APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA ARMAZENAMENTO E USO

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIAS – PUC-GO ESCOLA DE ARTES E ARQUITETURA CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO

LARAH NOGUEIRA MARINS

APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA ARMAZENAMENTO E USO

GOIÂNIA 2019

LARAH NOGUEIRA MARINS

APROVEITAMENTO DE ÁGUA PLUVIAL PARA ARMAZENAMENTO E USO

Pesquisa apresentada para a disciplina de Tecnologia da Arquitetura e do Urbanismo, do curso de Arquitetura e Urbanismo da PUC-GO. Orientador: Gerson Antonio Lisita L. Arantes

GOIÂNIA 2019

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1 Introdução

O aproveitamento da água pluvial contribui em inúmeros aspectos positivos para a cidade, como a conservação de recursos hídricos, fonte alternativa à água potável para determinados usos, minimizar o impacto das chuvas, principalmente em áreas urbanizadas onde os solos tem maior impermeabilização, impedindo a absorção da água e consequentemente ocasionando inundações, que é um dos motivos do objetivo dessa pesquisa.

A proposta de projeto é uma requalificação no Córrego Tamanduá, localizado em Iporá-GO, e foi diagnosticado a presença de espaços vazios com potenciais de uso paisagístico e de preservação e conscientização ambiental para uso da população. Com isso, uma área foi escolhida para implantação de equipamentos de lazer, recreação e esportes, espaço para eventos e feiras, e um edifício de conscientização e educação ambiental com horta urbana comunitária, transformando o espaço em um grande parque urbano.

Foi proposta uma estrutura modular em aço para cobertura de algumas áreas do parque, e aproveitando da mesma, a intenção da captação da água da chuva para posterior utilização em usos não potáveis, nas edificações e na horta urbana. O uso da água das chuvas é uma das soluções para o maior problema encontrado na área de interesse, que juntará a outras ideias no trabalho de conclusão de curso.

A pesquisa foi feita através de revisão bibliográfica sobre o tema em questão, de trabalhos de graduação, mestrados e artigos, retirados do repositório de teses e dissertação da UFSC, além de arquivos sobre o tema retirados do PROSAB. Com a revisão e estudos de caso referentes ao tema, foram criadas perguntas acerca do tema para encaminhar o objetivo final da pesquisa, chegando à conclusão sobre a possibilidade ou não, da tecnologia ser aplicada ao projeto apresentado.

2 Apresentação e objetivos

A pesquisa visa explorar acerca do tema aproveitamento de água pluvial, utilizando os meios encontrados para possivelmente serem aplicados a um projeto de requalificação de córrego em área urbana, tema de trabalho de conclusão de curso, através de revisão bibliográfica e estudos de caso.

Foram levantadas três questões como sendo objetivos específico sobre aproveitamento de água pluvial, para também serem aplicados ao mesmo projeto. A pesquisa buscará responder as seguintes perguntas: 1. Como é feito o processo de aproveitamento da água pluvial?

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2. É possível ser feito o armazenamento de parte da água pluvial em pequenas estruturas de cobertura seriada?

3. Como é o processo de aproveitamento da água pluvial para usos não potáveis, como irrigação da horta comunitária e das áreas verdes do parque, descarga de bacias sanitárias e mictórios e limpeza de pisos e paredes?

Referente a situação geográfica da localização onde será inserido o projeto de trabalho de conclusão de curso, se trata da cidade de Iporá, estado de Goiás. A cidade está a 220km da capital Goiânia, sendo ligados pela rodovia estadual GO060, e faz divisa com outros 7 municípios. (Figura 1)

Figura 1: Localização Município de Iporá. Fonte: SIEG (2013). In: http://revista.fct.unesp.br/index.php/formacao/article/viewFile/3846/3085

O município é banhado pelos rios Claro e Caiapó, e dois importantes ribeirões, Santa Marta e Santo Antônio, sendo este último a única fonte de abastecimento de água da cidade, além de vários córregos, com destaque o Córrego Tamanduá que corta a área urbana. (Figura 2, abaixo)

3 Figura 2: Localização da bacia do Córrego Tamanduá. Fonte: Flávio Alves de Sousa (2010). In: https://revista.ufrr.br/actageo/article/view/968

O Córrego Tamaduá, objeto de estudo e proposta do projeto, é canalizado na parte urbana após uma área de hidromorfismo, o lago Pôr do Sol, onde é represado.

O leito do córrego tem cota de nível média 566m, variando de 570m no início da sua canalização, a 562m no fim do trecho. (Figura 3)

Lago Pôr-do-Sol

Córrego Tamanduá canalizado

Figura 3: Vista aérea de Iporá – Trecho escolhido para intervenção. Fonte: ArcGIS Earth

O córrego apresenta alterações físicas ao longo da sua calha como processos erosivos, devido à retirada da vegetação às suas margens, assoreamento, perda de solo, alterações da qualidade da água devido a dejetos de esgoto e lixo e problemas em sua drenagem.

A forma com que foi feita a canalização do córrego também traz problemas, como alagamento no período de chuvas, que ocorre logo após a represa Lago Pôrdo-sol, trazendo transtornos e possíveis riscos à saúde da população, além de, em algumas áreas, esgoto canalizado despeja dejetos no córrego.

Todos esses problemas são reflexos da falta de planejamento urbano e da falha na preservação do córrego dentro da malha urbana, que não segue a lei nº 12.651 (sobre proteção da vegetação nativa) e lei nº 6.766 (sobre parcelamento e uso do solo), onde é possível notar a ausência de reservas próximas ao córrego durante seu trajeto e total falta de preocupação com a recuperação de áreas degradadas ao longo do leito.

Na proposta, a água captada será em parte armazenada para posterior uso não potável em todo o Parque Linear proposto e seu excedente retornará ao leito do próprio córrego, que terá suas margens recuperadas e alargadas com seu devido

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recuo legal, minimizando os impactos da chuva devido à impermeabilização dos solos.

3 Revisão da literatura

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O sistema geral do aproveitamento é composto por subsistemas, que se resumem em coleta, condução, armazenamento, tratamento (dependendo do seu destino final) e utilização (Figura 4). O processo de aproveitamento é feito primeiramente com a captação da água da chuva, e segundo Group Raindrops (2002, apud Lisboa, 2011), a qualidade dessa água depende do local de onde ela é captada e de qual finalidade ela terá ao fim do processo.

De acordo com FEAM, o primeiro sistema é o de captação, e este é feito através da coleta da água da chuva em superfícies impermeabilizadas, de preferência telhados, e calhas. Em seguida, vem o processo de condução dessa água captada, passando por filtros autolimpantes com a função de reter sólidos grosseiros, como folhas e gravetos.

Figura 4: Sistema de aproveitamento da água pluvial. Fonte: Cartilha Água da Chuva - FEAM

Antes de chegar ao armazenamento, é preciso fazer o descarte da primeira água da chuva, pois ela faz a limpeza da superfície de captação, sendo uma água de pior qualidade. A maioria dos sistemas de aproveitamento de água pluvial contam com reservatórios de descartes automáticos, além do reservatório principal. Após esse processo, a água vai para o reservatório de armazenamento que, ainda

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segundo FEAM, deve conter alguns dispositivos com a finalidade de preservar a qualidade da água armazenada e impedir a entrada de animais e insetos.

Dependendo do uso final da água que será captada, ela passa então por processos de tratamento que podem ser aplicados desde o começo da captação, como a instalação de telas na calha para impedir a entrada de folhas, ou ao final, como uma filtração feita com carvão ativado logo na torneira para remover o cloro, dentre outros. Segundo Group Raindrops (2002) apud FEAM, “se a água de chuva não for utilizada para fins potáveis como beber, cozinhar e tomar banho, não é necessária a desinfecção.”.

Por fim, a água já poderá ser reutilizada. Para melhor qualidade da água e do processo em si, todo o sistema deve receber manutenção e limpezas constantes, de acordo com os materiais de cada subsistema.

2.

Segundo Lamberts (2010), o reservatório é quase sempre o componente de maior importância no sistema de aproveitamento de água pluvial. Ele deve ser escolhido ou criado, a partir do seu correto dimensionamento, avaliando o método mais adequado para o projeto em que será utilizado. Existem diversos métodos para o cálculo do dimensionamento do reservatório, e a norma da ABNT NBR 15527:2007 cita alguns recomendados.

Além dos métodos citados pela ABNT, existe um programa computacional desenvolvido na Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC chamado Netuno, que faz simulações de sistemas de captação de águas pluviais, que dimensiona os reservatórios e dá outros resultados importantes para o projeto. O programa está disponível para download no site http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares/netuno.

De acordo com Lamberts (2010), para esse dimensionamento “é essencial o conhecimento da área de captação (m²), do regime pluviométrico local, do coeficiente de escoamento superficial e do volume de água potável a ser substituída por água de chuva na edificação em que se executará o sistema.”.

Além do dimensionamento correto, o reservatório de armazenamento deve ser equipado com dispositivos que contribuam para a proteção e conservação dessa água, aumentando e preservando sua qualidade. São eles: 

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freio de água – é instalado ao fundo do reservatório, junto à entrada de água, e amortece o seu fluxo ao entrar, contribuindo na sedimentação de sólidos sem a agitação do mesmo; (Figura 5) conjunto flutuante de sucção, ou sistema flutuante de captação de água – é constituído por um conjunto de boia/mangueira que pode ser ligada a uma válvula de retenção e uma peneira, e quando necessário, a uma motobomba. É conectado na saída do reservatório, na parte superior e

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pouco abaixo do nível da água. Sua função é fazer com que a água seja retirada da parte mais limpa do reservatório, sem as impurezas da superfície e os sólidos retidos ao fundo; (Figura 6) sifão extravasor, ou ladrão – é utilizado no interior do reservatório e evita a penetração de gases oriundos da rede de drenagem pluvial, restringe a entrada de animais e insetos no seu interior e retira as impurezas da superfície da água. (Figura 7)

Figura 5: Freio de Água. Fonte: https://images.app.goo.gl/m9Jda897jcpPhkUDA Figura 6: Conjunto flutuante de sucção. Fonte: https://images.app.goo.gl/24ARHqYDmDWJWhTT7 Figura 7: Sifão extravasor. Fonte: https://images.app.goo.gl/ZLVHigWL1xVETK9WA

A figura 8, abaixo, mostra como é o reservatório com todos esses dispositivos instalados, garantindo a qualidade da água que será utilizada ao final do processo.

Figura 8: Reservatório de armazenamento da água pluvial. Fonte: Cartilha Água da Chuva - FEAM

O reservatório deve possuir também, um sistema de realimentação com água potável, que permita o seu reenchimento nos períodos de escassez de água da

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chuva. Por fim, e mais importante, requer manutenção e limpezas periódicas, possibilitando a segurança sanitária e qualidade da água que será reutilizada.

Ainda de acordo com Lamberts (2010): “[...] A tampa de inspeção destes reservatórios deve ser mantida fechada para evitar contaminação da água por pássaros, insetos e outros animais.

Também se deve evitar a entrada de luz do sol no reservatório para diminuir a proliferação de algas e outros microrganismos.” (Lamberts, 2010. p.45.)

Concluindo, o reservatório pode ser localizado apoiado ou sobre os solos, enterrado (cisterna) ou elevado, podendo então ser instalado em coberturas seriadas, caso sigam essas instruções.

3.

De acordo com PROSAB (2006, apud Lisboa, 2011), o uso final da água pluvial reaproveitada é o que definirá a qualidade que ela deverá ter, podendo ser para usos potáveis ou não potáveis, o que indica qual tratamento deve ser aplicado.

São considerados usos não potáveis, segundo a NBR 15.527, descargas em bacias sanitárias, irrigação de gramados e plantas ornamentais, lavagem de veículos, limpeza de calçadas e ruas, limpeza de pátios, espelhos d'água e usos industriais.

Klein (2017) relata que para garantir a saúde dos usuários de água de aproveitamento, até mesmo nos casos em que a água captada será destinada para usos não potáveis, sua qualidade deve ser analisada para observar uma possível presença de poluentes tóxicos que sejam nocivos, por exemplo, caso haja o consumo acidental, o indivíduo não tenha riscos. Para avaliar a qualidade dessa água, são determinados os seguintes parâmetros: “Parâmetros físicos: cor, turbidez e temperatura; parâmetros químicos: pH, ferro, nitrogênio e suas formas, fósforo e suas formas, oxigênio dissolvido, matéria orgânica e micropoluentes inorgânicos e orgânicos; parâmetros microbiológicos: organismos patogênicos e organismos indicadores de contaminação fecal.” (Von Sperling, 1995 apud Klein, 2017. p.57)

A água deve ser analisada para concluir que ela atenda aos padrões mínimos de qualidade impostos pelas legislações vigentes, como a NBR 13.969 da ABNT, que define os padrões de qualidade que a água deve ter para cada uso. Dentro da escolha para os usos não potáveis do objeto de estudo, os padrões são: “Classe 1: Lavagem de carros e outros usos que requerem o contato direto do usuário com a água - turbidez inferior a 5 NTU, coliforme fecal inferior a 200 NMP/100 mL, sólidos dissolvidos totais inferior a 200 mg/L, pH entre 6,0 e 8,0 e cloro residual entre 0,5 mg/L e 1,5 mg/L; Classe 2: limpeza de pisos, calçadas e irrigação dos jardins, manutenção dos lagos e canais para fins paisagísticos - turbidez inferior a 5 NTU,

8 coliforme fecal inferior a 500 NMP/100 mL e cloro residual superior a 0,5 mg/L; Classe 3: reuso nas descargas dos vasos sanitários - turbidez inferior a 10 NTU e coliformes fecais inferiores a 500 NMP/100 mL; Classe 4: reuso nos pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos através de escoamento superficial ou por sistema de irrigação pontual - coliforme fecal inferior a 5000 NMP/100 mL e oxigênio dissolvido acima de 2,0 mg/L.” (ABNT, 1997 apud Klein, 2017. p.59.)

Considerando essas informações, o processo de aproveitamento de água pluvial para fins não potáveis, é o mesmo para fins potáveis, diferenciando-os apenas no tipo de tratamento que ela deverá ter ao final do processo, antes de ser finalmente utilizada.

4 Estudos de caso

Orquideorama – Medellín, Colombia

Ficha técnica: Arquitetos: Plan B Arquitectos + JPRCR Arquitectos Ano: 2005 Área construída: 4200m

Figura 9: Orquideorama, Medellin, Colombia. Fonte: Archdaily.

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O projeto é localizado na cidade de Medellin, na Colombia, dentro do Jardim Botânico da cidade. Sua característica mais marcante são as grandes estruturas modulares de aço de cerca de 21 metros (Figura 10), que se assemelham a flores, com suas pétalas em forma hexagonal conectam-se umas nas outras, formando um conjunto que pode ser ampliado futuramente.

Figura 10: Orquideorama, Medellin, Colombia. Fonte: Archdaily.

Essas estruturas além de ser toda a cobertura do pátio, faz total sentido ao local e entorno. O solo recebe um tipo de pavimento que ajuda a manter a umidade necessária para as plantas tropicais que ali estão. Segundo os arquitetos, o Orquideorama é como um jardim em uma escala maior, cujas pétalas revestidas por madeira de pinheiros de reflorestamento, passam a iluminação remetendo as folhagens naturais das plantas.

A estrutura central de cada módulo é formada por seis colunas de aço, compondo um jardim interno, e determinam a posição das redes elétricas e hidráulicas (Figura 11). Nas pétalas, a estrutura é feita com vigas metálicas, e cada uma é intercalada com cobertura de telhas translúcidas de policarbonato e telhas opacas metálicas, que tem a função de conduzir a água pluvial para calhas no perímetro interno do pátio. Em seguida, a água desce ao solo através de canaletas de metal que se escondem na estrutura. (Figura 12)

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Figura 11: Estrutura modular que funciona como cobertura. Fonte: https://images.app.goo.gl/XLcC1szr5nsUHH6e7

Figura 12: Em azul, caminho que a água pluvial percorre até descer para o solo. Fonte: Archdaily, editado pela autora

Casa Meztitla, Tepoztlán, Mor., México Ficha técnica: Arquitetos: Escritório EDAA Ano: 2014 Área construída: 400m²

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Figura 13: Residência Meztitla. Fonte: Archdaily.

A residência é localizada aos pés da montanha Tepozteco, no município de Tepoztlán, México. O que mais chama a atenção no projeto são os materiais utilizados nas fachadas externas: pedras e madeiras da região, que se interligam com o entorno, deixando a casa quase invisível em meio a natureza. (Figura 14)

Figura 14: Residência Meztitla em meio a natureza. Fonte: Archdaily.

A região recebe precipitação pluvial anual de até 1.200mm na época de chuva, que dura quatro meses, e por estar localizada em um terreno agrícola, o abastecimento de municipal de água potável e drenagem é escasso. Com isso, os arquitetos criaram para a residência, um sistema hídrico autônomo, cuja água da chuva é captada, filtrada e armazenada em uma cisterna de 180m³, abastecendo as necessidades da casa por um ano inteiro. (Figura 15 e 16) Além disso, o edifício possui três terraços e dois taludes que conduzem a água até um poço a céu aberto de capacidade de 120m³, e é utilizada para os sanitários, irrigação e exteriores, que são os usos não potáveis. Para os demais

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usos, a água passa por tratamento de biodigestão para ser filtrada sem contaminantes no subsolo.

Figura 15: Poço a céu aberto. Fonte: Archdaily.

Figura 16: Sistema hídrico da casa. Fonte: Archdaily.

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4.1 Aplicação no TCC

Relacionando a revisão apresentada, que respondeu aos objetivos enumerados, com os estudos de caso acima, a proposta de utilização da tecnologia de aproveitamento de água pluvial inserida ao projeto de trabalho de conclusão de curso, pode ser aplicada se seguir as orientações apresentadas na pesquisa.

O projeto de trabalho de conclusão de curso em questão leva o tema de requalificação urbana em uma área que compreende um córrego em estado de canalização, na cidade de Iporá – GO. A região que compreende o córrego sofre inúmeras inundações devido a sua má canalização, assoreamento, falta de limpeza no leito, entre outros, e o sistema de aproveitamento de água pluvial garante principalmente minimizar o impacto das chuvas nessa área, dentre outras melhorias.

5 Conclusão

De acordo com a revisão apresentada, respondendo aos objetivos específicos citados no início da pesquisa e os estudos de caso, pode-se concluir que o sistema pode ser rebatido ao projeto do trabalho de conclusão de curso, de tema Requalificação Urbana no Córrego Tamanduá, em Iporá-GO. A proposta de utilizar estruturas de cobertura modular como parte do sistema de aproveitamento de água pluvial para usos não potáveis, tem relevância e embasamento teórico possíveis de serem aplicados. Essas estruturas serão utilizadas na primeira e segunda parte do sistema, que é o subsistema de captação e de condução, cuja superfície da área de coleta deve ser impermeabilizada e já dotar de um sistema de tratamento logo no início, como telas, para impedir a entrada de sedimentos como folhas, gravetos, fezes de animais, entre outros.

Ainda na estrutura metálica, essa água será conduzida por tubulações camufladas na própria estrutura, que a levarão para o(s) reservatório(s) de armazenamento, pois como analisado na pesquisa, ele deve evitar a entrada de luz solar em seu interior a fim de diminuir a proliferação de microrganismos que contaminem a água, e as estruturas propostas terão coberturas translúcidas buscando leveza para os módulos, não sendo possível usá-las como reservatório.

Ainda no reservatório a água receberá os devidos tratamentos para filtração adequados, de acordo com as legislações vigentes, para a destinação da água final para usos não potáveis, que serão eles: irrigação da horta comunitária e das áreas verdes do parque, descarga de bacias sanitárias e mictórios e limpeza de pisos e paredes.

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5 Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15527: Água de chuva - Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins potáveis - Requisitos. Rio de Janeiro. 2007.

Fundação estadual de meio ambiente – FEAM (realiz.). Aproveitamento de água pluvial.

Conceitos e informações gerais.

Disponível em: <http://feam.br/images/stories/2016/PRODUCAO_SUSTENTAVEL/GUIASTECNICOS-AMBIENTAIS/CARTILHA_AGUA_DA_CHUVA_INTRANET.pdf>, acesso em 21 mar 2019.

KLEIN, Lais de Bortoli. Controle qualitativo e quantitativo do escoamento pluvial em diferentes tipos de cobertura. Dissertação (mestrado) – Univeridade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de pós graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017.

Disponivel em: <https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/178985>, acesso em 21 mar 2019.

LAMBERTS, Roberto. et al. Casa eficiente : uso racional da água. Volume 3 Florianópolis: UFSC/LabEEE, 2010.

Disponível em: <http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/publicacoes/livros/CasaEficiente_v ol_III_WEB.pdf>, acesso em 02 mai 2019.

LISBOA, Marina Boldo. Proposição e avaliação de tecnologias para sistemas de aproveitamento de água da chuva. Dissertação (mestrado) – Univeridade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de pós graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011.

Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/95591>, acesso em 21 mar 2019.

RIGHETTO, Antônio Marozzi (coord.). Manejo de Águas Pluviais Urbanas. Rio de Janeiro: ABES, 2009. Disponível em: <http://www.finep.gov.br/images/apoio-efinanciamento/historico-de-programas/prosab/prosab5_tema_4.pdf>, acesso em 08 mar 2019.