External governance: the role of the buffer

A água da chuva para ser usada em vasos sanitários é preciso passar por um tratamento na qualidade deste efluente, como a correção de pH, para que não se tenha problemas com o eventual contato da água com as pessoas.

Para determinados fins, a água pode ser armazenada após uma filtração rápida ou um peneiramento simples para reter grandes partículas. Tratamentos adicionais, como no caso do uso em vasos sanitários, devem ser feitos antes ou depois do armazenamento inicial. Devem-se tomar certos cuidados quanto ao dimensionamento e construção do sistema de coleta. Sistemas que permitem separar e descartar a água dos primeiros minutos de precipitação, por exemplo, eliminam água de pior qualidade que “lava” a atmosfera de coleta. Nesse trabalho, o telhado no alto do prédio será direcionado para um ponto único de coleta, para que esta seja a mais eficiente possível. A água irá cair em uma calha de fibra e depois aportada no tanque de armazenamento que ficará em uma espécie de sótão acima do último andar do edifício.

Para que se possa calcular a quantidade de água captada pelo telhado do edifício foi criada uma planilha no software Microsoft Excel para se calcular o volume armazenado da água da chuva por meio do Método de Rippl. Para o desenvolvimento deste método é necessário saber qual a área do telhado que será utilizado para a captação da água da chuva, a precipitação mensal média do local a ser implementado o modelo proposto nesta dissertação, o gasto mensal médio de água para o fim desejado e o coeficiente de escoamento superficial (runoff).

Segundo INMET (2012) a precipitação média mensal em Brasília nos anos de 2007 a 2011 é demonstrada no Quadro 2. Esses dados foram coletados visto que em qualquer análise que se utiliza de água da chuva, a precipitação média mensal é uma das premissas para que se faça sua viabilidade técnica.

34 Quadro 2 – Precipitação média mensal em Brasília. Fonte: INMET, 2012.

ANO JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ TOTAL

2007 269,6 265,9 35,7 50,1 7,5 0 0 0 0 38,3 224,9 275 1167 2008 228,6 227,6 234,6 210,2 0 0 0 2,7 79,9 38,7 271 323,4 1616,7 2009 205 134,8 81 375,9 61,2 9,3 0 72,5 50,5 295,8 199,1 307,8 1792,9 2010 121 37,2 244,7 238,8 27,5 0 0 0 0 189,9 254,5 318 1431,6 2011 126,8 172,4 243,2 69,5 13,9 3,8 0 0 7 263,9 333,8 324,5 1558,8 Média 190,2 167,58 167,84 188,9 22,02 2,62 0 15,04 27,48 165,32 256,66 309,74 1513,4

Os dados acima são demonstrados graficamente conforme a Figura 7. Figura 7: Precipitação média mensal entre 2007 e 2011 em Brasília.

Fonte: INMET, 2012.

A área do telhado para a captação da água da chuva tem o tamanho dos dois apartamentos do último pavimento do edifício, sendo que um apartamento de 2 quartos costuma ter em média 60m², e com isso a área de captação da água da chuva tem 120m² conforme Quadro 3. Nesse Quadro também é explicitado o valor do coeficiente de escoamento superficial, que nessa dissertação é de 80%.

35 Quadro 3 – Dados utilizados para o cálculo do Método de Rippl. Área do telhado 120 m² Coeficiente de Escoamento Superficial 80%

O cálculo para a descoberta do volume do reservatório por meio do Método de Rippl é demonstrado no Quadro 4. Com isso é possível saber quais os meses que não se terá água da chuva para a utilização nos vasos sanitários do último andar do edifício.

Quadro 4 – Método de Rippl – Balanço Geral.

Mês Número _{de Dias} Precipitação _(mm) Captação _(litros) Consumo _(litros) (Captação-Diferença Consumo) Acumulado (Captação- Consumo) Janeiro 31 190,2 18.259 3.348 14.911 75.221 Fevereiro 28 167,58 16.088 3.024 13.064 88.284 Março 31 167,84 16.113 3.348 12.765 101.049 Abril 30 188,9 18.134 3.240 14.894 115.943 Maio 31 22,02 0 3.348 -3.348 112.595 Junho 30 2,62 0 3.240 -3.240 109.355 Julho 31 0 0 3.348 -3.348 106.007 Agosto 31 15,04 0 3.348 -3.348 102.659 Setembro 30 27,48 0 3.240 -3.240 99.419 Outubro 31 165,32 15.871 3.348 12.523 12.523 Novembro 30 256,66 24.639 3.240 21.399 33.922 Dezembro 31 309,74 29.735 3.348 26.387 60.309 TOTAL 365 1513,4 138.839 39.420

Para que todos os cálculos do Quadro 4 fossem realizados, os seguintes critérios foram utilizados:

 Coluna 1 – mês: referente a um ano completo (janeiro a dezembro);

 Coluna 2 – número de dias: refere-se a quantidade de dias em cada mês;

36  Coluna 3 – precipitação (mm) – média obtida entre os anos de 2007 e 2011 conforme Quadro 2. A precipitação é baseada nos registros da região. Os valores podem variar de ano para ano, devendo-se utilizar valores característicos do local de estudo;

 Coluna 4 – captação (litros) – resultado do produto da área do telhado (m²) pela precipitação média (mm) pelo coeficiente de escoamento superficial (70%) – Quadros 2 e 3. Assume-se que 80% da precipitação é captada, e que quando a precipitação mensal média for inferior a 50 mm/mês a captação será igual a 0, assumindo assim que não houve precipitação nesses meses;

 Coluna 5 – consumo (litros) - número de dias no mês X consumo diário de água nos vasos sanitários do edifício X 2 (os dois apartamentos do último pavimento do edifício que receberá a água da chuva para o uso nos vasos sanitários);

 Coluna 6 – Diferença (captação - consumo) – é o resultado da diferença entre a captação mensal e o consumo mensal;

 Coluna 7 – Acumulado (captação - consumo) - indica a quantidade de água que deve ser armazenada. Esta coluna assume que a precipitação se inicia ao fim da estação seca. A captação se inicia em outubro, e ao fim de setembro do próximo ano ainda haverá 82.064 litros no reservatório. Assumiu-se que não há perdas por vazamentos e nem por evaporação.

Após a análise do Quadro 4 é possível afirmar que a captação total de água da chuva supera o consumo de água necessário para utilização nos vasos sanitários do último andar do edifício, indicando que a captação é viável.

Pode-se inferir também que o máximo armazenamento necessário é de 115.943 litros. Um volume um pouco menor pode ser mais adequado, pois 99.419 litros restam no tanque ao final da estação seca. Logo fazendo a subtração desses dois valores (115.943 litros – 99.419 litros) tem-se um resultado de 16.524 litros, que é o volume ideal para o tanque de armazenamento para suprir a necessidade de água para utilização nos vasos sanitários durante a época de seca, conforme Quadro 5.

37 Quadro 5 - Volume ideal do tanque de armazenamento de água da

chuva calculado pelo método de Rippl.

Volume ideal do tanque de armazenamento

Calculado pelo Método de Rippl 16.524 litros

Esse volume é o ideal, pois, caso essa fosse a capacidade do tanque de armazenamento de água da chuva, no início do período da seca o reservatório iria conter exatos 16.524 litros de água de chuva armazenada, sendo que esse valor é exatamente o que é gasto nos meses de seca (maio a setembro) nos vasos sanitários dos dois apartamentos do último andar do edifício. Sendo assim, não haveria a necessidade da utilização de água potável fornecida pela rede de abastecimento local.

Uma pesquisa da Universidade da Malásia deixou claro que após o início da chuva, 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, que pode ser coletada em reservatórios fechados (CETESB, 2012).

Por esse motivo é importante que haja o descarte dos minutos iniciais da chuva, pois a mesma vem lavando a atmosfera e também arrastando do telhado as fuligens, folhas e poeiras existentes. Por isso será implantado um tanque de descarte que terá um dispositivo (sistema de boias) que estará aberto quando do início da chuva e que no momento em que esta água alcançar o limite máximo para esse descarte, o dispositivo impedirá a sua entrada e a direcionará para o tanque de armazenamento. No tanque de descarte haverá um dispositivo de escoamento das águas pluviais para que, após a chuva, a água coletada nos minutos iniciais seja eliminada, conforme Figura 8, que mostra o modelo proposto de forma mais detalhada.

38 Figura 8 – Detalhamento do esquema da utilização da água da chuva

nos vasos sanitários do último andar do prédio.

Esse dispositivo de escoamento eliminará a água contida no tanque de descarte após o término da chuva fazendo a limpeza automática do tanque, visto que após o término da chuva não haverá a entrada de água fazendo com que o tanque de descarte se esvazie automaticamente.

O destino da água da chuva coletada no tanque de armazenamento será para os reservatórios de água destinados para as descargas dos banheiros do último pavimento do prédio. Estes reservatórios destinados ao recebimento da água da chuva para utilização nos vasos sanitários do último pavimento ficará instalado por dentro da alvenaria do banheiro, ficando visível apenas a válvula de descarga.

Entre o tanque de armazenamento e o reservatório de água para utilização nos vasos sanitários, a água da chuva passara por um tratamento

39 necessário, que no caso é a correção do pH da água, para que esta possa enfim ser utilizada na descarga do último andar. Essa correção do pH será realizada com a adição de cal.

Tanto o reservatório de água para utilização nos vasos sanitários e o local de tratamento da água da chuva terão um sistema de boias para evitar que haja um excesso de água no dispositivo. Quando a água da chuva captada pelo tanque de armazenamento for para os reservatórios de água para utilização nos vasos sanitários, as boias tanto do sistema de tratamento de água quanto do reservatório de água para utilização nos vasos sanitários estarão abertas. Quando o reservatório de água utilizado para os vasos sanitários encherem, a boia do seu sistema fechará a saída de água do local de tratamento da água da chuva. Com isso o sistema de tratamento também encherá e terá sua boia travando o sistema de entrada da água da chuva contida no tanque de armazenamento.

Caso os reservatórios de água para utilização nos vasos sanitários, o seu sistema de tratamento e o tanque de armazenamento estejam cheios, a água da chuva irá diretamente para a rede pluvial por meio do transbordo localizado no topo do reservatório conforme Figura 8.

Levando em consideração que a média de uma descarga sanitária é de 9 litros por uso e que cada pessoa utiliza a descarga 5 vezes ao dia, logo se obtém um gasto de 45 litros de água por dia com vasos sanitários. Em um mês esse gasto será de 1.350 litros o que equivale a 30% do total de água gasto em um mês.

No entanto no prédio em questão serão instalados vasos sanitários de descarga dupla o que diminuirá o consumo de água diária com descargas. Das 5 vezes que o morador vai ao banheiro, geralmente, este usa a descarga para dejetos líquidos 4 vezes e apenas 1 para dejetos sólidos. Logo com esses vasos de descarga dupla o gasto diário com dejetos líquidos será de 12 litros e com dejetos sólidos de 6 litros, totalizando 18 litros por dia com descargas. Logo o gasto será de 540 litros por mês o equivalente a 12% do gasto mensal com água. Somente com a implantação do sistema de descarga dupla haverá uma economia de 810 litros por mês de água com descargas por pessoa.

Cada apartamento tem uma média de 3 habitantes e com isso o gasto com descargas será de 54 litros por dia e 1.620 litros por mês.

40 Tendo o tanque de armazenamento uma capacidade de 5.097,33 litros de água, pode-se calcular que a sua capacidade enche os reservatórios de água para utilização nos vasos sanitários 13 vezes sem que haja a necessidade de mais água da chuva.

No mês os vasos sanitários precisariam de pouco mais que 4 reservatórios cheios para não dependerem de água da rede de abastecimento local.

Enquanto estiver nos meses com chuva, o último andar terá sempre água da chuva para ser utilizada nos vasos sanitários. No entanto, nos meses de seca o reservatório terá capacidade de suportar o seu uso sem reposição da água da chuva por pouco mais que 3 meses. Entretanto, como o tanque de armazenamento abastecerá a dois banheiros, essa capacidade de suportar a seca passa a ser de aproximadamente um mês e meio por apartamento.

Em caso de falta de água da chuva no reservatório, outra fonte de água será utilizada, sendo neste caso, utilizada a água da rede de abastecimento de água local, como ocorre normalmente em prédios sem o sistema a ser implantado por este trabalho.

É de suma importância salientar que os forros dos banheiros serão revestidos de gesso com uma parte de encaixe para que se possa ter acesso ao sistema de tratamento da água da chuva instalado por dentro da alvenaria. Os moradores dos apartamentos do edifício receberão treinamento adequado para que de semana em semana se faça a adição da cal no sistema de tratamento da água da chuva para a correção do pH desta, para que possa ser utilizada nos vasos sanitários.

4.2 RESULTADOS DO REUSO DE ÁGUA DE CHUVEIROS EM VASOS