles foram
preenchidos.
Sabendo o volume total dos tanques e a posição ocupada pela chave de nível
que comanda o descarte, encontrou-se o volume descartado a cada ciclo e assim o
volume total de efluente descartado no período.
2º PASSO: NÚMERO DE DESCARTE DIÁRIO
Para verificar o número ou quantidade de descartes por dia, utilizou-se a
seguinte fórmula:
57
nDES = ( LF - LI ) / P (1)
Onde:
nDES = Número de descartes do período;
LI = Leitura Inicial da CLP;
LF = Leitura Final da CLP;
P = Período analisado.
3º PASSO: VOLUME UNITÁRIO POR DESCARTE
A central de coleta possui tanques de armazenamento de resíduos, onde
geralmente possui sensores de nível que sinalizam a necessidade de esvaziamento.
Ao descartar os resíduos é realizada pela CLP a marcação de um ciclo.
4º PASSO: VOLUME DESCARTADO POR DIA
VDIA = VDES x nDES (2)
Onde:
VDIA = Volume total descartado diariamente (L/d),
VDES = Volume unitário por descarte (L),
nDES = Número de descartes do período.
5º PASSO: NÚMERO DE ACIONAMENTOS DA BACIA SANITÁRIA POR DIA
Dividindo o total de efluente descartado por dia de um tanque pelo volume de
água acrescido dos dejetos de um acionamento de bacia sanitária, obteve-se o
número de acionamentos para cada descarte de um tanque. Logo:
NAC = ( VDIA / VAGUA+DEJ ) / nBAC (3)
Onde:
NAC = Número de acionamentos da bacia sanitária por dia (descarga/dia);
VDIA = Volume total descartado diariamente (L/d),
58
VAGUA+DEJ = Volume utilizado em uma descarga juntamente com dejetos
(L/descarga);
nBAC = Número de bacias da edificação;
5º PASSO: CONSUMO MÉDIO DIÁRIO
Possuindo o número de bacias sanitárias e o número de acionamentos
diários, o consumo médio foi dado apenas relacionando o total de acionamentos
pelo volume utilizado em uma bacia.
C = NAC x nBAC x VAGUA (4)
Onde:
C = Consumo médio;
NAC = Número de acionamentos da bacia sanitária por dia (descarga/dia);
nBAC = Número de bacias da edificação;
VAGUA = Volume de água utilizado em uma descarga (L/descarga);
Através do consumo médio diário de água utilizado foi possível estabelecer
um comparativo entre bacias, convencional, acoplada e bacia especial.
4.2 Metodologia para cálculo da verificação da efic iência do uso da água
A verificação da eficiência do sistema, ou seja, o atendimento das demandas
não potáveis pelo aproveitamento das águas da chuva adotou a metodologia
proposta por Gonçalves, (2006):
1º PASSO: ESTIMATIVA DAS DEMANDAS INTERNAS
Considerou-se como demanda interna a utilização de água nos equipamentos
localizados dentro da residência onde poderá substituir a água potável pela água de
chuva, como, por exemplo, o vaso sanitário e o mictório. O volume de água no qual
foi considerado para cada equipamento variou de acordo com as especificações do
fabricante e a freqüência de uso dos habitantes.
59
QINT = QVS + QM (5)
Onde:
QINT = somatório das demandas internas (L/d);
QVS = N x volume de água do vaso sanitário x nº. de descargas (L/d);
QM = N x volume de água do mictório x nº. de descargas (L/d);
N: número de habitantes da edificação.
2º PASSO: ESTIMATIVA DAS DEMANDAS EXTERNAS
O cálculo da demanda externa considerou além da área e do volume de água,
a freqüência que os moradores costumam realizar as atividades. O somatório dos
volumes de cada uso forneceu o valor da demanda externa.
QEXT = QJD + QAI (6)
Onde:
QEXT = somatório das demandas externas (L/d),
QJD = área do jardim x volume de água x freqüência de uso (L/d),
QAI = área impermeável x volume de água x freqüência de uso (L/d)
3º PASSO: ESTIMATIVA DAS DEMANDAS NÃO POTÁVEIS
A estimativa das demandas não potáveis abrangeu os diferentes usos no
empreendimento, tanto internos quanto externos, considerando também o número
de clientes.
Para o cálculo das demandas não potáveis, utilizou-se a seguinte equação:
QNP = QINT + QEXT (7)
Onde:
QNP = somatório das demandas não potáveis (L/d),
QINT = somatório das demandas internas (L/d),
QEXT = somatório das demandas externas (L/d).
60
4º PASSO: ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE ÁGUA DA CHUVA
Após a determinação das demandas não potáveis, foi necessário fazer a
estimativa da água de chuva a ser captado na edificação, a partir dos dados
relativos à área de telhado, ao coeficiente de escoamento superficial e os índices
pluviométricos da região.
Para essa estimativa, aplicou-se a seguinte equação:
QAC = A x P x C (8)
Onde:
QAC = volume de água de chuva a ser captado (m³),
A = área do telhado (m²),
P = precipitação anual na região (m/ano),
C = coeficiente de escoamento.
5º PASSO: VOLUME DO RESERVATÓRIO
O volume do reservatório de armazenamento define a eficiência do sistema:
quanto maior o reservatório mais chuva poderá ser armazenada, o que reflete sobre
o custo do sistema.
VRES = QNP x DS (9)
Onde:
VRES = volume do reservatório (L),
QNP = somatório das demandas não potáveis (L/d),
DS = maior número de dias sem chuva na região (dias).
Fator importante no dimensionamento de um sistema de aproveitamento da
água da chuva é a demanda que se pretende atender. A relação direta entre o
volume do reservatório e a demanda a ser atendida, implica na necessidade de se
estimar o consumo de forma a mais precisa.
61
6º PASSO: EFICIÊNCIA DO SISTEMA DE APROVEITAMENTO
E% = x 100 (10)
Onde:
V = volume de água de chuva a ser captado (m³/mês);
QNP = somatório das demandas não potáveis (m³/mês),
De posse destes dados foi possível analisar se o sistema atualmente em
operação possui a eficiência esperada.
4.3 O Empreendimento
Para realizar a estimativa da redução do uso da água e a verificação da
eficiência do sistema de aproveitamento de água pluvial para o empreendimento, foi
necessário realizar levantamentos de dados, através de entrevistas com
funcionários, entre eles o diretor de operações, chefe da manutenção e com o
supervisor de civil, além de coleta de contas de consumo de água, leituras de
hidrômetros e do painel de controle, verificação de áreas de captação, dados
pluviométricos entre outros.
Erguido no novo centro empresarial e financeiro da capital baiana e cercado
por bairros residenciais de alto poder aquisitivo, com 153.000 m² de área construída,
sendo 55.000 m² de área bruta locável,
Com apenas um ano de inaugurado, transitam pelo Salvador Shopping em
média 1.325.000 pessoas/mês, com um crescimento anual de 15%.
O sistema viário está ligado ao Shopping através de três acessos. Foram
investidos cerca de US$ 20 milhões na construção de novas vias no seu entorno,
reduzindo o impacto no tráfego da região. Foram três pontes sobre o canal, sendo
uma exclusiva para pedestres, três passarelas elevadas para travessia de pedestres
sobre as avenidas que circundam o shopping, duas passagens de veículos em
desnível, três estações elevatórias de esgoto, além de 2.500m de vias públicas.
QAC ___
QNP
62
Todos os equipamentos urbanos foram construídos com infra-estrutura de
drenagem, iluminação pública e demais redes de utilidades, e executadas conforme
projetos aprovados pelo poder público e pelas concessionárias de serviços, tendo
sido todas as obras custeadas pelo empreendedor e doadas à cidade.
As obras realizadas visaram reduzir o impacto que o empreendimento traria
ao tráfego.
O partido arquitetônico adotado, se dá a partir do térreo e de uma ampla
praça central, onde se desenvolve o mall como sua artéria principal, com corredores
e lojas distribuídos de forma não linear, criando espaços com funções e hierarquias
diversas, gerando uma sensação mais humana e lúdica de via urbana e quebrando
o paradigma dos shoppings encaixotados, rígidos e sem poesia.
Uma das características intrínsecas do equipamento é que todo o mall é
percorrido sob uma grande cobertura transparente que forma um domus, contornado
por arcos espaciais metálicos com diferentes tamanhos e alturas.
A estrutura metálica, com vidros duplos refletivos, filtra os raios
infravermelhos e é muito eficiente na transmissão de luz natural, o que evita o
aquecimento do ambiente e gera uma economia significativa no consumo de energia
elétrica, durante o dia.
As fachadas do Salvador Shopping foram projetadas através da dinamização
de volumetria, aliada a uma variedade equilibrada de revestimentos, compostos por
cerâmica, pedra e chapas de alumínio. Para o revestimento das fachadas, foi
implantado o sistema de fachada aerada, ou seja, foram desenvolvidos insert’s
metálicos apropriados para instalar o porcelanato, gerando um zona de transição de
ar entre alvenaria externa e o porcelanato que resulta em menor transferência
térmica para o ambiente interno, além de se mostrar uma solução executiva rápida e
eficiente.
PROJETO SUSTENTÁVEL
Durante a execução da obra, a construtora adotou soluções para minimizar o
impacto ao meio ambiente, como redução na geração de entulhos de construção,
reciclagem do material gerado e a segregação de material que não poderia ser
reutilizado para descarte apropriado.
63
No início da obra foi feita uma campanha de conscientização dos operários
envolvidos, no sentido de reduzir o desperdício dos recursos disponíveis para
execução dos serviços. Assim foram distribuídos diversos coletores em pontos
estratégicos do canteiro, que passaram a receber as sobras de materiais, como
plástico, madeira, metal e papel. Os materiais recolhidos eram vendidos para
comunidades de recicladores, sendo o resultado financeiro revertido em benefícios
para os operários.
O benefício para a obra e o empreendedor foi a redução do desperdício de
materiais, como também e possibilitou que as frentes de trabalho permanecessem
desimpedidas e limpas, aumentando a produtividade das equipes e reduzindo os
acidentes de trabalho.
Com relação ao uso de madeiras, a obra escolheu como solução estrutural
um sistema de construção com estrutura metálica, o que reduziu substancialmente a
utilização de formas e escoramento de madeira.
Também na ambientação interna, foram utilizados laminados melamínicos
industrializados, que reproduziam artificialmente a textura da madeira, evitando a
utilização da mesma.
IMPLANTAÇÃO DA OBRA
O empreendimento foi edificado em local onde funcionava uma antiga fábrica
de elementos de concreto pré-moldados, gerenciada pelo poder público e que se
encontrava abandonada. Esta fábrica elaborou no passado peças moldadas com
concreto produzido no local, o que gerava barulho e poeira, além de causar um
impacto visual nocivo a um trecho da cidade densamente ocupado.
A fábrica se utilizava de grandes tanques para imersão das peças produzidas,
o que facilitava a proliferação de insetos, muitos deles vetores de doenças.
Os trabalhos iniciais de implantação do canteiro constataram a necessidade
de remoção das estruturas de concreto da fábrica, que foram reduzidas a pequenos
pedaços e encaminhados para zonas de aterro aprovadas pela prefeitura da cidade
do Salvador.
Durante a obra, os níveis de ruído foram controlados para não conturbar a
vizinhança, assim como providências foram tomadas para reduzir o índice de
64
geração de partículas sólidas em suspensão (poeira) e evitar a contaminação do
canal de drenagem existente na borda do empreendimento.
ENERGIA E ATMOSFERA
Neste aspecto o projeto priorizou:
• A eficiência energética;
• A minimização dos impactos causados ao meio ambiente e;
• O controle da qualidade do ar interior.
Nesse caminho adotou o uso de tecnologias eficientes, tais como: volume
variável de ar, fluxo variável de água gelada, condicionadores dedicados ao
tratamento do ar de renovação com emprego de recuperadores de energia, fluxo de
ar externo variável em função da população presente, sistemas de filtragem de ar de
alta eficiência, equipamentos de última geração e sistema integrado de
gerenciamento predial, automação e controle.
Visando minimizar os impactos com os custos de uma rede de média tensão
em 13,8 KV, o shopping investiu em uma subestação de 69 KV já que esta rede
passa em frente ao Shopping, isto evitou a construção de redes, o que certamente
traria impacto negativo ao meio ambiente.
Para o sistema elétrico foram instalados equipamentos que proporcionam
economia de energia em kwh no sistema de iluminação e ao mesmo tempo
aumentam a vida útil das lâmpadas em no mínimo 60%. O equipamento também
proporciona a redução da carga térmica do ar-condicionado pela redução da
potência elétrica consumida.
A cobertura de estrutura metálica, com vidros especiais, permitem a
iluminação de todo o Shopping por conta da luz solar durante o dia, gerando uma
economia significativa no consumo de energia elétrica do empreendimento. Nessa
cobertura foram utilizados vidros duplos refletivos, que filtram os raios infravermelhos
e têm ótima eficiência de transmissão de luz visível (TLV 43%, FS 25%), reduzem o
consumo anual de energia elétrica com iluminação artificial em aproximadamente
652 MWh, evitando, assim também, o aquecimento do ambiente.
A qualidade do ar interior é obtida através do emprego de filtragem de ar de
alta eficiência, do controle da umidade relativa do ar para prevenir a formação de
65
fungos e da constante renovação de ar para garantir a taxa máxima de 1.000 partes
por milhão(PPM) de CO2 e a diluição de odores.
Descrição do sistema de ar-condicionado com a utilização do tanque de água
gelada (TAG) e da troca de calor no sistema de ar exterior:
Uso de tanque de termoacumulação para suprir a demanda no período de
pico da concessionária e para cortar picos de carga térmica, racionalizando o uso da
energia e evitando as altas tarifas.
Conservação da energia contida no ar interno de expurgo, utilizando-a em
processo passivo no tratamento termodinâmico do ar de renovação, reduzindo em
11% a demanda térmica da edificação (redução de 275 toneladas de refrigeração -
TR), resultando numa economia anual de 880 MWh.
CONSERVAÇÃO DE ÁGUA
Sua estrutura possui um sistema de captação de água de chuva, projetado
para abastecer, durante seis meses do ano, o sistema de irrigação do paisagismo do
Shopping, além da demanda das descargas dos banheiros. Estas últimas,
projetadas com um sistema de esgotamento à vácuo, que reduz em até 90% o
consumo de água.
O desenvolvimento dos projetos das instalações hidráulicas visou que o
consumo de água potável fosse unicamente para fins alimentícios e de higiene
pessoal. O Shopping possui um reservatório suficientemente grande com
capacidade de 350m³ para armazenar as águas das chuvas e tratá-las antes de
colocá-las para uso. O regime de chuvas da cidade é bastante intenso, o que
permite a disponibilidade desta água. Quando em períodos de menor índice
pluviométrico, o reservatório é abastecido por poços artesianos.
O esgoto sanitário está sendo atendido por água reutilizada, tratada para esta
finalidade e, o mesmo se faz com a água para o sistema de irrigação.
As águas provenientes das lojas de alimentação são separadas e dirigidas
para caixas separadoras de gordura.
Além do beneficiamento e utilização das águas pluviais nas bacias sanitárias,
o shopping inovou com o sistema de esgotamento sanitário diferenciado do
tradicional, o mesmo foi projetado com o sistema de sucção por vácuo, o que solicita
um mínimo de água para sua operação, em média 1,2l por descarga, ao contrário
66
das descargas em geral que consomem 5 a 6 vezes mais, ou seja,
aproximadamente 7l por descarga. Com isso, a geração de efluente sanitário ficou
bastante reduzida antes do despejo na rede pública, que passa ao lado do
Empreendimento.
Todos os lavatórios e mictórios são equipados com torneiras de fechamento
automático contribuindo para evitar o desperdício de água. Quando o usuário se
aproxima e se posiciona de frente ao mictório, o sensor que emite continuamente um
sinal imperceptível ao usuário, infravermelho ou ultra-som, detecta a sua presença.
Nos equipamentos, o fluxo de água só é liberado após o afastamento do
usuário, o que garante um menor consumo de água. O sensor, associado a um
microprocessador, emite um sinal até uma válvula do tipo solenóide, de
funcionamento elétrico, que libera o volume de água da descarga. Neste tipo de
equipamento, o tempo médio de acionamento dos produtos encontrados no mercado
encontra-se em torno de 5 a 6 segundos.
Entre os sistemas implantados para reduzir a agressão ao meio ambiente
como também gastos administrativos, destacam-se:
• Sistema de Esgotamento Sanitário à Vácuo
• Sistema de Aproveitamento das Águas Pluviais
4.3.1 Sistema de esgotamento sanitário à vácuo
O sistema de esgotamento sanitário à vácuo, onde são coletados apenas os
efluentes advindos das bacias sanitárias do estabelecimento é composto por apenas
uma unidade de coleta, ou seja, possuindo uma rede atualmente. Esta rede é
composta basicamente por:
• Módulo central de Vácuo - Equipamento responsável pela geração de vácuo
e coleta do efluente, o qual fica localizado no pavimento G1. A central está instalada
em uma sala em alvenaria, abrigados de chuva e intempéries, com espaço suficiente
para serviços e manutenção, ou seja, local de aproximadamente 3 metros de largura
por 10 metros de comprimento, totalizando 30m². A central em questão é dotada de
67
4 bombas de vácuo de funcionamento por palhetas sem lubrificação de 1,5kw
produzindo 140/ 175m³ de vácuo por hora cada uma. A unidade ainda tem dois
tanques em polipropileno de 750 litros cada um, para coleta e armazenamento
temporário do efluente. Possui dispositivo para instrumentação e controle, além de
painel elétrico para comando e potência. O funcionamento da central é automático:
sensores de vácuo enviam sinais para o CLP (Controlador Lógico Programável) que
comandam a entrada em operação ou desligamento das bombas de vácuo conforme
a demanda. Os tanques têm chaves de nível que avisam o CLP de seu enchimento,
ou seja, a CLP registra diariamente o número de ciclos ou de evacuações que libera
o tanque de armazenamento, atualmente é sua memória está arquivado o total de
ciclos gerados desde sua implantação. Este comanda o efluente para estação
elevatória no próprio terreno seguindo para a Estação Bahia Azul.
Figura 25 – Bombas à vácuo Figura 26 – Tanques de Armazenamento.
• Bacias Sanitárias Específicas - Bacias Especiais, à exemplo, de fabricação
Evac, que funcionam por vácuo. Todas as bacias sanitárias à vácuo existentes no
shopping são de montagem na parede, com a presença do botão de acionamento
também na parede Figura 27). Em todas as instalações é possível visualizar a
presença de um conduíte embutido na parede para passagem da mangueira de
acionamento propriamente dito e a parte traseira da bacia, onde fica a válvula de
controle. (Figura 28)
68
• Tubulação de coleta - Tubos e conexões que interligam os aparelhos a
vácuo a central de coleta. Entre eles existem tubulações que variam de 50 a 85mm,
curvas de raio curto e longo, entre outras.
Válvulas de esfera ou conhecidas como válvula de inspeção, de passagem
livre para isolamento das tubulações secundárias (ramais) propiciando facilidade de
manutenção e em longas tubulações principais horizontais ou verticais para
seccionar essas tubulações e identificar eventuais vazamentos de vácuo.(Figura 29).
O sistema possui diversas bolsas de transporte ou bolsas de reforma para
aumento de eficiência do sistema, principalmente pelo fato das tubulações
percorrerem grandes distâncias e obstáculos sendo necessária e recuperação da
altura inicial da tubulação em tubulações horizontais. Estas foram instaladas em
intervalos regulares.
Figura 27: Bolsa de transporte.
• Tubulação de descarte - Tubos e conexões que interligam central de coleta
a Estação Elevatória de Esgoto. Mesmo utilizando um sistema onde a declividade se
aproxima de zero, nesta execução houve a necessidade da elevação do esgoto para
interligação a rede pública, pois devido a projetos futuros no local ocorreu a
necessidade de um maior rebaixamento da tubulação de esgoto.
69
Figura 28 – Estação elevatória
4.3.2 Sistema de aproveitamento das águas pluviais
Os sistemas de coleta e aproveitamento de águas pluviais adotaram cuidados
gerais e características construtivas para a segurança do abastecimento, a
manutenção da qualidade da água armazenada e níveis operacionais adequados e
econômicos. Entre estes podem ser ressaltados:
• Evitar a entrada de luz do sol no reservatório para diminuir a proliferação de
algas e microrganismos;
• Manter a tampa de inspeção fechada;
• Colocar grade ou tela na extremidade de saída do tubo extravasor, para
evitar a entrada de pequenos animais;
• Realizar a limpeza anual do reservatório, removendo os depósitos de
sedimentos;
• Projetar o reservatório de armazenamento com declividade no fundo na
direção da tubulação de drenagem, para facilitar a limpeza e retirada de sedimentos;
• Assegurar que a água coletada seja utilizada somente para fins não-
potáveis;
Todos estes critérios foram seguidos no sistema de aproveitamento das
águas da chuva foi no qual foi implantado na fase da construção do shopping no
mês de Maio de 2007. O sistema é composto por:
70
• Área de captação/ telhado – Como já foi referenciado anteriormente a área
de captação pode ser o telhado ou a superfície do solo. Os telhados podem
ser de diferentes materiais, o tipo de revestimento destes materiais é que
interfere no sistema de aproveitamento de água de chuva, devendo-se dar
preferência, quando for o caso, para os de menor absorção de água. Logo, na
execução foi aplicado de forma mista, com telha de aço galvanizado com
aproximadamente 12 graus de inclinação, e vidros sobre estrutura metálica
que possuem cerca de 18 graus de inclinação incluindo as lajes descobertas
de concreto armado impermeabilizadas com manta asfáltica. Através do
projetista, o dimensionamento do reservatório acusou a necessidade de
apenas 60% da contribuição do telhado total, atendendo as demandas
necessárias.
Figura 29 – Área de Captação
• Tubulações para condução da água – O dimensionamento adequado das
calhas e condutores verticais, bem com sua instalação, foram elementos
importantes para o funcionamento de todo o sistema. As calhas e coletores
de águas pluviais são de PVC, variando os diâmetros entre 100 a 300mm.
Todas as tubulações percorrem do telhado até garagem G1, captando as
águas pluviais e encaminhando para o reservatório inferior de
armazenamento.
71
Figura 30 – Tubulações de águas pluviais
• Grelhas para retenção de materiais grosseiros - Na execução da área de
captação foram instaladas grelhas para contenção dos resíduos e materiais
maiores que 2,5cm e retirados periodicamente em limpezas diárias.
Figura 31 – Grelhas de contenção
• Reservatório de armazenamento – No pavimento G1 estão localizados
quatro reservatórios, dois deles utilizados para uso potável que são
abastecidos com a água tratada pela EMBASA, e os outros são utilizados
para armazenamento de água bruta, ou seja, água não potável. O sistema
ocorre da seguinte forma: Todas as tubulações do sistema de aproveitamento
72
de águas pluviais, que totalizam seis saídas, alimentam um primeiro
reservatório junto com três tubulações advindas de poços artesianos,
previstos para a ampliação do shopping. Esta água é tratada através de uma
estação de tratamento de água onde prossegue potável para o outro
reservatório de armazenamento de água bruta. Este último possui uma
entrada de água potável prevendo algum período de estiagem prolongada ou
para manter o sistema por motivos emergenciais. Deste reservatório a água,
mesmo que potável, é encaminhada para a rede de Água bruta.
Figura 32 – Tubulação com água tratata Figura 33 – Estação de tratamento de Água
após ETA
• Conjunto de alimentação de água bruta – Deste último, com auxílio de
bombas injetoras a água bruta é encaminhada para a rede de tubulações de
água bruta, no qual fica pressurizada para utilização em jardins, torre de
resfriamento, mictórios, bacias sanitária e lavagem de áreas comuns. As
tubulações previstas para alimentação com água bruta possuem adesivo em
toda rede além de etiquetas para identificação correta do tubo.
73
Figura 34 – Etiqueta de identificação
74
5. ANALISE DOS DADOS E RESULTADOS
A população fixa do shopping constituída por pessoas que trabalham
diariamente no local, está estimada num público de aproximadamente 3 mil pessoas,
possuindo um público visitante médio diário em torno de 40.000 pessoas. Ou seja,
totalizam entre população flutuante e fixa em torno de 43.000 pessoas.
Para realizar a analise foi necessária a coleta de informações técnicas dos
sistemas, elas estão contidas na tabela abaixo.
Tabela 5: Dados do Salvador Shopping
DESCRIÇÃO QUANTIDADE
Número de pessoas (fixo + flutuante) 43.000
Número de vasos sanitários 186 unid
Tanque de polipropileno 750 litros
Volume de dejetos por acionamento (água + dejetos) 1,6 litros
Área de jardim 1.245,00m²
Áreas comuns 852,00m²
Área impermeável (captação) 6.631,74 m²
Área do telhado metálico (captação) 5.235,65 m²
Coeficiente de Escoamento 0,80
Precipitação anual Salvador (CODESAL/2008) 2.100,30 mm/ano Fonte: Elaboração própria, (2008)
5.1 Cálculo da redução da utilização da água em bac ias sanitárias com volume ultra reduzido
Segundo o item 4.3.1 referente ao sistema de esgotamento sanitário à vácuo
foi citado o CLP (Controlador Lógico Programável), e os 2 tanques de
armazenamento temporário com sua capacidade total.
De posse da capacidade do tanque de armazenamento, a CLP limita a
evacuação dos dejetos para a rede pública de esgoto entre 1/2 e 1/3 da capacidade
total.
75
Neste estudo o período compreendeu 7 (sete) dias corridos no mês de
Agosto, onde as leituras são apresentadas abaixo, com os respectivos número de
ciclos ou evacuações.
Tabela 6: Número de evacuações
DADOS CENTRAL
TANQUE 01 TANQUE 02
LEITURA INICIAL 61.431 62.497
LEITURA FINAL 62.278 63.151
Nº DE CICLOS NO PERÍODO 847 654
Fonte: Elaboração própria, (2008)
Foram registrados 214,43 descartes por dia, com média de descarte de 125
litros, representando 26.803,57 litros por dia.
Para a quantificação do número de acionamentos diários é realizado em cada
bacia, inicialmente deve-se admitir que a cada descarga de uma bacia a vácuo foi
coletado 1,2 litros de água, além de 400 mililitros de dejetos, tem-se no total 1,6
litros por acionamento de descarga sanitária.
Na tabela 5, referente aos dados do Salvador Shopping, é possível constatar
o número total de bacias sanitárias com volume ultra reduzido. Logo, a partir da
equação (3), encontrou-se 90,07 acionamentos
A tabela 7 apresenta um comparativo entre o sistema a vácuo adotado e a
simulação com uso de bacias sanitárias convencionais, com diferentes valores de
descargas.
Tabela 7: Simulação entre sistemas de esgotamento s anitário
Acionamentos/dia = 16.752,23 Vácuo (1,2 Lpd)
Gravidade (6,8 Lpd)
Gravidade (9,0 Lpd)
Gravidade (12,0 Lpd)
DIÁRIO (litros) 20.102,68 113.915,16 150.770,07 201.026,76
MENSAL (m³) 603 3.417 4.523 6.030
obs: Lpd = litros por dia Fonte: Elaboração própria, (2008)
76
O sistema de esgotamento sanitário à vácuo apresentou cerca de 82,35% de
redução em comparação a sistemas convencionais.
5.2 Cálculo da verificação da eficiência do uso da água
Segundo o item 4.3 referente a eficiência do uso das águas pluviais foi citado
que o aproveitamento das águas da chuva necessita atender todas as demandas
não potáveis. Logo, a identificação da demandas interna será dada através das
bacias sanitária e mictório e as demandas externas por jardins e áreas
impermeabilizadas.
Para o cálculo da demanda interna, visto que o sistema à vácuo identifica,
indiretamente, a quantidade de descargas executadas, logo através da tabela 7,
obteve-se 20.102 l/d de consumo da bacia sanitária.
Para o mictório, visto que o sistema não identifica a quantidade de descargas
executadas do mictório, juntamente com a administração foi adotado que um
percentual se aplica de forma diferenciada, pois do total diário de pessoas, teremos
um público masculino em torno de 35% do total, onde 65% dos homens, em média,
utilizam o mictório. Logo ao mictório foram registrados 14.673 l/d, totalizando 34.775
l/d demandados internamente.
Para o cálculo da demanda externa teremos o somatório das demandas de
água para jardins e demanda de água para áreas comuns e impermeabilizadas,
neste sentido é necessário a utilização da tabela abaixo.
Tabela 8: Relação entre atividades e seus coeficien tes de uso
Fonte: TOMAZ (2000)
77
A freqüência de uso ou lavagem não superior a 4 repetições ao mês,
representam as áreas comuns e impermeáveis 6.816 l/d onde somado ao consumo
dos jardins, em média 9.960 l/d, perfazem um total de 16.776 l/d.
Logo, a demanda total não potável é de 1.546,55 m³/mês
O volume de água está diretamente relacionado com a área de contribuição
ou área de captação que nesta situação aborda uma estrutura mista em telhas
metálicas e piso em concreto, a precipitação anual, resultado de uma série histórica
de 25 anos, aplicado à região de Salvador/BA, fornecida pela CODESAL.
No município de Salvador houve uma precipitação média anual de
2.100,30mm de chuva por ano equivale a 2,1 m/ ano. Através da equação (8), a
produção estimada é de 1.661,44 m³/ mês.
Considerando para o cálculo do reservatório, um DS de 10 dias, aplicado à
região de Salvador/BA, fornecida pela CODESAL. A equação (10) desenvolvida
resultará no volume ideal de 484.788 litros, ou aproximadamente 49m³, ou seja,
gerando um índice de eficiência de 107,42%.
5.3 Resultados e discussões
Diante da análise da Tabela 7, item 5.1, o percentual de redução será mais
perceptível quando realizado um comparativo com a realidade brasileira.
Para dados práticos, serão utilizados duas referências que para sociedade
acrescentariam no desenvolvimento, a exemplo, temos: Segundo o relatório do
PNCDA uma habitação de baixa renda com quatro moradores possui um consumo
médio na ordem de 437 l/ dia; Segundo SENAI/ Florianópolis uma instituição de
ensino, que oferece atualmente cursos de nível técnico em Programação de
Computadores, cursos superiores de Tecnologia em Automação Industrial entre
outros, atende um populacional de 565 pessoas possuindo um consumo médio na
ordem de 241.274 l/ mês. Logo aplicando a economia realizada daria para manter,
em média:
78
Tabela 9: Quantidade sustentável pela economia de á gua
As projeções executadas, à partir de medições do funcionamento do sistema
a vácuo do shopping center propiciou vislumbrar a grande economia que tal sistema
pode oferecer com relação ao uso da água. Somado a este fato, e também
extremamente importante, é a constatação da eficiência do sistema, com relação ao
transporte de dejetos.
Quanto ao sistema de aproveitamento de águas pluviais, o estudo de caso
desenvolvido no Salvador Shopping aponta para a viabilidade da utilização da água
de chuva nas atividades que não necessitam de água potável. Aproveitando a água
de chuva,ou seja, atendendo totalmente a demanda solicitada, o Shopping não
necessitará utilizar água potável para fins não potáveis.
Infelizmente o estudo não abrangerá de forma real os custos financeiros da
provável economia, pois o sistema entrou em operação apenas a partir de 20 de
Agosto.
Portanto, o sistema em funcionamento recebeu suporte de 2 poços artesianos
que possuem tubulações direcionadas para o reservatório de água bruta, ou seja,
acrescentando uma média de 87,2m³/ dia, logo 2.616 m³/ mês. O sistema de água
atual não potável totaliza uma média de 4.278 m³/ mês, representando cerca de
30% do total da água potável utilizada atualmente.
A partir do percentual de redução da utilização da água potável no
empreendimento, é possível resultar conclusões financeiras relevantes para o
sistema nos próximos meses, são eles:
Economia/dia* = 93.812,49
HABITAÇÃO DE BAIXA RENDA
(4 pessoas)
INSTITUIÇÃO DE ENSINO (565 pessoas)
QUANTIDADE SUSTENTÁVEL 215 12
* litros por dia economizados em relação ao sistema que utiliza 6,8litros por descarga
79
Tabela 10: Quantidade e custo mensal antes e após o sistema
* Água /m³ = 15,37 CONSUMO SEM
APROVEITAMENTO DAS AGUAS PLUVIAIS
CONSUMO COM APROVEITAMENTO DAS AGUAS
PLUVIAIS
ÁGUA POTÁVEL MENSAL (m³) 13.442 9.165
CUSTO MENSAL (R$) 206.604,00 140.859,00
* custo da água segundo informações da Administração do Shopping
Fonte: Elaboração própria, (2008)
Enfim, economia projetada de quase R$ 66.000,00 / mês.
Cabe ressaltar que as previsões realizadas neste trabalho foram baseadas
nas médias mensais observadas na estação pluviométrica do Município de Salvador,
com período de 48 (quarenta e oito) anos de observação. Para se aumentar a
confiabilidade das estimativas podem ser realizados estudos de aprofundamento
estatístico na base de dados. Esse procedimento permitirá o desenvolvimento de
cálculo mais preciso para dimensionamento do reservatório de armazenamento de
água de chuva.
80
6. ANÁLISE CRÍTICA
O Shopping em fase de operação do reservatório de água bruta, parcialmente
sofreu com incertezas do real funcionamento do sistema de águas pluviais, logo,
implantou uma rede de água potável chegando ao reservatório, principalmente
tomando precauções quanto ao abastecimento interno tanto a lojistas como
mictórios, bacias sanitárias e torneiras de lavagem geral.
Durante o final da obra, entre Janeiro e Maio do ano de 2007, os lojistas,
tiveram acesso aos espaços destinados a eles, e juntamente com a Construtora
Andrade Mendonça, prosseguiram em obras até inauguração, posteriormente no dia
27. Nesta fase de conclusão alguns lojistas, que possuíam metragem diferenciadas
umas das outras, disponibilizavam de pontos de coleta e abastecimento, mas não a
vasta maioria, onde alguns lojistas aproveitando a fase final, que geralmente é bem
conturbada, por livre arbítrio tomaram a iniciativa sem aviso ou solicitação para
fiscalização, de implantar lavatórios no interior destas lojas. Por fim, diversos lojistas
tomaram esta atitude precipitada que ocasionou na inutilização do sistema, pois
encanadores contratados sem análise alguma das redes passantes entroncaram as
tubulações de coleta dos lavatórios nas tubulações de águas pluviais, ou seja, a
administração do shopping mensalmente estava possuindo um déficit gerado pela
inutilização do sistema.
Enfim, o shopping necessitou realizar uma inspeção geral de todas as
instalações minando todas as ligações adulteradas ou implantadas de forma
indevida, isto resultou em uma utilização de água potável durante praticamente 08
meses no reservatório de água bruta.
Portanto, embora o processo de coleta, armazenamento e utilização da água
de chuva seja bastante simples, recomenda-se alguns cuidados como a
identificação e sinalização da tubulação, do reservatório e demais equipamentos, a
instalação de filtros e de um reservatório de auto-limpeza, além de fiscalização
intensa durante a execução e operação.
81
6.1 Conclusão
Nas atividades empresariais, comerciais e industriais aproveitar a água de
chuva representa economia de água tratada, redução de custos e, também, pode
contribuir para a obtenção da certificação ambiental na norma ISO 14001.
Nos lugares assolados por estiagens prolongadas, utilizar a água de chuva
pode ser questão de sobrevivência humana, pois em muitos casos esta é a única
fonte de água e pode ser utilizada para fins potáveis.
Reduzir o consumo de água tratada, preservar os mananciais e promover a
recarga das águas subterrâneas são medidas necessárias e urgentes a fim de se
evitar o colapso no abastecimento de água potável das cidades.
Por fim, cabe aos profissionais da engenharia buscar alternativas
ambientalmente corretas para a construção de edificações menos impactantes ao
meio ambiente e, que promovam o uso racional dos recursos naturais possibilitando
a convivência harmônica entre o homem e a natureza.
6.2 Sugestões para trabalhos futuros
Após o final deste estudo, seguem algumas sugestões para trabalhos futuros:
• Verificar o potencial de economia de energia elétrica obtido através do
sistema de esgotamento sanitário à vácuo;
• Verificar o potencial de economia de água potável obtido através da
utilização de sistema de aproveitamento de água pluvial juntamente com sistema de
reúso de águas cinzas em instituições de ensino;
• Realizar estudo referente à sistemas de aproveitamento de água pluvial em
outras tipologias de edificações, como em indústrias e universidades;
• Elaborar estudo comparativo sobre os usos finais e consumo per capita de
água em universidades públicas e privadas.
82
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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6452 - Aparelhos sanitários de material cerâmico - especificação .
Rio de Janeiro. 1997ª; NBR 9060 - Bacia sanitária de material
cerâmico - verificação do funcionamento . Rio de Janeiro. 1997b;
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Acesso em: 21/08/2008;
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Dissertação (mestrado). EPUSP. 1995. 330;
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83
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disponível em http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php>;
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