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1º CONGRESSO LUSÓFONO SOBRE AMBIENTE E ENERGIA
Balanço hídrico em uma residência unifamiliar, considerando águas cinzas
e águas de chuva como fontes alternativas de água
Prof. Luiz Sérgio Philippi
Cascais-Estoril, 20-22/setembro 2009
Universidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Engenharia Sanitária e AmbientalGrupo de Estudos em Saneamento Descentralizado
Pouca disponibilidade de água + Degradação dos Recursos Hídricos (situação crítica em várias regiões do globo)
POLUIÇÃO DE CORPOS HÍDRICOS
Esgoto doméstico (nutrientes - eutrofização);Efluentes industriais;Efluente do lixo (percolado, chorume);Carreamento de material granular (assoreamento);Produtos derivados da agricultura;Águas pluviais.
ESCASSEZ E POLUIÇÃO
Índice considerado suficiente para a vida em comunidade, para o exercício normal das atividades humanas, sociais e econômicas – Organização Mundial da Saúde:
40 L de água/habitante/dia
Situação crítica – Brasil média de 200 L/habitante/dia
DISPONIBILIDADE DE ÁGUA
Bairros nobres 400 litros/habitante.diaCidades de menor porte 120 litros/habitante.dia
Comunidades rurais de menor porte 80 L/habitante.dia
Dos direitos básicos humanos, a água é um bem essencial para manutenção da vida, e seu abastecimento satisfatório (adequado, seguro e acessível), deve estar disponível a todos.
USOS DA ÁGUA NO BRASIL
Animal12%
Industrial 7%
Irrigação69%
Rural2%
Urbano10%
Distribuição do consumo de água para diferentes usos. (Fonte: ANA, 2009)
MACRO: ações na escaladas bacias hidrográficas
Gerenciamento da Água
MESO: ações na escala dossistemas de saneamento
MICRO: açõesna escala dasedificações
Ações de gerenciamento de água
Adaptado de Gonçalves, 2006.
USO DOMÉSTICO
Consumo de Água Residencial
Higiene pessoal
Descarga de
banheiros
Ingestão
Limpeza
A água pode ter dois fins distintos:
• Potáveis - higiene pessoal, ingestão e preparação de
alimentos.
• Não potáveis - lavagem de roupas, carros, calçadas,
irrigação de jardins,os descarga de vasos sanitários, piscinas,
entre outros.
CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA
UnidadeAlmeida et al
(1999)IPT
Deca (2006)
USP (2003)
PNCDA (2005)
Banheiro 55% 66% 73% 63% 60%
Bacia sanitária 30,80% 5% 14% 29% 5%
Chuveiro 11,70% 54% 47% 28% 55%
Lavatório 12,60% 7% 12% 6%
26%Cozinha 29% 21% 22% 26%
Pia da cozinha 13,00% 17% 14% 17%
Máquina de lavar roupa 16,20% 4% 8% 9% 11%
Área de serviço - 13% 5% 11% -
Tanque - 10% 5% 6% -
Máquina de lavar louça - 3% - 5% -
Outros 15,70% - - - 3%
Total 100% 100% 100% 100% 100%
Demanda nas unidades hidro-sanitárias
MUNeConsumo de água para Necessidades Básicas50litros por dia (Gleick 1996, )
40litros por dia (ONU , 2004)25litros por dia (SWARTZ e OFFRINGA 2006, )
MUNeConsumo de água para Necessidades Básicas50litros por dia (Gleick , 1996)40litros por dia (ONU , 2004)
25litros por dia (SWARTZ e OFFRINGA 2006, )
Valores de referência sobre o consumo e água para atender as necessidades básicas
Gleick (1996) recomenda o volume de 50 litros de água por dia, número bastante próximo daquele recomendado no capítulo XVIII da Agenda 21(UN, 2004) que é de 40 litros.
Na África do Sul (SWARTZ e OFFRINGA, 2006), para efeito de tarifação, adota-se 25 L/hab.dia para o atendimento às necessidades básicas.
Essas cotas visam o atendimento das necessidades de higiene, bebida e limpeza, objeto de preocupação tradicional da saúde pública.
USO DOMÉSTICO
USO DOMÉSTICO
Características físicas Renda familiar Características da habitação Características dos equipamentos consumidores de água
utilizados Características do abastecimento de água Forma de gerenciamento do sistema de abastecimento Características culturais da comunidade
Fatores que influenciam no consumo de água:
USO DOMÉSTICO
Condições climáticas Hábitos e nível de vida da
população Natureza da cidade Medição de água Pressão na rede Rede de esgoto Preço da água
Fatores que afetam o consumo de água:
FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA
Segregação e reúso de esgotos domésticos
Pesquisa sobre reúso de águaUniversidade Federal do Espírito Santo
Edifício convencional Edifício com reúso de
águas cinzas
Caracterização do consumo de água e energia
USO DOMÉSTICO – Pesquisas sobre reúso
Pesquisa reúso de água - UFES
Oferta e demanda per capita de água de reúso
Consumo per capita de água potável e água de reúso
Pesquisa reúso de água - UFES
Setorização do consumo de água potável no edifício
Setorização do consumo de água de reúso no edifício
P otável - Área de lazer
8%Não potável - Área de lazer
1%P otável - Área
comum3%
Não potável - Área comum
5%P otável -
Apartamentos64%
Não potável - Apartamentos
19%
Pesquisa reúso de água - UFES
Distribuição do consumo de água nos setores da edificação dotada de reúso
Índices de Consumo Convencional com reúso
Per capita (litros hab-1 dia-1)
216 147
Por dormitório (litros/dormitório)
181 123
Por área (litros m-2)
6,5 3,3
32 % Economia
Pesquisa sobre reúso de água - UFES
USO DOMÉSTICO
Pesquisa sobre reúso de água Universidade Federal da Bahia
• Consumo de Água em Residência de Baixa Renda
USO DOMÉSTICO – Pesquisas sobre reúso -UFBA
Pesquisa sobre reúso de água - UFBA
Consumo de água para diferentes usos (L/dia)
CONVENCIONAL80,16 l/hab/dia – Consumo Diário
REÚSO80,1 – 14,59 (água de chuva) – 8,65 (vaso) = 56,8 l/hab/dia
Economia de 30 %
Balanço hídrico em uma residência unifamiliar, considerando águas
cinzas e águas de chuva como fontes alternativas de água
Grupo de Estudos em Saneamento Descentralizado - UFSC
Localização do campo experimental
Residência, situada no bairro de Ratones, Florianópolis, Santa Catarina/Brasil.
Foi implantado um modelo constituído por três linhas de água:
Linha de águas azuis
Linha de águas cinzas
Linha de águas negras
AgriculturaLodo
Lodo
Suprimento de água convencional, a partir da
rede pública
2
3
45
1
Coleta, tratamento e reúso das águas
cinzas
Coleta, tratamento e reúso de águas amarelas (urina)
Coleta, tratamento e reúso das águas
negras
Coleta e aproveitamento de água de chuva (águas azuis)
Tecnologias utilizadas no aproveitamento da água da chuva
Calha coletora (125mm) Unidade de descarte (1mm
– volume 145L) Unidade de peneiramento
(4 peneiras - 60º com relação à horizontal)
Sistema de desinfecção (lâmpada ultra-violeta)
Cisterna para reservação
Aproveitamento de água da chuva
Água de chuva – área de captação, calhas coletoras
Água de chuva – sistema de tratamento simplificado - peneiras
Aproveitamento de água da chuva
Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas
Águas cinzas
CHUVEIRO
LAVATÓRIO
TANQUE
MÁQUINA DE LAVAR ROUPAS
Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas
Filtro anaeróbio
Filtro anaeróbio
Filtro de areia
Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas
Tecnologias utilizadas no tratamento de águas negras
Pia da cozinha
Vaso sanitário
Filtro de areia
Infiltração no solo
Tanque séptico
Medidas diretas: Hidrômetro 1: pia da cozinha; Hidrômetro 2: chuveiro e lavatório; Hidrômetro 3: vaso sanitário; Hidrômetro 4: tanque e máquina de lavar,
alimentados com água da rede pública; Hidrômetro 5: tanque e máquina de lavar,
alimentados com água da chuva.
Estimativas da geração de águas cinzas e negras
Monitoramento do consumo de água
Distribuição e disposição de água e efluentes na residência
Distribuição da água – usos e demandas – Residência Ratones
Peça HSConsumo
(L/dia)
Consumo (L/pessoa.di
a)
Vaso sanitário
92 31
Pia da cozinha
65 22
Lavatório e Chuveiro
124 41
Tanque e Máquina
150 50Total águas cinzas 91 L/pessoa.diaTotal águas cinzas 91 L/pessoa.dia
Resultados – Usos e demandas
Usos X demandas – Residência Ratones
Consumo de água no vaso sanitário 92 L/dia
276,0
Resultados – Usos e demandas
Consumo de água por peça hidro-sanitária segundo diversos autores
Autor/LocalCZ
(L/p.d)VS
(L/p.d)CH
(L/p.d)LV
(L/p.d)TQ
(L/p.d)MQ
(L/p.d)
UFSC, 2008 SC/BRASIL 22 31 41 50Surendran e Wheatley, 1998 INGLATERRA 26 58 35 21 - 5Flriedler, 2004ISRAEL1 30 - 55 13Helvetas, 2005SUÍÇA1 28 - 52 30Busser, 2006VIETNAM1 18 - 45 22Mayer et at apud Vickers, 20012 - 69 44 4,5 56
Vickers, 20013 - 31 33 4,5 37
Fane e Reardon, 2002 12 22 56 6 7 27Ghisi e Ferreira, 2007 SC/BRASIL 2,5 33 19 12 4
Legenda: CZ: cozinha; VS: vaso sanitário; CH: chuveiro; LV: lavatório; TQ: tanque de lavar roupas; MQ: máquina de lavar roupas.
Comparativo dos Resultados
Índices de ConsumoConvencional
(l/hab/dia)com reúso(l/hab/dia)
UFES (Alto Padrão) 216 147
UFSC (Média/Baixa) 136 80
UFBA (Baixa Renda) 80 57
Quadro Resumo
32 % Economia
41 % Economia
30 % Economia
Conclusões e Recomendações
A produção média de águas cinzas na
residência foi de 276 L/d, ou 91 L/hab.d.
Consumo de água:
chuveiro e lavatório: 41 L/hab.d
tanque e máquina de lavar: 50 L/hab.d
vaso sanitário: 31 L/hab.d
cozinha 22 L/hab.d
Conclusões e Recomendações
Em termos quantitativos, as águas cinzas
provenientes do banheiro (chuveiro e lavatório)
ou da lavanderia (tanque e máquina) supririam,
por exemplo, a demanda de água do vaso
sanitário. A água de chuva supriu aproximadamente 40%
da demanda de água no tanque e máquina de
lavar roupas.
O consumo médio de água na residência foi de 136L/hab.d.
Considerando as águas cinzas e águas de chuva: 41% da água consumida na residência foi proveniente do reúso; 59% da rede pública de abastecimento.
Ressalta-se ainda que o consumo ficou abaixo da média brasileira de 200 L/hab.d
Conclusões e Recomendações
Muito obrigado!
Profº Luiz Sérgio Philippilsp@ens.ufsc.br
GESAD – Grupo de estudos em Saneamento Descentralizado
www.gesad.ufsc.br
Financiamento:
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