Artigo: Captação de água para reuso – estudo sobre loteamento residencial

Por Erick Marcelo Marques, Marcus Vinicius R. Oliveira, Sanderson Calmon e Fernando César Zanetti

Resumo

A consciência ambiental vem sendo cada vez mais assimilada por todos. Projetos de redução do consumo e reuso dos recursos naturais são empregados a cada dia mais. A exemplo disto, é o aproveitamento de águas pluviais em residências, onde um sistema é facilmente empregado trazendo muitas vantagens. Para um sistema como este, é imprescindível a instalação de um reservatório para armazenamento da água pluvial coletada. Este, sendo um dos itens de maior custo no projeto, deve passar por um dimensionamento do seu volume para obter a melhor relação custo/benefício. O objetivo geral deste estudo é analisar a viabilidade técnica da captação de água da chuva para, posteriormente, reaproveita- lá em residências. A metodologia aqui utilizada foi a de revisão de literatura sendo complementada com um estudo de caso específico. Conclui-se que, o Método Prático Inglês evidenciou que para atendimentos mais elevados deve-se ter volumes muito altos, impossibilitando de serem aplicados devido ao superdimensionamento do sistema, e com uma relação custo/benefício muito desfavorável. Desta forma, recomenda-se utilizar geralmente a faixa de 50% de atendimento.

Plavras-chave: consciência ambiental; redução de consumo; recursos naturais; águas pluviais.

1. INTRODUÇÃO

A água é essencial para a vida, cobrindo 70% da superfície terrestre. Mas, como será visto, a água que se precisa para viver é um bem cada vez mais escasso e cada vez mais caro. Portanto, é fundamental que a considere como um bem precioso e indispensável.

Dos 70% de água existente na terra, 97% são água do mar, água salgada, imprópria para consumo humano ou para indústria. Assim, apenas 3% são água doce. Desses 3%, mais da metade, 1,75% é água congelada, localizada nos pólos e a outra parte, 1,243% é água subterrânea, cujo aproveitamento é bem mais caro. Restando apenas uma parcela mínima de 0,007% de água boa e aproveitável. É está quantidade de água boa que está sendo poluída e/ ou desperdiçado pela humanidade. Grande parte dos rios estão poluídos por esgotos, agrotóxicos ou lixo industrial.

Um grande número de pessoas vive, ainda hoje, sem acesso à água em quantidade e qualidade compatível com as suas necessidades básicas, especialmente a população de baixa renda. O crescimento populacional, o processo de industrialização e, consequentemente, o aumento da demanda por água nos grandes centros urbanos têm causado a insuficiência e degradação dos mananciais superficiais e subterrâneos.

A crise no abastecimento d’água mostra a necessidade de se buscar alternativas ao atual estado de uso deste recurso, que contribuam para o uso eficiente da água. Com essas informações, este trabalho tem por objetivo avaliar a utilização de água pluvial, para uso não potáveis em residências.

A água da chuva, com tratamentos simples, é uma alternativa concreta para uso em descargas de sanitários, irrigação de jardins e para lavagem de carros, pisos e roupas. Como a cisterna é o principal custo do sistema, qual deve ser o dimensionamento do reservatório?

O objetivo geral deste estudo é analisar a viabilidade técnica da captação de água da chuva para, posteriormente, reaproveita- lá em residências. Já os objetivos específicos são: Estudar as metodologias disponíveis de aproveitamento de água da chuva; Descrever o empreendimento onde será desenvolvido o estudo; Definir o uso que será dado a água da chuva captada; Fazer uma análise do dimensionamento do reservatório.

Este estudo se justifica pelo fato de que a captação de água pluvial é uma atitude ecologicamente responsável, pois reaproveita a água da chuva em vez de utilizar o recurso hídrico potável, diminuindo sua pegada hídrica. O reservatório para a captação de água pluvial pode ser instalado em qualquer ambiente: rural ou urbano, casa ou apartamento.

Observa-se neste estudo o seguinte problema: A água da chuva, com tratamentos simples, é uma alternativa concreta para uso em descargas de sanitários, irrigação de jardins e para lavagem de carros, pisos e roupas. Como a cisterna é o principal custo do sistema, qual deve ser o dimensionamento do reservatório?

2.REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 O que é recurso hídrico?

De acordo com Beekman (1995), um recurso é uma matéria-prima ou um bem que dispõe de uma utilidade em prol de um objetivo. De um modo geral trata-se de algo que satisfaz uma necessidade ou que permite a subsistência/sobrevivência. Hídrico, por sua vez, é aquilo que está relacionado com a água.

Para Brito (1999), os recursos hídricos são os corpos de água que existem no planeta, desde os oceanos até aos rios passando pelos lagos, os arroios e as lagoas. Estes recursos devem ser preservados e utilizados de forma racional, uma vez que são indispensáveis para a existência da vida.

Segundo Cavalcante (2001) de toda água disponível na terra, 97,61% está concentrada nos oceanos (Quadro 1). A água fresca corresponde aos 2,4% restantes. Destes 2,39% somente 0,31% não estão concentrados nos pólos na forma de gelo, e sim disponíveis em rios, lagos e em outras formas.

Quadro 1: Percentual de distribuição da água no planeta.

Fonte: Cavalcante (2001).
O relatório das Organizações das Nações Unidas (ONU), divulgado pelo seu secretário executivoi Yvo de Bôer, em conferência realizada em Santo Domingo (República Dominicana) em 01 de fevereiro de 2008 faz terríveis projeções para o futuro da humanidade, onde prevê que em 2050 mais de 45 % da população mundial não poderá contar com a porção mínima individual de água para necessidades básicas. Segundo este mesmo relatório, existem hoje 1,1 bilhão de pessoas praticamente sem acesso à água doce.

2.2 O que é aproveitamento de água ou reuso de água?

A água quando reciclada por meio de sistemas naturais ou tecnológicos poderá ser reutilizada para fins diversos. Zampieron; Vieira (2008) definem que o reaproveitamento e reuso da água é o processo pelo qual a mesma tratada ou não, é reutilizada para o mesmo ou outro fim. Essa reutilização pode ser direta ou indireta, decorrente de ações planejadas ou não.

De acordo com a Organização Mundial da Saúde, tem-se (ZAMPIERON; VIEIRA, 2008):

– Reuso direto planejado: É aquele cujos efluentes, depois de tratados são encaminhados diretamente de seu ponto de descarga até o local de reuso. Tal critério já vem sendo praticado por indústria e em irrigação.

– Reuso indireto não-planejado da água: Consiste no fato da água utilizada em alguma atividade humana é descarregada no meio ambiente e novamente utilizada à jusante, em sua forma diluída, de maneira não intencional e não controlada.

– Reuso indireto planejado da água: É aquele no qual os efluentes, após passar por tratamento, são descarregados de forma planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas para serem utilizadas à jusante, de maneira controlada, no atendimento de várias necessidades.

– Reciclagem de água: É o reuso interno da água, antes de sua descarga em um sistema geral de tratamento ou outro local de disposição. Funciona, assim, como fonte suplementar de abastecimento do uso original. É um caso particular do reuso direto planejado.

Conforme IDELT (2005), existem ainda mais aplicações para reuso da água ou da água reciclada incluem entre outros possíveis, os industriais, irrigação de lavouras, a irrigação de parques e jardins, campos de futebol, sistemas decorativos aquáticos, tais como fontes, chafarizes, espelhos e quedas de água, reserva de proteção contra incêndios, lavagem de trens e ônibus públicos, gramados, árvores e arbustos decorativos ao longo de avenidas e rodovias, quadras de golfe, jardins de escolas e universidades.

Para Cavalcante (2001), nas regiões áridas e semiáridas brasileiras, a água se tornou um fator limitante para o desenvolvimento urbano, industrial e agrícola. Planejadores e entidades gestoras de recursos hídricos procuram, continuamente novas fontes de recursos para complementar a pequena disponibilidade hídrica ainda disponível.

Conforme Almeida; Abda (2008), diversos países do oriente médio onde a precipitação média oscila entre 100 e 200 mm por ano, dependem de alguns poucos rios perenes e pequenos reservatórios de água subterrânea geralmente localizados em regiões montanhosas de difícil acesso. A água potável é proporcionada por meio de sistema de desalinação da água do mar e, devido à impossibilidade de manter uma agricultura irrigada, mais de 50% da demanda de alimentos é satisfeita pela importação de produtos alimentícios básicos.

A distribuição desigual da água pelas diferentes regiões do planeta, conforme Cavalcante (2001), falta de saneamento básico em países subdesenvolvidos, falta de programas sociais em áreas empobrecidas, o uso irracional do recurso, pavimentações nos grandes centros urbanos são fatores que se agregam contribuindo ainda mais para que a situação se torne calamitosa em vários países. O reuso é a alternativa para a sobrevivência da humanidade, uma vez que a prática poderá atender finalidades potáveis ou não, o que fará parte de uma estratégia para uma administração racional do uso da água.

Para Brito (1999), o Brasil concentra volume expressivo de água doce do mundo disponível em rios e abriga o maior rio em extensão e volume do Planeta, o Amazonas. Além disso, o território brasileiro recebe chuvas abundantes durante o ano em maior parte de suas regiões e as condições climáticas e geológicas propiciam a formação de uma extensa e densa rede de rios, com exceção do semi-árido, onde os rios são pobres e temporários. Essa água, no entanto, é distribuída de forma irregular, apesar da abundância em termos gerais. A Amazônia, onde estão as mais baixas concentrações populacionais, possui a maior parte da água superficial. Enquanto isso, no Sudeste, essa relação se inverte: a maior concentração populacional do País tem disponível menos disponibilidade deste recurso.

Segundo Breda Filho; Mancuso (2002), mesmo na (área de incidência do semi-árido nos estados do Nordeste), não existe uma região homogênea. Há diversos pontos onde a água é permanente, indicando que existem opções para solucionar problemas socioambientais atribuídos à seca. Dentro deste quadro de alguma aparentando ser confortável para o Brasil, a importância do reuso da água deve ser estimulado com veemência, buscando minimizar principalmente a carência das regiões semi-árida e sudeste.

2.3 O que são os reservatórios de águas?

Observa-se, segundo Breda Filho; Mancuso (2002), que a função do reservatório de água é armazenar água e para fazer de forma eficaz é preciso saber que tipo de reservatório ideal para a empresa ou residência. A variação vai além da capacidade volumétrica. É preciso saber o formato e também o material mais indicado.

Para Cavalcante (2001), as condições do local onde o reservatório será instalado também têm que ser levadas em consideração, assim como as características de abastecimento de água na região. Em alguns locais é aconselhável optar por um reservatório que irá garantir água em períodos de corte de abastecimento, por exemplo.

2.4 A importância do reuso da água

Conforme Galizone (2004), nas regiões áridas e semi-áridas brasileiras, a água se tornou um fator limitante para o desenvolvimento urbano, industrial e agrícola. Planejadores e entidades gestoras de recursos hídricos procuram continuamente novas fontes de recursos para complementar a pequena disponibilidade hídrica ainda disponível.

De acordo com Loreno (2005), diversos países do oriente médio onde a precipitação média oscila entre 100 e 200 mm por ano, dependem de alguns poucos rios perenes e pequenos reservatórios de água subterrânea geralmente localizados em regiões montanhosas de difícil acesso. A água potável é proporcionada por meio de sistema de desalinação da água do mar e, devido à impossibilidade de manter uma agricultura irrigada, mais de 50% da demanda de alimentos é satisfeita pela importação de produtos alimentícios básicos.

Para Galizone (2004), a distribuição desigual da água pelas diferentes regiões do planeta, falta de saneamento básico em países subdesenvolvidos, falta de programas sociais em áreas empobrecidas, o uso irracional do recurso, pavimentações nos grandes centros urbanos são fatores que se agregam contribuindo ainda mais para que a situação se torne calamitosa em vários países. O reuso é a alternativa para a sobrevivência da humanidade, uma vez que a prática poderá atender finalidades potáveis ou não, o que fará parte de uma estratégia para uma administração racional do uso da água.

2.5 A importância do reuso da água para o Brasil

De acordo com Brito (1999), o Brasil concentra volume expressivo de água doce do mundo disponível em rios e abriga o maior rio em extensão e volume do Planeta, o Amazonas. Além disso, o território brasileiro recebe chuvas abundantes durante o ano em maior parte de suas regiões e as condições climáticas e geológicas propiciam a formação de uma extensa e densa rede de rios, com exceção do semi-árido, onde os rios são pobres e temporários. Essa água, no entanto, é distribuída de forma irregular, apesar da abundância em termos gerais. A Amazônia, onde estão as mais baixas concentrações populacionais, possui a maior parte da água superficial. Enquanto isso, no Sudeste, essa relação se inverte: a maior concentração populacional do País tem disponível menos disponibilidade deste recurso.

Mesmo na (área de incidência do Semi-Árido nos estados do Nordeste), não existe uma região homogênea. Há diversos pontos onde a água é permanente, indicando que existem opções para solucionar problemas socioambientais atribuídos à seca. Dentro deste quadro de alguma aparentando ser confortável para o Brasil, a importância do reuso da água deve ser estimulado com veemência, buscando minimizar principalmente a carência das regiões semi-árida e sudeste.

2.6 Benefícios do reaproveitamento da água

Conforme Galizone (2004), o reaproveitamento da água de chuvas ou de outras fontes a serem descartadas, como nas indústrias, agricultura ou outras atividades fins, é uma prática difundida em países como Austrália e Alemanha onde novos sistemas vêm sendo desenvolvidos, permitindo a captação de água de boa qualidade de maneira simples e bastante eficiente em termos financeiros.

A reutilização de água traz várias vantagens (AQUASTOCK, 2005):

• -Minimiza a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins, lavagem de pisos, dentre outros;

• -Reduz o consumo da rede pública de água tratada;

• -Exige investimentos baixos com retorno rápido;

• -Auxilia na contenção de enchentes, uma vez que parte da água da chuva será represada, diminuindo vazões nas galerias;

• -Encoraja a conservação de água, a auto-suficiência e uma postura ativa perante os problemas ambientais;

• -Reduz os lançamentos industriais em cursos d’água, possibilitando melhorar a qualidade de águas interiores das regiões mais industrializadas;

• -Reduzir à captação de águas superficiais e subterrâneas, possibilitando uma situação ecológica mais equilibrada;

• -Aumento da disponibilidade de água para usos mais exigentes.

Os benefícios econômicos são (GALIZONE, 2004):

• -Conformidade ambiental em relação aos padrões e normas ambientais estabelecidos, possibilitando maior inserção dos produtos brasileiros nos mercados internacionais;

• -Mudança nos padrões de produção e consumo;

• -Redução dos custos de produção;

• -Aumento da competitividade no setor industrial, agropecuário e outros;

• -Habilitação para receber incentivo e coeficientes redutores dos fatores da cobrança pelo uso da água.

3.METODOLOGIA

Num processo investigativo deve-se explicar, detalhadamente, os princípios metodológicos e métodos a utilizar. Neste capítulo, inclui-se, por isso, toda a explicitação e fundamentação no que diz respeito às opções metodológicas e ao processo utilizado neste estudo.

3.1.Materiais

Fazem parte do sistema de coleta de águas pluviais para os fins apresentados, os itens relativos às calhas e coletores pluviais. As calhas têm a função de coletar a água recolhida pelo telhado da edificação e os coletores de enviar a mesma até o reservatório do sistema para sua armazenagem.

As calhas, por sua vez, podem ser de vários materiais, como alumínio, PVC e concreto, sendo instaladas nas extremidades das águas dos telhados, que transmitem aos tubos coletores. Estes, geralmente são produzidos em material de PVC e enviam as águas até os reservatórios. Quanto ao quesito dimensionamento, ambos devem ser avaliados e calculados de acordo com as demais variáveis do projeto. Isto torna-se fundamental para que não haja ineficiência ao sistema, pois são elementos que devem se adequar a estas variáveis de acordo com a demanda, tanto de precipitação, quanto de área de coleta. Dimensões inadequadas interferem no volume de água despendido ao reservatório, pois caso seja subdimensionado, por exemplo, ocorre o não aproveitamento de toda a água recebida pela área de captação.

As calhas e os coletores são elementos que trabalham com o escoamento da água da chuva. Sendo assim, suas superfícies devem ser regulares, mas não são totalmente isentas do atrito que proporcionam suas faces em contato com a água. Desta maneira, no quesito de dimensionamento pode ser considerado, assim como no telhado, um coeficiente de escoamento que varia para cada material componente das calhas e dos condutores, devido sua rugosidade natural.

 3.2 Métodos

 Foi construído um reservatório inferior com capacidade para 1.500 litros. Além deste, também foi instalado um outro reservatório com capacidade para mais 1.500 litros, para atendimento exclusivo dos vasos sanitários.

O sistema é simples e se resume à coleta da água da chuva através das calhas e rufos do telhado, que se encaminham diretamente para o reservatório, de onde segue para os vasos sanitários. Existem ainda os ralos instalados nas lajes impermeabilizadas que, ao coletarem a água, já servem como filtro para as impurezas maiores como as folhas. Esta água fica armazenada no reservatório menor, podendo atender tanto o sistema de irrigação quanto reabastecendo o reservatório maior através de uma bomba de recalque. Cabe aqui salientar que ambos os reservatórios possuem alimentação da rede pública para complementar o abastecimento da água da chuva em épocas de baixa pluviosidade.

A tubulação utilizada foi a mesma que se utiliza normalmente para a coleta pluvial e o abastecimento de água, variando de 75 a 100 mm na captação de 50 a 40 mm na distribuição. Foi implantado ainda um sistema de irrigação inteligente, dotado de sensores externos que detectam o percentual de água no ar, evitando assim que a rega do jardim ocorra durante os dias chuvosos. O sistema encontra-se programado para realizar duas regas ao dia, abrangendo todos os setores dos jardins do condomínio e consumindo cerca de 4.000 litros de água por ciclo.

4.RESULTADOS E DISCUSSÃO

O método aqui utilizado foi o Método Prático Inglês, visto que o mesmo é um dos mais simples de serem aplicados, posto que envolve apenas a precipitação anual. Seu conceito baseia-se que o volume ideal para o reservatório seja de 5% da precipitação aproveitada pela área de captação disponível. Assim, por meio do mesmo haverá variação apenas entre as áreas das residências, sendo os valores do consumo desprezados por tal método. Entretanto, é possível aplicar esta metodologia à série histórica disponível, onde é extraído o valor da precipitação média anual da mesma. Para a determinação dos volumes dos reservatórios, foi utilizada a equação 15 proposta pelo método, empregada em cada área simulada.

V = 0,05 * P * A [Eq.15]

Os resultados obtidos conforme o Método Prático Inglês serão expostos a seguir na Tabela 1.

Tabela 1: Resultados com o Método Prático Inglês.

Fonte: Os autores (2017).

Gráfico 1: Volume do reservatório – Método Prático Inglês.

O Método Prático Inglês garante potenciais de economia. Constatou-se os volumes de reservatório obtidos pelo método Prático Inglês foi superdimensionado nos casos em que a precipitação é alta, e subdimensionado quando a precipitação é baixa.

5.CONCLUSÃO

Por meio deste estudo observou-se que o dimensionamento deve englobar três variáveis determinantes que interferem diretamente no volume do reservatório: área de contribuição, consumo e precipitação pluviométrica. Não são todas as metodologias que utilizam as três variáveis. Porém para um resultado mais eficaz é importante que sejam considerados estes itens no dimensionamento.

É importante que se conheça o percentual de atendimento do volume obtido para saber a eficiência do sistema, porém não são todos os métodos que disponibilizam isto. Constatou-se que a utilização do Método Prático Inglês proporciona resultados mais próximos à realidade, pois o mesmo realiza uma simulação do volume do reservatório dia a dia da série.

Conclui-se que, o Método Prático Inglês evidenciou que para atendimentos mais elevados deve-se ter volumes muito altos, impossibilitando de serem aplicados devido ao superdimensionamento do sistema, e com uma relação custo/benefício muito desfavorável. Desta forma, recomenda-se utilizar geralmente a faixa de 50% de atendimento.

6.REFERÊNCIAS

AQUASTOTOK – Água da Chuva. Sistema de reaproveitamento da água de chuva. 2005. Disponível em htpp://www.engeplasonline.com.br. Acesso em: abril de 2017.

IDELT – INSTITUTO DE DESENVOLVIMENTO, LOGÍSTICA, TRANSPORTE E MEIO AMBIENTE. Água de reuso.Editorial de 12/04/2005. Disponível em: www.idelt.com.br/meio_ambiente.html. Acesso em: março de 2017.

ALMEIDA, Washington Carlos. ABDA, editorial 2008, água na agricultura. Algumas considerações sobre o uso da água na agricultura. Disponível em htpp://abda.com.br/palestraalmeida.htm. Acesso em: março de 2017.

BEEKMAN, G. B.. Aspectos de sustentabilidade e vulnerabilidade dos recursos hídricos – “stress hídrico”. In: IX SIMPÓSIO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS. 1995. Recife. Conferência.Recife: Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 1995.

BREGA FILHO, D.; MANCUSO, P. C. S. Conceito de reuso de água. In: Reuso de água. Capítulo 2. Eds. P. C. Sanches Mancuso & H. Felício dos Santos. Universidade de São Paulo – Faculdade de Saúde Pública, Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental – ABES. São Paulo, 2002.

BRITO, Luiza Teixeira de Lima. Alternativa tecnológica para aumentar a disponibilidade de água no semi-árido. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.3, n.1, p.111, p 112, Campina Grande, 1999.

CAVALCANTE, Nilton. Avaliação de barreiras e finalidade da água armazenada na região semiárida da Bahia. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.5, n.3, p.568, Campina Grande, 2001.

GALIZONE, Flávia Maria. Notas sobre água e chuva: o programa um milhão de cisternas no semi-árido mineiro. XIV Encontro Nacional de Estudos Populacionais. ABEP, Set, Caxambu, 2004.

GIL, A.C. Métodos e técnicas de pesquisa social. São Paulo: Atlas, 1999.

LAKATOS, Eva Maria; MARCONI, Marina de Andrade. Fundamentos de metodologia científica. 6. ed. 3. reimpr. São Paulo: Atlas, 2006.

LORENO, Ângela. Água com Consciência. 2005. Disponível em: <www.ecopress.org.br/eco/> Acesso em: abril de 2017.

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ZAMPIERON, Sônia Lúcia Modesto; VIEIRA, João Luiz de Abreu. Poluição da Água. 2008. Editorial. Disponível em: <http://educar.sc.usp.br/biologia/textos/m_a_txt5.html> Acesso em: abril de 2017.