Conservação de Água (1)

Tema: Conservação de ÁguaParticipantes: Dioni Oliveira Brumatti Leandro de Sá Pinheiro Raphael Ribeiro Carneiro Rodrigo Almeida Gabriel Sebastião Barcelos junho/2007 Escassez de água no Planeta Faz sofrer grandes contingentes populacionais; Limita a atividade econômica; Retarda o progresso; De onde vem a água que usamos Distribuição das fontes de água no Brasil Principais causas da escassez • Urbanização elevada e desordenada • Diversificação e intensificação das atividades • Impermeabilização e erosão do solo • Ocupação de áreas de mananciais • Conflitos gerados pela concorrência entre os diversos aproveitamentos de água • Preponderância dos interesses do setor hidroelétrico na política de recursos hídricos • Deficiências do setor de saneamento e a relação entre água e saúde • Migrações populacionais • Conflitos entre países pela falta d’água, assumindo proporções de guerra Debate da comunidade internacional sobre a escassez Desde 1991 a ONU através do PNUMA e a OMS desenvolvem esforços objetivando: • Manutenção da integridade dos ecossistemas • Proteção da saúde pública • Uso sustentado da água Debate da comunidade internacional sobre a escassez • A Cúpula da Terra ou Rio-92, propõe no capítulo 18 da Agenda 21 • 1) Desenvolvimento de novas fontes e alternativas de abastecimento de água • 2) Promoção de práticas conservacionistas do uso da água Necessidade da busca da eficiência no uso da água • Necessidade de redução das vazões de captação. Diversas regiões se encontram sob stress hídrico; • A água é importante fator de produção em numerosos setores da atividade econômica; • Economia em sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário; • Conservação de água em escala residencial pode representar economia sensível; • Conscientização de que os recursos hídricos são finitos aumenta as exigências de conservação Ciclo urbano das águas Ciclo de utilização direta das águas Ciclo natural das águas Consumo de água pela sociedade Consumo de água pela sociedade A água está presente nos seguintes usos: Doméstico; Comercial; Industrial; Público e Agrícola Demanda = consumo + desperdício • Agricultura 70% • Doméstico 23% • Indústria 7% Consumo de água pela sociedade No que se refere à área urbana o consumo é classificado em: Consumo residencial residências unifamiliares e edifícios multifamiliares Consumo comercial restaurantes, hospitais, serviços de saúde, hotéis, lavanderias, auto-posto, lava- rápidos, clubes esportivos, lanchonetes e lojas Consumo Público edifícios públicos, escolas, parque infantil, prédios de unidades de saúde, cadeia pública e demais edificações municipais, estaduais e federais Consumo residencial de água O consumo residencial pode constituir mais da metade do consumo nas áreas urbanas Medido por “consumo diário per capita” ONU e OMS indicam “per capita” de 40 l/hab.dia Estudos comprovam no Brasil “per capita” de 141 l/hab.dia Consumo residencial de água O consumo residencial de água é influenciado por fatores tais como: • Clima da região; • Renda familiar; • Número de habitantes na residência; • Características culturais da comunidade; • Desperdício; • Valor da tarifa; • Estrutura e forma de gerenciamento do sistema de abastecimento Consumo residencial de água Os usos de água dentro de uma residência podem ser separados nas seguintes categorias: • Higiene pessoal; • Descarga de banheiros; • Consumo; • Limpeza. Consumo residencial de água De acordo com essas categorias de consumo os usos podem ser: Usos Potáveis higiene pessoal, para beber e na preparação de alimentos Usos não Potáveis lavagem de roupas, carros, calçadas, irrigação de jardins, descarga de vasos sanitários, piscinas, etc Consumo residencial de água Programas de conservação de água A conservação de água pode ser definida como qualquer ação que: • Reduza a captação de água dos mananciais; • Reduza os usos consuntivos; • Aumente a eficiência do uso da água; • Aumente a reciclagem ou o reúso; • Previna a poluição das águas Programas de conservação de água • Asseguram a oferta de água potável por evitar o desperdício e racionalizar o uso; • Resultam em conservação de energia, menor produção de esgoto sanitário e na proteção dos mananciais de água; • Objetivamente atuam de maneira sistêmica sobre a demanda e a oferta de água. Programas de conservação de água • Os programas de conservação devem promover o gerenciamento do recurso água nos seguintes níveis: • Nível macro: atingem a escala das bacias hidrográficas • Nível Meso: atingem os sistemas urbanos de abastecimento de água e de esgotamento sanitário • Nível micro: atingem as edificações de uma maneira geral Programas de conservação de água Dentre as fontes alternativas previstas em um programa de conservação se inclui o reúso. O reúso residencial desperta grande interesse. Como forma de reúso pode-se destacar: • Irrigação agrícola; • Irrigação parques públicos, áreas verdes de grandes condomínios, campos de golfe; • Reúso para fins industriais; • Recarga de aquífero; • Uso como água de serviço em grandes cidades; • Uso como água não potável em residências para lavagem de pisos, de roupa, de banho e de descarga de vasos sanitários; • Uso como água potável em residências, recomendado apenas quando a fonte pública for altamente deficiente. Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água A Lei dos Recursos Hídricos (Lei Federal 9433/97), que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos, apresenta em seu bojo 3 pontos fundamentais e que são a base sobre a qual se assenta todo seu entendimento institucional: a água é um bem de domínio público; é um recurso natural limitado; é um bem de valor econômico. Algumas das principais experiências brasileiras no sentido da conservação de águas são apresentadas a seguir Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água Programa Nacional de Combate ao Desperdício de Água(PNCDA) Instituído em 1997 entre o Ministério do Meio Ambiente, dos Recursos Hídricos e da Amazônia Legal, Ministério das Minas e Energia e o Ministério do Planejamento e Orçamento Seu objetivo principal é promover o uso racional de água de abastecimento público nas cidades brasileiras, como suporte às ações de saúde pública, de saneamento ambiental e de eficiência dos serviços. Busca definir e implementar um conjunto de ações e instrumentos tecnológicos, normativos, econômicos e institucionais, que contribuam para a conservação de água nas área urbanas. Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água Programa de Uso Racional de Água (PURA-SABESP) Vem sendo implementado em São Paulo, pela SABESP em parceria com o IPT, desde 1995, tendo como objetivos específicos: • Mudar os vícios de uso abusivo de água; • Implementar leis, regulamentos e normas para o uso racional da água de equipamentos economizadores em prédios públicos; • Implementar normas sobre o desenvolvimento tecnológico de equipamentos economizadores de água; • Mudar projetos de instalações prediais de água fria e quente, parâmetros hidráulicos e código de obra; • Introduzir o programa no currículo das escolas das redes de ensino estadual e municipal de São Paulo Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água Programa de Conservação de Água da Unicamp(Pró-Água UNICAMP) Iniciado em 1999 para aumento da eficiência do uso da água nos edifícios localizados na Cidade Universitária e implementado em duas fases: • Há indicação de que se obteve grande economia no consumo mensal da Unicamp, principalmente devido às correções de vazamentos nos pontos de consumo analisados. • Dentre outras medidas, como a implementação de micro- medição com leitura remota , o programa prevê o diagnóstico de pontos de consumo específicos para a instalação de dispositivos sanitários economizadores e a implementação de um sistema de gestão dos sistemas prediais. Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água Programa de Uso Racional de Água da UFBA(ÁGUAPURA UFBA) Implementado desde 1998 em três etapas, tendo como objetivos: • 1) Reduzir o consumo de água na UFBA através da minimização das perdas e desperdícios; • 2) Difundir em toda a comunidade UFBA conceitos do uso racional da água • 3) Implantação de tecnologias limpas Iniciativas brasileiras sobre a conservação de água PROAGUA / Semi-árido Implementado pela Agência Nacional de Águas(ANA), incentiva a captação de água de chuva no semi-árido brasileiro. Tem como objetivos específicos: • Promover o uso racional e sustentável dos recursos hídricos, com ênfase na gestão participativa; • Prover com água a unidade doméstica, de forma confiável e sustentável, com prioridade para o abastecimento de áreas rurais com alta concentração de famílias de baixa renda. Ações do PROSAB para Conservação de Água • O Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB), implementado pelo FINEP, CNPQ e Cx. Econômica, constitui desde 1995 o principal programa brasileiro de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia. • Originariamente foi estruturado em 4 redes temáticas. Ações do PROSAB para Conservação de Água • O Edital 4, implementado a partir do ano de 2004 cria a rede temática 5 intitulada “Desenvolvimento de alternativas de saneamento ambiental para separação, tratamento de dejetos humanos na origem e sua disposição final, com vistas à redução do consumo de água e das infra- estruturas convencionais de coleta, especialmente nas periferias urbanas”. Ações do PROSAB para Conservação de Água • Integraram a Rede de pesquisa cooperativa 5 do Edital 4 do PROSAB as seguintes instituições: Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT-SP). Ações do PROSAB para Conservação de Água • Os projetos de pesquisa tiveram como foco principal o desenvolvimento de tecnologia para aproveitamento de fontes alternativas de água para uso não potável nas edificações, mais especificamente voltados para o uso em descargas sanitárias. Houve também o desenvolvimento de pesquisa sobre dispositivos sanitários economizadores. Tendo em vista as fontes alternativas de água, os processos de tratamento considerados nos projetos são descritos a seguir: Sistemas de aproveitamento de água de chuva Um sistema de aproveitamento da água da chuva possui características próprias e individualizadas. Vantagens da coleta de água de chuva: -Conservar a água -Menos gasto de energia (estação de tratamento) -Reduz a erosão local -Reduz enchentes causadas pela impermeabilização de áreas como coberturas, telhados e pátios, captando-a e armazenando-a. Componentes de um sistema de aproveitamento de água da chuva Material necessário para a coleta da água de chuva: - Calhas - condutores - dispositivo para descarte da água de lavagem do telhado - cisterna para sua reservação. Tipos de calha Análise de viabilidade econômica dos sistemas de aproveitamento de água de chuva Itens Reservatório de 5,0 m³ Reservatório de 2,5 m³ Custo do material R$ 1.500,00 R$ 1.000,00 Mão de obra R$ 600,00 R$ 400,00 Custo Total R$ 2.100,00 R$ 1.400,00 Economia de água gerada pelo sistema R$ 338,94 / ano R$ 182,70 / ano Custo de manutenção R$ 100,00 / ano R$ 100,00 / ano Taxa de juros 10% aa. 10% aa. Vida útil do projeto 20 anos 20 anos Período de retorno calculado 8 anos e 9 meses 12 anos e 4 meses Gerenciamento de Águas Cinzas Águas Cinzas não possuem contribuição de efluentes de vasos sanitários, que deixam a água muito escura e imprópria para uso. SE USADA DEVE SER BEM TRATADA. ÁGUA RESIDUÁRIA PROVENIENTE DE: • Lavatórios; • Chuveiros; • Banheiras; • Pias de cozinha (em alguns caso, sem muita gordura e óleos); • Máquina de lavar roupa; • Tanque; Usos possíveis para as Águas Cinzas  Descarga de vasos sanitários; • Irrigação de jardins; USOS MAIS UTILIZADOS EM RESIDÊNCIAS  Lavagem de vidros;  Lavagem de automóveis;  Combate a incêndios;  Preparo de concreto;  Água para caldeira; USOS MENOS UTILIZADOS Usos possíveis para as Águas Cinzas  Irrigação de gramados (áreas públicas); • Agricultura; • Processos industriais específicos; • Recarga de aqüíferos; POSSÍVEIS REÚSOS DE ÁGUAS CINZAS Gerenciamento de Águas Cinzas T R A T A M E N T O S Nível Primário; Produz água de reúso inodora e com baixa turbidez  Estágio 1 – Pré-filtro, localizado nas saídas da máquina de lavar, do chuveiro e dos lavatórios, para remover materiais grosseiros;  Estágio 2 – Uma peneira para remoção de cabelo e partículas de sabão, felpas de tecidos e gordura corporal;  Estágio 3 – Filtro fino na linha de suprimento de água para irrigação ou para os vasos sanitários, para reter precipitados ou material sedimentável; PODE SER REALIZADO: Gerenciamento de Águas Cinzas T R A T A M E N T O S Nível Secundário; Produz água de reúso inodora e com baixa turbidez Promove a degradação biológica de compostos carbonáceos, convertendo os carboidratos, óleos, graxas e proteínas a compostos mais simples, como: CO2, H2O, NH3, H2S  Via Anaeróbia – conversão da maior parte do material orgânico biodegradável presente na água residuária em biogás ;  Via Aeróbia – é responsável pela conversão de 40 a 50% da matéria orgânica da água residuária em CO2 – OBRIGATÓRIA, sendo a única capaz de remover a turbidez; PODE SER REALIZADO: Gerenciamento de Águas Cinzas T R A T A M E N T O S Nível Terciário; Assegura baixas densidades de coliformes termotolerantes, o tratamento deve prever desinfecção.  A desinfecção pode ser realizada através de processos artificiais ou naturais ;  São utilizados agentes físicos e químicos para inativar os organismos-alvo. A desinfecção química é realizada através da aplicação de compostos do grupo fenólico, álcoois, halogênios e metais pesados; PODE SER REALIZADO: GERENCIAMENTO DE ÁGUAS NEGRAS E AMARELAS • VIABILIDADE NA UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUAS NAS EDIFICAÇÕES - Segregação das águas residuárias na escala residencial - Gerenciamento de água e de resíduos em ambientes urbanos - Reciclagem da água e de nutrientes, reduzindo o consumo de energia e atividades de saneamento. • RECICLAGEM DE ÁGUAS - Nova abordagem vem surgindo principalmente na Europa - Utilização de fezes e urinas como fertilizantes ou complementos nas mais variadas culturas agrícolas, conteúdo de nutrientes e benefício para o solo e plantas. - Fezes e urina apresentam um atrativo a mais pelo fato de não conterem residuos industriais já que não apresentam contaminantes químicos que potencialmente inviabilizam o reuso do esgoto municipal. - Quando se retira a urina dos esgoto sanitário, diminui a carga de nitrogênio, reduz-se concomitantemente os custos de tratamento e o potencial de eutrofização do corpo receptor deste efluente. - A urina perfaz menos de 1% do volume do esgoto sanitário gerado em áreas urbanas, mas contém a maior parte de nutrientes que são essenciais na agricultura. Estima-se que este tipo de reciclagem dos nutrientes poderia substituir de 20 a 25% dos fertilizantes químicos comerciais atualmente. - A urina, além de conter mais de 90% da carga de nitrogênio presente nos esgotos sanitários, apresenta composto de nitrogênio, fósforo e potássio de muito fácil assimilação por plantas quando esta é disposta no solo. • CLASSIFICAÇÃO DE ÁGUAS - ÁGUAS NEGRAS – são águas residuárias proveniente dos vasos sanitários, contendo basicamente fezes, urina e papel higiênico. Apresentam elevada carga orgânica e presença de sólidos em suspensão, em grande parte sedimentáveis, em elevada quantidade. - ÁGUAS AMARELAS - são águas residuárias provenientes de dispositivo separadores de fezes e urina. Podem ser geradas em mictórios ou em vasos sanitários com compartimento separados para coleta de fezes e urina. Ou seja, urina é o componente principal deste resíduo liquido, além da própria água utilizada no aparelho sanitário para a condução deste excreta para a rede coletora. As águas amarelas podem ser recuperadas com ou sem tratamento, tendo como um dos destinos a sua utilização como importante fonte de nitrogênio p/ a agricultura. • AGENTES TRANSMISSORES - Fezes como agentes transmissores – infecções entéricas podem ser transmitidas por espécies patogênicas de bactérias, vírus, protozoários e helmintos. Como regra geral, a exposição a fezes não tratadas é sempre considerada insegura devido ä presença potencial de organismos patogênicos. - Urina como agente transmissor – Vários tipos de bactérias podem causar infecções do trato urinário, mas a transmissão via meio ambiente é tida como pouco provável. O principal risco de transmissão de doenças pelo uso e manejo de urina humana está relacionado com a contaminação cruzada de fezes e urina ou de urina diretamente, ou seja, o contato direto com o agente. • TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 1) ÁGUAS AMARELAS – Os principais processos de tratamento das águas amarelas, objetivando-se sua reciclagem na agricultura, são a estocagem em reservatórios fechados por períodos de tempo pré-determinados, a concentração para redução de volume e a precipitação de cristais. Dentre estes, a prática mais comum é a estocagem de urina, necessária para reduzir os risco biológicos da sua utilização na agricultura. 2) ÁGUAS NEGRAS – Em função das características das águas negras, sob o ponto de vista do regime de geração e das características físicas, químicas e biológicas, deve-se optar por sistemas de tratamento que atendam de forma adequada todas estas particularidades. As unidades mais recomendadas para este tipo de efluente seriam: tanque séptico e reator UASB. (Sistema de tratamento que utilizam o processo anaeróbico e estabilização da matéria orgânica são aqueles que se adaptam com mais flexibilidade as características deste tipo de efluente). 2.1) TANQUE SÉPTICO SEGUIDO DE FILTRO DE AREIA E DISPOSIÇÃO NO SOLO – É um sistema constituído de tanque séptico seguido de filtro de areia e disposição do solo, o qual visa o tratamento do efluente segregado de uma residência. A águas provenientes do vaso sanitário e pia de cozinha são separados das demais águas provenientes das unidades sanitárias (lavatórios, chuveiros, tanques e máquinas de lavar roupas) - Vantagens – Verificação do gerenciamento de esgoto em situação real - Desempenho bom mesmo para um efluente mais concentrado - As próprias bactérias do lodo digerem a matéria orgânica gerada no seu interior 2.2) REATOR ANAERÓBICO COMPARTIMENTADO SEGUIDO DE ALAGADOS CONSTRUÍDOS – Composto de três ou quatro câmaras em série, onde em cada uma delas o efluente atravessa, em fluxo ascendente, uma região com elevada concentração de biomassa (manta lodo), - Vantagens – Não necessidade de separação de fases no topo do reator, a pena altura - Boa resistência a cargas de choque - Simplicidade operacional - Pode ser construído semi ou totalmente enterrado Aparelhos Sanitários Economizadores: • Definição: Conjunto de peças, aparelhos e equipamentos utilizados em variados tipos de edifícios, tais como;  Habitações Comercial Indústrias ETC.. Abordagem dos aparelhos sanitários, será focado em ambientes com grande vazão de água, são eles; • Cozinha : I. Pias ( torneiras ); II. Lavadora de Louças; • Banheiro : I. Bacia Sanitária II. Chuveiro Tipos de Bacias Sanitárias • Convencional • Acoplada • Integrada Convencional : • Ela trabalha de forma independente do aparelho de descarga, este destinado a promover a limpeza, que nesses casos pode ser uma caixa de descarga ou uma válvula. Bacias Acoplada e Integrada : • Acoplada = A bacia e a caixa são peças diferentes e na instalação a saída da caixa fica posicionada sobre a entrada da bacia. • Integrada = é um tipo de bacia que forma com a caixa de descarga uma peça monolítica. Bacias Sanitárias Chuveiro : • É o aparelho que tem como característica ser o grande vilão tanto no consumo de água como do consumo de energia nas residências. • De acordo com estudos feitos na cidade de São Paulo, o consumo de água por esse aparelho corresponde de 20 a 40% do consumo total de água em residências. Chuveiro : Torneiras : • Considerando o consumo total diário de água de uma habitação, o consumo nas diversas torneiras nela utilizadas gira em torno de 20% deste. Torneira com Arejador : • Tem como caracteristica principal a redução da vazão de água e direcionamento do fluxo da mesma. • O arejador consiste em telas finas, com orifícios na superfície lateral para permitir a entrada de ar durante o escoamento. • Uma torneira dotada de arejador deve apresentar uma vazão mínima 0,05 l/s, reduzindo em torno de 50% o consumo em relação a uma torneira sem o mesmo. Torneiras de acionamento foto elétrico / fechamento automático : • Fechamento Automático A automatização do fechamento da torneira, implica na redução do tempo do usuário, levando a menores volumes água consumida. • Foto Elétrico Tem a vantagem de permitir ao usuário manter o aparelho em funcionamento no tempo adequado para suas necessidades Os participantes do Grupo Agradecem