estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não ... · cobertura, a fim de calcular as...

9
Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016 ISSUE DOI: 10.5008/1809.7367.100 ISSN 1809-7367 Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental da ArcelorMittal Tubarão Study for utilization of rain water for non-potable purposes on environmental education center of the ArcelorMittal Tubarão Fabrícia Vieira Moreira 1 , Izak Francisco Justi 2 , Milton Carvalho Bernardo 3 1 Arquiteta e Urbanista (UFV), especialista em Gerenciamento de Projetos (FGV), engenheira Civil (FAESA), e-mail: [email protected] 2 Técnico em Geoprocessamento (IFES), graduando em Engenharia Civil (FAESA), e-mail: [email protected] 3 Engenheiro Mecânico (UFES), mestre em Tecnologia Ambiental (FAACZ), especialista em Engenharia da Qualidade (UFES), professor da Instituição FAESA, e-mail: [email protected] Resumo: Em virtude da ocupação desordenada do solo, do crescimento populacional, da má utilização e desperdício dos recursos naturais e da poluição dos rios, estamos vivendo um cenário crítico de escassez de água, o qual necessita com urgência de estratégias para saná-lo. Uma alternativa para melhorar essa situação é fazer o uso da água de chuva. Este trabalho teve como objetivo principal o estudo para aproveitamento da água de chuva para as bacias sanitárias do Centro de Educação Ambiental da ArcelorMittal Tubarão, às quais, percebeu-se a partir de cálculos, são destinadas a maior parte do consumo de água. Dessa forma, o sistema foi dimensionado para esse fim, seguindo as recomendações das normas existentes. Utilizaram-se dados pluviométricos, quantidade de visitantes, consumo diário de água para bacias sanitárias do local e levantamentos arquitetônico e topográfico para se chegar aos resultados. Palavras-chave: Aproveitamento. Água de chuva. Não potável. Abstract: Due to the disordered occupation of the soil and its waterproofing, population growth, misuse and waste of natural resources and the pollution of rivers, we are living in a critical shortage water scenario, which requires urgent strategies to address it. An alternative for improving this situation is use the rain water. This work aims to the main study for utilization of rain water for sanitary basins of the Centro de Educação Ambiental da Arcelor Mittal Tubarão. From calculations, it was realized that most of the water consumption of the Center is aimed to sanitary basins. Therefore, the system is scaled to that end, following the recommendations of existing standards. Rainfall data was used, amount of visitors, daily consumption of water for sanitary basins and architectural and topographical surveys present the final proposal. Keywords: Utilization. Rain water. Non-potable. INTRODUÇÃO Segundo a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) ([20--?] apud NAÇÕES UNIDAS NO BRASIL, 2013), a escassez de água afeta 40% da população mundial, e a tendência é que em 2025 mais de 1,8 bilhão de pessoas viverão em regiões com absoluta falta de água. De acordo com Varejão e Arpini (2015), em janeiro de 2015, o Estado do Espírito Santo declarou a existência de um cenário de alerta: a pior seca dos últimos 40 anos. Para Annecchini (2005, p. 29, 30), a busca por outras fontes de abastecimento de água para fins não potáveis é uma importante prática sustentável, pois, devido ao crescimento acelerado da população e à crescente urbanização, as áreas impermeáveis aumentaram significativamente, resultando na diminuição da infiltração da água para as camadas subterrâneas e, consequentemente, reduzindo a recarga dos aquíferos.

Upload: nguyenliem

Post on 16-Dec-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016ISSUE DOI: 10.5008/1809.7367.100

ISSN 1809-7367

Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental da ArcelorMittal TubarãoStudy for utilization of rain water for non-potable purposes on environmental education center of the ArcelorMittal Tubarão

Fabrícia Vieira Moreira1, Izak Francisco Justi2, Milton Carvalho Bernardo3

1 Arquiteta e Urbanista (UFV), especialista em Gerenciamento de Projetos (FGV), engenheira Civil (FAESA), e-mail: [email protected]

2 Técnico em Geoprocessamento (IFES), graduando em Engenharia Civil (FAESA), e-mail: [email protected] Engenheiro Mecânico (UFES), mestre em Tecnologia Ambiental (FAACZ), especialista em Engenharia da Qualidade

(UFES), professor da Instituição FAESA, e-mail: [email protected]

Resumo: Em virtude da ocupação desordenada do solo, do crescimento populacional, da má utilização e desperdício dos recursos naturais e da poluição dos rios, estamos vivendo um cenário crítico de escassez de água, o qual necessita com urgência de estratégias para saná-lo. Uma alternativa para melhorar essa situação é fazer o uso da água de chuva. Este trabalho teve como objetivo principal o estudo para aproveitamento da água de chuva para as bacias sanitárias do Centro de Educação Ambiental da ArcelorMittal Tubarão, às quais, percebeu-se a partir de cálculos, são destinadas a maior parte do consumo de água. Dessa forma, o sistema foi dimensionado para esse fim, seguindo as recomendações das normas existentes. Utilizaram-se dados pluviométricos, quantidade de visitantes, consumo diário de água para bacias sanitárias do local e levantamentos arquitetônico e topográfico para se chegar aos resultados.Palavras-chave: Aproveitamento. Água de chuva. Não potável.

Abstract: Due to the disordered occupation of the soil and its waterproofing, population growth, misuse and waste of natural resources and the pollution of rivers, we are living in a critical shortage water scenario, which requires urgent strategies to address it. An alternative for improving this situation is use the rain water. This work aims to the main study for utilization of rain water for sanitary basins of the Centro de Educação Ambiental da Arcelor Mittal Tubarão. From calculations, it was realized that most of the water consumption of the Center is aimed to sanitary basins. Therefore, the system is scaled to that end, following the recommendations of existing standards. Rainfall data was used, amount of visitors, daily consumption of water for sanitary basins and architectural and topographical surveys present the final proposal.Keywords: Utilization. Rain water. Non-potable.

INTRODUÇÃOSegundo a Organização das Nações Unidas para

Alimentação e Agricultura (FAO) ([20--?] apud NAÇÕES UNIDAS NO BRASIL, 2013), a escassez de água afeta 40% da população mundial, e a tendência é que em 2025 mais de 1,8 bilhão de pessoas viverão em regiões com absoluta falta de água. De acordo com Varejão e Arpini (2015), em janeiro de 2015, o Estado do Espírito Santo declarou a existência de um cenário de alerta: a pior seca dos últimos 40 anos.

Para Annecchini (2005, p. 29, 30), a busca por outras fontes de abastecimento de água para fins não potáveis é uma importante prática sustentável, pois, devido ao crescimento acelerado da população e à crescente urbanização, as áreas impermeáveis aumentaram significativamente, resultando na diminuição da infiltração da água para as camadas subterrâneas e, consequentemente, reduzindo a recarga dos aquíferos.

Moreira, F. V. et al.44 Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016

O Centro de Educação Ambiental (CEA) da ArcelorMittal Tubarão, com estrutura que possui nove edificações, uma arena, palcos para palestras, eventos, oficinas etc., tem função de promover atividades pedagógicas com foco em novas atitudes na área ambiental, recebendo empregados de empresas parceiras, grupos da comunidade, instituições educacionais, entre outros. E o número de visitantes cresce a cada ano (ARCELOR MITTAL TUBARÃO, 2015).

O CEA é abastecido por quatro reservatórios de água potável com capacidade de 1.000L cada. Ainda assim, já foi observada a falta d’água. Devido a esse fator, ao aumento do número de visitantes e à preocupação com a escassez de água potável, houve a necessidade de se encontrar uma nova forma para suprir essa crescente demanda. Surgiu então a proposta de aproveitar um dos recursos hídricos disponível de forma gratuita: a água da chuva.

O presente artigo é um dos resultados do desenvolvimento do trabalho de Iniciação Científica de parceria entre FAESA e ArcelorMittal, tendo como objetivo principal projetar um sistema para aproveitamento da água de chuva para fins não potáveis para o CEA, a fim de reduzir o consumo da água potável e conservar esse recurso.

Foram avaliadas as áreas disponíveis para a captação da água, edificações abastecidas pelo sistema, previsão do consumo de água para o CEA, análises do histórico de chuvas da região, dimensionamento dos reservatórios, calhas, condutos e dispositivos de descarte e os respectivos detalhamentos.

SISTEMA PARA O APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE CHUVADe acordo com a Associação Brasileira de

Normas Técnicas (ABNT, 2007, p. 1), com a Norma NBR 15527, que trata de aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis, o uso da água aproveitada deverá ser destinado apenas para fins não potáveis.

No sistema de aproveitamento da água de chuva, a coleta é feita nas áreas impermeáveis, normalmente telhados. Após, é conduzida através das calhas, condutores verticais e horizontais até os reservatórios, nos quais é armazenada (LEAL, 2004 apud MAY, 2004, p. 35). Para o cálculo de cada área de contribuição, devem ser consideradas a inclinação da cobertura e as paredes que interceptam a água de chuva, que também deve ser drenada pela cobertura (ABNT, 1989, p. 5).

No dimensionamento do sistema, devem constar o alcance do projeto, a população atendida, a determinação de demanda a ser definida pelo projetista e as séries históricas das precipitações da região. Pode ser descartada a água de escoamento inicial por meio de dispositivo automático dimensionado pelo projetista. Na falta de dados, poderá ser considerado o descarte de 2mm da precipitação inicial (ABNT, 2007, p. 2). Segundo Alves, Zanella e Santos (2008 apud FRANCESCHINI, 2009, p. 15), como nos telhados há presença de partículas grosseiras, gravetos, folhas, fezes de pássaros, entre outros, o descarte da primeira água faz-se necessário.

DESENVOLVIMENTOPrimeiramente, foi feita uma análise das áreas

mais propícias para implantação da cisterna para o armazenamento da água de chuva captada, bem como o mapeamento das áreas de cobertura disponíveis, para que pudessem ser feitas as avaliações da viabilidade de cada edificação em relação à contribuição ao sistema.

Após a análise, fez-se um levantamento arquitetônico das edificações a serem utilizadas no projeto, inclusive cobertura, a fim de calcular as áreas de contribuição de cada edificação, as vazões e o descarte, que são apresentadas no Quadro 1. Para o cálculo das vazões, empregou-se a intensidade pluviométrica de 156mm/h para a cidade de Vitória, no Estado do Espírito Santo, conforme sugere a ABNT NBR 10844 (ABNT, 1989).

Quadro 1. Áreas de contribuição da cobertura das edificações

Edificação Larg. Altura Compr. Área de contribuição (A)

Vazão de projeto (Q) Descarte Coef.

Runoffm m m m2 m2 % l/min mm LCabana dos Jacarés 6,17 1,86 13,86 196,96 196,96 32 512,10

2

393,93 0,95

Escritório5,03 1,46 13,95 80,35

163,08 26 424,00 326,15 0,955,18 1,50 13,95 82,72

Sala de reunião 2,33 0,93 6,13 34,27 34,27 5 89,09 68,53 0,90

Ban

heiro

Cobertura voltada p ara o escritório

1,20 0,21 10,95 14,29

148,37 24167,40

296,74 0,953,97 1,20 10,95 50,09

Cobertura voltada para a rua

3,97 1,32 10,95 50,75218,37

2,70 0,67 10,95 33,23Fonte: Elaborado pelos autores.

45Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental...

Foi necessária a realização do levantamento dos dados topográficos da área em que seria implantado o sistema de aproveitamento de água de chuva devido à falta deles.

No Quadro 2, é apresentada a quantidade de visitantes que o CEA recebeu no período de janeiro de 2006 a dezembro de 2014, conforme informação fornecida pela equipe técnica responsável do CEA da ArcelorMittal Tubarão.

Para a análise da precipitação mensal, foi utilizada a série histórica (do mesmo período dos dados de visitantes do CEA) das chuvas da região de Vitória, retirada do Sistema de Informações Hidrológicas, no site da Agência Nacional de Águas (ANA, 2005), de acordo com a estação pluviométrica de responsabilidade do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Nos dados apresentados no Quadro 3, já estão sendo desconsiderados, conforme a ABNT (2007, p. 2)

recomenda, os 2mm de descarte das precipitações diárias. Nos dias em que a chuva não atingiu os 2 mm, esta foi completamente desconsiderada.

ConsumoDe acordo com Proença (2007, p. 5), os dados

sobre o uso da água potável no Brasil são poucos, mas de extrema importância para elaborar um sistema de racionalização de água. Para o presente trabalho, o consumo de água em bacias sanitárias dos funcionários do CEA foi estimado por meio da média dos dados dos autores relacionados no Quadro 4.

Para determinar a média da quantidade de água utilizada nas bacias sanitárias do CEA pelos visitantes, foram utilizados 2L/pessoa/dia, dados de consumo predial diário para auditórios, conforme sugere Carvalho Júnior (2012, p. 40).

Quadro 2. Quantitativo visitante/mês

Quantidade de visitantesMês 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Janeiro 150 2.020 940 1.230 2.865 2.283 2.920 Reforma 1.206Fevereiro 557 2.452 735 870 3.747 8.600 4.396 320 2.720Março 3.792 4.385 3.676 2.531 5.020 4.910 7.729 2.020 3.470Abril 6.177 5.345 5.236 3.580 7.608 5.134 6.821 3.300 4.630Maio 7.911 4.637 3.274 3.840 8.644 6.124 4.050 7.670 3.140Junho 8.254 5.078 5.062 4.110 5.830 5.159 7.120 4.731 4.200Julho 3.801 4.144 4.931 3.370 6.534 5.370 3.630 1.270 5.652Agosto 5.713 6.474 6.647 5.480 7.112 6.413 4.774 2.520 5.820Setembro 5.837 4.798 6.594 2.890 6.476 4.547 3.030 2.850 5.740Outubro 5.260 5.233 8.335 2.356 4.993 4.646 4.060 3.030 5.480Novembro 4.520 5.714 5.390 3.815 6.845 4.958 5.620 2.315 6.320Dezembro 3.150 4.522 3.500 1.845 3.268 3.425 5.825 1.840 7.180

Média de visitantes/mês=4.427Número máximo de visitantes em um mês=8.644

Fonte: Adaptado de Araújo (2015).

Quadro 3. Precipitação mensal (mm) considerando o descarte de 2mm

MêsTotal de precipitação mensal (mm) Média

mensal (mm)2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Janeiro 50,40 153,90 128,40 188,40 13,60 10,20 257,60 177,00 42,40 113,54Fevereiro 22,80 63,60 173,00 34,60 46,00 63,40 55,60 28,90 25,30 57,02Março 174,90 36,20 68,70 187,10 349,00 240,10 48,20 409,00 10,00 169,24Abril 200,50 82,50 73,30 204,00 117,70 351,40 13,70 32,30 82,80 128,69Maio 0,00 30,50 47,00 58,00 96,30 66,30 239,00 64,70 0,40 66,91Junho 45,70 4,60 42,10 36,80 51,10 29,40 79,90 72,10 36,20 44,21Julho 51,00 0,00 28,30 80,20 71,30 21,50 34,20 7,70 78,70 41,43Agosto 70,60 27,90 26,80 67,10 13,90 3,20 199,60 68,30 67,60 60,56Setembro 47,10 51,60 29,20 6,50 16,10 22,40 30,40 21,30 13,30 26,43Outubro 42,60 22,10 108,60 385,20 38,90 112,30 40,50 42,30 265,50 117,56Novembro 172,10 148,70 662,80 135,30 236,00 221,20 337,10 174,30 0,00 231,94Dezembro 298,80 69,90 136,10 0,00 0,00 221,50 32,50 677,30 71,10 167,47Fonte: Adaptado da Agencia Nacional de Águas (ANA, 2005).

Moreira, F. V. et al.46 Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016

Calhas, condutores horizontal e vertical e dispositivos de descarte

De acordo com a ABNT (1989, p. 3), para o cálculo das calhas e condutores, é necessário, além da área de contribuição, determinar a vazão de projeto por meio dos dados de intensidade pluviométrica e a área de contribuição calculada em fase anterior.

Os condutores horizontais devem ser projetados considerando uma declividade uniforme com valor mínimo de 0,5%. Os diâmetros são escolhidos conforme vazão de projeto, coeficiente de rugosidade e inclinação (ABNT, 1989, p. 8, 9).

Para o diâmetro interno (D) dos condutores verticais, é disponibilizado na ABNT (1989, p. 8) um ábaco no qual se deve confrontar as informações de vazão de projeto (Q) em L/min, a altura da lâmina da água na calha (H) em mm e o comprimento do condutor vertical (L) em m, para defini-lo. Este deve ser no mínimo de 70mm (ABNT, 1989, p. 7).

Conforme a ABNT (2007, p. 2), é necessário instalar dispositivos para remoção de detritos que podem ser grades ou telas com o intuito de reter

materiais que obstruam os condutores e impeçam o bom funcionamento do sistema.

Para o presente estudo, foi adotada, para as calhas, a inclinação mínima de 0,5% permitida pela ABNT (1989, p. 6). A escolha foi devido ao fator estética, uma vez que, em decorrência do comprimento das calhas, quanto maior a inclinação, mais distante fica a extremidade da calha (onde há o condutor vertical).

Os condutores verticais são colocados externamente às edificações, ligando a calha até os dispositivos de descarte. Conforme a ABNT (1989, p. 7, 8), através do ábaco e das informações de vazão do projeto e da altura do condutor vertical (Quadro 5), foi obtido o diâmetro interno (D). Como as vazões do estudo em questão são todas menores que 260L/min, foi adotado o diâmetro interno mínimo de 70mm.

Os condutores horizontais foram escolhidos conforme vazão de projeto e coeficiente de rugosidade das telhas (para plásticos/PVC n=0,011). A fim de facilitar a execução na obra e minimizar os custos, optou-se pela inclinação de 2%, pois, dessa forma, haverá mais tubulações de um mesmo diâmetro (Quadro 6).

Quadro 4. Dados de consumo de água para bacias sanitárias

Autores Consumo da bacia sanitária(L/pessoa/dia)

Barreto (2008, p. 26) – cidade Malven 30,00Barreto (2008, p. 26) – cidade de Mansfield 33,00Franceschini (2009, p. 14) 13,50Oliveira (2008, p. 46) 38,88Tomaz (1999, p. 189) 25,20Média estimada para funcionários 30L/funcionário/diaFonte: Elaborado pelos autores.

Quadro 5. Condutor vertical

EdificaçãoVazão de projeto por água do telhado (Q)

(L/min)

Altura do condutor vertical (H)(m)

Diâmetro adotado do condutor vertical (D)

(mm)Cabana dos Jacarés 256,05 1,3 70Escritório 212,00 1,2 70Sala de reunião 44,55 1,1 70Banheiro (água do escritório) 167,40 1,5 70Banheiro (água da rua) 218,36 1,0 70Fonte: Elaborado pelos autores.

Quadro 6. Diâmetro dos condutores horizontais

Edificação Vazão de projeto (Q) (L/min)Diâmetros para atendimento da

vazão para inclinação de 2% (mm)

Cabana dos Jacarés 512,10 125Escritório+banheiro (água do escritório) 591,40 125Sala de reunião 89,09 75Banheiro (água da rua) 218,36 100Fonte: Elaborado pelos autores.

47Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental...

A próxima etapa foi dimensionar o dispositivo de descarte para cada edificação/telhado, utilizando a área de contribuição de cada telhado (Quadro 7).

Reservatório

Para dimensionamento dos reservatórios, a ABNT (2007, p. 6) dispõe de seis métodos para o cálculo. Para o projeto, foi utilizado o método da simulação (ABNT, 2007, p. 6), no qual não é considerada a evaporação da água. Além disso, esse método possibilita simular com volumes fixos de reservatório e utilizar dados históricos para condições futuras.

O método sugere considerar o reservatório cheio no início da contagem do tempo, porém, para este estudo, foi considerado o reservatório vazio, uma vez que existem outras fontes de água no local e não é necessário encher o reservatório de água potável. No Quadro 8, pode-se ver a maneira como foi feito o cálculo pelo método da simulação.

Bomba hidráulicaPara a escolha da bomba hidráulica, é necessário

calcular os diâmetros de recalque e sucção, as perdas de carga totais (hf) (localizada e distribuída), a altura manométrica e a potência do conjunto elevatório. A partir desses dados, é possível escolher, no catálogo dos fornecedores, o modelo e a potência da bomba a ser utilizada no projeto.

Há ainda uma verificação para saber se a bomba fucionará bem e não cavitará. Para isso, compara-se o NPSH disponível (NPSHd) com o NPSH requerido (NPSHr). Conforme Netto et al. (1998, p. 286, 287), o NPSH é a energia disponível no líquido na entrada da bomba – energia na succção. Para um bom funcionamento da bomba, o NPSHd deve ser maior ou igual ao NPSHr – este é característico de cada bomba e é fornecido pelo fabricante. No Quadro 9, são apresentados os resultados obtidos para a escolha da bomba.

Com a altura manométrica e a vazão, foi escolhido, no catálogo do fabricante, o modelo Megabloc, da marca KSB, 1750rpm, 60Hz, 1CV de potência e NPSHr de 0,9.

RESULTADOSPor meio do cálculo de consumo diário do CEA,

foi percebido que a maior parte da água é utilizada em bacias sanitárias, ou seja, fins não potáveis. Por isso o estudo para o aproveitamento da água de chuva teve o direcionamento do uso para as bacias sanitárias do CEA.

Quadro 7. Quantidade de água a ser descartada da primeira chuva

Edificação Quantidade de água a descartar (L)

Cabana dos Jacarés 393,93Escritório 326,15Sala de reunião 68,53Banheiro 296,74Fonte: Elaborado pelos autores.

Quadro 8. Exemplificação do método da simulação

Ano

Mês

Chu

va to

tal

men

sal

Dem

anda

m

ensa

l

Áre

a de

col

eta

Coe

f. R

unof

f

Vol.

chuv

a m

ensa

l

Vol.

cist

erna

Nív

el r

eser

v.

iníc

io m

ês

Nív

el r

eser

v.

fim m

ês

Ove

rflow

Supr

imen

to

mm m3 m2 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3

A B C D E F G H I J(A/1.000)

xCxD Vol. simulação =H(t-1) E-B

0

Fonte: Elaborado pelos autores.

Quadro 9. Dados do cálculo da bomba

Dados da bomba Dados da bombaDr (mm) 20,000 hf,s (m) 0,442Ds (mm) 25,000 hf,r (m) 7,024

hf Li,s (m) 0,408 Hm (m) 20,237hf Li,r (m) 0,849 NPSHr 7,000

Fonte: Elaborado pelos autores.

Moreira, F. V. et al.48 Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016

Após os cálculos da demanda de consumo de água para as bacias sanitárias, da eliminação da primeira chuva (descarte) e da aplicação do método da simulação para o cálculo do reservatório, chegaram-se aos resultados expostos no Quadro 10. A simulação foi feita mensalmente desde janeiro de 2006 até dezembro de 2014 (108 meses) com os dados pluviométricos e de visitantes, para reservatórios de 10 a 40m3.

A equipe técnica da ArcelorMittal optou por utilizar um volume de armazenamento de 30m3, o qual atenderia, na simulação para a série histórica utilizada,

94,44% dos meses, ou seja, apenas 6 dos 108 meses analisados necessitariam de suprimento de água de outra fonte para abastecer as bacias sanitárias do CEA.

Por uma questão de logística na instalação e manutenção do reservatório, sugeriu-se a instalação de dois reservatórios de 15m3 cada, garantindo, assim, a alimentação do sistema durante a manutenção e a limpeza, além de proporcionar uma economia financeira na aquisição deles.

Após o estudo, podem ser vistos, na Figura 1, a proposta do traçado das tubulações com seus

Quadro 10. Comparativo da capacidade dos reservatórios segundo método de simulação

Capacidade do reservatório (m3)

Número de meses não atendidos

% de meses atendidos na amostra

Volume água de suprimento (m3)

10 23 78,70% 171,4520 12 88,89% 72,0125 8 92,59% 44,1330 6 94,44% 26,8035 4 96,30% 16,5640 3 97,22% 6,56

Fonte: Elaborado pelos autores.

Figura 1. Proposta do traçado das tubulaçõesFonte: Elaborado pelos autores.

49Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental...

fica de frente para a Cabana dos Jacarés, e outro para a água do telhado que fica em frente ao escritório.

Conforme ABNT (1989, p. 9), as caixas de areias são obrigatórias em condutores horizontais enterrados quando houver conexões com outras tubulações, mudanças de declividade, mudança de direção e a cada 20m de trechos retilíneos. Essas caixas têm como objetivo principal recolher detritos oriundos da deposição de materiais, além de facilitar o acesso para manutenção da tubulação. As caixas foram projetadas em concreto com tampão hermético de ferro fundido para evitar contaminação da água por meios exteriores.

A Figura 3 apresenta o perfil esquemático da localização dos reservatórios, da tubulação que alimenta os reservatórios e da casa de bombas. Ressalta-se que

respectivos diâmetros, a separação da captação das águas dos telhados, os dispositivos de descarte e o local de implantação do reservatório.

Os dispositivos de descarte são compostos de bombonas (podem ser recipientes novos ou reutilizados mais sustentáveis). Para desenvolvimento do projeto, foram escolhidas bombonas com volumes e dimensões mais comuns no mercado (100 e 200L). Cada uma foi alocada conforme volume de descarte apresentado no Quadro 7.

A Figura 2 apresenta a volumetria esquemática das bombonas localizadas atrás do escritório, que coletam a água das coberturas do escritório e da metade da cobertura do banheiro. Por motivos estéticos e funcionais, a cobertura do banheiro precisou ter seus descartes separados: um para a água do telhado que

Figura 2. Volumetria esquemática da bombona (escritório e banheiro)Fonte: Elaborado pelos autores.

Figura 3. Perfil esquemático do local de implantação do reservatórioFonte: Elaborado pelos autores.

Moreira, F. V. et al.50 Revista Científica Faesa, Vitória, ES, v. 12, n. 1, p. 43-51, 2016

da água potável, hoje, utilizada nas bacias sanitárias do CEA.

Além disso, pelo fato de muitos dos dispositivos utilizados no sistema terem ficado aparentes, tornou-se um sistema educativo, de forma a incentivar o uso desta riqueza hídrica, e gratuita, que é a chuva, pelos os visitantes do CEA.

AGRADECIMENTOSÀ Arcelor Mittal Tubarão e sua equipe técnica pela

promoção da iniciação científica e compartilhamento dos dados necessários para elaboração do projeto.

REFERÊNCIASAGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS – ANA. Portais.

HidroWeb Sistema de Informações Hidrológicas. Dados Hidrológicos. Banco de dados de Séries históricas. 2005. Disponível em: <http://hidroweb.ana.gov.br/Estacao.asp?Codigo=2040035>. Acesso em: 20 jul. 2015.

ANNECCHINI, K. P. V. Aproveitamento da água da chuva para fins não potáveis na cidade de Vitória (ES). 2005. 150 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2005. Disponível em: <http://www.dominiopublico.gov.br/pesquisa/DetalheObraForm.do?select_action=&co_obra=98754>. Acesso em: 5 ago. 2015.

ARAÚJO, R. S. Dados dos eventos [mensagem pessoal]. Mensagem recebida por <[email protected]> em 6 ago. 2015.

ARCELOR MITTAL TUBARÃO. Centro de Educação Ambiental. Arcelor Mittal Tubarão. Serra, 2015. Disponível em: <http://tubarao.arcelormittal.com/sustentabilidade/centro-educacao-ambiental/index.asp>. Acesso em: 9 ago. 2015.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10844: instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro, 1989.

______. NBR 15527: água de chuva: aproveitamento de cobertura em áreas urbanas para fins não potáveis: requisitos. Rio de Janeiro, 2007.

BARRETO, D. Perfil do consumo residencial e usos finais da água. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 8, n. 2, p. 23-40, 2008. Disponível em: <http://www.seer.ufrgs.br/ambienteconstruido/article/download/5358/3280>. Acesso em: 15 de agosto de 2015.

CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 5. ed. São Paulo: Blucher, 2012. 315 p.

FRANCESCHINI, A. T. L. Sistema residencial de aproveitamento da água de chuva para fins não potáveis em Votorantim: avaliação de parâmetros de qualidade e eficiência. 2009. 49 f. Trabalho de

a proposta do sistema de aproveitamento de água da chuva do CEA é também de cunho educativo, por isso foram propostos reservatórios aparentes, que pudessem ser observados do mirante existente no local.

Foi proposta também a implantação de duas bombas elevatórias, conforme cálculos, para conduzir a água dos reservatórios até as caixas d’água existentes no CEA e evitar interrupção total da alimentação durante as manutenções dos equipamentos ou durante eventuais falhas no funcionamento de uma das bombas.

Dois dos quatro reservatórios existentes são para armazenar água de chuva e alimentar as bacias sanitárias. Os outros dois são para suprir os equipamentos hidráulicos que utilizam água potável. Entretanto, para evitar a falta de água nas bacias sanitárias em longos períodos de seca, foi proposta, na tubulação de alimentação dos reservatórios de água potável e de chuva, uma interligação com registro de acionamento manual, além de válvula de retenção para evitar contaminação da água potável com a água de chuva.

A fim de reduzir o número de intervenções, consequentemente o tempo de obra e o valor do orçamento, optou-se em manter as válvulas de descarga das bacias. Assim, foram necessárias apenas a interrupção e o isolamento do atual ramal, o qual alimenta os equipamentos, e a ligação do ramal que alimenta as bacias sanitárias à nova tubulação, a qual parte do reservatório da água de chuva.

CONCLUSÃOCom o presente estudo, foi possível indicar as

edificações do CEA que pudessem fazer parte do sistema de aproveitamento da água de chuva. Além disso, o levantamento topográfico possibilitou a escolha adequada para a implantação do reservatório de armazenamento da água, tirando proveito da inclinação do local para utilizar apenas a força da gravidade para conduzir a água captada dos telhados até os reservatórios.

Também foi possível, por meio dos cálculos das áreas de contribuição, dimensionar as calhas os condutos verticais e horizontais com a vazão de cada telhado, e os dispositivos de descarte.

Como o sistema de aproveitamento da água de chuva é estimado e imprevisível, faz-se necessário, por segurança, uma ligação “suporte” proveniente do sistema de abastecimento de água potável, existente hoje no CEA, para que, em casos de escassez de água do sistema apresentado, as bacias sanitárias permaneçam em utilização com água potável.

De acordo com os resultados obtidos, foi concluído que o sistema estudado e proposto à Arcelor é viável tecnicamente, uma vez que foi observado, com as simulações de cálculo de reservatório, que é possível aproveitar a água de chuva para suprir quase 100%

51Estudo para aproveitamento de águas de chuva para fins não potáveis no Centro de Educação Ambiental...

Engenharia Civil) – Universidade de Guarulhos, Guarulhos, 2008. Disponível em: <http://www.pliniotomaz.com.br/downloads/15nancy.pdf>. Acesso em: 1 ago. 2015.

PROENÇA, L. C. Usos finais de água potável em edifícios de escritórios localizados em Florianópolis. Florianópolis: Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 2007. 62 f. Relatório de Iniciação Científica. Disponível em: <http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/publicacoes/relatorios_ic/IC_Lucio_Costa_Proenca_2007.pdf>. Acesso em: 17 out. 2015.

TOMAZ, P. Previsão de consumo de água: interface das instalações prediais de água e esgoto com os serviços públicos. 1999. 251 p. Disponível em: <http://www.pliniotomaz.com.br/downloads/Novos_livros/livro_previsao_%20de_%20consumo_agua_170114/previsao_de_consumo_de_agua.pdf>. Acesso em: 15 ago. 2015.

VAREJÃO, V.; ARPINI, N. Espírito Santo vive pior seca dos últimos 40 anos, aponta governo: Estado declarou cenário de alerta, estiagem pode causar fechamento de hidrelétrica e alteração em carnaval. 2015. Disponível em: <http://g1.globo.com/espirito-santo/noticia/2015/01/espirito-santo-vive-pior-seca-dos-ultimos-40-anos-aponta-governo.html>. Acesso em: 17 out. 2015.

Conclusão de Curso (Especialização em Saneamento Ambiental) – Universidade de Sorocaba, Sorocaba, 2009. Disponível em: <http://www.pliniotomaz.com.br/downloads/23Andrea.pdf>. Acesso em: 1 ago. 2015.

MAY, S. Estudo da viabilidade do aproveitamento de água de chuva para consumo não potável em edificações: instalação e manutenção do sistema de coleta e aproveitamento de água de chuva. 2004. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004. Disponível em: <http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-02082004-122332/publico/simonemay.pdf>. Acesso em: 17 out. 2015.

NAÇÕES UNIDAS NO BRASIL. Alertando para a escassez de água doce, ONU pede esforços globais para proteger recursos naturais. 2013. Disponível em: <http://nacoesunidas.org/alertando-para-escassez-de-agua-doce-onu-pede-esforcos-globais-para-proteger-recursos-naturais/>. Acesso em: 29 out. 2015.

NETTO, A. et al. Manual de hidráulica. 8. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1998.

OLIVEIRA, N. N. Aproveitamento de água de chuva de cobertura para fins não potáveis de próprios da educação da rede municipal de Guarulhos. 2008. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em