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Tratamento de água, diversos autores - sem revisão final

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  • 1. TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Aula 2 – Captação de Água de Chuvas
  • 2. Norma ABNT 15527 Norma ABNT 15527 - Água de chuva Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis – Requisitos Esta Norma se aplica a usos não potáveis em que as águas de chuva podem ser utilizadas após tratamento adequado como, por exemplo, 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.
  • 3. Referências normativas Portaria nº 518, de 25 de março de 2004, do Ministério da Saúde (norma de qualidade de água para consumo humano) ABNT NBR 5626:1998, Instalação predial de água fria ABNT NBR 10844:1989, Instalações prediais de águas pluviais ABNT NBR 12213:1992, Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público ABNT NBR 12214:1992, Projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público ABNT NBR 12217:1994, Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público
  • 4. Calhas e condutores As calhas e condutores horizontais e verticais - ABNT NBR 10844. Devem ser observados:  Período de retorno escolhido;  Vazão de projeto;  Intensidade pluviométrica. Devem ser instalados dispositivos para remoção de detritos. Por exemplo, grades e telas que atendam à ABNT NBR 12213. Dispositivo para o descarte da água de escoamento inicial.
  • 5. Reservatórios Os reservatórios devem atender à ABNT NBR 12217. Devem ser considerados no projeto: extravasor, dispositivo de esgotamento, cobertura, inspeção, ventilação e segurança. A retirada de água do reservatório deve ser feita próxima à superfície. Recomenda-se que a retirada seja feita a 15 cm da superfície. O reservatório, quando alimentado com água de outra fonte de suprimento de água potável, deve possuir dispositivos que impeçam a conexão cruzada.
  • 6. Reservatórios O volume de água de chuva aproveitável depende do coeficiente de escoamento superficial da cobertura, bem como da eficiência do sistema de descarte do escoamento inicial, sendo calculado pela seguinte equação: V = P x A x C X η fator de captação V é o volume anual, mensal ou diário de água de chuva aproveitável; P é a precipitação média anual, mensal ou diária; A é a área de coleta; o C é o coeficiente de escoamento superficial da cobertura; η fator de captação é a eficiência do sistema de captação, levando em conta o dispositivo de descarte de sólidos e desvio de escoamento inicial, caso este último seja utilizado.
  • 7. Reservatórios Os reservatórios devem ser limpos e desinfetados com solução de hipoclorito de sódio, no mínimo uma vez por ano, de acordo com à ABNT NBR 5626. O volume não aproveitável da água de chuva pode ser lançado na rede de galerias de águas pluviais, na via pública ou ser infiltrado total ou parcialmente, desde que não haja perigo de contaminação do lençol freático, a critério da autoridade local competente. O esgotamento pode ser feito por gravidade ou por bombeamento. A água de chuva reservada deve ser protegida contra a incidência direta da luz solar e do calor, bem como de animais que possam adentrar o reservatório através da tubulação de extravasão.
  • 8. Reservatórios - PVC ou PEAD PVC ou PEAD fibra de vidro alvenaria ou concreto armado Ferrocimento
  • 9. Instalações prediais As instalações prediais devem atender à ABNT NBR 5626, quanto às recomendações de separação atmosférica, dos materiais de construção das instalações, da retrossifonagem, dos dispositivos de prevenção de refluxo, proteção contra interligação entre água potável e não potável, do dimensionamento das tubulações, limpeza e desinfecção dos reservatórios, controle de ruídos e vibrações.
  • 10. Instalações prediais As tubulações e demais componentes devem ser claramente diferenciados das tubulações de água potável. O sistema de distribuição de água de chuva deve ser independente do sistema de água potável, não permitindo a conexão cruzada. Os pontos de consumo, como, por exemplo, uma torneira de jardim, devem ser de uso restrito e identificados com placa de advertência com a seguinte inscrição "água não potável" e identificação gráfica. Os reservatórios de água de distribuição de água potável e de água de chuva devem ser separados.
  • 11. Qualidade da água Os padrões de qualidade devem ser definidos pelo projetista de acordo com a utilização prevista. Para desinfecção, a critério do projetista, pode-se utilizar derivado clorado, raios ultravioleta, ozônio e outros. Em aplicações onde é necessário um residual desinfetante, deve ser usado derivado clorado.
  • 12. Formas de tratamento para água de chuva Para o tratamento de águas de chuva captadas nos telhados das edificações pode-se utilizar primeiramente uma barreira física, como uma grade ou uma tela fina, para que seja retido o material grosseiro como pequenos galhos e folhas que se depositam no Telhado separação via sedimentação de pequenas partículas que passam o aparato de grade ou peneira, isto pode ser feito passando-se a água por uma caixa do tipo pré-filtro com brita em que o material sólido grosseiro irá ficar retido. Posteriormente, a água a ser tratada passa por um sistema simples de filtro lento para remoção de materiais mais finos em suspensão.
  • 13. Formas de tratamento para água de chuva O agente mais utilizado é o cloro. A quantidade de cloro a adicionar vai depender do tipo da solução de cloro e da qualidade da água. Isto pode ser realizado mediante a utilização de Kits adquiridos em lojas especializadas que vendem produtos para tratamento de água de piscina
  • 14. Bombeamento Devem ser observadas as recomendações das tubulações de sucção e recalque, velocidades mínimas de sucção e seleção do conjunto motorbomba. Pode ser instalado, junto à bomba centrífuga, dosador automático de derivado clorado.
  • 15. Manutenção Deve-se realizar manutenção em todo o sistema de aproveitamento de água de chuva de acordo com a Tabela Freqüência de manutenção Componente Freqüência de manutenção Dispositivo de descarte detritos Inspeção mensal Limpeza trimestral Dispositivo de descarte do escoamento Limpeza mensal inicial Calhas, condutores verticais e horizontais Semestral Dispositivos de desinfecção Mensal Bombas Mensal Reservatório Limpeza e desinfecção anual
  • 16. Principais Componentes para a Captação de Água de Chuva Área de Captação A área de captação geralmente é composta por telhados de casas, indústrias, bens públicos, etc. Calhas e Condutores Para a captação da água de chuvas, as calhas e coletores de águas pluviais devem ser de PVC ou metálicos.
  • 17. Principais Componentes para a Captação de Água de Chuva By Pass By Pass é a denominada primeira chuva, que contém muita sujeira dos telhados, essa primeira chuva pode ser removida manualmente ou automaticamente. A remoção manual é feita com o uso de tubulação, as quais podem ser desviadas do reservatório, já a remoção automática é feita através de dispositivos de auto limpeza em que o homem não precisa fazer nenhuma operação.
  • 18. Principais Componentes para a Captação de Água de Chuva A qualidade da água pluvial varia com o tempo de chuva
  • 19. Filtros Filtro comercial pequeno para limpeza de água da chuva, recolhida de áreas cobertas com 200 m2. Filtro em alvenaria para limpeza de água da chuva, recolhida de telhados.
  • 20. Principais Componentes para a Captação de Água de Chuva Peneira Utilizam-se peneiras com tela de 0,2 mm a 1,0 mm, para a remoção de materiais em suspensão Reservatório Os reservatórios podem ser dispostos de três formas que são: apoiado, enterrado ou elevado e o mesmo pode ser constituído de alvenaria de bloco armado, concreto armado, alvenaria de tijolos comuns, plástico, poliéster, etc.
  • 21. Principais Componentes para a Captação de Água de Chuva Extravasor O extravasor também chamado de “ladrão” deverá ser instalado no reservatório e possuir um dispositivo para evitar a entrada de pequenos animais. Qualidade da Água de Chuva dentro do Reservatório Dentro do reservatório pode-se formar uma pequena camada de lama devido à presença de materiais pesados na atmosfera que são carreados para o interior do reservatório, onde deverão ser instalados dispositivos que evitem a entrada de sedimentos em excesso.
  • 22. Métodos de cálculos para dimensionamento dos reservatórios Método de Rippl  Método da simulação  Método Azevedo Neto  Método prático alemão  Método prático inglês  Método prático australiano 
  • 23. Método Azevedo Neto O volume de chuva é obtido pela seguinte equação: V= 0,042 x P x A x T onde: P é o valor numérico da precipitação média anual, expresso em milímetros (mm); T é o valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca; A é o valor numérico da área de coleta em projeção, expresso em metros quadrados V é o valor numérico do volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório, expresso em litros (L).
  • 24. Área de Coleta de Água de Chuva A área de interesse para coleta de água é das coberturas podem ser calculadas através: A = b x h, onde, A = Área (m2) b = base (m) h = altura (m)
  • 25. Cisterna de Ferrocimento Uma das cisternas mais baratas e eficientes é o ferrocimento. O custo final de uma dessas cisternas equivale apenas a 20% do valor de reservatórios de ferro. Além disso, ela não oxida. • Tanques de ferrocimento são muito resistentes e permitem reparos e inspeções de vazamento. • São normalmente mais econômicos e não necessitam mão de obra especializada. • Cisternas de ferrocimento podem variar em tamanho e forma, adaptando-se às condições locais.
  • 26. Cálculo da Necessidade de Armazenamento O tamanho do reservatório deve ser determinado pela necessidade de consumo e a duração máxima do período de estiagem. Demanda diária (em litros) X número de pessoas X 365 dias = necessidade de armazenamento (em litros) Calcula-se que pelo menos 6l por pessoa por dia sejam necessários apenas para cozinhar e beber.
  • 27. Cálculo da chuva e da cisterna  Calculando a chuva Área de captação (em metros) X pluviosidade (em milímetros) = volume coletável de água da chuva (em litros)  Dimensionando a cisterna Para o cálculo do volume da cisterna é necessário achar a área da base e multiplicar pela altura. A área da base é igual a 3.14 multiplicado pelo raio (em metros) ao quadrado, ou seja: V= 3,14 x R2 x H
  • 28. Relação de material MATERIAIS VOLUME 20.000l 18m 24m Cimento 8 sacos 12 sacos Areia 48 latas 60 latas 12m 16m Tela de viveiro Tela de armação Observações: • altura da caixa: 2m; • largura comum de tela de viveiro: 1m; • largura comum de tela de armação: 2m; • 1 lata equivale a 18l. Exemplos 12.000l
  • 29. Construção do tanque Os materiais necessários para um tanque de ferrocimento de baixo custo são: cimento, areia média lavada, tela de viveiro de pássaros, malha da tela 15x15cm de bitola 4.2, arame recozido, flanges para o ladrão e para o registro, registro de esfera, joelho de 90º, cano para o dreno, tampão para o dreno, esponja para o acabamento e vergalhão de bitola 4.2 para a cinta. O solo nivelado deve estar desobstruído. Escavado a uma profundidade de aproximadamente 10cm e compactado.
  • 30. Construção de Cisterna de Ferrocimento Tela de viveiro à tela de vergalhão usando arame recozido. massa na proporção 2 de areia para 1 de cimento.
  • 31. Projeto - Considerações       Qual é a finalidade da água ? (para qual uso?) Qual material construído? Tempo de retorno (investimento)? Capacidade do reservatório (volume)? Número de reservatórios? Reservatório enterrado? Lista de materiais necessários e Custos.
  • 32. Cálculos de Cisterna – Exemplo Embrapa No cálculo da cisterna poderá ser adotada a seguinte equação: Vc= (Vd x Ndia) +10% Sendo: Vc =Volume da cisterna (m³) Vd =Volume de demanda da água diária (m³) Ndia =Número de dias de armazenagem (15 dias) 10% =Acréscimo de 10% em função da evaporação no período de armazenagem considerado.
  • 33. Cálculos de Cisterna – Exemplo Embrapa Considerando que uma chuva de 1mm sobre uma área de 1 m² produz 1 litro de água, poderemos calcular a afim de atender a necessidade de armazenagem da seguinte maneira: A= Vc / Prec_Período Sendo: A = Área em metros quadrados de telhado para captação (m²) Vc =Volume da cisterna (m³) Prec_Período = precipitação media no período considerado para captação (mm).
  • 34. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo Embrapa Suínos A área de captação de chuva necessária para atender a demanda de uma propriedade, considerando somente o volume de água da chuva, é calculada da seguinte maneira: Ac = Vd / (Prec x Efic) Sendo, Ac = área de captação (ex. área do telhado) (m2); Vd = volume de demanda de água da propriedade por dia (m3/dia); Prec = Intensidade da precipitação (m) diária; Efic = coeficiente de eficiência do sistema (0,7).
  • 35. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo Embrapa Suínos Uma demanda diária de 2.000 litros (Vd), com período de armazenagem de 15 dias (Ndia) e uma precipitação média no período de 110mm (Prec_Período).  VOLUME DA CISTERNA Vc=( Vd x Ndia) +10% Vc= 2.000 x 15 + 10% = 33.000 litros  ÁREA DE TELHADO NECESSÁRIO (A) EM M² A= Vc / Prec_Período A= 33.000/110 = 300 m² de telhado.
  • 36. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo Embrapa Uma demanda diária de 2.000 litros (Vd), com período de armazenagem de 15 dias (Ndia) e uma precipitação média no período de 110mm (Prec_Período).  Volume da Cisterna Vc=( Vd x Ndia) +10% Vc= 2.000 x 15 + 10% = 33.000 litros  Área de telhado necessário (A) em m² A= Vc / Prec_Período A= 33.000/110 = 300 m² de telhado.
  • 37. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - IPEC Dados para o dimensionamento de uma cisterna: Número de pessoas na família: 5 pessoas Dias: 365 dias Consumo médio por pessoa dia: 6 litros Área de captação: 60m2 Pluviosidade: 800mm/ano* Raio: 1,5 metros Altura: 2 metros *Índice médio de pluviosidade na cidade de Icapuí - CE.
  • 38. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - IPEC NECESSIDADE DE ARMAZENA MENTO O tamanho do reservatório deve ser determinado6l x 5 pessoas x 365 dias = 10950l por ano.  CALCULANDO SUA CHUVA Volume coletável: 48000l por ano  DIMENSIONANDO A CISTERNA 3,14 x 1,5m2 x 2m = volume da cisterna é de 14,140l. (não é suficiente para armazenar o volume de água captado. É necessário um reservatório maior) 
  • 39. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - CAMARGO; GIRALDI, 2011 Aproveitamento de água da chuva para fim não potável em praça esportiva. Área de Coleta de Água de Chuva A área de interesse para coleta de água é das coberturas da praça de esporte, campo de bocha e dos vestiários: A = b x h, onde, A = Área (m2), b = base (m), h = altura (m). Área da Quadra = A = 37,80 x 25,50 = 936,90 m2 Área do Vestiário da Quadra = A = 3,50 x 25,50 = 89,25 m2 Área do Vestiário do Campo = A = 5,00 x 24,25 = 121,25 m2 Área do Campo de Bocha = A = 5,00 x 30,00 = 150,00 m2 Área Total de Telhado = A = 936,90 + 89,25 + 121,25 + 150,00 = 1297,40 m2
  • 40. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - CAMARGO; GIRALDI, 2011 Dimensionamento do Reservatório Para o dimensionamento do reservatório foi utilizado o Método Azevedo Neto presente na ABNT, NBR - 1552/07. V = 0,042 x P x A x T, onde, P = Precipitação anual (mm/ano) – (vide anexo 4), T = Número de meses de pouca chuva ou seca, A = Área de coleta (m2), V = Volume de água aproveitável e o volume de água do reservatório (l). Portanto, V = 0,042 x 1.291,80 (mm/ano) x 1.297,40 (m2) x 6 (meses) V = 0,042 x 1,2912 (m/ano) x 1.297,40 (m2) x 6 (meses) V = 0,042 x 0,1076 (m/mês) x 1.297,40 (m2) x 6 (meses) V = 35,19 m3/mês
  • 41. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - CAMARGO; GIRALDI, 2011 A capacidade do reservatório a ser utilizada neste estudo é de 20 m3 (vinte metros cúbicos), já que é considerado que nos primeiros 5 (cinco) minutos de chuva é descartado devido a muita sujidade da água. No projeto serão utilizados 02 reservatórios enterrados para a captação de água, cada um com capacidade de 10 m3 (dez metros cúbicos).
  • 42. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - CAMARGO; GIRALDI, 2011
  • 43. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - Saneamento Cálculo de um sistema de captação de água de chuva a) quantidade de água para as necessidades mínimas de uma família com cinco pessoas: • consumo diário: 22 litros/pessoa x5 pessoas = 110 litros; • consumo mensal:110 litros/dia x 30 dias = 3.300 litros; • consumo anual: 3.300 litros/mês x 12 meses = 39.600 litros;
  • 44. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - Saneamento b) capacidade da cisterna Para se obter a capacidade da cisterna, deve-se considerar somente o consumo durante o período de estiagem. Assim, se a previsão for de seis meses sem chuva, deveremos ter a seguinte capacidade de reservação: 3.300 litros/mês x seis meses = 19.800 litros;
  • 45. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - Saneamento c) superfície de coleta Para se determinar a área da superfície de coleta, deve-se conhecer a precipitação pluviométrica anual da região, medida em mm. Considerando uma residência com área da projeção horizontal do telhado igual a 40m2 e precipitação pluviométrica anual igual a 800mm, poderemos captar a seguinte quantidade de água. 40m2 x 0,8m (800mm) = 32m3 = 32.000 litros/ano.
  • 46. Exercícios – Cálculos de Cisterna – Exemplo - Saneamento Considerando ainda um coeficiente de aproveitamento, para os casos de telhado, igual a 0,80, já que nem toda área pode ser aproveitada, a quantidade máxima de água a ser captada será de: 32.000 litros x 0,8 = 25.600 litros/ano, portanto suficiente para suprir a cisterna dimensionada neste exemplo.
  • 47. Bibliografia     ALT, Robinson Aproveitamento De Água De Chuva Para Áreas Urbanas E Fins Não Potáveis Estudo Baseado No Curso ABNT De 11-02-2009 SP Do Eng.º Plínio Tomaz. Setembro/2009 ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas Projeto de captação de água de superfície para abastecimento publico 1992 (NBR 12213) Brasil. Fundação Nacional de Saúde. Manual de saneamento. 3. ed. rev. - Brasília: Fundação Nacional de Saúde, 2006. "Creative Commons" Attribution-Noncommercial-Share Alike – É cuidando da terra que a gente conserva o planeta Boletim Técnico 07 - Construção de cisterna
  • 48. Bibliografia     CAMARGO, Martha A. R.; GIRARDI, Rafael. Aproveitamento De Água Da Chuva Para Fim Não Potável Em Praça Esportiva: Estudo De Caso Em Americana - SP . Faculdade De Americana, Engenharia Ambiental, Americana – 2011 De Olho na Água Guia de Referência Construindo o canteiro bioséptico e captando água da chuva - Publicação compilada pelo Ecocentro IPEC e Editora +Calango para o 2009 Editora Mais Calango projeto DE OLHO NA ÁGUA, da Fundação Brasil Cidadão EMBRAPA SUÍNOS E AVES, Seminário: Planejamento, Construção e Operação de Cisternas para Armazenamento da Água da Chuva, 2005 Federação Dos Trabalhadores E Das Trabalhadoras Na Agricultura Do Estado Do Ceará - FETRAECE Projeto De Construção De Cisternas E Capacitação Para Convivência Com O Semi-árido Projeto Técnico Julho De 2008 Fortaleza – Ceará
  • 49. Vídeo  http://www.youtube.com/watch?v=1vQVhy4fA34
  • 50. Objetivo da aula Ao final dessa aula, você deverá conhecer:  A ABNT 15527 que trata da captação de água da chuva.  Os cálculos para dimensionamento de reservatório para captação de água da chuva para diferentes usos.  Métodos alternativos de construção de reservatório.  Resolver diferentes exercícios práticos sobre captação de água de chuva.

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