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Universidade Federal de Campina Grande – UFCGUnidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAEC
Área de Engenharia de Recursos Hídricos – AERH
Gerenciamento da Demanda de Água
Grupo de Pesquisa em Gestão Integrada de Recursos Hídricos Superficiais e
Subterrâneos
Palestrante: Maria Josicleide F. GuedesAgosto 2008
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1. Aspectos conceituais
2. Ações indutoras do uso racional
3. Experiências e programas em GDA
4. Caso de estudo: Campina Grande-PB
Temas a serem abordados
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Do ciclo hidrológico,da distribuição de água no Planeta
Aos Sistemas:
Sistema Bacia Hidrográfica;
Sistema Público de Abastecimento;
Sistema Edificações.
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Uso da água nos sistemas
Sistema Público de Abastecimento
Sistema Bacia Hidrográfica
Sistema Edificação
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Quem usa a água naqueles sistemas
(usuários e demandas)?
Questionamento
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Os usuários da água
Usos consuntivos:
abastecimento humano e animal;Indústria;Irrigação.
Usos não-consuntivos:
navegação;recreação;geração de energia.
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Como as demandas são atendidas?
Historicamente: expansão da oferta
rios;lagos;fontes;lençol subterrâneo (poços);reservatórios (regularização);transposição de vazões.
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Expansão da oferta
Visão tradicional: isolada, fragmentadaágua como recurso inesgotável.
Sem consideração:ciclo hidrológico, bacia hidrográfica;integração águas superficiais e subterrâneas;integração quantidade e qualidade.
Sem preocupação:
Como a água está sendo usada pela sociedade?
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Conflito: oferta X demanda
Oferta < demanda:necessidade de compatibilização.
Problemas nos sistemas:bacia hidrográfica;abastecimento público;edificações (usuários final).
Como resolver os conflitos?
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Como resolver?
Da visão tradicional à visão moderna
Gestão de recursos hídricosgestão da ofertagestão da demanda
Uso racional da água
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Gerenciamento da demanda de água
Consiste em medidas, práticas ou incentivos que produzam um uso eficiente de água pela sociedade, através da redução do consumo final do usuário e modificação de hábitos de consumo, sem prejudicar os atributos de higiene e conforto dos sistemas originais (SILVA et al, 1999).
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O que é ser racional?
Novo Aurélio (Século XXI)
Racional. 1. Que usa da razão; que raciocina.2. Que se deduz pela razão. 3. Conforme a razão.
Razão. ...3. Bom senso; juízo; prudência.
Racionalização. 1. Ato ou efeito de racionalizar.
Racionalizar. 1. Tornar racional. …3. Tornar mais eficiente.
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Uso racional da água na Agenda 21
“…assegurar que se mantenha uma oferta adequada de água de boa qualidade para toda
a população do planeta, …, adaptando as atividades humanas aos limites da
capacidade da natureza”
“Os planos racionais de utilização da água … têm de contar com o apoio de medidas de
conservação e minimização do desperdício”
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“É preciso dedicar atenção especial aos efeitos crescentes da urbanização sobre a demanda e
o consumo de água…”
“Uma melhor gestão dos recursos hídricos urbanos, incluindo a eliminação de padrões insustentáveis, pode dar uma contribuição
substancial à mitigação da pobreza e à melhora da saúde e da qualidade de vida dos pobres
das zonas urbanas e rurais”
Uso racional da água na Agenda 21
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Como induzir o uso racional da água?
O que fazer?
Que ações, alternativas, medidas propor e implementar?
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Ações para o uso racional da água
Tecnológicas;
Regulatórias/Institucionais;
Econômicas;
Educacionais.
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Ações tecnológicas
Dispositivos economizadores; Medição individualizada;
Sistemas individuais ou comunitários de captação de água de chuva;
Reúso de água; Controle de vazamentos na rede e nas
edificações; Outras.
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Dispositivos economizadores de água
Volume de descarga reduzida (VDR);
Torneiras;
Chuveiros;
Arejadores;
etc.
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Perfil de consumo de água residencial
Fonte: PNCDA, 2000.
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Bacias sanitárias:Volume de descarga reduzido (VDR)
Bacia sanitária: 29% do consumo de água residencial;
A adoção de bacias VDR: tendência internacional definida pela necessidade de racionalizar o uso da água;
Comercializadas em países da Europa (volume de descarga entre 9 e 3 litros); Estados Unidos, Japão (9 e 6 litros);
No Brasil: NBR- 6452 da ABNT (2002).
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Avaliação de alguns fatores em bacias VDR
Produto Fatores Considerados
Bacia VDR (3 litros) Bacia VDR (6 litros)
Procedência
Suécia
França
Brasil
EUA
Europa
Japão
Nível tecnológico Alto Baixo
Impacto cultural Baixo Baixo
Dificuldade de implantação em edifícios a construir
Baixa Baixa
Dificuldade de implantação em edifícios existentes
Baixa Baixa
Dificuldade de manutenção Baixa Baixa
Consumo médio de água
(litros/descarga)
3,0 6,0
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Torneiras e dispositivos de redução de água
Arejador: dispositivo fixado na saída da torneira, que reduz a vazão da água, diminuem cerca de 50% o jato das torneiras;
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Torneiras e dispositivos de redução de água
Torneira com tempo de fluxo determinado: dotada de dispositivo mecânico que acionado, libera o fluxo de água, fechando-se automaticamente após um tempo determinado
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Torneiras e dispositivos de redução de água
Torneira acionada por sensor infravermelho: funciona com um conjunto de emissor e receptor. O receptor detecta a reflexão emitida pelas mãos e aciona a válvula que libera a água para o uso, cessando o fluxo quando as mãos são retiradas do campo de ação do sensor.
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Captação de água de chuva
Captar e armazenar água: opção de aumento direto da oferta de água;
Técnica mais utilizada: coletar água por meio de calhas dispostas nos telhados e armazenamento em cisternas;
Cisterna: elemento popular no meio-rural nordestino;
Acesso a diversos níveis sócio-econômicos da população.
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Vantagens da cisterna
A chuva que cai do telhado é coletada por calhas e estocada em pequenos reservatórios de fácil construção;
Como parte da precipitação é armazenada em curto período de tempo previne-se também as enchentes;
Aumenta-se a oferta de água, “aliviando-se” o sistema formal de abastecimento d’água.
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Reúso de água
Processo pelo qual a água, tratada ou não, é reutilizada para o mesmo ou outro fim;
Finalidade: suprir a deficiência do fornecimento de água potável para fins domésticos e/ou industriais;
Reciclagem: reúso interno antes da descarga em um sistema geral de tratamento ou outro local de disposição.
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Ações regulatórias/institucionais
Legislação que induza o uso racional de água;
Regulamentação de uso da água para usos externos;
Regulamentação de novos sistemas construtivos e de instalações prediais;
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Ações regulatórias/institucionais
Regulamentação mais adequada da prestação do serviço de concessão e distribuição de água;
Outorga pelo uso da água;
Criação de comitês de bacias;
Outras.
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Legislação e Normas no Brasil
NBR 6452/97 - a partir de 2002: bacias sanitárias produzidas com volume de descarga reduzido (6 l/descarga)
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Lei 9.433/97
“Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos”
A água é:
– bem de domínio público;– recurso natural limitado com valor econômico;– bacia hidrográfica: unidade de planejamento;– gestão: descentralizada.
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Ações econômicas
Estímulos fiscais para redução de consumo e adoção de novos instrumentos tecnológicos;
Tarifação que estimule o uso eficiente da água sem penalizar os usuários mais frágeis economicamente;
Cobrança pelo uso da água bruta;
Outras.
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Ações educacionais
Incorporação da questão da água aos currículos escolares;
Programas e campanhas de educação ambiental;
Adequação aos currículos dos cursos técnicos e universitários;
Programas de reciclagem para profissionais;
Outras.
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Experiências e programas
Waterloo (Canadá);
Cidade do México (México);
Japão;
África do Sul;
Israel e México;
Cidade de Bogor (Indonésia);
África e Oriente Médio;
Brasil.
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Experiências internacionais
CIDADE OU LOCAL/PAÍS ATIVIDADES
Waterloo/Canadá(Regional Municipality of Waterloo, 2006)
Retardou a expansão da oferta de água através de programas de eficiência do uso da água como distribuição de bacias sanitárias de menor consumo. O uso de água per capita diminuiu em média em 10% nos últimos anos (desde 1991).
British Columbia/Canadá(British Columbia Ministry of Enviroment, Lands & Parks, 2006)
Desenvolveu o programa Water Conservation Strategy que provê um sistema de gerenciamento da demanda.
Países Árabes(ABU-ZEID et al, 2004)
Em virtude da escassez hídrica e o não acesso aos serviços de abastecimento d’água, um programa de gerenciamento da demanda está sendo aplicado nas regiões áridas. Estima-se um potencial de redução de demanda de 32 bilhões m3/ano, correspondente aos setores doméstico (12%), industrial (0,3%), irrigação (50,2%), e reuso de água (37,5%).
Seattle/ Estados Unidos(City of Seattle, 2001)
O Programa 1% Water Conservation objetiva que cada morador reduza o uso de água em 1% por ano durante 10 anos. Compõe-se de programas educacionais, incentivos financeiros, promoções especiais que ajudem a atingir a redução de 1%.
Jerusalém, Israel(BANCO MUNDIAL, 1998)
Instalações de aparelhos de água econômicos; identificação e reparo de vazamentos e irrigação mais eficientes contribuíram para uma queda de 14% per capita no uso de água de 1989 a 1991.
Bogor, Indonésia(BANCO MUNDIAL, 1998)
Devido ao alto custo de expansão da oferta, adotou-se um aumento nas tarifas de água de 30% e uma campanha pública para reduzir o consumo. Em três meses, o consumo médio mensal diminuiu em 29%.
Fonte: Ribeiro e Braga, 2006.
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Experiências e programas nacionais
EXPERIÊNCIA GDA ATIVIDADES
Legislação Lei Federal Nº 9.433/97: estabelece a Política Nacional de Recursos Hídricos e cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (dispõe sobre os instrumentos de gestão – entre os quais, outorga e cobrança pelo uso da água).Leis indutoras de GDA: São Paulo (Lei nº 12.638/98), Guarulhos (Lei nº 4.650/94).NBR 6452/97: desde 2002 as caixas de descarga produzidas no Brasil passaram a ter capacidade máxima de 6 litros.
Programa de Uso Racional da Água (PURA)(PURA, 2006; SILVA, 2004; TAMAKI, 2003)
Criado em 1995 através de um convênio entre a Universidade de São Paulo (USP), Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).Abrange várias atividades como: uso racional de água em edifícios, caracterização do consumo de água de aparelhos sanitários economizadores, controle de perdas. Aplicado em São Paulo em escolas estaduais, Hospital das Clínicas e USP. Benefícios: redução de consumo em até 47% em algumas unidades, conseqüente queda na tarifação e na demanda de energia elétrica.
Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água (PNCDA)(BRASIL, 2006)
Instituído em 1997 pelo Governo Federal, atualmente desenvolvido pelo Ministério das Cidades tendo por objeto o sistema de abastecimento de água, desde a produção e a distribuição, até as instalações prediais.Objetiva: promover o uso racional da água para abastecimento público nas cidades brasileiras, em benefício da saúde pública, do saneamento ambiental e da eficiência dos serviços; identificar e implantar um conjunto de medidas que revertam o quadro de desperdício de água.
Fonte: Ribeiro e Braga, 2006.
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Brasil
PNCDA
Objetivo geral: promover o uso racional da água de abastecimento público nas cidades brasileiras, em benefício da saúde pública, do saneamento ambiental e da eficiência dos serviços.Fase I: 16 DTA’s (Documentos Técnicos de
Apoios)Fase II: + 4 DTA’s e portal na Internet
(www.pncda.gov.br)Fase III: revisão, elaboração de DTA’s e cursos de
capacitação
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PURAObjetivo geral: garantir o fornecimento de água e a
qualidade de vida da população.Estabelece normas e diretrizes para o uso racional;Instalação de equipamentos economizadores de água.
Entidade Redução/economia
Hospital das Clínicas redução de 25%
Universidade de São Paulo redução de 27%
Ceagesp redução de 32%
Cetesb redução de 47%
Palácio dos Bandeirantes redução de 31%
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Caso de estudo: Campina Grande
Crise no abastecimento (1997-2000)
Solução emergencial: racionamento da distribuição de água;
Além do racionamento o Governo Estado iniciou a construção da Barragem de Acauã;
Análise da crise – inexistência da gestão de RH em três níveis:
Nível da bacia hidrográfica; Nível do açude Boqueirão; Nível dos usuários de água.
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Causas da crise (Galvão et al, 2001):
Irrigação descontrolada na bacia; Ausência de uma gestão da demanda adequada; Altos níveis de perdas durante a distribuição; Construções descontroladas de reservatórios a montante; Entre outras.
Caso de estudo: Campina Grande
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Estudo de GDA na UFCG
Objetivo: substituição dos aparelhos hidrossanitários convencionais por poupadores
- Bacia sanitária; - Chuveiros;- Torneiras; - Mictórios;Dados necessários: Contabilização dos aparelhos Pesquisa de mercado (custo dos produtos) Perfil de consumo da UFCG Estrutura tarifária da CAGEPA Resultados:
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Estudo de GDA em Campina Grande
Justificativa da escolha da cidade:
A cidade importa água de uma bacia hidrográfica fora da qual se localiza (comprometendo o abastecimento de outras cidades);
Crise no abastecimento (1997-2000);
Racionamento;
Altos níveis de perda da companhia de distribuidora de água.
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Estudo de GDA em Campina Grande
Justificativa da escolha dos bairros:
Necessidade de estudar dois bairros com nível social, econômico e cultural distintos;
Diferenças no padrão de consumo de água;
Conjunto dos Professores: bairro homogêneo;
Santo Antônio: bairro heterogêneo.
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Estudo de GDA em Campina Grande
Aquisição de dados:
Entrevistas domiciliares:- Conjunto dos Professores;- Santo Antônio.
Pesquisa de campo – levantamento de custos:
- Bacia VDR;- Torneiras e chuveiros econômicos;- Cisterna.
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Critério de avaliação das alternativas
Análise social:
- Entrevistas domiciliares
Análise econômica:
- Retorno de investimento
Análise ambiental:
- Redução de consumo.
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Análise econômico-ambiental
1ª Alternativa:
- Cisterna de 15 m³ + 2 bacias de 12 l (já instalada);
- Custo: R$ 3.000,00.
2ª Alternativa:
- cisterna de 15 m³ + 2 bacias de 6 l (já instalada);
- Custo: R$ 3.000,00.
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Análise econômico-ambiental
3ª Alternativa:
- Cisterna de 15 m³ + 2 bacias de 6 l;
- Custo: R$ 3.300,00.
4ª Alternativa:
- 2 bacias de 6 l;
- Custo: R$ 300,00.
* Cisterna para alimentar apenas as bacias
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Análise econômico-ambiental
5ª Alternativa:
- Torneiras e chuveiros;
- Custo: R$ 500,00.
6ª Alternativa:
- 2 bacias de 6 l + torneiras e chuveiros;
- Custo: R$ 800,00.
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Entrevistas domiciliares
Objetivo:- conhecimento da população em relação à
crise;- aceitabilidade – alternativas tecnológicas.
Plano de Amostragem:
- NBR-5426: Plano de Amostragem e procedimentos na inspeção por atributos;
- NBR-5427: Guia para Utilização da NBR-5426.
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Amostra
Conjunto dos Professores:• 32 residências;• 4 edifícios residenciais.
Santo Antônio:• 20 residências;• 3 edifícios residenciais.
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Resultado das entrevistas nas residências
Questionamentos Residências (Conjunto
dos Professores) Residências (Santo
Antônio)
Conhecimento dos problemas de
abastecimento de água100% 95%
Sugestões para minimizar esses
problemas
Racionamento, conscientização e
transposição de vazões (15,6%)
Uso racional (60%) e racionamento (35%)
Perda de água por vazamentos na rede de
abastecimento na cidade
97% 95%
Perda de água por vazamentos na rede de abastecimento nas ruas
do bairro
59% 45%
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Resultado das entrevistas nas residências
Questionamentos Residências (Conjunto
dos Professores) Residências (Santo
Antônio)
Opinião sobre os serviços prestados pela concessionária de água
e esgotos da cidade
Ineficiente (54%) Eficiente (35%) e ineficiente (35%)
Medidas adotadas em épocas de racionamento
Armazenamento de água e uso racional
(65,6%)
Armazenamento de água em caixas d’água e
depósitos (50%)
Porcentagem dos entrevistados que
acham que há muito desperdício de água nas
residências
100% acham que há desperdício
85% acham que há desperdício
Atividades de maior consumo de água
Lavagem de roupas (15,6%), banhos e lavagem de pratos
(9,4%)
Lavagem de roupas (50%) e banhos (35%)
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Resultado das entrevistas nas residências
Questionamentos Residências (Conjunto dos Professores)
Residências (Santo Antônio)
Opinião a respeito da tarifa de água
Cara (44% dos entrevistados)
Barata (60% dos entrevistados)
Opinião a respeito do aumento da tarifa de água como forma de induzir a diminuição do consumo
62,5% dos entrevistados acham que esta medida não
é eficaz
65% dos entrevistados acham que esta medida é
eficaz
Alternativas de gerenciamento de demanda
urbana de água mais conhecidas
Uso de água de chuva (100%), reúso de água
(96,9%)
Uso de água de chuva (95%), reúso de água
(85%)
Aceitabilidade geral Bacia sanitária VDR (81,3%) Bacia sanitária VDR (90%)
Aceitabilidade econômica Bacia sanitária VDR (53,3%) Bacia sanitária VDR (50%)
Aceitabilidade ambiental Reúso de água (53,1%) Bacia sanitária VDR (40%)
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Comentário das entrevistas
Conjunto dos Professores (44% nas residências e 75% apartamentos) – tarifa de água cara;
Santo Antônio (60% nas residências e 100% apartamentos) – tarifa de água barata;
Nível social alto – maior consumo de água – conta de água mais elevada;
Nível social baixo – menor consumo de água – conta de água mais baixa;
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Comentário das entrevistas
Tarifa de água varia com consumo;
Limite mínimo de 10 m³ – induz uso irracional;
Redução de consumo x diminuição de custos;
Aumento da tarifa:
- Conjunto dos Professores (62,5%): não eficaz;- Santo Antônio (62,5%): eficaz;
Nível social maior – desperdício já virou hábito;
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Comentário das entrevistas
Nível social menor – população com recursos limitados;
Sugestão de entrevistados:- Bônus para meta alcançada;
75% Conjunto dos Professores e 100% Santo Antônio – medição global injusta;
Alternativa mais aceita – bacia VDR:- custo de implementação;- não exige mudança de hábitos.
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Cálculo do retorno de investimento
Casa com 200 m² de área coberta; Duas bacias sanitárias; Consumo médio por residência – CAGEPA; VP = Cs x p x A, onde: VR – volume considerando as perdas; VC – consumo mensal da bacia; Io – investimento inicial (pesquisa de campo);
Tarifa fixa de 0 a 10 m³: retorno quando CMR>10 m³.
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Planilha – retorno de investimento
1ª Alternativa: Cisterna de 15 m3 (já instaladas 2 bacias de 12 l)
Mês CMR(m3) VP(m3) VR(m3) VC(m3) VR - VC(m3) Io(R$) RI(R$)
Jan 16,535 7,660 6,128 7,200 -1,072 -3.000,00 -2989,89
Fev 12,615 11,040 8,832 7,200 1,632 0 -2985,57
Mar 14,505 19,400 15,520 7,200 9,952 0 -2978,14
Abr 13,395 22,218 17,774 7,200 15,000 0 -2972,54
Mai 15,580 21,740 17,392 7,200 15,000 0 -2963,33
Jun 13,390 22,040 17,632 7,200 15,000 0 -2957,74
Jul 13,490 21,340 17,072 7,200 15,000 0 -2951,98
Ago 13,160 11,680 9,344 7,200 15,000 0 -2946,77
• VR-VC < 0 – retirar água da rede para as bacias;
• VR – VC < 0 – redução consumo = VR;
• VR – VC > 0 – redução de consumo = VC.
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Resultados – Conjunto dos Professores
Critério social:- Bacia VDR: 81,30% residências;- Torneiras e chuveiros: 75% apartamentos.
Critério econômico:- 4ª Alternativa (2 bacias de 6 l): 3 anos e 6 meses;
Critério ambiental:- 1ª Alternativa (Cisterna de 15 m3 + 2 bacias de 12 l (já instalada): índice de redução de consumo de 47%.
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Resultados – Santo Antônio
Critério social:- Bacia VDR: 90% residências;- Torneiras e chuveiros e medição individualizada:
80% apartamentos.
Critério econômico:- 4ª Alternativa (2 bacias de 6 l): 2 anos e 7 meses;
Critério ambiental:- 6ª Alternativa (2 bacias de 6 l + torneiras e chuveiros) : índice de redução de consumo de 40%.
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Autores envolvidos na pesquisa
Márcia Maria Rios Ribeiro (prof. da Unidade Acadêmica de Eng. Civil);
Tatiana Máximo Almeida de Albuquerque (doutoranda da UFRGS);
Maria Josicleide Felipe Guedes (Aluna de Eng. Civil, pesquisadora AERH);
Mirella Leôncio Motta (Aluna de Eng. Civil, pesquisadora da AERH);
Maria José de Sousa Cordão (Aluna de Eng. Civil);
Bruna Marcela Delfino de Oliveira (ex-aluna do PIBIC-júnior).
