Consumo de á guá

Introdução Para planejamento e gerenciamento de sistema de abastecimento de água, a provisão do

consumo de água é um fator de fundamental importância. A operação dos sistemas e as suas

ampliações e/ou melhorias estão diretamente associados à demanda de água.

O dimensionamento das tubulações, estruturas e equipamentos são função das vazões de

água, que por sua vez dependem do consumo médio por habitante, da estimativa do número

de habitantes, das variações de demanda, e de outros consumos que podem ocorrer na área

em estudo.

Classificação de consumidores de água Os consumidores são classificados em quatro grandes categorias:

Doméstico

Comercial

Industrial

Público

A figura abaixo apresenta a distribuição percentual do número de ligações de água na Região

Metropolitana de São Paulo (RMSP) por categorias de consumo.

Ligações de água na RMSP por categorias de consumo (SABESP, 2002)

Água para uso doméstico

A água para uso doméstico corresponde a sua utilização residencial, tanto na área interna

como na área externa da habitação. Na área interna a água pode ser utilizada para bebida,

higiene pessoal, preparo de alimentos, lavagem de roupa, lavagem de utensílios domésticos e

limpeza em geral. Para a área externa, utiliza-se a água para rega de jardins, limpeza de pisos e

fachadas, piscinas, lavagem de veículos, etc.

O consumo de água em uma habitação depende de um grande número de fatores, que podem

ser agrupados em seis classes:

Características físicas: temperatura do ar, intensidade e frequência de precipitação da

chuva, etc.;

Renda familiar

Característica da habitação: área do terreno, área construída do imóvel, número de

habitantes, etc.;

Características do abastecimento de água: pressão na rede, qualidade da água;

Forma de gerenciamento do sistema de abastecimento: micromedição, tarifas, etc.;

Características culturais da comunidade.

As pesquisas para a determinação de consumo de água de uso doméstico tem sido pouco

realizadas em nosso país. A mais conhecida foi elaborada por Francisco Bicalho, publicada em

1905 (Yassuda e Nogami, 1976). Por esse estudo, cada indivíduo consome em média de 50 a 90

litros de água por dia, conforme apresentado na tabela abaixo.

Consumo doméstico de água

Uso Consumo de água (l/hab.dia)

Bebida 2 Preparo de alimentos 6 Lavagem de utensílios 2-9 Higiene pessoal 15-35 Lavagem de roupas 10-15 Bacia sanitária 9-10 Perdas 6-13

Total 50-90

Rocha e Barreto (1999) obtiveram um perfil do consumo de água de uma residência

unifamiliar, localizada em um conjunto de apartamentos da cidade de São Paulo (tabela

abaixo).

Perfil de consumo doméstico de água

Pontos de utilização de água

Consumo diário por habitação (l/habitação)

Consumo diário per capita (l/dia. habitante)

Consumo percentual (%)

Bacia sanitária 24 5 5 Chuveiro 238 60 55 Lavadora de roupas 48 12 11 Lavatório 36 9 8 Pia 80 20 18 Tanque 11 3 3

Total 437 109 100

Valores de consumo doméstico nos Estados Unidos, sem e com práticas de conservação

de água (AWWA, 1998)

Uso Consumo (l/dia.habitante)

Sem conservação de água Com conservação de água

Banho 5 5 Chuveiro 50 42 Lavagem de pratos 4 4 Lavagem de roupas 64 45 Torneira 43 42 Banheiro 73 35 Perdas 36 18 Outros usos domésticos 6 6

Total 281 197

Consumo doméstico de água em prédios (NBR 7229/82)

Prédio Unidade Consumo (l/dia)

Apartamento Pessoa 200 Residência Pessoa 150 Escola – internato Pessoa 150 Escola – externato Pessoa 50 Casa popular Pessoa 120 Alojamento provisório Pessoa 80

Água para uso comercial

Várias são as atividades comerciais que utilizam a água, de modo que, nesta categoria ocorrem

desde pequenos até grandes consumidores como: bares, padarias, restaurantes lanchonetes,

hospitais, hotéis, postos de gasolina, lava-rápidos, clubes, lojas prédios comerciais, shoppings

centers, entre outros.

Consumo de água em estabelecimentos comerciais (Yassuda e Nogami, 1976)

Estabelecimento Unidade Consumo (l/dia)

Escritório Pessoa 50 Restaurante Refeição 25 Hotel (sem cozinha e lavanderia) Pessoa 120 Lavanderia Kg de roupa seca 30 Hospital Leito 250 Garagem Automóvel 50 Cinema, teatro e templo Lugar 2 Mercado M² de área 5 Edifício comercial Pessoa 50 Alojamento provisório Pessoa 80

Consumo típico de água em estabelecimentos comerciais nos Estados Unidos (Metcalf e Eddy, 2002)

Estabelecimento Unidade Consumo (l/dia.unidade)

Variação Valor típico

Aeroporto Passageiro 11-19 15

Apartamento Quarto de dormir 380-570 450

Posto de serviço de automóvel Veículo servido 30-57 40

Empregado 34-57 50

Bar Assento 45-95 80

Empregado 38-60 50

Pensão Pessoa 95-250 170

Centro de conferência Pessoa 40-60 50

Loja Banheiro 1300-2300 1500

Empregado 30-57 40

Hotel Hóspede 150-230 190

Empregado 30-57 40

Prédio industrial (somente uso doméstico) Empregado 57-130 75

Lavanderia (self-service) Máquina 1500-2100 1700

Camping Unidade 470-570 530

Hospedaria (com cozinha) Hóspede 210-340 230

Hospedaria (sem cozinha) Hóspede 190-290 210

Escritório Empregado 26-60 50

Lavatório público Usuário 11-19 15

Restaurante convencional Cliente 26-40 35

Restaurante com bar Cliente 34-45 40

Shopping center Empregado 26-50 40

Estacionamento 4-11 8

Teatro Assento 8-15 10

Água para uso industrial

O uso da água em uma instalação industrial pode ser classificado em cinco categorias:

Uso humano;

Uso doméstico;

Água incorporada ao produto;

Água utilizada no processo de produção;

Água perdida ou para usos não rotineiros.

Para Muñoz (2000), as taxas de consumo de água que normalmente podem ser consideradas

para as indústrias são:

47 m³/dia.ha – para áreas industriais;

30-95 l/dia.pessoa – para usos sanitários.

Consumo de água em estabelecimentos industriais (Yassuda e Nogami, 1976)

Estabelecimento Unidade Consumo (l/dia)

Indústria – uso sanitário Operário 70 Matadouro – animais de grande porte Cabeça abatida 300 Matadouro – animais de pequeno porte Cabeça abatida 150 Laticínio Kg de produto 1-5 Curtumes Kg de couro 50-60 Fábrica de papel Kg de papel 100-400 Tecelagem – sem alvejamento Kg de tecido 10-20

Consumo de água em atividades industriais na Espanha (Muñoz, 2000)

Atividade industrial Consumo (m³/dia)

Por empregado Por m³ de planta

Produtos de alimentação 7,9 13,5 Produtos lácteos 9,5 29,2 Conservas de frutas 6,8 8,2 Açucareiras 36,8 6,3 Tinturas e produtos têxteis, exceto lã 2,5 11,3 Têxteis em geral 0,5 3,2 Serraria 44,1 7,3 Cartões 17,1 88,5 Indústria química orgânica e inorgânica 20,0 9,2 Materiais plásticos, exceto vidros 5,7 2,4 Sabão, detergente, cosmético 2,0 7,8 Pinturas, verniz, laca, esmalte 3,2 11,5 Agricultura química 6,1 3,5 Produtos químicos diversos 3,8 2,2 Refinarias de petróleo 14,5 1,8 Produtos derivados do petróleo e de carvão 1,5 1,3 Curtido e produtos de pele 2,8 8,4 Produtos de vidro 0,5 2,1 Cimento hidráulico 7,3 2,6 Ladrilho, tijolo 1,1 - Olaria 1,1 3,4 Gesso 7,9 0,1 Pedreira 0,9 2,9 Asbesto abrasivo 3,2 5,6 Altos fornos, aço e laminação 2,5 0,1 Fundição secundária, acabamento 1,9 1,3 Materias não ferrosos 1,4 2,9 Fundição de metais não ferrosos 0,5 3,5 Motores de veículos e equipamentos 0,8 4,8 Aviões e seus componentes 0,4 2,1 Estaleiro 0,4 1,0 Laboratório de engenharia e científicos 0,3 2,7

Água para uso público

Inclui nesta classificação a parcela de água utilizada na irrigação de parques e jardins, lavagem

de ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, fontes ornamentais, piscinas públicas,

chafarizes e torneiras públicas, combate a incêndios, limpeza de coletores de esgotos, etc.

Consumo de água para uso público (Yassuda e Nogami, 1976)

Estabelecimento Unidade Consumo (l/dia.unidade)

Edifício público Pessoa 50 Quartel Pessoa 150 Escola pública Pessoa 50 Jardim público M² 1,5 Uso público – geral Pessoa 25

Consumo per capita de água De um modo geral, o consumo de água de um determinado setor de abastecimento ou de uma

cidade, pode ser determinado através dos seguintes métodos:

Leitura dos hidrômetros;

Leitura do macro medidor instalado na saída do reservatório;

Quando não existirem medições.

Determinação do consumo efetivo per capita e consumo per capita a partir da

leitura dos hidrômetros

As informações contidas na leitura dos hidrômetros e de interesse para este item são:

Consumo no período por tipo de economia (domiciliar, industrial, comercial e público);

Número de cada tipo de economia, o que permite avaliar o número de habitantes

atendido e o índice de atendimento.

A determinação pode ser feita através da equação

qe = Vc /(NE*ND*NH/L)

onde:

qe = consumo efetivo per capita de água;

Vc = volume consumido medido pelos hidrômetros;

NE = número médio de economias;

ND = número de dias da medição pelos hidrômetros;

NH/L = número de habitantes por ligação.

Para a determinação do consumo per capita de água deve-se incorporar as perdas de água do

sistema de abastecimento ao consumo efetivo per capita, conforme se observa na equação

q = qe / (1- I)

onde:

q = consumo per capita de água;

qe = consumo efetivo per capita de água;

I = índice de perdas.

Leitura do medidor instalado na saída do reservatório

O medidor instalado na saída do reservatório irá fornecer os volumes consumidos a cada hora

ou outro intervalo de tempo escolhido para medida. Alguns modelos fornecem os gráficos

tempo-vazão, que permitirá conhecer não só o consumo per capita, mas também, os

coeficientes de variação de vazão. Neste caso, se dividirmos os volumes consumidos pelo

número de economias ou número de habitantes, obtém-se o consumo per capita por

economia ou consumo per capita por habitante. Nestes consumos incluem-se todos os tipos

de consumidores, inclusive os grandes consumidores.

Quando não existir medição

Neste caso, podem ser adotados valores de consumo médio per capita de água e os seus

coeficientes de variação de vazão encontrados em medições de setores ou sistemas com

características semelhantes.

Valores do consumo médio efetivo per capita de água

Consumo médio efetivo per capita no Brasil

A figura abaixo apresenta o índice de micromedição relativo ao volume disponibilizado, índice

de perdas de faturamento e consumo médio per capita de água dos prestadores de serviços

regionais e microrregionais no Brasil.

Consumo médio efetivo per capita de água na Região Metropolitana de São Paulo

A tabela abaixo apresenta o consumo micro medido per capita de água, e o consumo micro

medido por economia para o ano 2002. Esses valores referem-se aos dados da Vice-

presidência Metropolitana de Distribuição da SABESP, que atende a uma população de

14.353.985 habitantes, com extensão de rede de 24.804 km, extensão de ramal predial de

20.307 km, número de ramais de 3.384.435, número de economias de 5.324.103, índice de

atendimento e índice de hidrometração de 100%, densidade de ramais de 136 ligações/km e

1,57 economias por ramal.

Consumo médio efetivo per capita de água na RMSP (Rocha Filho, 2002)

Unidade de negócio Consumo micro medido

Per capita (l/dia.habitante)

Por economia (l/dia.economia)

MC 246 563 MN 145 483 MS 130 430 ML 144 460 MO 273 487 Vice-Presidência Metropolitana 221 510

Consumo médio efetivo per capita no interior do Estado de São Paulo

A tabela abaixo apresenta o consumo médio efetivo per capita de água, consumo por

economia e consumo por ligação da Vice-Presidência do Interior da SABESP, para o ano 2001.

Consumo médio efetivo per capita de água em municípios do interior do Estado de São

Paulo (SABESP, 2001)

Unidade de Negócio

Número de municípios

Consumo micro medido

Per capita (l/dia.habitante)

Por economia (l/dia.economia)

Por ligação (l/dia.ligação)

IA 53 140,2 410,3 421,1 IB 62 173,2 504,7 520,4 IG 29 157,0 459,7 491,0 IM 47 149,0 446,0 466,0 IT 83 162,8 446,8 464,1 IV 24 158,0 496,4 550,9 Vice-Presidência do Interior

298

156,3

463,7

489,8

Fatores que afetam o consumo Vários são os fatores que afetam o consumo de água. Os mais importantes são apresentados a

seguir.

Condições climáticas

Hábitos e nível de vida da população

Natureza da cidade

Medição de água

Pressão na rede

Rede de esgoto

Preço da água

Variações no consumo Em um sistema de abastecimento de água, a quantidade de água consumida varia

continuamente em função do tempo, das climáticas, hábitos da população, etc.. Normalmente,

o consumo doméstico apresenta uma grande variação, enquanto que para o consumo

industrial a variação é menor. Quanto aos consumos comercial e público, a variação de

consumo situa-se em uma posição intermediária.

De um modo geral, para o abastecimento de água de uma determinada área ocorrem

variações anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas do consumo de água.

Variação anual

Variação mensal

Variação diária

Variação horária

Variação instantânea

Variações diárias

A relação entre o maior consumo diário verificado no período de um ano e o consumo médio

diário neste mesmo período, considerando-se sempre as mesmas ligações, fornece o

coeficiente do dia de maior consumo (K1), ou seja:

K1 = maior consumo diário no ano/consumo médio diário no ano

A figura abaixo apresenta a variação do consumo de água em um ano. Obtém-se o valor do

coeficiente do dia de maior consumo (K1), dividindo-se o valor máximo do consumo pelo

consumo médio anual.

A tabela abaixo apresenta o coeficiente K1 obtido em medições ou recomendadas para

projeto, por diversos autores ou entidades.

Coeficiente do dia de maior consumo (K1)

Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K1

Condições de obtenção do valor

DAE São Paulo – Capital

1960 1,50 Recomendação para projeto

FESB São Paulo – Interior

1971 1,25 Recomendação para projeto

Azevedo Netto Brasil 1973 1,10 – 1,50 Recomendação para projeto Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,20 – 2,00 Recomendação para projeto CETESB Valinhos e

Iracemápolis 1978 1,25 – 1,42 Medições em sistemas

operando há vários anos PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,20 Recomendação para projeto Orsini Brasil 1996 1,20 Recomendação para projeto Azevedo Netto et al.

Brasil 1998 1,10 – 1,40 Recomendação para projeto

Tsutiya RMSP – Setor Lapa

1989 1,08 – 3,80 Medições em sistemas operando há vários anos

Saporta et al. Barcelona – Espanha

1993 1,10 – 1,25 Medições em sistemas operando há vários anos

Walski et al. EUA 2001 1,20 – 3,00 Recomendação para projeto Hammer EUA 1996 1,20 – 4,00 Medições em sistemas norte

americanos AEP Canadá 1996 1,50 – 2,50 Recomendação para projeto

Variações horárias

A variação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária do mesmo

dia, define o coeficiente da hora de maior consumo (K2), ou seja:

K2 = maior vazão horária no dia/vazão média no dia

A figura abaixo apresenta a variação da vazão de água em um dia. Obtém-se o valor do

coeficiente da hora de maior consumo (K2), dividindo-se o valor máximo da vazão horária pela

vazão média do dia.

A tabela abaixo apresenta o coeficiente K2 obtido em medições ou recomendadas para

projeto, por diversos autores ou entidades.

Coeficiente da hora de maior consumo (K2)

Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K2

Condições de obtenção do valor

Azevedo Netto Brasil 1973 1,50 Recomendação para projeto

Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,50 – 3,00 Recomendação para projeto CETESB Valinhos e

Iracemápolis 1978 2,08 – 2,35 Medições em sistemas

operando há vários anos PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,50 Recomendação para projeto Orsini Brasil 1996 1,50 Recomendação para projeto Azevedo Netto et al.

Brasil 1998 1,50 – 2,30 Recomendação para projeto

Tsutiya RMSP – Setor Lapa

1989 1,50 – 4,30 Medições em sistemas operando há vários anos

Saporta et al. Barcelona – Espanha

1993 1,30 – 1,40 Medições em sistemas operando há vários anos

Walski et al. EUA 2001 3,00 – 6,00 Recomendação para projeto Hammer EUA 1996 1,50 – 10,0 Medições em sistemas norte

americanos AEP Canadá 1996 3,00 – 3,50 Recomendação para projeto