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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL CENTRO DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIAS DA CONSTRUÇÃO CIVIL FLÁVIO JOSÉ CAVALCANTI AZEVEDO CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES JÔNATAS EMANUEL MAKASEVICIUS APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL E CONDENSADA PARA FINS NÃO POTÁVEL EM UMA CASA UNIFAMILIAR TÉRREA NATAL/RN 2023 JÔNATAS EMANUEL MAKASEVICIUS APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL E CONDENSADA PARA FINS NÃO POTÁVEL EM UMA CASA UNIFAMILIAR TÉRREA Trabalho de conclusão de curso apresentado a Centro de Educação e Tecnologias da Construção Civil Flávio José Cavalcanti como requisito parcial para a obtenção do título de Técnico em Edificações. Orientador: Prof.ª. Alana N. Trajano. Co-orientador: Prof. Lindemberg M. Paz NATAL/RN 2023 JÔNATAS EMANUEL MAKASEVICIUS APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL E CONDENSADA PARA FINS NÃO POTÁVEL EM UMA CASA UNIFAMILIAR TÉRREA Trabalho de conclusão de curso apresentado a Centro de Educação e Tecnologias da Construção Civil Flávio José Cavalcanti como requisito parcial para a obtenção do título de Técnico em Edificações. Orientador: Prof.ª. Alana N. Trajano. Co-orientador: Prof. Lindemberg M. Paz BANCA EXAMINADORA Aprovado em: ____de ___________de________. ___________________________________ Prof.ª. Alana N. Trajano, Eng. Orientadora ____________________________________ Prof. Lindemberg M. Paz, téc. Co-orientador ___________________________________ Ludyélia Maria Hermes Coordenadora (SENAI) RESUMO Tendo em vista que a água é um recurso natural limitado e imprescindível à vida, questões sobre a conservação e preservação vêm sendo cada vez mais destacadas na atualidade. As técnicas de aproveitamento de água pluvial ou outras fontes, são soluções sustentáveis que contribuem para uso racional da água, proporcionando a conservação dos recursos hídricos para as futuras gerações, seguindo exemplos de outros países europeus que já fazem investimentos em suas edificações como Alemanha, Espanha, Estados Unidos, França, Holanda, Reino Unido. Tendo por objetivo verificar o potencial de economia de água potável que poderia ser obtido através da implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial ou outras fontes como a água condensada da evaporadora para fins não potáveis em uma residência unifamiliar de 80m² térrea. Este estudo de caso procura apresentar uma proposta viável e sustentável para a diminuição do desperdício ocasionados pela simples falta de conhecimentos técnicos ou por se sobrestimar os custos de implantação. O que motivou este estudo foi trazer a luz e evidenciar uma solução prática e direta para destinação de águas pluviais e condensadas na qual fosse diminuir o consumo e desperdício da água potável, em vista o aumento populacional dentro dessa década, e, agravado pelo aumento de consumo repentino em virtude de uma pandemia no ano de 2020, a necessidade para redução de custos no anseio familiar e uma segurança hídrica em períodos mais longos de seca e menos dependência da concessionária. Realizado um relatório de análise de viabilidade econômica da implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial. Através de uma pesquisa de mercado, foram levantados os custos relativos à implantação do sistema, que se mostrou economicamente um investimento viável a longo prazo, no qual proporcionaria uma redução significativa na conta de água e diminuiria o desperdício de água potável oriunda da concessionária. Palavras chave: Sustentabilidade. Água pluvial. Água potável. Viabilidade técnica. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Distribuição nacional 11 Figura 2 - Rio São Francisco 12 Figura 3 - Bacias hidrográficas 13 Figura 4 - Sistema aquífero 15 Figura 5 - Mapa de abastecimento 16 Figura 6 - Sistema de captação 22 Figura 7 - Dispositivo de descarte 23 Figura 8 - Águas condensadas 27 figura 9 - Reservatório em tubo PVC 27 Figura 10 - Localização Neópolis 29 Figura 11 - Perspectiva Isométrica hidráulica 37 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANA Agência Nacional de Águas CAERN Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte CMA Comissão de Meio Ambiente CODEVASF Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Paraíba ETA Estação de Tratamento de Água HAB Habitante IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IPCC Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas IPTU Imposto Predial e Territorial Urbano NBR Norma Brasileira Regulamentadora OMS Organização Mundial da Saúde ONU Organização das Nações Unidas RN Rio Grande do Norte SEMARH Secretaria de Meio Ambiente e do Recursos Hídricos SNIS Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento UGRH Unidades de Gestão de Recursos Hídricos SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 8 2 REFERENCIAL TEÓRICO 11 2.1 RECURSOS HÍDRICOS EM NIVEL ESTADUAL 11 2.2 BACIAS HIDROGRÁFICAS 12 2.3 SISTEMA AQUÍFERO 14 2.4 CAMINHO DAS ÁGUAS 15 2.5 CENÁRIOS FUTUROS DE REDUÇÃO DA DISPONIBILIDADE HÍDRICA 17 2.6 ESTIMATIVA POPULACIONAL – NATAL/RN 17 2.7 ACESSO A ÁGUA POTÁVEL EM NÍVEL MUNDIAL 18 2.8 DESPERDÍCIO EM NÍVEL LOCAL 19 2.9 NORMAS VIGENTES 20 2.10 CAPTAÇÃO E UTILIZAÇÃO 20 2.10.1 Área de captação e sua composição 21 2.10.2 Qualidade da água pluvial 23 2.10.3 Reservatórios de Água Pluvial 25 2.11 APROVEITAMENTO DE ÁGUAS CONDENSADAS 26 3 ESTUDO EXPERIMENTAL 28 3.1 TRABALHOS DE REFERÊNCIAS 29 3.2 APRESENTAÇÃO DA EDIFICAÇÃO 30 3.3 DADOS PLUVIOMÉTRICOS 31 3.4 DADOS CONSUMO DE ÁGUA 32 3.5 POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL 32 3.5.1 Dimensionamento de consumo 32 3.5.2 Dimensionamento de reservatório superior 34 3.5.3 Dimensionamento de reservatório cisterna 35 3.5.4 Qualidade da água coletada 36 3.6 ELABORAÇÃO DO PROJETO 37 4 RESULTADOS 38 4.1 ANÁLISE ECONÔMICA E TÉCNICA 38 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 40 REFERÊNCIAS 42 GLOSSÁRIO 45 APÊNDICE A - QUESTIONÁRIO 47 APÊNDICE B – DADOS DO PROJETO 48 APÊNDICE C – PLANTA BAIXA E COBERTURA 49 APÊNDICE C – PLANTA VISTA ARQUITETÔNICA E CORTES 51 APÊNDICE D - ORÇAMENTO 55 ANEXO A – DIMENCIONAMENTO CALHA 56 ANEXO B – DIMENCIONAMENTO RESERVATÓRIO 57 8 1 INTRODUÇÃO No dia 22 de março de 1992, a Organização das Nações Unidas (ONU) divulgou um documento conhecido como Declaração Universal dos Direitos da Água. Nesse documento único são apresentados pontos importantes sobre esse recurso hídrico, destacando sua importância e a necessidade de sua preservação em todo o planeta, com dez artigos publicados destacamos o primeiro artigo “A Água é um Patrimônio Do Planeta Terra”, a parti do ano seguinte comemora-se até nos dias atuais nessa data o Dia Mundial da Água.1 Sendo já de conhecimento internacional, o planeta terra possui 97% de água salgada, e, somente 3% de água doce segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS,2017). Podemos destacar setes países detentores das maiores reservas, são eles: Canadá, Indonésia, Estados Unidos, Rússia, Colômbia, China e o Brasil. Sendo a maior reserva de água doce a brasileira. Atualmente, existe um esforço global para alcançar uma sustentabilidade energética e hídrica, o setor da construção estar englobado junto a sociedade em políticas públicas, nesta árdua luta em meio as condições atuais, na qual a economia se encontra tende a proporcionar alternativas de gestão que viabilizem a autossustentação econômica e projete sempre um meio ambiente de trabalho seguro. Além disso, seja, o canteiro de obras de grande porte ou uma reforma pequenanum cômodo qualquer de uma residência, é gerado muitos descartes de resíduos como papelão, gesso, madeira ou plástico, e um alto consumo de água potável para fins não potáveis, onde se faz uma conscientização sobre como poderia ter uma destinação mais sustentável e correta sobre esses resíduos e um mínimo de desperdício e o reúso dessa água desperdiçada de forma inconsequente. O meio ambiente e a sustentabilidade hídrica têm passado por processos danosos irreparáveis, ou seja, a chamada antropização, e que se não houver esforços por parte de todos os setores da sociedade, público e privado, não haverá futuro possível para próximas gerações. Hoje continuamos enfrentando problemas ambientais de volumes e intensidades diferentes que ameaçam nossa permanência na terra, exemplo prático são os gases gerados na fabricação de cimento e cerâmicas e logo um desmatamento sem precedentes cada vez maior a cada ano. O ambiente construído ou cidades de concretos, causam adensamentos e continuam crescendo todos os dias e a maior parte desse crescimento ocorre nos países emergentes, ou seja, nos países em desenvolvimento, isso se dá ao devido aumento econômico da população e o êxodo que vivenciamos nessa década. Hoje existe um número muito considerável de 1 Site https://mundoeducacao.uol.com.br/datas-comemorativas/dia-mundial-agua.htm 9 construções regulares e irregulares, isso nos leva a pensar o quanto de consumo e demanda de água se deu nesses últimos anos, ao qual todo o planeta sofreu ao enfrentar um inimigo invisível chamado Coronavírus, e somado a uma guerra no leste europeu na qual se dar por questões políticas, fragilizando ainda mais famílias do mundo todo que estão tentando se recuperar da pandemia, no qual reflete diretamente no êxodo de imigrantes ao Brasil oriundos do continente europeu. O consumo consciente da água potável ou água doce, categoria utilizada para o consumo, tem ganhado mais força, tendo em vista que é um recurso limitado da face da terra e primordial a vida terrestre. No Brasil, políticas públicas têm sido implantadas como incentivos a sociedade adotarem como o novo marco do saneamento básico, com a aprovação da Lei nº 14.026/20202, o que proporcionara segurança sanitária e hídrica em alguns anos. O estado de São Paulo está na vanguarda em aplicar leis que vão beneficiar a sociedade na questão do reúso de águas pluviais em seus prédios oficiais, tanto que foi aprovado na forma de Lei 17.394 de 15 de setembro de 20213. No âmbito nacional o senado aprovou na Comissão de Meio Ambiente (CMA), com diretrizes do Conselho Econômico e Social da ONU, ao qual promove o incentivo ao uso de fontes alternativas de abastecimento de água, como aproveitamento da água de chuva e o reúso da água a PLS 13/20154. Diante deste cenário, “o uso sustentável da água é primordial para o desenvolvimento socioeconômico humano” (BRAGA, 20115). A preservação dos recursos hídricos, em quantidade e qualidade é de suma importância hoje e nas próximas gerações, tendo em vista o aumento populacional apontado no censo pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), na qual já aponta em 2022 um crescimento significativo entre os anos de 2001 à 2021 um aumento de 24,2% da população na capital potiguar (gráfico 1). Existem no Brasil e em vários países pesquisas e programas em busca por indicadores com a finalidade de avaliar o acesso, a disponibilidade e a qualidade dos recursos hídricos no uso racional da água em edificações como prédios, casas, escolas ou universidades. Porém, poucos estudos relacionados exclusivamente à implantação de sistemas de aproveitamento de água pluvial e condensadas em residências em cidades ou metrópoles estão disponíveis na 2 Lei nº 14.026/2020 - Novo Marco Legal do Saneamento Básico 3 Lei 17.394 - Projetos arquitetônicos dos órgãos do Estado a instalação de sistema de coleta para captação da água de chuva. 4 Altera a Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997, (Política Nacional de Recursos Hídricos) e a Lei nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007 (Lei de Saneamento Básico) para promover o uso de fontes alternativas de abastecimento de água. 5 Benedito Braga, presidente do Fórum Mundial da Água, professor de Engenharia Civil e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e ex-diretor da Agência Nacional de Águas (ANA). 10 literatura nacional. Nessa linha de estudo, o presente trabalho tem por missão servir de ponte e simplificar o assunto quanto a sua conjectura até a implantação e a viabilidade técnica e econômica de execução. Elaborou-se com esse intuito um projeto de uma residência unifamiliar térrea (apêndice B) na zona sul de Natal/RN, de até 80m², com a implantação de um reservatório de 5 mil litros, para quatro moradores com consumo médio de 150L/dia (CAERN, 20136), e duas caixas d’água de 500 litros cada, para abastecido da residência, uma no nível superior com água potável e outra no nível inferior para fins não potável. Para fins de medir o nível de conscientização da sociedade no assunto, um questionário (apêndice A) foi disponibilizado com dezesseis questões, na qual as perguntas são direcionadas em três níveis distintos de entendimento, mas com foco em facilitar a busca do conhecimento. Nas primeiras questões o foco baseou-se em à sociedade estar conectada ao lado político de políticas públicas já em vigor, na segunda etapa o foco se fez no social diário, ou seja, se economizar água se faz presente no dia-dia das pessoas, e etapa final de perguntas se fez em conhecer a busca por implantação de alternativas de reúso de água para fins não potáveis. 6 Dado do acervo de viabilidade técnica de expansão de rede cedido pela CAERN, a média da zona sul é 300L/hab/dia, para o presente estudo simulado adotou-se a média estadual de 150L/hab/dia. 11 2 REFERENCIAL TEÓRICO A disponibilidade de recursos hídricos compreende todos os recursos de água, tanto superficiais quanto subterrâneas em uma determinada região ou bacia hidrográfica, para qualquer uso. No presente trabalho se fez um levantamento das principais reservas hídricas do estado do Rio Grande do Norte, Bacias e Aquíferos, para fins de conhecimento regional e futuros estudos que aprofundem novas técnicas e tecnologias que inovem a metodologia no aproveitamento de águas pluviais, visando os recursos naturais. 2.1 RECURSOS HÍDRICOS EM NIVEL ESTADUAL Segundo dados da Agência Nacional da Águas (ANA), o Brasil possui cerca de 12% de toda água doce do mundo, com uma produção hídrica de 8.430 Km3/ano sendo o país com maior disponibilidade desse recurso natural no planeta. No entanto há uma má distribuição desse recurso para a população do país, sendo a região nordeste a segunda maior população, é a que mais sofre com períodos prolongados de secas e poucas bacias hídricas. Dados levantados na ANA demostram a disponibilidade per capita de água por ano (figura 1) evidenciando a discrepância na rede de distribuição em massa. Figura 1 – Distribuição nacional Fonte: Agencia Nacional de Águas, (ANA) 2017. 12 O Nordeste tem recebido inúmeras obras voltadas ao maior anseio de sua população, a falta d’água. Mais precisamente no estado do Rio Grande do Norte (RN), tem recebido obras de infraestrutura do Governo Federal (figura 2) com a chegada da transposição do rio São Francisco, como uma solução que propicia instalação da indústria, do comércio, do serviço, em desenvolvimento social, como educação, saúde, habitação e saneamento, ou seja, habitabilidade e imensuráveis benesses as quais trás dignidade e uma perspectiva de melhora na qualidade de vida de milhões de pessoas dessa região. Figura 2 – Rio São Francisco Fonte: imagem acervo - Assemb. Legislativa do Rio Grande do Norte, 2021. Todas essas reformas e obras de infraestrutura ao qual foi idealizado porD. Pedro II7, e hoje estão sendo concretizadas, nos aponta que a seca já fazia parte do cotidiano das pessoas no século passado, mas, no entanto, já terão impacto já nas próximas gerações com os investimentos em infraestrutura construída em poucos anos. 2.2 BACIAS HIDROGRÁFICAS Natal, localizada na costa litorânea, conta com 167,401 km² de área territorial, com uma população estimada em 896.708 pessoas (IBGE, 2021), tendo como responsabilidade no abastecimento de distribuição de água potável e tratamento de esgoto pela empresa pública, 7 A ideia de transposição de suas águas remonta ao reinado de Dom Pedro II, quando, em 1847, o Império brasileiro percebeu que seria a única solução para a seca do nordeste. Naquela época, o projeto não foi iniciado por falta de recursos da engenharia. Os debates acerca do empreendimento seguiram por todo o período republicano. O projeto do rio São Francisco, Câmara dos Deputados, 2021. 13 Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte8 (CAERN). As bacias hidrográficas do Estado do Rio Grande do Norte estão sob jurisdição da Administração Central da Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Paraíba (Codevasf), como mostra a dados coletados na Secretaria de Meio Ambiente e do Recursos Hídricos do Rio Grande do Norte (SEMARH, 2017) as 14 bacias do Estado, sendo a bacia do rio Doce a principal que abastece a capital (figura 3). Figura 3 – Bacias hidrográficas Fonte: SEMARH, 2017 As bacias hidrográficas da capital Natal sofreram diversas degradações ao longo do tempo, especialmente devido ao crescimento urbano e à falta de políticas públicas apropriadas para a preservação desses ecossistemas. Algumas das principais degradações incluem: 8 A Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN, sediada em Natal, é uma sociedade de economia mista, criada na forma da Lei nº 3.742, de 26 de junho de 1969 (entrando em funcionamento em 02/09/1969), pelo então Governador do Estado, Monsenhor Walfredo Gurgel, vinculada à Secretaria de Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos (SEMARH), tem como finalidade a prestação de serviços públicos de abastecimento de água e esgotamento sanitário no Estado do Rio Grande do Norte. 14 Desmatamento; A retirada da cobertura vegetal ao longo das bacias hidrográficas pode levar à cobertura do solo e ao consórcio dos rios, além de diminuir a capacidade de absorção de água pelo solo. Poluição; O lançamento de esgotos e resíduos industriais nos rios e córregos podendo causar a morte de peixes e outros animais aquáticos, além de tornar a água imprópria para o consumo humano. Assoreamento; O acúmulo de sedimentos no fundo dos rios pode diminuir a profundidade do canal e dificultar a navegação, além de favorecer a proliferação por mosquitos. Alteração do curso d'água; O desvio de rios e córregos para a construção de obras civis, como pontes e estradas, pode causar a fragmentação do habitat de animais aquáticos e afetar a qualidade da água. Para reverter essa situação, é necessário adotar medidas que visem a recuperação e a preservação das bacias hidrográficas, tais como: a criação de áreas de preservação permanente, o tratamento adequado de esgotos e resíduos industriais, a educação ambiental da população, a recuperação de áreas degradadas e a promoção do uso sustentável dos recursos naturais. 2.3 SISTEMA AQUÍFERO O RN possui cinco grandes aquíferos, o Aquífero Cristalino sendo o principal e maior, no entanto a bacia de Barreiras compreende a faixa litorânea e a capital Natal, segundo Costa, um estudo levantado nos anos 2000 sobre águas subterrâneas, já apontava um elevado ritmo de área construída e exploração e adensamento do solo, aliado a irregularidade pluviométrica, estimou-se que por volta do ano de 2025 já apresentaria sinais de esgotamento, o que requeria a prospecção em outros aquíferos. Podendo observar segundo dados coletados (ANA, 2016) (figura 4) a divisão dos aquíferos. 15 Figura 4 – Sistema aquífero Fonte: Agência Nacional de Águas (ANA, 2016). Infelizmente, os aquíferos da capital Natal, especialmente o aquífero Dunas-Potengi, sofreram com a degradação ao longo dos anos. Isso se deve principalmente ao crescimento desordenado da cidade e à falta de políticas públicas efetivas para a preservação dessas importantes fontes de água. A urbanização excessiva e o aumento da impermeabilização do solo contribuíram para a diminuição da recarga dos aquíferos, uma vez que a água da chuva não consegue infiltrar no solo e encher os lençóis subterrâneos. Além disso, a exploração excessiva dos aquíferos para abastecimento público e uso industrial tem provocado a diminuição do volume de água disponível. 2.4 CAMINHO DAS ÁGUAS A cidade natalense é cercada por rios e lagoas, porém, a disponibilidade hídrica da capital pode ser considerada média, pois as maiores lagoas que fornecem água para o abastecimento da rede encanada de grande parte da cidade encontram-se em municípios vizinhos, como por exemplo, pelas Lagoa de Extremos em Extremoz/RN e Lagoa do Jiqui em Parnamirim/RN, o fluxograma (figura 5) mostra o caminho das águas doces com detalhes pela concessionária CAERN. Seus principais rios são Rio Potengi no qual percorre 176 quilômetros antes de desembocar no Oceano Atlântico, Rio Pitimbu nasce no município vizinho Macaíba e deságua na Lagoa do Jiqui, no município de Parnamirim, Rio Jundiai, Guariju e o Jaguaribe são afluentes menores que cortam a cidade. 16 Figura 5 - Mapa de abastecimento Fonte: Agência Nacional de Águas (ANA, 2021). A rede de abastecimento da capital Natal/RN apresenta pontos fortes e flexíveis que impactam diretamente na qualidade e disponibilidade da água para a população. A seguir, destaco alguns deles: Pontos fortes: Sistema integrado: O sistema de abastecimento de água em Natal é integrado, com diversas estações de tratamento de água (ETA) e pontos de captação de água distribuídos pela cidade. Isso permite uma maior flexibilidade na operação e manutenção do sistema. Água de boa qualidade: A água distribuída em Natal é tratada e atende aos padrões de qualidade alcançados pelo Ministério da Saúde. A qualidade da água é monitorada regularmente e a (CAERN) realiza ações para manter a qualidade da água distribuída. Investimentos em infraestrutura: A CAERN tem realizado investimentos em infraestrutura, como a expansão da capacidade de tratamento das estações de tratamento de água e a construção de novos reservatórios de água. Pontos flexíveis: Desperdício de água: Um dos principais problemas da rede de abastecimento de Natal é o desperdício de água. Segundo dados da CAERN, cerca de 50% da água produzida é perdida em vazamentos e ligações clandestinas. Falta de água: A falta em diferentes pontos, muitos se dão pela topografia elevada. 17 2.5 CENÁRIOS FUTUROS DE REDUÇÃO DA DISPONIBILIDADE HÍDRICA De acordo com relatório do ano de 2021 da Conjuntura de Recursos Hídricos do Brasil elaborado pela Unidades de Gestão de Recursos Hídricos (UGRH), orienta ao nosso futuro próximo estar relativamente preparados a diferentes tipos de dificuldades ((UGRH 2021, p. 100), projeta diversos cenários para 2040, tanto climático no aumento da temperatura mundial e hídrico ao qual se dar pela evapotranspiração da água. UGRH apresentados possíveis cenários, os resultados em todos tem em comum um potencial aumento de insegurança hídrica, de acordo com o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC)9, mudanças climáticas são as variações significativas no estado médio do clima ou em sua variabilidade, persistindo por um período extenso. Tais mudanças podem acontecer devido a processos naturais (internos ou externos), por processos antropogênicos, isto é, mudanças causadas pelo ser humano, ou atémesmo pelo efeito somado de ambos os processos. A previsão para as bacias litorâneas estaduais do RN com redução superior a 5% na maior parte da UGRH em 20% a 40% dos cenários possíveis (ANA, 2021). O objetivo não é se preparar para um único futuro desconhecido e com um alto grau de incerteza, mas ser robusto o suficiente para lidar satisfatoriamente com os diferentes futuros hidroclimáticos plausíveis que podem ocorrer no Brasil. Assim, a partir da avaliação do percentual de cenários que apontam para o aumento ou a redução na disponibilidade hídrica, em diferentes níveis de alteração. (UGRH, 2021, p. 100) 2.6 ESTIMATIVA POPULACIONAL – NATAL/RN Nas últimas décadas os levantamentos das estimativas da população brasileira apontam um aumento significativo, segundo dados gerados pelo IBGE. Na capital Natal tende a acompanhar essa tendência nacional, seja pelo número dos recém-nascidos ou pelo crescente números de pessoas oriundos de outros estados ou países. Os dados levantados em campo (gráfico 1) atualizados em 2022 pelo censo, aponta que na capital Natal houve um aumento populacional de 24,2%, em 20 anos de coleta e pesquisa, dos dados apresentados. 9 O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) é o órgão das Nações Unidas para avaliar a ciência relacionada às mudanças climáticas. 18 Gráfico 1 – Populacional NATAL/RN – Dados IBGE Fonte: Autor, adaptado IBGE (2022). Entre os pontos fortes desse crescimento populacional, podemos citar o aumento da diversidade cultural e extensão da oferta de serviços e comércio na cidade, o que contribui para a geração de empregos e renda. Além disso, o aumento da população pode gerar uma demanda maior por serviços públicos, como saúde e educação, o que pode incentivar o investimento nessas áreas. Por outro lado, o aumento populacional também traz alguns pontos fracos que precisam ser considerados. Um dos principais desafios é o aumento da pressão sobre a infraestrutura da cidade, incluindo transporte, habitação e saneamento básico, o que pode gerar problemas como congestionamentos, falta de moradias acessíveis e problemas de saúde pública. Além disso, o aumento populacional pode gerar uma maior competição por recursos, como água e energia, o que pode levar a um aumento nos preços e na escassez desses recursos. Portanto, é importante que as autoridades locais planejem o crescimento da cidade de forma sustentável, considerando os pontos fortes e persistentes do aumento populacional, a fim de garantir uma qualidade de vida adequada para todos os habitantes da cidade. 2.7 ACESSO A ÁGUA POTÁVEL EM NÍVEL MUNDIAL Como já reiterado ao longo desse artigo, é de insuma importância para a fase da terra e a sobrevivência dos povos que nela vivem, a continuidade em aprimorar os estudos e tecnologias que iram proporcionar segurança hídrica para as futuras gerações. Nesse intuito a Organização Mundial da Saúde (OMS) em parceria com a ONU emitem relatórios anuais que marcam diretrizes para os 193 Estados federados trabalharem e tragam soluções aos problemas que assolam o planeta, dentre muitos podemos citar um apelo global à ação para acabar com a 0 200000 400000 600000 800000 1000000 N at al ( R N ) 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 2 0 2 1 P O P U P A Ç Ã O ANOS Gráfico Populacional NATAL/RN 19 pobreza, proteger o meio ambiente e o clima e garantir que as pessoas, em todos os lugares, possam desfrutar de paz e de prosperidade. No presente ano, o relatório traz em destaque um dado alarmante, ao qual um quarto da população mundial, ou seja, 25% não tem ainda acesso à água potável e saneamento básico. Contra partida no mesmo relatório relata um avanço de dois bilhões de pessoas que em 20 anos tiveram acesso água potável, demostrando que em duas décadas o quanto demorado estar os mais necessitados terem o direito a condições mínimas de sobreviver (ONU, 2022). 2.8 DESPERDÍCIO EM NÍVEL LOCAL Em nível nacional existem vários órgãos do governo Federal ao qual são abastecidos com dados das diversas concessionárias de abastecimento e saneamento dos seus respectivos Estados, dentre tantos estar o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), ao qual no Estado do Rio Grande do Norte é coletado informações da concessionária CAERN, e dentro no âmbito administrativo, dentre diversos setores ao qual geram milhares de relatórios estar o setor de Controle de Perdas, nele é gerado várias análises de controle e uso da água, uma estimativa em nível estadual é detalhada para cada município (tabela 1), trazendo parâmetros e indicadores a serem estudados pelos seus técnicos e especialistas. Tabela 1 – Estimativa de Desperdícios em Municípios Fonte: Sistema Nacional De Informações Sobre Saneamento (SNIS, 2022). No ultimo balaço do presente ano, para a capital Natal, constatou-se um aumento significativo no nível de desperdício dentre as ligações da rede de sua atuação de abastecimento, no documento apresentado (SNIS, 2022), consta uma estimativa de desperdício de 655 litros/dia/ligação (tabela 1). Em comparação entre os anos passados um aumento de 15%, uma 20 comparação do decorrente ano com os municípios ao redor, Natal possui 20,5% a mais de desperdício estimado. 2.9 NORMAS VIGENTES O sistema de coleta e aproveitamento de águas de chuvas já se faz conhecido no Brasil a anos, mas, as leis e normas aplicáveis são poucas disseminadas de forma ampla para o cidadão comum, uma das faltas do conhecimento é o descarte irregular na rede pública, tanto de esgoto e pluvial. As normas brasileiras,10 Plano Diretor e o Código de obras de cada cidade já dispunham de dispositivos já anexados nas suas elaborações trazendo as regras e recomendações aplicáveis. Em âmbito estadual, atualmente vem sendo aplicado no novo Plano Diretor11 de Natal- RN, no CAP. II do Desenvolvimento Socioeconômico Sustentável no ART.6º inciso II, requisitos para a obtenção dos incentivos previstos ART.5º no inciso XII, no qual cita como incentivos para os cidadãos “aproveitamento das águas pluviais, bem como o reuso das águas servidas para fins não potáveis”, abrindo a possibilidade para o estudo e aprimoramentos nas áreas; documentação técnica, laboratórios, novas tecnologias, estudos em edifícios residenciais e públicos, programas da qualidade e estudos de caso em diferentes tipos de edifícios, como escritórios, escolas, hospitais, cozinhas, entre outros. 2.10 CAPTAÇÃO E UTILIZAÇÃO Os usos finais de água consistem em análises de consumo de água em todos pontos de saída e aparelhos numa residência com utilização direta da água. Para verificar o consumo de água dentro da residência, é necessária uma boa coleta de dados e caracterização dos ambientes, na qual devem ser considerados: pressão, vazão, quantidade de caixas d’águas e reservatórios, clima, população, freqüência de utilização, poder aquisitivo e produtos instalados. Possibilitando a verificação da quantidade de água consumida em cada determinado aparelho e pontos de saídas. A água potável é utilizada para atividades distintas nas edificações, tais como exemplos: preparação de alimentos e bebidas, limpeza pessoal e ambiental, como outros. Dentre estes diversos usos da água, uma parcela significativa está destinada a fins não potáveis, como 10 10844:1989- Instalações prediais de águas pluviais – Procedimento – 4 CONDIÇÕES GERAIS / 4.2.2 11 LEI COMPLEMENTAR N º 208 DE 07 DE MARÇO DE 2022 21 descargas de vasos sanitários, rega de jardins, piscina, limpeza de automóveis e calçadas, onde poderia perfeitamente ser utilizada água de chuva. No Brasil, há estudos em universidades, escolas e instituições técnicas com similitudeno que desrespeito ao consumo e destinação da água potável ou não potável. Com base em um estudo cientifico feito no sul do Brasil, mais precisamente localizada em Palhoça/SC em duas residências unifamiliares, com três habitantes e uma caixa d’água cada (GHISI E OLIVEIRA, 2007) no estudo supracitado verificou-se uma média de 30% para mais a destinação em porcentagem nos usos finais de água, conforme apresentado na tabela 2. Tabela 2 – Uso final de água tratada para consumo doméstico em duas residências unifamiliares localizadas no município de Palhoça/SC Fonte: GHISI & OLIVEIRA, (2007). A base destes dados coletados norteia o dimensionamento do reservatório para captação das águas pluviais e o quanto de média pode ser economizado com a implantação do sistema ao consumo para fins não potáveis. 2.10.1 Área de captação e sua composição O conjunto de benefícios ou vantagens gerados na obtenção de um reservatório ou cisterna com captação de águas da chuva são estes: a economia que é gerada na conta da concessionaria de abastecimento; minimizar riscos de enchentes; preservar o meio ambiente; reduzindo a escassez de recursos hídricos; reserva de água para situações de emergência; reserva de água na interrupção do abastecimento público (MAY, 2004). O sistema é composto basicamente por somente 4 componentes (figura 6), são eles: área de captação, tubulação condutora, reservatório de abastecimento e reservatório de tratamento (MAY, 2004) vale salientar, a construção e a instalação do sistema de reúso e sua utilização 22 não podem se conectar de forma nenhuma ao sistema da água potável oriundo da concessionária. Figura 6 – Sistema de captação Fonte: Autor, (2022). A trabalhabilidade do sistema não é complexa ou de difícil entendimento, pelo contrário, é de fácil manuseio e entendimento dos seus itens de composição do quadro de funcionalidade. Consiste de maneira geral, na captação da água da chuva que cai sobre os telhados ou lajes da edificação. A água é conduzida até o local de armazenamento através de calhas, tubulações horizontais e verticais, passando por equipamentos de filtragem e descarte de impurezas. Em alguns sistemas é utilizado dispositivo desviador das primeiras águas de chuva (figura 7). Após passar por uma pré filtragem dos resíduos sólidos, a água é armazenada geralmente em reservatório enterrado (cisterna), e passa por um tratamento com cloro, e através de uma bomba é lançada a um segundo reservatório (elevado, caixa d’água), do qual as tubulações específicas de água pluvial irão distribuí-la para o consumo não potável (figura 6). Reservatório de coleta e tratamento-cisterna Reservatório de consumo Telhado para captação Tubulação condutora horizontal Tubulação de distribuição Bombeamento Tubulação condutora vertical 23 Figura 7 – Dispositivo de descarte Fonte: Autor, (2022). A captação de água de chuva dar-se comumente pela utilização da cobertura da edificação que pode ser com laje e usualmente telhas, na qual podem ser encontrados materiais como: telha galvanizada pintada ou esmaltada com tinta não tóxica, fibrocimento, PVC, telha de concreto, telha cerâmica, telha policarbonato e telha de fibra de vidro. As calhas também devem ser fabricadas com materiais, como PVC ou outros tipos de plásticos, evitando assim, que partículas tóxicas provenientes destes dispositivos venham a ser levadas para os tanques de armazenagem ou também podem ser em alumínio (BELLA CALHA, 2022). 2.10.2 Qualidade da água pluvial É de insuma importância o total acompanhamento do tratamento da água coletada no sistema para o reúso, tendo em vista a segurança sanitária, mesmo não sendo para fins do uso potável segundo a NBR 15527:2019 (tabela 3). As recomendações técnicas da viabilidade aprovam sobre recomendações restritas para fins potáveis o consumo, seguindo rigorosamente todos os cuidados e tratamentos que nelas aplicável segundo estudo e trabalho apresentado GROUP RAINDROPS, (2002) e BATISTA e GAMA PACHECO, (2016). A coleta de água para fins não potáveis não requer grandes cuidados de purificação iguais aos dados para o consumo, um tratamento simples, podem-se usar processos de sedimentação natural, filtração simples e cloração (MAY, 2004). 24 Tabela 3 - Parâmetros mínimos de qualidade uso não potável – NBR 15527:2019 Fonte: ABNT, 2019. Alguns dos parâmetros definidos pela NBR 15527 (tabela 3) incluem pH, turbidez, cor, odor, sabor, presença de coliformes totais e termotolerantes, entre outros. O objetivo é garantir que a água esteja livre de contaminantes que possam colocar em risco a saúde humana. Para garantir a qualidade da água, é importante tomar alguns cuidados. Em primeiro lugar, é fundamental que as fontes de água sejam protegidas de contaminações externas, como a presença de animais ou atividades humanas que possam causar poluentes na água. Além disso, é importante que a água seja tratada antes de ser distribuída para consumo humano. Os processos de tratamento incluem a clarificação, a transmissão e a filtragem, entre outros. Por fim, é importante que a água seja mantida e distribuída em condições adequadas, de forma a evitar a contaminação por microrganismos ou outros contaminantes. Isso pode incluir a utilização de reservatórios adequadamente, a instalação correta dos equipamentos e a manutenção regular dos sistemas de distribuição. Tabela 4 – Variações da qualidade da água de chuva devido ao sistema de coleta Grau de purificação Área de coleta de chuva Observação A Telhados (lugares não frequentados por pessoas ou animais) Se a água for purificada, é potável B Telhados (lugares frequentados por pessoas ou animais) Apenas usos não potáveis C Pisos e estacionamentos Necessita de tratamento mesmo para usos não potáveis D Estradas Necessita de tratamento mesmo para usos não potáveis Fonte: GROUP RAINDROPS, (2002) 25 É recomendado o descarte do primeiro fluxo entre os primeiros 20 minutos de chuva, pois é considerado impróprio para ser utilizado em sistemas de aproveitamento de água pluvial (tabela 4), podendo conter poeira, folhas, insetos, fezes de animais, animais mortos, pesticidas, além de outros resíduos e poluentes transportados por via aérea no qual se acumula nas superfícies das áreas de captação ou na tubulação, principalmente quando se tem períodos longos de estiagem, essas técnicas podem ser manuais ou automatizadas (MAY, 2004), mas a norma recomenda ser preferencialmente automatizado para maior ganho de captação. 2.10.3 Reservatórios de Água Pluvial Dentro da literatura moderna há centenas de estudos, técnicas e recomendações quanto ao armazenamento de água, dentre diversos tipos disponíveis no mercado nacional e internacional, dentro da cultura e mercado brasileiro, destacamos os construídos de alvenaria e os fabricados com polietileno. Segundo Warwick (1999), podemos classificar os reservatórios de duas maneiras: tanque, quando sobre o terreno (solo), e cisterna quando estar sob o terreno (solo). A correta escolha do reservatório dependerá de um balanço de questões técnicas e econômicas nas quais as mais citadas são: a) Condições de espaço. b) Tipos disponíveis localmente. c) Custo de compra: reservatório novo. d) Custo de material e mão de obra: construção do sistema de capitação de água. e) Material e mão de obra qualificada disponível localmente. f) Condições do solo: local de implantação. Podemos ressaltar algumas características das vantagens e desvantagens dos tipos de reservatórios conforme o quadro 1, segundo Warwick, (1999). Quadro 1 – Tipos de reservatórios - vantagens e desvantagens TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS TANQUE • Por estar fora do solo facilita inspeções de rachaduras e vazamentos • Fácil construção em materiais tradicionais• Normalmente de custo mais elevado • Requer espaço para implantação • Mais vulnerável • Sujeito à ação do clima 26 • Pode ser levantado acima do nível do solo, permite o abastecimento por gravidade • Erros são potencialmente mais perigosos CISTERNA • Geralmente os custos são menores • Requer menor ou nenhum espaço acima do solo desobstruindo-o • Permite menor espessura das paredes pois o solo auxilia na estruturação • A extração da água é mais demorada, necessitando de bombeamento • Rachaduras e vazamentos são mais difíceis de detectar • Raízes de árvores podem danificar a estrutura • Maiores riscos de acidentes, caírem dentro • Não suporta peso por cima Fonte: Warwick, (1999). Na questão quanto ao dimensionamento, para o cálculo se pode seguir as orientações e recomendações da NBR 5626:202012, dentre elas está: Reserva para dois dias; Consumo per capita em litros; Número de usuários. A diferença na especificação de um ou outro volume a serem adotado, neste caso, o custo-benefício, que é percebido diferentemente pelo usuário, conforme entendimento de valor em retorno do investimento verso a produção de água gerada com a captação, principalmente, dos aspectos ambiental e econômico. Os volumes para o ótimo dimensionamento do reservatório servem como subsídio para considerações em torno dos benefícios da aplicação do sistema na edificação (PEREIRA, 2014). 2.11 APROVEITAMENTO DE ÁGUAS CONDENSADAS Neste presente trabalho agregou-se as possibilidades para a utilização e destinação da grande quantidade de água gerada pelo uso do ar-condicionado, que por muitos é descartada ao solo ou esgoto, sem apreço das possibilidades nela contidas. Segundo o estudo de pesquisa aplicada no ensaio de laboratório (ANTONIO, 2014), um aparelho de 12000 btus pode gerar aproximadamente 1 litro de água condensada e confirmando o que a norma NBR 16655/2018 - Instalação de sistemas residenciais de ar-condicionado, traz a respeito do assunto. Essa água gerada por sua vez é impropria para o consumo, mas, útil para outros fins, como já supra citados a água de chuva, podendo dessa maneira ser conectada a 12 ABNT NBR 5626:2020 Versão Corrigida:2020 - Sistemas prediais de água fria e água quente — Projeto, execução, operação e manutenção 27 instalação do descarte da condensadora na rede do reservatório de águas pluviais (figura 8) e, sendo assim, agregando uma solução ecológica e sustentável, como destino final o reúso. Figura 8 – Águas condensadas Fonte: Autor, (2022). Á água captada pode ter diversas utilidades não potáveis, pode-se mencionar os benefícios que são gerados se aplicados em grandes escalas como hospitais, escolas em geral, edifícios empresariais dentre outros grandes imóveis. Uma solução para destinar essa água gerada à baixo custo de implantação com tubos e reservatório, que é auto-sustentável e ecologicamente correta. Figura 9 – Reservatório em tubo PVC Fonte: Autor, (2022). Uma das alternativas para armazenar a coleta da água gerada pela evaporadora é a conexão de um tubo de PVC no sentido vertical ( figura 9) ao dreno. Um tubo com diâmetro de 100mm com um metro de comprimento pode armazenar 7,85L em 8 horas. 28 3 ESTUDO EXPERIMENTAL O presente trabalho trata-se de estudo de análise, no qual visa a viabilidade técnica e econômica de uma edificação protótipo, elaborada pelo autor com auxílio dos softwares Revit, Autocad e Excel, no curso técnico em edificação na requerida instituição SENAI, o protótipo localizado na zona metropolitana da capital do Rio Grande do Norte, Neópolis-Natal. A verificação da viabilidade econômica do sistema de aproveitamento de água da chuva no bairro Neópolis, considerou as diretrizes e recomendações estabelecidas pela ABNT NBR 15527:2019 - Água de chuva: Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis. Foi desenvolvida uma metodologia que compreende as seguintes etapas: Sobre a região: a) descrição do objeto de estudo do protótipo elaborado, localidade (figura 10). b) levantamento de dados referentes ao consumo de água localmente. c) levantamento de dados pluviométricos da região. d) Formulário de entrevista – Nível de conscientização sobre o tema (apêndice A). Sobre o protótipo: a) determinação das áreas de cobertura. b) dimensionamento do reservatório para aproveitamento de água pluvial. c) análise econômica da viabilidade de implantação do sistema. Sobre o conhecimento de implantação: a) elaboração de questionário sobre o tema proposto (apêndice A). b) Analisar as respostas recebidas c) Elaborar uma síntese sobre as respostas. 29 Figura 10 – Localização Neópolis Brasil- região nordeste Rio Grande do Norte Neópolis/Natal Fonte: Autor, (2022). A localização do cenário simulado do projeto Protótipo se encontra na Av. Porto de Pedras sem número, bairro Neópolis/Natal. Uma região com uma topografia com morros que é propicia a gerar alagamentos em setores mais baixos da região. 3.1 TRABALHOS DE REFERÊNCIAS Os títulos dos principais trabalhos levantados, publicados no período de 2004 a 2018, envolvendo as temáticas “aproveitamento de água pluvial”, “para fins não potáveis”, “para fins potável” e “aproveitamento de águas condensadas” encontram- se apresentados a seguir no quadro 2, nos quais alguns destes formaram embasamento bibliográfico e pesquisa no conhecimento técnico para o presente trabalho. Quadro 2 – Principais autores e temas publicados por ano AUTOR ANO TEMA SIMONE MAY 2004 APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM INSTITUIÇÃO DE ENSINO: ESTUDO DE CASO EM FLORIANÓPOLIS - SC RAFAEL SIMÕES MANO 2004 CAPTAÇÃO RESIDENCIAL DE ÁGUA DE CHUVA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM PORTO ALEGRE: ASPECTOS BÁSICOS DA VIABILIDADE E BENEFÍCIOS DO SISTEMA ANA KELLY MARINOSKI 2007 APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM INSTITUIÇÃO DE ENSINO: ESTUDO DE CASO EM FLORIANÓPOLIS – SC VINICIUS LUIZ ROCHA 2009 VALIDAÇÃO DO ALGORITIMO DO PROGRAMA NETUNO PARA A VALIDAÇÃO DO POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL PEDRO ANTONIO CARDIAS RIGOTTI 2014 PROJETO DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA CONDENSADA DE SISTEMA DE CONDICIONADORES DE AR JOÃO BATISTA LOPES BANDEIRA CRISTIANA GAMA PACHECO STRADIOTTI 2016 APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA FINS POTÁVEIS 30 Fonte: Autor, (2022). Destacamos também o autor professor engenheiro civil José de Azevedo Neto, com os trabalhos publicados, dos quais são os mais que se destacam no meio acadêmico nacional e internacional, sobre os temas pluviais, seus livros e artigos científicos sobre saneamento ambiental, gestão de resíduos sólidos e tratamento de águas e esgotos. 3.2 APRESENTAÇÃO DA EDIFICAÇÃO A edificação alvo deste trabalho experimental é o projeto denominado Protótipo TCC SENAI (apêndice C) desenvolvido pelo aluno Jônatas E. Makasevicius na turma 019 do ano de 2022, sob a coordenação do professor e Co-orientador técnico em Edificação, Lindemberg. É um protótipo de habitação residencial, sem classificação social, visa implementar o projeto alternativas tecnológicas no âmbito de arquitetura e planejamento urbano, compatíveis com a realidade brasileira e com os princípios de desenvolvimento sustentável e econômico adequando-as às condições e recursos locais. A elaboração final do projeto teve como principais diretrizes: a) otimizar a capacidade funcional da habitação. b) materiais de construção sustentáveis e permitir acessibilidade de implantação. c) utilizar a arquitetura bioclimática. d) produzir espaços com habitabilidade adequada. e) utilizar tecnologias propícias à auto-construção. f) considerar as condições do local de implantação. g) possibilitar ampliações e remanejamentos dos reservatórios. FABIANO CARVALHO JANAINA2017 SISTEMA DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA: ESTUDO DE VIABILIDADE FINANCEIRA EM COLÉGIO ESTADUAL NO MUNICÍPIO DE CORBÉLIA-PR CARLIANA ROUSE FAVRETTO 2017 CAPTAÇÃO DA ÁGUA DA CHUVA PARA UTILIZAÇÃO NA LAVAGEM DE VEÍCULOS: ESTUDO DE CASO PARA O MUNICÍPIO DE PELOTAS - RS DÉBORA PATRÍCIA BATISTA DA ROCHA 2017 SISTEMA DE REUSO DE ÁGUA PROVENIENTE DE APARELHOS DE AR CONDICIONADOS PARA FINS NÃO POTÁVEIS: ESTUDO DE CASO APLICADO AO CENTRO DE TECNOLOGIA DA UFRN PAULO CABRAL BARBOZA JÚNIOR 2018 ÁGUA DA CHUVA: APROVEITAMENTO PARA A GESTÃO DE RECURSOS PLUVIAIS EM COMUNIDADES RIBEIRINHAS DO ESTADO DO AMAZONAS NATASHA ALMEIDA DE MORAES REGO 2018 AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE NO BAIRRO DE MÃE LUIZA, NATAL-RN 31 O Protótipo TCC SENAI, neste sentido, conta, por exemplo, com sistemas de aquecimento de água solar, de tratamento orgânico das águas residuais e também com um sistema de captação e utilização de água da chuva no qual é o tema desse trabalho. O protótipo consiste de uma residência unifamiliar, inclui dois dormitórios, sala e cozinha conjugados, banheiro, área de serviço e área de entrada, e uma área com piscina e gourmet na parte externa dos fundos, totalizando 67,50 m² de área construída nos 300m² de terreno. 3.3 DADOS PLUVIOMÉTRICOS Os dados pluviométricos utilizados neste trabalho foram levantados dentro da plataforma da Agencia Nacional de Águas (ANA). Como podemos observar na figura 10 a capital natalense tem um índice pluviométrico de 143mm por ano (Anexo A), esse número não é expressivo em quantidade comparado a outras capitais com deficiências maiores, mas já é suficiente para ser implantar um sistema de capitação para períodos longos de estiagem. Gráfico 2 – Dados pluviométricos Fonte: Agencia Nacional de Águas (ANA, 2022). É importante e necessário se levantar essa coleta da serie histórica para dar início ao cálculo de dimensionamento do possível volume de reservatório que irá ser adequar. Podem ser adotados as médias por anos ou anual. 32 3.4 DADOS CONSUMO DE ÁGUA Como base de consumo se foi utilizado dados da concessionária CAERN, na qual tem por parâmetros de consumo por região e zonas da cidade e municípios. Neópolis se localiza na zona sul da capital, e pelos dados da concessionária a média é 300 litros per capita, bem acima das expectativas dos outros municípios do Estado. Como se trata de um estudo, não temos hidrômetros de amostragem ou para afins comparação possíveis aferições, foi levantado o valor cobrado pela concessionaria para residência, o cálculo é 10m³ de água no custo sem os impostos e taxas é R$47,20 reais (CAERN, 2023) é utilizado como parâmetro a média estadual de 150L/hab/dia. 3.5 POTENCIAL DE ECONOMIA DE ÁGUA POTÁVEL Como base nas normas da ABNT e trabalhos já publicados, elaborou-se em três tópicos discriminando o dimensionamento de consumo e demanda no qual consequentemente irá estimar os volumes para os reservatórios, para um melhor entendimento dos parâmetros e métodos adotados no presente trabalho, adotou-se os métodos de cálculos de dimensionamentos do professor engenheiro Azevedo Neto, outros métodos pertinentes a norma são: Método Alemão, Método Inglês, Método Australiano, Método Rippl. 3.5.1 Dimensionamento de consumo A fim de se estipular o potencial de economia proveniente da implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial, foi verificado o percentual de água potável utilizado em fins não potáveis em residência comuns, cinco exemplos factíveis dos possíveis maiores gastos ditos pela norma da ABNT NBR 8160:1999, o consumo médio de uso diário de uma pessoa comum segundo a ONU é de 110L/dia com higiene e consumo, e também foi estimado possível volume ideal de reservatório superior para armazenamento e reúso. Estimativas: consumo por mês (Per Capita): Pela concessionária a disponibilidade é de 10m³ por mês. Consumo médio de água por pessoa pela média da localização disponibilizada na concessionária, a medida adotada com base na média estadual, 150L/hab/dia: Mínimo disponibilizado pela Concessionária por ligação 10.000L = 10m³ Logo: por mês = 150 x 30 (dias) = 4.500L/hab/mês = 4,5m³ água potável. 33 Logo: 10m³ - 4,5m³ = 6,5m³ água potável estimada com destinação para uso não potável. 01) Consumo médio diário com descargas: (Obs.: cada descarga tem vazão de +/- 6L) Medida adotada: bacia sanitária com 6L. a) Média de descargas = 05 vezes ao dia = 30Litros/dia. b) 30 x 30 (dias) = 900 Litros/mês = 0,9m³. c) Isso significa 9,00% do consumo mensal (estimado). 02) Consumo médio semanal com máquina de lavar: Lavadoras menores, de até 10 kg: média de 82 a 135 litros de água por ciclo; Lavadoras de 11 – 12 kg: média de 82 a 168 litros por ciclo; Lavadoras de até 17 kg: média de 98 a 197 litros. Máquina adotada: Electrolux 10kg = 135L a) Média de lavagem = 02 vezes por semana = 270L b) 270 x 4 (dias) = 1080 Litros/mês = 1,08M³ c) Isso significa 10,80% do consumo mensal (estimado). 03) Consumo médio quinzenal com lavagem de carro: 300 litros de água, quantidade mais que suficiente para o consumo diário de uma família, podem ser gastos numa única lavagem de carro tradicional — aquela que utiliza balde e mangueira. Medida adotada: 300L por lavagem. a) Média de lavagem = 02 vezes por mês = 600L b) 600 x 2 (dias) = 1200 Litros/mês = 1,2m³ c) Isso significa 12,00% do consumo mensal (estimado). 04) Consumo médio diário com irrigação de jardim: São necessários no mínimo 10 L/m², diariamente, para a grama se instalar com o mínimo de segurança. Depois de instalado o gramado (10 dias) deve-se manter a mesma quantidade de água, agora com intervalos de 1 a 2 dias. Medida adotada: quintal com grama e plantas = 60m² regar por 10 dias. a) Média de rega por dia = 4L m² x 60 = 240L b) 240 x 10 (dias) = 2.400 Litros/mês = 2,40m³ c) Isso significa 24,00% do consumo mensal (estimado). 34 05) Consumo médio diário com limpeza doméstica: (Obs.: o balde normalmente tem 18L para limpeza doméstica). Medida adotada: 6 baldes de 18L por dia = 110 L diária. a) Média de lavagem dia =110L b) 110 x 10 (dias) = 1100 Litros/mês = 1,1m³ c) Isso significa 11,00% do consumo mensal (estimado). Somatório do consumo estimado não potável: 9,00% + 2) 10,80% + 3) 12,00% + 4) 24,00% + 5) 11,00% = 66,80%. Logo; 66,80% do consumo estimado é não potável. Com a simulação estimulado na demanda do sistema, a possibilidade de economia com uso para fins de água não potável gira entorno de 67% por mês, uma economia muito significativa para uma residência familiar que impactaria diretamente com uma redução no valor na conta da água, e contribuiria ecologicamente. Esse valor obtido irá ser utilizado no cálculo do dimensionamento do reservatório que segue no próximo tópico. 3.5.2 Dimensionamento de reservatório superior O reservatório é um dos componentes mais importantes de um sistema de aproveitamento de água pluvial, o qual deve ser dimensionado, principalmente considerando os seguintes fatores: demanda de água pluvial, áreas de captação, precipitação pluviométrica, posteriormente entrar nos custos totais de implantação (NBR15527/2019). As variáveis necessárias para alcançar um resultado viável são: a) Consumo diário per capita de água potável; b) Área de captação; c) coeficiente de escoamento superficial da cobertura (runoff13); d) eficiência do sistema de captação; e) Dados de precipitação pluviométrica; f) Percentual de substituição de água potável por não potável; 13 Coeficiente runoff varia do tipo do material do telhado que é entre 0,80 e 0,95. 35 O valor adotado para o reservatório superior deve ser maior que a demanda diária, para que supra esse consumo diário e possa manter uma reserva para épocas de baixa precipitaçãopluviométrica, e seguir as recomendações das normas que estipulam uma reserva mínima para dois dias ou mais. Segundo Rocha (2009, pág.80), a demanda diária é calculada pela formula do programa Netuno14, conforme apresentado na equação a seguir. Dpluvial = Cdiário per capita x P x AP Onde: Dpluvial = Demanda diária de água pluvial (litros/dia); Cdiário per capita = Consumo diário de água potável per capita (litros/dia/pessoa); P = População total; AP = Percentual de água potável que poderia ser substituída por água pluvial (%) Somatório, litros dias x habitantes x % de água não potável: Dpluvial = 150L x 04 x 67% → Dpluvial = 402L Logo, o valor adotado pelo resultado é um reservatório de 500 litros. O processo de variação do volume do reservatório superior foi realizado para determinar o potencial de economia de água potável e definir o seu volume ideal. Importante ressalvar que, podem ser utilizados vários reservatórios interligados entre si, desde que totalizem o volume total do reservatório adotado, como pode ser observado foi usado no projeto protótipo dois reservatórios de 500L, separados por altura de pavimento, superior para armazenar água potável e o inferior para a água não potável. 3.5.3 Dimensionamento de reservatório cisterna O dimensionamento para cisternas pode ser elaborado de algumas formas já conhecidas na literatura, no presente estudo utilizou-se o método do professor Azevedo Neto, e “a disponibilidade teórica de água de chuva para captação depende da precipitação, da área de captação, do coeficiente de escoamento superficial da cobertura e da eficiência do sistema de tratamento” (NBR 15527/2019), podendo ser estimado pela seguinte equação (anexo B): 14 Programa computacional NETUNO para dimensionamento de reservatórios visando o aproveitamento de águas pluviais em edificações. 36 V = 0,042 x P x A x T x 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 Onde: P = a precipitação média anual, em milímetros; T = o número de meses de pouca chuva ou seca; A = a área de coleta, em metros quadrados; V = o volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório, em litros. Somatório: 0,042 * Precipitação média anual * área captação * meses com pouca chuva; V = 0,042 x 143 x 92,5 x 6 → V = 3.333,33L x 𝟏 𝟏𝟎𝟎𝟎 → V = 3,3m³ Logo, volume adotado para a cisterna foi de 5000 mil litros para o presente estudo. O processo de variação do volume da cisterna foi realizado para determinar o potencial de economia de água potável e definir o seu volume ideal. Importante ressalvar que, podem ser utilizados vários reservatórios interligados entre si para um maior ganho de armazenamento. 3.5.4 Qualidade da água coletada Para o tratamento adequado da água captada a norma técnica recomenta o pré- tratamento com cloro ou hipoclorito liquido ou cloro em pastilha, ozônio, ultravioleta ou outras tecnologias antes de ser armazenada no reservatório para ser utilizado (NBR 15527/2019) supracitados na no item 2.10.2 na tabela 03 os parâmetros adequados para uso com fins não potáveis, para evitar proliferação de bactérias e fungos. O cloro é um desinfetante amplamente utilizado para tratar a água, pois é eficaz à baixo custo, uma outra alternativa muito utilizada é a água sanitária. O cloro precisa de um tempo de contato com a água para eliminar os microrganismos presentes. Esse tempo pode variar de acordo com o nível de concentração, o mais recomentado é o mínimo de 15 à 20 minutos de contato já para o uso. A norma recomenda que para cada litro d’água como valor máximo seja 5 mg/L de cloro no resultado do teste rápido de estojo. Logo pode se adotar 4g para cada 1000L, e para uma cisterna de 5mil/L, 20g já é uma medida aceitável. 37 3.6 ELABORAÇÃO DO PROJETO O desenho técnico do projeto Protótipo (figura 11) foi elaborado com auxílio de dois programas computacionais da empresa Autodesk, Revit e Autocad, nos quais elaborou-se todo o desenho técnico primário até a finalização na elaboração e entrega do projeto. Com auxílio do programa da Microsoft, o Excel, foi primordial na coleta, análise e criação de planilhas. Também foi utilizado o programa Netuno, para o estimar no processo de dimensionamento dos reservatórios o volume adequado. Com o auxílio dos softwares se fez o levantamento dos matérias mais importantes para a implantação do sistema de captação, como tubulação e suas conexões, calhas e suas conexões e reservatórios. Figura 11 – Perspectiva Isométrica hidráulica Fonte: Autor, (2022). A loja utilizada para orçar valores foi a rede varejista Ferreira Costa15 (apêndice D), pois nela se encontrou-se todos os matérias primários e secundários para a elaboração do projeto. Todo o projeto foi elaborado com base nas recomendações das NBRs, juntamente consultado ao código de obras e o plano diretor do município em vigor, sobre Coorientação do professor Técnico em Edificação Lindemberg, para os detalhes técnicos de implantação do sistema. 15 Loja física localizada na AV. Roberto freire, Capim Macio – Natal/RN – N° do orçamento 23658727 Azul – água fria Lilás – reúso Verde – pluvial Vermelho - calha 38 4 RESULTADOS Os resultados deste estudo experimental apontam como favorável a viabilidade do aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis, com o potencial de mitigar uma possível crise hídrica e melhorar a qualidade de vida da população. Além disso, a metodologia desenvolvida pode ser aplicada em outros contextos semelhantes, esperançosamente para o desenvolvimento de soluções mais eficientes e sustentáveis para a sociedade de forma geral. Com levantamento dos dados da pesquisa (apêndice A), o formulário com perguntas diretas e objetivas, teve um alcance de 60 pessoas, destacamos o alto nível da vontade dos entrevistados em implantar um sistema de reúso em suas residências, mas, na falta de conhecimento prático e metodológico trazem como empecilho as pessoas com pouca iniciativa de construção, e, a parte financeira pelo valor agregado dos matérias e mão de obra necessários. 4.1 ANÁLISE ECONÔMICA E TÉCNICA A viabilidade técnica de implantação é favorável para pessoas com ou sem nenhuma experiência em vivência de obra ou conhecimento aprimorado e profundo no assunto, pois é um sistema com baixa complexidade de entendimento de implantação, tendo por necessidade somente as capacidades motoras individuais e conhecimento das normas vigentes do seu município. A topografia da área deve ser avaliada para determinar as áreas mais baixas e onde a água da chuva tende a ser coletada. Essas informações são importantes para definir o traçado e dimensionamento dos canais de drenagem. Um estudo hidrológico é necessário realizar para determinar a vazão máxima de escoamento da água da chuva, levando em consideração a topografia, a intensidade das chuvas, a permeabilidade do solo e o uso do solo na área em questão. A viabilidade econômica pode ser um impedimento para a implantação de um sistema mais eficiente e para um nível de purificação da água não potável ao ponto de transforma-la ao consumo humano tendo pela complexidade dos equipamentos de filtros que encareceriam a implantação e a manutenção necessária. Mas, mesmo não alcançando o nível de pureza exigidos pelas normas técnicas para potável, a economia gerada para fins não potáveis ultrapassaria os 50% no volume em m³ na conta d’água, no qual diminuiria a dependência da concessionária, trazendo o retorno do valor investido em 10 anos para uma conta média de R$79,00 reais/mês. Outra inviabilidade seria o baixo custo da tarifa d’água da concessionária, 39 e o fácil acesso a ligação, na qual traz comodidade e conforto, também o longo período de retorno do valor investido, seria contraponto de conflito na aquisição de implantação. No apêndice D, traz com detalhamentoàs peças sugeridas para este estudo no projeto protótipo, no entanto o valor levantado pode se elevar com o implemento de possíveis adaptações e melhorias nos equipamentos para filtragem e adição de tubulação e conexões. Neste primeiro levantamento unitário de peças, ficou orçado; tubulação e suas conexões; calhas e suas conexões; bomba d’água; Reservatórios; filtros; No segundo levantamento se faz necessário a adição dos custos de manutenção semestral do sistema na cisterna e reservatório, calhas e conexões; Limpeza e higienização. Ao final os valores orçados para estimar o presente estudo com os matérias e manutenção renderam o investimento de R$9.524,21 reais. Para o tempo de retorno do investimento estimou-se ao máximo de 10 anos onde: Equação: valor / anos / meses R$9.524,21 / 10/ 12 Logo, o valor investido terá o retorno por mês em R$79,00 reais. 40 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS É preciso o compartilhamento do conhecimento sobre métodos que possam contribuir na sustentabilidade no uso racional da água, pois é um recurso no qual estamos sujeitos a sobrevivência no planeta terra. Mesmo sendo o país com a maior reserva hídrica, existem diversas cidades brasileiras com dificuldades para disponibilizar uma água potável de qualidade para sua população, na qual somente “à conscientização da população sobre a importância da economia e conservação de água requer uma mudança cultural ampla” (MAY, 2004). A necessidade hoje vivenciada por inúmeras famílias do nordeste brasileiro pela falta de um bem imaterial, e resultado da ineficiência da própria sociedade sobre políticas públicas ao incentivo desde mecanismo que se faz eficaz a causa, tanto para áreas públicas e privadas, como um todo, a sociedade ganha de todas as formas, direta e indiretamente, na sustentabilidade, qualidade de vida, a influência direta gerada no futuro, os bons exemplos que a sociedade puder deixado plantado fará e terá impacto nas próximas gerações. O professor Gonçalves (2001) comenta a necessidade do incentivo por meio do governo com subsídios de taxas e impostos, para a implantação desse sistema de captação. Seria uma das diversas condições a ser aplicável, como por exemplo, já se faz na implantação de energia solar. A viabilidade técnica se mostra favorável em todos os aspectos e parâmetros nos estudos, artigos e trabalhos pesquisados no presente trabalho. Salienta-se que o presente trabalho não esgota as inúmeras possibilidades do tema em questão, visto que, a literatura publicada ressente-se de estudos que apontem para a sustentabilidade e a conscientização da sociedade. Observando-se o objetivo principal desta dissertação, ou seja, cenário simulado da caracterização da viabilidade econômica e instalação do sistema de captação e os benefícios gerados para a sociedade e para uma edificação na área urbana de Neópolis, considera-se que o mesmo foi alcançado. Da caracterização que envolvem o dimensionamento de sistemas de coleta e armazenamento de água da chuva destinada a usos não potáveis foi realizada; coleta de dados, a catalogação e detalhamento do sistema e seus componentes com as recomendações e obrigatoriedades das normas vigentes. Neste mesmo estudo sob o viés econômico poderá ser o maior entrave à implantação do sistema de captação. Pois a facilidade de acesso a uma ligação da concessionária e baixo valor da tarifa, gera situações de conforto e comodidade, podendo ocasionar desperdícios, já observados nos costumes da sociedade. 41 Entretanto, soluções mais amplas e precisas, que contribuam com inovações para aproximação do tema à realidade da sociedade são geradas através das pequenas iniciativas de alunos e professores quais se aprofundam em buscar novas metodologias, afim de sanar questões tão relevantes e preocupantes como segurança hídrica, pois, o estudo tratou dos dados de consumo com o Projeto baseando-se em informações de uma forma genérica e em cenários simulados. O estudo ainda considerou apenas as possibilidades mais facilmente associadas, para matérias e componentes dos reservatórios e métodos a serem instalados, de mesma forma, com relação aos cálculos envolvidos em todas as etapas discriminadas, genérica e cenários simulados. A sugestão que se faz para que seja mais interessante e facilite a disseminação do tema na sociedade, com o devido valor na qual se faz necessário, seriam incentivos fiscais de ser implantar o sistema de aproveitamento, como exemplo; a redução do IPTU, redução na declaração no imposto de renda anual ou até mesmo redução de impostos na fabricação da matéria prima dos materiais utilizado para o sistema hidráulico. Por fim, é fundamental à procura de se minimizar o consumo de água potável. O objetivo inicial não é deixar de usar o bem, mas, ter consciência de que ser é importante poupá-lo e por conseguinte implantar em novas gerações que é necessário criar soluções para um consumo consciente e sustentável. 42 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 5626: Instalação Predial de Água Fria - Procedimentos. Rio de Janeiro, 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 8160: Sistemas prediais de esgoto sanitário - Projeto e execução. Rio de Janeiro, 1999. 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Acessibilidade – Possibilidade e condição de alcance para utilização, com segurança e autonomia, de espaços, mobiliários, equipamentos urbanos, edificações, transportes, informação e comunicação, inclusive seus sistemas e tecnologias, bem como de outros serviços e instalações abertos ao público, de uso público ou privados de uso coletivo, tanto na zona urbana como na rural, por pessoa com deficiência ou com mobilidade reduzida. Adensamento – Intensificação do uso do solo. Antropogênicos
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