VIABILIDADE ECONÔMICO/AMBIENTAL DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA DE CAPTAÇÃO E APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL EM EDIFICAÇÃO DE 100m2 DE COBERTURA
Leandro Roncato Pereira1 Antônio Pasqualetto2 Marco Y. M. Minami3 Universidade Católica de Goiás – Departamento de Engenharia – Engenharia Ambiental Av. Universitária, N.º 1440 – Setor Universitário – Fone (62)39461351. CEP: 74605-010 – Goiânia - GO.
RESUMO Atualmente, vários países enfrentam problemas de escassez de água e as causas para este problema geralmente são as mesmas, o desenvolvimento desordenado das cidades, o crescimento populacional, aliado ao aumento da demanda de água pela indústria e pela agricultura, provocando o esgotamento das reservas naturais de água. Na tentativa de se solucionar este problema é preciso que se reformule o sistema de abastecimento de água que atualmente, utiliza água tratada e clorada para todos os fins tanto para higiene pessoal quanto para lavar calçadas e para carrear dejetos. Portanto, para estes últimos, os usos para fins não potáveis, busca-se fontes alternativas de água como o reuso através da precipitação que com a sua utilização traz benefícios como a redução do consumo de água potável e o controle de enchentes em regiões com grandes áreas pavimentadas. PALAVRAS-CHAVE: Água, Precipitação, Reuso.
ABSTRACT Currently, several countries face problems of scarcity of water and causes for this problem are generally the same, the disorderly development of cities, population growth, combined with increased demand for water by industry and agriculture, causing the depletion of natural reserves of water. In an attempt to solve this problem we need to reformulate the water system that currently, using chlorinated water and treated for all purposes both for personal hygiene and to wash sidewalks and to carry waste. So for them, the uses for non-potable, is seeking alternative sources of water such as through reuse of precipitation that with its use has benefits such as reducing the consumption of drinking water and flood control in regions with large paved area. KEYWORDS: Water, Precipitation, Reuse. 1
Acadêmico de Engª Ambiental da Universidade Católica de Goiás (
[email protected]) Orientador Prof. Dr. Dep. Engª Universidade Católica de Goiás (
[email protected]) 3 Co-Orientador: Engo Ambiental (
[email protected]) 2
2 1
INTRODUÇÃO
A água é um bem essencial à vida de todos os seres vivos. A sua facilidade de acesso aos seres humanos, armazenamento, tratamento e destino adequado dos efluentes devem ser objetivos a serem perseguidos por cada cidadão. A reutilização ou o reuso de água não é um conceito novo e tem sido praticado em todo o mundo há anos. No entanto, a demanda crescente por água tem feito do reuso planejado um tema atual e importante. Neste sentido, deve-se considerá-lo como parte de uma atividade mais abrangente que é o uso racional ou eficiente da água, o qual compreende também o controle de perdas e desperdícios, e a minimização da produção de efluentes e do consumo de água. Ao liberar as fontes de água de boa qualidade para abastecimento público e outros usos prioritários, o uso de águas pluviais contribui para a conservação dos recursos e acrescenta uma dimensão econômica ao planejamento dos recursos hídricos. O reuso reduz a demanda sobre os mananciais devido à substituição da água potável por água de qualidade inferior. Dessa forma, consideráveis volumes de água potável podem ser poupados pelo reuso, quando se utiliza água de qualidade inferior para atendimento das finalidades que podem prescindir deste recurso dentro dos padrões de potabilidade. A água de chuva é encarada pela legislação brasileira como “esgoto”, pois usualmente precipita sobre telhados e pisos com destino as bocas de lobo. Atuando como solvente universal, vai carreando todo tipo de impurezas, dissolvidas, suspensas, ou simplesmente arrastadas mecanicamente pelo sistema de drenagem urbana até um curso hídrico, que por sua vez, vai suprir uma captação para o abastecimento público de um centro urbano. Claro que esta água sofreu um processo natural de diluição e autodepuração, ao longo de seu percurso hídrico, nem sempre suficiente para realmente depurá-la. Após o início da precipitação, somente as primeiras águas carreiam ácidos, microorganismos, e outros poluentes atmosféricos, sendo que normalmente, pouco tempo após, a mesma já adquire características de água destilada, devido à higienização de seu percurso de tal modo que possa ser armazenada em reservatórios fechados, para posterior reuso. Para restabelecer o equilíbrio entre oferta e demanda de água e garantir a sustentabilidade do desenvolvimento econômico, social e ambiental, é necessário que
3 métodos e sistemas alternativos modernos sejam convenientemente desenvolvidos e aplicados em função de características de sistemas e centros de produção específicos. Esta pesquisa tem como finalidade a análise da implantação de um sistema para captação e armazenamento de águas pluviais em edificações, focando a viabilidade econômico/ambiental do projeto, como alternativa para reduzir custos com água tratada e contribuir com o meio ambiente, proporcionando uma correta destinação desse bem.
2
OBJETIVOS
2.1
Objetivo Geral
Promover o desenvolvimento de estudos para a implementação de sistemas para captação e reaproveitamento de águas pluviais destinados a usos urbanos para fins não potáveis e avaliar a viabilidade econômico/ambiental do projeto.
2.2
Objetivos Específicos • Contribuir com a recarga do lençol freático; • Promover a minimizar uso de água tratada para fins não potáveis; • Estimativa do volume de água de chuva que pode ser captada; • Contribuir com a conscientização da população da necessidade do reuso; • Implantação de reservatório para água pluvial.
3
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1
O Reuso de Água
A água de reuso é obtida através do tratamento avançado dos esgotos gerados pelos imóveis conectados à rede coletora de esgotos. Pode ser utilizada nos processos que não requerem água potável, mas sanitariamente segura, gerando redução de custos e garantindo o uso racional da água (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO – SABESP, 2008).
4 Segundo Mancuso et. al (2007) o reuso de água é o aproveitamento de águas previamente utilizadas, uma ou mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir as necessidades de outros usos benéficos, inclusive o original. Pode ser direto ou indireto, bem como decorrer de ações planejadas ou não planejadas. O reuso de água subentende uma tecnologia desenvolvida em maior ou menor grau, dependendo dos fins a que se destina a água e de como ela tenha sido usada anteriormente (MANCUSO, 2007). Reusar água significa utilizar esta substância por mais de uma vez. Isto ocorre espontaneamente na própria natureza, através do ciclo hidrológico ou através da ação humana, de forma controlada. O reuso planejado da água pode ser utilizado para fins potáveis ou não potáveis. Nesta segunda categoria, o mais comum é sua utilização em atividades recreacionais, recarga de lençol freático, geração de energia, irrigação, reabilitação de corpos d'água e uso industrial (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO - SABESP, 2008). Segundo Hespanhol et. al (2007) o reuso de água é classificado em duas grandes categorias: potável e não potável.
3.1.1 Reuso Potável • •
Reuso potável direto: quando o esgoto recuperado, por meio de tratamento avançado, é diretamente reutilizado no sistema de água potável. Reuso potável indireto: caso em que o esgoto, após tratamento, é disposto na coleção de águas superficiais ou subterrâneas para diluição, purificação natural e subseqüente captação, tratamento e finalmente utilizado como água potável.
3.1.2 Reuso Não Potável • • • • • •
Reuso não potável para fins agrícolas: é feita a irrigação de plantas alimentícias, tais como árvores frutíferas, cereais etc., e plantas não alimentícias, tais como pastagens e forrações, além de ser aplicável para dessedentação de animais. Reuso não potável para fins industriais: abrange os usos industriais de refrigeração, águas de processos, para utilização em caldeiras etc. Reuso não potável para fins recreacionais: classificação reservada à irrigação de plantas ornamentais, campos de esportes, parques e também para enchimento de lagoas ornamentais, recreacionais etc. Reuso não potável para fins domésticos: são considerados aqui os casos de reuso de água para regra de jardins residenciais, para descargas sanitárias e utilização desse tipo de água em grandes edifícios. Reuso para manutenção de vazões: a manutenção de vazões de cursos de água promove a utilização planejada de efluentes tratados, visando a uma adequada diluição de eventuais cargas poluidoras a eles carreadas, incluindo-se fontes difusas, além de propiciar uma vazão mínima na estiagem. Aqüicultura: consiste na produção de peixes e plantas aquáticas visando à obtenção de alimentos e/ou energia, utilizando-se os nutrientes presentes nos efluentes tratados.
5 •
Recarga de Aqüíferos subterrâneos: é a recarga dos aqüíferos subterrâneos com efluentes tratados, podendo se dar de forma direta, pela injeção sob pressão, ou de forma indireta, utilizando-se águas superficiais que tenham recebido descargas de efluentes tratados a montante.
De acordo com Hespanhol et al (2007) Os usos não potáveis envolvem riscos menores e devem ser considerados como a primeira opção de reuso na área urbana.
3.2
Importância do Reuso de Água
O conjunto das atividades humanas, cada vez mais diversificado, associado ao crescimento demográfico, vem exigindo atenção maior às necessidades de uso de água para as mais diversas finalidades. Uma das alternativas que se têm apontado para o enfrentamento do problema é o reuso de água, importante instrumento de gestão ambiental do recurso água e detentor de tecnologias já consagradas para a sua adequada utilização (PHILIPPI, 2007). Segundo a organização Mundial de Saúde (OMS, 1999), o consumo mundial de água aumentou mais de seis vezes em menos de um século, mais de que o dobro das taxas de crescimento da população, e continua a crescer. Segundo Mancuso et al (2007) a aceitação pública é o mais crucial dos elementos na determinação do sucesso ou do insucesso de um programa de reuso de água. A experiência internacional tem mostrado que projetos dessa natureza podem ser tecnicamente viáveis, a água produzida comprovadamente segura, atestada pelos melhores procedimentos científicos disponíveis, podem ser aceitos pelas agências oficiais de meio ambiente e de saúde pública e, ainda assim, não ser aceitos pelo público.
3.3
Vantagens do Reuso de Água Pluvial A captação de água da chuva é uma prática muito difundida em países como a
Austrália e a Alemanha, onde novos sistemas vêm sendo desenvolvidos, permitindo a captação de água de boa qualidade de maneira simples e bastante efetiva em termos de custobenefício. A utilização de água de chuva traz várias vantagens (AQUASTOCK, 2005): • •
Redução do consumo de água da rede pública e do custo de fornecimento da mesma, Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins, lavagem de pisos, etc.;
6 • • • •
3.4
Os investimentos de tempo, atenção e dinheiro são mínimos para adotar a captação de água pluvial na grande maioria dos telhados, e o retorno do investimento é sempre positivo; Faz sentido ecológica e financeiramente não desperdiçar um recurso natural escasso em toda a cidade, e disponível em abundância no nosso telhado; Ajuda a conter as enchentes, represando parte da água que teria de ser drenada para galerias e rios. Encoraja a conservação de água, a auto-suficiência e uma postura ativa perante os problemas ambientais da cidade.
Utilização de Água da Chuva
Devido à escassez de água em praticamente todo o mundo, torna-se necessário amenizar a crise de água com todas as atitudes possíveis, inclusive com a captação das águas pluviais. A captação consiste em desviar a água da chuva por meio de calhas, e transportá-la até um reservatório. A água da chuva pode ser aproveitada para uso doméstico, industrial e agrícola, entre outros, e está em franco desenvolvimento a sua utilização. Para o caso de uso não potável, a água captada serve no uso doméstico para: irrigação de jardins, descarga em vasos sanitários e lavagem de pisos, roupas e automóveis. Na agricultura, vem sendo empregada como um método altamente eficiente de economia de água (COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO - SABESP, 2008).
Fonte: Adaptado TOMAZ, 2003 Figura 1: Consumo de água por atividade na residência
7 3.5
Riscos do Reuso
O contato humano com água de reuso pode ocorrer de diversas maneiras (BLUM, 2007): • • • • • •
Contato por ingestão direta de água; Contato por ingestão de alimentos crus e verduras irrigadas e consumidas cruas; Contato por ingestão de alimentos processados (caso dos vegetais enlatados que foram irrigados com água de reuso); Contato pela pele por banhos em lagos contendo água de reuso; Contato por inalação de aerossóis formados, por exemplo, em sistemas de irrigação por aspersão ou em aeração superficial de lagoas; Contato por meio da visão e do olfato, como no caso das descargas sanitárias.
Segundo Blum et. al (2007) há 05 critérios gerais de qualidade no planejamento de sistemas de reuso: • • • • •
O reuso não deve resultar em riscos sanitários à população; O reuso não deve causar nenhum tipo de objeção por parte dos usuários; O reuso não deve acarretar prejuízos ao meio ambiente; A fonte de água que será submetida a tratamento para posterior reuso deve ser quantitativa e qualitativamente segura; A qualidade da água deve atender às exigências relativas aos usos a que ela se destina.
Segundo Nardocci et. al (2007) os riscos à saúde humana e ao meio ambiente, associados ao reuso de água, preocupam a sociedade por dois motivos principais: a poluição dos recursos hídricos e as limitações das técnicas de tratamento de água que, apesar dos avanços obtidos nos últimos anos, não removem completamente todas as substâncias indesejadas da água. Assim sendo, é necessário equilibrar as relações risco/benefício e custo/eficácia das tecnologias de tratamento, tendo em vista que quanto mais nobre o uso pretendido, mais alto o custo dos investimentos necessários. O gerenciamento dos riscos é o conjunto de procedimentos, normas e regras, tendo como objetivo controlar e minimizar riscos, sendo abrangente de todas as atividades técnicas, legais, decisórias, de escolhas sociais, políticas e culturais que se encontrem associadas, diretamente ou indiretamente, com as questões de risco em nossa sociedade (NARDOCCI, 2007).
8 3.6
Dados Pluviométricos
A quantidade de precipitação é o primeiro fator determinante do potencial de captação. O índice anual de chuva do local onde se deseja instalar o sistema é uma informação fundamental. O índice pluviométrico mede quantos milímetros chove por ano em um m². Na Figura 2 é possível observar a precipitação de Goiânia.
Fonte: INMET- Instituto Nacional de Meteorologia(2008) Figura 2: Precipitação de Goiânia entre 1961 e 1990
3.7
A Legislação Brasileira dos Recursos Hídricos
Ao lado da base técnica, é necessário um embasamento jurídico sólido. No caso do Brasil, a Constituição Federal, o Código de Águas, a Legislação Subseqüente e Correlata, a Lei de nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997, a Secretaria de Recursos Hídricos e a Agência Nacional de Águas, são fortes instrumentos e instituições de defesa dos Recursos Hídricos (SENRA, 2008). Tendo como destaque a Lei de nº 9.433, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamentos de Recursos Hídricos. A Lei nº 9.433/1997 conhecida como a Lei das Águas, institui a Política de Recursos
9 Hídricos cujos fundamentos são:
a) A água é um bem de domínio público de uso do povo. O Estado concede o direito de uso da água e não de sua propriedade. A outorga não implica alienação parcial das águas, mas o simples direito de uso; b) Usos prioritários e múltiplos da água. O recurso tem de atender a sua função social e a situações de escassez. A outorga pode ser parcial ou totalmente suspensa, para atender ao consumo humano e animal. A água deve ser utilizada considerando se projetos de usos múltiplos, tais como: consumo humano, dessedentação de animais, diluição de esgotos, transporte, lazer, paisagística, potencial hidrelétrico, etc. As prioridades de uso serão estabelecidas nos planos de recursos hídricos; c) A água como um bem de valor econômico. A água é reconhecida como recurso natural limitado e dotado de valor, sendo a cobrança pelo seu uso um poderoso instrumento de gestão, onde é aplicado o princípio de poluidor-pagador, que possibilitará a conscientização do usuário. A Lei no 9.433/97 no artigo 22 informa que “os valores arrecadados com a cobrança pelo uso de seus recursos hídricos serão aplicados prioritariamente na bacia hidrográfica em que foram gerados”. Isso pressupõe que os valores obtidos com a cobrança propiciarão recursos para obras, serviços, programas, estudos, projetos na bacia; d) A gestão descentralizada e participativa. A bacia hidrográfica é a unidade de atuação para implementação dos planos, estando organizada em Comitês de Bacia. Isso permite que diversos agentes da sociedade opinem e deliberem sobre os processos de gestão de água, pois, nos comitês, o número de representantes do poder público, federal, estadual e municipal, está limitado em até 50% do total.
Sobre águas pluviais, o Decreto nº 24.643 de 10 de julho de 1934, em seu Capítulo V, artigo 103, estabelece que: “As Águas Pluviais pertencem ao dono do prédio onde caírem diretamente, podendo o mesmo dispor delas à vontade, salvo existindo direito em sentido contrário”. Porém, não é permitido desperdiçar essas águas em prejuízo dos outros prédios que delas possam se aproveitar, sob pena de indenização aos proprietários dos mesmos, além de desviar essas águas de seu curso natural para lhes dar outro curso, sem consentimento expresso dos donos dos prédios que irão recebê-las. Para o Reuso da água é necessário observar a resolução do CONAMA n° 357/2005 em que o uso é dividido em classes com seus respectivos usos permitidos. No estudo em questão os usos permitidos melhor se enquadram na Classe 2, conforme pode ser observado no Quadro 1.
Quadro 1: Classificação das águas doces segundo seus usos preponderantes – Resolução CONAMA no 357 de 17 de março de 2005. CLASSE Especial
1
• • • • • • • •
USOS PERMITIDOS ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção; à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral. ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
10 2
• • • •
3
4
• • • • • • • •
ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; à aqüicultura e à atividade de pesca. ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; à pesca amadora; à recreação de contato secundário; à dessedentação de animais. à navegação; à harmonia paisagística.
Fonte: Adaptado Resolução CONAMA n°357/2005
4
METODOLOGIA
4.1
Índice Pluviométrico
O índice pluviométrico é uma medida em milímetros, resultado da somatória da quantidade da precipitação de água (chuva, neve, granizo) num determinado local durante um dado período de tempo. No estudo realizado na cidade de Goiânia, a precipitação média foi obtida através do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) conforme pode ser observado no quadro 2, a precipitação média em cada mês do ano e também a precipitação média total que será usada no calculo da viabilidade econômica do projeto.
Quadro 2: Precipitação média em Goiânia – INMET (1961-1990) Mês Jan Fev Mar Abr Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Precipitação média mm
270,3
213,3
209,6
9,5
6,2
12,7
47,6
Mês
Out
Nov
Dez
TOTAL
Precipitação média mm
170,9
220,0
258,8
1.575,9
120,6
36,4
Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia – INMET.
4.2
Implantação do sistema de captação e armazenamento da água coletada
O sistema para captação e reaproveitamento de águas pluviais, caracterizado por compreender um dispositivo de coleta de água pluvial, capaz de coletar a água que chega em telhados de edificações, no estudo será captado por uma calha no telhado seguindo para
11 uma filtração primária, onde serão removidas folhas, papéis e outros resíduos granulados maiores. Para a filtragem será utilizado um filtro do modelo 3P VF1 conforme Figura 3.
Fonte: Technik (2008) Figura 3: O filtro 3P VF1. O 3P VF1 é um sistema de filtro utilizado para filtragem da água de chuva de telhados com áreas até 200 m2. O seu grau de eficiência varia em torno de 90 a 95% de retenção de sólidos, isso dependendo da intensidade da precipitação. Os resíduos separados não se acumulam, pois são encaminhados por um sistema de descarga alternativo. A filtragem em dois estágios permite reduzir a manutenção para duas vezes ao ano, salvo situações muito especiais onde se acumula uma quantidade maior de resíduos sólidos na área coberta. Após a filtragem primária a água segue para dois reservatórios conjugados através de tubulações, onde a água é armazenada para posterior recalque. O armazenamento será constituído de três reservatórios, sendo dois com capacidade de armazenamento para 5000 litros cada, situadas na área inferior próximo a calha, e outro localizado na parte superior da residência (caixa d’água) com capacidade de 1000 litros, no qual fornecerá o destino do reuso da água pluvial para as áreas de interesse. Os
12 reservatórios serão munidos com um respiro, que permite a variação da pressão interna em função da entrada ou saída de água, além de um pequeno vertedouro para que não extrapole o limite da capacidade, sendo descartados para um sumidouro. A residência possuirá obrigatoriamente 2 caixas d’água para atender a demanda da casa, sendo que uma delas será abastecida somente pela empresa responsável pelo fornecimento de água (SANEAGO) e terá como finalidade atender os usos em que é necessário melhor qualidade da água. E outra caixa que será abastecida pelo reservatório inferior através de uma bomba Anauger 900 (Figura 4) que capta a água pluvial e possuirá 2 bóias de nível, sendo que uma elétrica para o reservatório da água pluvial e um bóia comum para a água fornecida pela SANEAGO como forma alternativa para os períodos de seca em que a precipitação é limitada. Portanto, a caixa responsável para usos não potáveis como: descarga de sanitários, lavar carros, lavar pisos, irrigação de áreas ajardinadas entre outros possuirá duas fontes de abastecimento. Sendo que funcionará de forma automática com a bóia elétrica conforme a demanda existente e em caso de falta de água no reservatório, está será desligada e será aberto o registro de gaveta que permitirá a passagem de água da SANEAGO para não prejudicar o funcionamento do sistema (Figura 5).
Fonte: ANAUGER (2008) Figura 4: Bomba Anauger 900
13
Figura 5: Modelo Para Captação e Armazenamento de água Pluvial (Corte)
Figura 6: Modelo Para Captação e Armazenamento de água Pluvial (Planta Baixa)
14 4.3
Fluxograma do modelo de Captação e Armazenamento de água Pluvial
Na figura 7 está representado o fluxograma do sistema proposto para captação e armazenamento de água pluvial para fins não potaveis.
Figura 7: Fluxograma do sistema
4.4
Cálculo do volume de água captado
Para o cálculo do volume de água captado, basta multiplicar a área do telhado pela precipitação pluviométrica média anual.
Vcaptado = Área telhado * Precipitação média
15 4.5
Cálculo da economia na taxa de água Para o cálculo da economia da taxa de água multiplica-se o valor do m3 (valor
cobrado por m3 do responsável pelo fornecimento de água na cidade, que pode ser observado no quadro 3) pelo volume captado, e então obtêm-se o valor economizado por ano na taxa de água. Economia tx. água = Valor m3 * Vcaptado Para os cálculos da economia na taxa de água será considerado uma residência normal com fonte alternativa de água, como pode ser observado no quadro 3.
Quadro 3: Valor do m3 de água e esgoto em Goiânia Tarifas Categorias
Residencial Social
Faixas de Consumo/Economia (m3/mês)
Água (R$/m3)
1 a 10
Esgoto (R$/m3) Coleta e afastamento
Tratamento
0,94
0,56
0,19
11 a 15
1,06
0,64
0,21
16 a 20
1,21
0,73
0,24
Obs.: Segundo Resolução da Diretoria 443/2008 - DE da AGR, Art. 2º - Define em até 20m3 / mês o consumo máximo para o enquadramento dos usuários na categoria residencial social e em até 10m3 / mês para o enquadramento dos consumidores classificados na categoria comercial II. Residencial Normal (sem Fonte alternativa de água)
Residencial Normal (com Fonte alternativa de água)
1 a 10
1,88
1,13
0,38
11 a 15
2,13
1,28
0,43
16 a 20
2,43
1,46
0,49
21 a 25
2,75
1,65
0,55
26 a 30
3,12
1,87
0,62
31 a 40
3,54
2,13
0,71
41 a 50
4,02
2,41
0,80
acima de 50
4,56
2,74
0,91
1 a 10
1,88
1,50
0,38
16 11 a 15
2,13
1,70
0,43
16 a 20
2,43
1,94
0,49
21 a 25
2,75
2,20
0,55
26 a 30
3,12
2,49
0,62
31 a 40
3,54
2,83
0,71
41 a 50
4,02
3,22
0,80
acima de 50
4,56
3,65
0,91
1 a 10
3,54
2,83
0,71
acima de 10
4,02
3,22
0,80
1 a 10
4,02
3,22
0,80
(médio e grande portes)
acima de 10
4,56
3,65
0,91
Comercial II
1 a 10
2,01
1,61
0,40
Industrial
1 a 10
4,02
3,22
0,80
acima de 10
4,56
3,65
0,91
Pública
Comercial I
Fonte: SANEAGO (2008)
4.6
Cálculo da economia na taxa de esgoto Para o cálculo da economia referente ao esgoto foi multiplicado o valor do m3
pelo volume captado e por 0,80 uma vez que considera-se 20% de perda, ou seja, a cada 1 litro de água que chega na residência é cobrado 0,8 litros para o tratamento do esgoto. Para os cálculos da economia na taxa de esgoto será considerado uma residência normal com fonte alternativa de água, como pode ser observado no Quadro 3. Economia tx. água = Valor m3 * Vcaptado * 0,80
4.7
Cálculo do retorno do investimento
Para o cálculo do retorno do investimento divide-se o valor investido pela economia anual com a implantação do sistema de captação e reaproveitamento da água pluvial. Retorno/Investimento = Valor Investido / Economia Anual
17 4.8
Estudo de Caso
Este projeto propõe o uso da água pluvial para fins menos nobres como: irrigação de jardins, descarga em vasos sanitários, lavagem de pisos, roupas e automóveis. Estes usos representam 45% do consumo de uma residência conforme pode ser observado no Quadro 4.
Quadro 4: Quantificação do consumo de água em uma residência. Consumo Potável Consumo Não Potável %
%
Chuveiro
36
Lavagem de Roupa
12
Lavagem de pratos
6
Vaso Sanitário
27
Beber e cozinhar
4
Lavagem de carros e jardins
6
Pequenos Trabalhos
9
Total
55
Total
45
Para o cálculo ficar mais próximo da real economia com a implantação do sistema, será desconsiderado o armazenamento da precipitação por 6 meses devido ao baixo índice pluviométrico em Goiânia no período da seca, que compreende os meses de abril a setembro. Será considerado para um estudo de caso da economia, uma residência com 100 m2 de cobertura e que consome em média 30m3/mês de água. Multiplica-se o consumo médio em m3/mês por 0,45 (referente aos 45% do consumo não potável de uma residência) e divide-se o resultado por 2 (desconsiderando assim os 6 meses de seca na região). O valor obtido apontará quanto poderá ser economizado por mês em média. Multiplica-se este resultado por 12 (referente aos 12 meses do ano) e posteriormente multiplica-se pelo valor do m3 fornecido pela SANEAGO (Quadro 3) para se obter o valor economizado por ano com a implantação do sistema de captação e armazenamento de água pluvial. Para obter o tempo de retorno do investimento, divide-se o valor gasto na implantação do empreendimento conforme o Quadro 5 pelo valor economizado por ano.
18 5
RESULTADOS E DISCUSSÕES Na implantação do sistema serão gastos os materiais, conforme listado no
Quadro 5 com seus respectivos valores estimados:
Quadro 5: Materiais necessários para a implantação de um sistema de captação e armazenamento de agua pluvial para um residência de 100 m2 de cobertura. Produto Quantidade Valor Unitário (R$) Valor total (R$) Cx. D’água 5000 litros
2
1.080,00
2.160,00
Cx. D’água 1000 litros
1
231,00
231,00
Bóia Elétrica
1
27,50
27,50
Bóia Comum
1
12,20
12,20
Registro de Gaveta
1
34,90
34,90
Bomba Anauger
1
230,00
230,00
Filtro 3P VF1
1
220,00
220,00
Tubulações
Observação*
70,00
70,00
Disjuntor
1
13,10
13,10
Mão de Obra
1
585,74
585,74
Total
11
2504,44
3584,44
Observação: Este estudo apresenta um modelo de implantação, portanto o comprimento das tubulações vai variar conforme cada projeto de instalação, para este projeto será adotado custo de 70,00 (R$).
Determinação do volume de água captado:
Volume de água captado = área do telhado * precipitação pluviométrica média anual Volume de água captado = 100 m2 * 1.58m3 / m2.ano = 158m3 / ano. Portanto, uma residência de 100m2 de cobertura na cidade de Goiânia pode captar em média 158m3 de água por ano. Para o cálculo do gasto com água e esgoto o resultado vai variar conforme o consumo de m3 de água na residência, uma vez que esse valor não é constante. No Quadro 6
19 estão os valores referentes a economia por ano de água e esgoto em relação ao valor cobrado por m3 para cada faixa de consumo.
Quadro 6: Economia de água e esgoto por ano em relação à faixa de consumo. Água Economia / ano Esgoto Economia / ano Faixas de Redução do Consumo/(m3/mês)
(R$/m3)
(R$)
(R$/m3)
(R$)
1 a 10
1,88
297,04
1,50
237,00
11 a 15
2,13
336,54
1,70
268,60
16 a 20
2,43
383,94
1,94
306,52
21 a 25
2,75
434,50
2,20
347,60
26 a 30
3,12
492,96
2,50
395,00
31 a 40
3,54
559,32
2,83
447,14
41 a 50
4,02
635,16
3,22
508,76
Acima de 50
4,56
720,48
3,65
576,70
Somando a economia de água e esgoto, obtêm-se a economia total por ano com a implantação do sistema, conforme pode ser observado no Quadro 7.
Quadro 7: Total economizado por ano em relação a economia na taxa de água e esgoto para cada faixa de consumo. Faixas de Redução do Água Esgoto Total Consumo/(m3/mês)
Economia
Economia
Economizado/ano
(R$)/ ano
(R$)/ ano
1 a 10
297,04
237,00
534,04
11 a 15
336,54
268,60
605,14
16 a 20
383,94
306,52
690,46
21 a 25
434,50
347,60
782,10
26 a 30
492,96
395,00
887,96
31 a 40
559,32
447,14
1006,46
41 a 50
635,16
508,76
1143,92
Acima de 50
720,48
576,70
1297,18
20 No Quadro 8 observa-se em quantos anos será possível obter retorno do investimento de acordo com a faixa de consumo.
Quadro 8: Cálculo do Retorno do Investimento Faixas de Redução do Total Economizado/ano Consumo/(m3/mês)
Retorno do Investimento em anos
1 a 10
534,04
6,71
11 a 15
605,14
5,92
16 a 20
690,46
5,19
21 a 25
782,10
4,58
26 a 30
887,96
4,04
31 a 40
1006,46
3,56
41 a 50
1143,92
3,13
Acima de 50
1297,18
2,76
O total economizado por ano no Quadro 7 e o cálculo de retorno para o investimento no Quadro 8, referem-se ao beneficio financeiro do valor aplicado no sistema de captação e armazenamento de água pluvial, demonstrando a economia anualmente na residência com 100 m2 de cobertura, se toda água coletada for usada substituindo a água fornecida pela empresa responsável pelo fornecimento de água. No estudo de caso considerando uma residência com 100 m2 de cobertura e para um consumo de 30 m3/mês tem-se: Cálculo do consumo de 45% de uso não potável na residência (m3/mês). 30 m3/mês * 0,45 = 13,5 Cálculo do consumo desconsiderando o período de seca (m3/mês). 13,5 m3/mês / 2 = 6,75 Cálculo do consumo em 1 ano (m3 / ano). 6,75 m3/mês * 12 meses = 81 Custo da água para um consumo de até 26 a 30 m3 (R$). 81 m3 * 3,12 = 252,72 Custo do esgoto para um consumo de até 26 a 30 m3(R$).
21 81 m3 * 2,50 = 202,50 Cálculo do total economizado por ano (R$). 252,72 + 202,50 = 455,22 Cálculo do tempo de retorno do Investimento (ano). 3584,44 / 455,22 = 7,87 anos
O total Economizado por ano varia de acordo com a metragem da área de captação e do valor do m3 consumido pela residência, mas em todos os casos analisados observa-se uma economia significativa que permite em pouco tempo obter o retorno do valor investido na construção do sistema de captação e reaproveitamento de águas pluviais e a partir daí gerar lucro com a continuação do funcionamento do sistema. Essa água captada pode ter as mais diversas utilidades, sendo que o objetivo deste trabalho propõe um uso mais restrito para fins não potáveis, destinando assim o uso para descarga de sanitários, lavar carros, lavar pisos, irrigação de áreas ajardinadas e outros que contribuam para a recarga do lençol freático, minimizando assim o uso de água potável para fins menos exigentes quanto a qualidade da mesma. Seguindo assim uma tendência mundial em relação a água, um recurso natural que em boa qualidade está cada vez mais escasso no planeta.
22 6
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Com a implementação de sistemas para captação e reaproveitamento de águas pluviais em coberturas é possível dar uma destinação mais adequada a água que iria se tornar esgoto. O reuso é uma técnica utilizada a muito tempo principalmente em regiões que vivem problemas de escassez de água. O Brasil, apesar de ser um dos países com maior disponibilidade de água, também enfrenta problemas em algumas regiões com baixo índice pluviométrico e/ou água de má qualidade. Sendo assim, portanto, totalmente viável que o uso de água de boa qualidade seja totalmente destinado a fins mais nobres. Do ponto de vista econômico, considerando a taxa de precipitação média em Goiânia para diversos valores de consumo, os resultados foram todos positivos, mostrando-se uma alternativa economicamente viável, uma vez que o empreendimento que venham a instalar este tipo de sistema possuirá uma vida útil longa, portanto, o custo para implantação será ressarcido e a partir daí haverá economia para o proprietário. O desenvolvimento urbano através de superfícies impermeáveis e canalização do escoamento pluvial aumentam de forma significativa o escoamento superficial. O somatório deste aumento produz inundações freqüentes nas áreas de jusante dos riachos urbanos e ao longo de grande parte da rede de drenagem. Para resolver este tipo de problema é necessário buscar medidas de controle sustentáveis, com o controle do escoamento na fonte do problema, através de recuperação da capacidade de infiltração ou da detenção do escoamento adicional gerada pelas superfícies urbanas. Portanto haverá melhorias ambientais com a implantação do sistema de captação e aproveitamento de água pluvial, contribuindo assim na mitigação dos impactos atuais referentes a drenagem urbana.
23 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ENGENHARIA
&
PROJETOS
-
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Disponível
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