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: