1º Congresso Lusófono sobre Ambiente e Energia Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Grupo de Estudos em Saneamento Descentralizado 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

ESCASSEZ E POLUIÇÃO 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.

40 L de água/habitante/dia DISPONIBILIDADE DE ÁGUA 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 Bairros nobres  400 litros/habitante.dia Cidades de menor porte  120 litros/habitante.dia Comunidades rurais de menor porte  80 L/habitante.dia

USOS DA ÁGUA NO BRASIL 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. Distribuição do consumo de água para diferentes usos. (Fonte: ANA, 2009)

Ações de gerenciamento de água Adaptado de Gonçalves, 2006.

Consumo de Água Residencial 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 Demanda nas unidades hidro-sanitárias Unidade Almeida et al (1999) IPT Deca (2006) USP (2003) PNCDA (2005) Banheiro 55% 66% 73% 63% 60% Bacia sanitária 30,80% 5% 14% 29% Chuveiro 11,70% 54% 47% 28% Lavatório 12,60% 7% 12% 6% 26% Cozinha 21% 22% Pia da cozinha 13,00% 17% Máquina de lavar roupa 16,20% 4% 8% 9% 11% Área de serviço - 13% Tanque 10% Máquina de lavar louça 3% Outros 15,70% Total 100%

USO DOMÉSTICO 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 Fatores que influenciam no consumo de água: 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

USO DOMÉSTICO Fatores que afetam o consumo de água: Condições climáticas Hábitos e nível de vida da população Natureza da cidade Medição de água Pressão na rede Rede de esgoto Preço da água

FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA Segregação e reúso de esgotos domésticos

USO DOMÉSTICO – Pesquisas sobre reúso Pesquisa sobre reúso de água Universidade Federal do Espírito Santo Caracterização do consumo de água e energia Edifício convencional Edifício com reúso de águas cinzas

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 de reúso no edifício Setorização do consumo de água potável no edifício

Pesquisa reúso de água - UFES Distribuição do consumo de água nos setores da edificação dotada de reúso

Pesquisa sobre reúso de água - UFES USO DOMÉSTICO Pesquisa sobre reúso de água - UFES 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

USO DOMÉSTICO – Pesquisas sobre reúso -UFBA Pesquisa sobre reúso de água Universidade Federal da Bahia Consumo de Água em Residência de Baixa Renda

Consumo de água para diferentes usos (L/dia) Pesquisa sobre reúso de água - UFBA Consumo de água para diferentes usos (L/dia) CONVENCIONAL 80,16 l/hab/dia – Consumo Diário REÚSO 80,1 – 14,59 (água de chuva) – 8,65 (vaso) = 56,8 l/hab/dia Economia de 30 %

Grupo de Estudos em Saneamento Descentralizado - UFSC Balanço hídrico em uma residência unifamiliar, considerando águas cinzas e águas de chuva como fontes alternativas de água

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

2 3 1 5 4 Coleta e aproveitamento de água de chuva (águas azuis) Agricultura Lodo Suprimento de água convencional, a partir da rede pública 2 3 4 5 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

Aproveitamento de água da chuva Água de chuva – sistema de tratamento simplificado - peneiras

Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas CHUVEIRO TANQUE MÁQUINA DE LAVAR ROUPAS LAVATÓRIO

Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas

Tecnologias utilizadas no tratamento de águas cinzas Filtro anaeróbio Filtro de areia Filtro anaeróbio

Tecnologias utilizadas no tratamento de águas negras Pia da cozinha Tanque séptico Infiltração no solo Filtro de areia Vaso sanitário

Monitoramento do consumo de água 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

Distribuição e disposição de água e efluentes na residência

Resultados – Usos e demandas Distribuição da água – usos e demandas – Residência Ratones Peça HS Consumo (L/dia) Consumo (L/pessoa.dia) Vaso sanitário 92 31 Pia da cozinha 65 22 Lavatório e Chuveiro 124 41 Tanque e Máquina 150 50 Total águas cinzas 91 L/pessoa.dia

Resultados – Usos e demandas Usos X demandas – Residência Ratones 276,0 Consumo de água no vaso sanitário 92 L/dia

Consumo de água por peça hidro-sanitária segundo diversos autores Autor/Local CZ (L/p.d) VS CH (L/p.d) LV TQ MQ (L/p.d) UFSC, 2008 SC/BRASIL 22 31 41 50 Surendran e Wheatley, 1998 INGLATERRA 26 58 35 21 - 5 Flriedler, 2004 ISRAEL1 30 55 13 Helvetas, 2005 SUÍÇA1 28 52 Busser, 2006 VIETNAM1 18 45 Mayer et at apud Vickers, 20012 69 44 4,5 56 Vickers, 20013 33 37 Fane e Reardon, 2002 12 6 7 27 Ghisi e Ferreira, 2007 SC/BRASIL 2,5 19 4 Legenda: CZ: cozinha; VS: vaso sanitário; CH: chuveiro; LV: lavatório; TQ: tanque de lavar roupas; MQ: máquina de lavar roupas.

Comparativo dos Resultados Quadro Resumo Índices de Consumo Convencional (l/hab/dia) com reúso UFES (Alto Padrão) 216 147 UFSC (Média/Baixa) 136 80 UFBA (Baixa Renda) 57 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.

Conclusões e Recomendações 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

Financiamento: Muito obrigado! Profº Luiz Sérgio Philippi lsp@ens.ufsc.br GESAD – Grupo de estudos em Saneamento Descentralizado www.gesad.ufsc.br